DE102020131260A1

DE102020131260A1 - Verfahren zur Durchführung eines Prüflaufs mit einem Prüfling

Info

Publication number: DE102020131260A1
Application number: DE102020131260.1A
Authority: DE
Inventors: Niko Haag; Igor Michel; Horst Hammerer; Patrick Winzer
Original assignee: Avl Set GmbH
Current assignee: Avl Set GmbH
Priority date: 2020-11-25
Filing date: 2020-11-25
Publication date: 2022-05-25

Abstract

Die gegenständliche Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung eines Prüflaufs mit einem Prüfling und einen Prüfstand zum Betreiben eines Prüflaufs mit einem Prüfling. Das zu modellierende Gesamtmodell wir in Teilmodelle unterteilt, wobei funktionale Sensormodelleinheiten die jeweils spezifische Aufgaben der zugehörigen Teilmodelle übernehmen und können gemeinsam mit den zugehörigen Digital-Analog-Wandlern in unmittelbarer Nähe der zugehörigen Prüflingssignaleingänge des Prüflings platziert werden

Description

Die gegenständliche Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung eines Prüflaufs mit einem Prüfling und einen Prüfstand zum Betreiben eines Prüflaufs mit einem Prüfling.
Bei einem Hardware-in-the-Loop-Verfahren (HiL-Verfahren) werden Prüflingssignaleingänge eines Prüflings mit Prüfausgängen eines entsprechenden HiL-Prüfstands und Prüflingssignalausgänge eines Prüflings mit Prüfeingängen des HiL-Prüfstands verbunden. Der Prüfling kann Steuerungs- oder Regelungshardware umfassen und wird auch als Device under Test (DUT) bezeichnet. Am Prüfstand wird mittels einer zentralen Gesamtmodelleinheit ein Gesamtmodell modelliert. Die zentrale Gesamtmodelleinheit kann einen oder mehrere FPGAs und/oder eine oder mehreren echtzeitfähigen PCs umfassen, welche jedoch in unmittelbarer Nähe zueinander angeordnet sind. Die zentrale Gesamtmodelleinheit des Prüfstands interagiert über spezielle Prüfanschlüsse (Prüfausgänge und Prüfeingänge) mit Prüflingssignalanschlüssen (Prüflingssignaleingänge und Prüflingssignalausgängen) des Prüflings. Es werden von der zentralen Gesamtmodelleinheit des Prüfstands in digitaler Weise zu steuernde oder zu regelnde digitale Prüfsignale emuliert. Die digitalen Prüfsignale werden anhand von Digital-Analog-Wandlern zu analogen Prüfsignalen gewandelt und über die Prüfausgänge analogen Prüflingssignaleingängen des Prüflings zur Verfügung gestellt. Weiters werden von analogen Prüflingssignalausgängen des Prüflings analoge Prüflingssignale ausgegeben. Diese werden über Prüfeingänge empfangen und mittels Analog-Digital-Wandlern zu digitalen Prüflingssignalen gewandelt, damit sie von der zentralen Gesamtmodelleinheit empfangen und zur digitalen Emulation der Prüfsignale entsprechend der Modellierung des Gesamtmodels verarbeitet werden können.
Die elektrische Verschaltung aller beschriebenen Komponenten, d.h. der zentralen Recheneinheit und auch FPGAs und/oder PCs innerhalb der zentralen Recheneinheit, der Digital-Analog-Wandler, der Analog-Digital-Wandler und des Prüflings erfolgt im Stand der Technik beispielsweise in den Dokumenten CN204086979U , CN102110010A , DE 102010043661 A1 ausschließlich über Kupferdrähte oder Steckverbinder.
Weiters führt die Nutzung eines Prüfstands insbesondere zu langen und damit störanfälligen Leitungswegen zwischen den Digital-Analog-Wandlern an den Prüfausgängen des Prüfstands und den Prüflingssignaleingängen des Prüflings sowie zwischen den Prüflingssignalausgängen des Prüflings und den Analog-Digital-Wandlern an den Prüfeingängen des Prüfstands. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Prüflingssignalanschlüsse (Prüflingssignaleingänge und Prüflingssignalausgänge) des Prüflings sich im Gegensatz zu den Prüfanschlüssen (Prüfausgänge und Prüfeingänge) des Prüfstands oftmals nicht in unmittelbarer Nähe zueinander befinden. Dies führt zu erheblichen Problemen bei der Signalintegrität, insbesondere da über diese Leitungswege analoge Prüflingssignale und Prüfsignale übertragen werden.
Hardware-in-the-Loop-Prüfstande nach dem Stand der Technik zeichnen sich weiters durch eine lange Verarbeitungszeit in Folge der Digital-Analog-Wandlung des Prüfsignals aus. Deswegen ist es anhand bekannter Prüfstände nicht oder nur in sehr ungenauer Weise möglich, Gesamtmodelle umfassend Halbleiterschalter zu modellieren. Es kann beispielsweise jeder Halbleiterschalter durch einen IC (Integrated Circuit) emuliert werden, was einerseits sehr teuer ist und weiters, unflexibel, da für jeden zu emulierenden Halbleiterschalter ein neuer IC benötigt wird. Wird der Halbleiterschalter nicht in seinem Verhalten (Impedanz) emuliert, so muss ein zugehöriger Gatetreiber des Prüflings entfernt werden. Dies stellt einen gravierenden Eingriff in den Prüfling dar und verringert zudem die Qualität des Prüflaufs signifikant.
Aus dem Stand der Technik sind zwar Verfahren zur analogen Emulation von Leistungshalbleitern bekannt, doch diese sind nur durch Hardwareänderungen, beispielsweise durch Änderungen der ICs am Prüfstand parametrierbar und damit für flexible Prüfstände unbrauchbar, siehe beispielsweise Qi, Analog IC Design for Real-Time Simulation of Power electronic circuits, IEEE 2008.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein flexibles Hardware-in-the-Loop-Verfahren und einen flexiblen Hardware-in-the-Loop-Prüfstand anzugeben, wobei die oben genannten Nachteile verringert oder vermieden werden können Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem am Prüfstand ein zu modellierendes Gesamtsystem auf eine Anzahl Teilsysteme aufgeteilt wird, wobei zumindest ein Teilsystem von einer Sensormodelleinheit, ein Teilsystem von einer digitalen Emulationsschaltung und ein Teilsystem von einer Haupt-Teilmodelleinheit modelliert wird, wobei zur Durchführung des Prüflaufs die Haupt-Teilmodelleinheit mit der Sensormodelleinheit und der digitalen Emulationsschaltung jeweils über Signalverbindungen kommunizieren, wobei die zumindest eine Sensormodelleinheit ein digitales Prüfsignal emuliert, das in ein analoges Prüfsignal gewandelt und an den Prüfling übertragen wird und wobei ein analoges Prüflingssignal vom Prüfling empfangen, in ein digitales Prüflingssignal gewandelt, an die digitale Emulationsschaltung übertragen und zur Modellierung des zugehörigen Teilsystems verwendet wird.
Weiters wird die Aufgabe durch einen Prüfstand gelöst, wobei eine Anzahl Sensormodelleinheiten eine digitale Emulationsschaltung und eine Haupt-Teilmodelleinheit vorgesehen sind, welche jeweils ausgestaltet sind ein Teilsystem eines Gesamtsystems zu modellieren, wobei die Haupt-Teilmodelleinheit und die Anzahl Sensormodelleinheiten jeweils über Signalverbindungen verbunden ist sowie die Haupt-Teilmodelleinheit und die digitale Emulationsschaltung über eine Signalverbindung verbunden sind, um zur Durchführung des Prüflaufs jeweils zu kommunizieren, wobei die Anzahl Sensormodelleinheiten jeweils ausgestaltet sind, ein digitales Prüfsignal zu emulieren, wobei eine Anzahl Digital-Analog-Wandler vorgesehen ist, welche jeweils ausgestaltet sind, das digitale zugehörige Prüfsignal in ein analoges Prüfsignal zu wandeln und an den Prüfling zu übertragen, wobei ein Analog-Digital-Wandler vorgesehen ist, welcher ausgestaltet ist ein analoges Prüflingssignal vom Prüfling zu empfangen, in ein digitales Prüflingssignal zu wandeln und an die digitale Emulationsschaltung zu übertragen, und wobei die digitale Emulationsschaltung ausgestaltet ist, das zugehörige Teilsystem unter Verwendung des digitalen Prüflingssignals zur modellieren.
Erfindungsgemäß wird das zu modellierende Gesamtmodell in Teilmodelle unterteilt, womit anstatt einer zentralen Gesamtmodelleinheit eine Anzahl funktionale Sensormodelleinheiten, eine digitale Emulationsschaltung und eine Haupt-Teilmodelleinheit verwendet werden, wobei auch weitere Teilmodelle des Gesamtmodells anhand weiterer Teilmodelleinheiten modelliert werden können. Die funktionalen Sensormodelleinheiten übernehmen jeweils spezifische Aufgaben der zugehörigen Teilmodelle und können gemeinsam mit den zugehörigen Digital-Analog-Wandlern in unmittelbarer Nähe der zugehörigen Prüflingssignaleingänge des Prüflings platziert werden. Die digitale Emulationsschaltung ist ausgestaltet, das zugehörige Teilsystem unter Verwendung des digitalen Prüflingssignals zu modellieren und kann gemeinsam mit dem zugehörigen Analog-Digital-Wandler in unmittelbarer Nähe des zugehörigen Prüflingssignalausgangs des Prüflings platziert werden. Da somit die elektrischen Verbindungsleitungen zwischen den Digital-Analog-Wandlern und dem Prüfling sowie zwischen dem Prüfling und den Analog-Digital-Wandler kurzgehalten werden, wird die Signalintegrität möglichst wenig kompromittiert. Die digitalen Signalverbindungen zwischen der Haupt-Teilmodelleinheit und den Sensormodelleinheiten und der digitalen Emulationseinheit sind weitaus weniger störanfällig als elektrische Verbindungsleitungen.
Vorzugsweise übermittelt die Haupt-Teilmodelleinheit jeweils über die zugehörige Signalverbindung Teilmodellausgangsgrößen und/oder Parameter an die Sensormodelleinheit und/oder an die digitale Emulationsschaltung.
Weiters kann die digitale Emulationsschaltung und/oder die digitale Emulationsschaltung über die zugehörige Signalverbindung eine Teilmodellausgangsgröße an die Haupt-Teilmodelleinheit übermitteln.
Der Analog-Digital-Wandler kann ausgestaltet sein, das analoge Prüflingssignal in ein digitales Prüflingssignal zu wandeln und an die digitale Emulationsschaltung zur Modellierung des Teilsystems zu übertragen.
Vorzugsweise sind die Signalverbindungen als Lichtwellenleiter ausgeführt. Damit wird das Problem der Signalintegrität, sowie Probleme der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) auch auf den digitalen Signalverbindungen eliminiert. Ebenso wird durch den Einsatz der Lichtwellenleiter die Distanz zwischen den kommunizierenden Teilnehmern zweitrangig.
Aufgrund der Aufteilung des Gesamtmodells in Teilmodelle und der damit einhergehenden Aufteilung einer zentralen Modelleinheit auf Sensormodelleinheiten ist der Prüfstand modular ausgeführt. Somit können nicht benötigte Teilmodelleinheiten (z.B. Sensormodelleinheiten) in einfacher Weise entfernt, oder zusätzliche benötigte Modelleinheiten ergänzt werden.
Vorzugsweise wird ein Teilmodell von einer der digitalen Emulationsschaltung zugehörigen analogen Emulationsschaltung modelliert, wobei die analoge Emulationsschaltung ein analoges Prüfsignal emuliert und dieses an den Prüfling überträgt.
Hierzu kann eine der digitalen Emulationsschaltung zugehörige analoge Emulationsschaltung vorgesehen sein, welche ausgestaltet ist, ein Teilsystem des Gesamtsystems zu modellieren. Die analoge Emulationsschaltung ist ausgestaltet, das zugehörige Teilsystem zu modellieren, ein analoges Prüfsignal zu emulieren und an den Prüfling zu übertragen.
Damit wird das Gesamtmodell in Teilmodelle unterteilt, womit anstatt einer zentralen Gesamtmodelleinheit eine Anzahl funktionale Sensormodelleinheiten, eine Haupt-Teilmodelleinheit sowie eine analoge Emulationsschaltung und einer zugehörige digitale Emulationsschaltung verwendet werden. Somit werden nicht, wie im Stand der Technik üblich, sämtliche Prüfsignale des Prüflings für die Berechnung des Gesamtmodells in der zentralen Recheneinheit digital-analog gewandelt, sondern eine hybride Signalverarbeitung gewählt. Damit können auch Prüfsignale emuliert werden, welche eine unmittelbare Rückwirkung auf den Prüfling haben. Insbesondere können durch die analoge Emulationsschaltung Impedanzen emuliert werden, welche eine direkte Auswirkung auf den Prüfling haben. Es können auch die Prüflingssignale, welche über Prüflingssignalausgänge des Prüflings ausgegeben werden, vor der Übertragung in andere Teilmodelleinheiten (d.h. andere Sensormodelleinheiten oder andere hybride Teilmodelleinheiten umfassend eine analoge Emulationsschaltung und eine digitale Emulationsschaltung) zur Gesamtmodellberechnung dezentral in analoger oder hybrider Weise vorverarbeitet werden.
Da in der analogen Emulationsschaltung das Prüfsignal in analoger Form vorliegt, kann auf eine Digital-Analog-Wandlung eines digitalen Prüfsignals auf ein analoges Prüfsignal verzichtet werden. Insbesondere, aber nicht ausschließlich, kann eine Rückwirkung von der analogen Emulationsschaltung auf den Prüfling durch eine vom Prüfling erwartete Impedanz stattfinden. Da zudem eine analoge Emulation weitaus schneller ist als eine digitale Emulation, können in der analogen Emulationsschaltung zeitkritische Funktionen, wie z.B. Halbleiterschalter, emuliert werden.
Das analoge Prüfsignal kann in ein digitales Prüfsignal gewandelt und der digitalen Emulationsschaltung zur Modellierung des der digitalen Emulationsschaltung zugehörigen Teilsystems zur Verfügung gestellt werden.
Vorzugsweise emuliert die Haupt-Teilmodelleinheit einen Elektromotor.
Vorzugsweise ist eine Rotorlagesensormodelleinheit als Sensormodelleinheit vorgesehen, welche einen Rotorlagesensor modelliert, wobei von der Haupt-Teilmodelleinheit über die Signalverbindung Rotorinformation als Teilmodellausgangsgrößen an die Rotorlagesensormodelleinheit übermittelt wird, und wobei die Rotorlagesensormodelleinheit ein Rotorlagesensorsignal als digitales Prüfsignal emuliert und an den Prüfling überträgt.
Es kann jedoch auch eine digitale Rotorlagesensormodelleinheit vorgesehen sein, welche einen Rotorlagesensor modelliert, wobei von der Haupt-Teilmodelleinheit über die Signalverbindung Rotorinformation als Teilmodellausgangsgrößen an die Rotorlagesensormodelleinheit übermittelt wird, und wobei die Rotorlagesensormodelleinheit ein Rotorlagesensorsignal als digitales Prüfsignal emuliert und direkt an den Prüfling überträgt. Die digitale Rotorlagesensormodelleinheit entspricht somit einer Sensormodelleinheit ohne zugehörigem Digital-Analog-Wandler und kann für Prüflinge, welche einen digitalen Prüflingseingang für das Rotorlagesensorsignal aufweisen. Zusätzlich kann die digitale Rotorlagesensormodelleinheit um eine geeigneten Digital-Analog-Wandler erweitert werden um Prüflinge mit analogen Rotorlagesensoreingängen als Prüflingseingängen mit analogen Rotorlagesensorsignalen als Prüfsignalen versorgen zu können.
Vorzugsweise ist eine Stromsensormodelleinheit als Sensormodelleinheit vorgesehen, welche einen Stromsensor modelliert, wobei die Haupt-Teilmodelleinheit über die Signalverbindung Phasenstrominformation als Teilmodellausgangsgröße an die Stromsensormodelleinheit überträgt und wobei die Stromsensormodelleinheit ein Stromsensorsignal als digitales Prüfsignal emuliert und an den Prüfling überträgt. Es können beispielsweise Hallsensoren, Rogowskispulen, Stromwandler, Shunts etc. als zu modellierender Stromsensor vorgesehen sein.
Vorzugsweise ist eine Temperatursensormodelleinheit als Sensormodelleinheit vorgesehen, welche einen Temperatursensor modelliert, wobei die Haupt-Teilmodelleinheit über die Signalverbindung Temperaturinformation als Teilmodellausgangsgröße an die Temperatursensormodelleinheit überträgt und wobei die Temperatursensormodelleinheit ein Temperatursensorsignal als digitales Prüfsignal emuliert und an den Prüfling überträgt. Diese kann durch einen geeigneten Digital-Analog-Wandler in ein analoges Prüfsignal überführt werden.
Es kann weiters eine Automatisierungseinheit vorgesehen sein, welche zur Parametrierung und/oder Steuerung der Haupt-Teilmodelleinheit ausgestaltet ist.
Die analoge Emulationsschaltung und die digitale Emulationsschaltung sind vorzugsweise zu einer Hybridemulationsschaltung zusammengefasst.
Es können aber auch eine Mehrzahl an Sensormodelleinheiten oder zumindest eine Sensormodelleinheit und die digitale Emulationsschaltung zu einer Kombinationsschaltung zusammengefasst werden.
Vorzugsweise modelliert die digitale Emulationsschaltung zumindest einen Teil eines Inverters, berechnet aus den Schaltzuständen von Halbleiterschaltern des modellierten Inverters Ausgangsspannungen als Teilmodellausgangsgrößen und übermittelt diese an die Haupt-Teilmodelleinheit, wobei die analoge Emulationsschaltung die analoge Emulationsschaltung als Prüflingssignal vom Prüfling ein Gatetreiber-Signal erhält, Halbleiterschalter des Inverters modelliert, Schaltzustände der Halbleiterschalter simuliert und dem Haupt-Teilmodell zur Verfügung stellt.
Es können somit Gatetreiber-Signale vom Prüfling als Prüflingssignal ausgegeben werden, welche von der analogen Emulationsschaltung verarbeitet werden. Die Emulation des Halbleiterschalters des Inverters wird also in der analogen Emulationsschaltung durchgeführt und kann damit mit einer höheren Geschwindigkeit durchgeführt werden als bei einer digitalen Emulation. Weiters ist für die Simulation der Schaltzustände der Halbleiterschalter gegenüber einer digitalen Emulation von Halbleiterschaltern keine Digital-Analog Wandlung erforderlich.
Die Schaltzustände der simulierten Halbleiterschalter wirken vorzugsweise (z.B. in Form einer Impedanz) als analoges Prüfsignal auf Gatetreiber des Prüflings rück.
Ist der bereits vorhandene Analog-Digital-Wandler ausgestaltet, das analoge Prüflingssignal in ein digitales Prüflingssignal zu wandeln und an die digitale Emulationsschaltung zur Modellierung des Teilsystems zu übertragen, so können die digitalisierten Gatetreiber-Signale von der digitalen Emulationsschaltung verarbeitet werden, um das zugehörige Teilmodell zu emulieren und Teilmodellausgangsgrößen zu berechnen. So kann die digitale Emulationsschaltung z.B. einen Inverter emulieren und Sollströme simulieren, welche als Teilmodellausgangsgrößen an die Haupt-Teilmodelleinheit übermittelt wird. Es kann auch ein weiterer Analog-Digital-Wandler Digitalisierung der Prüflingssignale vorgesehen sein.
Des Weiteren kann durch die Kombination aus digitaler (Motormodell, Rotorlage, Bussystem, Umgebung, etc.) und analoger Emulation (Leistungselektronik) ein Prüfling getestet werden ohne Modifikationen am Gatetreiber vornehmen zu müssen. Zusätzlich kann die Integration von Sicherheitsfeatures des Gatetreibers in das DUT getestet werden.
Damit wird das Problem der Signalintegrität, sowie Probleme der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) auch auf den digitalen Signalverbindungen eliminiert. Ebenso wird durch den Einsatz der Lichtwellenleiter die Distanz zwischen den kommunizierenden Teilnehmern zweitrangig.
Vorzugsweise parametriert die digitale Emulationsschaltung die analoge Emulationsschaltung. Die digitale Emulationsschaltung kann entsprechend ausgestaltet sein, die analoge Emulationsschaltung zu parametrieren. Damit ist die analoge Emulationsschaltung flexibel für Emulationen aller Arten und Anordnungen an Halbleiterschaltern nutzbar.
Die gegenständliche Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 näher erläutert, die beispielhaft, schematisch und nicht einschränkend vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zeigen. Dabei zeigt

1 einen Prüfstand nach dem Stand der Technik,
2 einen erfindungsgemäßen Prüfstand mit Sensormodelleinheiten und einer Haupt-Teilmodelleinheit,
3 einen erfindungsgemäßen Prüfstand mit Sensormodelleinheiten, einer Haupt-Teilmodelleinheit, einer analogen Emulationsschaltung und einer zugehörigen digitalen Emulationsschaltung, wobei die analoge und digitale Emulationsschaltung zu einer Hybridmodelleinheit zusammengefasst sind,
4 einen erfindungsgemäßen Prüfstand mit Sensormodelleinheiten, einer Haupt-Teilmodelleinheit, einer analogen Emulationsschaltung und einer zugehörigen digitalen Emulationsschaltung, wobei

Sensormodelleinheiten und die digitale Emulationsschaltung zu einer Kombinationsschaltung zusammengefasst sind.
1 stellt einen Prüfstand 1 entsprechend eines Hardware-in-the-Loop Systems nach dem Stand der Technik dar. Es ist eine zentrale Modelleinheit 10 zur Modellierung eines Gesamtsystems vorgesehen. Auf der zentralen Modelleinheit 10 wird beispielsweise ein Elektromotor mit zugehörigen Sensoren etc. modelliert.
Weiters ist eine Anzahl an Digital-Analog-Wandlern 20 und Analog-Digital-Wandlern 21 (hier jeweils ein Digital-Analog-Wandlern 20 und ein Analog-Digital-Wandlern 21) vorgesehen, welche in unmittelbarer Nähe der zentralen Modelliereinheit 10 angeordnet und somit mit der zentralen Modelliereinheit 10 galvanisch verbunden sind. Die Digital-Analog-Wandler 20 und Analog-Digital-Wandlern 21 können einzeln oder auch gruppiert auf einer Anzahl Interfacekarten angeordnet sein, welche wiederum an der der zentralen Modelliereinheit 10 angeordnet sind. Der Digital-Analog-Wandler 20 erhält ein digitales Prüfsignal 20a von der zentralen Recheneinheit 10 und wandelt dieses in ein analoges Prüfsignal, welches wiederum einem Prüflingssignaleingang eines Prüflings 30 vorgegeben wird. Der Prüfling 30 gibt über einen Prüflingssignalausgang ein analoges Prüflingssignal 30a aus,
welches vom Analog-Digital-Wandler 21 in ein digitales Prüflingssignal gewandelt und der zentralen Modelliereinheit 10 vorgegeben wird. Die zentrale Modelliereinheit 10 nutzt das digitale Prüflingssignal 20a zur Modellierung des Gesamtsystems und zur Emulation des digitalen Prüfsignals, welches wie oben ausgeführt dem Digital-Analog-Wandler 20 zugeführt wird. Als Prüfling 30 kann Steuerungs- oder Regelungshardware, beispielsweise ein Inverter, wie er aus Elektrofahrzeugen bekannt ist, vorgesehen sein. Der Prüfling 30 kann eine Signaldomäne des Inverters samt einer Schnittstelle zur Leistungsdomäne repräsentieren, womit der Prüfstand 1 die Leistungsdomäne des Inverters emuliert.
2 bis 4 stellen jeweils einen erfindungsgemäßen Prüfstand 1 dar. Es ist keine zentrale Modelliereinheit zur Modellierung des Gesamtsystems vorgesehen, sondern eine Anzahl von funktionalen Teilmodelleinheiten, welche jeweils ein Teilsystem des Gesamtsystems modellieren. Dabei sind als funktionale Teilmodelleinheiten eine Haupt-Teilmodelleinheit 11, eine digitale Emulationsschaltung 50 und eine Anzahl Sensormodelleinheiten 12, 13, 14 vorgesehen, wobei in 3 und 4 zudem der digitalen Emulationsschaltung 50 zugehörige analoge Emulationsschaltung 51 vorgesehen ist.
Die Sensormodelleinheiten 12, 13, 14 modellieren jeweils einen Sensor als Teilsystem und sind mit der Haupt-Teilmodelleinheit 11 über Signalverbindungen 40, 41, 42 verbunden. Es wird über die Signalverbindungen 40, 41, 42 zwischen der Haupt-Teilmodelleinheit 11 und den Sensormodelleinheiten 12, 13, 14 sowie zwischen der Haupt-Teilmodelleinheit 11 und der digitalen Emulationsschaltung 50 kommuniziert, um eine Modellierung des Gesamtsystems durch die Teilsysteme zu ermöglichen. Die digitale Emulationsschaltung 50 ist ausgestaltet, ein Teilsystem in digitaler Weise zu modellieren.
Die Anzahl Sensormodelleinheiten 12, 13, 14 sind jeweils ausgestaltet, ein digitales Prüfsignal 12a, 13a, 14a zu emulieren. Um das digitale Prüfsignal 12a, 13a, 14a dem Prüfling 30 zur Verfügung zu stellen, sind jeweils Anzahl Digital-Analog-Wandler 22, 23, 24 vorgesehen, welche jeweils ausgestaltet sind, das zugehörige digitale Prüfsignal 12a, 13a, 14a in ein analoges Prüfsignal zu wandeln. Die Anzahl Digital-Analog-Wandler 22, 23, 24 können auch integraler Bestandteil der zugehörigen Sensormodelleinheit 12, 13, 14 sein. Das analoge Prüfsignal wird jeweils an Signaleingänge des Prüflings 30 übertragen. Somit können die Sensormodelleinheiten 12, 13, 14 möglichst nahe an den Prüflingseingängen des Prüflings 30 angeordnet werden.
In 3 sind als funktionale Teilmodelleinheiten zur Modellierung des Gesamtsystems zudem eine der digitalen Emulationsschaltung 50 zugehörige analoge Emulationsschaltung 51 vorgesehen. Die digitale Emulationsschaltung 50 und zugehörige analoge Emulationsschaltung 51 sind in 3 vorteilhafterweise zu einer Hybridemulationsschaltung 15 zusammengefasst wogegen in 4 die Sensormodelleinheiten 12, 13, 14 und die digitale Emulationsschaltung 50 zusammengefasst sind. Die Ausgestaltung nach 4 ist besonders vorteilhaft, wenn ein besonders kompakter Prüfling 30 vorliegt, sodass die Signalausgänge und Signaleingänge am Prüfling 30 räumlich nahe beieinander liegen. Die weitere Beschreibung ist sowohl für die Ausführung nach 3 als auch für die Ausführung nach 4 gültig.
Die analoge Emulationsschaltung 51 ist ausgestaltet, ein Teilsystem, in analoger Weise zu emulieren und ein analoges Prüfsignal 51a direkt an einen Prüflingssignaleingang des Prüflings 30 zu übertragen. Dabei kann auch die zugehörige digitale Emulationsschaltung 50 einen digitalen Subteil eines Teilsystems und die analoge Emulationsschaltung 51 einen analogen Subteil desselben Teilsystems emulieren.
Es kann in der analogen Emulationsschaltung 51 gegenüber einer digitalen Emulation (wie sie in den Sensormodelleinheiten 12, 13, 14) auf eine Digital-Analog-Wandlung eines digitalen Prüfsignals auf ein analoges Prüfsignal (vgl. das Prüfsignal 10a in 1) verzichtet werden. Weiters ist eine analoge Emulation weitaus schneller als eine digitale Emulation, weshalb in der analogen Emulationsschaltung 51 zeitkritische Funktionen emuliert werden und in der digitalen Emulationsschaltung 50 vergleichsweise weniger zeitkritische Funktionen emuliert werden.
Es ist weiters ein Analog-Digital-Wandler 25 vorgesehen, welcher mit einem analogen Prüflingssignalausgang des Prüflings 30 verbunden und somit ausgestaltet ist, ein analoges Prüflingssignal 30a vom Prüfling 30 zu empfangen. Dieses analoge Prüflingssignal 30a wird vom Analog-Digital-Wandler 25 in ein digitales Prüflingssignal gewandelt und an die digitale Emulationsschaltung 50 übertragen, welches wiederum von der digitalen Emulationsschaltung 50 zur Modellierung des digitalen Teils des zugehörigen Teilsystems verwendet wird. Weiters kann die Haupt-Teilmodelleinheit 11 über die Signalverbindung 43 Teilmodellausgangsgrößen und/oder Parameter zur Modellierung des digitalen Teils des zugehörigen Teilsystems an digitale Emulationsschaltung 50 übermitteln.
Ebenso kann die digitale Emulationsschaltung 50 ausgestaltet sein, Parameter an die analoge Emulationsschaltung 51 zu übermitteln, womit diese parametriert werden kann, was in 3 und 4 durch den zur analogen Emulationsschaltung 51 zeigenden Teil des strichlierten Doppelpfeils angedeutet ist.
Es kann auch ein von der analogen Emulationsschaltung 51 emuliertes analoges Prüfsignal 51a mittels eines Analog-Digital-Wandlers in ein digitales Prüfsignal gewandelt an die digitale Emulationsschaltung 50 übertragen und von dieser zur Modellierung des digitalen Teils des zugehörigen Teilsystems verwendet werden. Eine Übermittlung des analogen Prüfsignals 51a von der analogen Emulationsschaltung 51 an die digitale Emulationsschaltung 50 ist in 3 und 4 durch den zur digitalen Emulationsschaltung 50 zeigenden Teil des strichlierten Doppelpfeils angedeutet, wobei jedoch kein Analog-Digital-Wandlers zur Wandlung des analogen Prüfsignals 51a in ein digitales Prüfsignal dargestellt ist.
Es kann die digitale Emulationsschaltung 50 einen Inverter (ohne Halbleiterschalter) als Teilsystem modellieren. Die Halbleiterschalter des Inverters können entsprechend durch die analoge Emulationsschaltung 51 zur Emulation als analoges Teilsystem modelliert werden. Damit kann der Inverter teilweise digital emuliert werden und teilweise analog emuliert werden. In der digitalen Emulationsschaltung 50 können beispielsweise die Topologie der Inverter selbst, ein Temperaturverhalten des Inverters, Leitungsausfälle, resultierende Spannungen der AC-Seite des Inverters etc. emuliert werden, während in der analogen Emulationsschaltung 51 das zeitliche Verhalten der einzelnen Leistungsschalter emuliert wird. In dieser Sichtweise kann der Inverter als Teilsystem angesehen werden, wobei die Halbleiterschalter ein (analog emuliertes) Subsystem sind und der Rest des Inverters ein weiteres (digital emuliertes) Subsystem.
Damit liegt an der analogen Emulationsschaltung 51 direkt ein simuliertes analoges Prüfsignal 51a, z.B. eine Impedanz der Halbleiterschalter, welche entsprechend von vorgesehenen Schaltzuständen schalten, vor und wird dem Prüfling 30 zur Verfügung gestellt. Die Emulation der Halbleiterschalter ist zeitkritisch und kann weitaus rascher erfolgen als im Stand der Technik, da zur Übertragung des analogen Prüfsignals 51a ein analoger Signalausgang der analogen Emulationsschaltung 51 direkt an einen analogen Signaleingang des Prüfling 30 angebunden werden kann. Somit ist im Gegensatz zum Stand der Technik keine digitale Modellierung der Halbleiterschalter und darauffolgende Digital-Analog-Wandlung der digital emulierten Prüfsignale erforderlich.
Es können Gatetreibersignale als analoge Prüflingssignale 51a vom Prüfling 30 über einen Analog-Digital-Wandler 25 in ein digitales Prüflingssignal (d.h. ein digitales Gatetreibersignal) gewandelt und an die digitale Emulationsschaltung 50 übertragen werden. Es können aber auch Gatetreibersignale als analoge Prüflingssignale 51a direkt vom Prüfling 30 an die analoge Emulationsschaltung 51 übertragen werden.
Es können von der digitalen Emulationsschaltung 50 die aus dem Schaltzustand der Gatetreiber resultierenden Ausgangsspannungen des Inverters berechnet werden, welche über die Signalverbindung 43 an die Haupt-Modelleinheit 11 als Teilmodellausgangsgrößen 50a übertragen werden.
Die Haupt-Teilmodelleinheit 11 kann beispielsweise einen Elektromotor als Teilsystem modellieren. Damit berechnet die Haupt-Teilmodelleinheit 11 Teilmodellausgangsgrößen 11 a', 11a", 11a'", 11a"" und/oder Parameter 11p', 11p", 11p'", 11p"" und kommuniziert diese über die Signalverbindungen 40, 41, 42 an die Anzahl Sensormodelleinheiten 12, 13, 14 und über die Signalverbindung 43 an die digitale Emulationsschaltung 50.
Weiters kann eine Rotorlagesensormodelleinheit 12 als Sensormodelleinheit vorgesehen sein, welche einen Rotorlagesensor modelliert. Damit kann die Haupt-Teilmodelleinheit 11 über die Signalverbindung 40 Rotorinformation als Teilmodellausgangsgröße 11a' an die Rotorlagesensormodelleinheit 12 übermitteln. Weiters kann die Rotorlagesensormodelleinheit 12 ein digitales Rotorlagesensorsignal als digitales Prüfsignal 12a erzeugen. Das digitale Rotorlagesensorsignal wird von dem zugehörigen Digital-Analog-Wandler 22 in ein analoges Rotorlagesensorsignal als analoges Prüfsignal gewandelt und dem Prüfling 30 zur Verfügung gestellt. Weiters werden vorzugsweise Teilmodellparameter 11p' vom Haupt-Teilmodell 11 über die Signalverbindung 41 an die Rotorlagesensormodelleinheit 12 übermittelt. Auch kann das Prüfsignal 12a (Rotorlagesensorsignal) über die Signalverbindung 42 von der Rotorlagesensormodelleinheit 12 an das Haupt-Teilmodell 11 übermittelt werden.
Je nach Ausgestaltung des Prüflings 30 kann das Rotorlagesensorsignal auch direkt in digitaler Form von einer digitalen Rotorlagesensormodelleinheit ohne den Zwischenschritt über einen Digital-Analog-Wandler übertragen werden (nicht in den Figuren dargestellt).
Weiters kann eine beispielhafte Stromsensormodelleinheit 13 als Sensormodelleinheit vorgesehen sein, welche einen Stromsensor modelliert. Damit kann die Haupt-Teilmodelleinheit 11 über die Signalverbindung 41 kann Phasenstrominformation als Teilmodellausgangsgröße an die Stromsensormodelleinheit 13 übermitteln.
Weiters kann die Stromsensormodelleinheit 13 ein digitales Stromsensorsignal als digitales Prüfsignal erzeugen. Das digitale Stromsensorsignal wird von dem zugehörigen Digital-Analog-Wandler 23 in ein analoges Stromsensorsignal als analoges Prüfsignal gewandelt und dem Prüfling 30 zur Verfügung gestellt. Hierbei ist die Stromsensormodelleinheit 13 auch in der Lage, reale Ströme als Prüfsignal 13a dem Prüfling 30 zur Verfügung zu stellen. Damit müssen Stromerfassungsschaltungen am Prüfling 30 nicht manipuliert werden. Weiters werden vorzugsweise Teilmodellparameter 11p" vom Haupt-Teilmodell 11 über die Signalverbindung 41 an die Stromsensormodelleinheit 13 übermittelt. Auch kann das Prüfsignal 13a (Stromsensorsignal) über die Signalverbindung 41 von der Stromsensormodelleinheit 13 an das Haupt-Teilmodell 11 übermittelt werden.
Zudem kann eine beispielshafte Temperatursensormodelleinheit 14 als Sensormodelleinheit vorgesehen sein, welche einen Temperatursensor modelliert.
Damit kann die Haupt-Teilmodelleinheit 11 Temperaturinformation als Teilmodellausgangsgrößen über die Signalverbindung 42 an die Temperatursensormodelleinheit 14 übermitteln. Weiters werden vorzugsweise Teilmodellparameter vom Haupt-Teilmodell 11 über die Signalverbindung 42 an die Temperatursensormodelleinheit 14 übermittelt. Auch kann das Prüflingssignal 14a über die Signalverbindung 42 von der Temperatursensormodelleinheit 14 an das Haupt-Teilmodell 11 übermittelt werden.
Weiters kann die Temperatursensormodelleinheit 14 ein digitales Temperatursensorsignal als digitales Prüfsignal 14a erzeugen. Das digitale Temperatursensorsignal wird von dem zugehörigen Digital-Analog-Wandler 23 in ein analoges Temperatursensorsignal als analoges Prüfsignal gewandelt und dem Prüfling 30 zur Verfügung gestellt. Es kann aber insbesondere auf eine Emulation des Temperatursensors verzichtet werden, wenn am Prüfling 30 keine entsprechenden Signaleingänge vorgesehen sind.
Es sei angenommen, dass das Haupt-Teilmodell 11 einen Elektromotor als Teilmodell modelliert, eine Rotorlagesensormodelleinheit 12 als Sensormodelleinheit einen Rotorlagesensor modelliert, eine Stromsensormodelleinheit 13 als Sensormodelleinheit einen Stromsensor als Teilmodell modelliert und eine Temperatursensormodelleinheit 14 als Sensormodelleinheit einen Temperatursensor modelliert. Weiter sei angenommen, dass die digitale Emulationsschaltung 50 einen Inverter als Teilmodell modelliert, wobei die analoge Emulationsschaltung 51 Halbleiterschalter des Inverters als Teilmodell modelliert. Der Prüfling 30 stellt Schaltzustände der Halbleiterschalter (z.B. ein in Form eines PWM-Signals) als analoges Prüflingssignal 30a zur Verfügung. Diese Schaltzustände der Halbleiterschalter werden als digital gewandeltes Prüflingssignal an die digitale Emulationsschaltung 50 übermittelt, was beispielsweise über den Analog-Digital-Wandler 25 oder auch über einen in der analogen Emulationsschaltung 51 integrierten Analog-Digital-Wandler erfolgen kann.
Das Haupt-Teilmodell 11 übermittelt über die Signalverbindung 43 an die digitale Emulationsschaltung 50 Teilmodellparameter, welche der Modellierung der Leistungshalbleiter dient, wobei diese Teilmodellparameter auch von der digitalen Emulationsschaltung 50 an die analoge Emulationsschaltung 51 übertragen werden können. Die Teilmodellparameter können z.B. von einer übergeordneten Automatisierungseinheit 60 oder einem Bediener vorgegeben werden.
Die digitale Emulationsschaltung 50 emuliert anhand der vom Haupt-Teilmodell 11 erhaltenen Teilmodellausgangsgrößen 11a"" und/oder Teilmodellparameter 11p"", der über den Analog-Digital-Wandler 25 digitalisieren Schaltzustände der Halbleiterschalter (Prüflingssignal 30a) und des zugehörigen Teilmodelles eine Ausgangsspannung, welche dem Haupt-Teilmodell 11 über die Verbindungsleitung 43 wiederum als Teilmodellausgangsgröße 50a zur Verfügung gestellt werden. Das Haupt-Teilmodell 11 ermittelt aus der Ausgangsspannung wiederum Phasenströme des Elektromotors, welche als Teilmodellausgangsgrößen 11a" des Haupt-Teilmodells 11 über die Signalverbindung 41 an die Stromsensormodelleinheit 13 übertragen wird.
Die analoge Emulationsschaltung 51 emuliert anhand der analog erhaltenen Schaltzustände der Halbleiterschalter (Prüflingssignal 30a) Leistungshalbleiter des Inverters, welche als analoge Prüfsignale an den Prüfling 30 rückwirken können (dargestellt als Doppelpfeil zwischen der analogen Emulationsschaltung 51 und dem Prüfling 30). Weiters ermittelt das Haupt-Teilmodell 11 aus der Ausgangsspannung und/oder den daraus ermittelten Phasenströme eine Rotorlageinformation, welche als Teilmodellausgangsgröße 11 a' des Haupt-Teilmodells 11 über die Signalverbindung 40 an die Rotorlagensensormodelleinheit 12 übermittelt wird. Weiters werden vorzugsweise Teilmodellparameter 11p' vom Haupt-Teilmodell 11 über die Signalverbindung 40 an die Rotorlagensensormodelleinheit 12 übermittelt. Auch kann das Prüfsignal 12a über die Signalverbindung 40 von der Rotorlagensensormodelleinheit 12 an das Haupt-Teilmodell 11 übermittelt werden.
Zudem kann das Haupt-Teilmodell 11 die Phasenströme des Elektromotors als Teilmodellausgangsgrößen 11a" des Haupt-Teilmodells 11 über die Signalverbindung 42 an die Temperatursensormodelleinheit 14 übermitteln, welche über ein geeignetes Verlustmodell Temperaturen berechnet. Temperaturdaten können jedoch auch extern oder von einem am Prüfstand 30 vorgesehenen Automatisierungssystem 60, z.B. in Form von Temperaturverlaufskurven, vorgegeben werden.
Weiters ist in 2 bis 4 der erfindungsgemäße Prüfstand 1 mit einer optionalen Automatisierungseinheit 60 versehen ist. Die Automatisierungseinheit 60 kann Aufgaben der Parametrierung oder zeitunkritische Simulationsaufgaben, wie z.B. Umweltemulatonen übernehmen oder die Kommunikation zeitunkritischer Teilmodellparameter und ist mit der Haupt-Teilmodelleinheit 11 verbunden. Vorteilhaft ist hierbei die Möglichkeit, die Haupt-Teilmodelleinheit 11, welche die Kommunikation mit der Automatisierungseinheit 60 übernimmt, räumlich unmittelbar bei dieser zu platzieren. Größere räumliche Distanzen zwischen der Haupt-Teilmodelleinheit 11 und den Sensormodelleinheiten 12, 13, 14 sowie der digitalen Emulationsschaltung 50 sind insbesondere unkritisch, wenn die Signalverbindungen 40, 41, 42, 43 als Lichtwellenleiter ausgeführt sind.
Die Automatisierungseinheit 60 kann zeitlich unkritische Emulationsaufgaben übernehmen. Hierzu kann ein beliebig geartetes Rechnersystem vorgesehen sein, welches mit der Haupt-Teilmodelleinheit 11 verbunden ist. Es können Automatisierungsparameter der Automatisierungseinheit 60 auch über die Haupt-Teilmodelleinheit 11 direkt an die benötigte Teilmodelleinheit (d.h. Sensormodelleinheit, digitale Emulationsschaltung 50, analoge Emulationsschaltung 51) getunnelt werden. Damit ist aus Sicht der Signalintegrität der Aufstellungsort der Automatisierungseinheit 60 irrelevant, solange die Teilmodelleinheit 11 11 in deren unmittelbarer Nähe platziert wird. Ebenso verhält es sich mit Restbussimulationsmodulen welche unabhängig der restlichen Funktionen integriert werden können.
Grundlegend kann der Prüfstand 1 modular ausgeführt sein, womit nicht benötigte funktionale Sensormodelleinheiten 12, 13, 14 in einfacher Weise entfernt, oder zusätzliche benötigte Sensormodelleinheiten 12, 13, 14 ergänzt werden können.
Die Automatisierungseinheit 60 und/oder digitalen Teilmodelleinheiten (d.h. Haupt-Teilmodelleinheit 11 und/oder funktionale Sensormodelleinheiten 12, 13, 14 und/oder digitale Emulationsschaltung 50) können mikroprozessorbasierte Hardware umfassen, beispielsweise einen Computer oder Digitalen Signalprozessor (DSP), auf welcher entsprechende Software zum Durchführen der jeweiligen Funktion ausgeführt wird. Die Automatisierungseinheit 60 und/oder digitalen Teilmodelleinheiten können auch integrierte Schaltungen umfassen, beispielsweise eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) oder ein Field Programmable Gate Array (FPGA), oder ein Configurable Programmable Logic Device (CPLD) oder und parallel dazu mit einem Mikroprozessor überwacht werden. Ebenso ist es möglich, dass verschiedene Funktionen auf derselben Hardware und oder auf unterschiedlichen Hardware-Teilen implementiert sind. Besonders vorteilhaft sind Mischformen, bei denen einzelne Einheiten sowohl in Hardware als auch in Software ausgeführt sind.
Die analoge Emulationsschaltung 51 kann einen analogen Schaltkreis (vorzugsweise umfassend passive und/oder aktive elektrische Bauelemente) oder analogen Computer umfassen, wobei auch Mischformen denkbar sind.
Bezugszeichenliste

1: Prüfstand
10: zentrale Modelliereinheit
11: Haupt-Teilmodell
11 a', 11a", 11a'", 11a'''': Teilmodellausgangsgröße
11p', 11p", 11p'", 11p"": Parameter
12, 13, 14: Sensormodelleinheiten
12a, 13a, 14a: digitales Prüfsignal
15: Hybridemulationsschaltung
20: Digital-Analog-Wandler
20a: digitales Prüfsignal
21: Analog-Digital-Wandler
22, 23, 24: Digital-Analog-Wandler
25: Analog-Digital-Wandler
30: Prüfling
30a: analoges Prüflingssignal
40, 41, 42, 43: Signalverbindung
50: digitale Emulationsschaltung
50a: Teilmodellausgangsgrößen
51: analoge Emulationsschaltung
51a: analoges Prüfsignal
50p: Parameter
60: Automatisierungseinheit

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

CN 204086979 U [0003]
CN 102110010 A [0003]
DE 102010043661 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Durchführung eines Prüflaufs mit einem Prüfling (30) auf einem Prüfstand (1), dadurch gekennzeichnet, dass am Prüfstand (1) ein zu modellierendes Gesamtsystem auf eine Anzahl Teilsysteme aufgeteilt wird, wobei ein Teilsystem von einer Sensormodelleinheit (12, 13, 14), ein Teilsystem von einer digitalen Emulationsschaltung (50) und ein Teilsystem von einer Haupt-Teilmodelleinheit (11) modelliert wird, wobei zur Durchführung des Prüflaufs die Haupt-Teilmodelleinheit (11) mit der Sensormodelleinheit (12, 13, 14) und der digitalen Emulationsschaltung (50) jeweils über Signalverbindungen (40, 41, 42, 43) kommuniziert, wobei die Sensormodelleinheit (12, 13, 14) ein digitales Prüfsignal (12a, 13a, 14a) emuliert, das in ein analoges Prüfsignal gewandelt und an den Prüfling (30) übertragen wird, und dass ein analoges Prüflingssignal (30a) vom Prüfling (30) empfangen, in ein digitales Prüflingssignal gewandelt, an die digitale Emulationsschaltung (50) übertragen und zur Modellierung des zugehörigen Teilsystems verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haupt-Teilmodelleinheit (11)jeweils über die zugehörige Signalverbindung (40, 41, 42) Teilmodellausgangsgrößen (11a', 11a", 11a'") und/oder Parameter (11p', 11p", 11p'") an die Sensormodelleinheit (12, 13, 14) übermittelt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Haupt-Teilmodelleinheit (11) über die zugehörige Signalverbindung (43) Teilmodellausgangsgrößen (11a"") und/oder Parameter (11p"") an die digitalen Emulationsschaltung (50) übermittelt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensormodelleinheit (12, 13, 14) über die zugehörige Signalverbindung (40, 41, 42) das digitale Prüfsignal (12a, 13a, 14a) an die Haupt-Teilmodelleinheit (11) übermittelt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die digitale Emulationsschaltung (50) über die zugehörige Signalverbindung (43) eine Teilmodellausgangsgröße (50a) an die Haupt-Teilmodelleinheit (11) übermittelt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilsystem von einer der digitalen Emulationsschaltung (50) zugehörigen analogen Emulationsschaltung (51) modelliert wird, und dass die analoge Emulationsschaltung (51) ein analoges Prüfsignal (51a) emuliert und an den Prüfling (30) überträgt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das analoge Prüfsignal (51a) in ein digitales Prüfsignal gewandelt und der digitalen Emulationsschaltung (50) zur Modellierung des der digitalen Emulationsschaltung (50) zugehörigen Teilsystems zur Verfügung gestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die digitale Emulationsschaltung (50) Parameter (50p) an die analoge Emulationsschaltung (51) übermittelt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die digitale Emulationsschaltung (50) zumindest einen Teil eines Inverters modelliert, aus den Schaltzuständen von Halbleiterschaltern des modellierten Inverters Sollströme als Teilmodellausgangsgrößen (50a) berechnet und diese über die Signalverbindung (43) an die Haupt-Teilmodelleinheit (11) übermittelt, und dass die analoge Emulationsschaltung (51) als Prüflingssignal (30a) vom Prüfling (30) ein Gatetreiber-Signal erhält, Halbleiterschalter des Inverters modelliert, Schaltzustände (51a) der Halbleiterschalter simuliert und dem Haupt-Teilmodell (11) zur Verfügung stellt.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltzustände der simulierten Halbleiterschalter als Prüfsignal auf Gatetreiber des Prüflings (30) rückwirkt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die analogen Treibersignale der analogen Emulationsschaltung (51) in digitale Treibersignale gewandelt und der digitalen Emulationseinheit (50) zur Emulation der digitalen Inverterströme zur Verfügung gestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Haupt-Teilmodelleinheit (11) einen Elektromotor emuliert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rotorlagesensormodelleinheit (12) als Sensormodelleinheit vorgesehen ist, welche einen Rotorlagesensor modelliert, wobei die Haupt-Teilmodelleinheit (11) Rotorlageinformation als Teilmodellausgangsgröße (11a') über die Signalverbindung (40) an die Rotorlagesensormodelleinheit (12)übermittelt, und wobei die Rotorlagesensormodelleinheit (12) ein Rotorlagesensorsignal als digitales Prüfsignal (12a) emuliert und an den Prüfling (30) überträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine digitale Rotorlagesensormodelleinheit (12) als Sensormodelleinheit vorgesehen ist, welche einen Rotorlagesensor modelliert, wobei die Haupt-Teilmodelleinheit (11) Rotorlageinformation als Teilmodellausgangsgröße (11a') über die Signalverbindung (40) an die Rotorlagesensormodelleinheit (12) übermittelt, und wobei die Rotorlagesensormodelleinheit (12) ein Rotorlagesensorsignal als digitales Prüfsignal (12a) emuliert und direkt an den Prüfling (30) überträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stromsensormodelleinheit (13) als Sensormodelleinheit vorgesehen ist, welche einen Stromsensor modelliert, wobei die Haupt-Teilmodelleinheit (11) über die Signalverbindung (41) Phasenstrominformation als Teilmodellausgangsgröße (11 a") an die Stromsensormodelleinheit (13) übermittelt, und wobei die Stromsensormodelleinheit (13) ein Stromsensorsignal als digitales Prüfsignal (13a) emuliert und an den Prüfling (30) überträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperatursensormodelleinheit (14) als Sensormodelleinheit vorgesehen ist, welche einen Temperatursensor modelliert, wobei die Haupt-Teilmodelleinheit (11) über die Signalverbindung (42) Temperaturinformation als Teilmodellausgangsgröße (11a"`) an die Temperatursensormodelleinheit (14) übermittelt und wobei die Temperatursensormodelleinheit (14) ein Temperatursensorsignal als digitales Prüfsignal (14a) emuliert und an den Prüfling (30) überträgt.
Prüfstand (1) zur Durchführung eines Prüflaufs mit einem Prüfling (30), dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl Sensormodelleinheiten (12, 13, 14) eine digitale Emulationsschaltung (50) und eine Haupt-Teilmodelleinheit (11) vorgesehen sind, welche jeweils ausgestaltet sind, ein Teilsystem eines Gesamtsystems zu modellieren, dass die Haupt-Teilmodelleinheit (11) und die Anzahl Sensormodelleinheiten (12, 13, 14) jeweils über Signalverbindungen (40, 41, 42) verbunden ist sowie die Haupt-Teilmodelleinheit (11) und die digitale Emulationsschaltung (50) über eine Signalverbindung (43) verbunden sind, um zur Durchführung des Prüflaufs jeweils zu kommunizieren, dass die Anzahl Sensormodelleinheiten (12, 13, 14)jeweils ausgestaltet sind, ein digitales Prüfsignal (12a, 13a, 14a) zu emulieren, wobei eine Anzahl Digital-Analog-Wandler (22, 23, 24) vorgesehen ist, welche jeweils ausgestaltet sind, das digitale zugehörige Prüfsignal (12a, 13a, 14a) in ein analoges Prüfsignal zu wandeln und an den Prüfling (30) zu übertragen, dass ein Analog-Digital-Wandler (25) vorgesehen ist, welcher ausgestaltet ist ein analoges Prüflingssignal (30a) vom Prüfling (30) zu empfangen, in ein digitales Prüflingssignal zu wandeln und an die digitale Emulationsschaltung (50) zu übertragen, und dass die digitale Emulationsschaltung (50) ausgestaltet ist, das zugehörige Teilsystem unter Verwendung des digitalen Prüflingssignals (30a) zur modellieren.
Prüfstand nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine der digitalen Emulationsschaltung (50) zugehörige analoge Emulationsschaltung (51) vorgesehen ist, welche ausgestaltet ist, ein Teilsystem des Gesamtsystems zu modellieren, und dass die analoge Emulationsschaltung (51) ausgestaltet ist, das zugehörige Teilsystem zu modellieren, ein analoges Prüfsignal (51a) zu emulieren und an den Prüfling (30) zu übertragen.
Prüfstand nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die digitale Emulationsschaltung (50) ausgestaltet ist, Parameter (50p) an die analoge Emulationsschaltung (51) zu übermitteln.
Prüfstand (1) nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Analog-Digital-Wandler (25) ausgestaltet ist, das analoge Prüflingssignal (30a) in ein digitales Prüflingssignal zu wandeln und an die digitale Emulationsschaltung (50) zur Modellierung des Teilsystems zu übertragen.
Prüfstand nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die analoge Emulationsschaltung (51) und die digitale Emulationsschaltung (50) zu einer Hybridemulationsschaltung (15) zusammengefasst sind.
Prüfstand nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalverbindungen (40, 41, 42, 43) als Lichtwellenleiter ausgeführt sind.
Prüfstand nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Sensormodelleinheit (12, 13, 14) und die digitale Emulationsschaltung (50) zu einer Kombinationsschaltung zusammengefasst sind.
Prüfstand nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass eine Automatisierungseinheit (60) vorgesehen ist, welche zur Parametrierung und/oder Steuerung der Haupt-Teilmodelleinheit (11) ausgestaltet ist.