用于仿真电气/电子负载的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于对控制器、尤其是汽车控制器的端子上至少一个电气／电子负载、尤其是电感负载的效应进行仿真的方法，其中通过以下方式实际地模拟理论上流经至少一个端子（３，４，５）上被仿真负载的电流，即借助于与该至少一个端子（３，４，５）连接的可控的电流单元（１１）对控制器（１）抽取或馈入电流。本发明专利技术还涉及一种用于对控制器、尤其是汽车控制器上至少一个电气／电子负载、尤其是电感负载的效应进行仿真的装置，该装置可连接到控制器（１），并且至少通过以下部件模拟流经控制器（１）的至少一个端子（３，４，５）上的被仿真负载的电流：计算单元，用于尤其根据在被仿真负载上降低的总电压或其大小计算和／或提供表示负载中电流的控制量；和电流单元（１１），具有至少一个用于构成电流源和／或电流宿的辅助电压源（１５Ａ，１５Ｂ），其中控制量可从计算单元传输到电流单元，并且电流单元从控制器（１）中抽取或向控制器（１）馈入取决于所传输的控制量的实际电流。

Method and apparatus for simulating electrical / electronic loads

The present invention relates to a controller, especially the terminal car controller on at least one electrical / electronic load, especially the effect of inductance load simulation, the actual simulation theory through at least one terminal through the following way (3, 4, 5) is the current simulation load, i.e. with the help of the at least one terminal (3, 4, 5) of the control unit is connected with the current (11) of the controller (1) extraction or feed current. The invention also relates to a method for the controller, especially the vehicle controller on at least one electrical / electronic load, especially the effect of inductance load simulation device, the device can be connected to the controller (1), and at least through the following parts through the analog controller (1) at least one of the terminals (3, 4 5), the current is supported on the simulation calculation unit, according to the total voltage is especially used in the simulation load reduced or its size calculation and / or provide that control the amount of current in the load; and the current unit (11), with at least one auxiliary voltage source for a current source and / or current the host (15A, 15B), which control the amount can be calculated from unit transmission to the current unit, and the unit from the current controller (1) is extracted or fed to the controller (1) The actual current that depends on the amount of control to be transmitted.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于仿真控制器、尤其是汽车控制器上至少一个 电气/电子的、尤其是电感的负栽的效应的方法和装置。其中，电气/ 电子负栽是指这样的装置或元件，即其在连接到控制器时根据负栽的 物理特性会产生从中流出或流入其的电流。
技术介绍
控制器的应用领域在汽车领域中，其中使用控制器，以控制汽车 中的各种任务，例如燃油喷射、节流阀的运动、伺服电极(雨刷、空 调阀门等)的操纵。本专利技术说明书中对于该领域的参考并不将本专利技术 限制到该领域，而是应该只是作为例子。为了高效地运行现代汽车，由具有相应传感器输入、控制算法和 执行器输出的一系列控制器转换不同汽车任务。为汽车领域开发这样 的控制器包括多个步骤。在控制技术任务提出开始时，首先是对应该为其建立期望动态性 能的技术-物理过程进行数学建模和仿真。借助于所得到的抽象的数学 模型，可以在数值仿真中试验同样仅仅作为数学模型表示存在的不同控制概念；该步骤是大多基于计算机支持的建模工具的建模和调节器 开发的阶段。在第二步骤中，在数学模型中开发的调节器被转换为具有实时能 力的仿真单元，该仿真单元大多既在其计算性能方面、而且在其I/O 能力方面大大地优于通常的串行控制器(Serien-Steuergeraet),并 且与真正的物理过程或确定该过程的装置相互作用地连接。因为尽可能自动地将抽象的公式表达的调节器从建模工具转换 为仿真单元，所以在第二阶段中涉及快速控制原型(RCP:Rapid-Control-Prototyping)或功能原型(Funktions-Prototyping )。如果以在仿真单元上实行的调节器解决了控制技术问题，则控制 算法在控制器实现中(大多全自动地)被转换为最后在实践中使用的 (串行)控制器。该过程被称为实现。原则上，现在有成品的控制器可用，并因此现在可以执行测试方 法和测试过程。这样的测试方法/过程在不利且极端的条件下进行，以 便保证不出故障。因为在该开发阶段时大多还不存在汽车原型，并且 为了使得能够并行开发以缩短开发时间，所以在仿真器上执行测试场 景。也就是说，借助于仿真的调节路径或测试环境来测试所开发的实 际控制器，包括软件。该开发步骤被称为硬件在回路(HIL: Hardware-In-the-Loop)过程。这样的行为的另一优点在于，单个控 制器或仅仅控制器组合(Steuergeraeteverbund )的一部分或与控制 器连接的实际部件(例如电机)也可以被仿真。这使得可以在第一汽 车原型被制造之前很长时间进行虛拟测试过程(Testfahrt)。结果是 极大的费用和时间节省。这样的仿真器还可以超过对于实际汽车可能 的边界范围地执行测试过程。此外，测试过程是可再现的、可自动化 的，并且可以针对参数被改变。调节路径或测试环境既可以在软件侧也可以借助于硬件被仿真。 但是，并不是可以立即仿真每个性能，而是不仿真电气或电子负栽的 性能，从而实际的负载然后被连接到控制器。作为例子，这里是节流 阀或甚至雨刷电机。尤其是电感负栽在仿真中导致困难，因为在切断电压供应时，电 感可能维持系统中的能量，并因此在供电电流的相反方向上产生电流 Il。在现有技术中已知，通过被接通或安装的相应硬件组件来仿真电 气/电子负栽。其中，实际负栽、具体地例如雨刷电机经常被连接，以 便分析性能的不同方面。其中，该硬件在控制器上具有特定的物理特 性或固定的物理性能，从而在条件变化时另一硬件必须被连接到控制器。由此产生缺点，诸如经常改造和改装实际负载。由此，这样的系 统不可良好地缩放。尤其地，很难以很小的制造成本实现高的电流负 栽。而且，通过计算机支持的仿真模型来模拟电气/电子负载由于实 际负载的动态性能而失败。为了足够好地仿真负载的动态性能，小于 等于l微秒的执行时间是必需的，其中这样的执行时间是指仿真模型为了被处理一次所需要的时间单位。诸如MathWorks公司的仿真环 境"Simulink"下的纯计算机支持仿真模型达到100微秒的执行时间。
技术实现思路
本专利技术的任务在于提供一种方法和装置，借助于其可以对电气/ 电子负载进行仿真，而不必须将被仿真的实际负载连接到控制器上。 此外，任务还在于使得能够实现足够快的仿真，以模拟负载、尤其是 电感负载的快速的动态性能。而且，任务还在于使得能够快速地改变 仿真条件。该任务通过这样一种方法实现，即在该方法中，通过以下方式实 际模拟理论上通过被仿真负栽流到至少一个端子的电流，即借助于与 控制器的该至少一个端子连接的可控的电流单元对控制器抽取 (entnehmen )或馈入(aufpraegen )电流。该方法的主要构思在于，代替为了测试目的应该被连接到控制器 的实际负栽，现在，实际上要流过实际负栽的、即实际模拟的电流单 元被连接到控制器，方法是借助于该电流单元，现在通过电流单元产 生理论上要流过负栽的电流。其中，电流单元提供了这样的可能性，即从控制器抽取电流、即 电流从控制器流如电流单元，或者将电流馈入该控制器、即电流从电 流单元流入控制器。其中，电流分别流经实际负栽应该连接到的、而 电流单元代替实际负载被连接到的控制器的一个或多个端子。与连接实际负栽相比，该过程是有利的，因为电流单元可以能够不仅模拟一个、而是还能够模拟优选多个不同实际负载的物理性能， 例如通过适当的参数化，其中参数化例如可以通过软件来进行。这可以通过这样一种装置来实现，即该装置可被连接到控制器， 并且在该装置中，为了实际模拟流经控制器至少一个端子上的被仿真 负载的电流，设置至少一个计算单元，该计算单元尤其根据在被仿真 负载上降低的总电压或其大小计算和/或提供表示负载中电流的控制 量，并且在该装置中，设置至少一个具有至少一个用于构成电流源和/或电流宿(Stromsenke)的辅助电压源的电流单元，其中控制量可从 计算单元传送到该电流单元，并且该电流单元从控制器抽取或向控制器馈入与所传送的控制量相关的实际电流。在这样的可以被用于执行该方法的装置中重要的是，借助于计算 单元中所预给定的计算规则形成又被用于控制所述电流单元的控制 量，以便在控制器上具体实际地形成与在被仿真负栽被实际连接到控 制器上时应该流动的电流相对应的电流。为了实现可以借助于电流单元模拟控制器相应端子上在物理性 能方面对应于实际负栽的电流，可以将这样的端子经由电流单元连接 到至少一个辅助电势。其中，例如可以通过控制器的用于电源电压和 地的端子来提供辅助电势。因此，如果控制器在其上施加大小在地电势和电源电压之间的控 制电压的控制器端子通过电源单元被连接到地电势，则产生从控制器 出来的电流。相反，如果该端子被连接到电源电势，则产生进入控制 器的电流流动。因此，可以通过这种方式影响电流方向。其中，通过根据本专利技术 的装置，借助于相应的电路实现将端子连接到辅助电势。其中尤其可以是这样的情形，即辅助电势可根据控制量而选择和 /或辅助电势的大小是可调节的。因此，可以不仅在极性方面而且在大 小方面，根据控制量影响控制器的端子上的电势差。因此，可以在两 个方向上并且以不同电流强度来模拟电流.所谓的电流单元可以根据优选表示被仿真负栽中理论电流的控制量来调节或选择可变的限流装置。上述辅助电势可以被用作这样的 限流装置，因为电流在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对控制器、尤其是汽车控制器的端子上至少一个电气／电子负载、尤其是电感负载的效应进行仿真的方法，其特征在于，通过以下方式实际地模拟理论上流经至少一个端子（３，４，５）上被仿真负载的电流，即借助于与所述至少一个端子（３，４，５）连接的可控的电流单元（１１），对控制器（１）抽取或馈入电流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J布拉克，M多莱，
申请(专利权)人：帝斯贝思数字信号处理和控制工程有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]