ES2222048T3 - Dispositivo de seguridad asociado a un panel deslizante accionado por un motor electrico y procedimiento de realizacion de tal dispositivo. - Google Patents
Dispositivo de seguridad asociado a un panel deslizante accionado por un motor electrico y procedimiento de realizacion de tal dispositivo.Info
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Abstract
Procedimiento de control secuencial de un panel (4) móvil accionado para deslizarse en un marco (2) por un motor (6) eléctrico que comprende una primera secuencia que consiste en: - detectar gracias a primeros medios la presencia de un cuerpo extraño susceptible de oponerse al cierre completo del panel (4) móvil por bloqueo de este cuerpo extraño entre dicho panel (4) y el marco (2) en el interior del cual se desliza el panel (4), siendo estos primeros medios susceptibles de producir una primera alarma cuando la presencia de dicho cuerpo extraño es detectada, y - medir gracias a segundos medios la frecuencia de los impulsos provocados por la rotación del motor (5) eléctrico que acciona el panel (4) móvil, y deducir de esta medición una indicación del desplazamiento del panel (4) móvil a partir de una posición de referencia previamente conocida, también siendo estos segundos medios susceptibles de detectar la presencia del cuerpo extraño cuando la frecuencia de los impulsos se vuelve inferior a una frecuencia umbral predeterminada y producir una segunda alarma cuando esta presencia es constatada. estando caracterizado este procedimiento porque, durante la fase de ascensión del panel (4) móvil y hasta que éste llega a las proximidades de una zona de fin de recorrido en la que el panel (4) sólo tiene que recorrer una distancia (I) antes de su cierre completo, se ordena la parada, después la inversión del sentido de marcha del motor (6) de accionamiento en caso de recepción de la primera y/o de la segunda señal de alarma, y porque durante la subida del panel (4) móvil en la distancia (I) restante hasta su cierre completo, únicamente se utilizan los primeros medios para detectar la presencia del cuerpo extraño, mientras que los segundos medios sólo se utilizan para determinar la posición de dicho panel (4) en relación con el marco (2) en el interior del cual se desliza.
Description
Dispositivo de seguridad asociado a un panel
deslizante accionado por un motor eléctrico y procedimiento de
realización de tal dispositivo.
La presente invención se refiere a un
procedimiento de control denominado secuencial de un panel móvil
accionado para deslizarse por un motor eléctrico, procedimiento en
el que se explota de manera secuencial la señal procedente de un
sensor de presión con fibra óptica para detener e invertir el
sentido de marcha del motor de accionamiento en caso de variación de
dicha señal, y la medición de frecuencia de los impulsos provocados
por un dispositivo de codificación para efectuar una detección
previa de obstáculo y para determinar las posiciones de fin de
recorrido del panel móvil.
En particular, en un modo de realización del
procedimiento según la invención, se prevé recurrir a un dispositivo
de seguridad para tal panel móvil que comprende unos medios de
detección de la presencia de un cuerpo extraño que frena el
movimiento de dicho panel móvil y que se opone a su cierre
completo.
En un modo adicional de realización del
procedimiento según la invención, se prevé utilizar un sensor de
esfuerzo con fibra óptica.
Finalmente, la invención tiene como objetivo
proporcionar un procedimiento de tipo descrito anteriormente en el
que se calibran los medios de detección directa e indirecta
mencionados anteriormente para permitir aumentar la fiabilidad del
funcionamiento de este sensor.
Cada vez más vehículos automóviles están
equipados con elevalunas eléctricos, es decir con sistemas en los
que las ventanillas son accionadas para deslizarse en el sentido de
la apertura o en el sentido del cierre por un motor eléctrico cuyo
funcionamiento es controlado por el conductor del vehículo mediante
un interruptor manual. Tales sistemas permitieron realizar progresos
notables en materia de seguridad automóvil, en la medida en que el
conductor puede abrir o cerrar fácilmente las ventanillas y al mismo
tiempo seguir estando atento a las condiciones de circulación y a la
conducción de su vehículo. Sin embargo, estos sistemas presentan
problemas importantes de fiabilidad que a menudo están relacionados
con la aparición de picos de corriente en el momento de una parada
demasiada brutal del motor de accionamiento de la ventanilla. De
hecho, se sabe que cualquier obstáculo para el avance de la
ventanilla produce, al nivel del motor, picos de corriente que
generalmente son nefastos, sobretodo para algunos componentes tales
como los relés de control o los transistores de conmutación. Tales
picos pueden aparecer, por ejemplo cuando el automovilista continúa
accionando el interruptor que controla el funcionamiento del motor
de accionamiento mientras que la ventanilla ya ha llegado a su
posición de cierre en la que está aplicada en contra del marco de la
puerta. También pueden aparecer picos de corriente cuando un cuerpo
extraño, por ejemplo un brazo, está apoyado sobre el reborde de la
ventanilla y se opone a la subida de ésta.
Para solucionar las dificultades mencionadas
anteriormente, una solución conocida consiste en medir el nivel
máximo de la corriente de alimentación suministrada al motor de
accionamiento, y en bloquear esta corriente por encima de un umbral
predeterminado. Esta medición generalmente es efectuada en los
bornes de un transistor de conmutación cuya resistencia varía de un
componente a otro y sigue siendo dependiente de la temperatura.
Otros métodos utilizan resistencias de precisión (medición de
corrientes) o sondas con efecto Hall (medición de campos
magnéticos), pero el precio de coste de tales componentes es
elevado.
Otro método de control, menos caro y más eficaz,
consiste en detectar los impulsos provocados por la conmutación de
las escobillas del motor de accionamiento. Estos impulsos se
superponen a la corriente continua de consumo del motor, y su
frecuencia es proporcional a la velocidad del rotor. Tal técnica
está descrita en la patente americana No 4.870.333 a nombre de la
compañía Sidosha Denki Kogyo que propone un procedimiento de control
de un elevalunas eléctrico para un vehículo automóvil en el que el
número de los impulsos generados por el funcionamiento del motor
eléctrico que acciona la ventanilla es contabilizado en un contador.
Cuando el número de impulsos contabilizado en el contador alcanza un
valor máximo predeterminado, el dispositivo de control que explota
el sistema concluye que la ventanilla ha llegado a la posición
completamente abierta y provoca la parada del motor de
accionamiento. A la inversa, cuando sube la ventanilla, el número de
impulsos contabilizado en el contador reduce en una unidad para cada
vuelta del motor de accionamiento. Cuando este número se vuelve
igual a cero, el sistema concluye que la ventanilla ha llegado a su
posición de cierre en la que está aplicada contra el marco de la
puerta, y para de nuevo el motor de accionamiento.
El sistema anterior tiene como principal
inconveniente que la velocidad de subida de la ventanilla no es
constante y depende de numerosos parámetros tales como el par de
accionamiento del motor, los rozamientos entre la ventanilla y el
marco de la puerta, la velocidad y la trayectoria del vehículo, etc.
Por consiguiente, no se puede calcular con una precisión suficiente
la posición de la ventanilla para poder determinar de manera exacta
el momento en el que la ventanilla está completamente cerrada. Con
un tal método, todo lo más que se puede hacer es determinar una zona
de fin de recorrido en la cual se sabe que la ventanilla está en las
proximidades del marco de la puerta. Por consiguiente, el motor de
accionamiento puede pararse bajo la orden del dispositivo de control
antes de que la ventana se cierre completamente. A la inversa, el
motor puede seguir siendo alimentado con corriente mientras que la
ventana ya está completamente cerrada, lo que produce picos de
corriente nefastos para el motor y la electrónica de control. Por
otra parte, en la patente Sidosha no hay nada previsto para detectar
una sobrecarga antes de una estrangulación que bloqueará el avance
de la ventanilla. Finalmente, no hay nada previsto para detectar la
presencia de un cuerpo extraño, tal como una mano de un niño cuyo
espesor es igual o inferior a la altura de la zona de fin de
recorrido. Sin embargo, en el momento del cierre automático de los
paneles móviles tales como, especialmente una ventanilla de un
vehículo automóvil, se debe intentar garantizar la seguridad
evitando el bloqueo de un cuerpo extraño tal como, por ejemplo, un
brazo o una mano, entre dicha ventanilla y el marco contra el que
ésta debe aplicarse. Con este fin, en caso de bloqueo, un
dispositivo de seguridad detiene el accionamiento o invierte el
sentido del movimiento del cristal. Entre los dispositivos de
seguridad conocidos, una solución consiste en incorporar una guía de
ondas electromagnéticas, por ejemplo una fibra óptica, en el
interior de la junta de estanqueidad en la cual es guiada la
ventanilla. Un emisor, por ejemplo un diodo láser, inyecta una señal
luminosa a un extremo de la fibra. Esta señal se propaga hasta un
receptor, por ejemplo un fotodiodo, colocado en el otro extremo de
la fibra. En caso incidental, el cuerpo extraño es arrastrado por el
cristal que sube hacia la junta de estanqueidad y ejerce una presión
sobre la fibra óptica. Bajo el efecto de la presión, la fibra óptica
se deforma, lo que produce una modificación local de su radio de
curvatura. Esta modificación del radio de curvatura de la fibra
provoca pérdidas importantes, y a continuación una caída de la
amplitud de la señal óptica captada por el receptor. De esto resulta
una caída de la amplitud de la señal eléctrica emitida por el
receptor hacia un circuito de control que, en respuesta a esta
caída, elabora una señal de parada o de inversión del sentido de
marcha del motor que acciona el cristal.
Se conoce por la patente alemana DE 44 16 803 un
dispositivo de seguridad asociado a la ventanilla deslizante de una
puerta de un vehículo automóvil. Este dispositivo comprende un imán
dispuesto sobre el árbol del motor eléctrico de accionamiento de la
ventanilla al que se asocia un sensor con efecto Hall. En función de
las señales emitidas por el sensor con efecto Hall, un
microprocesador puede determinar que la ventanilla ha llegado a su
posición de cierre completo. También el microprocesador puede
determinar una disminución de la velocidad de subida de la
ventanilla bajo el efecto de la presencia de un cuerpo extraño, y
ordenar la inversión del sentido de desplazamiento de dicha
ventanilla para evitar cualquier estrangulación. Además de este
dispositivo de detección indirecta, el dispositivo de seguridad
comprende un dispositivo de detección directa que comprende un
sensor de presión dispuesto en el marco de la puerta.
El inconveniente principal del dispositivo de
seguridad anterior radica en el hecho de que los medios de detección
indirecta siguen siendo utilizados como medios de detección de
obstáculos aún cuando la ventanilla llega a las proximidades de su
posición de cierre completo. De hecho, ya se ha dicho que la
velocidad de subida de la ventanilla no era constante y dependía de
numerosos parámetros. De este modo, si por motivos de imprecisiones
de medición, el microprocesador no indica que la ventanilla está
cerrada mientras que ésta efectivamente está cerrada, dicho
microprocesador va a interpretar esta situación como una situación
de estrangulación, y va a ordenar la parada e inversión del sentido
de marcha del motor de accionamiento. En este momento se vuelve
imposible cerrar la ventanilla.
Los dispositivos de seguridad del tipo descrito
anteriormente que utilizan sensores de presión con fibra óptica
tales como detectores de obstáculos presentan numerosos
inconvenientes tanto al nivel de su fabricación industrial como al
nivel de su funcionamiento por el usuario. De hecho, estos
dispositivos de seguridad deben ser producidos a gran escala para
satisfacer las necesidades de mercados tales como el del automóvil.
De este modo, eso supone un proceso de fabricación a la vez simple y
rápido con componentes y materiales poco costosos. También es el
caso para los procedimientos de ensayo y de calibración que deben
ser rápidos y permitir a los medios de detección directa e indirecta
conservar sus características de funcionamiento en el tiempo. Tal
como se va a observar en la descripción siguiente, es difícil, en
tales condiciones, obtener productos con características
homogéneas.
Un primer problema está relacionado con el hecho
de que es difícil poder disponer de cantidades importantes y a un
coste bajo de fuentes ópticas que presenten características poco
dispersas. Eso se refiere especialmente a la potencia y al ángulo de
emisión así como al espectro de radiación de estas fuentes.
Un segundo problema está relacionado con el hecho
de que la fibra óptica utilizada en el sensor debe estar fijada a la
fuente óptica ya sea mediante conectores específicos, ya sea de
forma más simple mediante pegado. Esto necesita varias operaciones
de acondicionamiento del extremo de la fibra (remoción del
revestimiento, corte o pulido), de centrado de la fibra en relación
con la fuente óptica, y finalmente de fijación mediante resinas de
endurecimiento rápido. Una producción a gran escala implica
obligatoriamente una dispersión importante de los rendimientos a la
inyección de potencia en la fibra, lo que afecta al rendimiento del
sensor.
Como se ha descrito anteriormente, los sensores
con fibra óptica funcionan en su mayoría según el principio de las
perdidas inducidas por la variación del radio de curvatura de dicha
fibra bajo el efecto de una presión. De este modo, la disposición de
la fibra y el acondicionamiento de la parte sensible del sensor
introducen necesariamente una dispersión de las tensiones en la
fibra óptica, lo que genera una dispersión de los rendimientos de
los sensores.
También se puede señalar que los rendimientos de
los sensores dependen fuertemente de las condiciones en las que se
utilizan, y de su entorno. Es el caso, por ejemplo, de las
aplicaciones automóviles en las que los sensores deben funcionar en
zonas de temperatura ambiente comprendidas entre -40ºC y +85ºC. Está
claro que, en tales condiciones, las características de algunos
componentes como la fuente óptica no pueden seguir siendo constantes
(potencia de emisión y campo espectral). También es el mismo caso
para el rendimiento con la inyección de potencia en la fibra óptica
que depende fuertemente de las propiedades térmicas de los
materiales utilizados para la conexión
fuente-fibra.
El problema es aún más importante al nivel de la
parte sensible del sensor. De hecho, suponiendo que la fibra óptica
no sea en sí misma sensible a las variaciones de temperatura, los
materiales que sirven de soporte y de envoltura, en general
polímeros, pueden sufrir tensiones térmicas, lo que viene a aplicar
unas variaciones de presión sobre la fibra. Estos efectos, a los que
se añade la sensibilidad intrínseca de la fibra óptica a la
temperatura, pueden generar variaciones de más del 80% de la señal
de salida.
Finalmente, a los problemas relacionados con las
condiciones de uso del sensor, se añaden las variaciones inevitables
de las características de éste provocadas por el desgaste normal de
los materiales y de los componentes.
La enumeración de los problemas mencionados
anteriormente muestra las dificultades que se tratan de solucionar
para poder fabricar en grandes series y a costes menores de los
sensores de presión con fibra óptica que pueden utilizarse como
detectores de obstáculos. La sensibilidad a algunos valores
perturbadores así como los fenómenos de desgaste no permiten
conservar la calibración de origen. De ello resultan problemas de
fiabilidad incluso, en algunos casos, de no funcionamiento de los
dispositivos de seguridad que utilizan tales sensores.
Un procedimiento de control secuencial de un
panel móvil accionado para deslizarse en un marco por un motor
eléctrico según el preámbulo de la reivindicación 1 ya se conoce del
documento DE-A-196 23 420.
La presente invención tiene como objetivo
solucionar los problemas e inconvenientes mencionados anteriormente
proponiendo un procedimiento fiable para el accionamiento y el
cierre de los paneles de obturación que se deslizan
eléctricamente.
Con este fin, la invención se refiere a un
procedimiento de control secuencial de un panel móvil accionado para
deslizarse en un marco por un motor eléctrico con las
características de la reivindicación 1.
De este modo, en el momento del cierre de la
ventanilla, se puede deducir que en ausencia de la señal de alarma,
la ventanilla ha llegado a tope contra el marco de la puerta y que
se ha evitado cualquier riesgo de accidente. A la inversa, en el
caso de la presencia de una señal de alarma, se ordena
inmediatamente la inversión del sentido de marcha del motor de
accionamiento. Gracias a estas características, el procedimiento de
detección secuencial según la invención permite simultáneamente
aumentar la seguridad de las personas y proteger de manera eficaz
las partes eléctricas y electrónicas de las sobrecorrientes.
Según otra característica del procedimiento de la
invención, se mide la frecuencia de los impulsos provocados por la
rotación del motor eléctrico que acciona el panel móvil, y se
detiene o se invierte el sentido de marcha de dicho motor cuando la
frecuencia de estos impulsos se vuelve inferior a una frecuencia
umbral predeterminada.
Según otra característica más del procedimiento,
se detecta la presencia de un cuerpo extraño susceptible de oponerse
al cierre completo del panel móvil gracias a un sensor de presión
con fibra óptica.
Según otra característica más del procedimiento
de la invención, se deduce de la medición del número de impulsos
provocados por la rotación del motor eléctrico de accionamiento una
indicación del recorrido del panel móvil a partir de una posición de
referencia previamente conocida, y se ordena una rampa de
deceleración de la velocidad del motor de accionamiento cuando el
panel móvil llega a una zona de fin de recorrido.
Según otra característica más, cuando el panel
móvil llega a la zona de fin de recorrido, los medios que sirven
para medir la frecuencia de los impulsos provocados por la rotación
del motor eléctrico ya no son utilizados para detectar la presencia
de un obstáculo susceptible de oponerse al cierre completo del panel
móvil, sino que sólo se utilizan para determinar la posición de
dicho panel en relación con el marco en el interior del cual se
desliza.
Según otra característica más del procedimiento,
la posición de referencia es la última posición calculada del panel
móvil antes de la parada del motor de accionamiento.
La medición del número de impulsos provocados por
la rotación del motor de accionamiento permite calcular el recorrido
del panel móvil a partir de una posición de referencia previamente
conocida. En el caso de un vehículo automóvil, a causa de las
fuerzas de inercia producidas por choques, por los efectos de
fricción y por los deslizamientos, la determinación indirecta de la
posición de la ventanilla presenta una tasa de error determinada.
Esta tasa de error es acumulativa. De este modo, después de diez
pruebas de bajada y de subida de la ventanilla, la desviación
acumulada entre la posición calculada y la posición real de dicha
ventanilla es del orden de uno a dos centímetros. Sin embargo, este
error sigue siendo relativamente débil para permitir definir una
zona de fin de recorrido para los movimientos de bajada y de subida
de la ventanilla, zona en la que dicha ventanilla se encuentra en
las proximidades del marco de la puerta contra el que debe
aplicarse. La duración de retraso por la variación de la corriente
en relación con la velocidad de rotación del motor se aprovecha para
limitar las sobrecorrientes y para proteger de manera eficaz el
motor y su unidad de control.
Asimismo, la invención se refiere a un
procedimiento de control de un panel móvil accionado para deslizarse
por un motor eléctrico, caracterizado porque consiste en medir la
frecuencia de los impulsos provocados por la rotación del motor
eléctrico que acciona el panel móvil, y en detener o invertir el
sentido de marcha de dicho motor cuando la frecuencia de estos
impulsos se vuelve inferior a una frecuencia umbral predeterminada.
Siendo la frecuencia de los impulsos proporcional a la velocidad de
rotación del rotor del motor de accionamiento, se vuelve posible
detectar la presencia de un obstáculo que frena el movimiento del
panel de obturación y que se opone a su subida. Es el caso, por
ejemplo, de la acción de un brazo colocado sobre el reborde de una
ventanilla de un vehículo automóvil. De este modo, la comparación de
la velocidad medida con una velocidad de referencia permite efectuar
una detección previa de obstáculo y evitar, en algunos casos, la
estrangulación. También permite disminuir de manera notable los
picos de corriente que son particularmente nefastos, especialmente
para la electrónica de control del motor de accionamiento.
Según otra característica más del procedimiento
de la invención, se utiliza un dispositivo de seguridad que
comprende unos medios de detección de la presencia de un cuerpo
extraño que frena el movimiento de un panel móvil accionado para
deslizarse por un motor eléctrico y que se opone a su cierre, siendo
dichos medios de detección de tipo indirecto, basados en la medición
de la frecuencia de los impulsos provocados por la rotación del
motor eléctrico.
Según otra característica más de la invención, se
propone asociar a los medios de detección de tipo indirecto
anteriormente mencionados segundos medios de detección directa de la
presencia de un cuerpo extraño, comprendiendo estos medios un sensor
de presión constituido por una fibra óptica asociada a unos medios
de emisión y de recepción de señales ópticas que se propagan en el
interior de dicha fibra.
Otro aspecto del procedimiento según la presente
invención se refiere a la realización de un sensor de presión con
fibra óptica que puede utilizarse como detector de obstáculos que
conserva su calibración de origen a pesar de su sensibilidad a
valores físicos perturbadores, tales como la temperatura y a
fenómenos de desgaste de los materiales que lo constituyen.
Con este fin, según otro aspecto de la invención,
se procede a la calibración de un sensor de presión con fibra óptica
utilizado como detector de obstáculos en un sistema de accionamiento
de un panel móvil deslizante eléctricamente, comprendiendo el sensor
un emisor alimentado eléctricamente que inyecta una señal luminosa
en una fibra óptica, propagándose la señal luminosa hasta un
receptor que emite, en respuesta a la señal luminosa transmitida por
la fibra óptica, una señal eléctrica hacia una central de control
con microcontrolador y/o con microprocesador que analiza la
información procedente de dicho receptor y permite, en caso
incidental, parar o invertir el sentido de marcha de un motor
eléctrico que acciona el panel móvil, estando caracterizado el
procedimiento porque, durante los periodos en los que se constata la
parada del motor de accionamiento del panel móvil, se comparan y se
corrigen los parámetros de funcionamiento del sensor de presión,
tomados en condiciones de entorno cualesquiera, en función de los
mismos parámetros de un sensor estándar tomados en condiciones de
referencia conocidas almacenadas en una memoria no volátil accesible
al microcontrolador y/o al microprocesador de la central de
control.
Gracias a estas características, el procedimiento
de calibración del sensor de presión empieza desde el momento en que
se constata la parada del motor de accionamiento del panel móvil.
Preferiblemente, los parámetros de funcionamiento del sensor son
medidos y corregidos de manera repetitiva durante toda la duración
del periodo de parada de dicho motor de accionamiento. Durante los
periodos de funcionamiento del motor, únicamente se tendrán en
cuenta las últimas correcciones de los parámetros de funcionamiento
del sensor de presión almacenadas en memoria. De este modo, pueden
conservarse los rendimientos del sensor de presión, a pesar de los
fenómenos de desgaste y de la existencia de valores físicos
perturbadores a los que es sensible el sensor.
Según una primera variante de realización, el
procedimiento de la invención comprende las etapas que consisten
en:
- -
- cortar durante un breve instante la corriente eléctrica de alimentación del emisor desde el momento en que se constata la parada del motor de accionamiento del panel móvil;
- -
- medir el nivel de desviación de la señal eléctrica emitida por el receptor, restablecer a continuación su valor a cero;
- -
- alimentar de nuevo al emisor mediante una corriente I_{0} eléctrica continua, y
- -
- medir el nivel V_{s} de salida del receptor, y asignarle un coeficiente k tal como kV_{s} = V_{r}, donde V_{r} es un nivel de referencia conocido por un sensor estándar tomado en condiciones de referencia conocidas.
Según una segunda variante de realización, el
procedimiento de la invención comprende las etapas que consisten
en:
- -
- alimentar al emisor con una corriente rectangular periódica;
- -
- medir el nivel V_{s} alto de salida del receptor así como su variación \DeltaV_{s}, y
- -
- efectuar la operación V_{s}(\DeltaV_{r}/V_{s}) = V'_{s} y determinar el coeficiente C = V_{r}- V_{s}' de manera que V_{s}' = V_{r}, donde V_{r} y \DeltaV_{r} son valores de referencia conocidos de un sensor estándar tomados en condiciones de referencia conocidas, la razón \DeltaV_{r}/\DeltaV_{s} es el coeficiente de corrección de la sensibilidad del sensor de presión, y C es el coeficiente de corrección de la desviación residual de dicho sensor.
Según otra variante de realización, el
procedimiento de la invención comprende las etapas que consisten
en:
- -
- alimentar al emisor con una corriente rectangular periódica;
- -
- medir el nivel V_{s} alto de salida del receptor, así como su variación \DeltaV_{s};
- -
- calcular la presión aplicada en función del nivel de señal medido mediante una ecuación polinominal de grado superior o igual a 1, cuyos coeficientes son determinados inicialmente durante una primera calibración, y
- -
- corregir periódicamente estos coeficientes en función de los resultados de la medición para obtener una medición fiable de la presión.
Según otro de sus aspectos la invención también
se refiere al procedimiento descrito anteriormente caracterizado
porque durante la segunda secuencia, comprende las etapas que
consisten en calibrar los segundos medios:
- -
- midiendo, para diferentes posiciones del panel móvil en relación con el marco en el que se desplaza dicho panel, la frecuencia correspondiente de los impulsos provocados por la rotación del motor para determinar la velocidad de desplazamiento instantánea del panel en una posición dada, y
- -
- comparando, para cada posición del panel móvil, la frecuencia de los impulsos medidos a la frecuencia de estos mismos impulsos durante el trayecto anterior de dicho panel móvil de manera que, si existe una diferencia entre dichas frecuencias y esta diferencia no supera un valor de seguridad predeterminado, se corrige la frecuencia umbral para que no ordene la parada e inversión del sentido de marcha del motor.
Otras características y ventajas de la presente
invención aparecerán más claramente a la lectura de la descripción
siguiente de un ejemplo de realización del procedimiento según la
invención, dando este ejemplo a título ilustrativo y no limitativo
en relación con los dibujos adjuntos en los que:
- la figura 1 muestra una puerta de un vehículo
automóvil dotada con el dispositivo de seguridad según la
invención;
- la figura 2 es una vista en corte según la
línea II-II de la figura 1;
- la figura 3 es una vista análoga a la de la
figura 2 en la que se ha mostrado un cuerpo extraño tal como un dedo
bloqueado entre la ventanilla y el marco de la puerta;
- la figura 4 es una representación esquemática
del dispositivo de seguridad según la invención;
- la figura 5 es una representación esquemática
de un sensor de presión con fibra óptica que funciona en modo
transmisión;
- la figura 6 es una representación esquemática
de un sensor de presión con fibra óptica que funciona en modo
reflexión;
- la figura 7 es una representación esquemática
de los medios de conmutación de los estados
marcha-parada y de control del sentido de rotación
del motor así como de los medios de detección de tipo indirecto de
la presencia de un cuerpo extraño que frena el movimiento de la
ventanilla del vehículo automóvil;
- las figuras 8 a 12 muestran dos procedimientos
de autocalibración del sistema de seguridad según la invención;
- las figuras 13 a 16 son vistas en perspectiva
de diferentes variantes de ejecución del sensor de presión según la
invención;
- la figura 17 es una vista general en
perspectiva del motor eléctrico de accionamiento asociado a un
dispositivo de codificación óptica;
- la figura 18 es una vista en perspectiva en el
estado disociado del motor eléctrico de accionamiento y del
dispositivo de codificación óptica mostrados en la figura 17;
- la figura 19 es una vista en perspectiva del
motor de accionamiento sobre el árbol del cual está montado un disco
de codificación óptica asociado a un dispositivo
opto-acoplador;
- la figura 20 es una vista detallada a una
escala más grande del disco de codificación y del dispositivo
opto-acoplador mostrados en la figura 19;
- la figura 21 es una vista en perspectiva de un
circuito impreso sobre la cara inferior del cual está fijado el
dispositivo opto-acoplador;
- la figura 22 es una vista en perspectiva que
muestra la abertura practicada en la caja que recibe el árbol del
motor para el paso del dispositivo opto-acoplador,
y
- la figura 23 es una vista detallada de la
abertura practicada en la caja mostrada en la figura 22.
La presente invención proviene de la idea general
inventiva que consiste en proporcionar un procedimiento de control
secuencial en el cual los medios de detección indirecta, basados en
la medición de la frecuencia de los impulsos provocados por la
rotación del motor eléctrico de accionamiento, permiten proteger de
manera eficaz los elementos eléctricos y electrónicos contra los
picos de corriente que son particularmente nefastos para ellos,
mientras que los medios de detección directa, basados en la medición
de la variación de un valor físico bajo el efecto de la presencia de
un cuerpo extraño que se opone al cierre completo de un panel móvil,
permiten aumentar considerablemente la seguridad de las
personas.
La presente invención va a ser descrita en
referencia a un dispositivo de elevalunas eléctrico con el que un
vehículo automóvil está equipado. Sin embargo, es evidente que la
presente invención se aplica a cualquier tipo de panel móvil que se
desliza eléctricamente tal como un techo corredizo de un vehículo
automóvil, las puertas de un ascensor, puertas cortafuegos u
otro.
Con referencia a las figuras 1 a 6, se observa
una puerta 1 de un vehículo automóvil que tiene un marco 2 en el
cual se desliza una ventanilla 4 bajo la acción de un motor 6
eléctrico de accionamiento. El marco 2 de la puerta 1 de coche está
dotado con una junta 8 de estanqueidad en una parte de la que al
menos está dispuesta una guía 10 óptica constituida, por ejemplo,
por una fibra óptica multimodo. Tal como describirá más en detalle a
continuación, la fibra 10 óptica está asociada a medios 12 y 14 de
emisión y de recepción respectivamente de señales ópticas que se
propagan en el interior de dicha fibra 10. Estos medios están
adaptados para controlar el funcionamiento del mecanismo de
elevalunas eléctrico o del sistema antirrobo con los que está
equipado el vehículo.
Tal como se muestra en la figura 2, la fibra 10
óptica está colocada en la empaquetadura 8 de estanqueidad en el
exterior del trayecto de la ventanilla 4. La ventanilla 4 que sube
bajo la acción de su motor 6 de accionamiento, si un dedo 16 está
bloqueado entre dicha ventanilla 4 y el marco 2 de la puerta 1 de
coche (figura 3), la fibra 10 óptica es aplastada por el dedo 16.
Bajo el efecto de la presión ejercida por el dedo 16, la fibra 10
óptica se deforma, lo que produce una modificación local de su radio
de curvatura. Esta curvatura produce una atenuación de la potencia
de las señales ópticas que se propagan en la fibra 10 óptica. De
esto resulta una caída de la amplitud de las señales eléctricas
emitidas por el receptor 14 hacia una unidad 18 central que, en
respuesta a esta caída, elabora una señal de parada o de inversión
del sentido de marcha del motor 6 que acciona la ventanilla 4.
En la figura 4, se observa una representación
esquemática del dispositivo de seguridad según la invención. Un
sensor de presión, indicado en su conjunto por la referencia
numérica general 20, comprende la fibra 10 óptica multimodo
mencionada anteriormente que funciona según el principio de la
modulación de intensidad de la luz que se propaga en ella en función
de la presión aplicada. El sensor 20 de presión está asociado a los
medios de emisión 12 y de recepción 14 de las señales ópticas que
se propagan en el interior de dicha fibra 10.
Según una primera variante de ejecución mostrada
en la figura 5, el sensor 20 de presión funciona en modo
transmisión. La fibra 10 óptica comprende una parte 10a que
constituye el elemento sensible del sensor 20 de presión, y una
parte 10b que sirve de línea de transmisión de la luz. Los medios 12
de emisión inyectan una señal luminosa en un extremo de la fibra 10.
Estos medios 12 de emisión comprenden una fuente óptica que está
acondicionada para estar fijada solidariamente a la fibra 10 óptica,
para evitar el uso de conectores ópticos demasiados costosos. La
fuente óptica será de preferencia un diodo electroluminiscente. La
señal luminosa inyectada en la fibra 10 óptica se propaga hasta el
detector 14 tal como un fotodiodo también fijado solidariamente al
otro extremo de dicha fibra 10.
Según una característica particularmente
ventajosa de la invención, el diodo electroluminiscente y el
fotodiodo son de tipo SMD (Surface Mount Device), dispuestos en una
misma caja que también aloja los dos extremos de la fibra 10 óptica
que forma el sensor 20 de presión. Por otra parte, la caja comprende
medios de conexión que facilitan su montaje en una tarjeta
electrónica.
Según una segunda variante de ejecución mostrada
en la figura 6, el sensor 20 de presión también puede funcionar en
modo reflexión. En este último caso, la fuente 12 y el receptor 14
están situados en un mismo extremo de la fibra 10, mientras que un
reflector 11 que reflecta las señales luminosas está dispuesto en el
otro extremo de dicha fibra 10. Las funciones de emisión y de
recepción están garantizadas preferiblemente por un diodo láser
dotado con su propia célula fotodetectora.
Un circuito 22 de alimentación alimenta la fuente
12 óptica con corriente. Esta corriente puede ser continua y/o
variable periódicamente en el tiempo. Según una característica
preferible de la invención, la corriente será continua durante los
periodos de funcionamiento del motor 6 de accionamiento, y de forma
rectangular periódica durante los periodos de parada. El circuito 22
también comprende circuitos de conversión y de amplificación de las
corrientes procedentes del detector 14.
El dispositivo de seguridad según la invención
también comprende un circuito 24 de control del motor 6 de
accionamiento. Este circuito 24 de control tiene una estructura de
tipo puente para el control bidireccional de dicho motor 6. Puede
ser constituido enteramente a base de semiconductores o comprender
relés. El uso de transistores de tipo MOS permite conmutar los relés
con una corriente muy débil, lo que mejora la duración de vida de
los componentes. Otra ventaja radica en el hecho de que el mismo
componente MOS puede ser utilizado como elemento de medición de la
corriente para limitar ésta, detectar los fines de recorrido y
proteger el motor 6 contra los picos de corriente.
El sistema arriba indicado es gestionado por la
unidad 18 central mencionada anteriormente. Esta unidad 18 central
comprende un microcontrolador y/o un microprocesador que gestiona
las funciones de control, de medición y de calibración del sensor 20
de presión mediante programas y algoritmos informáticos implantados
en una memoria no volátil accesible a dicho microcontrolador. La
unidad 18 central dispone para ello de medios de conversión
analógica-digital. El control por la unidad 18
central de los estados de parada y de marcha así como del sentido de
rotación del motor 6 de accionamiento se efectúa mediante el
circuito 24 de control. Este último mide y también transmite a la
unidad 18 central las variaciones de la corriente de alimentación
del motor 6 para detectar las posiciones de fin de recorrido de la
ventanilla 4 y proteger la electrónica contra los picos de corriente
que resultan de las mismas, tal como será descrito más en detalle a
continuación.
La unidad 18 central también gestiona el estado
de las entradas-salidas procedentes o con destino de
otros órganos internos o externos al sistema. De hecho, se sabe que
los microcontroladores actuales pueden gestionar un gran número de
entradas-salidas, lo que permite al sistema
interactuar con varios centros de mando o de control. Eso confiere
al sistema una gran flexibilidad de uso y de adaptación en función
de las aplicaciones buscadas. Entre los controles de
entradas-salidas, se puede mencionar:
- -
- los controles manuales para el pasajero principal y los otros pasajeros. Estos controles pueden ser de tipo gradual. También pueden ser de acción rápida, es decir una presión simple ordena la apertura o el cierre completo de la ventanilla 4;
- -
- los controles centralizados de cierre de todos los paneles. Estos controles pueden ser manuales, proceder del ordenador central o del sistema de cierre centralizado de las puertas;
- -
- una función de alarma (seguridad) en el caso de la introducción de un objeto entre la ventanilla y la corredera.
Según un primer aspecto del procedimiento según
la invención, se mide la frecuencia de los impulsos provocados por
la conmutación de las escobillas tales como 28 del motor 6 eléctrico
que acciona la ventanilla 4, y se para el accionamiento de dicha
ventanilla 4 cuando la frecuencia de los impulsos es inferior a una
frecuencia umbral predeterminada. Con este fin, se dispone de unos
medios de detección de tipo indirecto, basados en la medición de la
frecuencia de los impulsos provocados por la conmutación de las
escobillas 28 del motor 6 de accionamiento. Tal como se observa en
la figura 7, estos medios de detección comprenden un transistor 30
MOS en los bornes del que son recogidos los impulsos provocados por
la conmutación de las escobillas 28. Según una característica
complementaria de la invención, el transistor 30 MOS además controla
la conmutación de los relés tales como 32 del motor 6 eléctrico, y
de este modo determina el sentido de desplazamiento del panel móvil
4. A continuación los impulsos recogidos en los bornes del
transistor 3 MOS pasan a través de un filtro 34, un amplificador 36,
después se restablecen mediante un comparador 38. Finalmente, los
impulsos son enviados hacia medios de comparación que permiten
comparar la frecuencia de los impulsos con una frecuencia umbral.
Estos medios están constituidos por la unidad 18 central que calcula
la frecuencia de los impulsos y la compara a la frecuencia umbral
almacenada en memoria. Finalmente, cuando la frecuencia de los
impulsos se vuelve inferior a la frecuencia umbral, la unidad 18
central produce una segunda señal de alarma que la conduce a parar o
a invertir el sentido de marcha del motor 6 de accionamiento. De
este modo, se vuelve posible detectar el fin de recorrido o la
presencia de un cuerpo extraño tal como, por ejemplo, un brazo que
frena el movimiento de la ventanilla 4 y que se opone a su subida.
De este modo, la comparación de la frecuencia medida con una
frecuencia de referencia permite efectuar una detección previa de
obstáculo y evitar, en algunos casos, la estrangulación. También
permite proteger el motor 6 de accionamiento así como su circuito 24
de control contra los picos de corriente particularmente
nefastos.
Según un segundo aspecto del procedimiento, la
unidad 18 central contabiliza el número de impulsos provocados por
la conmutación de las escobillas 28 del motor 6 de accionamiento y
deduce de ello la posición de la ventanilla 4 desde una posición de
reposo tomada como referencia. Esta posición de referencia
corresponde a la última posición calculada de la ventanilla 4 antes
de la parada del motor 6 de accionamiento. De este modo, cuando la
ventanilla 4 llega a una zona de fin de recorrido a una distancia I
del borde superior o inferior del marco 2 de la puerta 1 de coche en
el cual dicha ventanilla 4 se desliza, la unidad 18 central
constituye los medios que permiten programar una rampa de
deceleración de la velocidad del motor 6 de accionamiento, y cortar
la alimentación de éste cuando la frecuencia de los impulsos se
vuelve prácticamente nula. Sabiendo que la variación de la corriente
de alimentación del motor 6 presenta un retraso en relación con la
velocidad de rotación de dicho motor 6 según una constante de tiempo
\tau = L/R (donde L es la inductancia y R la resistencia del motor
6 de accionamiento), el control de una rampa de deceleración y la
parada del motor 6 cuando la frecuencia de los impulsos se vuelve
prácticamente nula permite proteger de manera eficaz el motor 6 así
como su circuito 24 de control contra las sobrecorrientes.
Sin embargo, el método de determinación indirecta
de la posición de la ventanilla 4 descrita anteriormente presenta un
inconveniente. De hecho, cuando la ventanilla 4 llega a su posición
de fin de recorrido y cuando su motor 6 de accionamiento se para, no
es posible determinar si esta parada se debe al hecho de que la
ventanilla 4 está a tope contra el marco 2 de la puerta 1 de coche
en el que desliza, o si la parada se debe a la presencia de un
cuerpo extraño bloqueado entre la ventanilla 4 y el montante de
dicho marco 2. Por eso, se utilizan unos medios de detección directa
de la presencia de un cuerpo extraño, comprendiendo estos medios el
sensor 20 de presión con fibra 10 óptica descrito previamente. De
este modo, en el momento del cierre de la ventanilla 4, se puede
deducir que en ausencia de señal de alarma procedente del sensor 20
de presión, la ventanilla 4 ha llegado a tope de fin de recorrido
contra el montante del marco 2, y que cualquier riesgo de accidente
se ha evitado. A la inversa, si el sensor 20 de presión produce una
señal de alarma, la unidad 18 central ordena inmediatamente la
inversión del sentido de marcha del motor 6 de accionamiento.
Asimismo, la presente invención tiene como
objetivo proporcionar un procedimiento de detección secuencial de
tipo descrito anteriormente que funciona según un modo secuencial
que le confiere una seguridad intrínseca.
En el sentido de la invención, se entiende por
seguridad intrínseca la realización de medios y de operaciones
diferentes que van a permitir a la unidad 18 central efectuar todas
las pruebas y todos los ajustes que permiten garantizar un
funcionamiento fiable de los medios de detección directa e indirecta
y conferir al conjunto del dispositivo según la invención un nivel
de seguridad aumentado. De este modo, es necesario prever periodos
durante los cuales la unidad 18 central va a ejecutar de manera
secuencial un cierto número de operaciones de prueba, de ajuste y de
control. Se distinguen tres periodos de funcionamiento distintos
según la ventanilla 4 esté en reposo, suba o baje.
Durante el periodo en el que el motor 6 de
accionamiento de la ventanilla está parado, la unidad 18 central
prueba y calibra los medios de detección directa e indirecta de
obstáculos. Más precisamente, las operaciones efectuadas
periódicamente o de forma continua durante esta primera fase
empiezan por una prueba del buen funcionamiento general de los
medios de detección. En caso de disfunción de uno de los medios de
detección, la unidad 18 central desactiva el medio defectuoso. Si se
produce un fallo general de los medios de detección, la unidad 18
central emite una alarma, por ejemplo visual o sonora, al usuario.
De este modo éste es informado de que el sistema de elevalunas
eléctrico funciona en modo manual, y que ya no puede fiarse de los
medios de detección de obstáculos según la invención. De este modo,
debe tener prevista una vigilancia aumentada. Si se ha constatado el
buen funcionamiento general de los medios de detección, la unidad 18
central procede a continuación a una corrección de los parámetros de
funcionamiento de dichos medios de detección en función de las
modificaciones sufridas por el dispositivo de seguridad bajo el
efecto de la evolución en el tiempo del rendimiento del motor 6 y de
los medios de transmisión, de los rozamientos de la ventanilla 4
contra la junta 8 de estanqueidad, de las condiciones climáticas u
otros.
Durante la fase de subida de la ventanilla 4 y
hasta que llega a las proximidades de la zona de fin de recorrido a
una distancia I del borde superior del marco 2 de la puerta 1 de
coche en el que se desliza dicha ventanilla 4, los medios de
detección directa generan una señal óptica que recorre la parte
superior de dicho marco 2. Esta señal óptica es captada por el
receptor 14 transmitida a continuación a la unidad 18 central que
mide la intensidad de ésta y la compara con un valor de referencia
definido durante la fase de reposo de la ventanilla 4. En el mismo
tiempo, los medios de detección indirecta detectan los impulsos
provocados por la conmutación de las escobillas 28 del motor 6 de
accionamiento, envían a continuación estos impulsos hacia la unidad
18 central que calcula la frecuencia de éstos y compara esta
frecuencia con la frecuencia umbral definida durante la fase de
reposo de la ventanilla 4. La medición del número de los impulsos
mencionados anteriormente también permite a la unidad 18 central
calcular la posición de la ventanilla 4. Finalmente, la unidad 18
central ordena la parada y a continuación la inversión del sentido
de marcha del motor 6 de accionamiento en caso de no conformidad de
una cualquiera de las informaciones emitidas por uno de los dos
dispositivos de detección directa o indirecta con el valor de
referencia correspondiente.
Durante la fase de subida de la ventanilla 4
hasta la posición de fin de recorrido en la que se coloca a tope
contra la parte superior del marco 2 de la puerta 1 de coche en el
que se desliza, los medios de detección directa siguen desempeñando
la misma función que anteriormente. Generan una señal óptica que
recorre la parte superior del marco 2 y que es trasmitida, a través
del receptor 14, a la unidad 18 central que mide la intensidad de
ésta y la compara con un valor de referencia definido durante la
fase de parada del motor 6 de accionamiento. En caso de no
conformidad de la información emitida por los medios de detección
directa con el valor de referencia correspondiente, la unidad 18
central ordena la parada y la inversión del sentido de marcha del
motor 6 de accionamiento. En cambio, las informaciones
proporcionadas por los medios de detección indirecta ya no son
utilizadas para detectar la presencia de un obstáculo susceptible de
evitar el cierre completo de la ventanilla 4. Los medios de
detección indirecta detectan los impulsos provocados por la
conmutación de las escobillas 28 del motor 6 de accionamiento,
envían a continuación estos impulsos hacia la unidad 18 central. De
este modo, la unidad 18 central calcula la frecuencia y el número de
estos impulsos y deduce de ello los parámetros de velocidad y de
posición de la ventanilla 4 de los que compara los valores con
valores definidos durante la fase de parada del motor 6 de
accionamiento. A continuación, la unidad 18 central ordena una rampa
de deceleración de la velocidad de subida de la ventanilla 4
definida durante la fase de parada del motor 6 de accionamiento y
corta la alimentación de éste cuando los parámetros de velocidad y
de posición corresponden cada uno a su valor de referencia definido
durante la primera fase.
Finalmente, hay que considerar la fase de
descenso de la ventanilla 4 en la que los medios de detección
directa son desactivados. En cuanto a los medios de detección
indirecta, tienen como función generar impulsos y medir la
frecuencia de estos impulsos para calcular los parámetros de
velocidad y de posición de la ventanilla 4 y compararlos con valores
definidos durante la fase de parada del motor 6 de accionamiento. La
unidad 18 central hace que la progresión de la ventanilla 4 se
ralentice según una rampa de deceleración programada durante la
primera fase en la que el motor 6 está parado y corta la
alimentación de este motor 6 cuando los parámetros de posición y de
velocidad de la ventanilla 4 alcanzan respectivamente sus valores de
referencia definidos durante dicha primera fase.
Asimismo, la presente invención tiene como
objetivo garantizar que un sensor 20 de presión conserva
prestaciones de origen a pesar de su sensibilidad a valores físicos
perturbadores tales como la temperatura y a los fenómenos de
desgaste de los materiales que lo constituyen. Con este fin, se
propone, durante los periodos en los que la unidad 18 central
constata la parada del motor 6 de accionamiento, comparar y corregir
los parámetros de funcionamiento del sensor 20 de presión, tomados
en condiciones de entorno cualesquiera, en función de los mismos
parámetros de un sensor estándar tomados en condiciones de
referencia conocidas almacenadas en una memoria no volátil accesible
al microcontrolador de dicha unidad 18 central. Preferiblemente, los
parámetros de funcionamiento del sensor 20 de presión son medidos y
corregidos de manera repetitiva durante toda la duración del periodo
de parada del motor 6 de accionamiento. Durante la nueva puesta en
marcha del motor 6 de accionamiento, únicamente se tomarán en cuenta
las últimas correcciones de los parámetros de funcionamiento del
sensor 20.
Según una primera variante de realización, el
procedimiento de calibración del sensor 20 de presión comprende las
etapas que consisten en:
- -
- cortar durante un instante breve la corriente eléctrica de alimentación del emisor 12 desde el momento en que la unidad 18 central constata la parada del motor 6 de accionamiento;
- -
- medir el nivel de desviación de la señal eléctrica emitida por el receptor 14, a continuación restablecer su valor a cero mediante un algoritmo almacenado en memoria del microcontrolador de la unidad 18 central;
- -
- alimentar de nuevo al emisor 12 mediante una corriente I_{o} eléctrica continua constante, y
- -
- medir el nivel V_{s} de salida del receptor 12, y asignarle un coeficiente k tal como kV_{s} = V_{r}, donde V_{r} es un nivel de referencia conocido de un sensor estándar tomado en condiciones de referencia conocidas.
Cuando el emisor 12 no es alimentado, la señal de
salida del sensor 20 de presión no es nula. De hecho, el circuito de
detección del sensor 20 está compuesto en general de un fotodetector
14 seguido de un circuito de amplificación que comprende un
amplificador operacional. Sin embargo, cualquier fotodetector
presenta una corriente denominada de oscuridad que depende de su
tecnología, de su corriente de polarización y de la temperatura.
Esta corriente que fluctúa en el tiempo está amplificada y
contribuye en parte a la generación de una tensión parásita de
desviación en salida. Además, cualquier amplificador operacional
presenta una señal de desviación en tensión y corriente no nula, con
un desvío más o menos importante según la calidad del componente y
las condiciones de temperatura. A menos que se utilicen componentes
muy estables y por tanto muy costosos, es preferible medir
periódicamente estos valores de desviación y sustraerlos mediante un
programa informático almacenado en la memoria del microcontrolador
de la unidad 18 central, para conservar sólo la señal útil
procedente del sensor 20 de presión. Una vez sustraída la señal de
desviación, hay que, en ausencia de cualquier presión, restablecer
periódicamente el nivel de la señal del sensor 20 de presión a un
nivel de referencia, para operar con un umbral de disparo fijo. De
este modo, se pueden evitar dispersiones de las características de
funcionamiento de los componentes (fuente 12 y detector 14),
condiciones de inyección de la señal óptica en la fibra 10, y
fluctuaciones de ésta relacionadas con dicha fibra.
Según una segunda variante de realización, el
procedimiento de calibración del sensor 20 de presión comprende las
etapas que consisten en:
- -
- alimentar al emisor 12 con una corriente rectangular periódica;
- -
- medir el nivel V_{s} alto de salida, y
- -
- efectuar la operación V_{s}(\DeltaV_{r}/V_{s}) = V_{s}' y determinar el coeficiente C = V_{r}- V_{s}' de manera que V_{s}'' = V_{r}, donde V_{r} y \DeltaV_{r} son valores de referencia conocidos de un sensor estándar tomado en condiciones de referencia conocidas, la razón \DeltaV_{r}/\DeltaV_{s} es el coeficiente de corrección de la sensibilidad del sensor 20 de presión, y C es el coeficiente de corrección de la desviación residual de dicho sensor 20.
Según una característica preferible del
procedimiento de la invención, el emisor 12 es alimentado con una
corriente rectangular periódica obtenida superponiendo a una
corriente I_{0} constante una variación \DeltaI_{0} débil
periódica, de tal manera que la variación de la señal óptica que
resulta puede ser considerada como lineal.
Para presiones aplicadas débiles, la señal
detectada puede ser considerada como lineal y escribirse bajo la
forma V_{s} = I_{0} GT donde:
- -
- G toma en cuenta especialmente la ganancia global del sensor 20 de presión, el rendimiento de inyección y el rendimiento del detector 14;
- -
- T representa la función de transferencia óptica del sensor 20 de presión, y
- -
- I_{0} representa la potencia de la fuente 12 y de este modo, indirectamente, su corriente de polarización.
Midiendo la variación \DeltaV_{s} en salida
del sensor 20 de presión seguida de una variación \DeltaI_{0}
débil de la corriente de polarización, y efectuando la razón de
estos dos valores, se obtiene una medición de la función de
transferencia óptica del sensor 20 de presión, y de este modo de su
sensibilidad. Por otra parte, efectuar la operación V_{s}' =
V_{s}(\DeltaV_{s}/\DeltaV_{r}) es lo mismo que
normalizar la sensibilidad del sensor 20 de presión tomado en
condiciones de entorno cualesquiera en relación con la sensibilidad
de un sensor estándar tomado en condiciones de referencia. La
corrección C de desviación adicional tal como C + V_{s}' = V_{r}
permite compensar las diferencias residuales relacionadas con la
dispersión de las características de los componentes y con sus
variaciones en función de las condiciones de entorno.
Según una tercera variante de realización, el
procedimiento de calibración de la invención comprende las etapas
que consisten en:
- -
- alimentar al emisor 12 con una corriente rectangular periódica;
- -
- medir el nivel V_{s} alto de salida del receptor 14, así como su variación \DeltaV_{s};
- -
- calcular la presión aplicada en función del nivel de señal medido mediante una ecuación polinominal de grado superior o igual a 1, cuyos coeficientes son determinados inicialmente durante una primera calibración, y
- -
- corregir periódicamente estos coeficientes en función de los resultados de la medición para obtener una medición fiable de la presión.
Preferiblemente, el emisor 12 es alimentado con
una corriente rectangular periódica obtenida superponiendo a una
corriente I_{0} continua una variación \DeltaI_{0} periódica
débil.
Este tercer procedimiento de calibración necesita
una primera calibración del sensor 20 de presión que permite
calcular la presión aplicada en función de la tensión medida
mediante una aproximación polinominal con grado 3 ó 4. Este método
permite efectuar correcciones simples de los coeficientes del
polinomio, o correcciones más elaboradas mediante algoritmos
específicos.
Según otra variante más, el procedimiento de
autocalibración puede utilizar la corrección con corriente de
polarización variable y con umbral de disparo constante mostrado en
las figuras 8 y 9. En estas dos figuras se observa que durante los
periodos de parada del motor 6 de accionamiento, se hace aumentar o
reducir, por ejemplo por grado, la corriente de polarización del
emisor 12 hasta que el nivel de la señal de salida del sensor 20 de
presión sea prácticamente igual al nivel del umbral de disparo de la
alarma (casi con la resolución del sistema). Cuando esta condición
se ha realizado, se cala el nivel de la corriente de polarización
del emisor 12 para que la señal de salida del sensor 20 de presión
sea de un valor conocido, superior al nivel de umbral de disparo de
la alarma. Hay que señalar que la tensión de umbral del comparador
38 en este caso puede estar fijada bien por un circuito exterior al
microcontrolador de la unidad 18 central, bien por el propio
microcontrolador (por programación).
Según otra variante más, el procedimiento de
calibración puede utilizar la corrección con umbral de disparo
variable y con corriente de polarización fija que se ilustra en las
figuras 10 y 11. En este caso, la corriente de polarización del
emisor 12 es constante, y se hace aumentar o reducir, por ejemplo
por grado, el valor de la señal de umbral del comparador 38 que fija
el umbral de alarma, hasta que este valor se vuelva prácticamente
igual al valor de la señal de salida del sensor 20 de presión (casi
con la resolución del sistema). A continuación, se cala el umbral a
un valor conocido inferior a la señal de salida. En este segundo
caso se observa cómo el microcontrolador de la unidad 18 central
ordena un circuito exterior para ajustar el nivel de umbral de
disparo de la alarma. La ventaja, en este caso, es que no es
necesario medir la señal de salida del sensor 20 de presión (y de
este modo dotar al microcontrolador con un convertidor
analógico/digital), lo que permite elegir componentes
microcontroladores de bajo coste. Pero hay que señalar que el umbral
también puede estar fijado por programación. En este caso, es
necesario utilizar un convertidor analógico/digital para poder
comunicar con el microcontrolador. También hay que destacar que el
conjunto de los procedimientos de autocalibración que se ha descrito
en esta patente pueden ser combinados entre sí.
Según los procedimientos descritos anteriormente,
por tanto es posible corregir los parámetros de funcionamiento del
sensor 20 de presión de dos maneras distintas, bien corrigiendo la
corriente de polarización del emisor 12, o bien corrigiendo el
umbral de disparo de la alarma.
Con este fin, y tal como mostrado en la figura
12, el microcontrolador de la unidad 18 central, no dotado con un
convertidor analógico/digital, elabora una señal PWM rectangular con
una frecuencia fija, pero con duraciones de impulsos variables. De
este modo, se habla de modulación en duración de los impulsos o PWM
(Pulse Width Modulation). Cada valor de duración puede ser
codificado en cuatro u ocho bits o más por el microprocesador. La
señal PWM es enviada a un integrador 40 de tipo filtro de paso bajo
que transforma los impulsos en niveles de tensión distintos. De este
modo, se puede programar la forma y el nivel de la corriente de
polarización del emisor 12 haciendo variar la codificación de la
señal PWM. También es posible, en caso necesario, modificar mediante
un integrador 42 el valor de la señal de umbral del comparador 38
que fija el umbral de alarma. También existen otras maneras de
modificar las señales mencionadas anteriormente mediante otros
procedimientos de modulación. A título de ejemplo, se puede
mencionar la modulación en frecuencia de los impulsos o PFM (Pulse
Frequency Modulation) o la modulación codificada de los impulsos
(Pulse Code Modulation).
El procedimiento de autocalibración puede
extenderse a los medios de detección indirecta del sistema. De
hecho, no se ha establecido que el procedimiento de detección
indirecta siempre sea fiable en el tiempo. Hay que contar con que el
rendimiento del motor 6 de accionamiento y de los elementos de
transmisión evolucionen en el tiempo. Es el mismo caso para los
rozamientos de la ventanilla 4 contra la junta 8 de estanqueidad que
pueden evolucionar bajo el efecto de las deformaciones del marco 2
de la puerta 1 de coche. Además, hay que contar con que el
movimiento de la ventanilla cambie según la velocidad de
desplazamiento del vehículo. No tomar en cuenta estos parámetros de
perturbación podría conducir a una disfunción del sistema. Un
seguimiento y una evaluación en el tiempo de la velocidad horizontal
de la ventanilla 4 en la zona en la que el movimiento de ésta es
sensiblemente uniforme, por ejemplo por el método de los medios
deslizantes, podría permitir corregir el cálculo de la posición de
la ventanilla 4, así como el valor de la frecuencia umbral para la
detección previa de obstáculos.
Aparte de las fases de aceleración y de
deceleración del movimiento de la ventanilla, la unidad 18 central
también puede contabilizar en una tabla, para diferentes posiciones
de dicha ventanilla 4, la frecuencia correspondiente de los impulsos
provocados por la conmutación de las escobillas 28 del motor 6 de
accionamiento. La medición de la frecuencia de estos impulsos
informa a la unidad 18 central sobre la velocidad de desplazamiento
de la ventanilla 4 cuando pasa a una posición dada. Esta operación
se repite en cada subida de la ventanilla 4. De este modo, la unidad
18 central sabe que a una posición determinada de la ventanilla 4
corresponde una velocidad de subida determinada. A continuación, la
unidad 18 central va a comparar, para cada posición de la ventanilla
4, la frecuencia de los impulsos medida a la frecuencia almacenada
en memoria. Es posible que bajo el efecto de envejecimiento de los
materiales, de condiciones climáticas particulares (humedad,
temperatura elevada o al contrario particularmente baja) o de otros
fenómenos que pueden afectar al rendimiento del sistema, la unidad
18 central observe alguna diferencia entre la frecuencia medida y la
frecuencia memorizada. Si esta diferencia no supera un umbral de
seguridad predeterminado, la unidad 18 central entiende que se
produjo una modificación en el funcionamiento del sistema y, por
consiguiente, va a corregir el valor de la frecuencia umbral para la
detección previa de obstáculos.
Un sensor de presión con fibra óptica simple y
poco costoso de fabricar y que puede utilizarse para la realización
del procedimiento según la invención se muestra en la figura 13a.
Con este fin, y tal como se observa en la figura 13a, el sensor de
presión según la invención comprende un alma central realizada en
una espuma o en caucho flexible que se presenta bajo la forma de un
soporte 44 sensiblemente cilíndrico o de forma alargada con sección
poligonal. En la superficie del soporte 44 se practican dos
gargantas tales como 46 diametralmente opuestas que se extienden
paralelamente al eje longitudinal de dicho soporte 44 y en las
cuales la fibra 10 óptica va a alojarse sin tensiones (véase la
figura 13b que es una vista detallada de la región de la figura 13a
rodeada por una línea mixta). El soporte 44 cilíndrico y su fibra 10
óptica están insertados en una envoltura 48 ranurada
longitudinalmente y realizada, por ejemplo, en un material plástico
fino y duro en el cual han sido cortadas una pluralidad de mordazas
de sujeción tales como 50. Estas mordazas 50 sirven para curvar la
fibra 10 óptica por presión elástica y para modificar localmente su
radio de curvatura. El sensor de presión constituido de este modo se
envuelve finalmente en una cubierta 52 realizada en una espuma o en
material muy flexible. Según una variante también mostrada en la
figura 13a, el alma central del sensor de presión según la invención
puede realizarse bajo la forma de un soporte 54 formado de una
sucesión periódica de elementos troncocónicos a lo largo de los que
está fijada la fibra 10 óptica. Esta forma de ejecución tiene el
mérito de mejorar la sensibilidad del sensor creando
micro-curvaturas iniciales.
Según otra variante de ejecución mostrada en la
figura 14, la fibra 10 óptica está montada directamente sobre la
cara interior de las mordazas 50 de la envoltura 48. Con este fin,
el extremo libre de dichas mordazas 50 también está ligeramente
encorvado para mantener y guiar la fibra 10 óptica a lo largo de la
envoltura 48. Esta forma de ejecución tiene como ventaja mantener la
fibra 10 óptica rectilínea. De hecho, se ha constatado que cuanto
más curvada es la fibra óptica empleada en tales sensores, menos
larga es la duración de vida de dichos sensores.
Según otra variante de ejecución más mostrada en
la figura 15, la fibra 10 óptica está intercalada entre una primera
y una segunda bandas 56 y 58 respectivamente realizadas a partir de
dos materiales elastómeros del mismo tipo pero de durezas
diferentes. La primera banda 56, realizada mediante un material
relativamente duro, presenta una sucesión de cavidades transversales
tales como 60 regularmente repartidas a lo largo de dicha banda 56.
En el caso de un funcionamiento en modo transmisión, la cara
superior de la banda 56 presenta dos ranuras tales como 62 en las
cuales va a alojarse la fibra 10 óptica. Estas ranuras 62 están
dispuestas paralelamente a y en ambas partes del eje de simetría
longitudinal de la banda 56 y presentan un perfil en V o
semicircular. Las cavidades 60 de la primera banda 56 están parcial
o totalmente obturadas por contactos tales como 64 que presentan una
forma complementaria a la de dichas cavidades 60 y están dispuestas
en la cara inferior de la segunda banda 58. El material elastómero
utilizado para realizar la segunda banda 58 es del mismo tipo que el
empleado para la primera banda 56, pero presenta una dureza
sensiblemente más débil. De este modo, las primeras y segunda bandas
56 y 58 son complementarias tanto por la forma geométrica como para
la alternancia en dureza de los materiales. Finalmente, la fibra 10
óptica está alojada entre las dos bandas 56 y 58 y puede conservar
un perfil rectilíneo o ser ligera y periódicamente curvada. En el
caso de un funcionamiento en modo reflexión, una única ranura 62 es
necesaria (figura 16). Según una variante, la segunda banda 58 puede
ser lisa, realizada mediante un espesor determinado de un material
elastómero sensiblemente
blando.
blando.
El espaciamiento de las mordazas 50 o de las
cavidades 60 define el periodo de micro-curvatura.
Para obtener una sensibilidad óptima del sensor de presión, el
periodo de micro-curvatura se elegirá para obtener
un acoplamiento fuerte entre los modos guiados en el núcleo de la
fibra 10 óptica, y los modos radiados por la cubierta.
Este periodo óptimo depende de las
características optogeométricas de la fibra 10 óptica multimodo
utilizada. Si la fibra 10 óptica es de tipo de índice de escalón, el
periodo de micro-curvatura T debe verificar la
relación:
T \leq
\frac{2\pi\rho^{2}kn_{c}}{1+2\rho
kn_{c}\sqrt{\Delta}}
donde k = 2\pi/\lambda es el
modulo del vector de onda, \rho y n_{c} son respectivamente el
radio y el índice de refracción del núcleo de la fibra 10, y
\Delta es la diferencia relativa entre los índices de núcleo y de
cubierta de la fibra 10
óptica.
Para una fibra con gradiente de índice, el
periodo de micro-curvatura óptima debe ser un valor
múltiple del periodo T dado por la relación:
T \leq
\rho\pi\sqrt{\frac{2}{\Delta}}
donde \rho y \Delta son
respectivamente el radio de núcleo de la fibra 10 y la diferencia
relativa entre los índices de núcleo y de cubierta de la fibra 10
óptica.
Siendo la sensibilidad a la presión más
importante en el caso de fibras con gradiente de índice, este tipo
de fibra será elegido preferiblemente.
Según otra característica de la invención, la
fibra 10 óptica puede ser de tipo plástico, enteramente constituida
de materiales polímeros.
Se ha descrito especialmente en relación con la
figura 7 anterior un modo de ejecución de los medios de detección
indirecta de obstáculos en el que se detecta la frecuencia de los
impulsos provocados por la conmutación de las escobillas 28 del
motor 6 de accionamiento (codificación eléctrica). Es evidente que
pueden considerarse otras variantes de realización de los medios de
detección indirecta. Con este fin, se ha mostrado en las figuras 17
a 23 adjuntas a la presente solicitud de patente un sistema de
codificación óptica.
Tal como destaca en las figuras 17 y 18, el motor
6 eléctrico de accionamiento está alojado en un cárter 66 de donde
emerge su árbol 68. Este árbol 68 penetra en una abertura 70 de
forma general cilíndrica practicada en una caja 72 contra el que
está fijado el cárter 66 del motor 6 de accionamiento mediante una
placa 74 de soporte prácticamente plana y de forma general
rectangular. La caja 72 presenta una cavidad 76 cuyo perímetro está
adaptado a la forma de un circuito 78 impreso que está alojado en
esta cavidad 76. Finalmente, la cavidad 76 se cierra gracias a una
tapa 80.
Según la presente invención, un disco 82 de
codificación con un espesor débil está montado solidario sobre el
árbol 68 del motor 6 de accionamiento (véanse figuras 19 y 20). Este
disco 82 presenta un determinado número de ranuras tales como 84
regularmente espaciadas sobre la periferia de dicho disco 82. Se
coloca un dispositivo 86 opto-acoplador en relación
con el disco 82. Este dispositivo 86 opto-acoplador
comprende un emisor 88 óptico y un receptor 90 óptico alineados
según un eje común uno en relación con otro y separados con una
distancia suficiente para dejar pasar al disco 82 de codificación.
El emisor 88 óptico envía un haz de luz hacia el receptor 90 óptico.
Cuando el árbol 68 del motor 6 de accionamiento gira, acciona el
disco 82 de codificación en rotación. Cada vez que una de las
ranuras 84 del disco 82 de codificación pasa por el eje que une el
emisor 86 con el receptor 88, la luz va a propagarse desde dicho
emisor 88 hasta dicho receptor 90. El receptor 90, bajo el efecto de
la luz incidente, va a emitir un impulso eléctrico que va a ser
enviado a la unidad 18 central. Se entenderá fácilmente que el
número y la frecuencia de estos impulsos son respectivamente
proporcionales a la posición y a la velocidad de desplazamiento de
la ventanilla 4.
El dispositivo 86 opto-acoplador
descrito anteriormente funciona en modo de transmisión del haz de
luz. También se puede considerar hacer funcionar este dispositivo 86
opto-acoplador en modo reflexión. En este caso, se
dispone sobre una de las caras del disco 82 de codificación una
pluralidad de elementos reflectantes dispuestos a intervalos de
distancia regulares unos en relación con otros. De este modo, el
emisor 88 y el receptor 90 están colocados juntos en relación con
los elementos reflectantes.
En las figuras 21 a 23 se observa que el
dispositivo 86 opto-acoplador está fijado sobre la
cara inferior del circuito 78 impreso. Cuando el circuito 78 impreso
está insertado en la cavidad 76 de la caja 72, el dispositivo 86
opto-acoplador penetra en una abertura 92 practicada
en la cara superior de dicha caja 72 y va a cubrir el disco 82 de
codificación. Finalmente, están previstas dos juntas de estanqueidad
giratorias tales como 94 colocadas aguas arriba y aguas abajo del
disco 82 de codificación y que permiten garantizar una estanqueidad
y una protección de los componentes 88, 99 ópticos, contra el polvo
y otros residuos.
Según otra variante más de realización, los
medios de detección indirecta son constituidos por un dispositivo de
codificación magnética. Con este fin, unos elementos imantados con
dimensiones débiles están moldeados en el interior de un cilindro de
material polímero que se fija sobre el árbol 68 del motor 6 de
accionamiento. Un detector de campo magnético, tal como una sonda
con efecto Hall, está colocado próximo a este cilindro. De este
modo, la rotación del motor 6 permite producir impulsos eléctricos,
cuyo número y frecuencia son respectivamente proporcionales a la
posición y a la velocidad de la ventanilla 4.
Es evidente que diversas variantes y
modificaciones simples entran en el marco de la presente invención
tal como el definido por las reivindicaciones.
Claims (47)
1. Procedimiento de control secuencial de un
panel (4) móvil accionado para deslizarse en un marco (2) por un
motor (6) eléctrico que comprende una primera secuencia que consiste
en:
- -
- detectar gracias a primeros medios la presencia de un cuerpo extraño susceptible de oponerse al cierre completo del panel (4) móvil por bloqueo de este cuerpo extraño entre dicho panel (4) y el marco (2) en el interior del cual se desliza el panel (4), siendo estos primeros medios susceptibles de producir una primera alarma cuando la presencia de dicho cuerpo extraño es detectada, y
- -
- medir gracias a segundos medios la frecuencia de los impulsos provocados por la rotación del motor (5) eléctrico que acciona el panel (4) móvil, y deducir de esta medición una indicación del desplazamiento del panel (4) móvil a partir de una posición de referencia previamente conocida, también siendo estos segundos medios susceptibles de detectar la presencia del cuerpo extraño cuando la frecuencia de los impulsos se vuelve inferior a una frecuencia umbral predeterminada y producir una segunda alarma cuando esta presencia es constatada.
estando caracterizado este procedimiento
porque, durante la fase de ascensión del panel (4) móvil y hasta que
éste llega a las proximidades de una zona de fin de recorrido en la
que el panel (4) sólo tiene que recorrer una distancia (I) antes de
su cierre completo, se ordena la parada, después la inversión del
sentido de marcha del motor (6) de accionamiento en caso de
recepción de la primera y/o de la segunda señal de alarma, y porque
durante la subida del panel (4) móvil en la distancia (I) restante
hasta su cierre completo, únicamente se utilizan los primeros medios
para detectar la presencia del cuerpo extraño, mientras que los
segundos medios sólo se utilizan para determinar la posición de
dicho panel (4) en relación con el marco (2) en el interior del cual
se desliza.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se ordena una rampa de deceleración de
la velocidad del motor (6) de accionamiento cuando el panel (4)
móvil llega a la zona de fin de recorrido.
3. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque en ausencia de
la primera señal de alarma, se para el motor (6) de accionamiento
cuando el panel (4) móvil está en una zona de fin de recorrido y la
frecuencia de los impulsos se vuelve prácticamente nula.
4. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la posición de
referencia es la última posición calculada del panel (4) móvil antes
de la parada del motor (6) de accionamiento.
5. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque además comprende
una segunda secuencia que consiste en, durante los periodos en los
que se constata la parada del motor (6) de accionamiento del panel
(4) móvil, calibrar los primeros medios de detección comparando y
corrigiendo los parámetros de funcionamiento de dichos primeros
medios de detección, tomados en condiciones de entorno cualesquiera,
en función de los parámetros correspondientes de medios de detección
estándar tomados en condiciones de referencia conocidas.
6. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque además comprende
una tercera secuencia que consiste en, durante la fase de descenso
del panel (4) móvil, desactivar los primeros medios de detección,
mientras que los segundos medios son utilizados para calcular los
parámetros de velocidad y de posición de dicho panel (4) móvil y
compararlos con valores de referencia definidos durante la fase de
parada del motor (6) de accionamiento, siendo ralentizada y, a
continuación detenida, la progresión de dicho panel (4) móvil según
una rampa de deceleración cuando su posición y su velocidad alcanzan
dichos valores de referencia.
7. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los primeros
medios de detección de la presencia de un cuerpo extraño susceptible
de oponerse al cierre completo del panel (4) móvil comprenden un
sensor (20) de presión con fibra óptica.
8. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la frecuencia
que se mide gracias a los segundos medios es la frecuencia de los
impulsos provocados por la conmutación de las escobillas (28) del
motor (6) eléctrico.
9. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la frecuencia es
la frecuencia de los impulsos producidos por un dispositivo de
codificación óptica.
10. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la frecuencia es
la frecuencia de los impulsos producidos por un dispositivo de
codificación magnética.
11. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque los segundos
medios comprenden un transistor (30) MOS en los bornes del que se
recogen los impulsos provocados por la conmutación de las escobillas
(28) del motor (6) eléctrico, pasando estos impulsos a continuación
a través de un filtro (34) y de un amplificador (36), antes de ser
conformados mediante un comparador (38).
12. Procedimiento según la reivindicación 11,
caracterizado porque el transistor (30) MOS ordena además la
conmutación de los relés (32) del motor (6) eléctrico, y de este
modo determina el sentido de desplazamiento del panel (4) móvil.
13. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 9 a 12, caracterizado porque el dispositivo
de codificación óptica comprende un disco (82) óptico así como un
emisor (88) óptico y un receptor (90) óptico.
14. Procedimiento según la reivindicación 13,
caracterizado porque el disco (82) óptico está montado sobre
el árbol (68) del motor (6) y presenta una pluralidad de ranuras
(84) regularmente espaciadas sobre la periferia de dicho disco (82),
y porque el emisor (88) óptico y el receptor (90) óptico están
alineados según un eje común uno en relación con el otro y separados
con una distancia suficiente para dejar pasar al disco (82).
15. Procedimiento según la reivindicación 13,
caracterizado porque el disco (82) óptico está montado sobre
el árbol (68) del motor (6) de accionamiento y presenta sobre una de
sus caras una pluralidad de elementos reflectantes dispuestos a
intervalos de distancia regulares entre sí, y porque el emisor (88)
óptico y el receptor (90) óptico están colocados juntos en relación
con los elementos reflectantes.
16. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 10 a 15, caracterizado porque el dispositivo
de codificación magnética comprende una pluralidad de elementos
imantados dispuestos sobre el árbol (68) del motor (6) de
accionamiento, estando colocado un detector de campo magnético cerca
de dichos elementos imantados.
17. Procedimiento según la reivindicación 16,
caracterizado porque el detector de campo magnético es una
sonda con efecto Hall.
18. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 17, caracterizado porque unos medios de
comparación permiten comparar la frecuencia de los impulsos
provocados por la rotación del motor (6) de accionamiento del panel
(4) móvil con una frecuencia umbral.
19. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 18, caracterizado porque unos medios
permiten programar una rampa de deceleración de la velocidad del
motor (6) de accionamiento del panel (4) móvil cuando éste llega a
la zona de fin de recorrido.
20. Procedimiento según las reivindicaciones 18 y
19, caracterizado porque los medios de comparación y de
programación de la rampa de deceleración comprenden una unidad (18)
central con microcontrolador y/o con microprocesador.
21. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 7 a 20, caracterizado porque el sensor (20)
de presión está constituido por una fibra (10) óptica asociada a
medios (12, 14) de emisión y de recepción de señales ópticas que se
propagan en el interior de dicha fibra (10), inyectando los medios
(12) de emisión, alimentados eléctricamente, una señal luminosa en
dicha fibra (10) óptica, propagándose la señal luminosa hasta medios
(14) de recepción que emiten, en respuesta a la señal luminosa
transmitida por dicha fibra (10) óptica, una señal eléctrica hacia
una central (18) de control con microcontrolador y/o con
microprocesador que analiza la información procedente de dichos
medios (14) de recepción y permite, en caso incidental, parar o
invertir el sentido de marcha del motor (6) eléctrico que acciona el
panel (4) móvil.
22. Procedimiento según la reivindicación 21,
caracterizado porque el sensor de presión con fibra óptica
comprende un alma central que se presenta bajo la forma de un
soporte (44) sensiblemente cilíndrico o alargado y con una sección
poligonal en la superficie del cual están practicadas dos gargantas
(46) diametralmente opuestas que se extienden paralelamente al eje
longitudinal de dicho soporte (44) y en las que la fibra (10) óptica
va a alojarse sin tensiones, estando insertados dicho soporte (44)
cilíndrico y su fibra (10) óptica en una envoltura (48) ranurada
longitudinalmente en la que han sido cortadas una pluralidad de
mordazas (50) de sujeción, sirviendo estas mordazas (50) para curvar
la fibra (10) óptica mediante presión elástica y para modificar
localmente su radio de curvatura, finalmente siendo envuelto el
conjunto constituido de este modo en una cubierta (52).
23. Procedimiento según la reivindicación 22,
caracterizado porque dicho soporte (44) comprende una
sucesión periódica de elementos troncocónicos a lo largo de los que
está fijada la fibra (10) óptica.
24. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 22 ó 23, caracterizado porque la fibra
óptica está montada sobre la cara interior de las mordazas (50) de
sujeción de la envoltura (48), siendo curvo el extremo libre de
dichas mordazas (50) para mantener y guiar la fibra (10) óptica a lo
largo de dicha envoltura (50).
25. Procedimiento según la reivindicación 21,
caracterizado porque la fibra (10) óptica está bloqueada
entre una primera y una segunda bandas (56, 58), la primera banda
(56), realizada en material elastómero sensiblemente duro, que
presenta una sucesión de cavidades (60) transversales dispuestas a
lo largo de dicha banda (56) así como al menos una ranura (62) en la
que la fibra (10) óptica se aloja, estando dispuesta esta ranura
(62) paralelamente al eje de simetría longitudinal de la banda (56),
estando obturadas parcial o totalmente dichas cavidades (60) por
contactos (64) que presentan una forma complementaria a la de dichas
cavidades (60) y dispuestas en la cara inferior de la segunda banda
(58), estando realizados dichos contactos (64) en un material
elastómero sensiblemente más blando que el primero.
26. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 22 a 25, caracterizado porque la fibra (10)
óptica es de tipo de índice escalón, y porque el periodo T de
micro-curvatura definido por el espaciamiento de las
mordazas (50) o de las cavidades (60) debe verificar la
relación:
T \leq
\frac{2\pi\rho^{2}kn_{c}}{1+2\rho
kn_{c}\sqrt{\Delta}}
donde k = 2\pi/\lambda es el
modulo del vector de onda, \rho y n_{c} son respectivamente el
radio y el índice de refracción del núcleo de la fibra (10), y
\Delta es la diferencia relativa entre los índices de núcleo y de
cubierta de la fibra (10)
óptica.
27. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 22 a 25, caracterizado porque la fibra (10)
óptica es de tipo gradiente de índice, y porque el periodo de
micro-curvatura definido por el espaciamiento de las
mordazas (50) o de las cavidades (60) debe ser un valor múltiple del
periodo T dado por la relación:
T \leq
\rho\pi\sqrt{\frac{2}{\Delta}}
donde \rho y \Delta son
respectivamente el radio de núcleo de la fibra (10) y la diferencia
relativa entre los índices de núcleo y de cubierta de la fibra (10)
óptica.
28. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 22 a 27, caracterizado porque la fibra (10)
óptica es de tipo plástico.
29. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 21 a 28, caracterizado porque el sensor (20)
de presión funciona en modo transmisión.
30. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 21 a 28, caracterizado porque el sensor (20)
de presión funciona en modo reflexión.
31. Procedimiento según la reivindicación 29,
caracterizado porque los medios (12) de emisión comprenden un
diodo electroluminiscente, y porque los medios (14) de recepción
comprenden un fotodiodo.
32. Procedimiento según la reivindicación 31,
caracterizado porque el diodo electroluminiscente y el
fotodiodo son de tipo SMD.
33. Procedimiento según la reivindicación 32,
caracterizado porque el diodo electroluminiscente y el
fotodiodo están dispuestos en una misma caja que también aloja los
dos extremos de la fibra (10) óptica que forma el sensor (20) de
presión, por otra parte estando dotada esta caja con medios de
conexión que facilitan su fijación sobre una tarjeta
electrónica.
34. Procedimiento según la reivindicación 30,
caracterizado porque las funciones de emisión (12) y de
recepción (14) están garantizadas por un diodo láser dotado con su
propia célula fotodetectora.
35. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 21 a 34, caracterizado porque la fibra (10)
óptica está dispuesta a lo largo de al menos un borde (2) de una
abertura destinada a ser obturada por el panel (4) móvil.
36. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 21 a 35, caracterizado porque comprende las
etapas que consisten en:
- -
- cortar durante un instante breve la corriente eléctrica de alimentación del emisor (12) cuando se constata la parada del motor (6) de accionamiento del panel (4) móvil;
- -
- medir el nivel de desviación de la señal eléctrica emitida por el receptor (14), a continuación restablecer su valor a cero;
- -
- alimentar de nuevo el emisor (12) mediante una corriente I_{o} eléctrica continua, y
- -
- medir el nivel V_{s} de salida del receptor (14), y asignarle un coeficiente k tal como kV_{s} = V_{r}, donde V_{r} es un nivel de referencia conocido por un sensor estándar tomado en condiciones de referencia conocidas.
37. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 21 a 35, caracterizado porque comprende las
etapas que consisten en:
- -
- alimentar al emisor (12) con una corriente rectangular periódica;
- -
- medir el nivel V_{s} alto de salida del receptor (12) así como su variación \DeltaV_{s}, y
- -
- efectuar la operación V_{s}(\DeltaV_{r}/V_{s}) = V'_{s} y determinar el coeficiente C = V_{r}- V_{s}' de manera que V_{s}' = V_{r}, donde V_{r} y \DeltaV_{r} son valores de referencia conocidos de un sensor estándar tomado en condiciones de referencia conocidas, la razón \DeltaV_{r}/\DeltaV_{s} es el coeficiente de corrección de la sensibilidad del sensor (20) de presión, y C es el coeficiente de corrección de la desviación residual de dicho sensor (20).
38. Procedimiento según la reivindicación 37,
caracterizado porque comprende las etapas que consisten
en:
- -
- alimentar al emisor (12) con una corriente rectangular periódica;
- -
- medir el nivel V_{s} alto de salida del receptor (14), así como su variación \DeltaV_{s};
- -
- calcular la presión aplicada en función del nivel de señal medido mediante una ecuación polinominal de grado superior o igual a 1, cuyos coeficientes son determinados inicialmente durante una primera calibración, y
- -
- corregir periódicamente estos coeficientes en función de los resultados de la medición para obtener una medición fiable de la presión.
39. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 37 ó 38, caracterizado porque, durante los
periodos de funcionamiento del motor (6) de accionamiento, el emisor
(12) es alimentado con una corriente continua, y porque, durante los
periodos de parada del motor (6) de accionamiento, el emisor (12) es
alimentado con una corriente rectangular periódica obtenida
superponiendo a una corriente I_{0} constante una variación
\DeltaI_{0} débil periódica, de tal manera que la variación de
la señal óptica que resulta pueda ser considerada como lineal.
40. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 36 a 39, caracterizado porque la medición y
la corrección de los parámetros de funcionamiento del sensor (20) de
presión son efectuadas de manera repetitiva, durante toda la
duración del periodo de parada del motor (6) de accionamiento del
panel (4) móvil.
41. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 36 a 40, caracterizado porque, durante los
periodos de funcionamiento del motor (6) de accionamiento del panel
(4) móvil, únicamente las últimas correcciones de los parámetros de
funcionamiento del sensor (20) de presión almacenadas en la memoria
son tomadas en cuenta.
42. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 21 a 35, caracterizado porque, durante los
periodos de parada del motor (6) de accionamiento, se hace aumentar
o reducir la corriente de polarización del emisor (12) hasta que el
nivel de la señal de salida del sensor (20) de presión sea
sensiblemente igual al nivel umbral de activación de la alarma, y
porque, cuando esta condición se ha realizado, se fija el nivel de
la corriente de polarización del emisor (12) para que dicha señal de
salida de dicho sensor (20) de presión esté en un valor conocido,
superior al nivel de umbral de disparo de la alarma.
43. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 21 a 35, caracterizado porque, durante los
periodos de parada del motor (6) de accionamiento, se hace aumentar
o reducir el valor de la señal de umbral de un comparador (38) que
fija el umbral de alarma, hasta que este valor se vuelva
prácticamente igual al valor de salida del sensor (20) de presión, y
porque, cuando esta condición se ha realizado, se fija el umbral de
alarma a un valor conocido inferior a dicha señal de salida de dicho
sensor (20) de presión.
44. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 42 ó 43, caracterizado porque el
microcontrolador de la unidad (18) central elabora una señal
rectangular de frecuencia fija, pero con tiempos de impulsos
variables, siendo enviada a continuación esta señal a un integrador
(40, 42) que transforma los tiempos de impulsos en niveles de
tensión distintos, de manera que, de este modo, se pueda programar
la forma y el nivel de la corriente de polarización del emisor (12),
o modificar el valor de la señal de umbral del comparador (38) que
fija el umbral de alarma.
45. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 42 ó 43, caracterizado porque el
microcontrolador de la unidad (18) central elabora una señal cuyos
impulsos están modulados en frecuencia, siendo enviada a
continuación esta señal a un integrador (40, 42) que transforma
dicha señal en niveles de tensión distintos, de manera que, de este
modo, se pueda programar la forma y el nivel de la corriente de
polarización del emisor (12), o modificar el valor de la señal de
umbral del comparador (38) que fija el umbral de alarma.
46. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 42 ó 43, caracterizado porque el
microcontrolador de la unidad (18) central elabora una señal que
utiliza la modulación codificada de los impulsos, siendo enviada a
continuación esta señal a un integrador (40, 42) que transforma
dicha señal en niveles de tensión distintos, de manera que, de este
modo, se pueda programar la forma y el nivel de la corriente de
polarización del emisor (12), o modificar el valor de la señal de
umbral del comparador (38) que fija el umbral de alarma.
47. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 46, caracterizado porque, durante la
segunda secuencia, comprende las etapas que consisten en calibrar
los segundos medios:
- -
- midiendo, para diferentes posiciones del panel (4) móvil en relación con el marco (2) en el que dicho panel (4) se desplaza, la frecuencia correspondiente de los impulsos provocados por la rotación del motor (6) para determinar la velocidad de desplazamiento instantánea del panel (4) en una posición dada, y
- -
- comparando, para cada posición del panel (4) móvil, la frecuencia de los impulsos medidos con la frecuencia de estos mismos impulsos durante el trayecto anterior de dicho panel (4) móvil de manera que, si existe una diferencia entre dichas frecuencias y esta diferencia no supera un valor de seguridad predeterminado, se corrige la frecuencia umbral para que no ordene la parada e inversión del sentido de marcha del motor (6).
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