特許 6649945 制御装置に接続可能な周辺回路をシミュレーションするためのシミュレーション装置および方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6649945

(24)【登録日】2020年1月21日

(45)【発行日】2020年2月19日

(54)【発明の名称】制御装置に接続可能な周辺回路をシミュレーションするためのシミュレーション装置および方法

(51)【国際特許分類】

   G05B 17/02 20060101AFI20200210BHJP

   G01R 31/00 20060101ALI20200210BHJP

【ＦＩ】

   G05B17/02

   G01R31/00

【請求項の数】20

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2017-508604(P2017-508604)

(86)(22)【出願日】2015年7月8日

(65)【公表番号】特表2017-527029(P2017-527029A)

(43)【公表日】2017年9月14日

(86)【国際出願番号】EP2015065533

(87)【国際公開番号】WO2016023686

(87)【国際公開日】20160218

【審査請求日】2018年3月19日

(31)【優先権主張番号】102014111675.5

(32)【優先日】2014年8月15日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】506012213

【氏名又は名称】ディスペース デジタル シグナル プロセッシング アンド コントロール エンジニアリング ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ｄｓｐａｃｅ ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ＧｍｂＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100135633

【弁理士】

【氏名又は名称】二宮 浩康

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】イェルク ブラッカー

【審査官】 中田 善邦

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−１５３５４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０９２６７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０３５３８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５１０９９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−００４５６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０５Ｂ２３／００−２３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

テスト対象の制御装置（ＤＵＴ）に接続可能な周辺回路をシミュレーションするためのシミュレーション装置（１００）であって、
前記シミュレーション装置（１００）は、前記制御装置に電気的に接続されているか、または電気的に接続可能であり、
前記シミュレーション装置（１００）は、
第１の負荷電流（ＩＬ１）に影響を及ぼすための第１の電流操作手段（１５０）と、
第１のソース電流（ＩＳ１）に影響を及ぼすための第２の電流操作手段（１６０）と
を備えており、
前記シミュレーション装置（１００）はさらに、前記第１の電流操作手段（１５０）および前記第２の電流操作手段（１６０）に接続されている計算ユニット（ＣＵ）と、当該計算ユニット（ＣＵ）上にて実行可能なモデルコードと、を備えており、
前記モデルコードによって制御されることが可能な前記第１の電流操作手段（１５０）を用いて、前記第１の負荷電流（ＩＬ１）を調整することができ、
前記第１の負荷電流（ＩＬ１）は、前記制御装置（ＤＵＴ）の第１の負荷接続端（Ｗ１）へ伝送され、
前記モデルコードによって制御されることが可能な前記第２の電流操作手段（１６０）を用いて、前記第１のソース電流（ＩＳ１）を調整することができ、
前記第１のソース電流（ＩＳ１）は、前記制御装置（ＤＵＴ）の第１の給電接続端（Ｃ１）へ伝送され、
前記モデルコードが前記第１の電流操作手段（１５０）および前記第２の電流操作手段（１６０）に影響を及ぼすことにより、
前記第１の負荷電流（ＩＬ１）の少なくとも一部を前記第１のソース電流（ＩＳ１）から回復することができ、および／または、
前記第１のソース電流（ＩＳ１）の少なくとも一部を前記第１の負荷電流（ＩＬ１）から回復することができる
ように、前記モデルコードは、設けられており、かつ、構成されている、
ことを特徴とするシミュレーション装置（１００）。

【請求項2】

前記周辺回路をシミュレートしたものは、前記第１の電流操作手段（１５０）に対応する第１の誘導負荷のシミュレート表現と、前記第２の電流操作手段（１６０）に対応する電気化学的エネルギー蓄積器のシミュレート表現とを含み、
正の給電電圧（Ｖｐ＋）を供給するための接続端は前記第１の電流操作手段（１５０）および前記第２の電流操作手段（１６０）の双方に接続されており、かつ、負の給電電圧（Ｖｐ−）を供給するための接続端は前記第１の電流操作手段（１５０）および前記第２の電流操作手段（１６０）の双方に接続されている、
請求項１記載のシミュレーション装置。

【請求項3】

前記第１の電流操作手段（１５０）と前記第２の電流操作手段（１６０）とは同一構成である、
請求項１または２記載のシミュレーション装置。

【請求項4】

モデルサンプリング期間の時間的に連続するＮ個のシーケンスで、当該Ｎ個のシーケンスの各モデルサンプリング期間において前記第１の負荷電流（ＩＬ１）を前記第１のソース電流（ＩＳ１）に依存して変化させるべく、または、前記第１のソース電流（ＩＳ１）を前記第１の負荷電流（ＩＬ１）に依存して変化させるべく、前記第１の電流操作手段（１５０）と前記第２の電流操作手段（１６０）とに時間的に整合して影響を及ぼすことができる、
請求項１から３までのいずれか１項記載のシミュレーション装置。

【請求項5】

前記シミュレーション装置は、前記第１の電流操作手段（１５０）および／または前記第２の電流操作手段（１６０）と同一構成である少なくとも１つの他の電流操作手段（１７０，１８０，１９０）を備えている、
請求項１から４までのいずれか１項記載のシミュレーション装置。

【請求項6】

前記他の電流操作手段（１７０，１８０，１９０）は、他の負荷接続端（Ｗ２，Ｗ３）または他の給電接続端（Ｃ２）に電気的に接続されている、
請求項５記載のシミュレーション装置。

【請求項7】

前記第１の電流操作手段（１５０）または前記第２の電流操作手段（１６０）は前記他の電流操作手段（１７０，１８０，１９０）に並列接続可能であるか、または並列接続されている、
請求項５または６記載のシミュレーション装置。

【請求項8】

前記シミュレーション装置はマトリクススイッチを備えており、
前記マトリクススイッチは、前記第１の電流操作手段（１５０）または前記第２の電流操作手段（１６０）と前記他の電流操作手段（１７０，１８０，１９０）との並列接続を成すように設けられており、かつ、構成されている、
請求項７記載のシミュレーション装置。

【請求項9】

前記シミュレーション装置（１００）は、前記制御装置（ＤＵＴ）に接続された電気モータをシミュレートするように設けられており、かつ、構成されている、
請求項１から８までのいずれか１項記載のシミュレーション装置。

【請求項10】

前記シミュレーション装置（１００）から系統電圧接続端（５００）への電流の逆流が阻止されているか、または実質的に阻止されている、
請求項１から９までのいずれか１項記載のシミュレーション装置。

【請求項11】

前記モデルコードは、同一のモデルサンプリング期間において前記第１の負荷電流（ＩＬ１）および前記第１のソース電流（ＩＳ１）の双方の変化をトリガするように構成されている、
請求項１から１０までのいずれか１項記載のシミュレーション装置（１００）。

【請求項12】

前記計算ユニットはマイクロプロセッサおよび／またはＦＰＧＡを備えており、
前記マイクロプロセッサおよび／またはＦＰＧＡは、前記第１の電流操作手段（１５０）および／または前記第２の電流操作手段（１６０）を制御するように設けられている、
請求項１から１１までのいずれか１項記載のシミュレーション装置（１００）。

【請求項13】

前記第１の電流操作手段（１５０）および／または前記第２の電流操作手段（１６０）はそれぞれ、パワーＦＥＴまたはシリコンカーバイドＦＥＴを備えている、
請求項１から１２までのいずれか１項記載のシミュレーション装置（１００）。

【請求項14】

テスト対象の制御装置（ＤＵＴ）に接続可能な周辺回路をシミュレーションする方法であって、
前記周辺回路をシミュレートするためのシミュレーション装置（１００）に前記制御装置（ＤＵＴ）を電気的に接続し、
前記シミュレーション装置（１００）は、
前記制御装置（ＤＵＴ）の第１の負荷接続端（Ｗ１）に流れる第１の負荷電流（ＩＬ１）に影響を及ぼすための第１の電流操作手段（１５０）と、
前記制御装置（ＤＵＴ）の第１の給電接続端（Ｃ１）に流れる第１のソース電流（ＩＳ１）に影響を及ぼすための第２の電流操作手段（１６０）と、
前記第１の電流操作手段（１５０）および前記第２の電流操作手段（１６０）に接続されており、モデルコードを実行する計算ユニット（ＣＵ）と、
を備えており、
前記モデルコードと、当該モデルコードにより制御される前記第１の電流操作手段（１５０）とを用いて、前記第１の負荷電流（ＩＬ１）を調整し、
前記モデルコードと、当該モデルコードにより制御される前記第２の電流操作手段（１６０）とを用いて、前記第１のソース電流（ＩＳ１）を調整し、
前記第１の負荷電流（ＩＬ１）の少なくとも一部を前記第１のソース電流（ＩＳ１）から回復するように、および／または、
前記第１のソース電流（ＩＳ１）の少なくとも一部を前記第１の負荷電流（ＩＬ１）から回復するように、
前記モデルコードは前記第１の電流操作手段（１５０）および前記第２の電流操作手段（１６０）を制御する、
ことを特徴とする方法。

【請求項15】

前記モデルコードはｍ番目のモデルサンプリング期間中、前記第１の電流操作手段（１５０）および前記第２の電流操作手段（１６０）の双方に対して、変化する作用を及ぼすことにより、当該ｍ番目のモデルサンプリング期間中に前記第１の負荷電流（ＩＬ１）および前記第１のソース電流（ＩＳ１）の双方を変化させる、
請求項１４記載の方法。

【請求項16】

前記ｍ番目のモデルサンプリング期間中、前記第１の電流操作手段（１５０）の出力端または前記第２の電流操作手段（１６０）の出力端を、少なくとも１つの他の電流操作手段（１７０，１８０，１９０）の出力端に並列接続する、
請求項１５記載の方法。

【請求項17】

前記計算ユニット（ＣＵ）上にて実行される前記モデルコードを用いて、
前記制御装置（ＤＵＴ）の前記第１の負荷接続端（Ｗ１）において測定された第１の測定量（１５６）に依存して、前記第１の電流操作手段（１５０）に影響を及ぼすための第１の設定量を算出し、かつ、
前記制御装置（ＤＵＴ）の前記第１の給電接続端（Ｃ１）において測定された第２の測定量（１６６）に依存して、前記第２の電流操作手段（１６０）に影響を及ぼすための第２の設定量を算出し、その後、
前記第１の設定量により影響を受けた前記第１の負荷電流（ＩＬ１）であって、前記第１の電流操作手段（１５０）から前記制御装置（ＤＵＴ）の前記第１の負荷接続端（Ｗ１）へ出力される前記第１の負荷電流（ＩＬ１）を更新し、
前記第２の設定量により影響を受けた前記第１のソース電流（ＩＳ１）であって、前記第２の電流操作手段（１６０）から前記制御装置（ＤＵＴ）の前記第１の給電接続端（Ｃ１）へ出力される前記第１のソース電流（ＩＳ１）を更新する、
請求項１４から１６までのいずれか１項記載の方法。

【請求項18】

請求項１から１３までのいずれか１項記載のシミュレーション装置を用いて前記方法を実施する、
請求項１４から１７までのいずれか１項記載の方法。

【請求項19】

前記計算ユニット（ＣＵ）は、前記第１の電流操作手段（１５０）または前記第２の電流操作手段（１６０）を介して前記制御装置（ＤＵＴ）に接続されている、
請求項１から１３までのいずれか１項記載のシミュレーション装置。

【請求項20】

前記計算ユニット（ＣＵ）は、前記第１の電流操作手段（１５０）または前記第２の電流操作手段（１６０）を介して前記制御装置（ＤＵＴ）に接続されている、
請求項１４から１７までのいずれか１項記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制御装置に接続可能な周辺回路をシミュレーションするためのシミュレーション装置、および、制御装置に接続可能な周辺回路をシミュレーションする方法に関する。

【0002】

製品カタログ印刷物“Catalog 2014 Embedded Success dSPACE”第２８２頁から第３１１頁までおよび第４７２頁から第４９１頁から、シミュレーション装置と、シミュレーション装置のための種々のハードウェアモジュールとが公知であり、これは、インターネット電子版 http://www.dspace.de または http://www.dspace.com/de/gmb/home/medien/product_info.cfm においても開示されている。制御装置の開発分野の知識を有する者には、１つまたは複数の制御装置に接続可能な周辺回路をシミュレーションするためにシミュレーション装置を用いることが知られている。さらに、電気的負荷をシミュレーションしたものを制御装置ないしはコントロールデバイスのテストのために使用することも公知である。たとえば、A. Wagener et al. による２００７年のタイトル「Hardware-in-the-Loop Test Systems for Electric Motors in Advanced Powertrain Applications」のＳＡＥ論文に、ＨＩＬシミュレータの種々の実用例が列挙されている。ＨＩＬシミュレータにおける回路コスト、および／または、テスト対象の制御装置（英語：“device under test”ないしは略して“ＤＵＴ”）の交換時における改造コストは大きい。制御装置は、当該関連分野の用語では、代替的に「コントロールデバイス」と称されることも多い。

【0003】

上述の先行技術のシミュレーション装置の目的は特に、制御装置をその「実」動作環境内に置く必要なく、制御装置の機能性を検査することである。制御装置の「実」動作環境の高リアリティのシミュレーションは、制御装置のテスト時に、たとえば当該制御装置の開発中または修正中に生じた問題やエラーを早期に検出できるようにするための前提条件である。シミュレーション装置を用いて実行されるテストはたとえば、制御装置のパワーエレクトロニクスインタフェースの検査を対象とする。上述の技術的背景では、制御装置はしばしばＤＵＴ（英語“device under test”）と称されることが多い。設定される頻度が多い目的は、制御装置ないしはＤＵＴが所望の応答をするか否か、制御装置が（自己のインタフェースを介して受け取った）特定の状態量に対して、（自己のインタフェースを介して出力される）出力量を適切に出力することにより応答するか否かを検査することである。制御装置とその技術的環境との通信は、入出力（英語：“input and output”）を用いて、略してＩ／Ｏを用いて、換言すると、制御装置とその技術的環境との間でＩ／Ｏインタフェースを介して交換される信号を用いて行われる。たとえば、後の時期に予定されている「実際の」技術的環境が開発技術者に提供されないないしは未だ提供されないとの理由により、かかる制御装置の関連する技術的環境の全部または一部をシミュレートするため、シミュレーション装置が開発技術者によって使用されることが多い。シミュレーション装置は、少なくとも１つのシミュレーション計算機（「計算ユニット」（英語：“computation unit”）とも称される）と、少なくとも１つのＩ／Ｏインタフェースとを備えている。モータ制御装置の場合、たとえば１つの計算ユニットまたは複数の計算ユニットをＩ／Ｏインタフェースと共に用いることにより、制御対象のモータ（の全部または一部）をシミュレートすることができる。こうするためには、まずモータの数学的表現、すなわち数学的モデルと、当該数学的モデルを含む実行可能なモデルコードとを生成する。このモデルコードは、モータの複数の特性データや状態量を互いに、計算可能な関係に関連付けるものである。関連分野では、この数学的モデルと、数学的モデルから導出される実行可能なモデルコードとは、しばしば同義とされることが多い。制御装置によってモータ（をシミュレートしたもの）に作用する量（操作信号）は、Ｉ／Ｏインタフェースを介して計算ユニットによって受け取られ、計算ユニット上にて、とりわけＩ／Ｏ信号および／または他の伝送ならびに／もしくは記憶された情報に基づき、数学的モデルによって、モータ（をシミュレートしたもの）の状態量が算出される。通常、特定の状態量が１つまたは複数のＩ／Ｏインタフェースを介してモータ制御装置へ供給される。シミュレーション装置からモータ制御装置への状態量の伝送は、状態量の種類および目的に応じて、固定的もしくは可変の時間間隔で行うことができ、または要求に応じてのみ行うことも可能である。シミュレーション装置を用いることは、ごく一般的には、僅かなコストのみで幅広いテストケースを検証することができ、また、制御装置の環境を変えて（たとえば複数の異なる駆動アセンブリを）シミュレートできるという顕著な利点を奏する。制御装置が、たとえば電気的駆動装置の駆動制御に用いられるようなパワーエレクトロニクス出力端を備えている場合、上掲の用途例のために構成されたシミュレーション装置は制御装置（たとえばモータ制御装置）から小信号領域の信号を受け取るだけでなく、電気的な大信号も受け取ることは、直接的に明らかである。実際には、電気的負荷をシミュレートするための公知の回路は、制御装置の出力端の電圧（具体的にはたとえば、モータ制御装置の電力部の出力端の電圧）を測定技術により検出し、モータの動作データを考慮して制御装置の接続端を介して流れなければならない、当該電圧に対応するモータ電流を、シミュレート対象のモータの数学的モデルで算出するように動作することが多く、この目標電流値は電流制御ユニットへ供給され、電流制御ユニットはその後、制御装置の接続端において回路の適切な制御により可能な限りリアルタイムで、上述の求められた目標電流に調整する。

【0004】

国際公開第２００７／０４２２８号（WO 2007/04228 A1）からはたとえば、電気エネルギー蓄積器としてコイルを使用する回路が公知であり、このコイルのインダクタンスは、シミュレート対象のモータの巻線のインダクタンスより格段に小さい。通常、モータを駆動制御するためには複数の接続端が必要である。というのも、出力が比較的大きいこの種の駆動装置は、多相（大抵は３相）で駆動される必要があるからである。制御装置の接続端には典型的には、パルス幅変調（ＰＷＭ）された電圧信号が印加され、この電圧信号のデューティ比を介して、当該接続端に印加される電圧の時間平均を調整することができる。コイルの他方の接続端は、ハーフブリッジを介して２つの補助電圧源に接続され、これにより、ハーフブリッジの一方の半導体スイッチのスイッチングによって当該コイルの当該第２の接続端を高電位にすることができ、当該ブリッジの他方の半導体スイッチのスイッチングにより、コイルの第２の接続端を非常に低い電位にすることができる。このようにして、コイル内の電流に影響を及ぼし、制御装置の接続端の電流の実際値を、定められた目標電流の値に調整ないしは制御することができる。

【0005】

本願において「半導体スイッチ」とは、半導体技術を用いて製造されたスイッチング手段を指し、たとえば、特にいわゆる電力用電界効果トランジスタ、たとえば電力用ＭＯＳＦＥＴ（英語：“metal-oxide-semiconductor field-effect transistor”）、バイポーラトランジスタまたはいわゆるＩＧＢＴ（英語：“insulated-gate bipolar transistor”）等の電界効果トランジスタを指す。半導体スイッチを遮断、導通のため、また電流を制御するために用いることが公知である。

【0006】

たとえば、電気駆動装置またはハイブリッド駆動装置を備えた貨物自動車または業務用車両の３相交流モータ等の駆動システムは、１０ｋＷ超から１００ｋＷ超に及ぶ出力領域で動くことは珍しくない。かかる駆動システムにおいて、まさに非常に高ダイナミックな負荷切換が行われるときには、制御装置の接続端のたとえば４０Ｖ超からたとえば１０００Ｖ超に及ぶ領域の電圧と、数十Ａの領域内でありかつピークで数百Ａの達し得る電流とを制御しなければならない。制御装置に対するシミュレーション装置のインタフェースにおいて上述の出力領域または電圧領域または電流領域を保証する他にも、損失電力を既存のシミュレーション装置よりも低く抑えたいとの要請がなされることがある。というのも、公知のシミュレーション装置において損失電力により生じる熱により、（損失）熱を放出するための冷却アセンブリを設置する必要がある適用事例が多いからである。さらに、公知のシミュレーション装置のコストが高いという問題もある。その理由は、系統電圧接続端に接続されたシミュレーション装置から系統電圧接続端への電気の逆流が生じ、この逆流には、電力供給会社の厳しい条件が課されているためである。とりわけ逆流電気の周波数、位相および電圧振幅に関する上述の条件を満たすためには、高コストの技術的装置が必要であり、これを調達することは、通常は高い投資に繋がることとなる。

【0007】

かかる先行技術を背景として、本発明の課題は、従来技術をさらに発展させた、制御装置に接続可能な周辺回路をシミュレーションするためのシミュレーション装置と、そのシミュレーション方法とを実現することである。

【0008】

前記課題は本発明では、独立請求項に記載のシミュレーション装置およびシミュレーション方法により解決される。従属請求項に本発明の有利な実施形態が記載されている。

【0009】

本発明は、制御装置に接続可能な周辺回路をシミュレーションするためのシミュレーション装置を対象としており、シミュレーション装置は、制御装置に電気的に接続されているか、または電気的に接続可能であり、シミュレーション装置は、第１の負荷電流に影響を及ぼすための第１の電流操作手段と、第１のソース電流に影響を及ぼすための第２の電流操作手段とを備えており、シミュレーション装置はさらに、計算ユニットと、当該計算ユニット上にて実行可能なモデルコードとを備えており、モデルコードによって制御されることが可能な第１の電流操作手段を用いて、第１の負荷電流を調整することができ、第１の負荷電流は、制御装置の第１の負荷接続端へ伝送され、モデルコードによって制御されることが可能な第２の電流操作手段を用いて、第１のソース電流を調整することができ、第１のソース電流は、制御装置の第１の給電接続端へ伝送され、モデルコードが第１の電流操作手段および第２の電流操作手段に影響を及ぼすことにより、
・第１の負荷電流の少なくとも一部を第１のソース電流から回復することができ、および／または、
・第１のソース電流の少なくとも一部を第１の負荷電流から回復することができる
ように、当該モデルコードは構成されている。

【0010】

本発明の第２の対象は、制御装置に接続可能な周辺回路をシミュレーションする方法であり、当該方法では、周辺回路をシミュレートするためのシミュレーション装置に制御装置を電気的に接続し、シミュレーション装置は、
・制御装置の第１の負荷接続端に流れる第１の負荷電流に影響を及ぼすための第１の電流操作手段と、
・制御装置の第１の給電接続端に流れる第１のソース電流に影響を及ぼすための第２の電流操作手段と、
・モデルコードを実行する計算ユニットと
を備えており、
モデルコードと、当該モデルコードにより制御される第１の電流操作手段とを用いて、第１の負荷電流を調整し、
モデルコードと、当該モデルコードにより制御される第２の電流操作手段とを用いて、第１のソース電流を調整し、
・第１の負荷電流の少なくとも一部を第１のソース電流から回復するように、および／または、
・第１のソース電流の少なくとも一部を第１の負荷電流から回復するように
モデルコードは第１の電流操作手段および第２の電流操作手段を制御する。

【0011】

本発明のシミュレーション装置ないしは本発明の方法の利点は、同一の技術的適用分野の場合において公知のシミュレーション装置と比較して、ないしは公知のシミュレーション方法と比較して、
・正味エネルギー消費量が削減すること、および／または、
・公共の配電系統の系統電圧接続端へのいわゆる逆流が実質的に阻止され、または少なくとも低減すること、および／または、
・損失電力が低減すること
である。損失電力の低減が重要である理由は、特に、損失電力に起因して生じる熱を放熱するためには、通常、たとえばファン、冷却装置等の追加コストが必要になり、損失電力が上昇すると、そのコストは上昇する傾向にあるからである。

【0012】

以下、図面を参照して、本発明と、本発明の有利な実施形態とを詳細に説明する。図面中、同種の要素には同一の符号を付している。図中の実施形態は非常に概略化されている。概観しやすくするため、図面中または明細書中では、本発明の理解ないしは本発明の実施形態の理解に重要でない幾つかの詳細については省略している。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】一実施形態の第１の電流操作手段の概略図と、計算ユニット、および、第１の電流操作手段に接続された制御装置の概略図であり、第１の電流操作手段の第１の負荷電流は、制御装置の第１の負荷接続端へ供給される。

【図2】一実施形態の第２の電流操作手段の概略図と、計算ユニット、および、第２の電流操作手段に接続された制御装置の概略図であり、第２の電流操作手段の第１のソース電流は、制御装置の第１の給電接続端へ供給される。

【図3】３相モータと電気化学的エネルギー蓄積器とをシミュレートする一実施例のシミュレーション装置の概略図、および、系統電圧接続端、トランス、整流手段ならびに制御装置の概略図である。

【0014】

本発明のシミュレーション装置１００は少なくとも、図１および図３に一例として示された第１の電流操作手段１５０と、図２および図３に一例として示された第２の電流操作手段１６０とを備えている。シミュレーション装置はさらに、計算ユニットＣＵも備えており、これはたとえば、別個の筐体内に配置されているか、またはシミュレーション装置の複数の場所に「分散」して配置されている。計算ユニットＣＵが出力するデータないしは信号には、特に、第１の電流操作手段１５０および第２の電流操作手段１６０と、場合によっては１つまたは複数の他の電流操作手段１７０，１８０，１９０とに対して、各スイッチ制御手段１５２，１６２，１７２，１８２，１９２から影響を受ける出力電流に影響を及ぼすスイッチング信号として、たとえば、第１のソース電流ＩＳ１に影響を及ぼしまたは第１の負荷電流ＩＬ１に影響を及ぼすスイッチング信号として機能する信号も含む。具体的には、計算ユニットＣＵが出力した信号は、第１の電流操作手段１５０および第２の電流操作手段１６０のスイッチング特性と、場合によっては他の電流操作手段１７０，１８０，１９０のスイッチング特性とに影響を及ぼすものである。

【0015】

本発明のシミュレーション装置１００を用いてシミュレートされる周辺回路は有利には、誘導負荷および電気化学的エネルギー蓄積器の双方のシミュレート表現である。制御装置ＤＵＴの第１の給電接続端Ｃ１および他の（ここでは第２の）給電接続端Ｃ２は、当該制御装置ＤＵＴの開発プロセスの後の段階において、すなわち、シミュレートされた環境での当該制御装置ＤＵＴのテストが完了した後に、通常は「実際の」電気化学的エネルギー蓄積器に、たとえばリチウムイオン電池セルまたは鉛蓄電池セルを含む電池または蓄電池に電気的に接続される。しかし、本発明の説明ではこの「実際の」電気化学的エネルギー蓄積器についてはこれ以上詳細に説明しない。というのも本発明の対象は、時間的に前に行われる制御装置ＤＵＴのテストのために「実際の」電気化学的エネルギー蓄積器を置き換えるシミュレーション装置と、対応する方法だからである。計算ユニットＣＵ上にて実行可能である、上記装置および上記方法のために構成されたモデルコードは、本発明の思想における前提条件とすることができる。というのも、モデルコードの作成は当業者の通常業務上の措置だからである。計算ユニットＣＵ上のモデルコードを交換することにより、シミュレーション装置１００は、シミュレート対象の変更された負荷および／またはシミュレート対象の変更された電気化学的エネルギー蓄積器の定義された特性に合わせてフレキシブルに適宜変更することができる。電気的特性および他の特性を有する、既に述べた誘導負荷および上記の電気化学的エネルギー蓄積器は双方とも、１つの数学的モデルによって、または複数の（場合によっては互いに結合された）数学的モデルによって記述される。しかし、その詳細は本発明の対象ではない。実行可能なモデルコードの形態で計算ユニットＣＵ上にて実行される上述のモデルは、当業者に知られている。モデルコードが構成変更可能である場合、具体的には特に、シミュレート対象の複数の異なる周辺回路、たとえばシミュレート対象の複数の異なるモータに合わせてフレキシブルに適宜調整可能に構成されている場合、実際の各周辺回路の指定の特性量を表す構成データをモデルコードに追加するためのユーザインタフェースを設けることができる。たとえば、新規の周辺回路をシミュレートする必要が生じた場合には直ちに、モデルコード内のモータコイルの数ならびにインダクタンス値、ロータの質量慣性トルク等の構成データを適応調整できるように構成することができる。モデルコードを有利にはパラメータ化できる構成データの他の一例は、電気化学的エネルギー蓄積器のパラメータ、具体的にはたとえば、エネルギー蓄積セルの種類（たとえば鉛蓄電池セルまたはリチウムイオン蓄電池セル）、蓄電池セルの数、蓄電池セルの充電状態、および／または、蓄電池セルの平均温度等である。

【0016】

図１では、第１の電流操作手段１５０から、制御される第１の負荷電流ＩＬ１が出力され、この第１の負荷電流ＩＬ１は、制御装置ＤＵＴの第１の負荷接続端Ｗ１へ供給される。第１の測定点１５８において、有利には（図１には示されていない）測定抵抗における電圧測定を行うことにより、第１の負荷接続端Ｗ１における電圧値が測定され、これにより求められた第１の測定量１５６は有利には、信号接続を介して第１のスイッチ制御手段１５２に接続された計算ユニットＣＵへ直接供給される。特に有利には、第１の測定量１５６は、参照電位に対する第１の負荷接続端Ｗ１における測定された第１の電圧値だけでなく、さらに、第１の負荷電流ＩＬ１の測定された電流値も含む。よって特に有利なのは、第１の測定点１５８が第１の負荷接続端Ｗ１における電圧測定機能と、第１の負荷電流ＩＬ１を測定する電流測定機能との双方を具備することである。

【0017】

よって、第１の測定点１５８を介して第１の負荷接続端Ｗ１における第１の測定量１５６を測定技術により検出した後、計算ユニット上にて実行可能である数学的なモデルコードを用いて、モデルコードに従ってシミュレート対象の「実際の」負荷の動作データを数学的に考慮して制御装置ＤＵＴの第１の負荷接続端Ｗ１に流れるべき相応の第１の負荷電流ＩＬ１を算出することにより、当該負荷を、具体的にはたとえばモータ巻線をシミュレートし、有利には第１の負荷電流ＩＬ１の当該目標電流値を、第１の電流操作手段１５０へ伝送する。次に、第１の電流操作手段１５０は直ちに、第１の半導体スイッチ１５３と第２の半導体スイッチ１５４とを適切に制御することにより、制御装置ＤＵＴの第１の負荷接続端へ、上述のモデルコードにより算出された目標値の第１の負荷電流ＩＬ１を供給する。図１および／または図２および／または図３に示されている半導体スイッチ、すなわち第１の半導体スイッチ１５３、第２の半導体スイッチ１５４、第３の半導体スイッチ１６３、第４の半導体スイッチ１６４、および、図３に示されている、第３の接続点１７１、第４の接続点１８１ならびに第５の接続点１９１の各接続点にそれぞれ対ごとに接続された他の半導体スイッチは、有利には、それぞれ対応するスイッチ制御手段により出力される各パルス幅変調された電圧信号に依存して、スイッチング動作する。詳細に説明すると、図１，２および３に示されている実施形態では各スイッチ制御手段は、２つの対応する半導体スイッチを制御する。すなわち、
第１のスイッチ制御手段１５２は第１の半導体スイッチ１５３と第２の半導体スイッチ１５４とを制御し、
第２のスイッチ制御手段１６２は第３の半導体スイッチ１６３と第４の半導体スイッチ１６４とを制御し、
第３のスイッチ制御手段１７２は、第３の接続点１７１に接続された、図示の両半導体スイッチを制御し、
第４のスイッチ制御手段１８２は、第４の接続点１８１に接続された、図示の両半導体スイッチを制御し、
第５のスイッチ制御手段１９２は、第５の接続点１９１に接続された、図示の両半導体スイッチを制御する。

【0018】

計算ユニットＣＵと第１のスイッチ制御手段１５２との信号接続は、図１および図３においてそれぞれ双方向矢印により記号表示されている。原理的には、計算ユニットＣＵから第１のスイッチ制御手段１５２への一方向の信号接続で十分である。しかしオプションとして、計算ユニットＣＵと第１のスイッチ制御手段１５２との間に双方向の信号接続を設けることもできる。これはたとえば、第１の電流操作手段１５０の一実施態様であって、第１の測定量１５６をまず第１のスイッチ制御手段１５２へ伝送してから、次にたとえば当該第１のスイッチ制御手段１５２から計算ユニットＣＵへの信号接続を介して第１の測定量１５６を伝送する一実施態様に当てはまる。計算ユニットＣＵ上にて実行されるモデルコードは有利には、各時間幅において、周期的に更新される第１の測定量１５６に基づき、第１の電流操作手段１５０に影響を及ぼすための第１の設定量を算出する。上記時間幅は特に有利にはモデルサンプリング期間であり、有利には、事前に定義された最大時間長を有する。上述の影響は有利には、第１の設定量が計算ユニットＣＵまたは第１のスイッチ制御手段１５２のいずれかによって周期的に、第１の半導体スイッチ１５３および第２の半導体スイッチ１５４を制御するためのスイッチング信号に変換されることにより及ぼされる。

【0019】

数値シミュレーションの技術分野では、モデルコードがたとえば少なくとも１つの第１の測定値ないしは少なくとも１つの第１のセンサ値を処理する１つの時間幅であって、当該モデルコードがそのまま当該１つの時間幅内で直接、第１の測定値ないしは第１のセンサ値に基づいて、制御対象である少なくとも１つの物理的特性量に影響を及ぼすための少なくとも１つの設定量を算出して出力する時間幅の量は、しばしば「モデルサンプリング期間」と称されることが多い。たとえば、数値シミュレーションでは数マイクロ秒のみのモデルサンプリング期間が通常である。よって本発明では、モデルコードを用いる「サンプリング」との用語は、モデルコードを用いる「信号／データの周期的処理」であって、各モデルサンプリング期間内において少なくとも１つの測定値ないしはセンサ値がモデルコードによって処理され、かつ各モデルサンプリング期間内に、対応する設定量が当該モデルコードによって算出される処理の意味であると解する。

【0020】

図１に示されている、第１の半導体スイッチ１５３と第２の半導体スイッチ１５４との第１の接続点１５１には、これら両半導体スイッチ１５３，１５４のスイッチング状態に応じて、正の給電電圧Ｖｐ＋から負の給電電圧Ｖｐ−までの値範囲内の電位が生じ得る。第１の接続点１５１において電位の正の値領域限界すなわち正の給電電圧Ｖｐ＋が生じ得るのか否か、および、第１の接続点１５１において電位の負の値領域限界すなわち負の給電電圧Ｖｐ−が生じ得るのか否かは、これら両半導体スイッチ１５３，１５４のうち現在最大導通状態にされている半導体スイッチの内部抵抗の無視可能性と、制御装置ＤＵＴの第１の負荷接続端Ｗ１における電位が第１の接続点１５１の電位に及ぼす影響とに依存する。しかし、本発明が実施可能であるためには、第１の接続点１５１において電位の正または負の値領域限界に常に達することができるか否かは重要ではない。というのも、これら２つの値領域限界に達することは、制御装置ＤＵＴの周辺を高リアリティでシミュレーションするための要件ではないからである。

【0021】

原則的には、第１の測定量１５６を第１のスイッチ制御手段１５２へ直接伝送し、この第１のスイッチ制御手段１５２から計算ユニットＣＵへ伝送することができる。しかし有利なのは、第１の測定量１５６が計算ユニットＣＵへ伝送され、モデルコードを用いて第１の測定量から算出された第１の設定量が計算ユニットＣＵを介して（場合によっては、変換された信号方式で）第１のスイッチ制御手段１５２へ伝送される構成である。本段落において述べた第１の測定量の「転送」のための択一的構成は、図１において、計算ユニットＣＵないしは第１のスイッチ制御手段１５２に繋がる２つの破線の矢印によって示されている。

【0022】

第１のスイッチ制御手段１５２は有利には、正の給電電圧Ｖｐ＋から第１の負荷接続端Ｗ１への接続を形成するための第１の半導体スイッチ１５３と、負の給電電圧Ｖｐ−から第１の負荷接続端Ｗ１への接続を形成するための第２の半導体スイッチ１５４との双方を制御する。もちろん、第１の半導体スイッチ１５３と第２の半導体スイッチ１５４とが同時に最大導通状態になることができないことは明らかである。というのも、両半導体スイッチが同時に最大導通状態になると正の給電電圧Ｖｐ＋から負の給電電圧Ｖｐ−まで短絡が形成されてしまうからである。第１のスイッチ制御手段１５２は有利には、第２の半導体スイッチ１５４が当該第１のスイッチ制御手段１５２によって既に阻止状態にされていたか、ないしは同時に阻止状態にされる場合に初めて、第１の半導体スイッチ１５３を当該第１のスイッチ制御手段１５２によって導通状態にするように構成されている。また、第１のスイッチ制御手段１５２は有利には、第１の半導体スイッチ１５３が当該第１のスイッチ制御手段１５２によって既に阻止状態にされていたか、ないしは同時に阻止状態にされる場合に初めて、第２の半導体スイッチ１５４を当該第１のスイッチ制御手段１５２によって導通状態にするようにも構成されている。第１の半導体スイッチ１５３および／または第２の半導体スイッチ１５４が阻止状態であるにもかかわらず当該阻止状態の半導体スイッチ１５３，１５４に流れ得る（比較的小さい）リーク電流については、本願明細書では詳細に言及しない。というのも、これは本発明の理解には不要だからである。

【0023】

第１の半導体スイッチ１５３および第２の半導体スイッチ１５４のスイッチング動作の計算技術による準備は、原則的に複数の計算ユニットに「分散」して行うことができ（英語：distributed Computing）、たとえば、かかる準備の一部を計算ユニットＣＵにおいて行い、一部を第１のスイッチ制御手段１５２において行うことができる。ただし当該例は、第１のスイッチ制御手段１５２内に、計算ユニットＣＵの信号をさらに適切に処理する計算技術的手段が設けられていることを前提とする。

【0024】

第１の半導体スイッチ１５３および第２の半導体スイッチ１５４の状態に応じて、第１の負荷電流ＩＬ１の電流方向は第１の負荷接続端Ｗ１へ向かう方向になるか、または第１の負荷接続端Ｗ１から離れていく方向になる。もちろん、第１の負荷接続端Ｗ１と第１の接続点１５１との間に電位差が存在しない場合も生じることがあり、もちろん、このことによって第１の負荷電流ＩＬ１が遮断されることになる。計算ユニットＣＵ上にて実行されるモデルコードにより、第１のスイッチ制御手段１５２、および、これに対応する第１の半導体スイッチ１５３ならびに第２の半導体スイッチ１５４と協働して、当該モデルコードにより定められた第１の負荷電流ＩＬ１が、当該モデルコードにより定められた電流方向で、テスト対象の制御装置ＤＵＴの第１の負荷接続端Ｗ１へ供給される。

【0025】

有利にはシミュレーション実行中に、予め定められた時間間隔で、特に有利には各モデルサンプリング期間中に、第１の測定点１５８において第１の測定量１５６が得られる。この第１の測定量１５６は有利には、測定された絶対値および測定された極性の双方を表すものであり、第１の測定量１５６はモデルコードにより処理される。特に第１の測定点１５８において電圧測定を行うための参照電位は、有利には接地電位であり、特に有利には「共用接地電位」である。参照電位接続端は図面中には示されていないが、本願にて開示されている本発明の実施形態において存在するものである。

【0026】

「共用接地電位」とは、制御装置ＤＵＴの全ての負荷接続端Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３と全ての給電接続端Ｃ１，Ｃ２とに対して実質的に同一の参照電位とみなすことができる接地電位をいう。具体的には、共用接地電位が存在する場合、第１の負荷接続端Ｗ１ならびに他の全ての負荷接続端Ｗ２，Ｗ３における電圧、および、第１の給電接続端Ｃ１および他の給電接続端Ｃ２における電圧はそれぞれ、この共用接地電位に対する電位差により表される。

【0027】

原則的には、第１の負荷接続端Ｗ１、ないしはテスト対象の制御装置ＤＵＴの負荷接続端Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３には、当該制御装置ＤＵＴの定義された使用目的に応じて異なる負荷を、とりわけ誘導負荷を接続することができる。第１の給電接続端Ｃ１ないしは図１から図３までに示されている制御装置ＤＵＴの両給電接続端Ｃ１およびＣ２にも、１つまたは複数の異なる電気化学的エネルギー蓄積器を接続することができる。よって、ユーザは本発明のシミュレーション装置１００を用いて、多数の異なる負荷および異なる電気化学的エネルギー蓄積器を、とりわけ多数の上述の誘導負荷、電池または蓄電池をシミュレートすることができるようになる。こうするためには、シミュレーションモデルないしはモデルコードのパラメータ表現変更および／または適応調整が有利であるかまたは必要になることがあるが、これについては、本発明では説明を要しない。というのも、シミュレーションモデルないしはモデルコードの作成、適応調整および／またはパラメータ表現は、当該技術分野の知識を有する者に周知だからである。テスト対象の制御装置ＤＵＴは有利には、給電接続端Ｃ１，Ｃ２および負荷接続端Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の他に別の接続端Ｘも有する。制御装置ＤＵＴの負荷接続端Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３は有利には、後の使用時にモータ巻線の各接続端に接続されるために構成されている。シミュレーションでは、第１の半導体スイッチ１５３および第２の半導体スイッチ１５４の状態に応じて電流ＩＬ１が第１の負荷接続端Ｗ１から第１の電流操作手段１５０へ、または第１の電流操作手段１５０から第１の負荷接続端Ｗ１へ流れるように、第１の負荷接続端Ｗ１は第１の電流操作手段１５０に接続される。

【0028】

制御装置ＤＵＴの上述の別の接続端Ｘは有利には、
・センサ信号の１つ／複数の入力端、および／または、
・たとえばＣＡＮバスインタフェースならびに／もしくはフレックスレイインタフェースならびに／もしくはイーサネットインタフェース等の、ネットワーク接続用の１つ／複数のインタフェース、および／または、
・参照電位に対する１つ／複数の接続端、および／または、
・１つ／複数のアナログ信号出力端、および／または、
・動作電圧入力用の１つ／複数の入力端、および／または、
・動作電圧出力用の１つ／複数の出力端、および／または、
・診断装置用の１つ／複数のインタフェース
を含む。これらの別の接続端Ｘは、例示列挙に過ぎない。

【0029】

有利には、第１の接続点１５１と第１の負荷接続端Ｗ１との間に第１のコイルＬ１が配置されている。

【0030】

第１の電流操作手段１５０の第１の負荷電流ＩＬ１は、第１の接続点１５１から制御装置ＤＵＴへ送られるので、有利には、対応する電流‐電圧特性曲線｛ＩＬ１＝ｆ（第１の接続点１５１における電圧−第１の負荷接続端Ｗ１における電圧）｝に関して第１のコイルＬ１からも、特にそのインダクタンスによって影響を受ける。ここで電流‐電圧値対の時間依存性について詳細に言及することは不要である。というのも、コイルの電流が可変である場合のかかる時間依存性は当業者に周知だからである。第１の半導体スイッチ１５３および第２の半導体スイッチ１５４の使用されるスイッチング周波数に応じて、たとえば第１のコイルＬ１が第１の電流操作手段１５０に包含されていない場合には第１のコイルＬ１のインダクタンスに代えて、または第１のコイルＬ１のインダクタンスと共に、第１の接続点１５１と第１の負荷接続端Ｗ１との間の接続線路の線路インダクタンスも、たとえばモデルコードにおいて考慮しなければならない。

【0031】

求められた第１の測定量１５６は、有利には計算ユニットＣＵへ直接供給される。このことに代えてたとえば、第１の電流操作手段１５０の第１の測定量１５６に含まれる情報を「分割」して伝送すること、具体的にはたとえば、第１の負荷接続端Ｗ１において測定された電圧値を計算ユニットＣＵへ直接伝送し、かつ第１の負荷電流ＩＬ１の測定された電流値を第１のスイッチ制御手段１５２へ伝送することも可能である。後者の実施例は、第１のスイッチ制御手段１５２が、測定された第１の負荷電流ＩＬ１と計算ユニットＣＵから第１のスイッチ制御手段１５２へ伝送された情報とに基づいて第１の負荷電流ＩＬ１に影響を及ぼすために適切な（図示されていない）情報処理手段を有する場合に有利である。

【0032】

正の給電電圧Ｖｐ＋および負の給電電圧Ｖｐ−の特に有利な供給構成を備えたシミュレーション装置１００の有利な実施形態については、図３についての記載において詳細に説明する。図２では、第２の電流操作手段１６０から、制御される第１のソース電流ＩＳ１が出力され、この第１のソース電流ＩＳ１は、制御装置ＤＵＴの第１の給電接続端Ｃ１へ供給される。第２の測定点１６８において、有利には（図２には示されていない）測定抵抗における電圧測定を行うことにより、第１の給電接続端Ｃ１における電圧が測定されて、第２の測定量１６６が求められる。特に有利には、第２の測定量１６６は、参照電位に対する第１の給電接続端Ｃ１における測定された電圧値だけでなく、さらに、第１のソース電流ＩＳ１の測定された電流値も含む。よって特に有利なのは、第２の測定点１６８が第１の給電接続端Ｃ１における電圧測定機能と、第１のソース電流ＩＳ１を測定する電流測定機能との双方を具備することである。

【0033】

求められた第２の測定量１６６は、有利には計算ユニットＣＵへ直接供給される。このことに代えてたとえば、第２の電流操作手段１６０の第２の測定量１６６に含まれる情報を「分割」して伝送すること、具体的にはたとえば、第１の給電接続端Ｃ１において測定された電圧値を計算ユニットＣＵへ直接伝送し、かつ第１のソース電流ＩＳ１の測定された電流値を第２のスイッチ制御手段１６２へ伝送することも可能である。後者の実施例は、第２のスイッチ制御手段１６２が、測定された第１のソース電流ＩＳ１と計算ユニットＣＵから第２のスイッチ制御手段１６２へ伝送された情報とに基づいて第１のソース電流ＩＳ１に影響を及ぼすために適切な（図示されていない）情報処理手段を有する場合に有利である。

【0034】

有利には、第２の接続点１６１と第１の給電接続端Ｃ１との間に第２のコイルＬ２が配置されている。第２の電流操作手段１６０の第１のソース電流ＩＳ１は、第２の接続点１６１から制御装置ＤＵＴへ送られるので、第１のソース電流ＩＳ１に対応する電流‐電圧特性曲線｛ＩＳ１＝ｆ（第２の接続点１６１における電圧−第１の給電接続端Ｃ１における電圧）｝は第２のコイルＬ２からも、特にそのインダクタンスによって影響を受ける。ここで電流‐電圧値対の時間依存性について詳細に言及することは不要である。というのも、コイルの電流が可変である場合のかかる時間依存性は当業者に周知だからである。第３の半導体スイッチ１６３および第４の半導体スイッチ１６４の使用されるスイッチング周波数に応じて、たとえば第２のコイルＬ２が第２の電流操作手段１６０に包含されていない場合には第２のコイルＬ２のインダクタンスに代えて、または第２のコイルＬ２のインダクタンスと共に、第２の接続点１６１と第１の給電接続端Ｃ１との間の接続線路の線路インダクタンスも、たとえばモデルコードにおいて考慮しなければならない。

【0035】

よって、第２の測定点１６８を介して第１の給電接続端Ｃ１における電圧を測定技術により検出した後、計算ユニットＣＵ上にて実行可能である数学的なモデルコードを用いて、有利には、モデルコードに従ってシミュレート対象の「実際の」電気化学的エネルギー蓄積器の動作データを数学的に考慮して制御装置ＤＵＴの第１の給電接続端Ｃ１に流れるべき相応の第１のソース電流ＩＳ１を算出することにより、当該電気化学的エネルギー蓄積器を、具体的にはたとえば蓄電池または電池をシミュレートし、有利には第１のソース電流ＩＳ１の当該目標電流値を、第２の電流操作手段１６０へ伝送する。次に、第２の電流操作手段１６０は直ちに、第３の半導体スイッチ１６３と第４の半導体スイッチ１６４とを適切に制御することにより、制御装置ＤＵＴの第１の給電接続端Ｃ１における第１のソース電流ＩＳ１を、上述のモデルコードにより算出された目標値に調整する。

【0036】

計算ユニットＣＵと第２のスイッチ制御手段１６２との信号接続は、図２および図３においてそれぞれ双方向矢印により記号表示されている。原理的には、計算ユニットＣＵから第２のスイッチ制御手段１６２への一方向の信号接続で十分である。しかしオプションとして、計算ユニットＣＵと第２のスイッチ制御手段１６２との間に双方向の信号接続を設けることもできる。これはたとえば、第２の電流操作手段１６０の一実施態様であって、第２の測定量１６６をまず第２のスイッチ制御手段１６２へ伝送してから、次にたとえば当該第２のスイッチ制御手段１６２から計算ユニットＣＵへの信号接続を介して第２の測定量１６６を伝送する一実施態様に当てはまる。

【0037】

計算ユニットＣＵ上にて実行されるモデルコードは有利には、各時間幅において、周期的に更新される第２の測定量１６６に基づき、第２の電流操作手段１６０に影響を及ぼすための第２の設定量を算出する。上記時間幅は特に有利にはモデルサンプリング期間であり、有利には、事前に定義された最大時間長を有する。上述の影響は有利には、第２の設定量が計算ユニットＣＵまたは第２のスイッチ制御手段１６２のいずれかによって周期的に、第３の半導体スイッチ１６３および第４の半導体スイッチ１６４を制御するためのスイッチング信号に変換されることにより及ぼされる。

【0038】

図２に示されている、第３の半導体スイッチ１６３と第４の半導体スイッチ１６４との第２の接続点１６１には、これら両半導体スイッチ１６３，１６４のスイッチング状態に応じて、正の給電電圧Ｖｐ＋から負の給電電圧Ｖｐ−までの値範囲内の電位が生じ得る。第２の接続点１６１において電位の正の値領域限界すなわち正の給電電圧Ｖｐ＋が生じ得るのか否か、または第２の接続点１６１において電位の負の値領域限界すなわち負の給電電圧Ｖｐ−が生じ得るのか否かは、もちろん、図２に示されているこれら両半導体スイッチ１６３，１６４のうち現在最大導通状態にされている半導体スイッチの内部抵抗の無視可能性と、制御装置ＤＵＴの第１の給電接続端Ｃ１における電位が第２の接続点１６１の電位に及ぼす影響とに依存する。しかし、本発明が実施可能であるためには、第２の接続点１６１において電位の正または負の値領域限界に常に達することができるか否かは重要ではない。というのも、これら２つの値領域限界に達することは、制御装置ＤＵＴの周辺を高リアリティでシミュレーションするための要件ではないからである。

【0039】

原則的には、第２の測定量１６６を第２のスイッチ制御手段１６２へ直接伝送し、この第２のスイッチ制御手段１６２から計算ユニットＣＵへ伝送することができる。しかし有利なのは、第２の測定量１６６が計算ユニットＣＵへ伝送され、モデルコードを用いて第２の測定量から算出された第２の設定量が計算ユニットＣＵを介して（場合によっては、変換された信号方式で）第２のスイッチ制御手段１６２へ伝送される構成である。本段落において述べた第２の測定量の「転送」のための択一的構成は、図２において、計算ユニットＣＵないしは第２のスイッチ制御手段１６２に繋がる２つの破線の矢印によって示されている。

【0040】

第２のスイッチ制御手段１６２は有利には、正の給電電圧Ｖｐ＋から第１の給電接続端Ｃ１への接続を形成するための第３の半導体スイッチ１６３と、負の給電電圧Ｖｐ−から第１の給電接続端Ｃ１への接続を形成するための第４の半導体スイッチ１６４との双方を制御する。もちろん、第３の半導体スイッチ１６３と第４の半導体スイッチ１６４とが同時に最大導通状態になることができないことは明らかである。というのも、両半導体スイッチが同時に最大導通状態になると正の給電電圧Ｖｐ＋から負の給電電圧Ｖｐ−まで短絡が形成されてしまうからである。第２のスイッチ制御手段１６２は有利には、第４の半導体スイッチ１６４が当該第２のスイッチ制御手段１６２によって既に阻止状態にされていたか、ないしは同時に阻止状態にされる場合に初めて、第３の半導体スイッチ１６３を当該第２のスイッチ制御手段１６２によって導通状態にするように構成されている。また、第２のスイッチ制御手段１６２は有利には、第３の半導体スイッチ１６３が当該第２のスイッチ制御手段１６２によって既に阻止状態にされていたか、ないしは同時に阻止状態にされる場合に初めて、第４の半導体スイッチ１６４を当該第２のスイッチ制御手段１６２によって導通状態にするようにも構成されている。

【0041】

第３の半導体スイッチ１６３および／または第４の半導体スイッチ１６４が阻止状態であるにもかかわらず阻止状態の半導体スイッチ１６３，１６４に流れ得る（比較的小さい）リーク電流については、本願明細書では詳細に言及しない。というのも、これは本発明の理解には不要だからである。

【0042】

第３の半導体スイッチ１６３および第４の半導体スイッチ１６４のスイッチング動作の計算技術による準備は、原則的に複数の計算ユニットに「分散」して行うことができ（英語：distributed Computing）、たとえば、かかる準備の一部を計算ユニットＣＵにおいて行い、一部を第２のスイッチ制御手段１６２において行うことができる。ただし当該例は、第２のスイッチ制御手段１６２内に、計算ユニットＣＵの信号をさらに適切に処理する計算技術的手段が設けられていることを前提とする。

【0043】

第３の半導体スイッチ１６３および第４の半導体スイッチ１６４の状態に応じて、第１のソース電流ＩＳ１の電流方向は第１の給電接続端Ｃ１へ向かう方向になるか、または第１の給電接続端Ｃ１から離れていく方向になる。もちろん、第１の給電接続端Ｃ１と第２の接続点１６１との間に電位差が存在しない場合も生じることがあり、もちろん、このことによって第１のソース電流ＩＳ１が遮断されることになる。計算ユニットＣＵ上にて実行されるモデルコードにより、第２のスイッチ制御手段１６２、および、これに対応する第３の半導体スイッチ１６３ならびに第４の半導体スイッチ１６４と協働して、当該モデルコードにより定められた第１のソース電流ＩＳ１が、当該モデルコードにより定められた電流方向で、テスト対象の制御装置ＤＵＴの第１の給電接続端Ｃ１へ供給される。

【0044】

有利にはシミュレーション実行中に、予め定められた時間間隔で、特に有利には各モデルサンプリング期間中に、第２の測定点１６８において第２の測定量１６６が得られる。この第２の測定量１６６は有利には、測定された絶対値および測定された極性の双方を表すものである。有利には、第２の測定量１６６は第２の電圧測定量である。すなわち、参照電位に対する第２の測定点１６８における電圧および極性を表すものである。特に第２の測定点１６８において電圧測定を行うための参照電位は、有利には接地電位であり、特に有利には「共用接地電位」である。有利には、第２の接続点１６１と第１の給電接続端Ｃ１との間に第２のコイルＬ２が配置されている。

【0045】

図３では、制御装置ＤＵＴ、第１の電流操作手段１５０、第２の電流操作手段１６０および計算ユニットＣＵの他にさらに、別の電流操作手段すなわち第３の電流操作手段１７０、第４の電流操作手段１８０および第５の電流操作手段１９０も概略的に示されている。有利には、全ての電流操作手段１５０，１６０，１７０，１８０，１９０が同一構成となっている。図３に示された実施例のシミュレーション装置１００は、
・制御装置ＤＵＴの３つの負荷接続端Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３のそれぞれ１つに接続されている３つの電流操作手段１５０，１８０，１９０と、
・制御装置ＤＵＴのそれぞれ１つの給電接続端Ｃ１，Ｃ２に接続されている２つの電流操作手段１６０，１７０と
を備えている。

【0046】

図３の、それぞれ一点鎖線で囲われている全部で５つの電流操作手段１５０，１６０，１７０，１８０，１９０は、計算ユニットＣＵ、正の給電電圧Ｖｐ＋ならびに負の給電電圧Ｖｐ−に対する接続端、および電気的接続線路と共に、同図の有利な実施形態のシミュレーション装置１００の最も重要な構成要素であり、当該実施形態は二点鎖線（・・―・・―）によって囲まれて示されている。基本的にモデルコードによって、各電流操作手段１５０，１６０，１７０，１８０，１９０に対してそれぞれ対応する設定量が供給されることが明らかである。したがってモデルコードは、各電流操作手段１５０，１６０，１７０，１８０，１９０を個別に制御するための計算規則を含む。有利には、シミュレーションの実行中に各モデルサンプリング期間においてモデルコードを用いて各電流操作手段１５０，１６０，１７０，１８０，１９０ごとに設定量が更新される。

【0047】

有利には、第１の給電接続端Ｃ１および／または他の給電接続端Ｃ２にそれぞれ容量が、たとえばそれぞれ接続されるキャパシタによって加えられる。かかる容量ないしはかかるキャパシタは、第１の給電接続端Ｃ１および／または他の給電接続端Ｃ２における電圧変化を遅延させる。オプションとしてさらに、第１の負荷接続端Ｗ１および／または他の（ここでは第２の）負荷接続端Ｗ２および／または他の（ここでは第３の）負荷接続端Ｗ３にそれぞれ容量が、たとえばそれぞれ接続されるキャパシタによって加えられ、これによって第１の負荷接続端Ｗ１および／または他の（ここでは第２の）負荷接続端Ｗ２および／または他の（ここでは第３の）負荷接続端Ｗ３において電圧変化の遅延が引き起こされることも可能である。本段落において言及した容量ないしはキャパシタにより、制御装置の各対応する接続端の「デカップリング」がなされる。

【0048】

図３はさらに、系統電圧接続端５００、トランス４００および整流手段も概略的に示す。本発明では、上述の電気回復にもかかわらず、シミュレーション中に「無損失」エネルギー循環を達成することはできないことに留意すべきである。よって、シミュレーション装置の動作中には、特に当該シミュレーション装置において生じるエネルギー損失を補償するため、たとえば、系統電圧接続端５００を介して外部エネルギー供給を確保しなければならない。この系統電圧接続端５００の電圧は、まずトランス４００によって変圧された後、整流手段３００によって直流電圧に変換される。整流手段３００は出力端において、シミュレーション装置１００のための正の給電電圧Ｖｐ＋と負の給電電圧Ｖｐ−とを出力する。

【0049】

ここで留意すべき点は、正の給電電圧Ｖｐ＋および負の給電電圧Ｖｐ−を基本的に他の手法で供給することができ、たとえば蓄電池を用いて供給することができることである。

【0050】

図３の実施例において示されているようにシミュレーション装置１００を用いて、３つの巻線接続端を有する３相動作用の交流モータをシミュレートする場合、シミュレーションのために有利なのは、交流モータの「実際の」巻線接続端に代えて、シミュレートされる巻線接続端ごとにそれぞれ電流操作手段１５０，１８０，１９０を、制御装置ＤＵＴのそれぞれ１つの負荷接続端Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３に接続することである。本実施例を幾らか柔軟な構成にするため、図３では特に以下の接続構成を設ける：
・有利には制御装置ＤＵＴの後の「実際の」使用時に交流モータの第１の巻線接続端に接続される、制御装置ＤＵＴの第１の負荷接続端Ｗ１は、シミュレーションを行うため、第１の巻線接続端に接続される代わりに、当該第１の負荷接続端Ｗ１と第１の接続点１５１との間に第１の負荷電流ＩＬ１を流せるように、第１の電流操作手段１５０に接続される。
・有利には制御装置ＤＵＴの後の「実際の」使用時に交流モータの第２の巻線接続端に接続される、制御装置ＤＵＴの第２の負荷接続端Ｗ２は、シミュレーションを行うため、第２の巻線接続端に接続される代わりに、当該第２の負荷接続端Ｗ２と第４の接続点１８１との間に第２の負荷電流ＩＬ２を流せるように、他の（ここでは第４の）電流操作手段１８０に接続される。
・有利には制御装置ＤＵＴの後の「実際の」使用時に交流モータの第３の巻線接続端に接続される、制御装置ＤＵＴの第３の負荷接続端Ｗ３は、シミュレーションを行うため、第３の巻線接続端に接続される代わりに、当該第３の負荷接続端Ｗ３と第５の接続点１９１との間に第３の負荷電流ＩＬ３を流せるように、他の（ここでは第５の）電流操作手段１９０に接続される。
・有利には制御装置ＤＵＴの後の「実際の」使用時に電気化学的エネルギー蓄積器の第１の接続端に接続される、制御装置ＤＵＴの第１の給電接続端Ｃ１は、シミュレーションを行うため、第１の接続端に接続される代わりに、当該第１の給電接続端Ｃ１と第２の接続点１６１との間に第１のソース電流ＩＳ１を流せるように、（ここでは第２の）電流操作手段１６０に接続される。
・有利には制御装置ＤＵＴの後の「実際の」使用時に電気化学的エネルギー蓄積器の第２の接続端に接続される、制御装置ＤＵＴの他の給電接続端Ｃ２は、シミュレーションを行うため、第２の接続端に接続される代わりに、当該他の給電接続端Ｃ２と第３の接続点１７１との間に第２のソース電流ＩＳ２を流せるように、他の（ここでは第３の）電流操作手段１７０に接続される。

【0051】

電流操作手段１５０，１６０，１７０，１８０，１９０の（有利には同一の）構成の記載および概略的な図から、各電流操作手段から出力される電流ＩＳ１，ＩＳ２，ＩＬ１，ＩＬ２，ＩＬ３の絶対値およびその電流方向の双方が、モデルコードを用いて調整できることが明らかである。有利には、各モデルサンプリング期間中に、各電流操作手段１５０，１６０，１７０，１８０，１９０から制御装置ＤＵＴへ出力される各電流ＩＳ１，ＩＳ２，ＩＬ１，ＩＬ２，ＩＬ３と、各負荷接続端Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３および各給電接続端Ｃ１，Ｃ２とに印加される、参照電位に対する電圧とがそれぞれ、各電流操作手段に対応する、各対応する測定点１５８，１６８，１７８，１８８，１９８における測定量１５６，１６６，１７６，１８６，１９６を用いて検査される。図３に示されている実施形態では、有利にはＩＳ１，ＩＳ２，ＩＬ１，ＩＬ２，ＩＬ３の参照電位に対する電圧測定と電流測定とを行うために構成されている、各電流操作手段１５０，１６０，１７０，１８０，１９０の各測定点１５８，１６８，１７８，１８８，１９８はそれぞれ、制御装置ＤＵＴの給電接続端Ｃ１，Ｃ２と負荷接続端Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３との群のうち１つの接続端に対応する。

【0052】

本発明の一発展形態のシミュレーション装置では、周辺回路をシミュレートしたものは、第１の電流操作手段１５０に対応する、第１の誘導負荷のシミュレート表現と、第２の電流操作手段１６０に対応する、電気化学的エネルギー蓄積器のシミュレート表現とを含み、かつ、正の給電電圧Ｖｐ＋を供給するための接続端は第１の電流操作手段１５０および第２の電流操作手段１６０の双方に接続されており、負の給電電圧Ｖｐ−を供給するための接続端は第１の電流操作手段１５０および第２の電流操作手段１６０の双方に接続されている。

【0053】

本発展形態では、誘導負荷をシミュレートしたものと電気化学的エネルギー蓄積器をシミュレートしたものとは、同一のシミュレーション装置１００に包含される。誘導負荷のシミュレーションはたとえば、計算ユニットＣＵ上にて実行されるモデルコードを用いて各モデルサンプリング期間中に算出される第１の負荷電流ＩＬ１を第１の電流操作手段１５０が制御装置ＤＵＴの第１の負荷接続端Ｗ１へ出力することにより行われる。「誘導負荷」とは本発明では、たとえば電磁石、チョークコイルまたはモータをいう。いわゆる「純粋な抵抗負荷」とは異なり、誘導負荷では誘導性リアクタンスは無視できる程度ではなく、通常は、特にたとえば対応するモデルコードを用いて各電流‐時間特性曲線を算出するために、誘導性リアクタンスを使用しなければならない。電気化学的エネルギー蓄積器のシミュレーションはたとえば、計算ユニットＣＵ上にて実行されるモデルコードを用いて各モデルサンプリング期間中に算出される第１のソース電流ＩＳ１を第２の電流操作手段１６０が制御装置ＤＵＴの第１の負荷接続端Ｗ１へ出力することにより行われる。第１の負荷電流ＩＬ１の少なくとも一部を第１のソース電流ＩＳ１から回復すること、または、第１のソース電流ＩＳ１の少なくとも一部を第１の負荷電流ＩＬ１から回復することは、正の給電電圧Ｖｐ＋に対する接続端の上述の電気的接続または負の給電電圧Ｖｐ−に対する接続端の上述の電気的接続によって可能になる。

【0054】

上述の１つのシミュレーション装置１００において誘導負荷のシミュレーションと電気化学的エネルギー蓄積器のシミュレーションとを組み合わせることが有利である理由は、特に、制御装置ＤＵＴの技術的周辺をシミュレートしたものにおいて制御装置ＤＵＴをテストする多くの現場に即したシミュレーションシナリオにおいて、第１の負荷電流ＩＬ１の絶対値と第１のソース電流ＩＳ１の絶対値とが平衡しているからである。また、かかる理由により、第２の電流操作手段１６０のための第１の電流操作手段１５０からの上述の構成の電気エネルギーの「リサイクル」ないしは回復、またはその逆方向の「リサイクル」ないしは回復が、本発明を使用することにより、従来技術の解決手段と比較して稼働コスト上の利点となることもできる。

【0055】

本発明の他の一実施形態のシミュレーション装置では、第１の電流操作手段１５０と第２の電流操作手段１６０とは同一構成である。第１の電流操作手段１５０と第２の電流操作手段１６０とが同一構成であることの利点は、モデルコードの作成およびモデルパラメータ表現が簡素化することである。というのも、さらに両電流操作手段１５０，１６０の周辺条件および設定量も同一である場合には、たとえば温度に起因する誤差または素子公差が無視できる程度である限り、出力される電流すなわち第１の負荷電流ＩＬ１と第１のソース電流ＩＳ１とが同一であるとみなすことができるからである。また、第１の電流操作手段１５０と第２の電流操作手段１６０とが同一であることにより、その製造、保守および修理も簡素化することができる。

【0056】

シミュレーション装置１００の他の一実施形態では、モデルサンプリング期間の時間的に連続するＮ個のシーケンスで、当該Ｎ個のシーケンスの各モデルサンプリング期間において第１の負荷電流（ＩＬ１）を第１のソース電流（ＩＳ１）に依存して変化させるべく、または、第１のソース電流（ＩＳ１）を第１の負荷電流（ＩＬ１）に依存して変化させるべく、第１の電流操作手段（１５０）と第２の電流操作手段（１６０）とに時間的に整合して影響を及ぼすことができるように構成されている。上述の時間的整合、および、第１のソース電流ＩＳ１に対する第１の負荷電流ＩＬ１の上述の依存関係、または、第１の負荷電流ＩＬ１に対する第１のソース電流ＩＳ１の依存関係は、有利にはモデルコードにて固定化されている。こうするためにはたとえば、第１の電流操作手段１５０に影響を及ぼすための設定量の算出に、第２の電流操作手段１６０の特性量、たとえば、第２の電流操作手段１６０の設定量または第２の測定量１６６を使用する。シミュレーション装置１００の本実施形態では、上述の時間的整合、および、第１のソース電流ＩＳ１に対する第１の負荷電流ＩＬ１の上述の依存関係、または、第１の負荷電流ＩＬ１に対する第１のソース電流ＩＳ１の依存関係が、Ｎ個のモデルサンプリング期間にわたって確立されている。ここでＮは、少なくとも２である整数である。すなわち、Ｎ≧２である。本発明の当該実施形態の利点は、上述の時間的整合と第１のソース電流ＩＳ１に対する第１の負荷電流ＩＬ１の上述の依存関係または第１の負荷電流ＩＬ１に対する第１のソース電流ＩＳ１の依存関係とを用いない場合に確認できる精度と比較して、第１の負荷電流ＩＬ１および／または第１のソース電流ＩＳ１の調整を行うモデルコード設定による精度が向上することである。

【0057】

本発明の特に有利な一実施形態のシミュレーション装置は、第１の電流操作手段（１５０）および／または第２の電流操作手段（１６０）と同一構成である少なくとも１つの他の電流操作手段１７０，１８０，１９０を備えている。かかる実施形態の一例を、図３に示しており、当該例は、電気化学的エネルギー蓄積器および３相交流モータをシミュレートするために適している。図３に示されたシミュレーション装置１００は、以下のものを備えている：
・他の（ここでは第３の）電流操作手段１７０。当該他の電流操作手段１７０の第３の接続点１７１は有利には、第３のコイルＬ３を介して上述の他の給電接続端Ｃ２に接続されている。
・他の（ここでは第４の）電流操作手段１８０。当該他の電流操作手段１８０の第４の接続点１８１は有利には、第４のコイルＬ４を介して上述の他の（ここでは第２の）負荷接続端Ｗ２に接続されている。
・他の（ここでは第５の）電流操作手段１９０。当該他の電流操作手段１９０の第５の接続点１９１は有利には、第５のコイルＬ５を介して上述の他の（ここでは第３の）負荷接続端Ｗ３に接続されている。

【0058】

上述の他の（ここでは第３の）電流操作手段１７０はシミュレーションにおいて、たとえば、第２のソース電流ＩＳ２を制御装置の他の給電接続端Ｃ２に供給するために用いられる。これにより、第２の電流操作手段１６０と協働して、第１の給電接続端Ｃ１および他の給電接続端Ｃ２における電気化学的エネルギー蓄積器のシミュレート対象の電流を、両電流方向でシミュレートすることができる。このことによって有利には、電気化学的エネルギー蓄積器をシミュレートしたものが、誘導負荷をシミュレートしたものに電気エネルギーを供給する動作形式の他にさらに、たとえば、誘導負荷をシミュレートしたものから電気化学的エネルギー蓄積器への電気エネルギーの逆流を含むいわゆる回生が行われる他の動作形式もシミュレートすることができる。第１の電流操作手段１５０および／または第２の電流操作手段１６０との比較において１つまたは複数の他の電流操作手段１７０，１８０，１９０が同一構成であることの利点の１つは、モデルコードの作成および／またはパラメータ表現を簡略化できることであるといえる。

【0059】

他の有利な一実施形態のシミュレーション装置１００では、他の電流操作手段１７０，１８０，１９０は他の負荷接続端Ｗ２，Ｗ３または他の給電接続端Ｃ２に電気的に接続されている。１つの他の電流操作手段または複数の他の電流操作手段１７０，１８０，１９０がシミュレーション装置１００において有利に使用できるか否かは、主に、制御装置ＤＵＴの電気伝送（とりわけ電力用）負荷接続端Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３および／または給電接続端Ｃ１，Ｃ２であって、シミュレーション装置１００に接続すべき負荷接続端Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３および／または給電接続端Ｃ１，Ｃ２の総数に依存する。

【0060】

たとえば、第１の負荷電流ＩＬ１を第１の負荷接続端Ｗ１に供給するための第１の電流操作手段１５０と、第１のソース電流ＩＳ１を第１の給電接続端Ｃ１に供給するための第２の電流操作手段１６０とを備えたシミュレーション装置１００により、第１の負荷接続端Ｗ１から参照電位（たとえば接地電位）まで接続されているモータ巻線をシミュレートしたものを１つのみ有する直流モータのシミュレーションと、第１の電極が給電接続端Ｃ１に接続されておりかつ第２の電極が参照電位（たとえば接地電位）に接続されている電気化学的エネルギー蓄積器をシミュレートしたものをシミュレートする、考えられ得る多くのシミュレーションシナリオを実施することができる。

【0061】

それに対して、３相モータと電気化学的エネルギー蓄積器とをシミュレーションの中でシミュレートするように構成されたシミュレーション装置１００であって、負荷電流ＩＬ１，ＩＬ２，ＩＬ３がたとえば、それぞれ３相モータの３つの各相電流に有利には個別に影響を及ぼし、２つのソース電流ＩＳ１，ＩＳ２がたとえば、２つの電池電極に流れる各電流に有利にはそれぞれ個別に影響を及ぼすシミュレーション装置１００には、有利には図３に示されているように、全部で５つの電流操作手段１５０，１６０，１７０，１８０，１９０が備えつけられている。

【0062】

他の一実施形態のシミュレーション装置１００では、第１の電流操作手段１５０または第２の電流操作手段１６０は上述の他の電流操作手段１７０，１８０，１９０に並列接続可能であるか、または並列接続されている。１つの電流操作手段１５０，１６０，１７０，１８０，１９０のみでは、かかる異常な大きさの負荷電流ＩＬ１，ＩＬ２，ＩＬ３または異常な大きさのソース電流ＩＳ１，ＩＳ２を表現することができないシミュレーション装置の実施例もあり得るが、本実施形態の利点は、シミュレーション装置１００においてたとえば異常な大きさの負荷電流ＩＬ１，ＩＬ２，ＩＬ３または異常な大きさのソース電流ＩＳ１，ＩＳ２を生成することができ、これをたとえば給電接続端Ｃ１，Ｃ２または負荷接続端Ｗ１，Ｗ２に供給できることである。かかる場合、並列接続された複数の電流操作手段の電流加算、具体的にはたとえば、他の電流操作手段１７０に並列接続された第１の電流操作手段１５０または他の電流操作手段１８０に並列接続された第２の電流操作手段１６０の電流加算が、たとえば負荷電流ＩＬ１，ＩＬ２，ＩＬ３またはソース電流ＩＳ１，ＩＳ２の最大値を達成するための解決手段となる。

【0063】

後者の実施形態のシミュレーション装置１００は、有利にはマトリクススイッチを備えており、マトリクススイッチは、第１の電流操作手段１５０または第２の電流操作手段１６０と他の電流操作手段１７０，１８０，１９０との並列接続を成すように構成されている。かかる実施形態のシミュレーション装置１００の利点は特に、上述の並列接続をフレキシブルに、いわゆるリアルタイムで形成し、かつ解消して戻すことができること、具体的にはたとえば、並列接続の形成前の元の状態を復元できることである。マトリクススイッチの各スイッチング手段が、適切に指定されたスイッチング時間を有する場合、たとえば、１モデルサンプリング期間中に、負荷接続端Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３または給電接続端Ｃ１，Ｃ２における選択的な電流増大のために上述の並列接続のいずれか１つを形成し、その直後のモデルサンプリング期間中に、たとえば電流操作手段１５０，１６０，１７０，１８０，１９０を負荷接続端Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３と給電接続端Ｃ１，Ｃ２とに「均等に」割り当てるために後者の並列接続を解消することが可能である。

【0064】

本発明のシミュレーション装置１００の他の一実施形態では、シミュレーション装置１００は、制御装置ＤＵＴに接続されたモータをシミュレートするように構成されている。モータのシミュレーションは有利には、制御装置ＤＵＴの１つ／複数の負荷接続端Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３において、当該１つ／複数の負荷接続端Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３に対してそれぞれ設けられた１つ／複数の電流操作手段１５０，１８０，１９０によって、モデルコードを用いて算出された、当該１つ／複数の負荷接続端Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３に対応する負荷電流ＩＬ１，ＩＬ２，ＩＬ３に調整することによって行われる。この負荷電流ＩＬ１，ＩＬ２，ＩＬ３は、モデルコードを用いて「実際の」負荷電流を模して再現されたものであり、各負荷電流ＩＬ１，ＩＬ２，ＩＬ３はそれぞれ、各モータ巻線電流が制御装置ＤＵＴによって供給された場合に実際のモータに流れる各モータ巻線電流に相当する。かかる実施形態のシミュレーション装置１００の利点の１つは、いわばボタンを押すごとに、モデルコードを交換することによって、それぞれ異なるモータをシミュレートできることである。

【0065】

有利な一発展形態のシミュレーション装置１００では、シミュレーション装置１００から系統電圧接続端５００への電流の逆流が阻止されているか、または実質的に阻止されている。たとえば、系統電圧接続端５００が公共の３相交流配電網に対する接続端であるかまたは単相配電網に対する接続端であるかにかかわらず、後者の逆流の阻止により、公共の配電網へ相当量の逆流がなされる従来公知のシミュレーション装置とコストを比較した場合、シミュレーション装置１００の調達および動作に係るコスト上の利点が達成される。というのも、かかる逆流には通常、公共の配電網を提供する電力供給会社の厳しい条件が課されているからである。とりわけ周波数、位相関係および電圧振幅に関して、逆流電流と公共の配電網との両立性を保証しなければならず、上述のシミュレーション装置からの逆流を阻止しない場合、または少なくとも許容最大限界値未満に抑えない場合、かかる両立性を保証するために高い追加投資を要する場合がある。

【0066】

有利な一実施形態のシミュレーション装置１００ではモデルコードは、同一のモデルサンプリング期間において第１の負荷電流ＩＬ１および第１のソース電流ＩＳ１の双方の変化をトリガするものである。同一のモデルサンプリング期間において第１の負荷電流ＩＬ１および第１のソース電流ＩＳ１の双方の変化をトリガする利点は、第１の負荷電流ＩＬ１および第１のソース電流ＩＳ１の高リアリティのシミュレーションが可能になることである。他の有利な一実施形態では、シミュレーション装置１００の計算ユニットＣＵはマイクロプロセッサおよび／またはＦＰＧＡを備えており、このマイクロプロセッサおよび／またはＦＰＧＡは第１の電流操作手段１５０および／または第２の電流操作手段１６０を制御するように構成されている。特に有利なのは、比較的高頻度で切り替わりかつ時間的に比較的問題ないモデルコード部分をマイクロプロセッサにおいて計算し、比較的低頻度で切り替わりかつ時間的に問題があるモデルコード部分をＦＰＧＡにおいて計算することである。モデルコード実行をマイクロプロセッサとＦＰＧＡとに分割することにより、マイクロプロセッサの強みを、具体的には特に、マイクロプロセッサのモデルコード変化の実装のフレキシビリティを有利に活用することができ、かつ、ＦＰＧＡの強みを、特に、基本的な論理機能の実行時のＦＰＧＡの速度が特に高速であることと、基本的な論理機能の並列処理の特に良好な支援とを有利に活用することができる。

【0067】

本発明の他の有利な一実施形態のシミュレーション装置１００では、第１の電流操作手段１５０および／または第２の電流操作手段１６０はそれぞれ、パワーＦＥＴまたはシリコンカーバイドＦＥＴを備えている。特に有利には、第１の半導体スイッチ１５３、第２の半導体スイッチ１５４、第３の半導体スイッチ１６３および第４の半導体スイッチ１６４はパワー電界効果トランジスタ、略してパワーＦＥＴであるか、またはシリコンカーバイド電界効果トランジスタ、略してシリコンカーバイドＦＥＴである。複数の異なるスイッチング手段、とりわけ複数の異なる半導体スイッチを用いた対比試験により、第１ならびに／もしくは第２のソース電流ＩＳ１ならびに／もしくはＩＳ２を制御するため、および／または、第１ならびに／もしくは第２ならびに／もしくは第３の負荷電流ＩＬ１ならびに／もしくはＩＬ２ならびに／もしくはＩＬ３を制御するための半導体スイッチとして、パワーＦＥＴまたはシリコンカーバイドＦＥＴをシミュレーション装置１００に設けた場合、本発明の構成のシミュレーション装置１００は特に高信頼性かつ特に高リアリティでソース電流ＩＳ１，ＩＳ２および／または負荷電流ＩＬ１，ＩＬ２，ＩＬ３を生成することが判明している。本発明の有利な一実施形態の方法では、モデルコードはｍ番目のモデルサンプリング期間中、第１の電流操作手段１５０および第２の電流操作手段１６０の双方に対して、変化する作用を及ぼし、これにより、当該ｍ番目のモデルサンプリング期間中に第１の負荷電流ＩＬ１および第１のソース電流ＩＳ１の双方を変化させる。上記にて述べた有利な時間的整合、および、第１の負荷電流ＩＬ１の変化と第１のソース電流ＩＳ１の変化との双方向の有利な依存関係は、既に述べたように、有利にはモデルコードにて固定化されている。こうするためにはたとえば、ｍ番目のモデルサンプリング期間において、第１の電流操作手段１５０に影響を及ぼすための設定量の算出に、第２の電流操作手段１６０の特性量、たとえば、第２の電流操作手段１６０の設定量または第２の測定量１６６を使用する。特に有利なのは、本発明の後者の実施形態の方法である。というのもこれにより、上述の時間的整合と第１の負荷電流ＩＬ１および／または第１のソース電流ＩＳ１の変化の双方向の依存関係とを用いない場合に確認できる精度およびリアリティと比較して、第１の負荷電流ＩＬ１および／または第１のソース電流ＩＳ１の調整を行うモデルコード設定による精度およびリアリティを向上させることができるからである。

【0068】

本方法の有利な一実施形態では、ｍ番目のモデルサンプリング期間中、第１の電流操作手段１５０の出力端または第２の電流操作手段１６０の出力端を、少なくとも１つの他の電流操作手段１７０，１８０，１９０の出力端に並列接続する。本方法のかかる実施形態の利点は、シミュレーション装置１００においてｍ番目のモデルサンプリング期間中に、たとえば異常な大きさの負荷電流ＩＬ１，ＩＬ２，ＩＬ３または異常な大きさのソース電流ＩＳ１，ＩＳ２を生成することができ、これをたとえば給電接続端Ｃ１，Ｃ２または負荷接続端Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３へ供給できることである。２つの電流操作手段の「並列接続」との文言は本発明では、両電流操作手段の出力端が、予め規定されたまたは算出された期間にわたって互いに接続され、これにより総和電流が得られることをいう。以下の実施例では、２つの電流操作手段の並列接続は、以下のようにより明確に説明することができる：本実施例では、第１の電流操作手段１５０は他の（ここでは第４の）電流操作手段１８０に並列接続されるように構成されており、こうするために、これら両電流操作手段１５０および１８０の出力端が接続される。よってこれにより、第１の負荷電流ＩＬ１と第２の負荷電流ＩＬ２との総和が形成される。これにより生成された総和電流＝ＩＬ１＋ＩＬ２は本実施例では、（図示されていない）マトリクススイッチを用いて第１の負荷接続端Ｗ１または第２の負荷接続端Ｗ２に接続される。ここで本実施例は終了する。第１の電流操作手段１５０または第２の電流操作手段１６０と他の電流操作手段１７０，１８０，１９０との並列接続による電流加算により、当該ｍ番目のモデルサンプリング期間中に、上述の並列接続を行わない場合よりも、負荷電流ＩＬ１，ＩＬ２，ＩＬ３またはソース電流ＩＳ１，ＩＳ２の最大値を高くできるという利点が奏される。もちろん、本方法の当該実施形態を複数のモデルサンプリング期間に適用することも可能である。

【0069】

本発明の他の有利な一実施形態の方法では、計算ユニットＣＵ上にて実行されるモデルコードを用いて、
・制御装置ＤＵＴの第１の負荷接続端Ｗ１において測定された第１の測定量１５６に依存して、第１の電流操作手段１５０に影響を及ぼすための第１の設定量を算出し、かつ、
・制御装置ＤＵＴの第１の給電接続端Ｃ１において測定された第２の測定量１６６に依存して、第２の電流操作手段１６０に影響を及ぼすための第２の設定量を算出し、その後、
・第１の設定量により影響を受けた第１の負荷電流ＩＬ１であって、第１の電流操作手段１５０から制御装置ＤＵＴの第１の負荷接続端Ｗ１へ出力される第１の負荷電流ＩＬ１が更新され、
・第２の設定量により影響を受けた第１のソース電流ＩＳ１であって、第２の電流操作手段１６０から制御装置ＤＵＴの第１の給電接続端Ｃ１へ出力される第１のソース電流ＩＳ１が更新される。
モデルコードを用いて第１の測定量１５６および第２の測定量１６６を上述のように考慮することにより、第１および第２の設定量の計算可能性が向上し、かつこれにより、第１の負荷電流ＩＬ１および第１のソース電流ＩＳ１を比較的迅速かつ正確に出力すること、すなわち最終的には、制御装置ＤＵＴの周辺回路の特に高リアリティのシミュレーションが達成されるという利点が奏される。

【0070】

特に有利なのは、本発明のシミュレーション装置１００を用いて、または本発明のシミュレーション装置１００のいずれかの実施形態を用いて、本発明の方法および本発明の方法の各実施形態を実施することである。このことにより、本発明の方法および本発明の装置およびその各実施形態や発展形態の上述の各利点を組み合わせることができる。

【図1】

【図2】

【図3】