Titel

Optimierung einer Ansteuerung zur Minimierung von Messstörungen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung einer Ansteuerung zur Minimierung von Messstörungen.

Stand der Technik

In Steuergeräten, insbesondere für den Einsatz in Kraftfahrzeugen, werden unterschiedliche Messsignale ausgewertet und Lasten über Endstufen angesteuert. Die Messungen und die Ansteuerung finden unabhängig voneinander statt und sind unabhängig voneinander für die jeweilige Teilaufgabe optimiert.

Dadurch kommt es häufig zu Überlappungen der Messungen und der Ansteuerflanken.

Nachteil hierbei ist, dass es dadurch zu einem Übersprechen im Kabelbaum und einer Verfälschung der Messsignale aufgrund dieser Überlappungen kommen kann.

Offenbarung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung schlägt daher vor, eine zeitliche Abstimmung eines Ansteuer-PWM-Signals vorzunehmen. Insbesondere wird hierbei eine Kostenfunktion verwendet, die auf Grundlage der Störanfälligkeit des Messsignals arbeitet. Über eine Optimierung der Aktivierung und Deaktivierung der Ansteuerung wird der optimale Zeitpunkt für das Ansteuer-PWM Signal gesucht. Der optimale Zeitpunkt ist vorteilhafterweise der Zeitpunkt, in dem die geringsten Auswirkung en auf die im gleichen Zeitraum stattfindenden Messungen bestehen, damit möglichst das genaueste Messergebnis erreicht wird.

Es wird ein Verfahren zur Optimierung einer Ansteuerung vorgeschlagen, bei dem eine Periodendauer eines Ansteuer-PWM-Signals in n Teilabschnitte, insbesondere in Anzahlen von Zweierpotenzen aufgeteilt wird.

Mittels Software werden Messzeitpunkte Ml-Mx ermittelt, die in der nächsten Ansteuer- Periode liegen. Danach findet die Bewertung der Messzeitpunkte Ml- Mx hinsichtlich ihrer Störanfälligkeit statt, wobei eine Mess koste nfunktion zur Hilfe genommen wird. Die Messkosten Kl bis Kx werden in die n Teilabschnitte gemäß der vorhergesagten Zeit der einzelnen Messungen eingetragen. Das für die nächste Periodendauer der Ansteuerung berechnete Tastverhältnis wird in ein Ansteuerfeld der Länge n übertragen, sodass analog zum Ansteuerfeld ein Flankenfeld der Länge N ermittelt wird. Für jedes erzeugte Flankenfeld werden die Messkosten berechnet. Die Optimierung der Ansteuerung erfolgt, indem die minimalen Ansteuerkosten für den jeweils nächsten Periodendauer evaluiert werden.

Beschreibung

Figur 1 zeigt ein Verfahren, das die Ansteuerung eines PWM Signals in einem Steuergerät innerhalb der Periodendauer auf den optimalen Zeitpunkt bezüglich der Lage der Ansteuerflanken im Verhältnis zu den Messungen verschiebt, die im gleichen Zeitraum der nächsten Periodendauer stattfinden sollen. Dabei wird die Länge des benötigten Ansteuerpulses nicht beeinflusst.

Ablauf des Verfahrens:

In einem ersten Verfahrensschritt 110 wird eine Periodendauer des Ansteuer- PWM-Signals mittels Software in n Teilabschnitte aufgeteilt. Besonders vorteilhaft erfolgt die Teilung in Anzahlen von 2er Potenzen (8, 16, 32, ...), wie sie als Speichergrößen in Mikrokontrollern (pC) Vorkommen. Alternativ ist auch eine nicht äquidistante Teilung möglich.

Im Verfahrensschritt 120 werden durch die Software die Messzeitpunkte Ml-Mx ermittelt, die in der nächsten Ansteuer-Periode liegen würden. In Figur 2 sind die Perioden gezeigt.

In 130 erfolgt die Bewertung der Messzeitpunkte Ml-Mx hinsichtlich ihrer Störanfälligkeit. Dabei werden die Messzeitpunkte Ml-Mx über eine Softwareapplikation mit Messkosten Kl bis Kx voreingestellt. Je höher die Störanfälligkeit ist, desto höher fallen die Messkosten aus.

In 140 werden die Messkosten Kl bis Kx in die n Teilabschnitte gemäß der vorhergesagten Zeit der einzelnen Messungen eingetragen, siehe Figur 2. Können die Messungen nicht exakt vorherbestimmt werden, kann eine Gaußkurve mit Mittelwert am wahrscheinlichsten Zeitpunkt und entsprechender Kostenhöhe verwendet werden.

Es gibt ein Tastverhältnis, das für die nächste vorgesehene Periodendauer der Ansteuerungssignale berechnet werden kann. Das für die nächste Periodendauer der Ansteuerung berechnete Tastverhältnis wird im Verfahrensschritt 150 in ein Ansteuerfeld der Länge n übertragen. Dabei werden l-x% der Felder mit 0 belegt und x% der Felder mit 1. Bei Zweierpotenzen ist die Übertragung des Tastverhältnisses in ein Ansteuerfeld kostengünstig und einfach in Bytes, Words, durch Bitoperationen und dergleichen sehr ressourcenschonend möglich.

In 160 wird analog zum Ansteuerfeld ein Flankenfeld der Länge N ermittelt, siehe Figur 2. Im Flankenfeld werden die jeweiligen Felder mit 1 bewertet, wenn im Ansteuerfeld ein Wechsel von 1 zu 0 oder von 0 zu 1 auftritt.

Die Verfahrensschritte 150 und 160 werden n Mal wiederholt. Bei jeder Wiederholung wird das Ansteuerfeld um ein Teilstück verschoben, wobei das letzte Teilstück an den Anfang bzw. das Ende eingeschoben wird. Kommen pC zum Einsatz, können effektiv Shift-Operationen genutzt werden. Alle so erzeugten n Ansteuerfelder werden in einem Speicher gespeichert.

In einem weiteren Schritt 170 werden für jedes erzeugte Flankenfeld die Messkosten berechnet. Dies erfolgt durch Multiplikation der n Flankenwerte und der n Messkosten und die darauffolgende Summierung beider Produkte pro Periodenteil. Es liegen für die n möglichen Ansteuermuster n Messkosten vor.

Die Optimierung der Ansteuerung erfolgt nun dadurch, dass die minimalen Ansteuerkosten evaluiert werden. Alle minimalen Messkosten kommen für die nächste optimierte Ansteuerung in Betracht.

Gibt es mehr als einen Index mit minimalen Messkosten, werden weitere Optimierungsparameter aus den möglichen Ansteuerfeldern evaluiert und ausgewählt. Das könnte zum Beispiel EMV Festigkeit sein.

Die Ansteuerung für die nächste Periode wird gemäß dem Ansteuerfeld mit dem optimierten Index durchgeführt.