專利名稱：用于仿真電氣/電子負載的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于仿真控制器、尤其是汽車控制器上至少一個 電氣/電子的、尤其是電感的負栽的效應的方法和裝置。其中，電氣/ 電子負栽是指這樣的裝置或元件，即其在連接到控制器時根據(jù)負栽的 物理特性會產(chǎn)生從中流出或流入其的電流。
背景技術(shù)：
控制器的應用領(lǐng)域在汽車領(lǐng)域中，其中使用控制器，以控制汽車 中的各種任務，例如燃油噴射、節(jié)流閥的運動、伺服電極(雨刷、空 調(diào)閥門等)的操縱。本發(fā)明說明書中對于該領(lǐng)域的參考并不將本發(fā)明 限制到該領(lǐng)域，而是應該只是作為例子。為了高效地運行現(xiàn)代汽車，由具有相應傳感器輸入、控制算法和 執(zhí)行器輸出的一系列控制器轉(zhuǎn)換不同汽車任務。為汽車領(lǐng)域開發(fā)這樣 的控制器包括多個步驟。在控制技術(shù)任務提出開始時，首先是對應該為其建立期望動態(tài)性 能的技術(shù)-物理過程進行數(shù)學建模和仿真。借助于所得到的抽象的數(shù)學 模型，可以在數(shù)值仿真中試驗同樣僅僅作為數(shù)學模型表示存在的不同控制概念；該步驟是大多基于計算機支持的建模工具的建模和調(diào)節(jié)器 開發(fā)的階段。在第二步驟中，在數(shù)學模型中開發(fā)的調(diào)節(jié)器被轉(zhuǎn)換為具有實時能 力的仿真單元，該仿真單元大多既在其計算性能方面、而且在其I/O 能力方面大大地優(yōu)于通常的串行控制器(Serien-Steuergeraet),并 且與真正的物理過程或確定該過程的裝置相互作用地連接。因為盡可能自動地將抽象的公式表達的調(diào)節(jié)器從建模工具轉(zhuǎn)換 為仿真單元，所以在第二階段中涉及快速控制原型(RCP:Rapid-Control-Prototyping)或功能原型(Funktions-Prototyping )。如果以在仿真單元上實行的調(diào)節(jié)器解決了控制技術(shù)問題，則控制 算法在控制器實現(xiàn)中(大多全自動地)被轉(zhuǎn)換為最后在實踐中使用的 (串行)控制器。該過程被稱為實現(xiàn)。原則上，現(xiàn)在有成品的控制器可用，并因此現(xiàn)在可以執(zhí)行測試方 法和測試過程。這樣的測試方法/過程在不利且極端的條件下進行，以 便保證不出故障。因為在該開發(fā)階段時大多還不存在汽車原型，并且 為了使得能夠并行開發(fā)以縮短開發(fā)時間，所以在仿真器上執(zhí)行測試場 景。也就是說，借助于仿真的調(diào)節(jié)路徑或測試環(huán)境來測試所開發(fā)的實 際控制器，包括軟件。該開發(fā)步驟被稱為硬件在回路(HIL: Hardware-In-the-Loop)過程。這樣的行為的另一優(yōu)點在于，單個控 制器或僅僅控制器組合(Steuergeraeteverbund )的一部分或與控制 器連接的實際部件(例如電機)也可以被仿真。這使得可以在第一汽 車原型被制造之前很長時間進行虛擬測試過程(Testfahrt)。結(jié)果是 極大的費用和時間節(jié)省。這樣的仿真器還可以超過對于實際汽車可能 的邊界范圍地執(zhí)行測試過程。此外，測試過程是可再現(xiàn)的、可自動化 的，并且可以針對參數(shù)被改變。調(diào)節(jié)路徑或測試環(huán)境既可以在軟件側(cè)也可以借助于硬件被仿真。 但是，并不是可以立即仿真每個性能，而是不仿真電氣或電子負栽的 性能，從而實際的負載然后被連接到控制器。作為例子，這里是節(jié)流 閥或甚至雨刷電機。尤其是電感負栽在仿真中導致困難，因為在切斷電壓供應時，電 感可能維持系統(tǒng)中的能量，并因此在供電電流的相反方向上產(chǎn)生電流 Il。在現(xiàn)有技術(shù)中已知，通過被接通或安裝的相應硬件組件來仿真電 氣/電子負栽。其中，實際負栽、具體地例如雨刷電機經(jīng)常被連接，以 便分析性能的不同方面。其中，該硬件在控制器上具有特定的物理特 性或固定的物理性能，從而在條件變化時另一硬件必須被連接到控制器。由此產(chǎn)生缺點，諸如經(jīng)常改造和改裝實際負載。由此，這樣的系 統(tǒng)不可良好地縮放。尤其地，很難以很小的制造成本實現(xiàn)高的電流負 栽。而且，通過計算機支持的仿真模型來模擬電氣/電子負載由于實 際負載的動態(tài)性能而失敗。為了足夠好地仿真負載的動態(tài)性能，小于 等于l微秒的執(zhí)行時間是必需的，其中這樣的執(zhí)行時間是指仿真模型為了被處理一次所需要的時間單位。諸如MathWorks公司的仿真環(huán) 境"Simulink"下的純計算機支持仿真模型達到100微秒的執(zhí)行時間。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的任務在于提供一種方法和裝置，借助于其可以對電氣/ 電子負載進行仿真，而不必須將被仿真的實際負載連接到控制器上。 此外，任務還在于使得能夠?qū)崿F(xiàn)足夠快的仿真，以模擬負載、尤其是 電感負載的快速的動態(tài)性能。而且，任務還在于使得能夠快速地改變 仿真條件。該任務通過這樣一種方法實現(xiàn)，即在該方法中，通過以下方式實 際模擬理論上通過被仿真負栽流到至少一個端子的電流，即借助于與 控制器的該至少一個端子連接的可控的電流單元對控制器抽取 (entnehmen )或饋入(aufpraegen )電流。該方法的主要構(gòu)思在于，代替為了測試目的應該被連接到控制器 的實際負栽，現(xiàn)在，實際上要流過實際負栽的、即實際模擬的電流單 元被連接到控制器，方法是借助于該電流單元，現(xiàn)在通過電流單元產(chǎn) 生理論上要流過負栽的電流。其中，電流單元提供了這樣的可能性，即從控制器抽取電流、即 電流從控制器流如電流單元，或者將電流饋入該控制器、即電流從電 流單元流入控制器。其中，電流分別流經(jīng)實際負栽應該連接到的、而 電流單元代替實際負載被連接到的控制器的一個或多個端子。與連接實際負栽相比，該過程是有利的，因為電流單元可以能夠不僅模擬一個、而是還能夠模擬優(yōu)選多個不同實際負載的物理性能， 例如通過適當?shù)膮?shù)化，其中參數(shù)化例如可以通過軟件來進行。這可以通過這樣一種裝置來實現(xiàn)，即該裝置可被連接到控制器， 并且在該裝置中，為了實際模擬流經(jīng)控制器至少一個端子上的被仿真 負載的電流，設(shè)置至少一個計算單元，該計算單元尤其根據(jù)在被仿真 負載上降低的總電壓或其大小計算和/或提供表示負載中電流的控制 量，并且在該裝置中，設(shè)置至少一個具有至少一個用于構(gòu)成電流源和/或電流宿(Stromsenke)的輔助電壓源的電流單元，其中控制量可從 計算單元傳送到該電流單元，并且該電流單元從控制器抽取或向控制器饋入與所傳送的控制量相關(guān)的實際電流。在這樣的可以被用于執(zhí)行該方法的裝置中重要的是，借助于計算 單元中所預給定的計算規(guī)則形成又被用于控制所述電流單元的控制 量，以便在控制器上具體實際地形成與在被仿真負栽被實際連接到控 制器上時應該流動的電流相對應的電流。為了實現(xiàn)可以借助于電流單元模擬控制器相應端子上在物理性 能方面對應于實際負栽的電流，可以將這樣的端子經(jīng)由電流單元連接 到至少一個輔助電勢。其中，例如可以通過控制器的用于電源電壓和 地的端子來提供輔助電勢。因此，如果控制器在其上施加大小在地電勢和電源電壓之間的控 制電壓的控制器端子通過電源單元被連接到地電勢，則產(chǎn)生從控制器 出來的電流。相反，如果該端子被連接到電源電勢，則產(chǎn)生進入控制 器的電流流動。因此，可以通過這種方式影響電流方向。其中，通過根據(jù)本發(fā)明 的裝置，借助于相應的電路實現(xiàn)將端子連接到輔助電勢。其中尤其可以是這樣的情形，即輔助電勢可根據(jù)控制量而選擇和 /或輔助電勢的大小是可調(diào)節(jié)的。因此，可以不僅在極性方面而且在大 小方面，根據(jù)控制量影響控制器的端子上的電勢差。因此，可以在兩 個方向上并且以不同電流強度來模擬電流.所謂的電流單元可以根據(jù)優(yōu)選表示被仿真負栽中理論電流的控制量來調(diào)節(jié)或選擇可變的限流裝置。上述輔助電勢可以被用作這樣的 限流裝置，因為電流在其大小方面與輔助電勢和控制器端子之間的電 勢差的大小有關(guān)。作為該實施方式的替代或附加，還可以通過可調(diào)節(jié)的電阻元件構(gòu) 成限流裝置。該限流裝置例如還可以通過晶體管構(gòu)成。上述電流單元可以包括可根據(jù)控制量而激活的源單元和宿單元。 因此可以根據(jù)所期望的電流方向激活這兩個單元中的一個或另一個。 就這方面而言，優(yōu)選可以是這樣的情形，即不僅源單元、而且宿單元 可以包括至少 一個上述方式的限流裝置。在特別有利的實施方式中，可以借助于仿真模型計算用于控制電 流單元并影響應該模擬的電流的控制量，其中仿真模型例如可以在裝 置的計算單元中實現(xiàn)。由此還得到本發(fā)明的特別的變化性，因為通過改變或確定仿真模型可以確定對于實際負載應該用裝置仿真什么。因 此，可以在不需要昂貴的改裝工作的情況下，只通過對根據(jù)本發(fā)明的 裝置進行重新編程來仿真不同負載。為此，該裝置可以規(guī)定相應的可 參數(shù)化性。因此，由仿真模型所提供的計算規(guī)則可以根據(jù)參數(shù)化而變 化，這直接影響控制量的計算和電流單元的性能。其中，為了支持被仿真的實際負栽對控制器的控制電壓的反應， 并因此支持根據(jù)本發(fā)明的裝置對控制器的控制電壓的反應，有利地可 以是這樣的情形，即至少根據(jù)基于控制器中運行的控制或調(diào)節(jié)算法施 加在控制器至少一個端子上的控制器的控制電壓進行控制量的計算。 因此，有利地，這樣的控制電壓可以構(gòu)成仿真模型的至少一個輸入?yún)?數(shù)。在根據(jù)本發(fā)明的方法或根據(jù)本發(fā)明的裝置的一種實施方式中可 以是這樣的情形，即純粹基于軟件地計算控制量，為此在計算單元中 運行將仿真模型轉(zhuǎn)換為微處理器步驟的程序。在可能的情況下，對于 負栽、諸如電感負載的高動態(tài)性能，計算速度困難呢感不足以模擬實 時地模擬電流。因此，在一種特別有利的實施方式中可以是這樣的情形，即仿真模型的計算規(guī)則至少部分地以硬件、甚至可能完全以硬件構(gòu)造。在非 完全硬件構(gòu)造中，計算規(guī)則的另一部分可以以軟件構(gòu)造，即例如通過 以下方式，即計算規(guī)則作為程序由數(shù)據(jù)處理單元中的微處理器處理。 其中，有利地，以硬件構(gòu)造的部分可以由軟件部分例如通過數(shù)據(jù)處理 單元來參數(shù)化，例如所計算的輸入量或中間量可以由軟件部分計算并 傳輸?shù)接布糠?。在一種實施方式中，上述計算單元可以既包括基于硬件的部分， 又包括基于軟件的部分。其中，正是基于硬件的部分構(gòu)成可由軟件部 分參數(shù)化的子單元。此外，在本發(fā)明范圍中所使用的所有輸入、最終量或中間量 一 即 例如上述參數(shù)以及控制量-可以通過物理的電壓或電流或者通過電 壓或電流的大小或值來給出，尤其根據(jù)硬件部分例如作為模擬或數(shù)字 部件的實現(xiàn)。該有利實施方式的基本構(gòu)思在于實現(xiàn)仿真模型的硬件加速。也就是說，基礎(chǔ)的建模任務被分為兩個部分， 一方面在軟件模型中，其例如計算緩慢的部件，例如與轉(zhuǎn)矩相關(guān)的量。另一方面在硬件組分中， 其計算需要特別短的執(zhí)行時間的模型部分。其中，有利地，諸如電阻和電感這樣的量可作為參數(shù)被提供給總模型。在一種有利實施方式中，既包括具有長執(zhí)行時間又包括用于數(shù)據(jù)輸入(Bedatung)的參數(shù) 的值傳輸被從軟件模型傳輸?shù)接布M分。在一種特別有利的應用中，使用方法和裝置，以便仿真電感負載， 例如因此可以硬件技術(shù)地模擬電感負栽、例如電子換向三相直流電機 的性能。這里要指出，本發(fā)明不限于電子換向三相直流電機，而是包括所 有類型的負栽，例如電感、電阻和諸如異步電機這樣的電機。


以下借助于下列附圖詳細地描述與電感相關(guān)的實施例。其中 圖l示出了連接到控制器的三相直流電機；圖2示出了該結(jié)構(gòu)的電氣等效電路圖；圖3示出了基礎(chǔ)的必需的仿真模型的基于硬件的部分的原理表示；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的用于在控制器的端子上產(chǎn)生電流的電流單元；圖5示出了用于利用三個電流單元對三相電機進行仿真的裝置 的示意性總示圖，其中每個電流單元仿真該電機的一個繞組。
具體實施方式
以下借助于圖1介紹例如如汽車領(lǐng)域中所使用的那樣由與直流 電機連接的控制器構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。內(nèi)部地，這樣的(無刷)直流電機2由三個繞組構(gòu)成，其中每個 繞組在一側(cè)經(jīng)由導線3、 4和5從外部可達，這些繞組的另一側(cè)在內(nèi) 部被連接到所謂的中性點。從外部可達的繞組與控制器1、即在控制器處分別為其設(shè)置的端 子連接?？刂破?為直流電機2供應電壓。為了優(yōu)化直流電機的控制， 控制器l需要直流電機中轉(zhuǎn)子的角位置。為此，在該實施方式中，控 制器借助于例如包括霍耳傳感器或增量編碼器(Inkrementalencoder) 的角編碼器(Winkelencoder) 6確定角位置?？刂破鞲鶕?jù)角位置計算 相應的PWM電壓，其中借助于該PWM電壓，經(jīng)由端子3、 4和5 為直流電機供應電壓，使得以最優(yōu)轉(zhuǎn)矩驅(qū)動直流電機。也就是說，直 流電機的每個繞組經(jīng)由導線3、 4和5獲得PWM電壓，如通?？刂?電機的那樣。如圖2所示，可以電氣地通過等效電路圖來對每個繞組進行建模。該等效電路圖由源自端子上控制器的外部電壓供應Upwm、繞組電感L、繞組電阻R以及電壓源UEMK的串聯(lián)電路構(gòu)成。電壓源UEMK 仿真在旋轉(zhuǎn)的電機中通過電磁感應感應到繞組中的電壓(電動勢)。 為了能夠模擬直流電機的性能，必須確定各個部件上的電流和電壓。其中，必須考慮繞組的不可達端上的星形連接相電壓UST。所有繞組 是相同的，從而在下面總是討論繞組7。繞組的電氣仿真被劃分為兩個塊。一方面是借助于電壓和電機參 數(shù)計算流過繞組的電流的單元。另一方面是包括對總電路(也向控制 器中)饋入所計算的電流的電流源/宿的單元。為了計算繞組電流，這里例如使用模擬計算器。模擬計算器必須執(zhí)行的計算規(guī)則是"JK瞎-"皿-~-/(,M)'士i通過在圖3中示出 的三級硬件電路實現(xiàn)公式的轉(zhuǎn)換。這里在框的左側(cè)部分中示出了上面提到的計算單元8、 9、 10，并在右側(cè)部分中示出了電流單元11，在 這兩部分之間傳輸控制量。其中計算單元包括三級級l:加法器IO從被直接提供到加法器IO上的控制器的輸入電壓UPWM中減去反電動勢UEMK、星形連接相電壓UsT以及歐姆繞組電 阻R上的電壓降。電壓Upwm、 Uemk以及Ust被提供到加法器10，其中在另一電路部分中計算電阻R上的電壓降。UpwM是實際位于控制器上的輸出電壓，UEMK以及UST由計算仿真模型的基于軟件的部分的值的微處理 器饋送。對于此，軟件計算就足夠了，因為這些量只緩慢地(與轉(zhuǎn)速 成比例地)變化。該加法器的輸出電壓對應于電感L上的電壓，并被 提供給積分器8。級2:積分器以描述繞組電感的可調(diào)節(jié)積分常數(shù)L對加法器10 的輸出電壓進行積分。由此，根據(jù)公式/= f^^計算線圍電流。積分器8的輸出電壓在仿真模型中表示線圍電流，并因此表示總 電流。其因此被用作用于電流單元11的電流源/宿的控制量，并被提 供給電流源/宿。級3:乘法器9根據(jù)公式[/ = /./ ,由線圍電流(或積分器8的輸 出值)和從外部提供的線圍的歐姆電阻值R計算電阻R上的電壓降。所計算的電壓降在加法器10中從電壓UpwM中減去。由此，快速地將控制量作為輸入電壓反饋到加法器10中。其中，加法器IO有利地被實現(xiàn)為模擬運算放大器電路。有利地，商用的模擬部件被用作積分器8以及乘法器9，但是尤其是積分器可 以以乘法器實現(xiàn)。量R、 UST、 Uemk和L從外部，優(yōu)選地經(jīng)由微處理 器控制的卡的模擬輸出端饋送到圖3中所示的系統(tǒng)，該卡也可以構(gòu)成上述計算單元的組分。量UpwM通過可調(diào)節(jié)的電流源/宿11的輸出端被反饋給系統(tǒng)。在圖4中詳細地示出了具有電流源/宿的可控電流單元11。在該 示意性實施方式中，電流源/宿11可以實現(xiàn)兩種情形。 一方面，其用 作電流宿。這仿真情形B，其中為電感負載供應以來自控制器l的電 流。另一種情形包括情形A，其中電流源/宿11用作將電流驅(qū)動進控 制器l的電流源。從以下事實中得到這兩種情形，即在沒有中點反饋 (Sternpunktrueckfuehrung )的三相系統(tǒng)中，在繞組上基本上不出現(xiàn) 兩個方向上的電流。這在于，被饋入繞組的電流必須通過至少一個其 他繞組流回到控制器。積分器8輸出端上的用于可調(diào)節(jié)電流源/宿11的控制量施加到其 輸入端17。其中，所施加的值優(yōu)選地與積分器8的輸出電流隔離。對 于輸入端17上的正值，下部分電路B活動，而對于負值，上部分A 活動。這是通過以下方式實現(xiàn)的，即開關(guān)16將0V的電路部分和相應 的其他電路部分連接到輸入端17。其中，開關(guān)16優(yōu)選地被實現(xiàn)為基 于運算放大器的反相器，根據(jù)輸入電壓的極性，電路部分之一總是得 到負的輸入電壓，并尤其阻塞其輸出(相應的另一電路部分于是是活 動的)。以下開關(guān)16這樣被轉(zhuǎn)換，即下部分電路B與輸入端17連接。 由此，在運算放大器(OPV) 12A的(+ )輸入端上施加0V電壓。這 導致放大器14A截止，并且沒有電流流經(jīng)分流電阻RSA。此外，在OPV12B的(+ )輸入端上施加與輸入端17上的值相 對應的電壓。OPV 12B的輸出端連接到可控的限流器/電阻14B的控 制輸入端。有利地，該可控的電阻14B被實現(xiàn)為雙極性晶體管或 MOS-FET，但是也可以使用其他的可控電阻。同樣可以想到與電感結(jié)合的PWM控制開關(guān)所構(gòu)成的輸出級。其中，PWM頻率應該比控制器的高很多。電感應該比最小的待 仿真電感小很多，并且還可以通過純引線電感來實現(xiàn)。這樣的結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是控制器提供給電流宿的功率不必須在電流 宿本身中發(fā)出(例如以晶體管上的熱的形式)，而是可以經(jīng)由其他位 置上的導線饋送給負載(例如電流宿外部的電阻)。通過經(jīng)由可控電阻14B和通過分流電阻RsA測量對應于來自控 制器1的電流的電壓的OPV 13B的反饋，輸入端17的值也出現(xiàn)在 OPV12B的(-)輸入端上。也就是說，通過控制器端子UpwM，對應 于輸入端17上的值的電流經(jīng)由輔助電壓源15B流到控制器地電勢 GND。對于輸入端17上的負值，電流流動類似。其中，現(xiàn)在電路部分 A活動。對應于輸入值17的電流在輔助電壓源15A的支持下從控制 器的電壓供應U+流入控制器端子UPWM。輔助電壓源15使得即使 在控制器輸出端(UPWM)斷開時也能夠?qū)崿F(xiàn)相應的電流流動?？刂?器必然具有使得在其內(nèi)部中能夠?qū)崿F(xiàn)該電流流動的適當措施，因為只 有這樣才保證PWM功率控制的原理。因此，現(xiàn)在可以對電感負載的性能進行仿真，并因此測試控制器性能。為了對電子換向三相直流電機進行仿真，三個被仿真繞組20必 須被連接到控制器l。該結(jié)構(gòu)在圖5中示出。通過微控制器控制的單元18的模擬輸出實現(xiàn)被仿真繞組20的數(shù) 據(jù)輸入?？刂破?經(jīng)由連接19獲得角編碼器6的被仿真信息。因此，能夠?qū)﹄姼胸撛赃M行仿真，而其中不安裝或拆除部件。對 于"任意"用于電阻和/或電感的值，可以純軟件技術(shù)地實現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入。本發(fā)明的優(yōu)點包括通過硬件仿真，可以實現(xiàn)很快的開關(guān)時間(l微秒或更好)。這 使得能夠在PWM周期內(nèi)實現(xiàn)實際的電流模擬。此外，即使在控制器而且，不需要改裝和改造實際負載。此外，提供了不同參數(shù)的良好可 縮放性。而且，可以對諸如尤其在傳動系技術(shù)中、例如在測試混合傳 動時出現(xiàn)的高電流負載進行仿真。與實際負載相比，在制造時可以實 現(xiàn)更小的花費。而且，可以不需要昂貴的機械的電機試驗臺。在本發(fā)明的另一有利實施方式中，可以通過快速的數(shù)字計算器(例如具有適當模/數(shù)轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號處理器DSP)來實現(xiàn)所述的模 擬多更件結(jié)構(gòu)。還可以4吏用FPGA。
權(quán)利要求
1.一種用于對控制器、尤其是汽車控制器的端子上至少一個電氣/電子負載、尤其是電感負載的效應進行仿真的方法，其特征在于，通過以下方式實際地模擬理論上流經(jīng)至少一個端子(3，4，5)上被仿真負載的電流，即借助于與所述至少一個端子(3，4，5)連接的可控的電流單元(11)，對控制器(1)抽取或饋入電流。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其特征在于，端子(3， 4， 5)借助 于所述電流單元(11)與至少一個輔助電勢(15A, 15B)相連，以便 產(chǎn)生經(jīng)由所述端子(3， 4， 5)進入所述控制器(1)或流出所述控制 器(1)的電流流動。
3. 根據(jù)前迷權(quán)利要求中任一項的方法，其特征在于，所述電流 單元(11)由所計算的控制量控制，尤其是表示流經(jīng)所述負載的理論 電流的控制量，其中根據(jù)所述控制量調(diào)節(jié)/選擇限流裝置(14A， 14B)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于，通過數(shù)值可調(diào)節(jié)的電 阻元件、尤其是晶體管(14A， 14B)和/或數(shù)值/符號可調(diào)節(jié)/可選擇的 輔助電勢(15A, 15B)來構(gòu)造限流裝置(14A, 14B)。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的方法，其特征在于，借助于仿 真模型計算所述控制量，其中所述仿真模型尤其根據(jù)所述控制器(1)的控制電壓(UPWM)表征經(jīng)負載的電流流動。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于，所述仿真模型的計算 規(guī)則至少部分以硬件(8， 9， 10)實現(xiàn)，并且尤其地，其他部分以在 數(shù)據(jù)處理單元(18)上運行的軟件實現(xiàn)。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的方法，其特征在于，所述仿真 模型的以硬件實現(xiàn)的部分(8， 9， 10)可通過所述仿真模型的以軟件 實現(xiàn)的部分來參數(shù)化。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的方法，其特征在于，所述電氣 負載是電感負載。
9. 一種用于對控制器上的、尤其是汽車控制器上的至少一個電 氣/電子的、尤其是電感的負載的效應進行仿真的裝置，其特征在于， 所述裝置可連接到控制器(1),并且至少通過以下部件模擬流經(jīng)控 制器(1)的至少一個端子(3， 4， 5)上的被仿真負栽的電流a. 計算單元，所述計算單元尤其根據(jù)在被仿真負載上降低的總 電壓或其大小計算和/或提供表示所述負載中的電流的控制量；b. 電流單元(ll)，具有至少一個用于構(gòu)成電流源和/或電流宿 的輔助電壓源(15A, 15B)，其中所述控制量可被所述計算單元傳輸 到所述電流單元，并且所述電流單元從所述控制器(1)中抽取或向 所述控制器(1)饋入取決于所傳輸?shù)目刂屏康膶嶋H電流。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，其特征在于，控制器(1)的端子 (3, 4， 5)可借助于電流單元(11)連接到至少一個輔助電勢(15A，15B),尤其地，其中可根據(jù)所述控制量選擇所述輔助電勢(15A， 15B) 和/或所述輔助電勢的大小可調(diào)節(jié)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10的裝置，其特征在于，所述電流單元(ll) 包括可;f艮據(jù)控制量、尤其是控制量的符號而激活的源單元和宿單元。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11的裝置，其特征在于，電流單元、尤 其是源和宿單元包括至少一個可控的限流裝置(14A, 14B),其中所 述限流裝置的限流取決于所述控制量，尤其地，其中通過可調(diào)節(jié)的電阻元件(14A， 14B)和/或可調(diào)節(jié)的/可選擇的輔助電勢來構(gòu)造限流裝 置(14A， 14B)。
13. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的裝置，其特征在于，所述控制 量可在所述計算單元(8， 9， 10)中借助于仿真模型計算，其中所述 仿真模型的計算規(guī)則至少一部分(8， 9， 10)以硬件構(gòu)造，并且尤其 地，另一部分以在數(shù)據(jù)處理單元(18)中運行的軟件構(gòu)造。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13的裝置，其特征在于，所述計算單元或所 述計算單元的子單元可借助于數(shù)據(jù)處理單元(18)被參數(shù)化。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13或14的裝置，其特征在于，所述計算單元 的以硬件構(gòu)造的部分(8， 9， 10)包括積分單元(8),尤其為模擬 的積分單元，其中所述積分單元計算和/或提供一控制量，該控制量根 據(jù)被仿真的電感負載上降低的總電壓或該總電壓的大小表示電感負 栽中的電流。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15的裝置，其特征在于，所述計算單元的以 硬件構(gòu)造的部分包括加法單元(10),所述加法單元通過將作用于所 述電感負栽上/中的單電壓或這些單電壓的大小相加而構(gòu)成總電壓或 總電壓的大小，其中所述單電壓或這些單電壓的大小被饋送給所述加 法單元，并且所述總電壓或總電壓的大小可被傳輸?shù)剿龇e分單元(8)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16的裝置，其特征在于，所述計算單元的以 硬件構(gòu)造的部分包括反饋單元(9)，用于將所述控制量反饋到所述 加法單元(IO)中作為作用于所述電感負栽上/中的單電壓或單電壓的 大小。
18. 根據(jù)權(quán)利要求n的裝置，其特征在于，所述反饋單元(9)由以歐姆電阻值(R)參數(shù)化的乘法器(9)構(gòu)成，其中借助于所述乘 法器可根據(jù)所述電阻值(R)由所述控制量構(gòu)成可傳輸?shù)剿黾臃▎?元(10)的單電壓或單電壓的大小，所述單電壓或單電壓的大小由于 所述歐姆電阻(R)而在所述電感負載上降低，尤其地，其中所述電 阻值(R)可由數(shù)據(jù)處理單元(18)預給定。
19. 根據(jù)權(quán)利要求15至18中任一項的裝置，其特征在于，所述計算單元包括具有以軟件形成的模型的數(shù)據(jù)處理單元，其中所迷模型 用于計算至少一個作用于電感負栽的單電壓或單電壓的大小，所述單電壓或單電壓的大小可被傳輸?shù)剿黾臃▎卧?10)和/或積分單元 (8)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求15至19中任一項的裝置，其特征在于，由所述控制器(1)施加到所述電感負載上的控制電壓(UpwM)或該控制電壓的大小可被傳輸?shù)剿黾臃▎卧?10)。
21. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的裝置，其特征在于，通過模擬 的組件或通過數(shù)字的組件、尤其是FPGS或DSP構(gòu)成所述計算單元 的以硬件實現(xiàn)的部分(8， 9， 10)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于對控制器、尤其是汽車控制器的端子上至少一個電氣/電子負載、尤其是電感負載的效應進行仿真的方法，其中通過以下方式實際地模擬理論上流經(jīng)至少一個端子(3，4，5)上被仿真負載的電流，即借助于與該至少一個端子(3，4，5)連接的可控的電流單元(11)對控制器(1)抽取或饋入電流。本發(fā)明還涉及一種用于對控制器、尤其是汽車控制器上至少一個電氣/電子負載、尤其是電感負載的效應進行仿真的裝置，該裝置可連接到控制器(1)，并且至少通過以下部件模擬流經(jīng)控制器(1)的至少一個端子(3，4，5)上的被仿真負載的電流計算單元，用于尤其根據(jù)在被仿真負載上降低的總電壓或其大小計算和/或提供表示負載中電流的控制量；和電流單元(11)，具有至少一個用于構(gòu)成電流源和/或電流宿的輔助電壓源(15A，15B)，其中控制量可從計算單元傳輸?shù)诫娏鲉卧?，并且電流單元從控制?1)中抽取或向控制器(1)饋入取決于所傳輸?shù)目刂屏康膶嶋H電流。
文檔編號G05B19/042GK101278242SQ200680036597
公開日2008年10月1日 申請日期2006年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月7日
發(fā)明者J·布拉克, M·多萊 申請人:帝斯貝思數(shù)字信號處理和控制工程有限公司