ES2249801T3

ES2249801T3 - Aparato de apertura y cierre de ventanas.

Info

Publication number: ES2249801T3
Application number: ES97924247T
Authority: ES
Inventors: Masato Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha KUME; Noritaka Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha OHIRO
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-06-07
Filing date: 1997-05-29
Publication date: 2006-04-01
Anticipated expiration: 2017-05-29
Also published as: DE69734583D1; WO1997046781A1; EP0903459A1; CA2248617A1; CN1205045A; EP0903459B1; CN1083924C; US6100658A; CA2248617C; DE69734583T2; EP0903459A4

Abstract

UN SENSOR DE VELOCIDAD ROTACIONAL (29) GENERA IMPULSOS QUE TIENE UN PERIODO PROPORCIONAL A LA VELOCIDAD DE UN MOTOR Y UNA SECCION DE CALCULO DE LOS PERIODOS DE LOS IMPULSOS (32) CALCULA EL PERIODO DE LOS IMPULSOS. UNA SECCION DE DETERMINACION DE ATASCOS (36) CALCULA LA CARGA DEL MOTOR EN BASE AL PERIODO DE LOS IMPULSOS Y DETERMINA QUE UN OBJETO ESTA ATASCADO CUANDO LA CARGA EXCEDE DE UN LIMITE PREDETERMINADO. UNA VEZ QUE SE HA CONSIDERADO QUE SE HA ATASCADO UN OBJETO, UNA SECCION DE CONTROL DE IMPULSION (40) DETIENE EL MOTOR, ENTONCES CONTROLA EL MOTOR PARA QUE GIRE EN DIRECCION INVERSA, LIBERANDO DE ESTA FORMA EL OBJETO. UNA SECCION DE DETECCION DE LA APERTURA Y EL CIERRE DE LA PUERTA (34) DETECTA ADEMAS LA OPERACION DE APERTURA O CIERRE DE LA PUERTA QUE ES UN FACTOR DE PERTURBACION. SI LA PUERTA SE ABRE O SE CIERRA, UNA SECCION DE CONTROL DE INHIBICION (38) INHIBE LA CONSIDERACION DE ATASCO DURANTE UN PERIODO DE TIEMPO PREDETERMINADO. ESTO EVITA QUE SE EFECTUE UNA CONSIDERACION INCORRECTADEBIDO A LA APERTURA O AL CIERRE DE LA PUERTA.

Description

Aparato de apertura y cierre de ventanas.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un aparato de apertura y cierre de ventanas que usa un accionamiento por motor y, más particularmente, a un aparato de apertura y cierre de ventanas que es capaz de detectar un objeto de atasco durante las operaciones de apertura y cierre.

Técnica anterior

Una técnica representativa entre las conocidas para abrir y cerrar una ventana con un motor es la llamada "ventanas eléctricas", en las que una ventana lateral de un vehículo se abre y se cierra con un motor. Cuando se abre o se cierra automáticamente una ventana gracias a un accionamiento por motor, llega a ser necesario realizar una operación de control, tal como la de detener la operación de apertura o cierre, cuando hay un atasco con un objeto entre la ventana móvil y el bastidor de ventana. Esto se hace para impedir daños, o al propio objeto o a la ventana, o un mecanismo para abrir o cerrar la misma.

Esta clase de técnica para detectar el atasco con un objeto se describe en la publicación de patente japonesa abierta a consulta por el público número Hei 5-95694. En esta técnica, se generan pulsos proporcionales a la velocidad rotatoria del motor, y el atasco con un objeto se detecta a partir de un cambio en el período de los pulsos. A saber, cuando hay atasco con un objeto, la carga en el motor aumenta de manera que su velocidad rotatoria disminuye, y se detecta el atasco a través de esta disminución en la velocidad rotatoria.

Sin embargo, en un aparato para abrir y cerrar una ventana instalada en una puerta, tal como la ventana lateral de un vehículo, una disminución en la velocidad rotatoria del motor puede ser causada no sólo por factores a menudo diferentes al atasco con un objeto, como se ha mencionado anteriormente, sino también por otros factores. Estos otros factores podrían incluir incluso el impacto causado por la apertura y el cierre normales de la puerta. Además, si la ventana está dispuesta en una puerta de vehículo, las vibraciones de la carrocería del vehículo debidas a las características de la superficie de la carretera sobre la que se está desplazando el vehículo, especialmente las irregularidades en la superficie de la carretera, llegan a ser también las perturbaciones anteriormente mencionadas. Cuando se estima el atasco con un objeto a partir de la velocidad rotatoria del motor, como en el aparato anteriormente mencionado de la técnica anterior, e presenta un problema porque un cambio en la velocidad rotatoria del motor causado por los factores mencionados anteriormente se estimará también como que es debido al atasco con un objeto.

Como un ejemplo específico, cuando la puerta se abre o se cierra durante la apertura o el cierre del cristal de ventana en un vehículo que tiene ventanas eléctricas, el cambio en la velocidad rotatoria del motor que acompaña la operación de apertura o cierre de puertas se estima incorrectamente como que es debido al atasco con un objeto. Además, si la operación de apertura o cierre de la ventana se realiza cuando las vibraciones de la carrocería del vehículo son grandes debido a la superficie de la carretera, tales como las vibraciones que son debidas al desplazamiento sobre una carretera desigual, el cambio en la velocidad rotatoria del motor debido a las vibraciones de la carrocería del vehículo se estima incorrectamente como que es debida a un atasco con un objeto.

En el documento DE4020351A se describe un aparato conocido de apertura y cierre de ventanas. Éste describe un aparato de apertura y cierre de ventanas que usa un motor accionado por un controlador. El aparato incluye un primer sensor, que detecta parámetros que se refieren a la operación de cierre de ventanas, incluyendo la velocidad rotatoria del motor, y un segundo sensor independiente, que detecta parámetros de la carrocería del vehículo que no están relacionados con la operación de cierre de ventanas. El controlador compara las señales procedentes de los sensores primero y segundo a fin de estimar si hay atasco con un objeto en la ventana que se cierra, de manera que se debe detener la operación de cierre.

En el documento EP0582966A se describe otro aparato conocido de apertura y cierre de ventanas. Éste describe un aparato de apertura y cierre de ventanas que usa un motor, en el que se detecta la corriente circulando a través del motor gracias a un dispositivo de control. El dispositivo de control detiene el motor cuando la cantidad de variación de la corriente detectada excede un valor predeterminado.

En el documento EP0688933A se describe otro aparato conocido de apertura y cierre de ventanas. Éste describe un aparato de apertura y cierre de ventanas que usa un motor y un sensor que generan pulsos, basándose en la velocidad del motor. Los pulsos se usan para medir la velocidad del motor, y se describe qué cambios en la velocidad del motor están relacionados con cambios en la carga del par. En consecuencia, se describe que se puede determinar un estado de atasco y detener el funcionamiento del motor, basándose en cambios en la velocidad detectada del motor.

Descripción de la invención

La presente invención resuelve el problema anteriormente mencionado y tiene como finalidad proporcionar un aparato de apertura y cierre de ventanas en el que no ocurra una estimación incorrecta del atasco con un objeto.

A fin de conseguir esta finalidad, la presente invención proporciona un aparato de apertura y cierre de ventanas que usa un motor para abrir y cerrar un cristal de ventana dispuesto en una puerta de un vehículo, comprendiendo el aparato de apertura y cierre de ventanas;

medios para detectar una velocidad rotatoria de dicho motor;

medios de control para inhibir al menos, si se determina un atasco con el objeto, el funcionamiento del cristal de ventana en el momento en que se determina el atasco, y caracterizado porque comprende además: medios para detectar un factor de perturbación, una fluctuación en la velocidad rotatoria de dicho motor causada por las características de la superficie de la carretera sobre la que se está desplazando dicho vehículo;

medios para evaluar las características de la superficie de la carretera, basándose en dicha fluctuación en la velocidad rotatoria;

medios para determinar, basándose en la velocidad rotatoria de dicho motor y en dicho factor de perturbación, que el cristal de ventana se ha atascado con un objeto.

Según esta configuración, es posible impedir una determinación incorrecta del atasco con un objeto cuando la velocidad rotatoria del motor cambia de modo anormal debido a un factor de perturbación, y no porque el cristal de ventana se haya atascado con un objeto. Se impide por ello la estimación incorrecta del atasco con un objeto.

La determinación del atasco con un objeto se realiza al tiempo que se incluyen las características de la superficie de la carretera. Por ejemplo, durante el desplazamiento sobre una carretera desigual, que es una característica de la superficie de la carretera, la entrada a partir de la superficie de la carretera, causada por irregularidades en la misma, permite que se realice una operación de control, de manera que, incluso si la velocidad rotatoria del motor fluctúa, cualquiera de tales fluctuaciones no se toma erróneamente como un cambio en la velocidad rotatoria debido al atasco con el objeto. Este control es especialmente eficaz cuando un conductor intenta cerrar una ventana de los asientos traseros mientras se desplaza sobre una carretera desigual. La ventana en el asiento trasero está situada en una posición que es difícil de ver para el conductor, haciendo así complicado confirmar un estado abierto o cerrado durante el desplazamiento. Si una vibración del desplazamiento sobre una carretera desigual se toma erróneamente por el atasco con un objeto, la ventana no se cerrará, incluso aunque se intente una operación de control para cerrar la misma. Ya que el conductor no puede confirmar fácilmente si la ventana está abierta o cerrada, el conductor no puede reconocer que la ventana no está completamente cerrada y la misma se mantendrá abierta durante un largo período. En la presente invención, se impide tomar erróneamente la vibración de la superficie de la carretera en lugar del atasco con un objeto. Así, cuando se realiza una operación de control para cerrar la ventana, ésta se cierra completamente de modo fiable, de manera que la operación de control concuerda con el deseo del conductor.

La presente invención proporciona, además, un aparato de apertura y cierre de ventanas que usa un motor para abrir y cerrar un cristal de ventana dispuesto en una puerta, comprendiendo el aparato de apertura y cierre de ventanas:

medios para detectar una velocidad rotatoria de dicho motor;

medios de control para inhibir al menos, si se determina un atasco con el objeto, el funcionamiento del cristal de ventana, en el momento en que se determina el atasco, y caracterizado porque comprende además:

medios para detectar una operación de apertura o cierre de puertas, detectando el encendido y apagado de una salida desde un conmutador de cortesía correspondiente a estados abiertos y cerrados de la puerta; y

medios para determinar, basándose en la velocidad rotatoria de dicho motor y en dicha operación de apertura o cierre de puertas, que el cristal de ventana se ha atascado con un objeto.

Además, considerando que el factor de perturbación anteriormente mencionado es la operación de apertura o cierre de puertas, los medios de detección del factor de perturbación se pueden usar como los medios de detección de la operación de apertura o cierre de puertas. El impacto generado por la apertura o cierre de la puerta causa una fluctuación en la velocidad rotatoria del motor. Sin embargo, puesto que la apertura o el cierre de la puerta se incluyó también en el factor determinante del atasco con un objeto, se puede impedir una estimación incorrecta causada por la apertura o el cierre de la puerta.

Además, los medios de determinación de atasco pueden incluir también medios de control de la inhibición para inhibir la determinación de atasco durante un período predeterminado cuando se detecta la operación de apertura o cierre de puertas. Después de que la puerta se abre o se cierra, la determinación del atasco con un objeto se inhibe durante un período predeterminado, impidiendo por ello una estimación incorrecta durante este período.

Los medios de determinación de atasco determinan que ha ocurrido un atasco cuando un valor, que se calcula a partir de la velocidad rotatoria del motor, excede un umbral predeterminado, y pueden incluir medios para modificar el umbral durante un tiempo predeterminado cuando se ha detectado la apertura o el cierre de la puerta. Modificando el umbral para la determinación de atasco durante un tiempo predeterminado después de que la puerta se haya abierto o cerrado, se puede impedir una estimación incorrecta durante este período. Si se calcula un valor mayor o igual que el umbral modificado, se hace la estimación del atasco con un objeto, incluso antes de que haya transcurrido el período predeterminado.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es un dibujo esquemático de un aparato de apertura y cierre de ventanas que se refiere a la presente invención.

La figura 2 es un diagrama de bloques de una realización de la presente invención.

La figura 3 es un diagrama de flujo de control para la realización mostrada en la figura 2.

La figura 4 es un diagrama de bloques de otra realización de la presente invención.

La figura 5 es un diagrama de flujo de control para la realización mostrada en la figura 4.

La figura 6 muestra un ejemplo de cambios en una señal umbral y detectada de estimación en el aparato de la realización mostrada en la figura 4.

La figura 7 es un diagrama de bloques de todavía otra realización de la presente invención.

La figura 8 muestra la relación entre los umbrales y el período de pulso que está asociado con la carga en un motor.

La figura 9 es un diagrama de flujo de control para la realización.

La figura 10 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento de cálculo para la carga del motor.

La figura 11 muestra un circuito equivalente de un motor típico.

La figura 12 muestra el equilibrio entre una fuerza externa sobre el motor y el par generado por el mismo.

Mejores modos para llevar a cabo la invención

Se describirán realizaciones de la presente invención en lo que sigue, con referencia a los dibujos. La figura 1 muestra un dibujo esquemático de una ventana eléctrica para un vehículo. Una puerta 10 del vehículo comprende un bastidor 12, un marco 14 y un cristal 16 de ventana que desliza a lo largo de un carril de guía 15. En un estado abierto, el cristal 16 de ventana está, en su mayor parte, alojado en el bastidor, y desde este estado se mueve a una posición que contacta contra el marco 14 para un estado cerrado. La ventana se abre y se cierra, ya que está accionada por un motor 18. El motor 18 está instalado dentro del bastidor 12 y orientado de manera que su árbol de accionamiento se encuentra sustancialmente en el plano de la página de la figura 1. La rotación del árbol de accionamiento del motor se transmite, tal como a través de un tornillo sin fin, a una polea de accionamiento 20 dentada que comprende un eje rotatorio que es perpendicular al plano de la página. Se ha colocado una correa 26 dentada alrededor de la polea de accionamiento 20 y de dos poleas accionadas 22, 24, que están dispuestas en la parte superior e inferior dentro del bastidor de puerta. Una ménsula 28 de soporte, que soporta un borde inferior del cristal de ventana, está asegurada además sobre la correa 26 dentada. Por lo tanto, la correa 26 dentada rota con la rotación del motor, subiendo y bajando por ello la ménsula 28 de soporte entre las poleas accionadas 22, 24. Esto consigue la apertura y cierre del cristal de
ventana.

Si, en este tipo de ventana eléctrica, hay atasco con un objeto entre el cristal de ventana y el marco, mientras que se está cerrando el cristal de ventana y la operación de cierre sigue, se pueden llegar a dañar el objeto de atasco, la ventana o incluso el mecanismo de accionamiento para la ventana con el motor.

Además, es posible que el objeto se introduzca en la cavidad de puerta dentro del bastidor de puerta junto con el cristal de ventana durante la operación de apertura, dando como resultado que se llegue a atascar con el objeto entre el bastidor de puerta y el cristal. El daño a lo mencionado anteriormente, tal como al objeto y similar, es posible también en este caso. En esta realización, se detecta el atasco con un objeto como se ha descrito anteriormente, y cuando se detecta un atasco, el motor se controla en consecuencia.

A fin de detectar la velocidad rotatoria del motor, un sensor 29 de velocidad rotatoria está instalado sobre el motor para generar un número predeterminado de pulsos rectangulares por rotación. Por lo tanto, este sensor 29 de velocidad rotatoria funciona como un medio para generar pulsos. Se transmite una salida de este sensor 29 de velocidad rotatoria a una sección de control 30.

La sección de control 30 tiene una configuración mostrada en la figura 2. Una sección calculadora 32 de períodos de pulso calcula el período de los pulsos, basándose en los pulsos desde el sensor 29 de velocidad rotatoria. Una sección 34 de detección de apertura y cierre de puertas detecta si se realizó o no la operación de apertura o cierre de puertas. Esta sección 34 de detección de apertura y cierre de puertas comprende, preferiblemente, un conmutador existente de cortesía para detectar si la puerta está en un estado abierto o cerrado, y una sección de detección para detectar el borde delantero o el borde trasero en una salida del conmutador de cortesía. Cuando hay un borde delantero o un borde trasero en la salida del conmutador de cortesía, existe una operación de apertura o cierre de puertas.

Una sección 36 de determinación de atasco determina, basándose en el período anterior de pulso y en una señal desde la sección 34 de detección de apertura y cierre de puertas, si hay atasco o no con un objeto entre el cristal 16 de ventana y el bastidor de ventana. Descrito con más detalle, la sección 36 de determinación de atasco calcula la carga en el motor 18 a partir del período de los pulsos desde el sensor 29 de velocidad rotatoria (el procedimiento de cálculo de la carga se describe más adelante), y estima que hay atasco con un objeto cuando la carga excede un umbral preestablecido. Sin embargo, como se ha descrito anteriormente, el impacto generado por la operación de apertura o cierre de la puerta 10 hace que la carga en el motor 18 fluctúe. Ya que esta fluctuación de carga hace que la velocidad rotatoria del motor cambie, la sección 36 de determinación de atasco incluye una sección 38 de control de la inhibición para inhibir la determinación de atasco durante un tiempo predeterminado mientras se realiza la operación de apertura o cierre de puertas.

Cuando se hace una determinación de atasco gracias a la sección 36 de determinación de atasco, una sección 40 de control del accionamiento transmite órdenes de control al motor 18, para que primero se detenga y, luego, rote en sentido opuesto al de la rotación actual durante un tiempo predeterminado. Así, si hay atasco con un objeto, tal como entre el cristal 16 de ventana y el marco 14, el movimiento del cristal 16 de ventana se detiene inmediatamente y, luego, se invierte, de manera que el objeto de atasco se libera. Cuando se realiza la operación de apertura o cierre de puertas, se inhibe la determinación de atasco durante un tiempo predeterminado, impidiendo por ello que la fluctuación de carga del motor se determine esta vez como atasco con un objeto.

La figura 3 muestra un diagrama de flujo de control para un caso en el que se realiza la operación de cierre de puertas, mientras se está subiendo el cristal 16 de ventana para cerrar la misma. Primero, se estima si el cristal 16 de ventana está subiendo (S10), y la operación sólo sigue hasta la siguiente etapa si se estima que el cristal 16 de ventana está subiendo. A continuación, se estima si han transcurrido 50 ms o más desde que se realizó la operación (S12) de cierre de puertas. Se fijan estos 50 ms como un tiempo que es ligeramente mayor que el tiempo que invierte el impacto de la puerta de cierre para influir en la fluctuación de la velocidad rotatoria del motor, y se fija preferiblemente con propiedad, tal como según la construcción de la puerta. Si han transcurrido 50 ms después de la operación de cierre de la puerta, se estima que hay atasco (S14) con un objeto. Una vez que se determina un atasco con un objeto, se realiza una operación de control, de manera que, en lugar de ello, el cristal de ventana ascendente se baja (S16).

En la etapa S14, el funcionamiento vuelve a la etapa S10, si no se determina el atasco con un objeto. En la etapa S12, si no han transcurrido 50 ms después de la operación de cierre de la puerta, se omiten las etapas S14 y S16 y no se realiza la estimación de atasco. Como consecuencia, se inhibe la determinación de atasco durante un tiempo predeterminado después de la operación de cierre de la puerta, impidiendo por ello que el movimiento ascendente del cristal 16 de ventana se detenga debido a la estimación incorrecta del atasco con un objeto causada por la operación de cierre de puertas.

La figura 4 muestra un diagrama de bloques de otra realización de la presente invención. Esta realización está caracterizada por una modificación que cambia la sección de control 30 en la realización anteriormente mencionada a una sección de control 50. Excepto por la sección de control 50, la configuración es la misma que la mostrada en la figura 2. En la figura 4, se ha dado a las partes correspondientes que ya se han descrito números de referencia correspondientes, y su descripción no se repetirá aquí. La sección de control 50 calcula el período de los pulsos desde el sensor 29 de velocidad rotatoria con una sección calculadora 52 de períodos de pulso. Una sección 56 de determinación de atasco calcula la carga en el motor 18 a partir del período de pulso y determina que hay atasco con un objeto, si la carga es mayor o igual que un umbral predeterminado. Por otro lado, cuando la sección 34 de detección de apertura y cierre de puertas detecta la operación de apertura o cierre de puertas, una sección 58 de modificación de umbral modifica el umbral, que se usa en la determinación de atasco anteriormente mencionada, durante un tiempo predeterminado. Durante este tiempo, la sección 56 de determinación de atasco determina el atasco con un objeto cuando la carga del motor es mayor o igual que el umbral modificado.

Una vez que se determina el atasco con un objeto, una sección 60 de control del accionamiento transmite órdenes de control al motor 18, para que primero se detenga y, luego, rote en sentido opuesto al de la rotación actual durante un tiempo predeterminado. Así, si hay atasco con un objeto, tal como entre el cristal 16 de ventana y el marco 14, el movimiento del cristal 16 de ventana se detiene inmediatamente y, luego, se invierte, de manera que el objeto de atasco se libera.

Así, ya que el umbral ha sido modificado, se impide que la carga del motor sea mayor o igual que el umbral, incluso si ocurre una fluctuación de carga del motor durante una operación de apertura o cierre de puertas, impidiendo por ello una estimación incorrecta del atasco con un objeto. En otras palabras, el umbral es modificado hasta un valor al que no se detecta la fluctuación de la carga del motor que acompaña la operación de apertura o cierre de puertas, impidiendo así una estimación incorrecta del atasco con un objeto.

La figura 5 muestra un diagrama de flujo de control para un caso en el que se realiza la operación de cierre de puertas, mientras se está subiendo el cristal 16 de ventana para cerrar la misma. La figura 6 muestra los cambios en la carga del motor, en la señal de detección de apertura y cierre de puertas y en el umbral usado para estimación cuando la puerta se cierra, mientras el cristal de ventana está subiendo.

En el diagrama de flujo mostrado en la figura 5, a las etapas que se corresponden con las del diagrama de flujo mostrado en la figura 3 se las da los mismo números de referencia, y su descripción no se repetirá aquí. Una característica de este flujo de control es que se modifica (S20) el umbral para usar en la determinación de atasco, si se estima en la etapa S12 que no han transcurrido 50 ms desde el momento en el que se realizó la operación de cierre de puertas. A saber, el atasco que se determinaría normalmente cuando la carga del motor alcanzara, por ejemplo, 80 N, no se determinaría después de que el umbral haya sido modificado hasta que la carga alcanzara 100 N, dentro de los 50 ms desde el momento en el que se realizó la operación de cierre de puertas. Entonces, si han transcurrido 50 ms desde la operación de apertura de puertas, el umbral se restaura (S22) a su valor inicial (80 N en esta realización), y el atasco con un objeto se estima en la etapa S14.

Como se muestra en la figura 6, cuando la salida del conmutador de cortesía en la puerta 10 cambia de un estado abierto a un estado cerrado, la sección de control 50 detecta este borde delantero y modifica el umbral sólo durante un intervalo de 50 ms. Como consecuencia, se impide que la fluctuación de la carga del motor debido a la operación de cierre de puertas influya en la determinación de atasco. Así, se presenta una situación en la que se detiene el ascenso del cristal 16 de ventana.

El umbral para la anterior estimación de atasco se modifica, preferiblemente, una cantidad apropiada, ya que la amplitud de la fluctuación de las cargas del motor cambia, tal como debido a la construcción de la puerta, y no está limitado así al ejemplo usado anteriormente (modificación desde 80 N hasta 100 N). En otras palabras, es preferible tener modificado el umbral una pequeña cantidad cuando no se detecta la fluctuación de carga del motor que acompaña a la operación de apertura o cierre de puertas. Es preferible, también, modificar apropiadamente el tiempo después de la operación de apertura o cierre de puertas durante el que el umbral ha sido modificado según la construcción de la puerta (50 ms en esta realización). Es preferible, también, fijar el tiempo en un valor tan corto como sea posible.

De este modo, el umbral se modifica en esta realización durante un tiempo predeterminado después de la operación de apertura o cierre de puertas, impidiendo por ello que la fluctuación de la carga del motor, que acompaña a la apertura o el cierre de la puerta, se tome erróneamente como un cambio en la carga del motor, que resulta del atasco con un objeto. Si la carga del motor excede el umbral modificado, incluso durante este tiempo, se realiza la estimación de atasco con un objeto, de manera que se puede realizar rápidamente una operación de control en respuesta al atasco.

En las operaciones de apertura y cierre de puertas descritas anteriormente, es posible también fijar, separadamente para la operación de apertura de puertas y para la operación de cierre de puertas, el umbral para la estimación de atasco con un objeto, el tiempo para inhibir la determinación de atasco y el tiempo para modificar el umbral.

La figura 7 muestra un diagrama de bloques de todavía otra realización. Esta realización está caracterizada por una modificación que cambia la sección de control 30 o la sección de control 50 de las realizaciones anteriormente mencionadas a una sección de control 70. La configuración, excepto por la sección de control 70, se corresponde a la mostrada en la figura 2. Se han dado a las partes en la figura 7 que ya se han descrito números de referencia correspondientes, y no se describirán de nuevo aquí.

La sección de control 70 tiene una configuración como se muestra en la figura 7. Una sección calculadora 72 de períodos de pulso calcula el período de los pulsos, basándose en los pulsos desde el sensor 29 de velocidad rotatoria. Una sección 74 de determinación de atasco determina, basándose en una señal del período de pulso anteriormente mencionado, si hay atasco con un objeto entre el cristal 16 de ventana y el bastidor de ventana. Descrito con más detalle, la sección 74 de determinación de atasco calcula la carga en el motor 18 a partir del período de los pulsos desde el sensor 29 de velocidad rotatoria (el procedimiento de cálculo de la carga se describe más adelante), y estima que hay atasco con un objeto cuando la carga excede un umbral preestablecido.

En una sección 76 de evaluación de la superficie de la carretera, se evalúan las características de la superficie de la carretera usando el período de pulso que fue calculado por la sección calculadora 72 de períodos de pulso. Como el vehículo sólo rebota ligeramente cuando se desplaza sobre una superficie pavimentada de la carretera (superficie uniforme de la carretera), tal como una carretera de asfalto, no se pone en evidencia una gran fluctuación en la carga del motor, incluso cuando el cristal 16 de ventana se mueve. Por lo tanto, la fluctuación del período de pulso es pequeña, como se muestra por la línea discontinua en la figura 8. Por otro lado, durante el desplazamiento sobre una superficie sin pavimentar de la carretera (carretera desigual), la carrocería del vehículo rebota hacia arriba y hacia abajo debido a las irregularidades en la superficie de la carretera. Ya que el cristal de ventana también vibra, la carga del motor está influida también y fluctúa. Así, el período de pulso fluctúa sustancialmente, como se muestra por la línea continua en la figura 8. Gracias a las características de este cambio en el período del pulso, la sección 76 de evaluación de la superficie de la carretera evalúa las características de dicha superficie. A saber, cuando el período de pulso se acorta súbitamente, la superficie de la carretera que se está recorriendo se evalúa como que es desigual cuando la inclinación de la línea que cae a la derecha llega a ser de fuerte pendiente, tal como en la parte C de la figura 8.

En la sección 74 de determinación de atasco, el atasco con un objeto se estima a través del umbral que se fija para que se corresponda con la carga del motor. En el desplazamiento sobre una carretera uniforme, el período de pulso equivalente a esta carga es el primer umbral mostrado por una línea de trazos largos y cortos alternos en la figura 8. El primer umbral es un valor suficientemente grande comparado con el cambio en el período del pulso durante el desplazamiento sobre una carretera uniforme. Sin embargo, hay casos en los que el período de pulso durante el desplazamiento sobre una carretera desigual excede el primer umbral, como se muestra por A y B en la figura. Cuando se estima el atasco con un objeto a partir del primer umbral, el cambio en el período del pulso debido a la carretera desigual se toma erróneamente como el atasco con un objeto en A y B. Si la sección 76 de evaluación de la superficie de la carretera estima que se está recorriendo una carretera desigual, una sección 78 de modificación de umbral instruye a la sección 74 de determinación de atasco para que modifique el umbral a un segundo umbral, mostrado por la línea alterna en la figura. El segundo umbral es un valor que se fija apropiadamente a fin de que sea mayor que el valor máximo del período de pulso que fluctúa debido al desplazamiento sobre la carretera desigual y se fija preferiblemente uno a uno, según las características del vehículo.

Como se ha descrito anteriormente, la sección 74 de determinación de atasco realiza la estimación de atasco con un objeto, usando el primer umbral cuando el vehículo se está desplazando sobre una carretera uniforme y usando el segundo umbral cuando el vehículo se está desplazando sobre una carretera desigual. Cuando se determina que hay atasco con un objeto, la sección 40 de control del accionamiento transmite órdenes de control al motor 18, para que primero se detenga y, luego, rote en sentido opuesto al de la rotación actual durante un tiempo predeterminado. Así, cuando hay atasco con un objeto, tal como entre el cristal 16 de ventana y el marco 14, el movimiento del cristal 16 de ventana se detiene inmediatamente y, luego, se invierte, liberando por ello el objeto de atasco.

En la figura 9, se muestra un diagrama de flujo que ilustra un control de una ventana eléctrica que concuerda con las características de la superficie de la carretera y, en particular, un control cuando se está cerrando el cristal. Primero, se estima si el cristal 16 de ventana está subiendo (S30), y si es así, se calcula (S32) el período de pulso. A continuación, el período calculado de pulso se compara con el período precedente, estimando entonces si ha llegado a ser súbitamente más corto (S34). Esta etapa evalúa las características de la superficie de la carretera. Como se ha descrito anteriormente, ya que la fluctuación del período de pulso llega a ser grande durante el desplazamiento sobre carreteras desiguales, el período de pulso se acorta o se alarga súbitamente. Aunque el período de pulso se alarga también debido al atasco con un objeto, el período de pulso se alarga simplemente en este caso y no se acorta. Así, el acortamiento del período de pulso hace posible estimar que el vehículo se está desplazando sobre una carretera desigual.

Cuando el período de pulso es súbitamente más corto en la etapa S34, se estima que el vehículo se está desplazando sobre una carretera desigual (S36). Por otro lado, si el período de pulso no es súbitamente más corto, se estima que el vehículo no se está desplazando sobre una carretera desigual, a saber, que el vehículo se está desplazando sobre una carretera uniforme (S38). El primer umbral se selecciona (S40) cuando el vehículo se está desplazando sobre una carretera uniforme y el segundo umbral se selecciona (S42) cuando el vehículo se está desplazando sobre una carretera desigual. Entonces, la determinación del atasco con un objeto se realiza (S44) con el umbral que concuerda con las características de la superficie de la carretera. Si se determina el atasco con un objeto, se realiza (S46) una operación de control para bajar el cristal 16 de ventana, liberando por ello el objeto.

La cantidad de modificación en el umbral para la estimación de atasco se modifica preferiblemente, como corresponda, porque la amplitud de la fluctuación en la carga del motor varía según las características de construcción de la puerta y de suspensión del vehículo.

Así, esta realización impide que la fluctuación en la carga del motor, que ocurre debido a las irregularidades en la superficie de la carretera, incluso mientras se desplaza sobre una carretera desigual, se tome erróneamente como un cambio en la carga del motor debido al atasco con un objeto. Además, se puede realizar una detección de atasco, incluso si se ha estimado que el vehículo se está desplazando sobre una carretera desigual, ya que se estima que hay atasco con un objeto si la carga excede el umbral modificado.

A continuación, el cálculo de la carga del motor se describe con referencia al diagrama de flujo mostrado en la figura 10. El cambio en la carga \DeltaF entre el tiempo t_{1} y el tiempo t_{2} se calcula (S100) con la expresión siguiente, a partir del período T_{1} de pulso en el tiempo t_{1} y el período T_{2} de pulso en el tiempo t_{2}:

(1)\Delta F = f_{2} - f_{1} = k_{1} \left(\frac{1}{T_{1}}-\frac{1}{T_{2}}\right)

k_{1} es una constante proporcional, cuyo valor real se mencionará más adelante. Se estima (S102) el signo del cambio de carga \DeltaF, y si el valor es 0 o positivo, la carga F_{P} se calcula (S104) usando la expresión siguiente:

(2)F_{P} = F_{P} + \Delta F

Si el signo del cambio de carga \DeltaF es negativo en la etapa S102, la carga F_{n} se calcula (S106) usando la expresión siguiente:

(3)F_{n} = F_{n} - \Delta F

Además, si el cambio de carga \DeltaF es positivo, la carga F_{n} se fija en 0 (S108). Si el cambio de carga \DeltaF es negativo, la carga F_{P} se fija en 0 (S110).

Las cargas F_{P} y F_{n}, que se suman como se ha descrito anteriormente, indican, respectivamente, que la carga está simplemente aumentando y que la carga está simplemente disminuyendo. En lo sucesivo, se hará referencia a F_{P} como a la carga creciente y a F_{n} como a la carga decreciente.

La carga F_{P} creciente, que fue calculada de la manera anterior, se compara con el valor de estimación F_{o} (S112), y si F_{P} excede F_{o}, se estima que ha ocurrido (S114) un atasco con un objeto. El motor está controlado para que se detenga, de manera que la carga no aumente más, y el movimiento de la ventana se detiene. Si F_{P} es menor que o igual al valor de estimación F_{o}, el funcionamiento vuelve a la etapa S100. Se estima que hay atasco con un objeto en esta realización, como se ha descrito anteriormente, cuando la carga F_{P} creciente alcanza un valor de estimación F_{o} predeterminado. Por otro lado, cuando el cambio de carga \DeltaF llega a ser negativo, la carga F_{P} creciente, que se ha sumado hasta ese tiempo, se fija en 0, eliminando por ello un aumento evidente en el valor integrado debido a otros factores. Por ejemplo, un caso en el que el cambio de carga \DeltaF llega a ser positivo debido a que no se suma un cambio en la resistencia desde la posición del carril de guía 15, puesto que en esta clase de fluctuación de carga, las fluctuaciones positivas y negativas se repiten y la etapa S110 fija la carga F_{P} creciente en 0, cada vez que la fluctuación llega a ser negativa. Según la operación de control anteriormente mencionada, se estima un atasco con un objeto sólo cuando la carga simplemente aumenta y alcanza un valor predeterminado, impidiendo así una estimación incorrecta debido a otras fluctuaciones de la carga.

Se describe a continuación el cálculo del cambio de carga \DeltaF. La figura 11 muestra un circuito equivalente para el motor y la figura 12 muestra el equilibrio de fuerzas en el motor. En la figura 11, una corriente I que circula cuando se aplica un voltaje E_{o} al motor de resistencia r e inductancia L está expresada por la fórmula (4), con la fuerza contraelectromotriz E del motor. La fuerza contraelectromotriz E del motor y el par N generado están expresados, respectivamente, por (5) y (6).

(4)rl + L \frac{dI}{dt} = E_{o} + E

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(5)E = k * B\omega

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(6)N = k * Bl

Aquí, k es una constante proporcional y B es una densidad de flujo magnético que se genera dentro del motor. Se obtiene una ecuación de movimiento (7) a partir del equilibrio de fuerzas mostrado en la figura 12.

(7)J \frac{d\omega}{dt} = N- f * R

Reescribiendo la ecuación (7) se obtiene:

(8)f = \frac{N}{R} - MR \frac{d\omega}{dt}

Ya que las expresiones siguientes mantienen el ajuste durante cortos períodos de tiempo,

(9)\frac{dI}{dt} = 0

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\frac{d\omega}{dt} = 0

las expresiones (4), (5) y (6) dan:

(10)f = k_{o}E_{o} - \frac{k'_{1}}{T'}

k_{0} = \frac{kB}{rR}

\newpage

donde

k'_{1} = \frac{2\pi k^{2} B^{2}}{rR}

\omega = \frac{2\pi}{T'}

A partir de esta expresión, se puede apreciar que la fuerza externa f, a saber, la carga en el motor, es inversamente proporcional al período T. Suponiendo que los períodos rotatorios en los tiempos t_{1} y t_{2} son, respectivamente, T_{1}' y T_{2}', el cambio en la fuerza externa \Deltaf entre el tiempo t_{1} y el tiempo t_{2} pueden ser expresados por las fórmulas siguientes:

(11)\Delta F = f_{2} - f_{1} = k'_{1} \left(\frac{1}{T'_{1}}-\frac{1}{T'_{2}}\right)

En esta realización, el cambio en la fuerza externa \Deltaf indica el cambio de carga \DeltaF, y el período T' rotatorio indica un entero múltiplo del período de los pulsos de salida desde el sensor de velocidad rotatoria, de manera que se puede apreciar que la expresión (11) es la misma que la expresión (1). En particular, si al pulso desde el sensor de velocidad rotatoria se le da salida una vez para cada rotación, el resultado es T = T' y k_{1} = k_{1}', de manera que la expresión (11) y la expresión (1) se corresponden perfectamente. Además, ya que el voltaje E_{o} aplicado para el motor no cambia en cortos períodos de tiempo, el primer término de la expresión (10) se cancela en la expresión (11). Por lo tanto, llega a ser posible una estimación independiente del voltaje de la batería del vehículo.

En las realizaciones anteriormente mencionadas, el umbral, el tiempo de inhibición y el tiempo de modificación en la subida y bajada del cristal de ventana se pueden fijar individualmente. Además, es posible también realizar el control anteriormente mencionado sólo para una de cada subida de ventana o bajada de ventana.

En las realizaciones anteriormente mencionadas, cuando se determinaba el atasco con un objeto, se realizaba una operación de control, de manera que el movimiento del cristal 16 de ventana primero se detenía y, luego, se movía una cantidad predeterminada en sentido contrario. Sin embargo, es posible también realizar la operación de control de manera que el cristal 16 de ventana sólo se detenga. En otras palabras, es necesario detener al menos el movimiento actual de la ventana e impedir que el estado actual empeore.

Además, aunque la carga del motor se calculó a partir del cambio en la velocidad rotatoria del motor en las realizaciones anteriormente mencionadas, es posible también determinar un atasco con un objeto directamente a partir del cambio en la velocidad rotatoria del motor, a saber, a partir del cambio en el período del pulso. En este caso, es suficiente estimar el atasco con un objeto por un cambio en el período del pulso que exceda un umbral predeterminado.

Además, aunque la carga del motor se calculó a partir del cambio en la velocidad rotatoria del motor en las realizaciones anteriormente mencionadas, es posible también calcular la carga del motor usando otro procedimiento.

Aplicabilidad industrial

La presente invención es aplicable también a usos aparte de los de para vehículos, tales como en mecanismos de apertura y cierre de ventanas motorizadas instalados en puertas de edificios y, además, a puertas automáticas de edificios.

Claims

1. Un aparato de apertura y cierre de ventanas, que usa un motor (18) para abrir y cerrar un cristal (16) de ventana dispuesto en una puerta (10) de un vehículo, comprendiendo el aparato de apertura y cierre de ventanas:

medios (29) para detectar una velocidad rotatoria de dicho motor;

medios de control para inhibir al menos, si se determina un atasco con un objeto, el funcionamiento del cristal de ventana, en el momento en que se determina el atasco, y caracterizado porque comprende además:

medios (76) para detectar un factor de perturbación, una fluctuación en la velocidad rotatoria de dicho motor causada por las características de la superficie de la carretera sobre la que se está desplazando dicho vehículo;

medios (70) para evaluar las características de la superficie de la carretera, basándose en dicha fluctuación en la velocidad rotatoria;

medios (74) para determinar, basándose en la velocidad rotatoria de dicho motor y en dicho factor de perturbación, que el cristal de ventana se ha atascado con un objeto.

2. Un aparato de apertura y cierre de ventanas según la reivindicación 1, en el que dichos medios de determinación de atasco determinan un atasco cuando un valor, que se calcula a partir de la velocidad rotatoria de dicho motor, excede un valor umbral predeterminado, y comprende medios para modificar dicho valor umbral según las características de la superficie de la carretera.

3. Un aparato de apertura y cierre de ventanas según la reivindicación 1, en el que dichos medios de detección del factor de perturbación detectan además una operación de apertura o cierre de puertas como un factor de perturbación.

4. Un aparato de apertura y cierre de ventanas, que usa un motor (18) para abrir y cerrar un cristal (16) de ventana dispuesto en una puerta (10), comprendiendo el aparato de apertura y cierre de ventanas:

medios (29) para detectar una velocidad rotatoria de dicho motor;

medios (34) para detectar una operación de apertura o cierre de puertas, detectando el encendido y apagado de una salida desde un conmutador de cortesía correspondiente a estados abiertos y cerrados de la puerta; y

medios (56) para determinar, basándose en la velocidad rotatoria de dicho motor y en dicha operación de apertura o cierre de puertas, que el cristal de ventana se ha atascado con un objeto.

5. Un aparato de apertura y cierre de ventanas según la reivindicación 4, en el que dichos medios de determinación de atasco incluyen medios de control de la inhibición para inhibir la determinación de atasco durante un período predeterminado, cuando se detecta la operación de apertura o cierre de puertas.

6. Un aparato de apertura y cierre de ventanas según la reivindicación 4, en el que dichos medios de determinación de atasco determinan un atasco cuando un valor, que se calcula a partir de la velocidad rotatoria de dicho motor, excede un valor umbral predeterminado, y comprende medios para modificar dicho valor umbral durante un período predeterminado de tiempo, cuando se detecta la operación de apertura o cierre de puertas.

7. Un aparato de apertura y cierre de ventanas según una de las reivindicaciones 4-6, en el que dicha puerta está dispuesta en un vehículo.