BR102016010391A2

BR102016010391A2 - método para controlar um acionamento elétrico de um compressor de ar comprimido, circuito de controle e veículo a motor

Info

Publication number: BR102016010391A2
Application number: BR102016010391A
Authority: BR
Inventors: Andreas Hase
Original assignee: Man Truck & Bus Ag
Priority date: 2015-05-29
Filing date: 2016-05-09
Publication date: 2016-11-29
Also published as: BR102016010391B1; RU2016120714A; US20160348667A1; CN106194682A; RU2016120714A3; RU2703593C2; EP3098448B1; CN106194682B; EP3098448A1; US10132304B2; DE102015006988A1; BR102016010391A8

Abstract

a invenção diz respeito a um método para controlar um acionamento elétrico de um compressor de ar comprimido acionado eletricamente de um veículo a motor. ademais, a invenção trata de um circuito de controle correspondente. de acordo com a invenção, um torque de carga (31) do compressor de ar comprimido, o torque presente momentaneamente em um eixo de transmissão do compressor de ar comprimido, é estimado (21) como uma função de pelo menos um parâmetro de operação (22) e é alimentado prospectivamente como uma variável de interferência estimada ao circuito de controle do acionamento elétrico (20), de modo a reduzir um erro de controle que é produzido como um resultado do torque de carga (31) presente.

Description

MÉTODO PARA CONTROLAR UM ACIONAMENTO ELÉTRICO DE UM COMPRESSOR DE AR COMPRIMIDO, CIRCUITO DE CONTROLE E

VEÍCULO A MOTOR

[0001] A invenção relaciona-se a um método para controlar um acionamento elétrico de um compressor de ar comprimido acionado eletricamente de um veículo a motor. Ademais, a invenção relaciona-se a um circuito de controle correspondente.

[0002] É conhecido da prática prover compressores de ar comprimido, tão chamados compressores de ar de modo a fornecer sistemas de frenagem pneumáticos em veículos comerciais, que ditos compressores de ar comprimido funcionam, por exemplo, de acordo com o princípio de pistão recíproco. Dependendo do propósito de aplicação, é necessário prover para veículos comerciais elétrico-híbridos, em outras palavras, veículos comerciais que sejam equipados com um sistema de transmissão hibridizado, compressores de ar acionados, pelo menos em parte, de uma maneira elétrica, ditos compressores de ar, também sendo referidos como, de forma mais curta, “e-AC”. A acionamento elétrico de um compressor de ar comprimido acionado eletricamente pode compreender um conversor de frequência e um motor elétrico, em que o motor elétrico pode ser modalizado, por exemplo, como uma máquina assíncrona, máquina síncrona ou uma máquina de relutância.

[0003] Entretanto, compressores de ar que são baseados, em particular, na técnica de pistão recíproco, têm torques de carga que têm picos elevados e flutuações não lineares, pelos quais o acionamento elétrico deve compensar. Mesmo no caso de cargas de pressão constante na conexão de saída de compressor de ar, o torque muda bastante de uma maneira não linear durante uma rotação total do virabrequim. Isso leva a altas perdas de potência, especialmente em operações contínuas. Desvantagens adicionais são representadas pela alta magnitude necessária da reserva de energia elétrica, particularmente para iniciar o motor do compressor de ar, e os elevados requisitos de arrefecimento, por exemplo, no caso de um início de motor lento na presença de um torque elevado de uma máquina assíncrona arrefecida por ar. Isso leva a uma maior despesa e altos custos, em relação aos eletrônicos de desempenho e ao motor, por exemplo, em relação ao comportamento termal e capacidade atual.

[0004] Consequentemente, uma das tarefas da invenção é prover um acionamento elétrico melhorado ou um método operacional melhorado para um acionamento elétrico de um compressor de ar comprimido acionado eletricamente, com o qual é possível evitar as desvantagens de técnicas convencionais.

[0005] Estes objetivos são alcançados por meio de dispositivos e métodos que possuem as características das reivindicações independentes. Modalidades e aplicações vantajosas e aplicações da invenção são divulgadas nas reivindicações dependentes e serão explicadas adicionalmente na descrição a seguir, com referência, em parte, às figuras.

[0006] De acordo com um primeiro aspecto da invenção, um método é provido para controlar um acionamento elétrico de um compressor de ar comprimido acionado eletricamente de um veículo a motor. O veículo a motor é modalizado, preferencialmente, como um veículo comercial, e o compressor de ar comprimido é preferencialmente provido de modo a fornecer um sistema pneumático de ar comprimido, particularmente um sistema pneumático de frenagem por ar comprimido.

[0007] De acordo com a invenção, um torque de carga predominante do compressor de ar comprimido que é aplicado a um eixo de transmissão do compressor de ar comprimido, dito eixo de transmissão sendo acionado pelo acionamento elétrico, é estimado como uma função de pelo menos um parâmetro de operação, e é alimentado prospectivamente como uma variável de interferência estimada ao circuito de controle do acionamento elétrico de modo a reduzir um erro de controle que é produzido como um resultado do torque de carga predominante. O torque de carga estimado, que é atualmente aplicado no eixo de transmissão do compressor de ar comprimido, é alimentado prospectivamente como uma função de pelo menos um parâmetro de operação como uma variável de interferência estimada ao circuito de controle do acionamento elétrico de tal maneira que o erro de controle, que é produzido no circuito de controle como um resultado do torque de carga característico, seja reduzido, preferencialmente minimizado, e como consequência, a dinâmica do acionamento elétrico seja aumentada.

[0008] A alimentação prospectiva da variável de interferência do eixo de transmissão torque de carga para o controle de máquina torna possível reduzir o erro de controle, particularmente para a velocidade rotacional e a corrente elétrica no controle de motor, e para minimizar picos e flutuações na corrente de fase de motor ou torque de motor. Vantagens adicionais residem na redução das perdas de potência elétrica e reservas de potência elétrica no conversor de frequência e na redução na carga mecânica para o compressor de ar comprimido e para o motor.

[0009] De acordo com uma modalidade preferencial, o torque de carga predominante do compressor de ar comprimido que é aplicado no eixo de transmissão do compressor de ar comprimido é estimado como uma função de pelo menos uma das variáveis a seguir: uma posição angular predominante do eixo de transmissão do compressor de ar comprimido; uma velocidade rotacional predominante do eixo de transmissão do compressor de ar comprimido, que é provido por meio de uma velocidade de rotação do motor do acionamento elétrico; e um valor predominante de um parâmetro a partir do qual um valor predominante de uma pressão de ar que é aplicado na conexão de saída do compressor de ar comprimido pode ser derivado ou pode ser estimado e/ou pode indicar uma medida para uma contrapressão que é gerada por um sistema de ar comprimido que é acoplado a o compressor de ar comprimido.

[00010] Estes três parâmetros de operação são a principal causa de flutuações no torque de carga que é gerada pelo compressor de ar comprimido no eixo de transmissão do compressor de ar comprimido, dito eixo de transmissão sendo acionado pelo acionamento elétrico, e sendo vantajosos, consequente e particularmente, para estimar o torque de carga.

[00011] De acordo com uma modalidade particular preferencial, o torque de carga predominante do compressor de ar comprimido que é aplicado no eixo de transmissão do compressor de ar comprimido é estimado ao usar pelo menos estes três parâmetros de operação, em outras palavras, é estimado como uma função da posição angular predominante do eixo de transmissão, a velocidade rotacional predominante do eixo de transmissão e o valor predominante do parâmetro de pressão. Isto torna possível estimar, de maneira particularmente precisa, a variável de interferência e, consequente e particularmente, reduzir em muito o erro de controle.

[00012] A função para estimar o torque de carga predominante do compressor de ar comprimido, que é aplicado no eixo de transmissão do compressor de ar comprimido, pode ser armazenada como um campo característico, por exemplo, como um campo de matriz característica, neste documento, o campo característico é determinado antecipadamente pela medição do torque de carga em dependência dos parâmetros de operação.

[00013] Uma possibilidade de alcançar o objeto, de acordo com a invenção, provê que o circuito de controle para um controle de corrente elétrica (circuito de controle atual) do acionamento elétrico seja influenciado pela variável de interferência estimada. Particularmente, a variável de interferência estimada pode ser invertida com a função de transformação do circuito de controle atual e adicionado a uma variável de correção de um controlador de velocidade rotacional do acionamento elétrico e, como consequência, pode ser alimentado prospectivamente ao circuito de controle para o controle de corrente elétrica do acionamento elétrico.

[00014] A variável estimada resultante (variável de interferência estimada) é adicionada por meio da função inversa de transformação do circuito de controle atual a uma variável de correção do controlador de velocidade rotacional do acionamento elétrico e, como consequência, alimentado prospectivamente ao circuito de controle para o controle de corrente elétrica do acionamento elétrico.

[00015] Uma vantagem particular de alcançar o objeto desta maneira reside no fato que o compressor de pressão de ar é medido de modo independente, e o campo característico, que é ali derivado a partir da variável estimada, pode ser utilizado com qualquer motor elétrico desejado e conversor de frequência. Consequentemente, requisitos adicionais não são colocados no sistema de sensor pelo motor elétrico e conversor de frequência com a operação durante a qual a velocidade rotacional é controlada. Adicionalmente, comportamento não linear do compressor de ar comprimido (conhecido) pode ocorrer e ser controlado à grande extensão na maneira relativamente simples. Não é necessário prover um modelo detalhado e custoso do caminho de controle mecânico a partir da construção interna do compressor de ar comprimido - isso representaria um gasto essencialmente maior em relação ao desempenho de computação e habilidade em tempo real do hardware e software para realizar o controle -como uma consequência dos quais, os custos adicionais são reduzidos para a implementação do controlador enquanto melhorando a funcionalidade.

[00016] A fim de aumentar a acurácia da estimação do torque de carga adicional, o torque de carga predominante do compressor que é aplicado no eixo de transmissão do compressor pode ser estimado, de acordo com, uma modalidade adicional variando adicionalmente como uma função de pelo menos uma das variáveis a seguir: um torque de fricção do pistão recíproco, neste documento, o compressor de ar comprimido é modalizado como um compressor de ar comprimido recíproco; uma temperatura ambiente do ar e uma temperatura média de arrefecimento de um meio de arrefecimento de um circuito de arrefecimento do compressor de ar comprimido.

[00017] O compressor de ar comprimido pode ser modalizado como um compressor de ar comprimido de pistão recíproco que compreende, por exemplo, um ou dois cilindros. No caso de compressores de ar comprimido que funcionam, de acordo com o princípio de pistão recíproco, as flutuações em torque de carga são particularmente maiores. Entretanto, o método, de acordo com a invenção também pode ser usado para outras tecnologias de compressor. Assim, o compressor de ar comprimido pode também ser modalizado como um compressor de ar comprimido rosqueado (tão chamados princípio Scroll) ou como um compressor de ar comprimido de célula com aletas.

[00018] De acordo com uma modalidade adicional preferencial, um conversor de frequência é operado de modo a controlar o acionamento elétrico com um controle de vetores orientado por campo que pode ser realizado com e sem um sensor de velocidade rotacional. É necessário para medir a corrente a fim de estimar a variável de interferência e para implementar o método de controle ou circuito de controle, de acordo com a invenção. A fim de implementar, adicionalmente, um controle de vetor sem sensor orientado por campo controle, uma demanda correspondente para acurácia da corrente medida é necessário; entretanto, custos para o sensor ou para sensores afastados para determinar a posição angular e velocidade rotacional do eixo de transmissão são evitados.

[00019] A invenção não é limitada a uma construção específica em respeito ao projeto estrutural da máquina elétrica do acionamento elétrico. A máquina elétrica pode ser modalizada como uma máquina assíncrona, uma máquina síncrona, uma máquina de relutância ou uma máquina de corrente contínua.

[00020] De acordo com um segundo aspecto da invenção, um circuito de controle é provido para controlar um acionamento elétrico de um compressor de ar comprimido acionado eletricamente de um veículo a motor. De acordo com a invenção, o circuito de controle é modalizado de modo a realizar o método para controlar o acionamento elétrico, como descrito neste documento. Particularmente, o circuito de controle é modalizado de modo a estimar um torque de carga predominante do compressor que é aplicado a um eixo de transmissão do compressor e é estimado como uma função de pelo menos um parâmetro de operação, e para alimentar prospectivamente dita variável como uma variável de interferência estimada ao circuito de controle do acionamento elétrico de tal maneira que um erro de controle que é produzido como um resultado do torque de carga predominante seja reduzido. A fim de evitar repetições, recursos que são divulgados apenas, de acordo com o dispositivo, também serão considerados como divulgadas, de acordo com o método, e pode ser reivindicado e consequentemente são, também, válidos para o circuito de controle.

[00021] Ademais, a invenção relaciona-se a um veículo a motor, particularmente um veículo comercial tendo um compressor de ar comprimido acionado eletricamente de modo a fornecer um sistema pneumático de frenagem por ar comprimido e um circuito de controle.

[00022] As modalidades preferenciais descritas previamente e recursos da invenção podem ser combinados em qualquer maneira desejada um ao outro. Detalhes adicionais e vantagens da invenção são descritos neste documento com referência aos desenhos anexos: Figura 1 ilustra um diagrama de circuito equivalente ou modelo em espaço de Laplace de um circuito de controle sem alimentação prospectiva da variável de interferência;

Figura 2 ilustra um diagrama de circuito equivalente ou modelo em espaço de Laplace de um circuito de controle, em que a variável de interferência tem sido alimentada prospectivamente, de acordo com uma modalidade da invenção; e Figura 3 ilustra a função de curva característica de um torque de carga de um compressor de ar comprimido recíproco, de acordo com uma modalidade da invenção.

[00023] Na modalidade exemplar descrita, o compressor de ar comprimido acionado eletricamente é modalizado, por exemplo, como um compressor de ar comprimido de pistão recíproco de cilindro duplo. A acionamento elétrico compreende uma máquina elétrica que aciona o virabrequim (eixo de transmissão) do compressor de ar comprimido. O compressor de ar comprimido e o virabrequim que pode ser modalizado na maneira conhecida per se não são ilustrados. O princípio do método de controle e do circuito de controle é explicado com referência ao controle de uma máquina elétrica que é modalizado como uma máquina de corrente contínua. Para este propósito, figura 1 ilustra um diagrama de circuito e modelo equivalente em espaço de Laplace do circuito de controle ou o caminho de controle para ilustrar o controle da corrente de armadura e velocidade de rotação do motor. Figura 1 ilustra o circuito de controle inicialmente sem a variável de interferência tendo sido alimentada prospectivamente, de acordo com a invenção e isso é subsequentemente explicado com referência a figura 2.

[00024] Figura 1 ilustra um circuito em cascata que é conhecido per se por modalizar uma velocidade controlada por rotação e circuito de controle controlado por corrente ou controlador (controle de cascata). O controle de princípio que é conhecido per se é usado primariamente para controlar o acionamento elétrico do compressor de ar comprimido. O controlador pode ser modalizado, por exemplo, como um controlador PID-, PD- ou PI-.

[00025] Variáveis desejadas são identificadas na figura 1 e na figura 2 por uma estrela [00026] O circuito em cascata compreende um circuito de controle externo que inclui o controlador de velocidade rotacional 3 e o caminho de controle 11 para o momento de massa de inércia modelada do compressor de ar comprimido, que são ilustrados na figura 1 como a função de transformação G_Rco (S) e G_Sco (S). Assim fazendo, o controlador de velocidade rotacional 3 é influenciado pelo erro de controle de velocidade rotacional ε_ω, em outras palavras, a diferença formada no comparador 2 a partir da velocidade rotacional co* desejada predominante, e velocidade rotacional co real específica predominante do eixo de transmissão. O controlador de velocidade rotacional 3 determina que a partir de uma variável de correção na forma de um torque T* desejado, com o qual o circuito de controle 10 interior da conexão em cascata é influenciado.

[00027] O circuito de controle 10 interior (na figura 1 e figura 2, também identificado como G_T (S)) é usado para o controle de corrente elétrica do acionamento elétrico. O objetivo desse controle é como é conhecido ao formar o conjunto de uma corrente predeterminada na máquina, e eliminar distúrbios na voltagem operacional. Um controle de corrente subordinado de modo a melhorar a velocidade rotacional controle é essencialmente usada a fim de prevenir a influência da força eletromotiva (EMF), que é direcionada no sentido oposto. O número de referência 8 na figura 1 identifica a função de transformação ψ da constante para a força eletromotiva (EMF) com o numeral de referência 4 corresponde à função de transformação 1/ψ. A função de transformação 1/ψ calcula a corrente i* desejada a partir do torque T* desejado.

[00028] O comparador 5 calcula a erro de controle ε_ϊ atual pela formação da diferença entre a corrente i* desejada e a corrente i real determinada da máquina de corrente contínua. O controlador de corrente 6 ilustrado nesta figura como a função G_Ri de transformação (S), é influenciada pela erro de controle ε_ΐ atual, e calcula uma variável de correção correspondente para o caminho de controle 7 para o circuito de corrente da máquina elétrica (na figura 1 ilustrado como a função G_Si (S) de transformação de Laplace).

[00029] A variável T_L descreve o torque de carga na máquina elétrica ou o torque de virabrequim do compressor de ar comprimido que representa um distúrbio de comportamento para o circuito de controle. Quanto maior a flutuação na variável de interferência T_L, maior o erro de controle do circuito de controle e, assim, maior a flutuação da variável T_B, e consequentemente, maior o torque que deve ser compensado pelo caminho de controle G_Sco (S).

[00030] O torque de carga na máquina-E T_L ou o torque de virabrequim do compressor de ar comprimido é composto de componentes múltiplos: um primeiro componente que indica o torque T__KW = f (Ô_KW, co, p) como uma função dependente do virabrequim posição angular δ, a velocidade rotacional co e a pressão p no sistema de ar comprimido; um segundo componente de torque T_Õ, que resulta da operação de uma bomba de óleo do compressor de ar comprimido, e um componente residual T_Rest desconhecido. (Fórmula 1): em que o primeiro componente T-KW representa, de longe, o melhor componente.

[00031] O modelo de controle que é ilustrado na Figura 1 é, portanto, desenvolvido adicionalmente, em que o torque de carga predominante T_L do compressor de ar comprimido que é aplicado a um eixo de transmissão do compressor de ar comprimido é estimado como uma função de pelo menos um parâmetro de operação, e é alimentado prospectivamente como uma variável de interferência estimada ao circuito de controle do acionamento elétrico, de tal maneira que o erro de controle que é produzido como um resultado do torque de carga aplicado seja reduzido. Primariamente, apenas o primeiro componente T_KW é estimado para a alimentação prospectiva da variável de interferência. A variável estimada para T_KW é descrita neste documento por TA_KW . Uma estimação de TA_KW do torque T_KW é realizada por meio de um campo de matriz característico (21), com base em curvas características de medidas que são inicialmente realizadas de uma maneira experimental no compressor de ar comprimido.

[00032] Na modalidade presente exemplar, a progressão foi medida em dependência de a posição angular δ predominante do eixo de transmissão do compressor de ar comprimido, a velocidade rotacional ω predominante do eixo de transmissão do compressor de ar comprimido, que é predeterminada por meio de uma velocidade de rotação do motor do acionamento elétrico, e o valor predominante de um parâmetro p a partir do qual um valor real de uma pressão de ar que é predominante na conexão de saída do compressor de ar comprimido é derivada, ou pode ser estimada, e/ou possa indicar uma medida para uma contrapressão que é gerada por um sistema de ar comprimido que é acoplado ao compressor de ar comprimido.

[00033] A progressão do torque de carga T_KW que é aplicado no virabrequim de um compressor de ar comprimido recíproco de cilindro duplo, dito virabrequim sendo acionado pelo acionamento elétrico é ilustrado, por exemplo, na Figura 3 como uma função da posição angular δ até o virabrequim.

[00034] A curva 31 com a linha contínua indica a progressão dependente de posição angular do torque de carga para uma velocidade rotacional ω de 3000 rotações por minuto, em que a curva 32 com o traço de linha pontilhada indica a progressão dependente de posição angular do torque de carga para uma velocidade rotacional ω de 1000 rotações por minuto. Conforme evidente na Figura 3, o torque é altamente dependente do aumento da pressão no pistão recíproco ou do ângulo do virabrequim (KW). Mesmo no caso de cargas de pressão constante na conexão de saída do compressor de ar comprimido, o torque mudanças na maneira altamente não linear durante uma rotação total do virabrequim e flutua, em parte, até 180 Nm no presente exemplo. A dinâmica depende diretamente do velocidade rotacional da unidade que é ilustrado, por exemplo, por meio das progressões diferentes 31 e 32. A fim de simplificar a ilustração, a dependência do torque de carga do parâmetro de pressão p não é ilustrada na Figura 3. Ademais, a dependência de velocidade rotacional do torque de carga é indicada na Figura 3 assim como apenas, por exemplo, com referência a dois valores de parâmetro da velocidade rotacional co, em que, entretanto, a curva característica de todo o intervalo de velocidade rotacional do motor elétrico é medido e armazenado.

[00035] Sem compensação, o controle destas flutuações no motor e conversor do acionamento elétrico leva a altas perdas de potência acima das operações contínuas. Ademais, é necessário manter uma potência de reserva de alta magnitude, particularmente para iniciar o motor do compressor de ar comprimido. Finalmente, os requerimentos de arrefecimento aumentam, por exemplo, com respeito a um início mais rápido do motor ASM de arrefecimento por ar. Isso leva a um maior esforço e custos elevados relacionados aos eletrônicos de desempenho e de motor, (comportamento termal e capacidade atual).

[00036] Entretanto, no caso de uma pressão de ar constante na conexão de saída do compressor de ar, a progressão do torque de carga T_L de um compressor de ar comprimido de pistão recíproco repete periodicamente após cada rotação total de 360° e pode, assim, ser prevista ao usar a(s) curva(s) característica (s) 31, 32. A pressão na conexão de saída ou no tanque de ar comprimido possui um a constante de tempo essencialmente menor e mudanças durando muitas centenas de rotações. No caso de uma operação de um veículo comercial, é possível usar, por exemplo, a medida de pressão predominante do tanque de ar comprimido para determinar o parâmetro p de ar comprimido.

[00037] Figura 2 ilustra um desenvolvimento adicional do modelo de controle de Figura 1 .Componentes correspondentes são descritos por numerais de referências idênticos àqueles relacionando os componentes na Figura 1 e não são descritos separadamente. O recurso especial do método de controle, de acordo com a invenção e a diferença em respeito à Figura 1 reside, como mencionado acima, no fato que por meio de um campo de matriz característica 2 o torque de carga predominante do compressor de ar comprimido que é aplicado no eixo de transmissão do compressor de ar comprimido é estimado na forma da variável TA_KW.

[00038] Para este propósito, os valores predominantes 22 dos parâmetros de operação δ, co, p são continuamente determinados e estimados com referência a matriz característica 21 armazenada do valor predominante para o torque de carga T_KW. A variável estimada resultante TA_KW é adicionada por meio da função inversa de transformação G'1_T (s) do circuito de controle atual 10 à variável de correção u do controlador de velocidade rotacional 3 do acionamento elétrico e, como consequência, é alimentado prospectivamente ao circuito de controle 10 para o controle de corrente elétrica do acionamento elétrico. A alimentação prospectiva da variável de interferência é, assim, usada para controlar a carga que é aplicada no acionamento elétrico.

[00039] Consequentemente, uma variável de correção que corresponde a um torque T é produzido como uma saída output variável do circuito de controle interno 10 (circuito de controle atual). (Fórmula 2) em que G_T representa a função de transformação do circuito de controle atual 10 e u representa a variável de correção do controlador de velocidade rotacional 3. O símbolo “*“ descreve uma multiplicação em espaço de Laplace (sem convolução).

[00040] Como um resultado, uma variável T'_B é produzida com uma entrada variável T_B do caminho de controle (Fórmula 3] em que corresponde, portanto, ao erro estimado do torque de virabrequim.

[00041] Sem a alimentação prospectiva da variável de interferência, T_B é produzido, de acordo com a disposição na Figura 1: (Fórmula 4) [00042] A fim de ter menos intervenção no circuito de controle pelo ΔΤ em respeito à T_KW, é possível reduzir os erros de controle ε_ω e 8_i, e aumentar a qualidade do processo de controle.

[00043] A alimentação prospectiva da variável de interferência do eixo de transmissão torque de carga para o controle de máquina torna possível reduzir o erro de controle, particularmente para a velocidade rotacional e a corrente elétrica no controle de motor, e para minimizar picos e flutuações na corrente de fase de motor ou torque de motor. Vantagens adicionais residem na redução das perdas de potência elétrica e reservas de potência elétrica no conversor de frequência e na redução na carga mecânica para o compressor de ar comprimido e motor.

[00044] Embora a invenção seja descrita com referência a modalidades específicas exemplares, é evidente àqueles versados na técnica que mudanças diferentes podem ser realizadas, e equivalentes podem ser usados como alternativas sem se afastar do escopo da invenção. Adicionalmente, modificações numerosas podem ser realizadas sem se afastar do escopo associado. Assim, é possível, por exemplo, interpretar e estimar a variável de virabrequim conhecida diferentemente da velocidade rotacional, e para alimentá-la prospectivamente em um local diferente no circuito de controle. Como consequência, a invenção não é limitada às modalidades exemplares descritas, mas sim inclui todas as modalidades exemplares que entram no escopo das reivindicações anexadas. Particularmente, a invenção também reivindica proteção para a matéria em questão e os recursos das reivindicações dependentes, de modo independente das reivindicações referenciadas.

Lista de numerais de referência 1 Circuito de controle sem a alimentação prospectiva da variável de interferência 2 Comparador 3 Controlador de velocidade de rotação 4 Função de transformação 1/ψ das constantes para a força eletromotiva 5 Comparador 6 Controlador de corrente 7 Caminho de controle máquina-E para o circuito da armadura 8 Função de transformação ψ das constantes para a força eletromotiva 9 Comparador 10 Circuito de controle para um controle de corrente elétrica do acionamento elétrico 11 Caminho de controle para momento de massa de torque de inércia do compressor de ar comprimido 20 Circuito de controle com a alimentação prospectiva da variável de interferência 21 Campo de matriz característica do torque de carga 22 Valores dos parâmetros de operação do campo de matriz característica 23 Inverso da função de transformação do circuito de controle atual 25 Unidade de soma 31 Curva característica para 3000 rotações por minuto 32 Curva característica para 1000 rotações por minuto REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Método para controlar um acionamento elétrico de um compressor de ar comprimido acionado eletricamente de um veículo a motor, em que o compressor de ar comprimido é preferencialmente provido para alimentar um sistema pneumático de frenagem por ar comprimido, caracterizado pelo fato de que um torque de carga (31) do compressor de ar comprimido, o torque presente momentaneamente em um eixo de transmissão do compressor de ar comprimido, é estimado (21) como uma função de pelo menos um parâmetro de operação (22) e é alimentado prospectivamente como uma variável de interferência estimada ao circuito de controle (20) do acionamento elétrico, de modo a reduzir um erro de controle que é produzido como um resultado do torque de carga(31) presente.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o torque de carga (31) presente do compressor de ar comprimido, o qual é aplicado no eixo de transmissão do compressor de ar comprimido, é estimado como uma função de pelo menos uma das variáveis a seguir: (a) uma posição angular momentânea (δ) do eixo de transmissão do compressor de ar comprimido, (b) uma velocidade rotacional momentânea (oo) do eixo de transmissão do compressor de ar comprimido, a qual é predeterminada por meio de uma velocidade de rotação do motor do acionamento elétrico, e (c) um valor momentâneo de um parâmetro de pressão (p), a partir do qual um valor atual de uma pressão de ar a qual é aplicada na conexão de saída do compressor de ar comprimido, pode ser derivado ou estimado, e/ou que indicaa uma medida para uma contrapressão que é gerada por um sistema de ar comprimido acoplado ao compressor de ar comprimido.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o torque de carga (31) do compressor de ar comprimido, o torque de carga (31) presente momentaneamente no eixo de transmissão do compressor de ar comprimido, é estimado pelo menos como uma função da posição angular predominante (δ) do eixo de transmissão, da velocidade rotacional predominante (co) do eixo de transmissão e do valor predominante do parâmetro de pressão (p).

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a função é armazenada como um campo característico (21).

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que (a) um circuito de controle (10) para controle de corrente elétrica do acionamento elétrico é influenciado pela variável de interferência estimada; e/ou (b) a variável de interferência estimada é invertida com a função de transformação de um circuito de controle (10) para um controle de corrente elétrica do acionamento elétrico e é adicionado a uma variável de correção (u) de um controlador de velocidade rotacional (3) do acionamento elétrico e, como consequência, é alimentado prospectivamente ao circuito de controle (10) para um controle de corrente elétrica do acionamento elétrico.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o compressor de ar comprimido é modalizado como um compressor de ar comprimido de pistão recíproco, como um compressor de ar comprimido de parafusos helicoidais ou como um compressor de ar comprimido multicelular de palhetas.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o torque de carga (31) do compressor, o torque presente momentaneamente no eixo de transmissão do compressor, é estimado como uma função de pelo menos uma das variáveis a seguir: (a) um torque de fricção do pistão recíproco, em que o compressor de ar comprimido é modalizado como um compressor de ar comprimido recíproco; (b) uma temperatura ambiente do ar e (c) uma temperatura média de arrefecimento de um meio de arrefecimento de um circuito de arrefecimento do compressor de ar comprimido.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que (a) um conversor de frequência é operado de modo a controlar o acionamento elétrico com um controle de vetores orientado por campo; e/ou (b) o acionamento elétrico compreende uma máquina elétrica que é modalizada como uma máquina assíncrona, uma máquina síncrona, uma máquina de relutância ou uma máquina de corrente contínua.

9. Circuito de controle (20) para controlar um acionamento elétrico de um compressor de ar comprimido acionado eletricamente de um veículo a motor, o circuito de controle (20) caracterizado pelo fato de que é modalizado: (a) de modo a estimar (21) um torque de carga (31) do compressor, o torque presente momentaneamente em um eixo de transmissão do compressor, como uma função de pelo menos um parâmetro de operação (22) e de modo a alimentar prospectivamente dito torque de carga como uma variável de interferência estimada ao circuito de controle do acionamento elétrico, de maneira a reduzir um erro de controle que é produzido como um resultado do torque de carga (31) presente; e/ou (b) implementar um método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 8.

10. Veículo a motor, particularmente um veículo comercial, caracterizado pelo fato de que é equipado com um compressor de ar comprimido acionado eletricamente para alimentar um sistema pneumático de frenagem por ar comprimido em um veículo comercial, dito compressor de ar comprimido compreendendo um circuito de controle (20) conforme a reivindicação 9.