CN104228821B - 用于确定多个部件的时段结束位置的系统和方法 - Google Patents

用于确定多个部件的时段结束位置的系统和方法 Download PDF

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Abstract

一种用于确定多个部件的时段结束位置的系统及其方法，配置为用于确定可通过对应活性材料的选择性促动而移动的多个部件的时段结束位置。操作包括，从功源传感器接收功源输入，所述功源输入指示由功源移动的距离以及移动方向；并且基于功源输入与分别对应于第一和第二部件的第一和第二状态历史，确定由所述部件行驶的第一和第二距离。操作还包括，基于确定的第一和第二距离与分别对应于第一和第二部件的第一和第二时段开始位置，分别计算第一和第二部件的第一和第二时段结束位置。

Description

用于确定多个部件的时段结束位置的系统和方法
技术领域
本公开统一涉及包括活性材料和动力源(例如电动机)的混合驱动组件，并且更特别地，涉及在系统例如机动车天窗系统中的传感器多路传输。
背景技术
许多系统例如车辆天窗系统具有驾驶员可视的多个移动部件。在一些情形中，部件具有多种状态和位置。天窗系统可以包括主玻璃、遮阳板和通风口。状态包括锁紧、闩锁和解锁。位置包括开启、闭合和中间位置。
传统的天窗系统包括多个电动机来控制多个部件。相对于乘客舱中的紧凑空间需求(包封空间和头上空间对于乘客舱来说如此重要)，电动机占据了相对大量的空间。电动机也对天窗系统并且因此对车辆增加了不希望的质量。多电动机布置还是相对昂贵的。
还希望在系统操作(例如玻璃开启操作)之后知晓系统中特征的位置，例如天窗系统的玻璃和遮阳板的位置。这可以通过使用多个传感器而实现，每个传感器与一个特征连接。虽然，这种方法是相对昂贵的并且不期望地增加了车辆的重量。
传统天窗系统中的这些和其它缺点通过在此描述的技术得以解决。
发明内容
本公开一方面涉及一种系统，包括用于探测由功源(work source)移动的距离和移动方向的单个功源传感器、处理器和包括计算机可执行指令的计算机可读介质，当由处理器执行时，所述计算机可执行指令导致处理器执行操作，以确定能通过对应活性材料的选择性促动而移动的多个部件的时段结束位置。操作包括从功源传感器接收功源输入(其指示由功源移动的距离和移动方向)，并且基于所述功源输入和对应于多个部件中的第一部件的第一状态历史，来确定由第一部件行驶的第一距离。
操作还包括，基于功源输入和对应于多个部件中的第二部件的第二状态历史，来确定由第二部件行驶的第二距离。操作还包括，基于确定的第一距离和第一时段开始位置，来计算第一时段结束位置，其中第一时段开始位置表示多个部件中的第一部件在对应时段开始时的位置，并且第一时段结束位置表示第一部件在该时段结束时的位置；并且基于确定的第二距离和第二时段开始位置，来计算第二时段结束位置，其中第二时段开始位置表示第二部件在该时段开始时的位置，并且第二时段结束位置表示第二部件在该时段结束时的位置。
在一些实施例中，所述系统还包括：包括或连接至功源的输入系统，包括或连接至第一部件的第一输出系统，以及包括所述活性材料的第一活性材料和第一促动部件的第一促动器子系统，其中，该第一促动器子系统配置为使得：第一活性材料在被选择性激活时，导致第一促动器部件在第一促动状态之间移动，从而使单个输入系统接合至第一输出系统或从第一输出系统分离，以选择性地移动第一部件。
该系统还可包括：包括或连接至第二部件的第二输出系统，以及包括所述活性材料的第二活性材料和第二促动部件的第二促动器子系统，其中，第二促动器子系统配置为使得：当第二活性材料被选择性激活时，导致第二促动器部件在第二促动状态之间移动，从而使单个输入系统接合至第二输出系统或从第二输出系统分离，以选择性地移动第二部件。
在一些实施例中，第一部件对应于车辆天窗组件的第一特征，并且第二部件对应于组件的第二特征。
在一个实施例中，功源包括直流电动机，并且功包括电动机的旋转或部分旋转。
在一个实施例中，第一状态历史包括第一部件的接合／分离状态的第一时间历史，并且第二状态历史包括第二部件的接合／分离状态的第二时间历史。
在一些实施例中，计算第一时段结束位置包括依照如下计算第一时段结束位置：
p1(tb)=p1(ta)+f(δp1(ta-b)，ta，tb，h1，h2)；
ta表示时段开始时间；
tb表示时段结束时间；
p1(ta)表示第一时段开始位置；
p1(tb)表示第一时段结束位置；
f(_)表示在圆括号内及在下面确定的自变量的一般函数；
δp1(ta-b)表示在该时段期间第一部件行驶的第一计算距离；
hw、h1分别表示对于功源和第一部件的状态时间历史；
其中，计算第二时段结束位置包括依照如下计算第二时段结束位置：
p2(tb)=p2(ta)+f(δp2(ta-b)，ta，tb,h1,h2)；
p2(ta)表示第二时段开始位置；
p2(tb）表示第二时段结束位置；
δp2(ta-b)表示在该时段期间第二部件行驶的第二计算距离；并且
h2表示对于第二部件的状态时间历史。
在一些情形中，至少一个时间历史指示了行驶方向和／或该部件的连接是否为打开／关闭的或接合／分离的。至少一个历史也可以指示，例如，打开／关闭、分离/接合、打开并顺时针移动(on／cw)、on/ccw(打开并逆时针移动)、off／cw(关闭并顺时针移动)、off／ccw(关闭并逆时针移动)等。
第一计算距离可依照如下确定：
δp1(ta-b)=wd*r1*g1；
wd是+1或-1，表示在该时段期间功源的运行方向；
r1表示第一旋转总量，其为在第一部件被移动的时段的时期期间由功源所做的旋转的总量；
g1表示第一速率；
其中，第二计算距离可依照如下确定：
δp2(ta-b)=wd*r2*g2；
r2表示第二旋转总量，其为在第二部件被移动的时段的时期期间由功源所做的旋转的总量；
g2表示第二速率。
在一些实施例中，操作还包括确定第一速率为：
g1=sgn*v1／nw；
sgn是符号，其取决于功源的运行方向而为正的或负的；
v1表示第一部件速度，其为当第一特征在该时段期间移动时，第一特征的第一运动速度；
nw表示功源的速度或旋转；
其中，操作还包括确定第二速率如下：
g2＝sgn*v2／nw；并且
v2表示第二部件速度，其为当第二特征在该时段期间移动时，第二特征的第二运动速度。
所述指令在一些情况中还限定了初始化程序，包括选自功能组的至少一个功能，所述功能组包括：确定对于第一部件的有效极限位置，第一部件将不能超过该位置移动；确定对于第二部件的有效极限位置，第二部件将不能超过该位置移动；确立用于第一部件的先前确定的结束位置作为所述第一时段开始位置；确立对于第二部件的先前确定的结束位置作为所述第二时段开始位置；确立第一时段结束位置作为下一个开始位置，用于随后关于第一部件位置计算的迭代；以及确立第二时段结束位置作为下一个开始位置，用于随后关于第二部件位置计算的迭代。
在一个实施例中，第一时段开始位置和第二时段开始位置之一或二者被预设为零。
在一个实施例中：(a)第一时段开始位置是第一当前时段开始位置，(b) 第一时段结束位置是第一当前时段结束位置，(c)关于第一部件所执行的先前第一位置计算产生第一先前时段结束位置，(d)在计算第一当前时段结束位置时，第一先前时段结束位置用作第一当前时段开始位置，(e)第二时段开始位置是第二当前时段开始位置，(f)第二时段结束位置是第二当前时段结束位置， (g)关于第二部件所执行的先前第二位置计算产生第二先前时段结束位置，并且(h)在计算第二当前时段结束位置时，第二先前时段结束位置用作第二当前时段开始位置。
在另一方面，本技术涉及一种计算机可读存储装置，包括计算机可执行指令。当由处理器执行时，所述计算机可执行指令导致处理器执行操作，以确定可通过对应活性材料的选择性促动而移动的多个部件的时段结束位置。该操作包括从功源传感器接收(指示由功源移动的距离和移动方向的)功源输入，并且基于所述功源输入和对应于多个部件中的第一部件的第一状态历史，来确定由第一部件行驶的第一距离。
该操作还包括，基于功源输入和对应于多个部件中的第二部件的第二状态历史，来确定由第二部件行驶的第二距离，并且基于确定的第一距离和第一时段开始位置，来计算第一时段结束位置，其中第一时段开始位置表示多个部件的第一部件在对应时段开始时的位置，并且第一时段结束位置表示第一部件在该时段时结束时的位置。
该操作还可包括：基于确定的第二距离和第二时段开始位置，来计算第二时段结束位置，其中第二时段开始位置表示第二部件在该时段开始时的位置，并且第二时段结束位置表示第二部件在该时段结束时的位置。
在一个实施例中，第一状态历史包括第一部件的接合／分离状态的第一时间历史，并且第二状态历史包括第二部件的接合／分离状态的第二时间历史。
在又一方面中，本公开涉及一种方法，用于确定可通过对应活性材料的选择性促动而移动的多个部件的时段结束位置，所述方法包括类似于上述操作的功能。
虽然本技术可通过上下文中的多种变化而实施，在此描述的技术主要结合机动车的天窗系统。另一示例性使用结合机动车的可调整座椅。
方案1、一种系统，包括：
单个功源传感器，其用于探测由功源移动的距离和移动方向；
处理器；以及
计算机可读介质，所述计算机可读介质包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令当由处理器执行时导致处理器执行操作，以确定多个部件的时段结束位置，所述多个部件能通过选择性促动对应的活性材料而移动，所述操作包括：
从功源传感器接收功源输入，所述功源输入指示由功源移动的距离和移动方向；
基于功源输入和与所述多个部件中的第一部件对应的第一状态历史，确定由第一部件行驶的第一距离；
基于功源输入和与所述多个部件中的第二部件对应的第二状态历史，确定由第二部件行驶的第二距离；
基于所确定的第一距离和第一时段开始位置，计算第一时段结束位置，其中第一时段开始位置表示所述多个部件中的第一部件在对应时段开始时的位置，并且第一时段结束位置表示第一部件在该时段结束时的位置；以及
基于所确定的第二距离和第二时段开始位置，计算第二时段结束位置，其中第二时段开始位置表示第二部件在该时段开始时的位置，并且第二时段结束位置表示第二部件在该时段结束时的位置。
方案2、如方案1所述的系统，还包括：
输入系统，其包括或连接至功源；
第一输出系统，其包括或连接至第一部件；
第一促动器子系统，其包括所述活性材料的第一活性材料，以及第一促动部件，其中，第一促动器子系统配置为使得：第一活性材料在被选择性激活时，导致第一促动部件在第一促动状态之间移动，从而将所述单个输入系统接合至第一输出系统／从第一输出系统分离，以选择性地移动第一部件；
第二输出系统，其包括或连接至第二部件；以及
第二促动器子系统，其包括所述活性材料的第二活性材料，以及第二促动部件，其中，第二促动器子系统配置为使得：第二活性材料在被选择性激活时，导致第二促动部件在第二促动状态之间移动，从而将所述单个输入系统接合至第二输出系统／从第二输出系统分离，以选择性地移动第二部件。
方案3、如方案1所述的系统，其中，第一部件对应于车辆天窗组件的第一特征，并且第二部件对应于所述组件的第二特征。
方案4、如方案1所述的系统，其中，功源包括直流电动机，并且功包括所述电动机的旋转或部分旋转。
方案5、如方案1所述的系统，其中：
第一状态历史包括对于第一部件的接合／分离状态的第一时间历史；并且
第二状态历史包括对于第二部件的接合／分离状态的第二时间历史。
方案6、如方案1所述的系统，其中：
计算第一时段结束位置包括依照：
p1(tb)=p1(ta)+f(δp1(ta-b)，ta，tb，h1，h2)
计算第一时段结束位置；
ta表示时段开始时间；
tb表示时段结束时间；
p1(ta)表示第一时段开始位置；
p1(tb)表示第一时段结束位置；
f（_)表示在圆括号内并在下面确定的自变量的一般函数；
δp1(ta-b)表示在该时段期间对于第一部件而行驶的第一计算距离；
hw、h1分别表示对于功源和第一部件的状态时间历史；
计算第二时段结束位置包括依照：
p2(tb)＝p2(ta)+f（δp2(ta-b)，ta，tb，h1，h2)
计算第二时段结束位置；
p2(ta)表示第二时段开始位置；
p2(tb)表示第二时段结束位置；
δp2(ta-b)表示在该时段期间对于第二部件而行驶的第二计算距离；并且
h2表示对于第二部件的状态时间历史。
方案7、如方案6所述的系统，其中，所述时间历史中的至少一个指示行驶方向。
方案8、如方案6所述的系统，其中，
第一计算距离依照如下确定：
δp1(ta-b)=wd*r1*g1；
wd是+1或-1，表示在该时段期间功源的运行方向；
r1表示第一旋转总量，其为在第一部件被移动的时段的时期期间由功源所做的旋转的总数量；
g1表示第一速率；
第二计算距离依照如下确定：
δp2(ta-b)＝wd*r2*g2；
r2表示第二旋转总量，其为在第二部件被移动的时段的时期期间由功源所做的旋转的总数量；并且
g2表示第二速率。
方案9、如方案8所述的系统，其中：
所述操作还包括将第一速率确定为：
g1=sgn*v1／nw；
sgn是符号，其取决于功源的运行方向而为正的或负的；
v1表示第一部件速度，其为当第一特征正在该时段期间移动时，所述第一特征的第一运动速度；
nw表示功源的速度或旋转；
所述操作还包括将第二速率确定为：
g2＝sgn*v2/nw；并且
v2表示第二部件速度，其为当第二特征正在该时段期间移动时，所述第二特征的第二运动速度。
方案10、如方案1所述的系统，其中，所述指令还限定初始化程序，所述初始化程序包括选自功能组的至少一个功能，所述功能组包括：
确定对于第一部件的有效极限位置，第一部件将不能超过所述对于第一部件的有效极限位置而移动；
确定对于第二部件的有效极限位置，第二部件将不能超过所述对于第二部件的有效极限位置而移动；
将对于第一部件先前确定的结束位置确立为所述第一时段开始位置；
将对于第二部件先前确定的结束位置确立为所述第二时段开始位置；
将第一时段结束位置确立为下一个开始位置，用于关于第一部件的位置计算的随后迭代；以及
将第二时段结束位置确立为下一个开始位置，用于关于第二部件的位置计算的随后迭代。
方案11、如方案1所述的系统，其中，第一时段开始位置和第二时段开始位置中之一或二者被预设为零。
方案12、如方案1所述的系统，其中：
第一时段开始位置是第一当前时段开始位置；
第一时段结束位置是第一当前时段结束位置；
关于第一部件所执行的先前第一位置计算产生了第一先前时段结束位置；
在计算第一当前时段结束位置时，第一先前时段结束位置用作第一当前时段开始位置；
第二时段开始位置是第二当前时段开始位置；
第二时段结束位置是第二当前时段结束位置；
关于第二部件所执行的先前第二位置计算产生了第二先前时段结束位置；并且
在计算第二当前时段结束位置时，第二先前时段结束位置用作第二当前时段开始位置。
方案13、一种计算机可读存储装置，包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令当由处理器执行时导致处理器执行操作，以确定多个部件的时段结束位置，所述多个部件能通过选择性促动对应的活性材料而移动，所述操作包括：
从功源传感器接收功源输入，所述功源输入指示由功源移动的距离和移动方向；
基于功源输入和与所述多个部件中的第一部件对应的第一状态历史，确定由第一部件行驶的第一距离；
基于功源输入和与所述多个部件中的第二部件对应的第二状态历史，确定由第二部件行驶的第二距离；
基于所确定的第一距离和第一时段开始位置，计算第一时段结束位置，其中第一时段开始位置表示所述多个部件中的第一部件在对应时段开始时的位置，并且第一时段结束位置表示第一部件在该时段结束时的位置；以及
基于所确定的第二距离和第二时段开始位置，计算第二时段结束位置，其中第二时段开始位置表示第二部件在该时段开始时的位置，并且第二时段结束位置表示第二部件在该时段结束时的位置。
方案14、如方案13所述的计算机可读存储装置，其中：
第一状态历史包括对于第一部件的接合／分离状态的第一时间历史；并且
第二状态历史包括对于第二部件的接合／分离状态的第二时间历史。
方案15、如方案13所述的计算机可读存储装置，其中：
计算第一时段结束位置的操作包括依照：
p1(tb)=p1(ta)+f（δp1(ta-b)，ta，tb，h1，h2)
计算第一时段结束位置；
ta表示时段开始时间；
tb表示时段结束时间；
p1(ta)表示第一时段开始位置；
p1(tb)表示第一时段结束位置；
f(_)表示在圆括号内并在下面确定的自变量的一般函数；
δp1(ta-b)表示在该时段期间对于第一部件而行驶的第一计算距离；
hw、h1分别表示对于功源和第一部件的状态时间历史；
计算第二时段结束位置的操作包括依照：
p2(tb)=p2(ta)+f(δp2(ta-b)，ta，tb,h1,h2)
计算第二时段结束位置；
p2(ta)表示第二时段开始位置；
p2(tb)表示第二时段结束位置；
δp2(ta-b)表示在该时段期间对于第二部件而行驶的第二计算距离；并且
h2表示对于第二部件的状态时间历史。
方案16、如方案15所述的计算机可读存储装置，其中：
第一计算距离依照如下确定：
δp1(ta-b)=wd*r1*g1；
wd是+1或-1，表示在该时段期间功源的运行方向；
r1表示第一旋转总量，其为在第一部件被移动的时段的时期期间由功源所做的旋转的总数量；
g1表示第一速率；
第二计算距离依照如下确定：
δp2(ta-b)＝wd*r2*g2；
r2表示第二旋转总量，其为在第二部件被移动的时段的时期期间由功源所做的旋转的总数量；并且
g2表示第二速率。
方案17、如方案16所述的计算机可读存储装置，其中：
所述操作还包括将第一速率确定为：
g1=sgn*v1／nw；
sgn是符号，其取决于功源的运行方向而为正的或负的；
v1表示第一部件速度，其为当第一特征正在该时段期间移动时，所述第一特征的第一运动速度；
nw表示功源的速度或旋转；
所述操作还包括将第二速率确定为：
g2=sgn*v2／nw；并且
v2表示第二部件速度，其为当第二特征正在该时段期间移动时，所述第二特征的第二运动速度。
方案18、一种用于确定多个部件的时段结束位置的方法，所述多个部件能通过选择性促动对应的活性材料而移动，所述方法包括：
从功源传感器接收功源输入，所述功源输入指示由功源移动的距离和移动方向；
基于功源输入和与所述多个部件中的第一部件对应的第一状态历史，确定由第一部件行驶的第一距离；
基于功源输入和与所述多个部件中的第二部件对应的第二状态历史，确定由第二部件行驶的第二距离；
基于所确定的第一距离和第一时段开始位置，计算第一时段结束位置，其中第一时段开始位置表示所述多个部件中的第一部件在对应时段开始时的位置，并且第一时段结束位置表示第一部件在该时段结束时的位置；以及
基于所确定的第二距离和第二时段开始位置，计算第二时段结束位置，其中第二时段开始位置表示第二部件在该时段开始时的位置，并且第二时段结束位置表示第二部件在该时段结束时的位置。
方案19、如方案18所述的方法，其中：
计算第一时段结束位置的操作包括依照：
p1(tb)=p1(ta)+f(δp1(ta-b)，ta，tb，h1，h2)
计算第一时段结束位置；
ta表示时段开始时间；
tb表示时段结束时间；
p1(ta)表示第一时段开始位置；
p1(tb)表示第一时段结束位置；
f（_)表示在圆括号内并在下面确定的自变量的一般函数；
δp1(ta-b)表示在该时段期间对于第一部件而行驶的第一计算距离；
hw、h1分别表示对于功源和第一部件的状态时间历史；
计算第二时段结束位置的操作包括依照：
p2(tb))=p2(ta)+f(δp2(ta-b)，ta，tb，h1，h2)
计算第二时段结束位置；
p2(ta)表示第二时段开始位置；
p2(tb)表示第二时段结束位置；
δp2(ta-b)表示在该时段期间对于第二部件而行驶的第二计算距离；并且
h2表示对于第二部件的状态时间历史。
方案20、如方案19所述的方法，其中：
第一计算距离依照如下确定：
δp1(ta-b)=wd*r1*g1；
wd是+1或-1，表示在该时段期间功源的运行方向；
r1表示第一旋转总量，其为在第一部件被移动的时段的时期期间由功源所做的旋转的总数量；
g1表示第一速率；
第二计算距离依照如下确定：
δp2(ta-b)＝wd*r2*g2；
r2表示第二旋转总量，其为在第二部件被移动的时段的时期期间由功源所做的旋转的总数量；并且
g2表示第二速率。
本技术的其它方面将部分明确且部分在下文中被指出。
附图说明
附图1示出了包括两个电动机的天窗系统。
附图2是附图1的系统的一部分的特写。
附图3是依照本公开的实施例的附图2的特写，其中两个电动机由连接至单个功源例如电动机的促动器/变速箱组件代替。
附图4示出了依照本公开的实施例的示例性控制器，用于监测和控制促动器／变速箱组件的操作。
附图5是依照本公开的实施例的附图3的促动器/变速箱组件的爆炸视图。
附图6是依照本公开的实施例的促动器／变速箱组件的促动器子组件的第一实施例的透视图。
附图7是依照本公开的实施例的促动器/变速箱组件的促动器子组件的第二实施例的侧视图。
附图8是处于第一状态或位置的促动器/变速箱组件的促动器子组件的第一实施例的选择部件的侧视图。
附图9是处于第二状态或位置的促动器/变速箱组件的促动器子组件的第一实施例的选择部件的侧视图。
附图10是处于其第二位置的促动器／变速箱组件的促动器子组件的第一实施例的其它选择部件的侧视图。
附图11是处于其第一位置的促动器/变速箱组件的促动器子组件的第一实施例的其它选择部件的侧视图。
附图12是用于选择性地接合输出轴至输入齿轮的促动器子组件的输出轴、输入齿轮和锁紧器部件的透视图。
附图13是输出轴、输入齿轮和第二蜗杆输入的透视图。
附图14示出了叠加到附图1的电动机组件的附图2的前两个促动器/变速箱组件中的一个的俯视图。
附图15示出了叠加到附图1的电动机组件的附图3的第三个促动器/变速箱组件连同电动机的附加齿轮装置部件的的俯视图。
附图16示出了附图15中所示的第三促动器/变速箱组件和电动机组件以及齿轮装置的侧视图。
附图17是在一些方面(例如通常是尺寸和一些功能)与附图3所示的第一和第二促动器/变速箱组件相对应的的促动器/变速箱组件的第二实施例的俯视图。
附图18是在一些方面(例如通常是尺寸和一些功能)与附图3所示的第三促动器／变速箱组件相对应的促动器／变速箱组件的第二实施例的俯视图。
附图19是附图17所示的促动器/变速箱组件的俯视图，其中的促动器盖被移除。
附图20是附图18所示的促动器／变速箱组件的俯视图，其中的促动器盖被移除。
附图21和22是在第一和第二位置的附图17-20的促动器/变速箱组件的选择部件的特写透视图。
附图23和24是在第一和第二位置的附图17-20的促动器／变速箱组件的部件的侧视图。
附图25示出了依照本技术实施例的驱动机构的方面的示意图。
附图26以图表示出了与传感器多路传输相关的系统操作特性。
具体实施方式
如所需的，在此公开了本公开的详细实施例。所公开的实施例仅是示例，其可以以多种和替代的形式及其组合来实施。正如在此使用的，例如，“示例性的”和相似术语，广义上指代用作阐释、范例、模型或模式的实施例。附图不一定是按比例绘制的，并且一些特征可能被夸大或缩小，例如以示出特定部件的细节。在一些例子中，公知的部件、系统、材料或方法没有被详细描述以避免对本公开造成混淆。因此，本文所公开的特定结构和功能细节不应解释为限制性的，而只是作为权利要求的基础，并且作为代表性基础用于教导本领域技术人员来采用本公开。
具体实施方式的介绍
在多个实施例中，本公开描述了用于通过选择地激活活性材料来选择性地将功从输入部件(例如蜗轮)传递至输出部件(例如驱动齿轮或轴)的组件。活性材料可以包括例如形状记忆合金(SMA)，例如(FLEXINOL 是Dynalloy,Inc.，of Tustin，California的注册商标)。促动组件可用于将功从单个功源或动力源(例如电动机)转移至任意数量的多个活动，每个活动对应于促动组件的中的一个，取代包括用于每个活动的单独电动机的传统系统。作为结果，例如，N个电动机+N个变速箱用于驱动N个动力特征，可被代替为一个功源(例如，电动机)和N个促动器/变速箱用于驱动相同的N个动力特征。
虽然功源在此主要被描述为DC电动机，功源可以具有其它形式。例如，考虑的是，功源可包括液压泵、气压泵或另一类型的电动机。因此，在此主要描述的功转移或传递特征(例如，齿轮装置、离合器)可代替为包括对应的液压部件、气压部件或对应于在促动器组件处接收的何种类型的功的)部件。例如，转移特征可以包括(代替和／或除了齿轮之外)，其它类型的联接，例如皮带或链驱动、链接、液压或气压联接、离合器等。
在此参考某个示例性实施例，例如，电动机和齿轮装置的实施方式，被认为还广泛公开了具有其它配置(例如具有液压部件的那些)的相似实施方式。
促动器组件在一些实施例中配置成使得连接至电动机的输入驱动元件在正常情况下或默认为接合的。在有些实施例中，促动器组件配置成使得输入驱动元件在正常情况下为从输出部件(例如，输出齿轮)分离。这些替代实施例可称为正常接合的和正常分离的实施例。当活性材料未被激活或未被促动时，促动器组件处于其正常、默认状态。
在一个实施例中，在正常接合的设计中，移动系统元件(例如，天窗玻璃) 始终通过单向螺钉和蜗杆促动器或相似的静止或锁紧机构来与驱动电动机机械地连接。驱动的单向性质确保了仅有电动机可以驱动移动元件；移动元件不能反过来驱动电动机。因此，移动元件不能通过机械被强行开启，因而避免了通过天窗系统而未经许可地进入车辆。
作为在正常接合实施例中的操作示例，响应于用户按下天窗玻璃开启按钮，随着源(例如，附图3中的电动机18)的起动，与天窗的其它功能(例如，通风口和遮阳板的移动)关联的促动器组件(例如，附图3中的第一和第二组件 121、122)被打开或从它们的正常接合状态被促动为分离，因而阻止了通风口和遮阳板的移动。所涉及的通风口可与例如用于天窗玻璃的倾斜功能关联。在另一方面，与玻璃移动功能关联的促动器组件(例如，附图3中的第三组件121) 将被配置并布置于系统中，这样其一被促动即被保持在接合状态，从而来自源 (例如电动机)的功(例如驱动)可在组件中被转移至输出驱动以移动玻璃。
作为促动器组件12中的每个都默认接合的另一示例，如果用户按下全部开启open按钮(涉及天窗玻璃、遮阳板和通风口)，则没有组件促动——也就是，它们全都保持在其默认的接合状态。源(例如电动机)响应于用户按下按钮而打开，并且由于所有的促动器组件被接合，所以来自电动机的功(例如驱动) 经由促动器组件而被转移至与玻璃、遮阳板和通风口连接的相应输出部件，从而根据需要对其操作。相反地，用户可以按下全部闭合close按钮，这产生大体相同的情景，除了电动机驱动在相反方向上。
在一些实施例中，在促动促动器组件和打开电动机之间引入了时间延迟。例如，系统可配置为使得打开一个或多个(应该被打开的)促动器组件的电动机被首先打开(促动)。
在一个实施例中，当操作者释放按钮时，所有促动器打开并且电动机反转一短段时间(例如，100ms)来释放聚集在离合器销上的任何压力，使得离合器销更容易释放。
正常接合实施例的益处，包括通过使其在正常情况下(例如，通常)不被激活而避免对活性材料的磨损或其它破坏。另一益处是部件数量和复杂性的降低。
SMA促动器系统和其它这样的促动器系统有时包括子系统，用于保护促动器元件免受机械过载。当SMA所需的或施加于其上的力超过了SMA的设计限制时，机械过载发生。再次，尽管在此描述了SMA促动器系统，然而其是通过示例的方式被描述，并且其它类型的促动器系统可依照此处的技术而被设计和使用。
在一些实施例中，促动器组件被设计为保护活性材料免受机械过载。在一些特定实施例中，这通过使用弹簧和／或杠杆来实现，并且在其它特定实施例中，这在不使用附加弹簧和杠杆的情况下实现。
机械过载最常见的发生与(通过SMA促动器移动的)负载变得堵塞或负载另外地运动受阻相关联。过载弹簧为安全地消耗由SMA促动器形成的力而提供了平行路径。这一弹簧和支撑其的子系统在正常操作下对系统性能具有较少影响，但是可在机械过载期间在保护SMA促动器方面发挥重要作用。
作为在本技术的一个实施例中提到的过载的示例，参考附图10和11。这些附图示出了曲拐杠杆46，其在正常操作期间推压在锁紧器52上。曲拐杠杆 46机械地联接(包括在接触界面处)至锁紧器52，并且通过锁紧器经压缩接触联接到下游负载。由于接触界面不具有粘附属性，接触联接可以仅传递压缩力。换句话说，曲拐杠杆46和锁紧器52之间的机械联接仅在它们处于压缩接触时存在。
在正常操作期间，偏移弹簧(在附图9中的附图标记621)确保了压缩接触，并因此确保了杠杆46和锁紧器52之间的机械力传送路径。甚至当负载响应于由SMA促动的杠杆46的移动而堵塞或另外地停止移动时，杠杆仍可以在SMA 促动器的影响下移动，正如其在正常操作期间一样。不同之处在于，在输出被堵塞的情况中，系统的其余部件没有恰当操作，然而SMA促动器被保护以免受机械过载。因此，偏移弹簧(在附图9中的附图标记621)，其在一个实施例中设计为保持驱动正常接合，还用作机械过载保护系统。这样消除了对单独机械过载保护系统的需求。
另一考虑的过载情况是，当负载本该静止时被推动，或在与其本应移动的相反方向上被推动。
本技术的更多一般益处包括并不限于，节省费用、空间和能量使用。示例性的费用节省包括通过避免先前系统的多余电动机的大量布线、驱动部件和电子设备的费用所引起的那些。
空间节省是由于本技术的促动器组件的尺寸大大小于先前多个电动机系统的尺寸而引起的。例如，在某些情形中，单个促动器组件可以较短地具有达到或多于30％的高度。能量的节省至少来自于，与在上文描述的传统系统相比，用于驱动系统的电动机数量的减少。
其它益处包括，满足了并在很多情形中超过了对于质量、噪音水平、性能水平(例如，所需要的动力或转矩)以及(在用户请求活动与执行该活动之间的)响应时间的当前目标。例如，在一些实施例中，组件包括高转矩离合器。高转矩离合器的操作已被发现为足够安静或更好，并且在很多实施例中基本上是无声的。虽然促动器组件的离合器可配置为操控且需要其它水平的转矩，在一些实施例中，离合器已被发现来操控至少5Nm的转矩同时需要低于0.11Nm 来促动。
益处还包括在先前需要多个电动机的地方包装多个促动器组件和一个电动机的能力。相似地，本技术允许将单个电动机和多个对应于多个相应功能的促动器组件定位在，(根据传统系统)对应的多个活动将需要的对应多个电动机将不适合的空间中。因此，更多功能可被执行在由先前系统所占用的相同部件印迹中，并且某些功能可被执行在小于先前系统执行相同的某些功能所需的印迹中。
电动机可被自定义设计为匹配系统的特性(例如，速度-转矩)，在该系统中，其依照本技术而使用。这将允许例如避免或减少与额外阶段关联的额外齿轮阶段和机械传送损失(例如，摩擦)，因而增加了整个驱动的机械效率。
本技术的其它益处包括在宽的温度范围中一致执行的灵活性。例如，本技术的实施例使用一个或多个(i)高温或超高温活性材料，其用于使用在高周围温度操作环境中，(ii)硬件(例如，电路)和／或软件(逻辑)，其配置为基于活性材料的环境中的周围温度，来控制提供给活性材料的输入触发信号(例如，电流)，以及(iii)热切断，其用来限制提供给活性材料的能量，使得其在宽的温度范围内更可靠。
在一些实施例中，热切断系统包括连接至曲拐杠杆(例如，附图10和11 中的附图标记46)的光电断路器。当活性材料(例如，SMA)元件已完全促动时，光电断路器被触发，因而切断供给SMA的动力源。之后SMA冷却且曲拐下垂直到光电断路器被重置且动力被重新存储至SMA元件。这导致SMA抑制且反转曲拐的下垂。该系统可被设计为利用SMA的材料响应中固有的滞后，使得上文描述的动力循环不阻碍系统的主要操作。
用于激活SMA的刺激因素可以来自多种方针的任意一种。例如，该刺激因素可以是从主车辆电池、交流发电动机或类似的引导至SMA的电流。
在一个实施例中，控制电路试图维持用于SMA元件的稳定加热电流(或其它输入)，而不管供给电压的变化。如果周围温度保持稳定，稳定加热电流确保了来自系统的几乎一致的响应(不依赖于供给电压的波动)。当周围温度改变时，激活SMA所需的加热电流也改变——当周围温度增加时，所需电流下降，并且反之亦然。上文描述的基于热切断的动力循环通过降低加热电流的占空因数(duty cycle)而确保了SMA元件不过热，即使其DC值极大地独立于周围温度。
进一步关于效率，本技术已被发现满足了并在很多情形中降低或极大地降低了功能之间的响应或延迟时间，例如在用户按下开启天窗按钮和天窗实际开始开启之间。
进一步关于声音，材料的仔细选择和系统的设计可以减轻噪音水平。例如，与使用其它材料(例如，快速材料)相比，通过使用用于部件(例如变速箱和电动机)的特定选择(例如，生产)的材料，噪音水平可被降低。修改的示例包括在配合对中使用一个聚合物和一个金属(例如，黄铜)齿轮，以在硬度中产生不匹配，因而增加了用于噪音传播的听觉阻抗。
在此描述的本技术的益处并不是全面的，并且是提供了本技术的配置、功能和用途的更好理解的示例。
附图1——示例性天窗的上下文
现在转向附图，并且更特别地至第一幅图，附图1示出了示例性系统2，其中实施了本公开的技术。示出的系统2是用于包括天窗4的机动车的天窗装置。天窗4可通过一个或多个电动机6的功而在开启位置(附图1中所示)和闭合位置之间移动。
提供的天窗装置仅作为系统2的一个示例，其中可以实施本公开的技术。该技术可被用于涉及选择性促动，并且更特别地为离合器促动以选择性接合至动力源的多种环境中的任意一种。在一些实施例中，本技术被使用在涉及驱动机构(例如电动机或其它动力源)以及多种位置或活动的上下文中，在这里，需要动力来选择性地做功。
另一示例实施方式是具有可调整汽车座椅。在下文中描述的每个促动器／变速箱组件可以例如与座椅的一个或多个相应可调整部分相关联，例如前后定位组件、升／降定位组件、高度组件和腰部组件。
附图2——示例性天窗上下文的细节
附图2示出了附图1的示例性系统2的一部分的特写视图。如所示，每个电动机6包括变速箱部件61和主电动机部件62。
附图3和4——促动器／变速箱组件的介绍
附图3示出了具有至少一个促动器／变速箱组件12的系统10的类似附图2 的视图。虽然系统10可以包括一个或多个促动器／变速箱组件12，附图3通过示例的方式示出了三个促动器/变速箱组件121、122、123。促动器/变速箱组件 121、122、123直接或通过托架161、162、163的方式而连接至框架部件14。如在下文进一步详细提供的，每个促动器／变速箱组件12可操作地连接至电动机18。
电动机18提供了驱动动力，用于使用在系统10的移动部件中，例如附图 1中所示的天窗4，或者天窗组件的通风口、挡风板或遮阳板(没有详细示出)。促动器／变速箱组件12被控制，来选择性地连接电动机的驱动动力至系统的部件，以移动那些部件。例如，结果可以是，闩锁或解锁天窗系统10的通风口、挡风板或遮阳板，或朝向开启或闭合位置来移动通风口、挡风板、遮阳板或玻璃4。相似地，在可调整座椅的上下文中，结果可以是调整座椅的前后定位组件、升／降定位组件、高度组件和／或腰部组件。
在示出的示例中，前两个促动器／变速箱组件121、122与电动机18间隔开且连接至电动机18，而第三促动器／变速箱组件123更紧密地邻接电动机18。第三促动器／变速箱组件123可直接连接至电动机18。
附图3还示意性地示出了：系统10可以包括至少一个控制器19。(多个) 控制器19可以包括计算机处理器或其它控制单元。控制器19可被部分或完全定位在促动器组件12附近或相对远离促动器组件12。在一些实施例中，控制器 19包括电路卡66(在附图6、8和9中所示)，并且在一些实施例中，它们是不同的。在它们是不同的特定实施例中，控制器19和电路卡66可以独立或连接并且协调来执行一个或多个过程。虽然在一些实施例中，控制器19是车辆控制单元(例如，车身控制模块)，在其它实施例中，系统10连接至这种车辆控制单元。
在此描述的任何控制或处理操作(例如，初始化对SMA的刺激因素的提供以初始化其激活，起动、停止或反转电动机操作等等)可通过包括附图3的控制器19、电路卡66、集成电路(在电路卡另一边而没有详细示出)和车辆控制单元的各种控制装置的任意一个或多个而执行。在此描述的步骤或操作在一些实施例中在至少一个操作算法中概述。该算法可被编码并存储在，例如此处所描述的计算机可读存储介质中。
控制器19选择性地引起促动器/变速箱组件121、122、123的促动。控制器 19还可用于监测部件例如功源(例如，电动机)和特征(例如，促动器/变速箱组件)的操作，正如在下文进一步描述的。
虽然控制器19被示意性地示出，并且从促动器／变速箱组件12分离，控制器19与每个促动器/变速箱组件12通讯。控制器19在一些实施例中还与电动机 18通讯，以监测和／或控制电动机18的操作。
系统10还包括将促动器／变速箱组件12连接至电动机18、控制器19及将 121、122、123彼此连接的导管20。每个导管20可以具有壳体，例如包含通讯介质的管状外壳。通讯介质可以包括，例如，齿轮或柔性输出带或轴(或动力轴)，用于以驱动形式(例如，物理移动)传达功。在一个实施例中，优选的是，导管中的一个包括输入驱动或驱动部件，其连接至电动机18，以将该驱动从电动机18传达到至少每个(没有直接连接至电动机18的)促动器组件121、122。
虽然在附图2中，第三促动器组件123被示为直接连接至电动机18，其可被间接连接至电动机，通过导管从电动机传送驱动，类似于附图2中示出的前两个组件121、122。如进一步描述的，在此，来自电动机18的驱动部件(或动力轴)连接至位于每个促动器组件12中的相应输入部件，例如蜗杆。
其它导管20包括管线，其将促动器组件12连接到组件正在控制的系统部件，例如用于为控制器(例如，控制器19)提供如上所述且在下文进一步描述的反馈的那些。导管20可以引导至天窗组件2的特征，例如天窗玻璃、遮阳板、挡风板和通风口，如在附图2中部分示出的。
预期的是，至少一个导管20包括用于传达信号或信息的电力或光学电线或线缆。在预期的实施例中，控制器与一个或多个促动器/变速箱组件12无线通讯。无线通讯可通过短距离无线技术例如蓝牙(蓝牙是Sig，Inc.，of Kirkland，Washington的注册商标)而被影响。
导管20可以包括天窗系统部件，例如螺钉，其驱动移动部件(例如天窗玻璃或遮阳板)上的螺母。螺钉和驱动螺母是驱动(例如基线天窗驱动)的一部分。
附图4示出了附图3中所示控制器19的选择示例细节。如在上文提供的，在此描述的用于控制操作的控制单元可以包括多种控制装置中的一个或多个。相对于附图4而描述的特征可以是单独和／或组合来执行操作的一个或多个控制装置的特征。例如，在下面描述的代码或指令可以是天窗专用控制器和／或远程车辆控制单元的部分。相似的示例应用于存储器、处理器等等。
控制器19包括有形的非暂态计算机可读存储介质191。存储介质191或存储器通讯地连接至有形计算机处理单元192或处理器。存储器191和处理器192通过通讯介质193例如计算总线而通讯。
存储器191储存计算机可读指令194。可储存于一个或多个模块中的指令194配置成被处理器处理以执行本技术的多种监测和控制功能。模块可基于例如由模块执行的一个或多个功能而被识别。例如，导致处理器192影响系统10一方面促动的模块可称为促动或促动性模块。并且导致处理器192影响系统10部件闩锁或解锁的模块可称为闩锁、解锁或闩锁／解锁模块。这些和其它功能在上文和进一步在下文中详细描述。如提供的，在此描述的任何步骤或操作可在至少一个算法中被编码，并且被存储于，例如在此描述的计算机可读存储介质中。
虽然控制器19的部件被一同示出，但是任何部件可被定位为邻接任意一个或多个部件或远离其它(多个)部件。例如，虽然在附图4中存储器191被示意性地示为邻接处理器192，存储器可以在天窗系统10或者(更大的)车辆的一部分中，远离处理器。在一个实施例中，控制器19的至少两个部件彼此间无线通讯。例如，每个这些部件(例如，存储器191和处理器192)可以包括用于彼此通讯的无线收发器。
为了在控制器19的部件之间通讯和／或为了在控制器19和控制器外部装置之间通讯，控制器包括通讯界面195。所述界面可以是基于有线的和／或基于无线的，例如通过包括无线收发器。
如在上文提供的，控制器19在一些实施例中配置为监测系统10的部件的操作。作为示例，在一个实施例中，系统10包括一个或多个电动机编码器(没有详细示出)来向控制器19中继关于系统10位置(例如天窗玻璃部件、遮阳部件等的位置)的指示，例如电气(例如信号)或机械输入。在这一实施例中，存储于例如计算机可执行指令194中的算法可被配置为使用这(些)位置指令来影响系统10操作。此增强的控制可产生，例如，更好的位置控制和夹紧保护，以避免在例如天窗玻璃和框架之间夹到物体。控制器基于来自编码器的数据反馈来计算任何特征的绝对位置，这可通过使用传感器多路传输的处理器而实现。传感器多路传输在下文中进一步详细描述。
下面提供了进一步关于控制器如何使用关于不同特征的位置信息。控制器将一个或多个特征的现在或当前位置与电子／基于软件的限制位置(例如，存储于计算机可读存储介质中的位置数据)比较来实施软停止。电子限制位置被定位为离对应的机械停止位置(例如，通过一个或多个移动和固定构件之间的机械干扰而实施的位置)一定距离，使得在软停止之间的总行程小于机械停止之间的总行程。电子停止消除了与(在行程的每个端部处的)碰撞机械停止关联的噪音和刺耳声，并因而提高了部件寿命和用户体验。
进一步关于控制器如何使用关于不同特征的位置信息，控制器可以使用这些特征的绝对位置的时间历史，来推断各个特征的运动方向和速度。运动方向用来决定用户请求的多个运动中的哪些可被同时驱动，以及哪些需要按顺序执行。特征的速度在控制规则(例如，比例积分微分(PID)相关的规则或其它控制环反馈机制)中使用，用于控制向电动机的输入，以便获得所需的速度-时间曲线。
在一些实施例中，特征可能需要以特定的方式相对彼此移动。在一个实施例中，玻璃和遮阳板之间的相对运动必须以下述方式发生：玻璃始终需要覆盖遮阳板。例如，当玻璃和遮阳板二者开启时，遮阳板在玻璃前面。相反地，当玻璃和遮阳板二者闭合close时，玻璃在遮阳板前面。控制器具有关于这两个特征或任何其它组的特征的相对位置信息，以及其在任何给定时间的运动方向，用于实施控制法则。
附图5——更为详细的促动器／变速箱组件
附图5示出了附图2的一个示例性促动器/变速箱组件12的爆炸图。促动器／变速箱组件12可以在一个视角中被看到包括两个主要组件：变速箱子组件 22和促动器子组件24。
虽然，促动器／变速箱组件12的部件可根据需要而被分组以用于解释之目的。变速箱子组件或其方面也可称为，例如，输入子组件。促动器子组件的一些方面，例如离合器，可以是称作输出子组件的一部分。
来自电动机18的功和动力通过变速箱子组件22而被引入到促动器／变速箱组件12。促动器子组件24被配置并操作来选择性地将功和动力从变速箱子组件引入到输出装置，例如天窗系统10的玻璃4、通风口、挡风板或遮阳板，以解锁或闩锁通风口、挡风板或遮阳板，或向着开启或闭合位置来移动通风口、挡风板、遮阳板或玻璃4。
变速箱子组件22包括变速箱模或箱体26，和邻接多个驱动变速箱部件30 的变速箱盖28。示出的部件通过示例的方式提供，并且变速箱并不限于示出的齿轮数量、类型、尺寸等等。如本文在其它地方提供的，变速箱22并不限于包括齿轮，并且可以包括其它用于随着齿轮或代替齿轮(例如皮带或链驱动、链接、液压或气压联接、离合器等)来传递或转移功和动力的部件。为了命名的目的，虽然变速箱和相关术语在本文被统一使用，将理解的是，对应的术语可取决于传递或转移部件(例如，气压箱等)的构成而被使用。此外，术语箱笼统地用在本文中的某些地方来指代单元、装置、子装置或上述组合等等，并且该术语因而没有必要在尺寸、形状、数量等方面进行限制。
在附图5中示出的示例性齿轮30包括与蜗轮36不断接触的螺钉或蜗杆32。蜗杆32的旋转导致了蜗轮36的对应旋转。蜗杆32连接至源部件34，所述源部件34继而连接至电动机18(附图3)。源部件34的部分(例如，离其在电动机处的源较近的部分和离所述源较远的那些)既可直接(例如没有介入部件，例如附图3中的第三组件123的情况)又可间接地(例如通过其它组件的方式，例如对于附图3中的第一和第二组件121、122)连接至电动机18。
当电动机18操作时，其运动通过所述连接导致源部件34运动(例如，转动)，继而导致蜗杆32或其它转移部件运动(例如，转动)。源部件34的功转移至转移部件(例如蜗轮36)的功同时发生在所有组件121、122、123中。
促动器子组件24操作以选择性地接合转移部件36(例如，蜗轮)的功，如在下文进一步描述的。
齿轮30还包括输出部件38(例如输出齿轮或轴)，其刚性地连接至离合器部件54。当促动器子组件24处于促动位置时，离合器部件54被使得链接至蜗轮 36。当二者链接时，蜗轮36的以运动形式输入的功和动力转移为离合器部件54 并且因此输出轴38的对应运动。这一操作仍在下文中进一步详细描述。
继续参考附图5，促动器子组件24包括促动器基座40和促动器盖42，其邻接多个其它促动器子组件部件44。单独示出的两个或多个任意部件可被合并为单个件。例如，变速箱子组件盖42和促动器子组件基座40可以是单个部件。相似地，示出为单个件的部件可以包括两个或多个分开的件。
其它促动器子组件部件44包括促动元件46，例如杠杆。虽然通过示例的方式示出了杠杆，促动元件46可以具有多种配置中的任意一种(以杠杆或另外的形式)。促动元件46还可以在不偏离本技术范围的情况下具有多种形状和尺寸中的任意一种。
促动器子组件24还包括促动元件相对于其移动的基座或参照结构48。在示出的促动元件46为杠杆形式的实施例中，参照结构48包括用于杠杆46的枢轴。
促动器子组件24还包括活性材料50。在附图5中示出的示例性活性材料 40是以挤压电线的形式。但是，活性材料可以具有多种形状和尺寸中的任意一种，并且并不限制为电线。
当促动器子组件处于非促动位置时，子组件的每个移动部件和组件作为整体可以说成处于其相应的非促动位置，并且相反地考虑到驱动。
更详细的活性材料
在一些实施例中，活性材料50是相变材料，例如形状记忆合金(SMA)。其它示例性活性材料包括电活化聚合体(EAPs)、压电材料、磁致伸缩材料和电致伸缩材料。
形状记忆合金是给予展现相对不寻常属性(即具有应变记忆，其可通过输入例如机械或热输入而推导出)的合金的总称。这一不寻常属性主要通过两个称作形状记忆效应(SME)和超弹性的热-机械响应来表征。
示例性合金包括铜合金(CuAlZn)，镍钛基-合金(例如，近等原子比的 NiTi，称作镍钛诺)，以及三元合金(例如NiTiCu和NiTiNb)。特定的示例性合金包括NiTi-基SMA。NiTi基-SMA是所有已知多晶SMA中的一者或最佳(如果不是最佳记忆屠性——即，可容易地回复至默认形状)。NiTi族合金可以承受大应力，并且对于低循环使用可以恢复应变接近8％，或对于高循环使用而达到大约2.5％。应变灰复能力可允许在(需要从转矩产生装置选择性传递转矩至多个输出轴中的每个的)装置中设计SAM促动装置。
在SMA的奥氏体或母相中，SMA在高于特性温度(称为奥氏体结束(Ａｆ) 温度)的温度处稳定。在低于马氏体结束(Mf)温度的温度处，SMA存在于称为马氏体的较低模数相中。SMA的不寻常热-机械响应归因于在奥氏体相和马氏体相之间的可逆固态热弹性变形。
附加的促动器子组件部件
继续参考附图5，促动器子组件24还包括邻接锁紧器54的锁紧器帽52。帽52被改变大小、成形和定位成导致锁紧器54选择性地接合或链接到蜗轮36。
如在上文还提到的，由于变速箱子组件22的输出部件38被刚性连接至促动器子组件24的锁紧器54，由蜗杆32的输入运动带来的蜗轮36的运动通过锁紧器54而转移至输出部件38的运动。
如在附图7和10中更详细示出的，锁紧器54包括一个或多个链接部件561和回复部件562。在示出的实施例中，这些是一个或多个锁紧器销561和对应的锁紧器弹簧562。虽然通过示例的方式示出了销和弹簧561、562，将理解的是，锁紧器可以包括，响应于锁紧器54被锁紧器帽52(或在其位置上的类似部件) 促动，而操作以选择性地将锁紧器54与蜗轮32(或在其位置上的类似部件)接合／分离的其它部件。
链接或销部件561被改变大小、成形和定位成接合蜗轮36(或在其位置上的类似部件)的对应特征。在示出的实施例中，蜗轮包括一个或多个槽58，用于接合锁紧器54的销561。
促动器/变速箱12配置为：使得无论蜗轮34在一个方向或另一方向上转动，锁紧器54可以接合蜗轮34。这允许当锁紧器54被接合时，输出部件38在第一方向或第二方向上移动，取决于电动机18是否控制输入部件(例如，蜗杆和蜗轮32、36)以其第一或第二方向转动。
还如附图5所示，促动器子组件24包括热切断部件60。热切断部件60包括传感器601(在附图6中明确标记)，用于确定杠杆何时经过旋转超过特定点。示例性的热切断传感器601是光编码器或断路器，其配置为确定经过传感器部分之间的光何时被杠杆46中断，这指示杠杆已经移动得充分——例如，只要杠杆 46需要做其向下推动锁紧器54的功。当热切断60确定杠杆46已经移动充分时 (例如，达到其第二位置)，其发送可操作信号来降低或关闭活性材料的热源(例如，电的或热的)。该信号可被发送至例如系统硬件(例如，在电路板66处) 和／或软件(例如，储存在计算机可读存储介质中的软件)或影响热源的其它装置。
通过仅提供将杠杆46移动至第二位置所需的足够量并且之后仅提供将杠杆46保持在该位置的足够量，这一布置具有包括节约能量的益处。通过提供对抗过热的安全性，该布置还允许向活性材料50的高初始输入(例如，电的或热的)，因而导致了快速响应促动。此后，输入可被适当地降低来保持所需位置。在没有关闭的情况下，高初始输入将可能导致过促动。热切断布置的又一益处是避免了活性材料50的过热，限制了活性材料的活动以及因此的磨损。
类似于在此公开的所有控制方面，热切断逻辑功能可部分地或全部在促动器组件12处执行，在硬件(例如，在电路板66处)和／或软件(例如，储存在计算机可读存储介质中的软件)中，并且部分或全部地在相对远离促动器组件的计算装置(例如，车辆中央处理单元)处。
在促动组件12处或在离促动组件12较近处(例如，在电路板66处)具有一些逻辑和／或决策结构的益处包括更快的响应时间。使一些逻辑和／或决策结构与促动组件12(例如，在车辆中央处理单元)分离的益处包括节省费用，这来自于使用现有的资源并且避免了将这些资源增加至组件12。
与促动器组件12关联的另一功能(部分地或全部在促动器组件和／或远离该组件处执行，且部分地或全部在硬件或软件中)是恒定电流功能。这一功能配置为调节输入电压以将其保持在所期望的电压周围。作为示例，正当实际输入电压在9V和16V之间变化时(例如由于促动器组件12所处机动车的各种或变化的电压源质量和／或电压需求)，恒定电流功能将有效电压调节为所期望的大约13V。
促动器组件12的另一有益可选功能是温度补偿功能。此功能基于在促动器组件12处或其邻近处的温度，而影响向活性材料的输入量(例如，电力或热力)。该功能可以从多种源中的一个或多个接收温度，所述多种源包括(i)促动器中的低成本热敏电阻器(例如，连接至电路板66)，(ii)车辆温度测试表，例如，定位和配置成测量车辆临近车顶处的温度的测试表，以及(iii)活性材料50本身。对于后者，在一个实施例中，促动器组件12将包括用于测量(指示活性材料邻近处的周围温度的)活性材料50方面的特征。该指示性的活性材料50方面例如可以是电阻率或伸长率量度。
温度补偿功能的益处包括：保持一致的用户体验(包括响应时间，不论在活性材料50处或其邻近处的温度)，并且在一些情形中节省动力。因此，例如，如果周围温度低于平均值20度，温度补偿功能将确定对应较高的输入(电的或热的)应至少初始地被提供到活性材料50，以引起和保持所期望的响应时间并限制延迟。相似地，如果周围温度高于平均值20度，温度补偿功能将确定对应较低的输入(例如，电的或热的)可被提供到活性材料50，以引起和保持所期望的响应时间并限制延迟。在后者的情形(高于平均温度)中，实际提供被保存为低于通常提供的动力，同时仍然继续提供所需的结果。
附图6——促动器子组件的细节
附图6示出了在附图5的爆炸视图中示出的(在此为组装的)促动器子组件24的部件的透视图。为了简化附图6的视图，子组件24的一些部件没有示出，包括锁紧器帽52和锁紧器54——这些部件通过其它附图的详细视图而被再介绍——例如附图7和10。在附图6中示出的与附图5中的那些共同的部件通过相同的附图标记而识别。
还如附图6所示，促动器子组件24可以包括偏移部件62，其被配置和定位为用于将杠杆46朝向第一接合状态或位置回复。
在示出的示例中，偏移部件621是弹簧。各种类型和尺寸的弹簧可被用于将杠杆46朝向第一位置偏移。弹簧621连接至两个锚定点64，第一锚定点641-１在附图6、8和9中示出。用于弹簧621的第二锚定点641-2的示例在附图5中示出。当杠杆46移出其第一位置时，锁紧器54从蜗轮36(在附图9中未示出帽、锁紧器和蜗轮)分离。附图8和9在下文进一步描述。
继续参考附图6，附图还示出了用于活性材料50第一端的锚定点501。第一端是静止的，例如相对于促动器基座40。用于活性材料的第二锚定点502在附图6中示出。
活性材料50，例如SMA元件，从静止锚定点501、502延伸以围绕杠杆46 上的第三移动锚定463。在一个实施例中，活性材料50在活性材料50的总体中部502处围绕杠杆46缠绕。相似地，第二锚定点502可位于促动器组件12中，在与第一锚定点501的位置类似且相对(例如，镜像位置)的位置处。
杠杆槽463被配置为接收和容纳围绕杠杆46而缠绕的活性材料50的部分502。如在附图7中更详细示出的，第三锚定463可以包括V形槽，活性材料50 位于其中。
促动器子组件24还包括在第一和第二锚定点501、502的至少一者处或其邻近处的电或热源(没有详细示出)。电或热源可以例如连接至电池以选择性地提供输入电流至活性材料50，从而导致活性材料发热并且作为响应而改变相。改变形状的活性材料50因而改变了那里的尺寸，这通过围绕枢轴48拉动杠杆而影响了以杠杆46移动形式的功。
附图7——促动器子组件的细节
附图7还示出了附图5中所示的促动器子组件24部件的侧视图。附图7 中的促动器子组件24包括用于将杠杆46朝向第一位置——即，杠杆的工作端 461移动至其向下位置(另一端在附图中总体上由462表示)——偏移的替代布置。特别地，附图7的子组件24包括与附图6相比作为偏移部件的弹簧622的替代定位。在这一布置中，弹簧622被连接至第一静止锚定点642-1和第二锚定点642-2。第一锚定点642-1是静止的(例如，相对于促动器基座40)并且第二锚定点642-2被连接至杠杆46，从而将杠杆朝向第二位置偏移(例如在附图9中所示)。
还如附图7中所示的和在上文提及的，促动器子组件在一些实施例中还包括芯片或电路板66。电路板储存用于控制本文所描述的促动器组件12、72(后者类型的组件72在下文结合附图17描述)的操作的一些或全部逻辑。该逻辑和操作，其可分离于、代替或结合处理器19的操作而执行，其中在下文中进一步描述。
附图7还示出了促动器子组件24的示例尺寸。虽然促动器基座40可以在不偏离本技术范围的情况下具有其它长度671，在一个实施例中，促动器基座40 具有在大约100mm和大约115mm之间的长度671。在特定实施例中，长度671为大约108.7mm。
虽然促动器子组件可以在不偏离本技术范围的情况下具有其它高度672(如在促动器基座40的底部和第二类型偏移弹簧622的顶部之间测量的)，在一个实施例中，该高度672在大约60mm和大约70mm之间。在特定实施例中，该高度672为大约21mm。
虽然弹簧622可以在不偏离本技术范围的情况下具有其它直径673，在一个实施例中，弹簧622的直径673在大约4mm与大约5mm之间。在特定实施例中，该直径671为大约4.57mm。
附图8和9——促动器子组件操作的附加视图
附图8示出了在第一位置(即杠杆的工作端461移动至向下位置)的促动器子组件24的部件的侧视图。更特别地，附图8示出了在第一接合位置的杠杆 46。在此实施例中，当活性材料50未被激活(即，没有被促动)时，促动器子组件24在其第一接合状态或位置。
当活性材料50未被激活时，没有阻止偏移部件62将杠杆46拉动至第一位置的抵抗力。在第一位置中，杠杆46的工作端461是向下的，并从而向下按压锁紧器帽52，所述锁紧器帽52继而压向锁紧器54，锁紧器54继而接合蜗轮36 (在附图9中未示出帽、锁紧器和蜗轮)，如在上文描述的和在下文进一步详细描述的。
在此参考方向指示器(例如向下或向上)，其被提供以用于关于相应附图的描述之目的。所述参考并不意图控制系统或其部件在安装之后(例如，在激动车中)以及在本技术的操作期间所具有的定位。例如，促动器组件可被布置在更大的系统(例如，天窗系统，或更广泛地，机动车)中，以致当其移动至结合附图8所参考的向下位置时，杠杆46的工作端461实际并不垂直向下移动。
附图9示出了在第二位置的促动器子组件24的相同部件的侧视图。在第二位置中，杠杆的工作端461是向上的。
附图10和11——具有帽和锁紧器的促动器子组件运动
附图10示出了包括锁紧器帽52和锁紧器54的促动器子组件24的特写侧视图。
如上文描述并且在附图10中所示的，锁紧器54包括锁紧器销561和弹簧 561。在附图10和11中示出的箭头表示由弹簧62施加的有效向下偏移力。
在附图10中，促动器子组件在第二位置。因此，杠杆46的工作端461被向上移动，锁紧器帽52在其向上位置，并且锁紧器销561未被向下推动以与蜗轮(附图10和11中没有示出蜗轮)接合。
附图11示出了在第一位置的促动器子组件24的侧视图。因此，杠杆46的工作端461被向下移动，从而向下推动锁紧器帽52，这继而向下推动锁紧器销 561至其延伸位置。正是在该位置处，锁紧器销561接合蜗轮36(再次，蜗轮没有在附图10和11中示出)。
反转特征
在一些实施例中，具有多个位置的附加活性元件或其它元件(例如，单个元件)可被使用，以便电动机具有附加的齿轮，以反转电动机输出的方向以及因此的在每个促动器组件处的相应输入齿轮(例如，蜗杆)的方向。这将允许用户在同一时间同时在相反或相同方向上移动由单个主驱动电动机驱动的多个特征。
附图12——锁紧器——蜗轮细节
附图12示出了锁紧器54和变速箱驱动部件30的透视图，所述变速箱驱动部件30包括蜗轮36和输出齿轮38。锁紧器销561和锁紧器弹簧562可在锁紧器54的顶部清晰可见。
附图13——蜗轮——输出齿轮细节
附图13示出了变速箱驱动部件30的透视图，所述变速箱驱动部件30包括蜗杆32、蜗轮36和输出齿轮38。
附图14——第一促动器／变速箱组件印迹
附图14示出了类似于附图2中的第一或第二促动器／变速箱组件121、122的促动器／变速箱组件12的俯视图，其被叠加在电动机组件6(从附图1)之上。附图14示出了伴随着使用促动器/变速箱12代替电动机组件6，尺寸(并且因此在使用环境例如机动车中的对应空间)上的显著减少。
虽然促动器／变速箱组件12可以具有其它尺寸，在一个实施例中，该组件具有大约108.2mm的长度和大约71.3mm的高度。用于比较，一些传统的电动机组件具有149.6mm的长度和大约91.1mm的高度。
附图15——第二促动器／变速箱组件印迹
附图15示出了类似于附图2中的第三促动器／变速箱组件123的促动器/变速箱／电动机组件123／12的俯视图。
附图15还示出了第三促动器/变速箱组件123以及可连接至其上的电动机 18的示例性尺寸。虽然这些部件可以在不偏离本技术范围的情况下共同具有其它高度122-1(该尺寸指相对于附图15的视角的高度)，在一个实施例中，此高度122-1在大约170mm和大约180mm之间。在特定实施例中，该高度122-1是大约175mm。
虽然组件／电动机123／18组合可在不偏离本技术范围的情况下共同具有其它的总宽度122-2，在一个实施例中，此总宽度122-2在大约140mm和大约145mm 之间。在特定实施例中，该宽度122-2为大约143.8mm。
附图16——第二促动器／变速箱组件印迹
附图16示出了附图15中所示的促动器／变速箱／电动机组件123／18和齿轮装置的侧视图。
虽然组件／电动机123／18可以在不偏离本技术范围的情况下具有其它厚度 122-3，在一个实施例中，厚度122-3在大约87mm和大约92mm之间。在特定实施例中，厚度122-3为大约89.9mm。
附图15和16从顶部(附图15)和侧面(附图16)示出了邻近电动机的第三变速箱123。示出的装置可以包括其它有用的部件。例如，对于一个制造的原型，附加的齿轮被增加至第一变速箱123以为了允许反转电动机18的驱动方向，这需要其不同于其它两个变速箱121、122。
虽然组件／电动机123／18组合可在不偏离本技术范围的情况下共同具有其它厚度122-4，如附图16所示，在一个实施例中，厚度122-4在大约50mm和大约 57mm之间。在特定实施例中，厚度122-4为大约54.6mm。
附图17——第一替代促动器/变速箱组件
附图17是依照替代实施例的促动器／变速箱组件721、722的俯视图。类似于附图17的促动器／变速箱组件被定位在附图2所示的系统10中，代替附图2 中的每个第一和第二促动器/变速箱组件121、122。
此实施例的组件的不同尺寸和形状配置为：比起附图2中的组件121、122的实施例的尺寸和形状，更有益于特定应用。由于在里面的内部部件配置(例如，尺寸和形状)的改变，不同形状和尺寸是可能的，另外地类似于附图3-13 的实施例中的内部部件。不同的内部配置在附图19-24中更详细地示出。
附图17和19-24的实施例的不同配置以及结果的外部形状是可用来实施本技术的灵活性的示例。将理解的是，在此公开的一般概念可在配置(例如，形状和尺寸)中被实施，以适合特定应用的需要或需求。
附图18——第二替代促动器/变速箱组件
附图18是依照替代实施例的促动器／变速箱组件721的俯视图。促动器／变速箱组件723被定位在附图2所示的系统10中，代替附图2中的第三促动器/ 变速箱组件123。
此实施例的组件的不同尺寸和形状配置为：比起附图2和15中的组件123的实施例的尺寸和形状，更有益于特定应用。由于在里面的内部部件配置(例如，尺寸和形状)的改变，不同形状和尺寸是可能的，另外地类似于附图3－13 的实施例中的内部部件。不同的内部配置在附图20-24中更详细地示出。
附图18和20-24的实施例的不同配置以及结果的外部形状是可用来实施本技术的灵活性的另一示例。再次，在此公开的一般概念可在配置(例如，形状和尺寸)中被实施，以适合设计者的需要或需求。
附图19——第一替代促动器／变速箱的内部
附图19是附图17的促动器／变速箱组件721、722的俯视图，其中促动器盖被移除了。组件721、722的部件包括杠杆74，所述杠杆74围绕杠杆枢轴76枢转。枢轴连接至促动器基座77。组件721、722还包括接触部件78，其连接至杠杆74以将杠杆的工作端的移动转移至锁紧器帽84。
如在附图19中进一步示出的，组件721、722还包括活性材料80。在此实施例中，并且在前面附图的实施例中，组件可以包括多于一个活性材料元件。在附图19中，示出了两个活性材料元件801、802。如在更早的实施例中，活性材料元件801、802是以电线的形式。活性材料801、802在相应的第一连接点821-1、 822-1处连接至促动器基座77。在活性材料801、802的第二端，材料在相应的第二连接点821-2、822-2处连接至杠杆76。
组件721、722还包括锁紧器帽84。此实施例的锁紧器帽84可以与在较早附图中示出的实施例中所示的锁紧器帽52基本相同。组件还包括输出齿轮86 (在附图20中示出)和锁紧器88，这二者也可以与其在较早实施例中的版本基本相同(例如，如在附图5、7、10、11和12中所示的和结合附图5、7、10、 11和12所描述的输出齿轮和锁紧器38、54)。
在操作中，如在下文进一步描述的，组件721、722、723被布置为使得活性材料80的收缩引起输出齿轮86和蜗轮(没有详细示出)之间的接合。这与组件121、122、123相反，其被布置为使得活性材料50的收缩导致输出齿轮38和蜗轮46间的分离。这一替代实施例的组件721、722的部件的操作的一些方面在附图20的透视图中更容易看到，其示出了相似的促动器部件。
线1指示电动机的驱动轴线。如所描述的，电动机引起输入部件(例如，蜗杆)的转动，这继而引起蜗轮或轮88的转动。在一些实施例中，蜗轮88集成有输出部件(附图20中的项86)，例如输出齿轮、输出轴或输出链轮齿(例如，金属链轮齿)，所述输出部件继而与操作天窗的线缆相配合并驱动该电缆。正常接合的、但SMA可分离的离合器(例如，锁紧器)被定位在蜗轮／轮88和输出部件(附图20中的项86)之间。
附图20——第二替代促动器/变速箱的内部
附图20是附图18的促动器／变速箱组件723的透视图，其中促动器盖被移除。附图20的组件723具有很多与附图19的组件721、722共同的部件。虽然组件723的部件不需要与附图19的组件721、722的那些相同，对应于附图19中的部件的附图20中的部件用相同的附图标记进行标记。
例如，附图示出了杠杆74，其围绕杠杆枢轴76枢转，所述杠杆枢轴76继而与促动器基座77连接。组件723还包括接触部件78和活性材料801、802。组件723还包括锁紧器帽84和输出齿轮86。
在一些实施例中，附图18和20的促动器/变速箱组件723的部件以与附图 17和19中的组件721、722的部件基本相同的方式操作。如上文提供的，在操作过程中，组件723被布置为使得活性材料80的收缩引起输出齿轮86和蜗轮(没有详细示出)之间的接合。这与较早实施例的组件121、122、123相反。
在一些实施例中，增加了应变救济，其保护SMA元件免于机械过载情况。应变救济／机械过载保护对于正常分离的(与正常接合相反)离合器设计／实施例是有用的。以这些方式，系统可以在操作中控制SMA所经历的应变和应力。这可通过机械、使用控制电子设备、或二者的组合得以完成。基本上，在齿轮没有对准或系统以活性元件将不能移动到位的方式而被负载的情况中，电子和／或机械救济机构将防止活性材料被破坏。
附图21和22——替代促动器／变速箱组件的细节
附图21示出了附图17-20的促动器/变速箱组件721、722、723的部件的特写透视图。特别地，附图21示出了杠杆74，并且因此的锁紧器帽84和锁紧器 88处于下部接合位置。该附图还示出了输出齿轮86。附图22示出了杠杆74、锁紧器帽84和锁紧器88处于上部分离位置。
杠杆74的工作端在附图21中被示为连接至锁紧器帽84或直接连接至锁紧器74，以便锁紧器与杠杆74的工作端一起向上和向下移动。
附图23和24——替代促动器/变速箱组件的侧视图
附图23示出了附图17-20的促动器/变速箱组件721、722、723的部件的侧视图。特别地，附图23示出了处于下部接合位置(对应于附图21中所示的位置)的组件。附图24示出了处于上部分离位置(对应于附图22中所示的位置) 的组件。
附加概念
第一附加概念
在特定实施例中，传感器(例如，电气的、机械的或二者的)被增加至每个变速箱，以将负载信号与到达主控制单元的运动反馈信号相分离。如果与每个输出关联的反馈信号能被保持为分离的，那么当驱动多个特征时，可以实现更好的夹紧保护控制。具体地，不同的夹紧保护阈值水平可被指定用于不同的特征，并且与夹紧保护关联的计算成本以及此系统所需的微处理器资源被降低了。
传感器(例如，旋转编码器)可被增加至活性材料促动变速器的每个输出轴，该输出轴驱动各种输出特征。替代地，位置传感器(例如，线性位置传感器)可直接附接到特征(例如，天窗玻璃、通风口等)的移动元件上，而不用具有附接到电动机上的单个编码器，这允许追踪所有特征的位置，例如，通过与传感器多路传输相关的簿记功能。为此，专用编码器可被用于反馈每个输出特征的位置指示数据(例如，位置指示信号)。本技术的控制方面可以以此方式简化。传感器多路传输在下文进一步详细描述。
第二附加概念
第二概念在这样的情形中是有用的：通过离合器传送的转矩将另外地高于所期望的(对于个别活性材料元件来说是提供离合器的接合，和／或对于相关弹簧机构来说是强制离合器的分离)。该概念使用电动机自身来不仅提供驱动输出负载的转矩，而且还提供用于接合离合器的力／转矩。活性材料促动器元件将仅提供小的力／转矩，其将从电动机转移需要的力／转矩以执行分离／接合。
当输出特征例如天窗玻璃或遮阳板被分离或接合(取决于系统被配置为默认接合的还是默认分离的)时，电动机提供力／转矩，不仅为了驱动输出而且为了维持分离／接合。对于电动机轴持续旋转来驱动输出、但是仅经过有限角度来执行分离／接合的实施例，一种滑动离合器(例如，摩擦离合器)可被使用，以允许从电动机引导有限的转矩／力来执行与电动机轴的有限旋转相对应的分离／接合，同时，仍然允许电动机轴持续旋转来驱动输出。
由于电动机可以提供比紧凑活性材料(例如，SMA)元件大得多的力／转矩，此概念允许该技术被应用，即使当分离／接合负载可以在宽范围中改变时，这使得该系统通过此方式更为稳固。
如果所述分离／结合是由正在被利用的电动机所引起的(如所描述的)，由此产生的设计在一些情形中可以更小、更紧凑，至少因为较少的促动器部件被需要。例如，在一些情形中，杠杆46被移除。
此概念的目标应用包括需要通过离合器大转矩传送的那些，例如关于需要大量功和／或动力的输出应用常见的情形(例如，包括乘员在其上的座椅)。
第三附加概念
附图25依照替代实施例示出了本技术的促动器机构100的方面的示意图。该机构包括活性材料，例如在第一和第二固定端104、106之间延伸的SMA电线102(或绳、伸长膜等)。此布置可称为弓弦布置，其中电线充当弓弦。当电线收缩时，其施加向下的力108。
向下的力108执行由在上文描述的其它实施例中示出的杠杆的工作端执行的功——即，向下推动帽52(在附图25中未示出)，这继而向下推动锁紧器，或另外形式地促动离合器，例如锁紧器型离合器。机构100或更大的系统可以包括偏移特征，例如上面所述的弹簧(没有在附图25中明确示出)，用于例如控制电线位置／回复力，例如通过将电线102偏移至其向上位置。
还关注的是，机构可被布置为使得离合器在正常情况下是被激活的(例如，向下)。描述了两个示例性布置。在第一个中，机构总体上类似于附图25中的，电线102在正常情况下处于其收缩状态，并且通过被移动至其延伸状态而释放离合器机构。在第二个中，电线被倒置，使得当电线102延伸时离合器被允许向下，并且电线的促动引起用于抬升离合器的功。在后者的情形中，偏移力将离合器偏移至其接合的向下位置。
第四附加概念——传感器多路传输
概览——附图26的介绍
附图26用图表示出了系统操作特性，其关于传感器多路传输，或使用单个传感器，或至少比相应输出特征数量的较低数量传感器，从而监测多个输出特征的位置。
更特别地，附图26示出了叠式图表布置109。正如在附图左侧标记的，布置109包括四个叠式子图表110、210、310、410。每个子图表具有各自的x轴线112、212、312、412，其关于相同的时间基准。时间可以以例如秒或毫秒而测量。布置还包括虚线垂直线500，所述虚线垂直线500指示了时间的代表性点，正如下面进一步描述的。
第一子图表110的y轴线114表示系统功源的操作的增加。一个示例性操作增加是系统电动机(例如，附图3中的电动机18等)的多个旋转(r)。在一些实施例中，优选的是，增加被累积地追踪，其相对于不同的时间段，例如在符合事件(例如电动机被打开或改变电动机方向)之间。结果线或曲线116可因而表示电动机所做的旋转(r)的累积数量，其作为时间的函数(从上个符合事件以来)。
第二子图表210的y轴线214表示了电动机旋转方向218，其可被初始化为md。
第三子二图表310的y轴线314表示系统的第一特征的开／关状态。第一特征的示例是天窗组件的可移动玻璃。虽然在此主要称作特征，所述特征也可被其它名字所指称，例如部件、部分等。
第四子图表410的y轴线414表示第二系统特征的开／关状态，所述第二系统特征不同于第一系统特征且操作关闭通过相同的输入——例如，来自电动机 18的输入力。第二特征的示例是包括第一特征的相同天窗组件的可移动遮阳板。
在一个预期实施例中，第一和第二特征是不同组件的部件，例如通过一个为车辆天窗组件的部件并且另一个为车辆座椅组件的部件，每个仍然由相同的输入——例如电动机18而操作。
尽管两个特征结合附图26的第三和第四子图表310、410被描述，该描述是通过示例的方式提供，并且当前教导可被延伸至与输入关联的任何数量的特征——例如，三个特征、四个特征等。
附加细节中的第一子图表
进一步参考附图26的第一子图表110，正如提供的，y轴线114表示电动机操作的指示器，例如系统电动机(例如电动机18)的多个旋转(r)。
该系统可以包括多种传感器中的任意一种用来测量电动机操作——例如，电动机的旋转数。一种示例传感器是霍尔效应旋转计数器。在一个实施例中，传感器包括编码器。一些传感器，例如一些霍尔效应旋转计数器被配置为仅测量电动机的全程操作增加，例如全程旋转，而其它的被配置为测量部分旋转，例如四分之一旋转、一半旋转等。
传感器还可以多种方式中的任意一种来与功源(例如，电动机18)关联。在一个实施例中，传感器连接至功源。在预期实施例中，传感器是功源的一部分。在此(包括在权利要求中)对与功源关联以提供功源输出数据或信号的传感器的提及，可被理解为包括与功源分离并连接或作为其一部分的传感器。
更特别地，结果曲线116表示，电动机旋转(r)的累积数量，其作为时间的函数(从上个符合事件以来)。示例性符合事件包括电动机被打开和改变电动机运行方向。
选择事件在曲线116上通过圆圈1161、1162、1163、1164指示。这些事件的第一个1161表示电动机被打开。参考附图26的时间基础，可以看出第一事件 1161发生在第一时间情况，5001，其也可被表示为，例如timel、timea，或仅仅 tl或ta。
功源操作计数器(例如，用于实施计数器或计数的软件和／或硬件，程序) 响应于功源的起动(即第一事件1161)而开始在第一时间5001(或ta)，并追踪或测量功源操作，例如，电动机操作计数器测量电动机旋转。
计数器或计时器可以是使用在当前多路传输过程中的传感器的部件，例如上述的霍尔效应旋转计数器。在另一实施例中，计数器或计时器是系统的控制器的一部分，例如附图3的控制器19。
计数器运行直到功源(例如，电动机)被切断，其为发生在第二突出显示的时间5002或tb的第二事件1162。在一些实施例中，计数器在这一点重置并且在第三时间5003或tc重新开始，在第三时间5003或tc电动机被再次启动，电动机的再起动为第三事件1163。新的计数时段可在线116中看出，在时间5009、 50010中的第九和第十标记点之间。
计数器重置可响应于多个触发中的任一个而发生。在一个实施例中，重置响应于电动机被关闭而发生。在另一个中，触发是电动机被再次启动。重置通常可以在关闭之后立即发生，或在第二和第九时间5002、5009之间的一些处理之后。
进一步参考曲线116或第一子图表110的线，曲线116的斜度响应于一个或两个特征状态的改变而改变——例如，第一特征或第二特征的状态改变，分别与第三和第四子图表310、410关联。曲线116斜度的改变产生于功源改变其操作速度或速率以适应由特征状态改变引起的负载变化。曲线116例如响应于第一特征和第二特征被打开／关闭中的一者或二者而改变，这表示功源适应不同的负载。
附加细节中的第二子图表
进一步参考第二子图表210，可以使用指示电动机是否打开／关闭的任意惯例。在第二子图表的示例中，当电动机正在以第一方式例如方向操作时，代表性线216假设正的或+1姿态或功源方向(wd)。
相似地，当电动机以第二方式例如第二方向操作时，代表性线216假设负的、-1姿态或功源方向(wd)。在大部分实施例中，功源方向(wd)具有用于每个操作周期的固定值。功源方向(wd)可基于轴或输出部件的旋转方向而确定。在一个实施例中，第一正的(+1)方向是逆时针，并且第二负的(-1)方向是顺时针。在另一个中，是相反的。
依照示例惯例，第二子图表210示出了：在跨越第一和第二上面参考的时间5001至5002(或ta-tb)的第一操作周期，电动机在逆时针方向上运行。进一步依照该子图表，在跨越5009至50010(或ti-tj)的第二操作周期，功源(例如，电动机)在顺时针方向上运行。并且，如提到的，计数器(例如旋转(r)的) 可在每个周期的结束处被重置。
附加细节中的第三子图表
进一步参考第三子图表310，当第一特征(例如，天窗玻璃或遮阳板)为关闭或未被移动时，代表性线316假设沿着第三x轴线312为关闭姿态。将理解的是，依照本技术，当其对应的促动器系统(例如，附图3的系统12的第一个)被操作以将来自功源例如电动机18的输入与第一特征(例如，天窗遮阳板或玻璃)断开时，第一特征将处于其关闭状态。如还被描述的，当促动器系统被促动时，促动器系统是将输入力(例如，从系统电动机传递的旋转力)与第一特征连接还是断开，取决于促动器系统是被布置为正常或默认接合的还是正常分离的。例如，如果促动器系统具有正常接合的布置，则促动器系统将响应于被激活(例如，SMA加热)而被移动至分离状态，并且第一特征将因而到达其关闭状态。如果促动器系统具有正常分离的布置，则促动器系统将响应于被失活(例如，SMA加热停止)而被移动至分离状态，并且第一特征将因而到达其关闭状态。
在另一方面，当第一特征为开或被移动时，第三子图表310的代表性线316 假设在x轴线312之上为开姿态。再次，当对应的第一促动器系统(例如附图3 的系统12的第一个)被操作以将来自动力源例如电动机18的输入与第一特征 (例如，天窗玻璃或遮阳板)连接时，第一特征将处于其开状态。并且，再次，当促动器系统被促动时，对应的第一促动器系统是将输入与第一特征连接还是断开，取决于促动器系统的布置。例如，如果促动器系统具有正常分离的布置，则促动器系统将响应于被激活(例如，SMA加热)而被移动至接合状态，并且第二特征将因而到达开状态。如果促动器系统具有正常接合的布置，则促动器系统将响应于被失活(例如，SMA加热停止)而被移动至接合状态，并且第二特征将因而到达其开状态。
观察第三子图表310，可以看到的是：初始地，在第一时间5001，第一特征为关闭。第一特征保持关闭直到第三时间5003(或tc)，在此，第一特征被打开。第一特征之后一直到第四时间5004(td)保持开，在第四时间5004(td)该特征被关闭。该特征之后保持关闭直到第七时间5007(tg)，在此该特征被打开。从第七时间5007(tg)一直到第八时间5008(th)该特征保持开。最后，特征在第八时间5008(th)处被关闭，并且一直到至少第二时间5002(tb)处保持关闭。
因此，在第一操作周期期间，第一特征处于关闭更多的时间。在该周期，其在三个关闭时段，之后在两个开时段中开。
附加细节中的第四子图表
进一步参考附图26的第四子图表410，第四代表性线416表示第二特征(例如，天窗玻璃或遮阳板)的开/关姿态，类似于第三线316表示的(如上所述)，第二特征(例如，遮阳板或玻璃)为开或闭。
如同第一特征，当其对应的第二促动器系统(例如，附图3中的系统12 的第二个)被操作以将来自电动机的输入与第二特征断开时，第二特征将处于其关闭状态，无论对应的第二促动器系统是正常或默认接合的还是正常分离的。
因此，当第二特征为开或被移动时，第四代表性线416在第四x轴线412 之上假设为开姿态。再次，当对应的第二促动器系统(例如附图3的系统12的第二个)被操作以将来自动力源例如电动机18的输入连接至第二特征(例如，天窗遮阳板或玻璃)时，第二特征将处于其开状态。
并且，再次，当促动器系统被促动时，促动器系统是将输入与第二特征连接还是断开取决于促动器系统的布置。例如，如果促动器系统具有正常分离的布置，则促动器系统将响应于被激活(例如，SMA加热)而被移动至接合状态，并且第二特征将因而到达开状态。如果促动器系统具有正常接合的布置，则促动器系统将响应于被失活(例如，SMA加热停止)而被移动至接合状态，并且第二特征将因而到达其开状态。
观察第四子组410，可以看到的是：初始地，在第一时间5001处，第二特征为开。第二特征保持开直到第五时间5005(或te)，在此，第二特征被关闭。第二特征之后短暂地保持关闭至第六时间5006(tf)，在此该特征再次被打开。该特征之后保持开经过周期(ta-tb)的平衡——即，至少直到第二时间5002(tb)。
因此，在该周期期间，第二特征在第一操作周期的大部分中保持开启，除了在第五和第六时间之间(或者，te-tf)的短暂间隔。
特征位置确定
现在提供用于使用单个传感器来确定或计算特征(例如，天窗玻璃和遮阳板)位置的方案或算法。
对于该描述，位置可表示为(p)并且时间表示为(x)，并因此在任意给定时间的位置表示为p(x)。对应于第一时间5001(或ta)的第一特征的初始位置，可因而表示为p(ta)。
如上所述，电动机的第一周期跨越第一时间5001(或ta)至第二时间5002 (或tb)。在第一操作周期期间的功源操作增加的总数例如电动机旋转(r)，可在第二周期结束时间5002(或tb)被容易地确定为累积增加数，例如旋转(r)。
其它总和，例如在任意周期期间总累积旋转的子总和，也可被确定。例如， (i)在第一周期期间和(ii)当第一特征被打开时由电动机所做的旋转总数可被计算。同样，(i)在第一周期期间和(ii)当第二特征被打开时由电动机所做的旋转总数可被计算。
(i)在第一周期期间和(ii)当第一特征被打开时由电动机所做的旋转总数可被表示为r1(ta-b)，并且计算为在两个开时段期间的旋转总和，即，电动机在第三和第四时间(5003(tc)和5004(td))之间以及第七和第八时间(5007(tg) 和5008(th))之间所做的旋转总和。这可函数地表示为：
r1(ta-b)=[r(td)-r(tc)]+[r(th)-r(tg)]。
对于用于确定特征位置的方案或算法，用于表示特征的运动速度的速率被确定。从一个视角看，速率可被看作将电动机的运动(例如，旋转)量与特征的对应距离行驶量归一化或相关。距离可以包括特征的线性移动、非线性移动或组合——例如，特征在其运动中线性移动一部分且非线性移动一部分。速率确定被配置为适应相关因素，例如有效电动机操作(例如，功或速度)随着时间的改变，例如响应于插入在电动机和主题特征之间(例如，在电动机和特征的主要移动元件之间)的部件的改变情况。示例性插入部件包括齿轮、滑轮驱动、蜗杆和蜗轮对以及螺钉和螺母对。
速率可通过变量g表示。相关变量包括特征的运动速度或v，以及功源(例如电动机)的旋转速度或(nw)。比率(g)是正的(+1)或负的(-1)，其可以通过(sgn)表示。用于第一特征的速率(g1)可因而表示为：
g1=sgn1*v1／nw。
以这一方式，用于第一特征的速率g1与第一特征的运动速度v1和电动机的旋转速度nw相关，且具有正或负的符号sgnl。
符号(sgnl)通过系统基于功源的方向而被分配。该分配例如通过控制器或传感器做出。在示例性实施中，当以逆时针旋转而操作的功源导致第一特征打开(即从其闭合位置向开启位置移动)时，与周期有关的符号sgn以及因此的结果第一速率g1被分配正号(+1)。依照此实施方式，关于第一特征被朝向其闭合位置而移动的操作，速率g1被分配负号。
由特征所形式的总距离可被确定为至少三个因素的函数：功源例如电动机在周期期间操作的方向(或者，功源方向，wd)，在周期期间由电动机所做的旋转数(或r)，以及速率(g)。
由特征(例如，天窗玻璃)所行驶的总距离可被表示为距离差，或delta(δ)。并且在周期(第一和第二时间之间，ta至tb)期间所行驶的距离可被表示为δp(ta-b)。
在周期(第一和第二时间之间，ta至tb)期间由第一特征所行驶的距离因而是：
δp(ta-b)=wd*r*g
之后，关于第一特征，在第一周期(在第一和第二时间之间，ta至tb)期间由第一特征所行驶的总距离可同样表示为：
δp1(ta-b)=wd*r1*g1
特征在周期结束处即在第二时间5002(或tb)处的位置，可被表示为特征在周期开始时即在第一时间5001(或ta)处的位置以及在周期δp(ta-b)期间的行驶距离的总和。以公式的形式，这一关系是：
p(tb)＝p(ta)+δp(ta-b)
在每个周期之后或在周期的任意两个点之间的位置，可因而通过重复这一过程(使用先前位置例如周期开始位置以及在周期期间行驶的距离)而被确定。
在一个实施例中，为了确立参考或基准，当特征(例如，天窗玻璃或遮阳板)处于预定的初始化位置——例如完全闭合时，参考位置零(0)被设置。该设置可通过例如控制器或传感器做出。该操作可称为驱动的初始化，并且表示为p(ta)＝0，或p(t0)＝0。
虽然提到了完全闭合的初始化位置，该系统可替代地编程有其它初始化位置，取决于由系统设计者依照本公开而识别的需求。
此外，依照此方案或算法，特征在任意的周期内、中间时间tx(在ta和tb之间)处的位置以相似的方式计算。更具体地，系统(例如，执行计算机可执行指令的控制器的处理器)通过在计算中将tx作为时段的结束(犹如其为周期的结束；或将时间t视为主题中间周期的结束)，而不是使用在第二时间5002(tb) 处的传统的周期结束，来计算对应于中间时间tx的任意中间特征位置。特征位置可以以这一方式在任意时间偶发地和／或以规律间隔地计算，并且被储存在例如控制器的存储器中。
在一个实施例中，特征在时段结束时的位置(不管是在完整周期结束时还是在周期内的时间结束时)通过使用先前确定的位置来计算，并且不是预设的初始化位置。将理解的是，通过使用最近期的位置确定作为随后位置确定中的初始位置，一个特征或多个特征的位置可在一个周期中被重复执行。
在预期实施例中，本方案还可以被扩展用于在电动机停止和／或改变方向的时段之后确定特征的位置。在此情况中，该时段可以包括多于一个通常视为周期的物体。
关于第二特征(例如天窗屏幕)，如在附图26中说明并可被看到的，当第一操作周期开始时(在第一时间5001(或ta))，该特征为开。并且，随着短暂介入的关闭时段，第二特征继续为开至少直到在第二时间5002(或tb)处该周期完成。第二特征恰好在周期开始时为开和／或在周期结束时为开，这对计算第二特征在整个周期期间(ta-b)的位置不具有负面影响。
正如参考的，本教导可被应用至多于两个特征。也就是，上述的方案可被延伸至三个或更多特征。
依照此方案所做的位置确定可以多种方式被使用，包括在本文所描述的夹紧保护过程中。
其它控制逻辑方面
控制逻辑的附加方面的介绍
如上文描述的，本技术的控制可被实施在控制器19或另一计算装置例如车辆计算单元的软件中，和／或在硬件中(例如电路板66的)。通过在开关面板处处理用户输入并且监测输入和控制输出，电子控制器实现了用于相应特征的期望功能性。
结合用于本技术的天窗系统的示例性实施方式，该技术可以展示一个或多个下述操作：开启和闭合天窗玻璃、闩锁和解锁天窗遮阳板、开启和闭合遮阳板、闩锁和解锁挡风板、开启或闭合挡风板、以及以形成和闭合通风口的方式来开启和闭合玻璃。这些功能使用单个驱动电动机(例如，电动机18)而执行。在一些实施例中，变速器逻辑被称为低活性，其中，当促动器关闭时变速器为正常接合的。
在一个实施例中，对于电子控制装置有下面五个基本操作模式，不管动作控制装置(其如所提供地在本文中有时笼统简单地称为控制器、电子控制器、计算机或计算控制器，等等)是控制器19、车辆控制单元(例如，车身控制模块)、电路板66、和／或其它(例如集成电路)。在任何事件中，控制特征可通过用户开关输入而被激活——例如，驾驶员或乘客按下玻璃开启按钮或开关、玻璃闭合开关、通风口开关、遮阳板开启或闭合开关等。控制特征可包括下述：1、初始模式——其中，一旦打开电源，设置所有三个特征至完全闭合位置；2、监控开启模式——当开关被按下时，特征在开启方向上移动；3、监控闭合——当开关被按下时，特征在闭合方向上移动；4、快速开启模式——特征基于瞬间输入而移动至完全开启；以及5、快速闭合模式——特征基于瞬间输入而移动至完全闭合。这些模式或逻辑操作在下文中进一步详细描述。
控制器包括下面的对天窗的输入和输出。除了电流感应模拟输入以外，电动机(例如，直流电动机)可包括方向控制电路输出，例如H-桥方向控制电路输出。每个变速器模块(例如，模块121、122、123)可以包含对活性元件促动器的晶体管／继电器-驱动(例如，FET-驱动)动力输出以及光编码器输入，尽管各种类型的电动机和电动机控制器以及关联部件可依照本技术实施。以光学基切断开关形式的示例性热切断在上文被描述(附图标记641)。用于例如过热保护的示例性恒定电流电路也在上文中描述。
控制逻辑的空闲状态
对于这一实施例，当正在空闲地等待或替代地正在查询来自开关输入信号的用户指令时，电子控制器保持在空闲状态。
在一个实施例中，在此时期期间，与车辆齿轮位置关联的驻车／驱动指示器可被监测。当车辆处于驱动中时，系统电流和夹紧保护限制被增加超过了额定驻车值。
一旦接收到任一控制开关已被按下的输入，控制器解析该输入是否是初始或监控开启／闭合或快速开启／闭合。控制器忽略任何冲突的开关输入。例如，如果玻璃快速开启和遮阳板快速闭合开关二者都被按下时，该信号被忽略，由于电动机不能同时在两个方向上运行。相似地，如果快速模式和监控模式二者被选择，冲突存在并且该指令被忽略。
控制逻辑的中断驱动位置编码
通过每五毫秒查询编码器的状态而增加或减少位置计数值，控制器监测三个特征的位置。
当中断时，控制器首先确定电动机是否处于关闭、开启open或闭合close 状态。如果电动机处于关闭状态，编码器被忽略并且失速计数器被清除。
当电动机处于开启open状态时，控制器确定哪个促动器被分离并且变速器因此被接合。接合的编码器各自的失速计数器被增加，并且如果它们的状态已经从先前的查询改变：1、位置计数被减少；2、状态标志被设置至相反逻辑；以及3、失速计数器被清除。
当电动机处于闭合状态时，控制器确定哪个促动器被分离并且变速器因而被接合。接合的编码器各自的失速计数器被增加，并且如果它们的状态已经从先前的查询改变：1、位置计数被增加；2、状态标志被设置至相反逻辑；以及3、失速计数器被清除。
控制逻辑的电动机冲击方面
每当个别变速器被分离，电动机冲击程序发生。电动机冲击确定电动机的电流方向，并在相反方向上将其运行一小段(通常在100ms左右)且预定量的时间。这一方向的反转将负载从变速器移除，并且允许以微小的所需力使促动器回复。电动机冲击的行驶量在一些实施例中被例如通过系统自动地和／或依照操作者的设定而预先确定。
控制逻辑的夹紧保护特征
该特征监测功源例如电动机的操作特性例如电流，并且保持特性的运行平均值。在一些实施例中，当系统或组件在监控闭合模式或快速闭合模式中操作时，夹紧保护被启用。
在两个相继事件或情形之间的连续片段中(例如在不同的时窗或时间片段中)，在前面段落中所提及的操作特性被监测，并且运行平均值被计算。在每个窗之间的时间处，例如，当时间窗结束时或当开始新的时间窗时，平均值被重设(例如，设置到零或另一预确立的基值)。每个时间窗对应于起始条件或触发，并且基于停止条件而结束。
在一个实施例中，起始条件是功源(例如，电动机)的打开或关闭中的任意一个。对于功源为可反转的实施例(例如对于一些电动机)，起始条件还可包括功源反转其方向。触发还可包括相应特征中任意一个的操作(例如，天窗玻璃移动、天窗遮阳板移动、天窗通风口移动)改变，例如，该特征被打开或关闭(例如，天窗玻璃开启操作开始或结束)。
偏移值是预设的，并且当当前值超过运行平均值加偏移时，夹紧被探测到。在一个实施例中，当这发生时，电动机立即停止并且反转方向一小段时间来缓解阻碍。指令可被配置为：使得处理器响应于确定了夹紧情况，而发起报警或通知的通讯以通知车辆用户夹紧保护错误模式存在。该报警可以是任何类型——例如，视觉(例如，灯)和／或听觉(例如，蜂鸣声)。
在一个电动机驱动一个动力特征的传统驱动中，反夹紧特征通常通过在由电动机消耗的电流上设置绝对限制而实施。此限制用作阈值，当其被超过时，触发在该特定特征上的反夹紧功能。这一方法通常被认为不适用于本技术，在本技术中，单个电动机用于驱动多个特征(可能同时地)。
例如，假设当其被独立驱动时，假定特征1、2和3具有相应的标准(例如，许可的)电流消耗，分别为I1、I2和I3安培。进一步，令I1’、I2’和I3’为对应的反夹紧阈值，并且I1+I2>I’。之后，当特征1和2被同时驱动时，标准电动机电流消耗超过了用于特征1被独立驱动的反夹紧阈值。因此，在传统天窗驱动中用于实施反夹紧功能的绝对电动机电流消耗限制，在没有使用除了用于单个电动机的电流消耗传感器之外的附加传感器的情况下，不能与我们的技术一起使用。例如，附加传感器(例如，在每个机械移动元件上的力或运动传感器)可在此情形中有用并且是有益的设计选择。
在本技术的构架中实施反夹紧功能同时仍然仅使用电动机电流消耗传感器的挑战可以下面的方式得以解决。控制器监测由电动机消耗的电流并且计算最后n个样本的移动平均值。这可称为用于反夹紧功能的基线Ib(t)——基线的时间依赖性被明确示出以强调：当不同特征被增加至或减少自当前活性输出集合时，基线本身随着时间而改变。
反夹紧阈值(Iap(t))被指定为超过基线Ib(t)的绝对或部分增加的一些函数。因此，Iap也是时间的函数。使反夹紧阈值确立在时间依赖基线的基础上，补偿了由于各种因素(例如周围温度的变化、系统部件的年龄和磨损等等)而在用于各种特征的标准电流消耗中引起的变化。该方法也是可扩展的(需要很少／不需要修改，因为更多特征由单个电动机驱动)。
夹紧保护特征在下文进一步描述，包括进一步参考传统实践。
如所提供的，传统实践对于每个动力驱动的输出／特征(例如，天窗玻璃) 使用一个电动机。每个电动机还具有电流消耗传感器，所述电流消耗传感器监测由电动机消耗的电流(i)。在通常用于这种应用的永磁DC电动机中，由电动机产生的转矩(T)与由电动机消耗的电流线性相关。电动机产生的转矩被转化为力(F)，所述力(F)克服由摩擦、外部负载等产生的阻力(FR)，从而产生对应特征在期望方向上的运动。通过插入的变速器的机械效益(MA)，转矩T 与F相关并因而与FR相关，为T=F/MA。因此，我们可以将由电动机消耗的电流(i)与在输出处施加的力(F)相关联，从而在输出处产生期望的运动。
夹紧保护是这样一种特征：在由动力操作的移动元件和车身之间夹紧有物体的情况中，该特征将在动力操作特征的闭合期间所施加的最大力，限制到缓解对用户伤害的值(Fmax)。除了力的最大值之外，在夹紧事件(表征为驱动力 F超过Fmax)的情况中，还要求驱动输出停止和／或反转。
对于停止输出，驱动源本身可被停止，或者输出另外形式地被阻挡传递至输入部件(至少促动器，在此，夹紧情况存在)。该停止应在指定的时间间隔(tmax) 内发起。反转情况应被发起以引起反转功输出(例如，功源反向操作)用于预先指定的值，例如预定的时间、量或测量距离——例如，时间、量或移动，例如功源部件的指定行驶距离(dr)(例如，电动机旋转)。因此，指定值对应于发生夹紧情况的特征的特定移动(例如，用于天窗玻璃的距离行程)。
动力操作特征被设计为，使得由移动元件所施加的克服运动阻力FR的力F 一直小于Fmax。通常，由特征i的移动元件施加的力在特征的标准操作期间被限制为FiL＜Fmax。限制力FｉＬ随着特征和操作情况而改变。作为示例，当车辆处于运动中时，车辆与道路和周围空气的相互作用导致了由各种节接(articulate)特征所经受的运动阻力的改变。这导致了ＦｉＬ的增加，超过了其在车辆静止时的值。另一示例是当车辆停驻在坡道上的时候。车辆相对于地球重力场的相对定向的改变也导致了ＦｉＬ的改变。
在PMDC电动机中，由电动机消耗的电流(i)和在移动元件处施加的力 (F)之间的关系用于将夹紧保护特征所需的力限制(Fi＜FiL)转化为对电动机消耗电流的对应限制(ii<iiL)。连接至每个电动机的传感器监测由该电动机消耗的电流。如果违反了该限制，控制器停止电动机并且反转其运动，从而导致该特征的移动元件在缓解夹紧情况的方向上移动通过距离dr。由于在当前的实践中，电动机仅驱动一个特征，所以对于给定的操作情况，具有限制电动机电流 iiL的固定值。该值可被硬连接到控制电路中或被指定为控制软件中的常数。
考虑到当特征1和2同时开时特征2经历夹紧情况(因为驱动特征2所需的力上升超过其标准值)，电动机所需的转矩也增加超过其标准值，并且由电动机消耗的电流也如此。
在PMDC电动机中电流-转矩的线性关系，确保了电动机转矩中的给定变化δT跨过其全部有用操作范围而对应于电动机电流δi的相同改变。因此，当 F2>F2L时，由电动机消耗的电流也超过了其限制：i（1+2)>i（1+2)L，并且因此触发控制器停止电动机并反转所述驱动。如果特征1经历压紧事件，同样的解释依然成立。当两个特征同时经历压紧事件时，该情况是明确的。
夹紧保护控制逻辑在任何操作条件下、随着时间、并为同时活性的输出特征(例如，玻璃和遮阳板移动、或玻璃和通风口移动、或其它组合)的任意组合而确定了限制电动机电流值。依照一个实施例，电流限制在时间tj处计算，如下：
其中，第一项表示跨过紧接当前时间tj的时间间隔Δt而记录的电流消耗的移动平均值。
如所提供的，每当下面事件的一种发生时，电流限制被更新，例如，电动机被启动／切断，电动机反转方向，任一特征被打开／关闭。在移动平均值的计算中所包括的时间被限制至两个相继事件之间的连续片段。因此，用于iL(tj)的上述表达在紧跟事件的第一时间间隔Δt不能被计算。在这一时段期间，固定值iLF被分配至iL(tj)。在这一示例中用于iLF的可能值是i1+i2+δi。间隔Δt以这样的方式被选择：其平衡了最小化夹紧保护限制保持在高于所期望值的时间需求，以及在存在电流噪音测量时计算可靠移动平均值的需求。仍然，Δt<tmax，也就是，平均时间间隔被选择为小于由夹紧保护需求所允许的最大时间。
替代方法将包括，基于系统的电流状态来更新电动机电流限制，例如：
iL(tj)＝∑xk(tj)ik+δi
其中，跨过由电动机驱动的全部输出特征(k)执行求和，ik是用于特征k的标准操作电流，并且指示器变量xk(tj)是基于特征k在时间tj处的感测状态(开／关)。注意：用于前述方法中的固定限制电动机电流(iLF)可以这一方式计算。
上文描述的方案可被容易地扩展至三个或更多特征。
控制逻辑的初始模式
初始模式以通风口、玻璃、挡风板和遮阳板的顺序设置至其相应的闭合位置，并且限定用于剩余操作模式的闭合和开启位置的编码器计数。
用于通风口的初始模式
对于这一模式，所有促动器(例如，附图3中的三个促动器121、122、123) 被打开，并且电动机冲击在两个方向上被执行，从而确保所有的变速器被分离。并且通风口促动器被关闭，这导致其被连接至电动机。电动机在开启方向上被驱动，直到任一个：达到预设的通风口闭合失速电流限制，失速计数达到预设限制，或者达到超时错误；并且系统在警报模式中被关闭。
电动机被关闭一小段时间(例如，5毫秒)，之后在闭合方向上被驱动一预定数量的编码器后退步骤，从而设置从硬停止回来的行驶限制。通风口位置计数器被设置到开启位置并且闭合位置被计算。电动机在闭合方向上被驱动，直到通风口位置计数器等于闭合值，同时查询下述错误模式：超过电流限制、超过失速计数、达到超时。
结束该模式，电动机被关闭并且促动器(例如，三个促动器)被关闭。
用于玻璃的初始模式
对于这一模式，所有促动器(例如，三个促动器)被打开并且电动机冲击被执行。玻璃促动器被关闭，这导致其被连接至电动机。并且电动机在闭合方向上被驱动，直到任一个：达到预设的玻璃闭合失速电流限制、失速计数达到预设限制，或者达到超时错误；并且系统在警报模式中被切断。
电动机被关闭一小段时间(例如，5毫秒)，之后在开启方向上被驱动一预定数量的编码器后退步骤，从而设置从硬停止回来的位移限制。玻璃位置计数器被设置到闭合位置并且开启位置被计算。
结束该模式，电动机被关闭并且所有促动器被关闭。
用于遮阳板的初始模式
对于这一模式，所有促动器(例如，三个促动器)被打开并且电动机冲击被执行。遮阳板促动器被关闭，这导致其被连接至电动机。电动机在闭合方向上被驱动，直到任一个：达到预设的遮阳板闭合失速电流限制、失速计数达到预设限制，或者达到超时错误；并且系统在警报模式中被切断。
电动机被关闭一小段时间(例如，5毫秒)，之后在开启方向上被驱动一预定数量的编码器后退步骤，从而设置从硬停止回来的位移限制。遮阳板位置计数器被设置到闭合位置并且开启位置被计算。
结束该模式，电动机被关闭并且所有促动器被关闭。
控制逻辑的监控开启功能
当或者开关保持按下，或者编码器位置已经达到完全开启情况，或者错误发生时，监控开启模式移动选自用户输入开关的特征。
对于这一模式，控制器在感测到或者玻璃、遮阳板或者通风口的监控开启开关已被按下时离开空闲状态。该过程包括小的去抖动时间延迟，其在一个实施例中是大约50微秒。
促动器被打开以分离未被用户选择的特征，并且电动机在开启方向上被驱动，同时开关、电流、失速计数、计时器和位置的状态被连续查询。如果或者电流、失速计数或者计时器限制被超过，电动机被关闭并且用户被警告发生了何种错误模式。
当任意的所选特征或者达到了其行程终点或者其开关被释放时，之后电动机被关闭，用于特征的促动器被打开，并且电动机冲击被执行。
电动机继续在开启方向上，直到或者所有的开关被释放或者所有的特征已经达到行程终点。
结束该模式，电动机被关闭，所有促动器被打开并且电动机冲击被执行，并且然后所有促动器被关闭并且就绪指示器被点亮，其指示系统准备就绪下一个指令。
控制逻辑的监控闭合功能
当或者开关保持按下，或者编码器位置已经达到完全闭合情况，或者错误发生时，监控闭合模式移动选自用户输入开关的特征。夹紧保护也被接合并且中断行程。
对于这一模式，控制器在感测到或者玻璃、遮阳板或者通风口的监控闭合开关已被按下时离开空闲状态。小的去抖动时间延迟被允许，并且之后促动器被打开以分离未被用户选择的特征。
电动机在闭合方向上被驱动，同时开关、电流、失速计数、计时器和位置的状态被连续查询。如果或者电流、失速计数或者计时器限制被超过，电动机被关闭并且用户被警告发生了何种错误模式。
如上提供的，夹紧保护可在该模式期间被监测。当任意的所选特征或者达到了其行程终点或者其开关被释放时：电动机被关闭，用于特征的促动器被打开，并且电动机冲击被执行。电动机继续在闭合方向上，直到或者所有的开关被释放或者所有的特征已经达到行程终点。
结束该模式，电动机被关闭，所有促动器被打开，电动机冲击被执行，并且然后所有促动器被关闭并且就绪指示器被点亮，其指示系统准备就绪下一个指令。
控制逻辑的快速开启功能
快速开启模式移动选自瞬间用户输入开关的特征，直到编码器位置已经到达完全开启情况、用户通过按下开关而推按(hit)中断、或错误发生。
对于这一模式，控制器在感测到或者玻璃、遮阳板或者通风口的监控开启开关已被按下时离开空闲状态。小的去抖动时间延迟被允许，并且之后促动器被打开以分离未被用户选择的特征。
电动机在开启方向上被驱动，同时开关、电流、失速计数、计时器和位置的状态被连续查询。如果或者电流、失速计数或者计时器限制被超过，电动机被关闭并且用户被警告发生了何种错误模式。如果输入开关被按下，该程序退出。当任意的所选特征或者达到了其行程终点，电动机被关闭，对应于特征的促动器被打开，并且电动机冲击被执行。电动机继续在开启方向上，直到所有特征已经达到行程终点。
结束该模式，电动机被关闭，所有促动器被打开，并且电动机冲击被执行。之后，所有促动器被关闭并且就绪指示器被点亮，其指示系统准备就绪下一个指令。
控制逻辑的快速闭合功能
快速闭合模式移动选自瞬间用户输入开关的特征，直到编码器位置已经到达完全闭合情况、用户通过按下开关而中断、或错误发生。夹紧保护如果被接合，可以中断行程。
对于这一模式，控制器在感测到或者玻璃、遮阳板或者通风口的监控闭合开关已经被按下时离开空闲状态，并且小的去抖动时间延迟被允许。之后促动器被打开以分离未被用户选择的特征，并且电动机在闭合方向上被驱动，同时开关、电流、失速计数、计时器和位置的状态被连续查询。
如果电流、失速计数或者计时器限制中的任一个被超过，电动机被关闭并且用户被警告发生了何种错误模式。如果输入开关被按下，该程序退出。如上述提供的，夹紧保护可以在该模式期间被监测。
当任意的所选特征或者达到了其行程终点，电动机被关闭，对应于特征的促动器被打开，并且电动机冲击被执行。电动机继续在闭合方向上，直到所有特征已经达到行程终点。
为了结束该模式，电动机被关闭，所有促动器被打开，并且电动机冲击被执行。之后，所有促动器被关闭并且就绪指示器被点亮，其指示系统准备就绪下一个指令。
结论
本公开的各种实施例在此公开。公开的实施例仅是示例，其可以各种和替代形式及其组合而实施。
法律不需要且经济上不允许阐释并教导本权利要求的每个可能实施例。因此，上述实施例仅是实施方式的示例性阐释，其被提出用于清晰地理解本公开的原理。在不偏离权利要求范围的情况下可以对上述实施例做出变动、变型和组合。所有的这些变动、变型和组合通过此公开以及下面的权利要求的范围而被包括于此。

Claims (17)

1.一种用于确定多个部件的时段结束位置的系统，包括：
单个功的源传感器，其用于探测由功的源移动的距离和移动方向；
处理器；以及
计算机可读介质，所述计算机可读介质包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令当由处理器执行时导致处理器执行操作，以确定所述多个部件的时段结束位置，所述多个部件能通过选择性促动对应的活性材料而移动，所述操作包括：
从功的源传感器接收功的源输入，所述功的源输入指示由功的源移动的距离和移动方向；
基于功的源输入和与所述多个部件中的第一部件对应的第一状态历史，确定由第一部件行驶的第一距离；
基于功的源输入和与所述多个部件中的第二部件对应的第二状态历史，确定由第二部件行驶的第二距离；
基于所确定的第一距离和第一时段开始位置，计算第一时段结束位置，其中第一时段开始位置表示所述多个部件中的第一部件在对应时段开始时的位置，并且第一时段结束位置表示第一部件在该时段结束时的位置；以及
基于所确定的第二距离和第二时段开始位置，计算第二时段结束位置，其中第二时段开始位置表示第二部件在该时段开始时的位置，并且第二时段结束位置表示第二部件在该时段结束时的位置。
2.如权利要求1所述的系统，还包括：
输入系统，其包括或连接至功的源；
第一输出系统，其包括或连接至第一部件；
第一促动器子系统，其包括所述活性材料的第一活性材料，以及第一促动部件，其中，第一促动器子系统配置为使得：第一活性材料在被选择性激活时，导致第一促动部件在第一促动状态之间移动，从而将所述单个输入系统接合至第一输出系统或者从第一输出系统分离，以选择性地移动第一部件；
第二输出系统，其包括或连接至第二部件；以及
第二促动器子系统，其包括所述活性材料的第二活性材料，以及第二促动部件，其中，第二促动器子系统配置为使得：第二活性材料在被选择性激活时，导致第二促动部件在第二促动状态之间移动，从而将所述单个输入系统接合至第二输出系统或者从第二输出系统分离，以选择性地移动第二部件。
3.如权利要求1所述的系统，其中，第一部件对应于车辆天窗组件的第一特征，并且第二部件对应于所述组件的第二特征。
4.如权利要求1所述的系统，其中，功的源包括直流电动机，并且功包括所述电动机的旋转或部分旋转。
5.如权利要求1所述的系统，其中：
第一状态历史包括对于第一部件的接合或分离状态的第一时间历史；并且
第二状态历史包括对于第二部件的接合或分离状态的第二时间历史。
6.如权利要求1所述的系统，其中：
计算第一时段结束位置包括依照：
p 1 (t b )=p 1 (t a )+ f(δp 1 (t a-b ), t a , t b ,h 1 ,h 2 )
计算第一时段结束位置；
t a 表示时段开始时间；
t b 表示时段结束时间；
p 1 (t a )表示第一时段开始位置；
p 1 (t b )表示第一时段结束位置；
f( )表示在圆括号内并在下面确定的自变量的一般函数；
δp 1 (t a-b )表示在该时段期间对于第一部件而行驶的第一计算距离；
h 1 分别表示对于功的源和第一部件的状态时间历史；
计算第二时段结束位置包括依照：
p 2 (t b )=p 2 (t a )+ f(δp 2 (t a-b ), t a , t b ,h 1 ,h 2 )
计算第二时段结束位置；
p 2 (t a )表示第二时段开始位置；
p 2 (t b )表示第二时段结束位置；
δp 2 (t a-b )表示在该时段期间对于第二部件而行驶的第二计算距离；并且
h 2 表示对于第二部件的状态时间历史。
7.如权利要求6所述的系统，其中，所述时间历史中的至少一个指示行驶方向。
8.如权利要求6所述的系统，其中，
第一计算距离依照如下确定：
δp 1 (t a-b )=wd*r 1 *g 1 ；
wd是+1或-1，表示在该时段期间功的源的运行方向；
r 1 表示第一旋转总量，其为在第一部件被移动的时段的时期期间由功的源所做的旋转的总数量；
g 1 表示第一速率；
第二计算距离依照如下确定：
δp 2 (t a-b )=wd*r 2 *g 2 ；
r 2 表示第二旋转总量，其为在第二部件被移动的时段的时期期间由功的源所做的旋转的总数量；并且
g 2 表示第二速率。
9.如权利要求8所述的系统，其中：
所述操作还包括将第一速率确定为：
g 1 =sgn*v 1 /n w ；
sgn是符号，其取决于功的源的运行方向而为正的或负的；
v 1 表示第一部件速度，其为当第一特征正在该时段期间移动时，所述第一特征的第一运动速度；
n w 表示功的源的旋转速度；
所述操作还包括将第二速率确定为：
g 2 =sgn*v 2 /n w ；并且
v 2 表示第二部件速度，其为当第二特征正在该时段期间移动时，所述第二特征的第二运动速度。
10.如权利要求1所述的系统，其中，所述指令还限定初始化程序，所述初始化程序包括选自功能组的至少一个功能，所述功能组包括：
确定对于第一部件的有效极限位置，第一部件将不能超过所述对于第一部件的有效极限位置而移动；
确定对于第二部件的有效极限位置，第二部件将不能超过所述对于第二部件的有效极限位置而移动；
将对于第一部件先前确定的结束位置确立为所述第一时段开始位置；
将对于第二部件先前确定的结束位置确立为所述第二时段开始位置；
将第一时段结束位置确立为下一个开始位置，用于关于第一部件的位置计算的随后迭代；以及
将第二时段结束位置确立为下一个开始位置，用于关于第二部件的位置计算的随后迭代。
11.如权利要求1所述的系统，其中，第一时段开始位置和第二时段开始位置中之一或二者被预设为零。
12.如权利要求1所述的系统，其中：
第一时段开始位置是第一当前时段开始位置；
第一时段结束位置是第一当前时段结束位置；
关于第一部件所执行的先前第一位置计算产生了第一先前时段结束位置；
在计算第一当前时段结束位置时，第一先前时段结束位置用作第一当前时段开始位置；
第二时段开始位置是第二当前时段开始位置；
第二时段结束位置是第二当前时段结束位置；
关于第二部件所执行的先前第二位置计算产生了第二先前时段结束位置；并且
在计算第二当前时段结束位置时，第二先前时段结束位置用作第二当前时段开始位置。
13.一种用于确定多个部件的时段结束位置的方法，所述多个部件能通过选择性促动对应的活性材料而移动，所述方法包括：
从功的源传感器接收功的源输入，所述功的源输入指示由功的源移动的距离和移动方向；
基于功的源输入和与所述多个部件中的第一部件对应的第一状态历史，确定由第一部件行驶的第一距离；
基于功的源输入和与所述多个部件中的第二部件对应的第二状态历史，确定由第二部件行驶的第二距离；
基于所确定的第一距离和第一时段开始位置，计算第一时段结束位置，其中第一时段开始位置表示所述多个部件中的第一部件在对应时段开始时的位置，并且第一时段结束位置表示第一部件在该时段结束时的位置；以及
基于所确定的第二距离和第二时段开始位置，计算第二时段结束位置，其中第二时段开始位置表示第二部件在该时段开始时的位置，并且第二时段结束位置表示第二部件在该时段结束时的位置。
14.如权利要求13所述的方法，其中：
计算第一时段结束位置的操作包括依照：
p 1 (t b )=p 1 (t a )+ f(δp 1 (t a-b ), t a , t b ,h 1 ,h 2 )
计算第一时段结束位置；
t a 表示时段开始时间；
t b 表示时段结束时间；
p 1 (t a )表示第一时段开始位置；
p 1 (t b )表示第一时段结束位置；
f( )表示在圆括号内并在下面确定的自变量的一般函数；
δp 1 (t a-b )表示在该时段期间对于第一部件而行驶的第一计算距离；
h 1 分别表示对于功的源和第一部件的状态时间历史；
计算第二时段结束位置的操作包括依照：
p 2 (t b )=p 2 (t a )+ f(δp 2 (t a-b ), t a , t b ,h 1 ,h 2 )
计算第二时段结束位置；
p 2 (t a )表示第二时段开始位置；
p 2 (t b )表示第二时段结束位置；
δp 2 (t a-b )表示在该时段期间对于第二部件而行驶的第二计算距离；并且
h 2 表示对于第二部件的状态时间历史。
15.如权利要求14所述的方法，其中：
第一计算距离依照如下确定：
δp 1 (t a-b )=wd*r 1 *g 1 ；
wd是+1或-1，表示在该时段期间功的源的运行方向；
r 1 表示第一旋转总量，其为在第一部件被移动的时段的时期期间由功的源所做的旋转的总数量；
g 1 表示第一速率；
第二计算距离依照如下确定：
δp 2 (t a-b )=wd*r 2 *g 2 ；
r 2 表示第二旋转总量，其为在第二部件被移动的时段的时期期间由功的源所做的旋转的总数量；并且
g 2 表示第二速率。
16.如权利要求13所述的方法，其中：
第一状态历史包括对于第一部件的接合或分离状态的第一时间历史；并且
第二状态历史包括对于第二部件的接合或分离状态的第二时间历史。
17.如权利要求15所述的方法，其中：
所述操作还包括将第一速率确定为：
g 1 =sgn*v 1 /n w ；
sgn是符号，其取决于功的源的运行方向而为正的或负的；
v 1 表示第一部件速度，其为当第一特征正在该时段期间移动时，所述第一特征的第一运动速度；
n w 表示功的源的旋转速度；
所述操作还包括将第二速率确定为：
g 2 =sgn*v 2 /n w ；并且
v 2 表示第二部件速度，其为当第二特征正在该时段期间移动时，所述第二特征的第二运动速度。
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