BR112013027341B1 - processo para o controle de um acionamento e dispositivo - Google Patents

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Abstract

PROCESSO E DISPOSITIVO PARA A TRANSMISSÃO CÍCLICA DIGITAL DE UM VALOR DE POSIÇÃO DE UM OBJETO EM MOVIMENTO COM A MASSA INERCIAL. A presente invenção refere-se a um processo e um dispositivo para a transmissão cíclica digital de um valor de posição em um objeto móvel com a massa inercial, no qual a faixa de valor do valor de posição transmitida é limitada de tal modo que não é possível mapear uma rotação completa ou, no caso de um movimento linear, outros períodos completos condicionados a condições mecânicas e a posição real é formada em uma unidade de avaliação por meio de detecção quando a faixa de valores é excedida.

Description

PROCESSO PARA O CONTROLE DE UM ACIONAMENTO E DISPOSITIVO
[0001] A presente invenção refere-se a um processo e um dispositivo para a transmissão cíclica digital de um valor de posição de um objeto móvel com a massa inercial.
[0002] De modo geral, os sensores angulares são bem conhecidos. Em sensores angulares, que são concebidos como codificadores incrementais, o valor angular detectado de uma onda é transmitido de modo digital.
[0003] Portanto, o objetivo da invenção tem por base o aperfeiçoamento da transmissão dos valores detectados dos sensores angulares para um dispositivo eletrônico, no qual deve ser utilizada uma transmissão robusta de dados contra interferências.
[0004] O objetivo do processo e do dispositivo é atingido de acordo com as características da presente invenção.
[0005] As características importantes no processo para o controle de uma unidade de acionamento compreendem que um valor de posição seja detectado temporal e recorrentemente e que a respectiva informação seja transmitida a um dispositivo de controle,
no qual o valor de posição é caracterizado por, pelo menos, dois valores, em particular, um valor angular parcial e um valor angular preciso, em particular, valores digitais,
no qual o primeiro valor pode ser caracterizado por um número inteiro e para cada número seja atribuída uma faixa de valor de posição,
no qual, a cada um é atribuída uma faixa de posição caracterizada por um primeiro valor juntamente com faixas parciais separadas da faixa de posição, no qual cada uma destas faixas parciais é caracterizada por meio de um segundo valor, que pode ser caracterizado como número inteiro,
no qual o segundo valor é temporalmente transmitido antes do primeiro valor, no qual
  • (i) após a transmissão do segundo valor recentemente detectado, a partir deste novo valor detectado e do segundo valor anteriormente transmitido, é determinado um valor modelo para o primeiro valor, e este valor de posição assim determinado é utilizado para determinar um valor atualizado de uma variável de ajuste do dispositivo de controle,
  • (ii) após a transmissão do segundo valor recentemente detectado do primeiro valor recentemente detectado ser transmitido e então o valor modelo assim determinado ser comparado com o primeiro valor recentemente detectado e, em caso de não estar conforme, seja colocada em execução uma ação,
em particular, no qual, a ação da transmissão e/ou indicação de um aviso de advertência e/ou a paralisação da unidade de acionamento ou da transferência da unidade de acionamento esteja em uma condição segura,
em particular, no qual, a variável de ajuste é um vetor espacial de tensão, em particular, um vetor espacial de tensão de estator de um motor elétrico da unidade de acionamento,
em particular, no qual a etapa (i) é repetida.
[0006] Neste caso, é vantajoso que a segurança é aumentada e que esta, apesar de particularmente prematura, em cada etapa de ciclo possa ser iniciada a determinação da nova variável de ajuste.
[0007] As características importantes no processo para o controle de uma unidade de acionamento compreendem que um valor de posição seja detectado temporal e recorrentemente e que a respectiva informação seja transmitida a um dispositivo de controle,
no qual o valor de posição é caracterizado por, pelo menos, dois valores, em particular, um valor angular parcial e um valor angular preciso, em particular, valores digitais,
no qual o primeiro valor pode ser caracterizado por um número inteiro e a cada número seja atribuída uma faixa de valor de posição,
no qual, a cada um é atribuída uma faixa de posição caracterizada por um primeiro valor juntamente com faixas parciais separadas da faixa de posição, no qual cada uma destas faixas parciais é caracterizada por meio de um segundo valor, que pode ser caracterizado como número inteiro,
no qual o segundo valor é temporalmente transmitido antes do primeiro valor, no qual
  • (i) após a transmissão do segundo valor recentemente detectado, a partir do segundo valor recentemente detectado e do anteriormente transmitido, mediante consideração adicional da última velocidade determinada, é determinado um valor modelo para o primeiro valor e aquele valor de posição determinado a partir do segundo valor e do valor modelo é utilizado por um dispositivo de controle para determinar um valor atualizado de uma variável de ajuste do dispositivo de controle,
  • (ii) que, após a transmissão do segundo valor recentemente detectado é transmitido o novo primeiro valor detectado e, a partir do novo primeiro valor detectado e a partir do segundo valor recentemente detectado é atualizado o valor de velocidade, no qual também são levados em consideração o primeiro valor anteriormente detectado e o segundo valor anteriormente detectado,
em particular, no qual, a variável de ajuste é um vetor espacial de tensão, em particular, um vetor espacial de tensão de estator de um motor elétrico da unidade de acionamento,
no qual, as etapas (i) e (ii) são repetidas.
[0008] Neste caso, é vantajoso que o valor de velocidade a partir do novo valor de posição real detectado pode ser determinado e que para isso não seja necessário utilizar qualquer valor modelo. Sendo que, neste caso, o tempo de ciclo é tão breve que o valor de velocidade neste tempo não pode modificar-se ou somente possa modificar-se de modo insignificante, em particular, em caso de máxima aceleração do objeto.
[0009] Em uma configuração vantajosa, após a transmissão do primeiro valor, este é comparado com o valor determinado de acordo com a etapa (i) e, em caso de divergência, seja colocada em execução uma ação, em particular, como a indicação e/ou transmissão de uma informação de advertência e/ou uma interrupção do acionamento e/ou ativação de uma condição segura do acionamento. Neste caso, é vantajoso pois a segurança é aumentada e em caso de falha na função pode ser exibido um aviso e pode ser iniciada uma condição mais segura.
[00010] Em uma configuração vantajosa, na transmissão do primeiro valor é transmitida uma informação de teste, em particular, um dado-CRC e/ou na transmissão do segundo valor é transmitida uma informação de teste adicional, em particular, um dado-CRC. Neste caso, é vantajoso que a transmissão de dados pode ser configurada de modo seguro e assim, em caso de falha, possa ser colocada em execução uma ação.
[00011] Em uma configuração vantajosa, a faixa de valores do valor de posição transmitido é limitada de tal modo que não é possível mapear uma rotação completa ou, no caso de um movimento linear, outros períodos completos condicionados a condições mecânicas e a posição real é formada em uma unidade de avaliação por meio de detecção quando a faixa de valores é excedida, em particular,
  • - no qual, em um primeiro momento, uma posição não limitada de faixa de valores ou limitada em menor escala é transmitida em operação contínua,
  • - e/ou, no qual, a faixa de valores é determinada pelo fato de que a diferença de trajeto, em máxima velocidade, que ocorre em um ciclo de amostragem é menor que a metade da faixa de valores selecionada, no qual a faixa de valores é selecionada tão reduzida quanto possível,
  • - e/ou, no qual, ao invés da posição absoluta que limita a faixa de valores, a diferença da posição anterior é transmitida com a mesma limitação de faixa de valores.
[00012] Neste caso, é vantajoso que apenas um menor fluxo de dados deve ser transmitido e assim uma largura de banda estreita é suficiente para a transmissão. Além disso, é viável o aumento da segurança, uma vez que depois de transferir o valor de posição total, pode ser executada uma comparação com o valor de posição determinado a partir do valor limitado de faixa de valores e, assim, pode haver um controle sobre o excesso de aceleração máxima permitida, portanto, caso tenha ocorrido um acontecimento inesperado, tal como uma falha ou similar. Alternativamente, também pode ser dispensável a transmissão cíclica do valor completo de posição, formando assim uma transmissão de dados com largura de banda estreita suficiente para uma rápida transmissão de valor de posição. Portanto, os dados detectados por um sensor podem ser comprimidos e ser transmitidos como dados comprimidos.
[00013] Por meio da comparação da diferença com a metade da faixa de valores é possível efetuar, de um modo simples, uma reconstrução da informação completa sobre o valor de posição.
[00014] Vantajoso também é que a transmissão digital é robusta contra interferências como, por exemplo, radiações de campo magnético ou similares.
[00015] As principais características do processo alternativo de transmissão cíclica digital de um valor de posição de um objeto movido com massa inercial compreende que a faixa de valores do valor de posição transmitido em relação à faixa de valores de possíveis valores é limitada, em particular, de modo que não é possível mapear qualquer rotação completa ou, no caso de um movimento linear, outros períodos completos condicionados a condições mecânicas,
e a posição real é determinada pelo fato de que, a partir da posição anterior e da velocidade anterior determinada é formado um valor estimado para a posição e este é corrigido por meio do valor de posição limitado à faixa de valores transmitida, em particular,
  • - no qual, por meio de uma comparação do valor estimado de posição limitado à faixa de valores transmitida é detectada uma transgressão da faixa de valores e utilizada para a correção do valor estimado,
  • - e/ou, no qual, no início, uma única posição é transmitida, cuja faixa de valores abrange a faixa de possíveis posições que ocorrem
  • - e/ou, no qual, ao invés de posição absoluta limitada à faixa de valores é transmitida a diferença em relação à posição anterior com a mesma limitação de faixa de valores.
[00016] Neste caso, é vantajoso que o valor de posição é detectado em uma massa inercial. Consequentemente, ao tornar possível a limitação das acelerações e solavancos que ocorrem, portanto, derivadas temporais de acelerações, torna-se possível que as alterações de velocidade sejam limitadas no respectivo tempo de ciclo e assim apenas um valor estimado deve ser corrigido em menos de uma unidade de resolução, por exemplo, um vestígio aproximado de resolução.
[00017] Em uma forma alternativa de configuração, o valor de posição é caracterizado por, pelo menos, dois valores, em particular, um valor angular parcial e um subvalor angular e/ou um valor angular preciso, em particular, valores digitais,
no qual, o primeiro valor pode ser caracterizado com um número inteiro e a cada número está atribuída uma faixa de valor de posição,
no qual, a cada um é atribuída uma faixa de posição caracterizada por um primeiro valor juntamente com faixas parciais separadas da faixa de posição, no qual cada uma destas faixas parciais é caracterizada por meio de um segundo valor, que pode ser caracterizado como número inteiro,
no qual, em um primeiro momento é detectado um valor de posição e o respectivo primeiro e segundo valor são transmitidos,
no qual
  • (i) é detectado um valor de posição adicional e assim, o segundo novo valor correspondente detectado, é transmitido,
  • (ii) depois do qual, a partir do segundo valor recentemente detectado e o valor anteriormente detectado, que é determinado pela faixa de valor de posição caracterizada pelo primeiro valor, portanto assim também aquele respectivo primeiro valor do valor de posição recentemente detectado.
[00018] Neste caso, vantajoso é que, por sua vez, em um primeiro momento apresenta-se a informação completa sobre o valor de posição detectado e assim, depois disso, apenas é determinado o novo valor de posição relativo a este primeiro valor de posição determinado. Assim, torna-se possível uma transmissão comprimida de dados ou uma redundância aumentada na transmissão de dados.
[00019] Em uma configuração vantajosa, o valor de posição apresenta um valor angular de uma peça rotativa, portanto, um objeto, no qual o objeto como massa inercial apresenta um momento de inércia. Neste caso, vantajoso é que a rotação completa de 360° em várias faixas parciais é divisível e assim torna-se possível uma rotação completa nas faixas de valores de posição assim resultantes.
[00020] Em outra configuração vantajosa, a transmissão é repetida periodicamente recorrente, portanto, em particular, é ciclicamente repetida, em particular, em intervalos regulares de tempo,
em particular no qual as etapas (i) e (ii) são sucessivamente efetuadas por várias vezes. Neste caso, é vantajoso que a posição pode ser determinada recorrente de modo contínuo. Neste caso, de preferência, os intervalos de tempo são tão breves que, por sua vez, mantém a máxima alteração esperada do valor de posição abaixo de um valor crítico que, de preferência, é inferior a uma metade da faixa de valores de posição.
[00021] Em uma configuração vantajosa, na etapa (ii), a partir do valor de posição determinado ou anteriormente determinado e a respectiva velocidade é determinado um valor estimado e o segundo valor do valor de posição recentemente detectado é comparado do com o segundo valor do valor estimado e determinada a diferença entre o segundo valor do valor de posição recentemente detectado e o segundo valor do valor estimado e a partir deste é determinada a respectiva faixa de posição do valor de posição recentemente detectado. Neste caso, vantajoso é que o valor de velocidade é conhecido e, por conseguinte, pode ser realmente determinado um valor estimado, pelo fato de que a alteração dos valores de posição resultantes a partir da velocidade e do respectivo intervalo de tempo é adicionada ao valor de posição antigo.
[00022] Em uma configuração vantajosa, na etapa (ii) a diferença entre o segundo valor recentemente detectado e o segundo valor anteriormente detectado, em particular, no qual, ao exceder uma metade de faixa de posição, conclui-se que o valor de posição recentemente detectado situa-se em uma faixa de posição adjacente. Neste caso, a vantagem é que, de um modo simples, a partir de uma mera diferença e do conhecimento sobe a máxima alteração esperada do valor de posição, pode ser completamente determinado o novo valor de posição, apesar de que apenas deve ser transmitida uma faixa de valores limitados.
[00023] Em uma configuração vantajosa, na etapa (ii) é determinada uma comparação entre o segundo valor recentemente detectado e o segundo valor anteriormente detectado e determinada àquela faixa adjacente na qual se situa o valor de posição recentemente detectado, em particular, quando a diferença entre o segundo valor recentemente detectado e o segundo valor anteriormente detectado excede uma metade de uma faixa de posição. Neste caso, é vantajoso que, de um modo simples, torna-se possível uma determinação total do valor de posição apesar da informação limitada e transmitida.
[00024] Em outra configuração vantajosa, a alteração da velocidade entre duas detecções de posição sucessivamente efetuadas em um intervalo de tempo Δt está limitada a um valor crítico, em particular, aquele determinado ou, pelo menos, codeterminado por meio da massa inercial. Neste caso, vantajoso é que apenas pode ser atingido um número finito, em particular, dois, de possíveis valores de posição e apenas a partir deste número finito deve ser determinado o novo valor de posição.
[00025] Em mais outra configuração vantajosa, o valor de posição é um valor angular ou uma posição linear, em particular, no qual a velocidade é uma velocidade angular ou uma velocidade que ocorre em direção linear. Neste caso, é vantajoso que a invenção pode ser utilizada em controles de acionamento rotativo e linear, portanto, independente da espécie de sensores de detecção de posição.
[00026] E, em mais outra configuração vantajosa, são atribuídos um primeiro e um segundo valor a uma respectiva trilha, em particular, uma trilha codificadora, no qual o primeiro valor está atribuído a uma trilha de resolução mais precisa do que o segundo valor. Neste caso, vantajoso é que apenas um valor limitado de informação deve ser transmitido e, mesmo assim, pode ser obtida a informação completa sobre a posição.
[00027] E, agora em mais outra configuração vantajosa, a cada faixa de posição é atribuída uma faixa parcial separada juntamente com uma faixa de posição caracterizada por um segundo valor, em particular, um valor subangular, no qual cada uma destas faixas parciais é caracterizada por um terceiro valor, em particular, um valor angular preciso, que pode ser caracterizado por um número inteiro, em particular, no qual, no primeiro momento é detectado o valor de posição e são transmitidos os respectivos primeiro, segundo e terceiro valores,
no qual o terceiro valor é transmitido com o segundo valor, em particular, antes ou após o segundo valor.
[00028] Neste caso, vantajoso, é que como primeiro valor pode ser detectado e transmitido um ângulo parcial e como segundo valor pode ser determinado e transmitido um subângulo, no qual, o subângulo pode ser de uma resolução ainda mais precisa por uma faixa de ângulo preciso. Neste caso, então, é suficiente a transmissão do ângulo preciso e a informação subangular para determinar o ângulo parcial de resolução mais bruta.
[00029] As características importantes no processo para o controle de uma unidade de acionamento compreendem que um valor de posição seja detectado temporal e recorrentemente e que a respectiva informação seja transmitida a um dispositivo de controle, em particular, com um processo de acordo com a presente invenção,
no qual, o valor de posição seja caracterizado por, pelo menos, dois valores, em particular, valor angular parcial e valor angular preciso, em particular, valores digitais,
no qual, o primeiro valor pode ser caracterizado por um número inteiro e a cada número seja atribuído a uma faixa de valor de posição,
no qual, a cada uma seja atribuída uma faixa de posição juntamente com faixas parciais separadas caracterizadas por um primeiro valor da faixa de posição, no qual cada uma destas faixas parciais é caracterizada por um segundo valor, que pode ser caracterizado por um número inteiro,
no qual, o segundo valor é temporalmente transmitido antes do primeiro valor, no qual,
  • (i) após a transmissão do segundo valor recentemente detectado, a partir do segundo novo valor e do anteriormente detectado, é determinado um primeiro valor, o qual corresponde ao novo primeiro valor detectado, e o valor de posição assim determinado é utilizado por um dispositivo de controle, para determinar um valor atualizado de uma variável de ajuste do dispositivo de controle,
em particular, onde a etapa (i) é repetida.
[00030] Neste caso, é vantajoso que a duração da transmissão do primeiro valor já possa ser utilizada para a determinação do próximo valor da variável de ajuste.
[00031] As características importantes no processo para o controle de uma unidade de acionamento compreendem que um valor de posição seja detectado temporal e recorrentemente e que a respectiva informação seja transmitida a um dispositivo de controle,
no qual o valor de posição seja caracterizado por, pelo menos, dois valores, em particular, valor angular parcial e valor angular preciso, em particular, valores digitais,
no qual, o primeiro valor pode ser caracterizado por um número inteiro e a cada número seja atribuída uma faixa de valor de posição,
no qual, a cada uma seja atribuída uma faixa de posição juntamente com faixas parciais separadas caracterizadas por um primeiro valor da faixa de posição, no qual cada uma destas faixas parciais é caracterizada por um segundo valor, que pode ser caracterizado por um número inteiro,
no qual, o segundo valor é temporalmente transmitido antes do primeiro valor, no qual,
  • (i) após a transmissão do segundo valor recentemente detectado, a partir do segundo novo valor e do anteriormente detectado, mediante a consideração adicional da velocidade determinada por último, é determinado um primeiro valor, o qual corresponde ao novo primeiro valor detectado, e o valor de posição assim determinado é utilizado por um dispositivo de controle, para determinar um valor atualizado de uma variável de ajuste do dispositivo de controle,
  • (ii) no qual, após a transmissão do segundo valor recentemente detectado, a partir do primeiro novo valor e do segundo valor recentemente detectado, é atualizado o valor de velocidade, no qual, é também levado em consideração o primeiro valor anteriormente detectado e o segundo valor anteriormente detectado,
no qual, as etapas (i) e (ii) são repetidas. Neste caso, é vantajoso que também na ocorrência de uma velocidade pode der determinado um valor estimado e este precisa somente ainda ser corrigido.
[00032] Em uma configuração vantajosa, após a transmissão do primeiro valor, este é comparado com o valor determinado de acordo com a etapa (i) e, em caso de divergência, seja colocada em execução uma ação, em particular, em forma de indicação e/ou transmissão de um aviso de advertência e/ou a desativação da unidade de acionamento e/ou a ativação de uma condição segura da unidade de acionamento. Neste caso, vantajoso é que a segurança fica aumentada.
[00033] Em uma configuração vantajosa é determinado um valor de posição em um sensor e o sensor está ligado a uma interface digital com uma unidade de avaliação,
no qual a unidade de avaliação apresenta uma memória e meios para a determinação do valor de posição a partir de um valor de posição limitado à faixa de valores transmitidos,
em particular, no qual a unidade de avaliação está conectada com um dispositivo de controle.
[00034] Neste caso, é vantajoso que somente uma pequena largura de banda é necessária para a transmissão de dados.
[00035] As demais vantagens decorrem a partir das concretizações. A invenção não se limita à combinação de características das concretizações. Para os técnicos especializados resultam outras possibilidades de combinações lógicas e/ou características individuais de concretizações e/ou características da descrição e/ou figuras, em particular, a partir dos objetivos e/ou dos objetivos apresentados por meio de comparação com o nível da técnica.
[00036] Portanto, a invenção agora é explicada em mais pormenores por meio de representações esquemáticas.
[00037] No sistema de acionamento de acordo com a invenção, um sensor angular está ligado de modo fixo com um eixo do acionamento, por exemplo, um eixo de motor de um motor elétrico alimentado por conversor ou com um eixo de um motor elétrico alimentado por conversor acionado por uma engrenagem ligada resistente à torção de modo que a posição angular pode ser detectada.
[00038] Neste contexto, em um primeiro segmento de tempo o valor angular é transmitido em forma digital, ou seja, como uma mensagem ou palavra digital.
[00039] O valor transmitido do conversor para o circuito eletrônico de sinalização é utilizado em uma unidade de controle prevista no circuito eletrônico de sinalização para regular a corrente do motor, por meio do ajuste da tensão do motor, a um respectivo valor de referência desejado.
[00040] Neste caso, o valor angular é caracterizado por uma faixa angular parcial e, pelo menos, ainda uma faixa angular precisa. Sendo que neste caso o ângulo parcial é apenas uma resolução bruta da rotação completa de 360°. O ângulo preciso subdivide a respectiva faixa angular parcial em segmentos angulares mais precisos.
[00041] Na transmissão do valor angular é, em ordem cronológica, inicialmente transmitido o valor angular preciso e depois o valor angular parcial mais bruto.
[00042] Levando em consideração os valores críticos, em particular, valores de aceleração máxima e/ou solavancos máximos, portanto, derivações de tempos de aceleração e, levando em consideração o último valor angular conhecido e o valor de velocidade angular, torna-se possível, para o circuito eletrônico de sinalização, já a partir dos valores angulares de precisão, determinar o novo valor angular detectado.
[00043] Deste modo, para a unidade de controle, torna-se possível, em particular, no início, levar em consideração o novo valor angular detectado para o controle. Para a determinação, de acordo com a invenção, do novo valor angular detectado somente são necessários algumas etapas de cálculo, de forma que é empregado muito pouco tempo necessário para o cálculo. Então, na unidade de controle, a partir do valor angular e dos outros valores assim determinados, é calculado o respectivo novo valor de tensão do motor a ser ajustado pelo conversor.
[00044] Durante este tempo de cálculo, então são também transmitidos os valores angulares mais brutos do sensor angular para o circuito eletrônico de sinalização do conversor.
[00045] Deste modo, então, o valor real do ângulo detectado é diretamente conhecido bem antes da próxima etapa de tempo. Assim, a segurança é aumentada, uma vez que o valor angular determinado a partir do ângulo de precisão e aquele valor angular transmitido integralmente podem ser comparados um com o outro. Além disso, para a próxima determinação angular, a partir do próximo valor angular de precisão, pode ser realizada mediante a utilização do valor angular totalmente transmitido e um correspondente valor de velocidade angular atualizado.
[00046] Assim, portanto, em outras palavras, cada último valor integralmente transmitido que abrange, portanto, o valor angular preciso e o valor angular parcial utilizado em cada etapa de tempo e mediante a formação diferencial em relação ao valor anterior determina a velocidade atualizada. A partir destes valores é determinado, então, o valor estimado para o próximo valor angular a ser esperado. Para a determinação deste valor angular é levado em consideração que a unidade de acionamento aciona uma massa inercial, em particular linear ou rotativa, e com isso a velocidade na respectiva etapa de tempo pode apenas modificar-se por um valor máximo. Este valor estimado assim determinado também pode ser caracterizado por um valor angular preciso, um valor angular parcial e, conforme o caso, um valor subangular. Então, o novo valor angular preciso transmitido do novo valor angular determinado e transmitido pelo sensor angular é, então, utilizado para a determinação do novo valor angular, o qual é imediatamente utilizado pela unidade de controle. Após a transmissão integral paralela efetuada para este fim do novo valor angular detectado é então realizada uma comparação com aquele valor determinado somente a partir do valor angular preciso transmitido, por meio do qual pode ser efetuada uma inspeção de segurança relacionada. O processo é repetido, no qual, por sua vez, é determinada a velocidade angular atualizada a partir do valor angular integralmente transmitido e então é utilizado respectivamente de modo repetitivo.
[00047] Em uma variante de configuração o valor angular integralmente transmitido somente é utilizado para uma primeira etapa de tempo. Nas etapas de tempo que se seguem é então utilizado respectivamente somente aquele a partir do respectivo valor estimado e do valor angular preciso, de preferência, também um valor angular determinado a partir de um valor subangular adicional.
[00048] Para um aperfeiçoamento adicional, está prevista uma faixa subangular, cuja resolução está prevista entre a resolução da faixa angular precisa e da faixa angular parcial.
[00049] Em uma primeira variante de configuração estão previstas duas trilhas, ou seja, a trilha angular parcial e a trilha angular precisa. Neste caso estão dispostas faixas angulares parciais em direção circunferencial e as faixas angulares parciais apresentam o mesmo comprimento em direção circunferencial. Do mesmo modo, as faixas angulares precisas apresentam o mesmo comprimento em direção circunferencial. A cada segmento angular parcial está atribuído o mesmo número de faixas angulares precisas, no qual cada um dos referidos números pode, respectivamente, ser enumerado de 0 até n-1. Sendo que m e n são, respectivamente, números inteiros.
[00050] Após uma primeira etapa de tempo, na qual é detectado o valor angular parcial, portanto, o número do ângulo parcial é detectado pelo sensor angular e o valor angular preciso F1, portanto, o número do ângulo preciso é detectado pelo sensor angular, após um intervalo de tempo Δt é detectado o valor angular preciso F2.
[00051] Para a determinação do valor angular, portanto, a informação que falta sobre o novo valor de ângulo parcial é determinada a partir da diferença do novo valor de ângulo preciso em relação ao anterior F2 - F1 e a partir da comparação de F1 e F2, caso tenha ou não tenha ocorrido um excesso no sentido positivo ou negativo na direção de rotação. Neste caso, é importante que a velocidade máxima de ângulo possível v_max seja tão pequena, que se aplica
- (½ * m - 1) ≤ v_max * Δt ≤ (½ * m ).
[00052] Assim, em caso de excesso, somente é possível a entrada em um ângulo parcial adjacente, ou seja, uma faixa de ângulo parcial. Portanto, quando a detecção do ângulo é efetuada em um intervalo muito pequeno de tempo Δt, é possível uma reconstrução do novo valor angular detectado a partir da mera informação do novo valor angular preciso e do valor angular anterior detectado.
[00053] Esta detecção do valor angular preciso pode ser repetida, em qualquer frequência, após cada novo intervalo de tempo Δt. Assim, mesmo a transmissão do valor angular preciso é suficiente para determinar o valor de cada ângulo novo detectado, no qual, certamente, num primeiro momento o valor angular deve ser totalmente conhecido.
[00054] Na figura 1 está explicada uma segunda variante de configuração com três trilhas, ou seja, com uma trilha de ângulo parcial, uma trilha de subangulo e uma trilha angular precisa, a qual efetua uma resolução mais precisa da trilha subangular. Sendo que na direção circunferencial m estão dispostas faixas de ângulo parcial, por exemplo, m = 32, e as faixas angulares parciais apresentam o mesmo comprimento na direção circunferencial. Do mesmo modo, as faixas de subangulares apresentam o mesmo comprimento na direção circunferencial, no qual cada ângulo parcial está subdividido em n faixas subangulares. As faixas angulares precisas apresentam respectivamente o mesmo comprimento na direção circunferencial, no qual cada faixa subangular q estão atribuídas faixas angulares precisas. A cada segmento de angulo parcial está atribuído o mesmo número de faixas subangulares, no qual este número pode, respectivamente, ser enumerado de 0 até n-1. Em que m, q e n são, respectivamente, números inteiros. Na figura 1 q = 4 e n = 4.
[00055] Uma vez que a detecção de ângulo é efetuada em um sistema com massa inercial e as acelerações que ocorrem estão situadas abaixo de um valor máximo a_max, uma alteração da velocidade de ângulo dentro de um intervalo de tempo Δt somente é possível pela diferença de velocidade máxima:
Δv_max = a_max * Δt.
Se.
[00056] A partir da última velocidade angular conhecida v_alt e o último ângulo conhecido a_alt resulta um valor estimado
α_estimado = α_alt + v_alt * Δt.
[00057] A alteração angular deste valor estimado é, no máximo, de Δv_max * Δt e gera um excesso máximo subangular na próxima faixa subangular adjacente.
[00058] Por conseguinte, para a determinação do próximo valor angular não precisa estar presente o novo valor angular parcial, subangular e angular preciso, mas quando é conhecido o valor angular válido do segmento anterior de tempo, é suficiente o valor subangular e o valor angular preciso. Uma vez que a partir da comparação do valor subangular anterior com o novo valor subangular e a partir da diferença entre o valor do novo subângulo e o anterior resulta a nova faixa de subângulo. Uma vez que o novo ângulo preciso foi transmitido, este valor também é conhecido, no qual o valor angular preciso atribui claramente um valor angular ao novo valor subangular.
[00059] Este processo pode ser representado na figura 1 em um exemplo concreto: o anterior valor angular é, por exemplo, Pa = (valor angular parcial = 1, valor subangular = 2, valor angular preciso = 3). Sendo que a velocidade angular anterior é de 9 faixas subangulares por segmento de tempo Δt.
[00060] Assim, o valor estimado é de P*= (valor angular parcial = 3, valor subangular = 3, valor angular preciso = 3).
[00061] Agora, se o novo valor de medição apresenta um ângulo preciso 1 e um subangulo 1, resultam dois valores angulares possíveis, que são designados como F = (subangulo 1, ângulo preciso 1) e F’ = (subangulo 1, ângulo preciso 1). Uma vez que, no entanto, a alteração de velocidade que ocorre, Δv_max = a_max * Δt, por sua vez, é selecionada de modo que Δv_max * Δt é menor do que a metade da faixa angular parcial, pela formação da diferença e da comparação pode ser claramente verificado que o novo valor angular é F e não F’. Assim, o novo valor angular é determinado como P = (valor angular parcial = 4, valor subangular = 1, valor angular preciso = 1), a partir do qual é determinada a nova velocidade como 10 faixas subangulares por segmento de tempo Δt. Portanto, uma transmissão do novo valor angular parcial detectado pode ser economizada.
[00062] Na figura 2 o processo está apresentado em pormenores. Neste caso, inicialmente é apresentada a nova informação detectada pelo valor angular P reduzida no sensor angular a uma informação parcial F, a qual compreende somente o valor subangular e o valor angular preciso, mas não o valor angular parcial. Este valor F é transmitido ao circuito de avaliação que, de preferência, está disposto no sistema de um inversor ou um conversor de um controle eletrônico.
[00063] No circuito de avaliação é determinada, a partir da informação parcial F, levando em consideração o valor angular PA determinado ou anteriormente detectado e a velocidade angular VA anteriormente determinada do novo valor angular P detectado e a nova velocidade angular v que ocorreu.
[00064] Em outros exemplos de configuração, de acordo com a invenção, é utilizada uma posição linear ao invés da posição angular e assim ao invés do ângulo parcial uma posição parcial ou semelhante.
[00065] Os exemplos de configuração descritos nos exemplos de configuração anteriormente mencionados no processo para a transmissão de uma informação angular podem ser utilizados, de preferência, em um conversor. Neste caso, o conversor alimenta um motor elétrico, em cujo eixo de rotor está disposto um sensor angular, no qual a informação angular detectada pelo mesmo é transmitida a um controle eletrônico do conversor, que compreende uma unidade de controle. A unidade de controle utiliza a informação angular transmitida para a determinação de um vetor espacial de tensão que é gerado por modulação de impulsos eletronicamente controlados de potência do conversor e utilizada para alimentar o motor.
[00066] A unidade de controle determina, respectivamente, a cada ciclo, um vetor espacial de tensão. Em cada ciclo, inicialmente, o novo valor angular é transmitido a partir do segundo valor, portanto, um valor subangular e/ou um valor angular preciso. Neste caso, de preferência, é utilizada uma informação de teste, por exemplo, um dado-CRC, portanto, uma verificação de redundância cíclica. Deste modo a transmissão do segundo valor é concebida de modo seguro e pode ser verificada. Após a determinação do novo valor angular é determinado um novo valor para o espaço vetorial de tensão pela unidade de controle. Deste modo, em cada ciclo é determinado o novo valor de vetor espacial de tensão. O período de tempo restante disponível em cada ciclo não é sempre o mesmo, porém varia, dependendo da duração do cálculo para o vetor espacial de tensão. Neste período de tempo é recebido o primeiro valor subsequentemente transmitido da informação angular, em particular, seguida de outra informação de teste como, por exemplo, um dado-CRC - portanto, um dado de verificação de redundância cíclica. Assim, o valor angular detectado a partir do primeiro e do segundo valor pode então ser determinado e comparado com o valor angular determinado anteriormente somente a partir do primeiro valor. Deste modo, portanto, pode ser realizada uma verificação do valor angular determinado a partir das informações limitadas e, em caso de divergência, seja colocada em execução uma respectiva ação. Quando o período de tempo restante no ciclo não é suficiente para a determinação e comparação do valor angular detectado, isto é efetuado um ciclo subsequente ou então repetido com os valores atuais detectados. Deste modo, portanto, é aumentada a segurança da transmissão de dados e ainda permite a determinação rápida do vetor espacial de tensão.
Lista de referências
PA valor angular anteriormente detectado
P* valor estimado para angulo
P novo valor angular determinado
F valor intermediário
F‘ segundo valor intermediário
vA velocidade angular anteriormente determinada

Claims (14)

  1. Processo para o controle de um acionamento,
    sendo que um valor de posição é detectado temporal e recorrentemente e a respectiva informação é transmitida a um dispositivo de controle,
    sendo que o valor de posição é identificado por pelo menos dois valores, em particular valor angular parcial e valor angular preciso, em particular valores digitais,
    sendo que o primeiro valor pode ser identificado com um número inteiro e a cada número é atribuída uma faixa de valor de posição,
    sendo que a cada faixa de valor de posição identificada por um primeiro valor são atribuídas faixas parciais da faixa de valor de posição separadas uma da outra, sendo que cada uma destas faixas parciais é identificada por segundo valor, que é identificável como número inteiro,
    sendo que o segundo valor é transmitido temporalmente antes do primeiro valor,
    caracterizado pelo fato de que
    • (i) após a transmissão do segundo valor recentemente detectado é determinado um valor modelo para o primeiro valor a partir do segundo valor recentemente detectado e do segundo valor anteriormente transmitido, levando-se adicionalmente em consideração a última velocidade determinada, e o valor de posição, que é determinado a partir do segundo valor e do valor modelo, é utilizado por um dispositivo de controle para determinar um valor atualizado de uma variável de ajuste do dispositivo de controle,
    • (ii) após a transmissão do segundo valor recentemente detectado, o primeiro valor recentemente detectado é transmitido e o valor de velocidade é atualizado a partir do primeiro valor recentemente detectado e a partir do segundo valor recentemente detectado, sendo que também o primeiro valor anteriormente detectado e o segundo valor anteriormente detectado são levados em consideração,
    em particular, sendo que a variável de ajuste é um vetor espacial de tensão, em particular um vetor espacial de tensão de estator de um motor elétrico do acionamento, sendo que as etapas (i) e (ii) são repetidas.
  2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que após a transmissão do primeiro valor, este é comparado com o valor determinado conforme a etapa (i) e, em caso de divergência, é colocada em execução uma ação, em particular como uma indicação e/ou transmissão de uma informação de advertência e/ou uma interrupção do acionamento e/ou ativação de uma condição segura do acionamento.
  3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que
    • - quando da transmissão do segundo valor, é transmitida uma informação de teste, em particular um dado-CRC, em particular sendo que, quando da detecção de uma falha de transmissão, é colocada em execução uma ação, em particular como uma indicação e/ou transmissão de uma informação de advertência e/ou uma interrupção do acionamento e/ou ativação de uma condição segura do acionamento,
    e/ou sendo que
    • - quando da transmissão do primeiro valor, é transmitida uma informação de teste adicional, em particular um dado-CRC, em particular sendo que, quando da detecção de uma falha de transmissão, é colocada em execução uma ação, em particular como uma indicação e/ou transmissão de uma informação de advertência e/ou uma interrupção do acionamento e/ou ativação de uma condição segura do acionamento.
  4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que
    o processo está previsto para a transmissão cíclica digital de um valor de posição de um objeto movido com massa inercial, em particular em caso de máxima velocidade conhecida que pode ser atingida pelo objeto,
    sendo que a faixa de valores do valor de posição transmitido é limitada de tal modo que não é possível mapear uma rotação completa ou, no caso de um movimento linear, outros períodos completos condicionados por condições mecânicas e a posição real, em particular completa, é formada em uma unidade de avaliação por reconhecimento de transgressões da faixa de valores, em particular
    • - sendo que, em um primeiro momento, uma posição não limitada de faixa de valores ou limitada em menor escala é transmitida em operação contínua,
    • - e/ou sendo que a faixa de valores é determinada pelo fato de que a quantidade da diferença de trajeto, em máxima velocidade, que ocorre em um ciclo de amostragem, é menor que a metade da faixa de valores selecionada, sendo que a faixa de valores é selecionada tão pequena quanto possível,
    • - e/ou sendo que, ao invés da posição absoluta que limita a faixa de valores, a diferença para a posição anterior é transmitida com a mesma limitação de faixa de valores.
  5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o processo está previsto para a transmissão cíclica digital de um valor de posição de um objeto movido com massa inercial, em particular, em caso de máxima velocidade conhecida que pode ser atingida pelo objeto,
    sendo que a faixa de valores do valor de posição transmitido é limitada em relação à faixa de valores de possíveis valores de posição, em particular de modo que não é possível mapear uma rotação completa ou, no caso de um movimento linear, outros períodos completos condicionados por condições mecânicas,
    e a posição real é determinada pelo fato de que é formado um valor estimado para a posição a partir da posição anterior e da velocidade anteriormente determinada, e esta posição é corrigida por meio do valor de posição transmitido limitado à faixa de valores,
    em particular
    • - sendo que através de uma comparação do valor estimado de posição limitado à faixa de valores com o valor de posição transmitido limitado à faixa de valores, uma transgressão da faixa de valores é detectada e é utilizada para a correção do valor estimado,
    • - e/ou sendo que, uma vez no início, uma posição e uma velocidade são transmitidas, cuja faixa de valores abrange a faixa de possíveis posições e velocidades que ocorrem,
    • - e/ou sendo que, ao invés de posição absoluta limitada à faixa de valores, é transmitida a diferença em relação à posição anterior com a mesma limitação de faixa de valores.
  6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o processo está previsto para a transmissão cíclica digital de um valor de posição de um objeto movido com massa inercial, em particular, em caso de máxima velocidade conhecida que pode ser atingida pelo objeto,
    sendo que o valor de posição é identificado por pelo menos dois valores, em particular valor angular parcial e valor subangular e/ou valor angular preciso, em particular valores digitais,
    sendo que o primeiro valor é identificavél com um número inteiro e a cada número é atribuída uma faixa de posição, em particular sendo que cada número identifica uma faixa de posição respectivamente atribuída,
    sendo que a cada faixa de posição identificada por um primeiro valor são atribuídas faixas parciais da faixa de posição separadas umas das outras, sendo que cada uma destas faixas parciais é identificada por um segundo valor, que pode ser identificado como número inteiro,
    sendo que, em um primeiro momento, é detectado um valor de posição e, em particular depois disso, é transmitido o respectivo primeiro e segundo valor,
    sendo que
    • (i) um valor de posição adicional é detectado e o segundo valor correspondente, portanto recentemente detectado, é transmitido,
    • (ii) depois do qual, a partir do segundo valor recentemente detectado e do segundo valor anteriormente detectado, a faixa de posição identificada pelo primeiro valor é determinada, portanto assim também o primeiro valor respectivo em relação ao valor de posição recentemente detectado.
  7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o processo está previsto para a transmissão digital de um valor de posição de um objeto movido com massa inercial,
    sendo que o valor de posição está identificado por pelo menos dois valores, em particular valor angular parcial e valor subangular e/ou valor angular preciso, em particular valores digitais,
    sendo que o primeiro valor é identificável com um número inteiro e a cada número é atribuída uma faixa de posição, em particular sendo que cada número identifica uma faixa de posição respectivamente atribuída,
    sendo que a cada faixa de posição identificada por um primeiro valor são atribuídas faixas parciais da faixa de posição separadas umas das outras, sendo que cada uma destas faixas parciais é identificada por um segundo valor, que pode ser identificado como número inteiro,
    sendo que, em um primeiro momento, um valor de posição e uma velocidade inicial são detectados e, em particular depois disso, é transmitido o respectivo primeiro e segundo valor,
    sendo que
    (i) um valor de posição adicional é detectado e o segundo valor correspondente, portanto recentemente detectado, é transmitido,
    em particular sendo que a velocidade atualizada é determinada e transmitida, em particular pelo menos em uma exatidão suficiente, em particular sendo que como velocidade é levado em consideração o número das faixas excedidas atribuídas ao segundo valor, portanto faixas angulares precisas e/ou faixas subangulares,
    (ii) depois do qual, a partir do segundo valor recentemente detectado e do segundo novo valor anteriormente detectado é determinada a faixa de posição identificada pelo primeiro valor, portanto assim também o primeiro valor respectivo em relação ao valor de posição recentemente detectado, sendo que a velocidade é levada em consideração.
  8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o valor de posição é um valor angular de uma peça em rotação, portanto, um objeto, sendo que o objeto como massa inercial apresenta um momento de inércia, ou é um valor de posição de percurso de uma peça movida que, como objeto, apresenta uma massa inercial.
  9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a transmissão é repetida temporal e recorrentemente, em particular, portanto, é repetida de modo cíclico, em particular em intervalos regulares de tempo, em particular sendo que as etapas (i) e (ii) são executadas várias vezes sucessivamente.
  10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que, na etapa (ii), a partir do valor de posição anteriormente detectado ou determinado e da respectiva velocidade, um valor estimado é determinado e o segundo valor do valor de posição recentemente detectado é comparado com o segundo valor do valor estimado e a diferença entre o segundo valor do valor de posição recentemente detectado e do segundo valor do valor estimado é determinada e, a partir disto, a faixa de posição respectiva em relação ao valor de posição recentemente detectado é determinada,
    e/ou sendo que
    na etapa (ii), a diferença entre o segundo valor recentemente detectado e o segundo valor anteriormente detectado é determinada, em particular sendo que, ao exceder uma meia faixa de posição, conclui-se que o valor de posição recentemente detectado situa-se em uma faixa de posição adjacente,
    e/ou sendo que
    na etapa (ii), uma comparação entre o segundo valor recentemente detectado e o segundo valor anteriormente detectado é determinada e, na faixa adjacente, é determinado em qual dos valores de posição recentemente detectados se encontra, em particular quando a diferença entre o segundo valor recentemente detectado e o segundo valor anteriormente detectado excede uma meia faixa de posição,
    e/ou sendo que
    a alteração da velocidade entre duas detecções de posição sucessivamente efetuadas em um intervalo de tempo Δt está limitada a um valor crítico, em particular que é determinado ou pelo menos codeterminado pela massa inercial,
    e/ou sendo que
    o processo é utilizado em um sistema, no qual a força que atua sobre o objeto ou o momento angular que atua sobre o objeto entre duas detecções de posição sucessivamente efetuadas em um intervalo de tempo Δt está limitada a um valor crítico, em particular que é determinado ou pelo menos codeterminado pela massa inercial.
  11. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o valor de posição é um valor angular ou uma posição linear, em particular sendo que a velocidade é uma velocidade angular ou uma velocidade que ocorre em direção linear.
  12. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que são atribuídos um primeiro e um segundo valor a uma respectiva trilha, em particular trilha codificadora, sendo que o primeiro valor está atribuído a uma trilha de resolução mais precisa do que o segundo valor.
  13. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que a cada faixa de posição identificada por um segundo valor, em particular valor subangular, são atribuídas faixas parciais da faixa de posição separadas umas das outra , sendo que cada uma destas faixas parciais é identificada por um terceiro valor, em particular valor angular preciso, que é identificável como número inteiro,
    em particular sendo que no primeiro momento é detectado o valor de posição e são transmitidos os respectivos primeiro, segundo e terceiro valores,
    sendo que o terceiro valor é transmitido com o segundo valor, em particular antes ou após o segundo valor.
  14. Dispositivo, com um dispositivo de controle, que é projetado para o controle de um acionamento, sendo que o dispositivo é executado para executar um processo, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que o dispositivo apresenta meios, que são projetados para determinar o valor de posição a partir de um valor de posição transmitido limitado por valor,
    sendo que o dispositivo apresenta um meio para a detecção temporal e recorrente de um valor de posição e um meio para a transmissão da informação correspondente a um dispositivo de controle, sendo que em um sensor é detectado um valor de posição e o sensor está conectado por meio de uma interface digital com uma unidade de avaliação,
    sendo que a unidade de avaliação apresenta uma memória e meios para a determinação do valor de posição a partir de um valor de posição transmitido limitado à faixa de valores, em particular sendo que a unidade de avaliação está conectada com um dispositivo de controle.
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