Angesichts der steigenden Anforderungen an Kabinenkomfort, Sicherheit und Zuverlässigkeit in modernen Flugzeugen spielt das Umweltkontrollsystem (Environmental Control System, ECS) eine entscheidende Rolle bei der Regulierung von Kabinentemperatur, Druck, Luftstrom und Luftqualität. Der Environmental Control Computer (ECC) ist als zentrale Steuereinheit des ECS für die komplexe Regelung der Umweltbedingungen und die systemübergreifende Koordination verantwortlich. Herkömmliche Testmethoden stützen sich bei der Funktionsprüfung und den Schnittstellentests stark auf physische Prüfstände, die zeitaufwändig und kostspielig sind und denen es an Flexibilität mangelt. Um diese Herausforderungen zu bewältigen, hat die Computerintegrierte Testlösung für die Umweltkontrolle wurde entwickelt, das die Hardware-in-the-Loop (HIL)-Simulation mit realen Hardwaretests kombiniert, um eine umfassende Testplattform bereitzustellen, die die Entwicklung von ECC-Prototypen, Software-Debugging, Funktionsprüfung und die endgültige Auslieferung unterstützt.

Das System liefert sowohl interne als auch externe Anregungssignale für das ECS und simuliert Avionik, elektromechanische und andere integrierte Systeme, während es gleichzeitig Echtzeit-Ausgangssignale vom ECC erfasst, um ein Umgebungsmodell für die Closed-Loop-Simulation und -Verifizierung zu erstellen. Der HIL-Simulationsmodus ermöglicht die Simulation dynamischer Reaktionen zu geringeren Kosten, wodurch der Bedarf an umfangreichen physischen Prüfständen reduziert, experimentelle Risiken minimiert und Testzyklen verkürzt werden. Das System unterstützt auch physische Tests mit einer maßstabsgetreuen Testkabine, in der alle ECC-Komponenten untergebracht sind. Die Schnittstellen sind identisch mit denen in Flugzeugen und decken Kabinendrücke von 15 bis 130 kPa ab, um verschiedene Betriebsbedingungen zu erfüllen.

Das integrierte ECC-Testsystem bietet weitreichende Möglichkeiten, darunter Softwareentwicklung und -fehlersuche, Schnittstellentests mit offenem Regelkreis, dynamische Tests mit geschlossenem Regelkreis und digitale Cockpitsimulationen zur Nachbildung der Temperatur- und Druckdynamik in der Kabine und der Fracht. Sie kann periphere Komponenten wie Kabinendruckaktuatoren (Auslassventile, Ausgleichsventile, Sicherheitsventile) und Kabinendrucksensoren testen und so sicherstellen, dass das ECC unter verschiedenen Leistungsmodi und bei normalen oder Notstromübergängen korrekt reagiert. Die Plattform erzeugt externe Anregungssignale und zeichnet die Ausgänge der Geräte in Echtzeit auf, um Simulationen mit geschlossenem Regelkreis zu erstellen, so dass die Leistung des ECC sowohl unter digitalen als auch unter realen Kabinenbedingungen überprüft werden kann.

Das System unterstützt umfassende Schnittstellentests, einschließlich automatisierter mechanischer und elektrischer Schnittstellenprüfungen. Digitale Cockpittests simulieren Temperatur-, Druck- und Luftstromschwankungen, um die ECC-Steuerlogik und -Leistung zu validieren. Eine eingebettete ECS-Modellbibliothek ermöglicht es dem System, die Ergebnisse der physischen Testkabine mit den digitalen Simulationsergebnissen zu vergleichen, wobei die dynamische Identifizierung zur Korrektur der Modelle eingesetzt wird und die HIL-Ergebnisse schrittweise mit den vollständigen physischen Testergebnissen abgeglichen werden, um eine höhere Zuverlässigkeit und Genauigkeit zu erzielen.

Diese Lösung eignet sich für die Teilsystemabnahmeprüfung von ECS-Einheiten in Flugzeugen, die Schnittstellenprüfung für fertige Komponenten und Sensoren sowie die Funktionsprüfung der Busübertragung. Sie unterstützt nicht nur die ECC-Software-Entwicklung und -Fehlersuche, sondern bietet auch eine realitätsgetreue Simulationsprüfung im geschlossenen Regelkreis, die während der gesamten ECS-Konstruktions-, Produktions- und Auslieferungsphase eine robuste Testsicherheit bietet.