DE102014111675A1

DE102014111675A1 - Simulationsvorrichtung und Verfahren zur Simulation einer an ein Regelungsgerät anschließbaren peripheren Schaltungsanordnung

Info

Publication number: DE102014111675A1
Application number: DE102014111675.5A
Authority: DE
Inventors: Jörg Bracker
Original assignee: Dspace GmbH; Dspace Digital Signal Processing and Control Engineering GmbH
Current assignee: Dspace GmbH
Priority date: 2014-08-15
Filing date: 2014-08-15
Publication date: 2016-02-18
Also published as: US20170160708A1; CN106575106A; JP6649945B2; JP2017527029A; WO2016023686A1; US10338552B2; CN106575106B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Simulationsvorrichtung (100) zur Simulation einer an ein Regelungsgerät (DUT) anschließbaren peripheren Schaltungsanordnung, wobei die Simulationsvorrichtung (100) mit dem Regelungsgerät elektrisch verbunden oder elektrisch verbindbar ist, und die Simulationsvorrichtung (100) ein erstes Stromstellmittel (150) zur Beeinflussung eines ersten Laststromes (IL1) und ein zweites Stromstellmittel (160) zur Beeinflussung eines ersten Quellenstromes (IS1) aufweist, wobei die Simulationsvorrichtung (100) des Weiteren eine Recheneinheit (CU) und ein auf der Recheneinheit (CU) ausführbaren Modellcode umfasst, und mittels des von dem Modellcode steuerbaren erster Stromstellmittels (150) der erste Laststrom (IL1) einstellbar ist, und der erste Laststrom (IL1) an einen ersten Lastanschluss (W1) des Regelungs-gerätes (DUT) geführt ist, und mittels des von dem Modellcode steuerbaren zweiten Stromstellmittels (160) der erste Quellenstrom (IS1) einstellbar ist, und der erste Quellenstrom (IS1) an einen ersten Versorgungsanschluss (C1) des Regelungsgerätes (DUT) geführt ist, und der Modellcode vorgesehen und eingerichtet ist, damit per Einflussnahme des Modellcodes auf das erste Stromstellmittel (150) und das zweite Stromstellmittel (160) – der erste Laststrom (IL1) zumindest anteilig aus dem ersten Quellenstrom (IS1) zurückgewinnbar ist, und/oder – der erste Quellenstrom (IS1) zumindest anteilig aus dem ersten Laststrom (IL1) zurückgewinnbar ist. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Simulation.

Description

Die Erfindung betrifft eine Simulationsvorrichtung zur Simulation einer an ein Regelungsgerät anschließbaren peripheren Schaltungsanordnung und ein Verfahren zur Simulation einer an ein Regelungsgerät anschließbaren peripheren Schaltungsanordnung.
Aus dem gedruckten Produktkatalog „Catalog 2014 Embedded Success dSPACE" auf den Seiten 282 bis 311 und den Seiten 472 bis 491 ebenfalls bereitgestellt in einer elektronischen Internet-Version unter http://www.dspace.de oder http://www.dspace.com/de/gmb/home/medien/product_info.cfm sind Simulationsvorrichtungen und eine Auswahl an Hardware-Bausteinen für die Simulationsvorrichtungen bekannt. Den Fachleuten auf dem Gebiet der Entwicklung von Regelungsgeräten, ist bekannt, eine Simulationsvorrichtung zur Simulation einer an das/die Regelungsgerät/e anschließbaren peripheren Schaltungsanordnung zu verwenden. Außerdem ist es bekannt, simulierte elektrische Lasten für den Test von Steuergeräten bzw. Regelungsgeräten einzusetzen. Beispielsweise werden in einem SAE-Fachaufsatz von A. Wagener et al. aus dem Jahr 2007 mit dem Titel „Hardware-in-the-Loop Test Systems for Electric Motors in Advanced Powertrain Applications" unterschiedliche Praxisbeispiele von HIL-Simulatoren aufgelistet. Der Schaltungsaufwand innerhalb der HIL-Simulatoren und/oder der Umrüst-Aufwand beim Wechsel des zu testenden Regelungsgerätes (engl.: „device under test“ bzw. kurz „DUT“) ist/sind hoch. Die Regelungsgeräte werden in der Fachsprache alternativ oft als Steuergeräte bezeichnet.
Der Zweck einer Simulationsvorrichtung der genannten Art besteht insbesondere darin, das Regelungsgerät auf dessen Funktionalität hin zu überprüfen ist, ohne dass das Regelungsgerät in dessen "echte" Arbeitsumgebung gebracht werden muss. Eine realitätsnahe Simulation der „echten“ Arbeitsumgebung des Regelungsgeräts ist eine Voraussetzung dafür, dass bei den Tests des Regelungsgeräts frühzeitig Probleme und Fehler erkannt werden können, die sich beispielsweise während einer Entwicklung oder Modifikation des Regelungsgeräts entstanden sind. Die Tests, die mit der Simulationsvorrichtung ausgeführt werden, zielen beispielsweise auf eine Überprüfung der leistungselektronischen Schnittstellen der Regelungsgeräte. In dem oben geschilderten technischen Zusammenhang werden die Regelungsgeräte oft als DUT (engl. „device under test“) bezeichnet. Ein häufig gestelltes Ziel ist, zu überprüfen ob das Regelungsgerät bzw. das DUT in gewünschter Weise reagiert, ob also das Regelungsgerät auf bestimmte – über seine Schnittstellen empfangene – Zustandsgrößen mit einer geeigneten Ausgabe von – über seine Schnittstellen ausgegebene – Ausgangsgrößen reagiert. Die Kommunikation des Regelungsgerät mit seiner technischen Umgebung erfolgt mittels Eingabe und Ausgabe (englisch: „input and output“), kurz mittels I/O, mit anderen Worten mittels der Signale, die via I/O-Schnittstellen zwischen dem Regelungsgerät und dessen technischer Umgebung ausgetauscht werden. Eine Simulationsvorrichtung wird häufig von Entwicklungsingenieuren verwendet, um die relevante technische Umgebung eines solchen Regelungsgerätes ganz oder teilweise nachzubilden, beispielsweise weil die später vorgesehene „echte“ technische Umgebung den Entwicklungsingenieuren nicht bzw. noch nicht zu Verfügung steht. Die Simulationsvorrichtung umfasst zumindest einen Simulationsrechner, auch als Recheneinheit (engl. „computation unit“) bezeichnet, und zumindest eine I/O-Schnittstelle. Im Falle eines Motorregelungsgeräts kann beispielsweise mit Hilfe einer Recheneinheit oder mehreren Recheneinheiten mit I/O-Schnittstellen der anzusteuernde Motor – ganz oder teilweise – simuliert werden. Zu diesem Zweck wird zunächst ein mathematisches Abbild des Motors, also ein mathematisches Modell und ein das mathematische Modell umfassender ausführbarer Modellcode geschaffen, der die Kenndaten und Zustandsgrößen des Motors miteinander in einen berechenbaren Zusammenhang stellt. In Fachkreisen werden das mathematische Modell und der davon abgeleitete ausführbare Modellcode oft als Synonyme gebraucht. Die von dem Regelungsgerät auf den – simulierten – Motor einwirkenden Größen – Stellsignale –, werden von der Recheneinheit über eine I/O-Schnittstelle empfangen und auf der Recheneinheit werden unter anderem auf Grundlage der I/O-Signale und/oder der weiteren übertragenen und/oder der gespeicherten Informationen durch das mathematische Modell Zustandsgrößen des – nachgebildeten also simulierten – Motors berechnet. Bestimmte Zustandsgrößen werden üblicherweise über eine oder mehrere I/O-Schnittstelle/n dem Motorregelungsgerät zur Verfügung gestellt. Die Übergabe der Zustandsgrößen von der Simulationsvorrichtung zum Motorregelungsgerät kann je nach Art und Zweck der Zustandsgröße in festen oder variablen Zeitabständen oder nur nach Anforderung erfolgen. Die Verwendung der Simulationsvorrichtung bringt ganz allgemein den erheblichen Vorteil mit sich, dass mit nur geringfügigem Aufwand ein großes Spektrum an Testfällen erprobt werden kann und auch veränderte Umgebungen des Regelungsgeräts – z. B. verschiedene Antriebsaggregate – simuliert werden können. Es ist unmittelbar einleuchtend, dass eine Simulationsvorrichtung, die für die aufgeführten Anwendungsbeispiele eigerichtet ist, von einem Regelungsgerät – beispielsweise von dem Motorregelungsgerät – nicht nur Signale im Kleinsignalbereich erhält, sondern auch elektrische Großsignale, wenn das Regelungsgerät über leistungselektronische Ausgänge verfügt, wie dies insbesondere bei der Ansteuerung von elektrischen Antrieben der Fall ist. In der Praxis werden die bekannten Schaltungen zur Nachbildung einer elektrischen Last häufig derart betrieben, dass die Spannung am Ausgang des Regelungsgeräts – also beispielsweise die Spannung am Ausgang des Leistungsteils eines Motor-Regelungsgeräts – messtechnisch erfasst wird, in einem mathematischen Modell des zu simulierenden Motors ein entsprechender Motor-Strom berechnet wird, der über den Anschluss des Regelungsgerätes unter Berücksichtigung der Betriebsdaten des Motors fließen müsste, und dieser Sollstromwert wird der Stromsteuereinheit übermittelt, welche dann den ermittelten Sollstrom möglichst zeitnah durch geeignete Ansteuerungen der Schaltung am Anschluss des Regelungsgeräts einstellt.
Aus der WO 2007/04228 A1 ist beispielsweise eine Schaltung bekannt, bei der als elektrischer Energiespeicher eine Spule verwendet wird, die eine Induktivität aufweist, die deutlich kleiner ist als die Induktivität der Wicklung eines nachzubildenden Elektromotors. Üblicherweise sind zur Ansteuerung eines Elektromotors mehrere Anschlüsse erforderlich, weil derartige Antriebe mit größeren Leistungen mehrphasig – meist dreiphasig – anzusteuern sind. Am Anschluss des Regelungsgerätes liegt typischerweise ein pulsweitenmoduliertes (PWM) Spannungssignal an, über dessen Tastverhältnis die an dem Anschluss im zeitlichen Mittel anliegende Spannung eingestellt werden kann. Die Spule ist mit ihrem anderen Anschluss über eine Halbbrücke mit zwei Hilfsspannungsquellen verbunden, so dass durch Schalten des einen Halbleiterschalters der Halbbrücke dieser zweite Anschluss der Spule auf ein hohes Potential gelegt werden kann, und durch Schalten des anderen Halbleiterschalters der Brücke der zweite Anschluss der Spule auf ein sehr niedriges Potential gelegt werden kann. So ist es möglich, den Stromfluss innerhalb der Spule zu beeinflussen und den Istwert des Stromes am Anschluss des Regelungsgerätes auf den Wert eines vorgegebenen Sollstromes einzustellen bzw. zu regeln.
Soweit in diesem Dokument die Rede von einem „Halbleiterschalter“ ist, so ist darunter ein mittels Halbleitertechnologie hergestelltes Schaltmittel zu verstehen, beispielsweise ein Feldeffekttransistor, insbesondere z.B. ein sogenannter Leistung-Feldeffekttransistor, beispielsweise ein Leistungs-MOSFET (engl.: metal-oxide-semiconductor field-effect transistor), ein Bipolartransistor oder ein sogenannter IGBT (engl.: insulated-gate bipolar transistor). Es ist bekannt, einen Halbleiterschalter zur Unterbrechung, zur Durchleitung und zur Steuerung eines Stromes zu verwenden.
Die Antriebssysteme, beispielsweise Drei-Phasen-Drehstrom-Motoren in PKW oder in Nutzfahrzeugen, die einen Elektro- oder Hybrid-Antrieb aufweisen, bewegen sich nicht selten in einem Leistungsbereich von über 10 kW bis über 100 kW. Gerade bei sehr dynamischen Belastungswechseln ist es hier notwendig, Spannungen am Anschluss des Regelungsgerätes zu beherrschen, die im Bereich von beispielsweise über 40 V bis beispielsweise über 1000 V liegen und Ströme, die im Bereich von einigen 10 A und in der Spitze auch mehreren 100 A liegen können. Neben einer Sicherstellung genannten Leistungs- oder Spannungs- oder Strombereiche an den Schnittstellen der Simulationsvorrichtung zur Regelungseinrichtung könnte ein Wunsch nach einer geringeren Verlustleistung im Vergleich zu bestehenden Simulationseinrichtungen entstehen, denn die durch die Verlustleistung entstehende Wärme in bekannten Simulationsvorrichtungen erfordert in vielen Anwendungsfällen die Installation von Kühlaggregaten zum Abtransport der (Verlust-)Wärme. Des Weiteren ist es ein Problem bekannter Simulationseinrichtungen, dass deren Kosten hoch sind, weil in einen Netzspannungsanschluss aus der mit dem Netzspannungsanschluss verbundenen Simulationsvorrichtung heraus eine Rückspeisung von Strömen erfolgt, denn eine derartige Rückspeisung ist strengen Auflagen der Elektroenergieversorgungs-Unternehmen unterworfen. Eine Erfüllung dieser Auflagen, insbesondere bezüglich der Frequenz, der Phasenlage und der Spannungsamplituden des Rückspeise-Stromes erfordert aufwändige technische Vorrichtungen, deren Anschaffung in der Regel mit hohen Investitionen verbunden ist.
Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Simulationsvorrichtung und ein Verfahren zur Simulation einer an ein Regelungsgerät anschließbaren peripheren Schaltungsanordnung anzugeben, die den Stand der Technik weiterbilden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß einerseits durch eine Simulationsvorrichtung und andererseits durch ein Verfahren zur Simulation gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von abhängigen Patentansprüchen.
Gemäß dem Gegenstand der Erfindung wird eine Simulationsvorrichtung zur Simulation einer an ein Regelungsgerät anschließbaren peripheren Schaltungsanordnung vorgeschlagen, wobei die Simulationsvorrichtung mit dem Regelungsgerät elektrisch verbunden oder elektrisch verbindbar ist, und die Simulationsvorrichtung ein erstes Stromstellmittel zur Beeinflussung eines ersten Laststromes und ein zweites Stromstellmittel zur Beeinflussung eines ersten Quellenstromes aufweist, wobei die Simulationsvorrichtung des Weiteren eine Recheneinheit und ein auf der Recheneinheit ausführbaren Modellcode umfasst, und mittels des von dem Modellcode steuerbaren erster Stromstellmittels der erste Laststrom einstellbar ist, und der erste Laststrom an einen ersten Lastanschluss des Regelungsgerätes geführt ist, und mittels des von dem Modellcode steuerbaren zweiten Stromstellmittels der erste Quellenstrom einstellbar ist, und der erste Quellenstrom an einen ersten Versorgungsanschluss des Regelungsgerätes geführt ist, und der Modellcode vorgesehen und eingerichtet ist, damit per Einflussnahme des Modellcodes auf das erste Stromstellmittel und auf das zweite Stromstellmittel

– der erste Laststrom zumindest anteilig aus dem ersten Quellenstrom zurückgewinnbar ist, und/oder
– der erste Quellenstrom zumindest anteilig aus dem ersten Laststrom zurückgewinnbar ist.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Simulation einer an ein Regelungsgerät anschließbaren peripheren Schaltungsanordnung vorgeschlagen, wobei das Regelungsgerät mit einer Simulationsvorrichtung zur Simulation der peripheren Schaltungsanordnung elektrisch verbunden wird, und die Simulationsvorrichtung umfasst:

– ein erstes Stromstellmittel zur Beeinflussung eines ersten Laststromes, der durch einen ersten Lastanschluss des Regelungsgerätes fließt,
– ein zweites Stromstellmittel zur Beeinflussung eines ersten Quellenstromes, der durch einen ersten Versorgungsanschluss des Regelungsgerätes fließt,
– eine Recheneinheit, auf der ein Modellcode ausgeführt wird, und wobei mittels dem Modellcode und dem von dem Modellcode gesteuerten ersten Stromstellmittel der erste Laststrom eingestellt wird, und mittels des von dem Modellcode und dem von dem Modellcode gesteuerten zweiten Stromstellmittels der erste Quellenstrom eingestellt wird, wobei der Modellcode das erste Stromstellmittels und das zweite Stromstellmittel derart steuert, dass
– der erste Laststrom zumindest anteilig aus dem ersten Quellenstrom zurückgewonnen wird, und/oder
– der erste Quellenstrom zumindest anteilig aus dem ersten Laststrom zurückgewonnen wird.

Der/die Vorteil/e des erfindungsgemäßen Simulationsvorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens sind, dass im Vergleich zu bekannten Simulationsvorrichtungen bzw. im Vergleich zu bekannten Verfahren zur Simulation aus dem gleichen technischen Anwendungsbereich

– der Netto-Energieverbrauch reduziert ist, und/oder
– eine sogenannte „Rückspeisung“ in einen Netzspannungsanschluss eines öffentlichen Stromversorgungsnetzes im Wesentlichen unterbunden oder zumindest reduziert ist, und/oder
– die Verlustleistung reduziert ist, was insbesondere deshalb von Bedeutung ist, weil zum Abtransport der durch die Verlustleitung hervorgerufenen Wärme in der Regel Zusatzaufwendungen bspw. Lüfter, Kühlvorrichtungen erforderlich sind, deren Kosten tendenziell steigen, wenn die Verlustleistung ansteigt.

Die Erfindung und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Hierbei werden gleichartige Teile mit identischen Bezeichnungen beschriftet. Die dargestellten Ausführungsformen sind stark schematisiert. Zum Zwecke der besseren Übersichtlichkeit wurde in den Zeichnungen oder in der Beschreibung auf einige Details verzichtet, die unwesentlich für das Verständnis der Erfindung bzw. der Ausführungsformen der Erfindung sind.
Es zeigen die
1 eine schematische Ansicht auf eine Ausführungsform eines ersten Stromstellmittels, dessen erster Laststrom einem ersten Lastanschluss eines Regelungsgerätes zugeführt wird, sowie eine schematische Ansicht auf eine Recheneinheit und auf ein Regelungsgerät, die mit dem ersten Stromstellmittel verbunden sind;
2 eine schematische Ansicht auf eine Ausführungsform eines zweiten Stromstellmittels, dessen erster Quellenstrom einem ersten Versorgungsanschluss eines Regelungsgerätes zugeführt wird, sowie eine schematische Ansicht auf eine Recheneinheit und auf ein Regelungsgerät, die mit dem zweiten Stromstellmittel verbunden sind;
3 eine schematische Ansicht auf eine exemplarischen Ausführungsform einer Simulationsvorrichtung, die einen Drei-Phasen-Elektromotor und einen elektrochemischen Energiespeicher nachbildet, sowie eine schematische Ansicht auf einen Netzspannungsanschluss, einen Transformator, ein Gleichrichtungsmittel und ein Regelungsgerät.
Eine erfindungsgemäße Simulationsvorrichtung 100 umfasst zumindest ein in 1 und in 3 exemplarisch dargestelltes erstes Stromstellmittel 150 und ein in 2 und in 3 exemplarisch dargestelltes zweites Stromstellmittel 160. Außerdem umfasst die Simulationsvorrichtung eine Recheneinheit CU, die beispielsweise in einem separaten Gehäuse oder „verteilt“ an mehreren Stellen der Simulationsvorrichtung angeordnet ist. Zu den Daten bzw. Signalen, die die Recheneinheit CU ausgibt, sind insbesondere auch solche Signale zu verstehen, die dem ersten Stromstellmittel 150 und dem zweiten Stromstellmittel 160, sowie gegebenenfalls dem/den weiteren Stromstellmittel/n 170, 180, 190 als Schaltsignale zur Beeinflussung des von dem jeweiligen Schaltersteuermittel 152, 162, 172, 182, 192 beeinflussten Ausgangsstromes dienen, beispielsweise zur Beeinflussung des ersten Quellenstromes IS1 oder zur Beeinflussung des ersten Laststromes IL1. Mit anderen Worten beeinflussen die ausgegebenen Signale der Recheneinheit CU das Schaltverhalten des ersten Stromstellmittels 150 und des zweiten Stromstellmittels 160, sowie gegebenenfalls des oder der weiteren Stromstellmittel/s 170, 180, 190.
Die mittels der erfindungsgemäßen Simulationsvorrichtung 100 simulierte periphere Schaltungsanordnung ist bevorzugt ein simuliertes Abbild sowohl einer induktiven Last als auch eines elektrochemischen Energiespeichers. Der erste Versorgungsanschluss C1 und der weitere – hier zweite – Versorgungsanschluss C2 des Regelungsgeräts DUT, werden in einem späteren Stadium des Entwicklungsprozesses des Regelungsgerätes DUT, also nachdem der Test des Regelungsgerätes DUT in der simulierten Umgebung abgeschlossen ist, üblicherweise mit einem „echten“ elektrochemischen Energiespeicher, beispielsweise einer Batterie oder einem Akkumulator mit Lithium-Ionen-Zellen oder Blei-Akkuzellen, elektrisch verbunden. In der Beschreibung der Erfindung braucht auf den „echten“ elektrochemischen Energiespeicher aber nicht weiter eingegangen werden, weil der Gegenstand der Erfindung eine Simulations-vorrichtung und ein zugehöriges Verfahren betrifft, die den „echten“ elektrochemischen Energiespeicher für einen zeitlich vorgelagerten Test des Regelungsgeräts DUT ersetzt. Ein auf der Recheneinheit CU ausführbarer und für die beschriebene Vorrichtung und das beschriebene Verfahren hergerichteter Modellcode kann im Rahmen der vorliegenden Lehre vorausgesetzt werden, da die Erstellung des Modellcodes eine routinemäßige Maßnahme des Fachmanns darstellt. Per Austausch des Modellcodes auf der Recheneinheit CU ist die Simulationsvorrichtung 100 flexibel an vordefinierte Eigenschaften einer zu simulierenden geänderten Last und/oder eines zu simulierenden geänderten elektrochemischen Energiespeichers adaptierbar. Sowohl die bereits genannte induktive Last als auch der genannte elektrochemische Energiespeicher mit deren elektrischen und weiteren Eigenschaften werden durch ein mathematisches Modell oder durch mehrere – gegebenenfalls miteinander verknüpfte – mathematische Modelle beschrieben, deren Details aber nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind. Derartige Modelle, die in Form des ausführbaren Modellcodes auf der Recheneinheit CU ausgeführt werden, sind dem Fachmann bekannt. Sofern der Modellcode konfigurierbar ist, also insbesondere flexibel an unterschiedliche zu simulierende periphere Schaltungsanordnungen beispielsweise unterschiedliche zu simulierende Elektromotoren anpassbar ausgestaltet ist, kann eine Benutzerschnittstelle vorgesehen sein, mittels der Konfigurationsdaten, die spezifische Kenngrößen der jeweiligen peripheren Schaltungsanordnung widerspiegeln, dem Modellcode hinzugefügt werden können. Beispielsweise kann vorgesehen sein, Konfigurationsdaten wie die Anzahl und Induktivitätswerte der Motorspulen, Massenträgheitsmoment des Rotors etc. im Modellcode anzupassen, sobald eine neue periphere Schaltungsanordnung simuliert werden soll. Ein weiteres Beispiel für Konfigurationsdaten, mit denen der Modellcode bevorzugt parametrierbar ist, sind Parameter des elektrochemischen Energiespeichers, also beispielsweise der Typ der Energiespeicherzellen (z.B. Blei-Akkumulator-Zellen oder Lithium-Ionen-Akkumulator-Zellen), die Anzahl der Akkumulatorzellen, der Ladezustand der Akkumulatorzellen und/oder durchschnittliche Temperatur der Akkumulatorzellen etc.
Gemäß der Abbildung der 1 wird von einem ersten Stromstellmittel 150 ein gesteuerter erster Laststrom IL1 bereitgestellt, und dieser erste Laststrom IL1 einem ersten Lastanschluss W1 eines Regelungsgerätes DUT zugeführt. An einem ersten Messpunkt 158 wird bevorzugt per Spannungsmessung über einem (in der 1 nicht dargestellten) Messwiderstand ein erster Spannungswert an dem ersten Lastanschluss W1 gemessen und eine hierbei ermittelte erste Messgröße 156 bevorzugt direkt einer mit dem ersten Schaltersteuermittel 152 via Signalverbindung verbundenen Recheneinheit CU zugeführt. Besonders bevorzugt umfasst die erste Messgröße 156 nicht nur einen gemessenen ersten Spannungswert an dem ersten Lastanschluss W1 gegen ein Bezugspotential, sondern zusätzlich auch einen gemessenen Stromwert des ersten Laststroms IL1. Besonders bevorzugt ist somit, dass der erste Messpunkt 158 sowohl eine Spannungsmessfunktion an dem ersten Lastanschluss W1 als auch eine Strommessfunktion zur Messung des ersten Laststrom IL1 umfasst.
Nach der messtechnischen Erfassung der ersten Messgröße 156 an dem ersten Lastanschluss W1 per ersten Messpunkt 158 wird also mittels des auf der Recheneinheit ausführbaren mathematischen Modellcodes die zu simulierende Last, also beispielsweise eine Motorwicklung, simuliert, indem ein entsprechender erster Laststrom IL1 berechnet wird, der gemäß dem Modellcode über den ersten Lastanschluss W1 des Regelungsgerätes DUT unter mathematischer Berücksichtigung der Betriebsdaten der „echten“ Last fließen müsste, und dieser Sollstromwert des ersten Laststromes IL1 wird bevorzugt dem ersten Stromstellmittel 150 übermittelt. Das erste Stromstellmittel 150 stellt anschließend den mittels des Modellcodes berechneten Sollwert des ersten Laststroms IL1 umgehend durch eine geeignete Ansteuerungen des ersten Halbleiterschalters 153 und des zweiten Halbleiterschalters 154 am ersten Lastanschluss des Regelungsgeräts DUT bereit. Die in den 1 und/oder 2 und/oder 3 dargestellten Halbleiterschalter, nämlich der erste Halbleiterschalter 153, der zweite Halbleiterschalter 154, der dritte Halbleiterschalter 163, der vierte Halbleiterschalter 164, sowie die weiteren in 3 dargestellten und jeweils paarweise an einem dritten Verbindungspunkt 171, an einem vierten Verbindungspunkt 181 und an einem fünften Verbindungspunkt 191 angeschlossenen weiteren Halbleiterschalter schalten bevorzugt in Abhängigkeit von jeweils einem pulsweitenmodulierten Spannungssignal, das jeweils von einem zugeordneten Schaltersteuermittel bereitstellbar bzw. bereitgestellt ist. Genauer dargestellt, steuern in den dargestellten Ausführungsformen gemäß der 1, 2 und 3 jeweils ein Schaltersteuermittel zwei zugeordnete Halbleiterschalter, nämlich:
Das erste Schaltersteuermittel 152 steuert den ersten Halbleiterschalter 153 und den zweiten Halbleiterschalter 154.
Das zweite Schaltersteuermittel 162 steuert den dritten Halbleiterschalter 163 und den vierten Halbleiterschalter 164.
Das dritte Schaltersteuermittel 172 steuert die beiden dargestellten Halbleiterschalter, die mit dem dritten Verbindungspunkt 171 verbunden sind.
Das vierte Schaltersteuermittel 182 steuert die beiden dargestellten Halbleiterschalter, die mit dem vierten Verbindungspunkt 181 verbunden sind.
Das fünfte Schaltersteuermittel 192 steuert die beiden dargestellten Halbleiterschalter, die mit dem fünften Verbindungspunkt 171 verbunden sind.
Die Signalverbindung zwischen der Recheneinheit CU und dem ersten Schaltersteuermittel 152 ist in der 1 und in der 3 jeweils mit einem Doppelpfeil symbolisiert. Prinzipiell ist eine unidirektionale Signalverbindung von der Recheneinheit CU zu dem ersten Schaltersteuermittel 152 ausreichend. Optional ist aber eine bidirektionale Signalverbindung zwischen der Recheneinheit CU und dem ersten Schaltersteuermittel 152 vorsehbar, beispielsweise bei einer Ausführungsvariante des ersten Stromstellmittels 150, bei dem die erste Messgröße 156 zunächst an das erste Schaltersteuermittel 152 weitergeleitet wird und anschließend beispielsweise die erste Messgröße 156 via Signalverbindung von dem ersten Schaltersteuermittel 152 zur Recheneinheit CU übertragen wird. Der auf der Recheneinheit CU ausgeführte Modellcode berechnet bevorzugt in jedem Zeitschritt, der besonders bevorzugt ein Model-Abtastintervall ist, mit bevorzugt vordefinierter maximaler Dauer auf der Basis der zyklisch aktualisierten ersten Messgröße 156 eine erste Führungsgröße zur Beeinflussung des ersten Stromstellmittels 150, wobei diese Beeinflussung bevorzugt erfolgt, indem die erste Führungsgröße entweder von der Recheneinheit CU oder von dem ersten Schaltersteuermittel 152 zyklisch in Schaltsignale zur Ansteuerung des ersten Halbleiterschalters 153 und des zweiten Halbleiterschalters 154 umgesetzt wird.
In dem Technikgebiet der numerischen Simulation wird die Größe eines Zeitschrittes, in dem der Modellcode beispielsweise zumindest einen ersten Messwert bzw. zumindest einen ersten Sensorwert verarbeitet und basierend auf dem ersten Messwert bzw. ersten Sensorwert direkt innerhalb dieses Zeitschrittes zumindest eine Führungsgröße zur Beeinflussung zumindest einer zu regelnden physikalischen Kenngröße berechnet und bereitstellt, oft als „Modell-Abtastintervall“ bezeichnet. Beispielsweise sind Modell-Abtastintervalle in der numerischen Simulation üblich, die nur wenige Mikrosekunden betragen. Im Rahmen dieser Erfindung ist der Begriff „Abtasten“ mittels eines Modellcodes folglich im Sinne einer „zyklischem Verarbeiten von Signalen/Daten“ mittels des Modellcodes zu interpretieren, wobei in jedem Modell-Abtastintervall zumindest ein Messwert bzw. Sensorwert von dem Modellcode verarbeitet wird und in jedem Modell-Abtastintervall eine zugehörige Führungsgröße von dem Modellcode berechnet wird.
An dem in 1 dargestellten ersten Verbindungspunkt 151 des ersten Halbleiterschalters 153 und des zweiten Halbleiterschalters 154 ist je nach Schalterstellung dieser beiden Halbleiterschalter 153, 154 ein Potential einstellbar, dass innerhalb eines Wertebereiches von einer positiven Versorgungsspannung Vp+ bis zu einer negativen Versorgungsspannung Vp– liegt. Ob die positive Wertebereichsgrenze des Potentials an dem ersten Verbindungspunkt 151, nämlich die positive Versorgungsspannung Vp+, und ob die negative Wertebereichsgrenze des Potentials an dem ersten Verbindungspunkt 151, nämlich die negative Versorgungsspannung Vp–, einstellbar ist, hängt von einer Vernachlässigbarkeit der Innenwiderstände jeweils von einem dieser beiden Halbleiterschalter 153, 154 im Zustand maximal eingestellter Leitfähigkeit und von einer Beeinflussung des Potentials an dem ersten Verbindungspunkt 151 durch das Potential an einem ersten Lastanschluss W1 des Regelungsgerätes DUT ab. Für die Ausführbarkeit der Erfindung ist es aber irrelevant, ob die positive oder negative Wertebereichgrenze des Potentials am ersten Verbindungspunkt 151 stets erreichbar ist, weil das Erreichen dieser beiden Wertebereichsgrenzen für eine realitätsnahe Simulation der Umgebung des Regelungsgerätes DUT nicht erforderlich ist.
Prinzipiell ist die erste Messgröße 156 direkt an das erste Schaltersteuermittel 152 und hiervon aus an die Recheneinheit CU übertragbar. Bevorzugt sind aber die erste Messgröße 156 an die Recheneinheit CU und eine aus der ersten Messgröße mittels des Modellcodes errechnete erste Führungsgröße via Recheneinheit CU – gegebenenfalls in einem umgewandelten Signalformat – an das erste Schaltersteuermittel 152 übertragbar. Die in diesem Absatz genannten Alternativen zur „Weitergabe“ der ersten Messgröße werden in 1 mit den beiden gestrichelten Pfeilen, die zu der Recheneinheit CU bzw. zu dem ersten Schaltersteuermittel 152 führen, symbolisiert.
Das erste Schaltersteuermittel 152 steuert bevorzugt sowohl einen ersten Halbleiterschalter 153, mit dem eine Verbindung von einer positiven Versorgungsspannung Vp+ zu dem ersten Lastanschluss W1 herstellbar ist, als auch einen zweiten Halbleiterschalter 154, mit dem eine Verbindung von einer negativen Versorgungsspannung Vp– zu dem ersten Lastanschluss W1 herstellbar ist. Es versteht sich von selbst, dass sich der erste Halbleiterschalter 153 und der zweite Halbleiterschalter 154 nicht gleichzeitig in einem Zustand maximaler Leitfähigkeit befinden dürfen, weil anderenfalls ein Kurzschluss von der positiven Versorgungsspannung Vp+ zur negativen Versorgungsspannung Vp– hergestellt wäre. Das erste Schaltersteuermittel 152 ist bevorzugt derart ausgestaltet, dass der erste Halbleiterschalter 153 erst dann von dem ersten Schaltersteuermittel 152 in den leitfähigen Zustand versetzt wird, wenn vorher bzw. zeitgleich der zweite Halbleiterschalter 154 von dem ersten Schaltersteuermittel 152 in den sperrenden Zustand versetzt wurde bzw. wird. Gleichermaßen ist das erste Schaltersteuermittel 152 bevorzugt derart ausgestaltet, dass der zweite Halbleiterschalter 154 erst dann von dem ersten Schaltersteuermittel 152 in den leitfähigen Zustand versetzt wird, wenn vorher bzw. zeitgleich der erste Halbleiterschalter 153 von dem ersten Schaltersteuermittel 152 in den sperrenden Zustand versetzt wurde bzw. wird. Auf eventuelle – vergleichsweise kleine – Leckströme, die trotz eines sperrenden Zustandes des ersten Halbleiterschalters 153 und/oder des zweiten Halbleiterschalters 154 durch den jeweilig gesperrten Halbleiterschalter 153, 154 fließen können, soll im Rahmen der vorliegenden Beschreibung nicht weiter eingegangen werden, weil dies für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlich ist.
Die rechentechnische Vorbereitung der Schaltvorgänge an dem ersten Halbleiterschalter 153 und dem zweiten Halbleiterschalter 154 kann prinzipiell auf mehreren Recheneinheiten „verteilt“ erfolgen (engl.: distributed computing), zum Beispiel teils in der Recheneinheit CU und teils innerhalb des ersten Schaltersteuermittels 152 erfolgen, wobei dieses Beispiel voraussetzt, dass innerhalb des ersten Schaltersteuermittels 152 ein rechentechnisches Mittel zur geeigneten Weiterverarbeitung der Signale der Recheneinheit CU eingerichtet ist.
Je nach Stellung des ersten Halbleiterschalters 153 und des zweiten Halbleiterschalters 154 ist die Stromrichtung des ersten Laststroms IL1 entweder zu dem ersten Lastanschluss W1 gerichtet oder von dem ersten Lastanschluss W1 weggerichtet. Natürlich kann außerdem ein Fall eintreten, dass kein Potentialgefälle zwischen dem ersten Lastanschluss W1 und dem ersten Verbindungspunkt 151 vorliegt, was natürlich zu einer Unterbrechung des ersten Laststroms IL1 führen wird. Der auf der Recheneinheit CU ausgeführte Modellcode sorgt im Zusammenspiel mit dem ersten Schaltersteuermittel 152 und dessen zugeordneten ersten Halbleiterschalter 153 und zweiten Halbleiterschalter 154 dafür, dass der gemäß Modellcode vorgesehene erste Laststrom IL1 in der von dem Modellcode vorgesehenen Stromrichtung dem ersten Lastanschluss W1 des zu testenden Regelungsgerätes DUT aufgeprägt wird.
Bevorzugt wird während der laufenden Simulation in vordefinierten Zeitabständen, besonders bevorzugt während jedes Modell-Abtastintervalls, an dem ersten Messpunkt 158 eine erste Messgröße 156 bereitgestellt, die bevorzugt sowohl einen gemessenen Betrag als auch eine gemessene Polarität repräsentiert, wobei die erste Messgröße 156 von dem Modellcode verarbeitet wird. Das Bezugspotential insbesondere für die Spannungsmessung am ersten Messpunkt 158 ist bevorzugt ein Massepotential, besonders bevorzugt ein „gemeinsames Massepotential“. Ein Bezugspotentialanschluss ist, obwohl in den Figuren nicht dargestellt, in den beschriebenen Ausgestaltungen der Erfindung vorhanden.
Unter dem „gemeinsamen Massepotential“ ist ein solches Massepotential zu verstehen, das als im Wesentlichen identisches Bezugspotential für sämtliche Lastanschlüsse W1, W2, W3 und sämtliche Versorgungsanschlüsse C1, C2 des Regelungsgerätes DUT anzusehen ist. Mit anderen Worten ausgedrückt sind im Falle des Vorliegens eines gemeinsamen Massepotentials die elektrischen Spannungen an dem erster Lastanschluss W1 und allen weiteren Lastanschlüssen W2, W3 sowie an dem ersten Versorgungsanschluss C1 und dem weiteren Versorgungsanschluss C2 durch jeweils einen Potentialunterschied zu dem gemeinsamen Massepotential charakterisiert.
Prinzipiell ist an dem ersten Lastanschluss W1 bzw. sind an den Lastanschlüssen W1, W2, W3 des zu testenden Regelungsgerätes DUT je nach vordefiniertem Verwendungszweck des Regelungsgerätes DUT unterschiedliche Lasten, insbesondere induktive Lasten anschließbar. Gleichermaßen ist an dem ersten Versorgungsanschluss C1 bzw. sind an den beiden, in den 1 bis 3 dargestellten, Versorgungsanschlüssen C1 und C2 des Regelungsgeräts DUT ein oder mehrere unterschiedliche elektrochemische/r Energiespeicher anschließbar. Mittels der erfindungsgemäßen Simulationsvorrichtung 100 ist der Anwender also in die Lage versetzt, eine Vielzahl unterschiedlicher Lasten und unterschiedlicher elektrochemischer Energiespeicher, insbesondere der genannten induktiven Lasten, der Batterien oder Akkumulatoren zu simulieren. Es kann hierfür eine Änderung der Parametrierung und/oder eine Anpassung des Simulationsmodells bzw. des Modellcodes vorteilhaft oder erforderlich sein, worauf im Rahmen der vorliegenden Erfindung aber nicht eingegangen werden muss, da eine Erstellung, Anpassung und/oder Parametrierung des Simulationsmodells bzw. des Modellcodes dem Fachmann auf dem betreffenden technischen Gebiet geläufig ist. Das zu testende Regelungsgerät DUT weist bevorzugt neben den Versorgungsanschlüssen C1, C2 und den Lastanschlüssen W1, W2, W3 weitere Anschlüsse X auf. Die Lastanschlüsse W1, W2, W3 des Regelungsgerätes DUT sind bevorzugt eingerichtet, um in einer späteren Verwendung mit jeweils einem Anschluss einer Elektromotor-Wicklung verbunden zu werden. Im Rahmen der Simulation ist der erste Lastanschluss W1 mit dem ersten Stromstellmittel 150 derart verbunden, dass ein Strom IL1, je nach Stellung des ersten Halbleiterschalters 153 und des zweiten Halbleiterschalters 154, entweder von dem ersten Lastanschluss W1 zu dem ersten Stromstellmittel 150 oder von dem ersten Stromstellmittel 150 zu dem ersten Lastanschluss W1 fließt.
Die weiteren Anschlüsse X des Regelungsgerätes DUT umfassen bevorzugt

– Eingang/Eingänge für Sensorsignale und/oder
– Schnittstelle/n für die Vernetzung wie beispielsweise eine CAN-Bus- und/oder FlexRay- und/oder Ethernet-Schnittstelle und/oder
– Anschluss/Anschlüsse für ein Bezugspotential und/oder
– analoge Signalausgang/Signalausgänge und/oder
– Eingang/Eingänge für Betriebsspannung/en und/oder
– Ausgang/Ausgänge für Betriebsspannung/en und/oder
– Schnittstelle/n für Diagnosegerät/e,

Bevorzugt ist zwischen dem ersten Verbindungspunkt 151 und dem ersten Lastanschluss W1 eine erste Spule L1 angeordnet.
Der erste Laststrom IL1 des ersten Stromstellmittels 150 ist ausgehend von dem ersten Verbindungspunkt 151 zu dem Regelungsgerät DUT geführt und wird folglich bevorzugt bezüglich der zugeordneten Strom-Spannungs-Kennlinie {IL1 = f(Spannung am ersten Verbindungspunkt 151 – Spannung am ersten Lastanschluss W1)} auch von der ersten Spule L1, insbesondere von deren Induktivität, beeinflusst. Es erübrigt sich, hierbei auf die Zeitabhängigkeiten der Strom-Spannungs-Wertepaare näher einzugehen, weil diese Zeitabhängigkeiten bei veränderlichen Strömen an Spulen dem Fachmann geläufig sind. Je nach den verwendeten Schaltfrequenzen des ersten Halbleiterschalters 153 und des zweiten Halbleiterschalters 154 ist eine Leitungsinduktivität einer Verbindungsleitung zwischen dem ersten Verbindungspunkt 151 und dem ersten Lastanschluss W1 zusätzlich zu der Induktivität der ersten Spule L1 oder alternativ hierzu, falls z.B. keine erste Spule L1 von dem ersten Stromstellmittel 150 umfasst ist, zu berücksichtigen, beispielsweise in dem Modellcode.
Die ermittelte erste Messgröße 156 wird bevorzugt direkt der Recheneinheit CU zugeführt. Alternativ ist beispielsweise vorsehbar, dass die in der ersten Messgröße 156 des ersten Stromstellmittels 150 enthaltenen Informationen „verteilt“ übertragen werden, also beispielsweise ein gemessener Spannungswert an dem ersten Lastanschluss W1 direkt an die Recheneinheit CU übertragen wird und ein gemessener Stromwert des ersten Laststroms IL1 an das erste Schaltersteuermittel 152 übertragen wird. Das letztgenannte Beispiel ist vorteilhaft, falls das erste Schaltersteuermittel 152 ein entsprechendes – nicht dargestelltes – Informationsverarbeitungsmittel aufweist, um auf der Basis des gemessenen ersten Laststroms IL1 und der von der Recheneinheit CU an das erste Schaltersteuermittel 152 übertragenen Informationen den ersten Laststrom IL1 zu beeinflussen.
Auf eine bevorzugte Ausführungsform der Simulationsvorrichtung 100 aufweisend eine besonders bevorzugte Bereitstellung der positiven Versorgungsspannung Vp+ und der negativen Versorgungsspannung Vp– wird in der Beschreibung zu 3 näher eingegangen. Gemäß der Abbildung der 2 wird von einem zweiten Stromstellmittel 160 ein gesteuerter erster Quellenstrom IS1 bereitgestellt, und dieser erste Quellenstrom IL1 einem ersten Versorgungsanschluss C1 des Regelungsgerätes DUT zugeführt. An einem zweiten Messpunkt 168 wird bevorzugt per Spannungsmessung über einem (in der 2 nicht dargestellten) Messwiderstand eine Spannung an dem ersten Versorgungsanschluss C1 gemessen und eine zweite Messgröße 166 ermittelt. Besonders bevorzugt umfasst die zweite Messgröße 166 nicht nur einen gemessenen Spannungswert an dem ersten Versorgungsanschluss C1 gegen ein Bezugspotential, sondern zusätzlich auch einen gemessenen Stromwert des ersten Quellenstroms IS1. Besonders bevorzugt ist somit, dass der zweite Messpunkt 168 sowohl eine Spannungsmessfunktion an dem ersten Versorgungsanschluss C1 als auch eine Strommessfunktion zur Messung des ersten Quellenstroms IS1 umfasst.
Die ermittelte zweite Messgröße 166 wird bevorzugt direkt der Recheneinheit CU zugeführt. Alternativ ist beispielsweise vorsehbar, dass die in der zweiten Messgröße 166 des zweiten Stromstellmittels 160 enthaltenen Informationen „verteilt“ übertragen werden, also beispielsweise ein gemessener Spannungswert an dem ersten Versorgungsanschluss C1 direkt an die Recheneinheit CU übertragen wird und ein gemessener Stromwert des ersten Quellenstroms IS1 an das zweite Schaltersteuermittel 162 übertragen wird. Das letztgenannte Beispiel ist vorteilhaft, falls das zweite Schaltersteuermittel 162 ein entsprechendes – nicht dargestelltes – Informationsverarbeitungsmittel aufweist, um auf der Basis des gemessenen ersten Quellenstroms IS1 und der von der Recheneinheit CU an das zweite Schaltersteuermittel 162 übertragenen Informationen den ersten Quellenstrom IS1 zu beeinflussen.
Bevorzugt ist zwischen einem zweiten Verbindungspunkt 161 und dem ersten Versorgungsanschluss C1 eine zweite Spule L2 angeordnet. Der erste Quellenstrom IS1 des zweiten Stromstellmittels 160 ist ausgehend von dem zweiten Verbindungspunkt 161 zu dem Regelungsgerät DUT geführt und es wird folglich die dem ersten Quellenstrom IS1 zugeordnete Strom-Spannungs-Kennlinie {IS1 = f(Spannung am zweiten Verbindungspunkt 161 – Spannung am ersten Versorgungsanschluss C1)} auch von der zweiten Spule L2, insbesondere deren Induktivität, beeinflusst. Es erübrigt sich, hierbei auf die Zeitabhängigkeiten der Strom-Spannungs-Wertepaare näher einzugehen, weil diese Zeitabhängigkeiten bei veränderlichen Strömen an Spulen dem Fachmann geläufig sind. Je nach den verwendeten Schaltfrequenzen des dritten Halbleiterschalters 163 und des vierten Halbleiterschalters 164 ist eine Leitungsinduktivität einer Verbindungsleitung zwischen dem zweiten Verbindungspunkt 161 und dem ersten Versorgungsanschluss C1 zusätzlich zu der Induktivität der zweiten Spule L2 oder alternativ hierzu, falls z.B. keine zweite Spule L2 von dem zweiten Stromstellmittel 160 umfasst ist, zu berücksichtigen, beispielsweise in dem Modellcode.
Nach der messtechnischen Erfassung der Spannung an dem ersten Versorgungsanschluss C1 per zweitem Messpunkt 168 wird also mittels des auf der Recheneinheit CU ausführbaren mathematischen Modellcodes bevorzugt ein zu simulierender elektrochemischer Energiespeicher, also beispielsweise ein Akkumulator oder eine Batterie, simuliert, indem ein entsprechender erster Quellenstrom IS1 berechnet wird, der gemäß dem Modellcode über den ersten Versorgungsanschluss C1 des Regelungsgerätes DUT unter mathematischer Berücksichtigung der Betriebsdaten des „echten“ elektrochemischen Energiespeichers fließen müsste, und dieser Sollstromwert des ersten Quellenstromes IS1 wird bevorzugt dem zweiten Stromstellmittel 160 übermittelt. Das zweite Stromstellmittel 160 stellt anschließend den mittels des Modellcodes berechneten Sollwert des ersten Quellenstroms IS1 umgehend durch eine geeignete Ansteuerungen des dritten Halbleiterschalters 163 und des vierten Halbleiterschalters 164 am ersten Versorgungsanschluss C1 des Regelungsgeräts DUT ein.
Die Signalverbindung zwischen der Recheneinheit CU und dem zweiten Schaltersteuermittel 162 ist in der 2 und in der 3 jeweils mit einem Doppelpfeil symbolisiert. Prinzipiell ist eine unidirektionale Signalverbindung von der Recheneinheit CU zu dem zweiten Schaltersteuermittel 162 ausreichend.
Optional ist aber eine bidirektionale Signalverbindung zwischen der Recheneinheit CU und dem zweiten Schaltersteuermittel 162 vorsehbar, beispielsweise bei einer Ausführungsvariante des zweiten Stromstellmittels 160, bei dem die zweite Messgröße 166 zunächst an das zweite Schaltersteuermittel 162 weitergeleitet wird und anschließend beispielsweise die zweite Messgröße 166 via Signalverbindung von dem zweiten Schaltersteuermittel 162 zur Recheneinheit CU übertragen wird.
Der auf der Recheneinheit CU ausgeführte Modellcode berechnet bevorzugt in jedem Zeitschritt, der besonders bevorzugt ein Modell-Abtastintervall ist, mit bevorzugt vordefinierter maximaler Dauer auf der Basis der zyklisch aktualisierten zweiten Messgröße 166 eine zweite Führungsgröße zur Beeinflussung des zweiten Stromstellmittels 160, wobei diese Beeinflussung bevorzugt erfolgt, indem die zweite Führungsgröße entweder von der Recheneinheit CU oder von dem zweiten Schaltersteuermittel 162 zyklisch in Schaltsignale zur Ansteuerung des dritten Halbleiterschalters 163 und des vierten Halbleiterschalters 164 umgesetzt wird.
An dem in 2 dargestellten zweiten Verbindungspunkt 161 des dritten Halbleiterschalters 163 und des vierten Halbleiterschalters 164 ist je nach Schalterstellung dieser beiden Halbleiterschalter 163, 164 ein Potential einstellbar, dass innerhalb eines Wertebereiches von der positiven Versorgungsspannung Vp+ bis zu der negativen Versorgungsspannung Vp– liegt. Ob die positive Wertebereichsgrenze des Potentials an dem zweiten Verbindungspunkt 161, nämlich die positive Versorgungsspannung Vp+, und ob die negative Wertebereichsgrenze des Potentials an dem zweiten Verbindungspunkt 161, nämlich die negative Versorgungsspannung Vp–, einstellbar ist, ist selbstverständlich abhängig von einer Vernachlässigbarkeit der Innenwiderstände jeweils von einem dieser beiden in 2 dargestellten Halbleiterschalter 163, 164 im Zustand maximal eingestellter Leitfähigkeit und von einer Beeinflussung des Potentials an dem zweiten Verbindungspunkt 161 durch das Potential an einem ersten Versorgungsanschluss C1 des Regelungsgerätes DUT. Für die Ausführbarkeit der Erfindung ist es aber irrelevant, ob die positive oder negative Wertebereichgrenze des Potentials am zweiten Verbindungspunkt 161 stets erreichbar ist, weil das Erreichen dieser beiden Wertebereichsgrenzen für eine realitätsnahe Simulation der Umgebung des Regelungsgerätes DUT nicht erforderlich ist.
Prinzipiell ist die zweite Messgröße 166 direkt an das zweite Schaltersteuermittel 162 und hiervon aus an die Recheneinheit CU übertragbar. Bevorzugt sind aber die zweite Messgröße 166 an die Recheneinheit CU und eine aus der zweiten Messgröße mittels des Modellcodes errechnete zweite Führungsgröße via Recheneinheit CU – gegebenenfalls in einem umgewandelten Signalformat – an das zweite Schaltersteuermittel 162 übertragbar. Die in diesem Absatz genannten Alternativen zur „Weitergabe“ der zweiten Messgröße werden in 2 mit den beiden gestrichelten Pfeilen, die zu der Recheneinheit CU bzw. zu dem zweiten Schaltersteuermittel 162 führen, symbolisiert.
Das zweite Schaltersteuermittel 162 steuert bevorzugt sowohl einen dritten Halbleiterschalter 163, mit dem eine Verbindung von einer positiven Versorgungsspannung Vp+ zu dem ersten Versorgungsanschluss C1 herstellbar ist, als auch einen vierten Halbleiterschalter 164, mit dem eine Verbindung von einer negativen Versorgungsspannung Vp– zu dem ersten Versorgungsanschluss C1 herstellbar ist. Es versteht sich von selbst, dass sich der dritte Halbleiterschalter 163 und der vierte Halbleiterschalter 164 nicht gleichzeitig in einem Zustand maximaler Leitfähigkeit befinden dürfen, weil anderenfalls ein Kurzschluss von der positiven Versorgungsspannung Vp+ zur negativen Versorgungsspannung Vp– hergestellt wäre. Das zweite Schaltersteuermittel 162 ist bevorzugt derart ausgestaltet, dass der dritte Halbleiterschalter 163 erst dann von dem zweiten Schaltersteuermittel 162 in den leitfähigen Zustand versetzt wird, wenn vorher bzw. zeitgleich der vierte Halbleiterschalter 164 von dem zweiten Schaltersteuermittel 162 in den sperrenden Zustand versetzt wurde bzw. wird. Gleichermaßen ist das zweite Schaltersteuermittel 162 bevorzugt derart ausgestaltet, dass der vierte Halbleiterschalter 164 erst dann von dem zweiten Schaltersteuermittel 162 in den leitfähigen Zustand versetzt wird, wenn vorher bzw. zeitgleich der dritte Halbleiterschalter 163 von dem zweiten Schaltersteuermittel 162 in den sperrenden Zustand versetzt wurde bzw. wird.
Auf eventuelle – vergleichsweise kleine – Leckströme, die trotz eines sperrenden Zustandes des dritten Halbleiterschalters 163 und/oder des vierten Halbleiterschalters 164 durch die gesperrten Halbleiterschalter 163, 164 fließen können, soll im Rahmen der vorliegenden Beschreibung nicht weiter eingegangen werden, weil dies für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlich ist.
Die rechentechnische Vorbereitung der Schaltvorgänge an dem dritten Halbleiterschalter 163 und dem vierten Halbleiterschalter 164 kann prinzipiell auf mehreren Recheneinheiten „verteilt“ erfolgen (engl.: distributed computing), zum Beispiel teils in der Recheneinheit CU und teils innerhalb des zweiten Schaltersteuermittels 162 erfolgen, wobei dieses Beispiel voraussetzt, dass innerhalb des zweiten Schaltersteuermittels 162 ein rechentechnisches Mittel zur geeigneten Weiterverarbeitung der Signale der Recheneinheit CU eingerichtet ist.
Je nach Stellung des dritten Halbleiterschalters 163 und des vierten Halbleiterschalters 164 ist die Stromrichtung des ersten Quellenstroms IS1 entweder zu dem ersten Versorgungsanschluss C1 gerichtet oder von dem ersten Versorgungsanschluss C1 weggerichtet. Natürlich kann außerdem ein Fall eintreten, dass kein Potentialgefälle zwischen dem ersten Versorgungsanschluss C1 und dem zweiten Verbindungspunkt 161 vorliegt, was natürlich zu einer Unterbrechung des ersten Quellenstroms IS1 führen wird. Der auf der Recheneinheit CU ausgeführte Modellcode sorgt im Zusammenspiel mit dem zweiten Schaltersteuermittel 162 und dessen zugeordneten dritten Halbleiterschalter 163 und vierten Halbleiterschalter 164 dafür, dass der gemäß Modellcode vorgesehene erste Quellenstrom IS1 in der von dem Modellcode vorgesehenen Stromrichtung dem ersten Versorgungsanschluss C1 des zu testenden Regelungsgerätes DUT aufgeprägt wird.
Bevorzugt wird während der laufenden Simulation in vordefinierten Zeitabständen, besonders bevorzugt während jedes Modell-Abtastintervalls, an dem zweiten Messpunkt 168 eine zweite Messgröße 166 bereitgestellt, die bevorzugt sowohl einen gemessenen Betrag als auch eine gemessene Polarität repräsentiert. Bevorzugt ist die zweite Messgröße 166 eine zweite Spannungsmessgröße, repräsentiert also die Spannung und die Polarität an dem zweiten Messpunkt 168 gegen ein Bezugspotential. Das Bezugspotential insbesondere für die Spannungsmessung an dem zweiten Messpunkt 168 ist bevorzugt ein Massepotential, besonders bevorzugt ein „gemeinsames Massepotential“. Bevorzugt ist zwischen dem zweiten Verbindungspunkt 161 und dem ersten Versorgungsanschluss C1 eine zweite Spule L2 angeordnet.
In 3 sind schematisch neben dem Regelungsgerät DUT, dem ersten Stromstellmittel 150 und dem zweiten Stromstellmittel 160 und der Recheneinheit CU zusätzliche weitere Stromstellmittel, nämlich das dritte Stromstellmittel 170, das vierte Stromstellmittel 180 und das fünfte Stromstellmittel 190 dargestellt. Bevorzugt sind sämtliche Stromstellmittel 150, 160, 170, 180, 190 identisch aufgebaut. Das in der 3 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Simulationsvorrichtung 100 umfasst

– einerseits drei Stromstellmittel 150, 180, 190, die jeweils mit einem der drei Lastanschlüsse W1, W2, W3 des Regelungsgeräts DUT verbunden sind, und
– andererseits zwei Stromstellmittel 160, 170, die jeweils mit einem der Versorgungsanschlüsse C1, C2 des Regelungsgeräts DUT verbunden sind.

Die insgesamt fünf Stromstellmittel 150, 160, 170, 180, 190 der 3, die jeweils mit einer Strich-Punkt-Linie umrandet dargestellt sind, stellen zusammen mit der Recheneinheit CU, den Anschlüssen für die positive Versorgungsspannung Vp+ und für die negative Versorgungsspannung Vp– und den elektrischen Verbindungsleitungen die wichtigsten Bestandteile der dargestellten bevorzugten Ausführungsform der Simulationsvorrichtung 100 dar, wobei diese Ausführungsform mit einer Doppelpunkt-Strich-Linie (^..-^..-) umrandet dargestellt ist. Es liegt auf der Hand, dass grundsätzlich von dem Modellcode für jedes der Stromstellmittel 150, 160, 170, 180, 190 jeweils zugeordnete Führungsgrößen bereitgestellt werden. Der Modellcode umfasst also Berechnungsvorschriften, um jedes Stromstellmittel 150, 160, 170, 180, 190 individuell zu steuern. Bevorzugt werden die Führungsgrößen für jedes der Stromstellmittel 150, 160, 170, 180, 190 während des Ablaufes der Simulation in jedem Modell-Abtastintervall mittels des Modellcodes aktualisiert.
Bevorzugt ist/sind der erste Versorgungsanschluss C1 und/oder der weitere Versorgungsanschluss C2 jeweils mit einer Kapazität, bspw. durch jeweils einen angeschlossenen Kondensator, beaufschlagt. Diese Kapazität/en bzw. diese/r Kondensator/en verzögern Spannungsänderungen an dem ersten Versorgungsanschluss C1 und/oder an dem weiteren Versorgungsanschluss C2. Optional ist außerdem vorsehbar, dass der erste Lastanschluss W1 und/oder der weitere – hier zweite – Lastanschluss W2 und/oder der weitere – hier dritte – Lastanschluss W3 jeweils mit einer Kapazität, bspw. durch jeweils einen angeschlossenen Kondensator, beaufschlagt sind, was an dem ersten Lastanschluss W1 und/oder an dem weitere – hier zweiten – Lastanschluss W2 und/oder an dem weiteren – hier dritten – Lastanschluss W3 eine Verzögerung der Spannungsänderungen bewirkt. Die in diesem Absatz genannten Kapazitäten bzw. Kondensatoren tragen zu einer „Entkopplung“ der jeweils zugeordneten Anschlüsse des Regelungsgeräts bei.
Die 3 zeigt außerdem eine schematische Ansicht auf einen Netzspannungsanschluss 500, einen Transformator 400 und ein Gleichrichtungsmittel. Es sei angemerkt, dass trotz der beschriebenen Strom-Rückgewinnung mittels der Erfindung kein „Verlust-freier“ Energiekreislauf während der Simulation erzielt werden kann. Folglich muss während des Betreibens der Simulationsvorrichtung insbesondere zur Kompensation der innerhalb der Simulationsvorrichtung entstehenden Energieverluste, eine externe Energiezuführung sichergestellt werden, beispielsweise via Netzspannungsanschluss 500, dessen Spannung zunächst mittels eines Transformators 400 umgeformt und anschließend durch ein Gleichrichtungsmittel 300 in eine Gleichspannung umgewandelt wird. Das Gleichrichtungsmittel 300 stellt an dessen Ausgang eine positive Versorgungsspannung Vp+ und eine negative Versorgungsspannung Vp– für die Simulationsvorrichtung 100 bereit.
Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass die positive Versorgungsspannung Vp+ und die negative Versorgungsspannung Vp– prinzipiell auch in anderer Weise bereitstellbar ist, beispielsweise mittels Akkumulatoren.
Falls, wie in dem Ausführungsbeispiel gemäß der 3 dargestellt, mittels der Simulationsvorrichtung 100 ein für einen Drei-Phasen-Betrieb ausgelegter Drehstrom-Motor mit drei Wicklungsanschlüssen zu simulieren ist, dann sind zu Simulationszwecken bevorzugt anstelle der „echten“ Wicklungsanschlüsse des Drehstrom-Motors jeweils ein Stromstellmittel 150, 180, 190 pro simulierten Wicklungsanschluss mit jeweils einem Lastanschluss W1, W2, W3 des Regelungsgeräts DUT verbunden. Um dieses Ausführungsbeispiel etwas plastischer darzulegen, sind in der 3 insbesondere folgende Verbindungen vorgesehen:

– Der erste Lastanschluss W1 des Regelungsgeräts DUT, der bevorzugt in der später vorgesehenen „echten“ Verwendung des Regelungsgeräts DUT mit einem ersten Wicklungsanschluss des Drehstrommotors zu verbinden ist, wird stattdessen zu Simulationszwecken mit dem ersten Stromstellmittel 150 derart verbunden, dass der erste Laststrom IL1 zwischen dem ersten Lastanschluss W1 und dem ersten Verbindungspunkt 151 fließen kann.
– Der zweite Lastanschluss W2 des Regelungsgeräts DUT, der bevorzugt in der später vorgesehenen „echten“ Verwendung des Regelungsgeräts DUT mit einem zweiten Wicklungsanschluss des Drehstrommotors zu verbinden ist, wird stattdessen zu Simulationszwecken mit dem weiteren – hier vierten – Stromstellmittel 180 derart verbunden, dass der zweite Laststrom IL2 zwischen dem zweiten Lastanschluss W2 und dem vierten Verbindungspunkt 181 fließen kann.
– Der dritte Lastanschluss W3 des Regelungsgeräts DUT, der bevorzugt in der später vorgesehenen „echten“ Verwendung des Regelungsgeräts DUT mit einem dritten Wicklungsanschluss des Drehstrommotors zu verbinden ist, wird stattdessen zu Simulationszwecken mit dem weiteren – hier fünften – Stromstellmittel 190 derart verbunden, dass der dritte Laststrom IL3 zwischen dem dritten Lastanschluss W3 und dem fünften Verbindungspunkt 191 fließen kann.
– Der erste Versorgungsanschluss C1 des Regelungsgeräts DUT, der bevorzugt in der später vorgesehenen „echten“ Verwendung des Regelungsgeräts DUT mit einem ersten Anschluss eines elektrochemischen Energiespeichers zu verbinden ist, wird stattdessen zu Simulationszwecken mit dem – hier zweiten – Stromstellmittel 160 derart verbunden, dass der erste Quellenstrom IS1 zwischen dem ersten Versorgungsanschluss C1 und dem zweiten Verbindungspunkt 161 fließen kann.
– Der weitere Versorgungsanschluss C2 des Regelungsgeräts DUT, der bevorzugt in der später vorgesehenen „echten“ Verwendung des Regelungsgeräts DUT mit einem zweiten Anschluss eines elektrochemischen Energiespeichers zu verbinden ist, wird stattdessen zu Simulationszwecken mit dem weiteren – hier dritten – Stromstellmittel 170 derart verbunden, dass der zweite Quellenstrom IS2 zwischen dem weiteren Versorgungsanschluss C2 und dem dritten Verbindungspunkt 171 fließen kann.

Aus der Beschreibung und der schematischen Darstellung der – bevorzugt identischen – Ausgestaltungen der Stromstellmittel 150, 160, 170, 180, 190 geht hervor, dass sowohl die Beträge der von den Stromstellmitteln jeweils ausgegebenen Ströme IS1, IS2, IL1, IL2, IL3 als auch deren Stromrichtung mittels des Modellcodes einstellbar sind. Bevorzugt werden die von den Stromstellmitteln 150, 160, 170, 180, 190 jeweils an das Regelungsgerät DUT ausgegebenen Ströme IS1, IS2, IL1, IL2, IL3 und die an den Lastanschlüssen W1, W2, W3 und Versorgungsanschlüssen C1, C2 anliegenden Spannungen gegen ein Bezugspotential in jedem Modell-Abtastintervall jeweils mittels der den Stromstellmitteln zugeordneten Messgrößen 156, 166, 176, 186, 196 an den zugeordneten Messpunkten 158, 168, 178, 188, 198 überprüft. Die bevorzugt zur Spannungsmessung gegen ein Bezugspotential und zur Strommessung von IS1, IS2, IL1, IL2, IL3 vorgesehenen und eingerichteten Messpunkte 158, 168, 178, 188, 198 der jeweiligen Stromstellmittel 150, 160, 170, 180, 190 sind, gemäß der in 3 dargestellten Ausführungsform, jeweils einem Anschluss aus der Gruppe der Versorgungsanschlüsse C1, C2 und Lastanschlüsse W1, W2, W3 des Regelungsgerätes DUT zugeordnet.
In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Simulationsvorrichtung umfasst die simulierte periphere Schaltungsanordnung sowohl ein dem ersten Stromstellmittel 150 zugeordnetes simuliertes Abbild einer ersten induktiven Last als auch ein dem zweiten Stromstellmittel 160 zugeordnetes simuliertes Abbild eines elektrochemischen Energiespeichers, wobei ein Anschluss für eine Bereitstellung einer positiven Versorgungsspannung Vp+ sowohl mit dem ersten Stromstellmittel 150 als auch mit dem zweiten Stromstellmittel 160 verbunden ist, und ein Anschluss für eine Bereitstellung einer negativen Versorgungsspannung Vp– sowohl mit dem ersten Stromstellmittel 150 als auch mit dem zweiten Stromstellmittel 160 verbunden ist.
In dieser Weiterbildung sind die simulierte induktive Last und der simulierte elektrochemische Energiespeicher von derselben Simulationsvorrichtung 100 umfasst. Die Simulation der induktiven Last erfolgt beispielsweise indem das erste Stromstellmittel 150 einen ersten Laststrom IL1, der mittels des auf der Recheneinheit CU ausgeführten Modellcodes in jedem Modell-Abtastintervall berechnet wird, an dem ersten Lastanschluss W1 des Regelungsgeräts DUT bereitstellt. Unter induktiven Lasten sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung beispielsweise Elektromagnete, Drosselspulen oder Elektromotoren zu verstehen. Bei den induktiven Lasten sind im Gegensatz zu sogenannten „reinen Ohm-schen Lasten“ die induktiven Widerstände nicht vernachlässigbar und müssen in der Regel insbesondere für die Berechnung der jeweiligen Strom-Zeit-Kennlinien, beispielsweise mittels der zugehörigen Modellcodes, herangezogen werden. Die Simulation des elektrochemischen Energiespeichers erfolgt beispielsweise indem das zweite Stromstellmittel 160 einen ersten Quellenstromstrom IS1, der mittels des auf der Recheneinheit CU ausgeführten Modellcodes in jedem Modell-Abtastintervall berechnet wird, an dem ersten Lastanschluss W1 des Regelungsgeräts DUT bereitstellt. Eine zumindest anteilige Rückgewinnung des ersten Laststromes IL1 aus dem ersten Quellenstrom IL1 oder eine zumindest anteilige Rückgewinnung des ersten Quellenstromes IL1 aus dem ersten Laststrom IL1 ist über die oben genannte elektrischen Verbindung der Anschlüsse für eine positive Versorgungsspannung Vp+ oder die oben genannte elektrische Verbindung der Anschlüsse für die negative Versorgungsspannung Vp– ermöglicht.
Eine Kombination der Simulation sowohl der induktiven Last als auch der Simulation des elektrochemischen Energiespeichers innerhalb der Simulationsvorrichtung 100 ist insbesondere deshalb vorteilhaft, weil in vielen praxisnahen Simulationsszenarien für den Test eines Regelungsgeräts DUT in dessen simulierten technischen Umgebungen, der erste Laststrom IL1 und der erste Quellenstrom IS1 betragsmäßig angeglichen sind. Auch deshalb kann die beschriebene Art des „Recyclings“ bzw. der Zurückgewinnung der elektrischen Energie, entweder aus dem ersten Stromstellmittel 150 für das zweite Stromstellmittel 160 oder umgekehrt, mittels der Erfindung einen Betriebskostenvorteil gegenüber einer Lösung aus dem Stand der Technik bedeuten.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Simulationsvorrichtung sind das erste Stromstellmittel 150 und das zweite Stromstellmittel 160 identisch aufgebaut. Ein Vorteil des identischen Aufbaus des ersten Stromstellmittels 150 und des zweiten Stromstellmittels 160 ist, dass eine Erstellung des Modellcodes und eine Modell-Parametrierung erleichtert ist, weil bei einer zusätzlichen Identität Umgebungsbedingungen und Führungsgrößen für die beiden Stromstellmittel 150, 160 eine Identität der ausgehenden Ströme, also beispielsweise des ersten Laststromes IL1 und des ersten Quellenstromes IS1 anzunehmen ist, soweit beispielsweise Temperatur-bedingte Abweichungen oder Bauelemente-Toleranzen vernachlässigbar sind. Zudem erleichtert eine Identität des ersten Stromstellmittels 150 und des zweiten Stromstellmittels 160 deren Herstellung, Wartung und Reparatur.
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Simulationsvorrichtung 100 sind das erste Stromstellmittel (150) und auf das zweite Stromstellmittel (160) derart zeitlich abgestimmt beeinflussbar, dass in einer zeitlich nacheinander folgenden N-fachen Abfolge von Modell-Abtastintervallen in jedem Modell-Abtastintervall der N-fachen Abfolge der erste Laststrom (IL1) in Abhängigkeit des ersten Quellenstroms (IS1) oder der erste Quellenstrom (IS1) in Abhängigkeit des ersten Laststroms (IL1) verändert ist. Die beschriebene zeitliche Abstimmung und die beschriebene Abhängigkeit des ersten Laststroms IL1 von dem ersten Quellenstrom IS1 oder die Abhängigkeit des ersten Quellenstroms IS1 von dem ersten Laststroms IL1 ist bevorzugt in dem Modellcode verankert, beispielsweise indem in die Berechnung der Führungsgröße zur Beeinflussung des ersten Stromstellmittels 150 eine Kenngröße des zweiten Stromstellmittel 160, bspw. eine Führungsgröße des zweiten Stromstellmittels 160 oder eine zweite Messgröße 166, einfließt. In der Weiterbildung der Simulationsvorrichtung 100 ist die beschriebene zeitliche Abstimmung und die beschriebene Abhängigkeit des ersten Laststroms IL1 von dem ersten Quellenstrom IS1 oder die Abhängigkeit des ersten Quellenstroms IS1 von dem ersten Laststroms IL1 über N Modellabtastintervalle hinweg hergestellt, wobei N eine ganzzahlige Anzahl ist, die zumindest 2 beträgt. Also ist N gleich oder größer 2. Ein Vorteil der Weiterbildung der Erfindung ist eine Erhöhung der Genauigkeit gemäß der Modellcode-Vorgaben, bei der Einstellung des ersten Laststroms IL1 und/oder des ersten Quellenstroms IS1, im Vergleich zu der Genauigkeit, die ohne beschriebene zeitliche Abstimmung und die beschriebene Abhängigkeit des ersten Laststroms IL1 von dem ersten Quellenstrom IS1 oder die Abhängigkeit des ersten Quellenstroms IS1 von dem ersten Laststroms IL1 festzustellen ist.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Simulationsvorrichtung weist zumindest ein weiteres Stromstellmittel 170, 180, 190, das identisch zum ersten Stromstellmittel (150) und/oder zum zweiten Stromstellmittel (160) aufgebaut ist, auf. Ein Beispiel für eine derartige Ausführungsform ist in der 3 dargestellt, wobei dieses Beispiel zur Simulation einer elektrochemischen Energiespeichers und eines Drei-Phasen-Drehstromotors geeignet ist. Die in 3 dargestellte Simulationsvorrichtung 100 weist auf:

– ein weiteres – hier drittes – Stromstellmittel 170, dessen dritter Verbindungspunkt 171 bevorzugt via dritter Spule L3 mit dem weiteren Versorgungsanschluss C2 verbunden ist;
– eine weiteres – hier viertes – Stromstellmittel 180, dessen vierter Verbindungspunkt 181 bevorzugt via vierter Spule L4 mit dem weiteren – hier zweiten – Lastanschluss W2 verbunden ist;
– eine weiteres – hier fünftes – Stromstellmittel 190, dessen fünfter Verbindungspunkt 191 bevorzugt via fünfter Spule L5 mit dem weiteren – hier dritten – Lastanschluss W3 verbunden ist.

Das weitere – hier dritte – Stromstellmittel 170 dient in der Simulation beispielsweise dazu, einen zweiten Quellenstrom IS2 einem weiteren Versorgungsanschluss C2 des Regelungsgeräts aufzuprägen, womit es im Zusammenspiel mit dem zweiten Stromstellmittel 160 ermöglicht ist, die zu simulierenden Ströme eines elektrochemischen Energiespeichers an dem ersten Versorgungsanschluss C1 und dem weiteren Versorgungsanschluss C2 in beiden Stromrichtungen nachzubilden. Vorteilhafterweise ist damit neben einer Betriebsart, bei der der simulierte elektrochemische Energiespeicher die simulierte induktive Last mit Elektroenergie versorgt, auch eine andere Betriebsart, bei der beispielsweise eine sogenannte Rekuperation aufweisend eine Rückspeisung von Elektroenergie von der simulierten induktiven Last in den elektrochemischen Energiespeicher erfolgt, simulierbar. Einer der Vorteile des identischen Aufbaus der oder des weiteren Stromstellmittel/s 170, 180, 190 im Vergleich zu dem ersten Stromstellmittel 150 und/oder zum dem zweiten Stromstellmittel 160 ist darin zu sehen, dass eine Erstellung und/oder Parametrierung des Modellcodes vereinfacht ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Simulationsvorrichtung 100 ist das weitere Stromstellmittel 170, 180, 190 mit einem weiteren Lastanschluss W2, W3 oder mit einem weiteren Versorgungsanschluss C2 elektrisch verbunden. Ob ein weiteres oder mehrere weitere Stromstellmittel 170, 180, 190 in der Simulationsvorrichtung 100 vorteilhaft einsetzbar sind, hängt vorrangig davon ab, wie viele stromführende – insbesondere leistungselektrische – Lastanschlüsse W1, W2, W3 und/oder Versorgungsanschlüsse C1, C2 des Regelungsgeräts DUT in der Summe mit der Simulationsvorrichtung 100 zu verbinden sind.
Beispielsweise lassen sich mit einer Simulationsvorrichtung 100, die ein erstes Stromstellmittel 150 zum Bereitstellen eines ersten Laststromes IL1 für einen ersten Lastanschluss W1 und ein zweites Stromstellmittel 160 zum Bereitstellen eines ersten Quellenstromes IS1 für einen ersten Versorgungsanschluss C1 aufweist, viele denkbare Simulationsszenarien ausführen, in denen ein simulierter Gleichstrommotor mit lediglich einer einzigen simulierten Motorwicklung, die von dem ersten Lastanschluss W1 zu dem Bezugspotential (bspw. dem Massepotential) geführt ist und ein simulierter elektrochemischen Energiespeicher dessen erste Elektrode mit dem ersten Versorgungsanschluss C1 und dessen zweite Elektrode mit dem Bezugspotential (bspw. Massepotential) verbunden ist, nachzubilden sind.
Eine Simulationsvorrichtung 100, die hingegen dazu vorgesehen ist, sowohl einen Drei-Phasen-Elektromotor als auch einen elektrochemischen Energiespeicher im Rahmen einer Simulation nachzubilden, wobei die Lastströme IL1, IL2, IL3 also beispielsweise die drei Phasenströme des Drei-Phasen-Elektromotors und die beiden Quellenströme IS1, IS2 also beispielsweise die Ströme über zwei Batterieelektroden vorteilhafterweise jeweils einzeln beeinflussbar sind, ist vorzugsweise, wie in 3 dargestellt, mit insgesamt fünf Stromstellmitteln 150, 160, 170, 180, 190 ausgestattet.
In einer weiteren Ausführungsform der Simulationsvorrichtung 100 ist das erste Stromstellmittel 150 oder das zweite Stromstellmittel 160 mit dem weiteren Stromstellmittel 170, 180, 190 parallel schaltbar oder parallel geschaltet. Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass in einer Simulationsvorrichtung 100 beispielsweise ein außergewöhnlich hoher Laststrom IL1, IL2, IL3 oder ein außergewöhnlich hoher Quellenstrom IS1, IS2 bereitstellbar ist, der beispielsweise einem Versorgungsanschluss C1, C2 oder einem Lastanschluss W1, W2 aufprägbar ist, obwohl in einem Ausführungsbeispiel der Simulationsvorrichtung von jeweils nur einem einzigen Stromstellmittel 150, 160, 170, 180, 190 der außergewöhnlich hohe Laststrom IL1, IL2, IL3 oder der außergewöhnlich hohe Quellenstrom IS1, IS2 nicht darstellbar wäre. In einem solchen Fall ist eine Stromaddition der parallel geschalteten Stromstellmittel, also beispielsweise des ersten Stromstellmittel 150, das parallel zu dem weiteren Stromstellmittel 170 geschaltet ist oder des zweiten Stromstellmittel 160, dass parallel zu dem weiteren Stromstellmittel 180 geschaltet ist, ein Lösungsmittel um beispielsweise einen Maximalwert eines Laststroms IL1, IL2, IL3 oder eines Quellenstroms IS1, IS2 zu erzielen.
Die letztgenannte Ausführungsform einer Simulationsvorrichtung 100 weist bevorzugt eine Schaltermatrix auf und die Schaltermatrix ist vorgesehen und eingerichtet, um eine Parallelschaltung des ersten Stromstellmittels 150 oder des zweiten Stromstellmittels 160 mit dem weiteren Stromstellmittel 170, 180, 190 herzustellen. Der Vorteil dieser Ausführungsform einer Simulationsvorrichtung 100 besteht insbesondere darin, dass diese Parallelschaltung flexibel und in sogenannter Echtzeit sowohl aufgebaut als auch wieder abgebaut werden kann, also beispielsweise wieder der Ursprungszustand, der vor einem Aufbau der Parallelschaltung vorgelegen hatte, danach wiederhergestellt werden kann. Falls die Schaltmittel der Schaltermatrix entsprechend spezifizierte Schaltzeiten aufweisen, ist es beispielsweise ermöglicht, in einem Modell-Abtastintervall eine der oben genannten Parallelschaltungen zwecks selektiver Stromerhöhung an einem Lastanschluss W1, W2, W3 oder an einem Versorgungsanschluss C1, C2 herzustellen und in einem direkt nachfolgenden Modell-Abtastintervall die letztgenannte Parallelschaltung beispielsweise zwecks „gleichmäßiger“ Zuordnung der Stromstellmittel 150, 160, 170, 180, 190 auf die Last- und Versorgungsanschlüsse C1, C2, W1, W2, W3 wieder aufzulösen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Simulationsvorrichtung 100 ist diese zur Simulation eines an das Regelungsgerät DUT angeschlossenen Elektromotors vorgesehen und eingerichtet. Die Simulation eines Elektromotors erfolgt bevorzugt dadurch, dass an dem/den Lastanschluss/Lastanschlüssen W1, W2, W3 des Regelungsgerätes DUT von dem/den jeweils dem/den Lastanschluss/Lastanschlüssen W1, W2, W3 zugeordneten Stromstellmittel/n 150, 180, 190 via Modellcode berechnete/r und dem/den Lastanschluss/Lastanschlüssen W1, W2, W3 zugeordnete/r Laststrom/Lastströme IL1, IL2, IL3 eingestellt werden. Der/die Laststrom/Lastströme IL1, IL2, IL3 sind den „echten“ Lastströmen mittels des Modellcodes nachgebildet, dass der/die Laststrom/Lastströme IL1, IL2, IL3 jeweils dem/den entsprechenden Elektromotor-Wicklungs-Strom/-Strömen entspricht, der/die in einem realen Elektromotor fließen würde/n, wenn der/die Elektromotor-Wicklungs-Strom/-Ströme von dem Regelungsgerät DUT bereitgestellt würde/n. Einer der Vorteile dieser Ausgestaltung der Simulationsvorrichtung 100 ist, dass durch einen Austausch des Modellcodes quasi per Knopfdruck jeweils ein unterschiedlicher Elektromotor simulierbar ist.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Simulationsvorrichtung 100 ist eine Rückspeisung von Strömen aus der Simulationsvorrichtung 100 heraus zu einem Netzspannungsanschluss 500 unterbunden oder im Wesentlichen unterbunden. Ungeachtet dessen, ob beispielsweise der Netzspannungsanschluss 500 ein Anschluss an ein öffentliches Drei-Phasen-Drehstromnetz oder Einphasen-Netz ist, ist aufgrund des Unterbindens der letztgenannten Rückspeisung ein Kostenvorteil für die Anschaffung und das Betreiben einer Simulationsvorrichtung 100 zu erzielen, wenn für einen Kostenvergleich eine altbekannte Simulationsvorrichtung mit einer nennenswerten Rückspeisung in ein öffentliches Stromnetz herangezogen würde, denn eine derartige Rückspeisung ist üblicherweise strengen Auflagen der Elektroenergieversorgungs-Unternehmen, unterworfen, die das öffentliche Stromversorgungsnetz bereitstellen. Insbesondere bezüglich der Frequenz, der Phasenlage und der Spannungsamplituden muss eine Kompatibilität des Rückspeisestroms mit dem öffentlichen Stromversorgungsnetz gewährleistet sein, was gegebenenfalls hohe Zusatz-Investitionen erfordern würde, falls die genannte Rückspeisung aus der Simulationsvorrichtung heraus nicht unterbunden oder zumindest unter einem zulässigen Maximalgrenzwert gehalten wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Simulationsvorrichtung 100 ist der Modellcode eingerichtet, um eine Änderung sowohl des ersten Laststromes IL1 als auch des ersten Quellenstromes IS1 in einem gleichen Modell-Abtastintervall auszulösen. Der Vorteil des Auslösens der Änderung sowohl des ersten Laststromes IL1 als auch des ersten Quellenstromes IS1 in einem gleichen Modell-Abtastintervall besteht darin, dass ein realitätsnaheres Nachbilden des ersten Laststromes IL1 und des ersten Quellenstromes IS1 ermöglicht ist. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Recheneinheit CU der Simulationsvorrichtung 100 einen Mikroprozessor und/oder einen FPGA, wobei der Mikroprozessor und/oder der FPGA zum Steuern des ersten Stromstellmittels 150 und/oder des zweiten Stromstellmittels 160 vorgesehen ist. Besonders bevorzugt ist es, wenn vergleichsweise häufig wechselnde und vergleichsweise zeitlich unproblematische Modellcode-Teile in dem Mikroprozessor gerechnet werden und vergleichsweise weniger häufig wechselnde und zeitlich problematische Modellcode-Teile in dem FPGA ausgeführt werden. Eine Aufteilung der Modellcode-Ausführung auf einen Mikroprozessor und einen FPGA bietet eine vorteilhafte Nutzung der Stärken einerseits des Mikroprozessors, nämlich insbesondere dessen Flexibilität einer Implementierung von Modellcode-Änderungen, und andererseits des FPGA, insbesondere dessen besonders hoher Geschwindigkeit bei einer Ausführung grundlegender logischer Funktionen und der besonders guten Unterstützung einer Parallelverarbeitung der grundlegenden logischen Funktionen.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Simulationsvorrichtung 100 ist vorgesehen, dass das erste Stromstellmittel 150 und/oder das zweite Stromstellmittel 160 jeweils einen Leistungs-FET oder einen Siliziumcarbid-FET aufweist oder aufweisen. Besonders bevorzugt sind der erste Halbleiterschalter 153, der zweite Halbleiterschalter 154, der dritte Halbleiterschalter 163 und der vierte Halbleiterschalter 164 als Leistungs-Feldeffekttransistoren, abgekürzt Leistungs-FETs oder als Siliziumcarbid-Feldeffekttransistoren, abgekürzt Siliziumcarbid-FETs ausgestaltet. Vergleichsversuche mit unterschiedlichen Schaltmitteln, insbesondere unterschiedlichen Halbleiterschaltern, zeigen, dass eine Simulationsvorrichtung 100 der erfindungsgemäßen Art besonders zuverlässig und besonders realitätsnah einen Quellenstrom IS1, IS2 und/oder einen Laststrom IL1, IL2, IL3 bereitstellt, wenn Leistungs-FETs oder Siliciumcarbid-FETs als Halbleiterschalter zur Steuerung einerseits des ersten und/oder des zweiten Quellenstroms IS1 und/oder IS2 und/oder andererseits des ersten und/oder des zweiten und/oder des dritten Laststroms IL1 und/oder IL2 und/oder IL3 in der Simulationsvorrichtung 100 vorgesehen sind. In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass der Modellcode innerhalb eines m-ten Modell-Abtastintervalles sowohl auf das erste Stromstellmittel 150 als auch auf das zweite Stromstellmittel 160 ändernd einwirkt, und damit sowohl der erste Laststrom IL1 als auch der erste Quellenstrom IS1 innerhalb des m-ten Modell-Abtastintervalls geändert werden. Die bereits beschriebene bevorzugte zeitlichen Abstimmung und die bevorzugte gegenseitige Abhängigkeit einer Änderungen des ersten Laststromes IL1 und des ersten Quellenstroms IS1 ist, wie bereits beschrieben, bevorzugt in dem Modellcode verankert, beispielsweise indem in dem m-ten Modell-Abtastintervall in die Berechnung der Führungsgröße zur Beeinflussung des ersten Stromstellmittels 150 eine Kenngröße des zweiten Stromstellmittel 160, bspw. eine Führungsgröße des zweiten Stromstellmittels 160 oder eine zweite Messgröße 166, einfließt. Besonders vorteilhaft ist die letztgenannte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, weil damit eine Erhöhung der Genauigkeit und Realitätsnähe gemäß der Modellcode-Vorgaben erzielbar ist, bei der Einstellung des ersten Laststroms IL1 und/oder des ersten Quellenstroms IS1, im Vergleich zu einer Genauigkeit und Realitätsnähe, die ohne die beschriebene zeitliche Abstimmung und gegenseitige Abhängigkeit der Änderung des ersten Laststroms IL1 und/oder des ersten Quellenstroms IS1 festzustellen ist.
In einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens wird in dem m-ten Modell-Abtastintervall ein Ausgang des ersten Stromstellmittels 150 oder ein Ausgang des zweiten Stromstellmittels 160 mit einem Ausgang zumindest eines weiteren Stromstellmittels 170, 180, 190 parallel geschaltet. Ein Vorteil dieser Weiterbildung des Verfahrens ist, dass in einer Simulationsvorrichtung 100 innerhalb des m-ten Modell-Abtastintervalls beispielsweise ein außergewöhnlich hoher Laststrom IL1, IL2, IL3 oder ein außergewöhnlich hoher Quellenstrom IS1, IS2 bereitstellbar ist, der beispielsweise einem Versorgungsanschluss C1, C2 oder einem Lastanschluss W1, W2, W3 beaufschlagbar ist. Der Begriff der Parallelschaltung zweier Stromstellmittel ist im Rahmen der vorliegenden Lehre so zu verstehen, dass die Ausgänge der beiden Stromstellmittel für einen vordefinierten oder berechneten Zeitraum miteinander verbunden werden und damit eine Summenstrom verfügbar wird. An folgendem Beispiel lässt sich die Parallelschaltung zweier Stromstellmittel noch deutlicher erklären: Es ist in diesem Beispiel vorgesehen, das erste Stromstellmittel 150 mit einem weiteren – hier vierten – Stromstellmittel 180 parallel zu schalten. Hierzu werden die Ausgänge dieser beiden Stromstellmittel 150 und 180 verbunden, also folglich die Summe des ersten Laststroms IL1 und des zweiten Laststroms IL2 gebildet. Der damit erzeugte Summenstrom = IL1 + IL2 wird in diesem Beispiel mittels einer (nicht dargestellten) Schaltermatrix mit einem ersten Lastanschluss W1 oder mit einem zweiten Lastanschluss W2 verbunden. Hier endet dieses Beispiel. Eine Stromaddition mittels Parallelschaltung des ersten Stromstellmittel 150 oder des zweiten Stromstellmittels 160 mit einem weiteren Stromstellmittel 170, 180, 190 ermöglicht es, innerhalb des entsprechenden m-ten Modellabtastintervalls vorteilhafterweise einen höheren Maximalwert eines Laststroms IL1, IL2, IL3 oder eines Quellenstroms IS1, IS2 zu erzielen als ohne die genannte Parallelschaltung. Selbstverständlich ist die Weiterbildung des Verfahrens auf mehrere Modellabtastintervalle anwendbar.
In einer anderen bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass mittels des auf der Recheneinheit CU ausgeführten Modellcodes

– sowohl eine erste Führungsgröße zur Beeinflussung des ersten Stromstellmittels 150 in Abhängigkeit einer an einem ersten Lastanschluss W1 des Regelungsgerätes DUT gemessenen ersten Messgröße 156 berechnet wird,
– als auch eine zweite Führungsgröße zur Beeinflussung des zweiten Stromstellmittels 160 in Abhängigkeit einer an einem ersten Versorgungsanschluss C1 des Regelungsgerätes DUT gemessenen zweiten Messgröße 166 berechnet wird, und nachfolgend
– der von dem ersten Stromstellmittel 150 bereitgestellte und mittels der erster Führungsgröße beeinflusste erste Laststrom IL1 an einen ersten Lastanschluss W1 des Regelungsgerätes DUT aktualisiert wird,
– und der von dem zweiten Stromstellmittel 160 bereitgestellte und mittels der zweiten Führungsgröße beeinflusste erste Quellenstrom IS1 an einen ersten Versorgungsanschluss C1 des Regelungsgerätes DUT aktualisiert wird.

Die hier beschriebene Berücksichtigung der ersten Messgröße 156 und der zweiten Messgröße 166 mittels des Modellcodes führt vorteilhafterweise zu einer verbesserten Berechenbarkeit der ersten und zweiten Führungsgröße und damit zu einer vergleichsweise schnellen und exakten Bereitstellung des ersten Laststromes IL1 und des ersten Quellenstromes IS1, also letztendlich zu einer besonders realitätsnahen Simulation der peripheren Schaltungsanordnung des Regelungsgerätes DUT.
Besonders bevorzugt werden das erfindungsgemäße Verfahren und die Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels einer erfindungsgemäßen Simulationsvorrichtung 100 oder mittels einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Simulationsvorrichtung 100 ausgeführt. Hierdurch sind die genannten Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie deren Ausführungsformen und Weiterbildungen kombinierbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2007/04228 A1 [0004]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

„Catalog 2014 Embedded Success dSPACE“ auf den Seiten 282 bis 311 und den Seiten 472 bis 491 [0002]
http://www.dspace.de [0002]
http://www.dspace.com/de/gmb/home/medien/product_info.cfm [0002]
A. Wagener et al. aus dem Jahr 2007 mit dem Titel „Hardware-in-the-Loop Test Systems for Electric Motors in Advanced Powertrain Applications“ [0002]

Claims

Simulationsvorrichtung (100) zur Simulation einer an ein Regelungsgerät (DUT) anschließbaren peripheren Schaltungsanordnung, wobei die Simulationsvorrichtung (100) mit dem Regelungsgerät elektrisch verbunden oder elektrisch verbindbar ist, und die Simulationsvorrichtung (100) ein erstes Stromstellmittel (150) zur Beeinflussung eines ersten Laststromes (IL1) und ein zweites Stromstellmittel (160) zur Beeinflussung eines ersten Quellenstromes (IS1) aufweist, wobei die Simulationsvorrichtung (100) des Weiteren eine Recheneinheit (CU) und ein auf der Recheneinheit (CU) ausführbaren Modellcode umfasst, und mittels des von dem Modellcode steuerbaren erster Stromstellmittels (150) der erste Laststrom (IL1) einstellbar ist, und der erste Laststrom (IL1) an einen ersten Lastanschluss (W1) des Regelungsgerätes (DUT) geführt ist, und mittels des von dem Modellcode steuerbaren zweiten Stromstellmittels (160) der erste Quellenstrom (IS1) einstellbar ist, und der erste Quellenstrom (IS1) an einen ersten Versorgungsanschluss (C1) des Regelungsgerätes (DUT) geführt ist, und der Modellcode vorgesehen und eingerichtet ist, damit per Einflussnahme des Modellcodes auf das erste Stromstellmittel (150) und auf das zweite Stromstellmittel (160) – der erste Laststrom (IL1) zumindest anteilig aus dem ersten Quellenstrom (IS1) zurückgewinnbar ist, und/oder – der erste Quellenstrom (IS1) zumindest anteilig aus dem ersten Laststrom (IL1) zurückgewinnbar ist.
Simulationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch kennzeichnet, dass die simulierte periphere Schaltungsanordnung sowohl ein dem ersten Stromstellmittel (150) zugeordnetes simuliertes Abbild einer ersten induktiven Last als auch ein dem zweiten Stromstellmittel (160) zugeordnetes simuliertes Abbild eines elektrochemischen Energiespeichers umfasst, wobei ein Anschluss für eine Bereitstellung einer positiven Versorgungsspannung (Vp+) sowohl mit dem ersten Stromstellmittel (150) als auch mit dem zweiten Stromstellmittel (160) verbunden ist, und ein Anschluss für eine Bereitstellung einer negativen Versorgungsspannung (Vp–) sowohl mit dem ersten Stromstellmittel (150) als auch mit dem zweiten Stromstellmittel (160) verbunden ist.
Simulationsvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Stromstellmittel (150) und das zweite Stromstellmittel (160) identisch aufgebaut sind.
Simulationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Stromstellmittel (150) und auf das zweite Stromstellmittel (160) derart zeitlich abgestimmt beeinflussbar sind, dass in einer zeitlich nacheinander folgenden N-fachen Abfolge von Modell-Abtastintervallen in jedem Modell-Abtastintervall der N-fachen Abfolge der erste Laststrom (IL1) in Abhängigkeit des ersten Quellenstroms (IS1) oder der erste Quellenstrom (IS1) in Abhängigkeit des ersten Laststroms (IL1) verändert ist.
Simulationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch kennzeichnet, dass die Simulationsvorrichtung zumindest ein weiteres Stromstellmittel (170, 180, 190), das identisch zum ersten Stromstellmittel (150) und/oder zum zweiten Stromstellmittel (160) aufgebaut ist, aufweist.
Simulationsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Stromstellmittel (170, 180, 190) mit einem weiteren Lastanschluss (W2, W3) oder mit einem weiteren Versorgungsanschluss (C2) elektrisch verbunden ist.
Simulationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch kennzeichnet, dass das erste Stromstellmittel (150) oder das zweite Stromstellmittel (160) mit dem weiteren Stromstellmittel (170, 180, 190) parallel schaltbar oder parallel geschaltet ist.
Simulationsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch kennzeichnet, dass die Simulationsvorrichtung eine Schaltermatrix aufweist und die Schaltermatrix vorgesehen und eingerichtet ist, eine Parallelschaltung des ersten Stromstellmittels (150) oder des zweiten Stromstellmittels (160) mit dem weiteren Stromstellmittel (170, 180, 190) herzustellen.
Simulationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Simulationsvorrichtung (100) zur Simulation eines an das Regelungsgerät (DUT) angeschlossenen Elektromotors vorgesehen und eingerichtet ist.
Simulationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückspeisung von Strömen aus der Simulationsvorrichtung (100) heraus zu einem Netzspannungsanschluss (500) unterbunden oder im Wesentlichen unterbunden ist.
Simulationsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Modellcode eingerichtet ist, um eine Änderung sowohl des ersten Laststromes (IL1) als auch des ersten Quellenstromes (IS1) in einem gleichen Modell-Abtastintervall auszulösen.
Simulationsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit einen Mikroprozessor und/oder einen FPGA umfasst, wobei der Mikroprozessor und/oder der FPGA zum Steuern des ersten Stromstellmittels (150) und/oder des zweiten Stromstellmittels (160) vorgesehen ist.
Simulationsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Stromstellmittel (150) und/oder das zweite Stromstellmittel (160) jeweils einen Leistungs-FET oder einen Siliziumcarbid-FET aufweist oder aufweisen.
Verfahren zur Simulation einer an ein Regelungsgerät (DUT) anschließbaren peripheren Schaltungsanordnung, wobei das Regelungsgerät (DUT) mit einer Simulationsvorrichtung (100) zur Simulation der peripheren Schaltungsanordnung elektrisch verbunden wird, und die Simulationsvorrichtung (100) umfasst: – ein erstes Stromstellmittel (150) zur Beeinflussung eines ersten Laststromes (IL1), der durch einen ersten Lastanschluss (W1) des Regelungsgerätes (DUT) fließt, – ein zweites Stromstellmittel (160) zur Beeinflussung eines ersten Quellenstromes (IS1), der durch einen ersten Versorgungsanschluss (C1) des Regelungsgerätes (DUT) fließt, – eine Recheneinheit (CU), auf der ein Modellcode ausgeführt wird, und wobei mittels dem Modellcode und dem von dem Modellcode gesteuerten ersten Stromstellmittel (150) der erste Laststrom (IL1) eingestellt wird, und mittels des von dem Modellcode und dem von dem Modellcode gesteuerten zweiten Stromstellmittels (160) der erste Quellenstrom (IS1) eingestellt wird, wobei der Modellcode das erste Stromstellmittels (150) und das zweite Stromstellmittel (160) derart steuert, dass – der erste Laststrom (IL1) zumindest anteilig aus dem ersten Quellenstrom (IS1) zurückgewonnen wird, und/oder – der erste Quellenstrom (IS1) zumindest anteilig aus dem ersten Laststrom (IL1) zurückgewonnen wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Modellcode innerhalb eines m-ten Modell-Abtastintervalles sowohl auf das erste Stromstellmittel (150) als auch auf das zweite Stromstellmittel (160) ändernd einwirkt, und damit sowohl der erste Laststrom (IL1) als auch der erste Quellenstrom (IS1) innerhalb des m-ten Modell-Abtastintervalles geändert werden.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass in dem m-ten Modell-Abtastintervall ein Ausgang des ersten Stromstellmittels (150) oder ein Ausgang des zweiten Stromstellmittels (160) mit einem Ausgang zumindest eines weiteren Stromstellmittels (170, 180, 190) parallel geschaltet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des auf der Recheneinheit (CU) ausgeführten Modellcodes – sowohl eine erste Führungsgröße zur Beeinflussung des ersten Stromstellmittels (150) in Abhängigkeit einer an einem ersten Lastanschluss (W1) des Regelungsgerätes (DUT) gemessenen ersten Messgröße (156) berechnet wird, – als auch eine zweite Führungsgröße zur Beeinflussung des zweiten Stromstellmittels (160) in Abhängigkeit einer an einem ersten Versorgungsanschluss (C1) des Regelungsgerätes (DUT) gemessenen zweiten Messgröße (166) berechnet wird, und nachfolgend – der von dem ersten Stromstellmittel (150) bereitgestellte und mittels der erster Führungsgröße beeinflusste erste Laststrom (IL1) an einen ersten Lastanschluss (W1) des Regelungsgerätes (DUT) aktualisiert wird, – und der von dem zweiten Stromstellmittel (160) bereitgestellte und mittels der zweiten Führungsgröße beeinflusste erste Quellenstrom (IS1) an einen ersten Versorgungsanschluss (C1) des Regelungsgerätes (DUT) aktualisiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mittels einer Simulationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 ausgeführt wird.