ES2312466T5

ES2312466T5 - Conmutador giratorio digital

Info

Publication number: ES2312466T5
Application number: ES01962560.7T
Authority: ES
Inventors: Frank Braunegger; Andreas Grimm; Peter Steuer; Klaus Spinner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-08-29
Filing date: 2001-07-13
Publication date: 2016-09-05
Anticipated expiration: 2021-07-13
Also published as: DE50114212D1; EP1230659A1; EP1230659B1; DE10042249A1; EP1230659B2; WO2002019359A1; ES2312466T3

Description

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DESCRIPCION

Conmutador giratorio digital Campo tecnico

Las superficies de ventanillas accionadas por una fuerza externa como ventanillas laterales, techos corredizos, etc. en vehlculos de motor son desplazadas hoy en dla cada vez mas mediante actuadores que pueden accionarse de forma electrica. Como transmisores de valores deseados para ser evaluados por un sistema electronico situado aguas abajo en las variantes de ejecucion se utilizan conmutadores giratorios analogicos. Estos estan disenados habitualmente como potenciometros, que presentan una pluralidad de posiciones de bloqueo subdividas. Cada una de estas posiciones de bloqueo esta asociada a una posicion de ajuste de la superficie de ventana que debe ser accionada.

Estado del arte

Las superficies de ventana accionadas por fuerza externa de un vehlculo de motor estan asociadas al habitaculo de pasajeros de un vehlculo de motor y por ello, con relacion al habitaculo de pasajeros, se encuentran en su region exterior, de tal modo que estan expuestas en medida creciente a las influencias meteorologicas como la humedad ambiental o el agua de lluvia entrante. Como potenciometros, los conmutadores giratorios analogicos insertados por ejemplo en superficies de techo son crlticos, tanto en cuanto a la sensibilidad de humedad, como tambien con respecto a la tolerancia electromagnetica.

Ademas, tambien el lugar de instalacion de un conmutador giratorio analogico influye en el funcionamiento. La longitud de los cables influye de forma no despreciable en la resistencia que se regula en las llneas, de tal modo que segun el lugar de instalacion del conmutador giratorio analogico es necesario proporcionar adicionalmente un amplificador. La instalacion de un elemento amplificador representa una inversion adicional para el montaje y una inversion en cuanto al almacenamiento de una pieza constructiva adicional durante el montaje.

En los conmutadores giratorios analogicos circulan en las llneas corrientes reducidas, lo que es crltico en cuanto a las resistencias de paso con respecto a componentes constructivos situados aguas abajo. En el caso mas desfavorable no puede aplicarse un pulso de senal, o solo puede aplicarse un pulso que solamente pueda evaluarse y filtrarse diflcilmente a partir de un espectro de superposicion, en los puntos de paso. Debido a que el tratamiento de senales se produce actualmente casi siempre por via digital, detras de un conmutador giratorio analogico se conecta normalmente un convertidor A/D, que a su vez representa una pieza constructiva adicional, para hacer accesibles las senales de un conmutador giratorio analogico para un tratamiento ulterior digital.

Una vez considerado todo esto, un conmutador giratorio analogico es inapropiado para hacer funcionar una superficie accionable por fuerza externa a traves de un sistema actuador, y presenta ademas una gran cantidad de desventajas que no garantizan un funcionamiento sin inconvenientes en todas las condiciones de funcionamiento.

El documento DE 2 848 824 revela un dispositivo conforme al campo tecnico de la reivindicacion 1.

Representacion de la invencion

Los conmutadores giratorios digitales envlan senales respectivamente independientes del lugar de instalacion, de tal modo que el cableado no debe considerarse como crltico con relacion a los estados de paso relevantes para las disposiciones analogicas de conmutadores giratorios. La tolerancia electromagnetica en los conmutadores digitales, debido al nivel de tension, bastante mas bajo, y que se aplica a estas piezas constructivas, no debe considerarse como un parametro crltico. En las configuraciones actuales de conmutadores giratorios analogicos tambien pueden ahorrarse los convertidores A/D, como las disposiciones de amplificadores que deben proporcionarse en el caso de tramos de llnea mas largos, para amplificar las senales de tal modo que en el sistema electronico de evaluacion se presenten senales que puedan tratarse ulteriormente. Por medio de esto se garantiza que los pulsos de salida de un conmutador giratorio digital no sufran los ruidos de fondo del sistema, y que no sea necesario un filtrado de las senales que deban tratarse digitalmente a partir del ruido de fondo.

Segun la capacidad de resolucion deseada mediante el escalonamiento en fino del conmutador giratorio digital pueden determinarse las posiciones de bloqueo mediante el numero de conmutadores; cada una de las combinaciones de ruta del bucle del conmutador en el conmutador giratorio digital envla en cada posicion de bloqueo un esquema de bits digital en forma de un codigo Gray, de tal modo que la evaluacion de las posiciones de bloqueo puede realizarse en un sistema electronico de evaluacion situado aguas abajo sin la insercion de un convertidor A/D. En el caso de una pluralidad de posiciones de bloqueo que deben realizarse sobre la superficie de la ventanilla, accionable mediante un sistema actuador, puede conseguirse una aceleracion de la evaluacion de senales proporcionando una interfaz en serie.

En el caso de proporcionar menos posiciones de bloqueo que bits aislados, los bits sobrantes pueden usarse a continuacion para controlar un mal funcionamiento del transmisor de valores deseados. En el caso de utilizarse un conmutador giratorio digital, en el que puede generarse un gran numero de diferentes posiciones de bloqueo, puede modificarse de forma ventajosa solo un bit de posicion de bloqueo en posicion de bloqueo. Por medio de esto puede 5 conseguirse que la superficie de la ventanilla desplazada solo pueda asociarse a una de las dos posiciones de bloqueo adyacentes y no a una posicion de bloqueo totalmente diferente. Mediante esta posibilidad de diseno en conmutadores giratorios digitales es posible un tratamiento de senales bastante mas sencillo y ademas mas rapido. Aparte de esto pueden aprovecharse los bits sobrantes, cuando estan ocupadas menos posiciones de bloqueo que esquemas de bits, para comprobar fallos en el transmisor de valores deseados o en todo el sistema de 10 accionamiento para la superficie accionable por fuerza externa.

En el caso de utilizarse un transmisor digital de valores deseados en el marco de una unidad de accionamiento para una superficie accionada por fuerza externa en vehlculos de motor, puede reducirse significativamente la inversion para las llneas, necesaria para la transmision de las senales entre el sistema electronico de evaluacion y el transmisor digital de valores deseados, mediante una interfaz en serie. Esto ofrece mayores grados de libertad en 15 cuanto al posicionamiento, as! como en cuanto a una menor inversion a la hora de cablear el habitaculo de pasajeros en un vehlculo de motor.

Dibujo

La invencion se describe a continuacion con mas detalle en base al dibujo.

Aqul muestran:

20 Figura 1: la configuracion de un conmutador giratorio digital formado por transmisor de valores deseados y sistema electronico de evaluacion;

Figura 2: la evaluacion de 24 posiciones de bloqueo de cuatro diferentes conmutadores conforme al codigo Gray; y

Figura 3: la evaluacion, que tiene lugar de forma analogica, de senales aplicadas digitalmente del transmisor de valores deseados.

25 Variantes de ejecucion

En la representation conforme a la figura 1 puede observarse la configuracion de un conmutador giratorio digital, formado por un transmisor digital de valores deseados y un sistema electronico de evaluacion situado aguas abajo.

El conmutador giratorio digital se compone fundamentalmente de un transmisor digital de valores deseados 12, as! como de un sistema electronico 1 situado aguas abajo con respecto al mismo, los cuales estan conectados uno con 30 otro mediante una interfaz 10, 11. En el transmisor de valores deseados 12 que funciona digitalmente se proporcionan varios conmutadores, los cuales respectivamente estan conectados a traves de una llnea de senales a un enchufe 11, que funciona como interfaz 10. En el transmisor de valores deseados 12 representado en la figura 1 se proporcionan por ejemplo cuatro conmutadores 13.1, 13.2, 13.3 y 13.4, que estan conectados respectivamente a traves de una llnea de senales 13 separada, con un borne del enchufe 11.

35 El transmisor de valores deseados 12 en forma de un conmutador giratorio digital comprende varias rutas del bucle del conmutador que, en cada posicion de bloqueo, suministran un esquema de bits digital (vease la figura 2). El numero de posiciones de bloqueo que puede representarse con las n rutas del bucle del conmutador se determina mediante el numero n de conmutadores. Por ejemplo, con cuatro conmutadores dentro del transmisor de valores deseados 12 pueden representarse 2x2x2x2=16 diferentes posiciones de bloqueo. Si en el caso de un transmisor de 40 valores deseados 12 digital provisto de cuatro conmutadores 13.1, 13.2, 13.3, 13.4 solo se utilizan como maximo 15 posiciones de bloqueo, puede usarse el bit que permanece libre para diagnosticar el estado de la conexion del transmisor de valores deseados sl/no.

En una configuracion ventajosa del conmutador giratorio digital se tienden las llneas de salida 13 de los cuatro conmutadores usados 13.1, 13.2, 13.3, 13.4 en el transmisor de valores deseados 12 hasta las entradas de una 45 interfaz 10, 11, que de forma ventajosa puede estar disenada como una interfaz en serie. De esta union de enchufe 10, 11 disenada como interfaz en serie se derivan las entradas en un sistema electronico de evaluacion 1 digital, en el que diferentes resistencias 3, 4, 5 y 6 se derivan desde las llneas de senales 13 del transmisor digital de valores deseados 12, continuadas a traves de la interfaz 10, 11. Con el slmbolo de referencia 7 se indica el nivel de tension en el lado de salida del sistema electronico de evaluacion 1, que se corresponde con la posicion de apertura de uno 50 de los conmutadores 13.1, 13.2, 13.3, 13.4. Las llneas de senales 13 que entran en el sistema electronico de evaluacion 1, partiendo de la union de enchufe 10, 11, se extienden hasta el micro-controlador, cuyas llneas de alimentation se indican con el slmbolo de referencia 8 dentro del sistema electronico de evaluacion 1.

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Con el slmbolo de referenda 2 se indica la utilizacion de conexion a masa del sistema electronico de evaluacion 1, que se proporciona tambien en el lado de entrada del sistema electronico de evaluacion y que, a traves del enchufe 10, 11; puede conectarse a la llnea de conexion a masa en el transmisor de valores deseados 12, de tal modo que entre ambos componentes constructivos 12 y 1 puede tener lugar una compensacion de potencial.

En la representacion conforme a la figura 2 puede observarse la evaluacion de 24 posiciones de bloqueo de por ejemplo cuatro conmutadores utilizando el codigo Gray. Conforme al esquema de conexiones representado en la figura 2, con 24 conmutadores 13, 16, pueden representarse diferentes posiciones de bloqueo, en donde las posiciones de bloqueo individuales que se corresponden con un esquema de bits individual se indican con el slmbolo de referencia 16. El numero completo de posibles posiciones de bloqueo se indica con el slmbolo de referencia 15, desde arriba hasta abajo, en secuencia ascendente. Cada posicion de bloqueo individual en el transmisor de valores deseados 12 digital, indicado mediante el slmbolo de referencia 16, se corresponde con un esquema de bits individual 14 que, por ejemplo en el caso del primer bloqueo, se compone de cuatro “0” digitales para todos los conmutadores 13.1, 13.2, 13.3 y 13.4 del transmisor de valores deseados 12 digital. En el caso del codigo Gray representado en la figura 2 cada posicion de bloqueo 16 se corresponde con su propio esquema de bits 14. La utilizacion de un codigo Gray conforme a la figura 2 tiene la ventaja de que de una posicion de bloqueo a la siguiente posicion de bloqueo 16 dentro del esquema de bits 14, en la tabla conforme a la figura 2, segun se lee desde arriba hacia abajo, solamente varla un bit. De este modo se consigue que al colocar el transmisor de valores deseados 12 entre dos posiciones de bloqueo individuales 16, la superficie que puede accionarse mediante un accionamiento por fuerza externa se asocie como maximo a la posicion de bloqueo adyacente. Esto evita la asociacion a una posicion de bloqueo completamente distinta, que no se corresponde con una de las dos posiciones de bloqueo adyacentes, de tal modo que el ritmo de trabajo puede reducirse considerablemente. Con el codigo Gray puede asociarse por ejemplo la posicion 2 ocupada con el slmbolo de referencia 16, solamente, ya sea a la posicion de bloqueo 1 o a la posicion de bloqueo 3 y, por ejemplo, no a una posicion de bloqueo 13 o 14 muy alejadas de la misma, que se encuentran mas abajo en la representacion con tabla conforme a la figura 2.

Con la solucion propuesta conforme a la invencion pueden integrarse tambien senales de conmutacion adicionales, por ejemplo de pulsadores adicionales, en el transmisor de valores deseados 12 que funciona digitalmente. Si se necesitan menos posiciones de bloqueo que bits disponibles, con el bit restante puede controlarse un mal funcionamiento del transmisor de valores deseados 12 que funciona digitalmente. De este modo puede determinarse por ejemplo facilmente si con un maximo de 15 posiciones de bloqueo el transmisor de valores deseados 12 esta o no conectado, cuando el diagnostico puede realizarse a traves del bit que permanece libre (todos los conmutadores abiertos) del transmisor de valores deseados 12.

En el conmutador giratorio digital representado en la figura 1, compuesto por un transmisor de valores deseados 12 digital y un sistema electronico de evaluacion 1 que funciona digitalmente, puede reconocerse si los respectivos conmutadores 13.1, 13.2, 13.3 y 13.4 estan en cada caso cerrados o abiertos. Un conmutador 13.1, 13.2, 13.3 o

13.4 abierto conforme a esta configuracion se corresponde con el mismo potencial que un transmisor de valores deseados no conectado. En el caso de un tratamiento digital de los pulsos aplicados en el lado de salida al transmisor de valores deseados 12 digital, la posicion de conmutador “abierta”, conforme al nivel de conmutacion previsto en el sistema electronico de evaluacion 1, corresponde al estado de tension 12 y con ello a un “1” logico. En el estado cerrado de un respectivo conmutador 13.1, 13.2, 13.3 y 13.4 se detecta un nivel de tension de 0 voltios, lo que equivale a un “0” logico.

Un conmutador 13.1, 13.2, 13.3 y 13.4 “abierto” se corresponde de este modo con el mismo potencial que un transmisor de valores deseados 12 no conectado.

En la representacion conforme a la figura 3 puede observarse una variante de ejecucion de la solucion propuesta conforme a la invencion, en la que se ha representado una evaluacion que se efectua de forma analogica de senales aplicadas de manera digital.

En el caso del tratamiento ulterior de informacion digital, que procede del transmisor de valores deseados 12 que funciona digitalmente, solo puede reconocerse si el respectivo conmutador 13.1, 13.2, 13.3 o 13.4 esta cerrado o no. En el caso de una lectura analogica de la informacion del transmisor de valores deseados 12 digital, propuesta conforme a la representacion en la figura 3, puede diferenciarse adicionalmente si el transmisor de valores deseados 12 esta conectado o si cada llnea de conexion 13 aislada entre el transmisor de valores deseados 12 y el sistema electronico de evaluacion 1 esta interrumpida o no a traves de la interfaz 10. Para esto, conforme a esta variante de ejecucion, se definen diferentes estados de nivel de conmutacion. En el caso de esta variante de ejecucion un conmutador abierto 13.1, 13.2, 13.3 o 13.4 se corresponde con la aplicacion de un nivel de tension de 2,5 voltios, mientras que una posicion de cierre de un respectivo conmutador 13.1, 13.2, 13.3 o 13.4 se define mediante el nivel de tension 0 voltios. Una llnea 13 interrumpida se detecta mediante la presencia del nivel de tension de 12 voltios, que se corresponde con la tension de alimentacion que reina en el vehlculo de motor. A diferencia de la configuracion del transmisor de valores deseados 12 digital representada en la figura 1, en el caso de la configuracion de transmisor de valores deseados representada en la figura 3 al respectivo conmutador 13.1, 13.2, 13.3 y 13.4 estan conectadas en paralelo resistencias paralelas 17 individuales. Las resistencias 17.1, 17.2, 17.3 y

17.4 estan situadas en paralelo a los respectivos conmutadores 13.1, 13.2, 13.3 y 13.4, en donde con el slmbolo de referenda 18 se establece la compensacion de potencial a traves de la interfaz 10 en serie, entre los dos componentes constructivos, el transmisor de valores deseados 12 digital y el sistema electronico de evaluacion 1.

Para transmitir las senales que deben transmitirse entre los dos componentes constructivos 12 o 1, las llneas de 5 senales 13 del transmisor de valores deseados 12 digital estan conectadas a las entradas 9 correspondientes en el sistema electronico de evaluacion 1 a traves de los bornes de enchufe 19, es decir los enchufes 19.1, 19.2, 19.3 y

19.4 para las respectivas llneas de los conmutadores individuales 13.1, 13.2, 13.3 y 13.4. El consumo de energla necesario en el caso de un bloqueo con gran capacidad de descomposicion, es decir, con muchas posiciones de bloqueo ajustables o representables, puede reducirse drasticamente mediante la configuracion de la interfaz 10

10 como interfaz que actue en serie. El codigo bit digital de cada esquema de bits 12 puede transmitirse a traves de una interfaz en serie de forma bastante mas sencilla, rapida y, ademas, con menos consumo de energla entre los componentes constructivos 12 y 1.

Con la solucion propuesta conforme a la invencion, en el caso de aplicaciones en vehlculos de motor, los conmutadores giratorios analogicos pueden sustituirse por conmutadores giratorios digitales, los cuales presentan la 15 ventaja de que su cableado es bastante mas sencillo. Una reduccion de la complejidad de cableado es muy deseable para el montaje de por ejemplo el techo interior en los habitaculos de pasajeros de vehlculos de motor, ya que el tendido de haces de cables o del cableado en el vehlculo de motor hoy en dla sigue siendo casi siempre manual durante el montaje final. Aparte de esto, con la utilizacion de conmutadores giratorios digitales la longitud del cable tiene una importancia secundaria en cuanto a la resistencia de la llnea, la cual se configura y aumenta con la 20 longitud de la llnea. Tambien puede pasar a un segundo plano el punto de transferencia crltico de las resistencias de paso entre los conmutadores giratorios y los componentes constructivos subordinados, si se utiliza un conmutador giratorio que funcione digitalmente. Aparte de esto ya no es necesaria una transformation de senales registradas analogicamente mediante un potenciometro a traves de la insertion de un convertidor A/D, en el caso de la forma de ejecucion propuesta conforme a la invencion. Ademas de esto, en el caso de la descomposicion de un conmutador 25 giratorio en varias etapas de bloqueo no existe ninguna restriction en cuanto a la capacidad de descomposicion mediante las senales de salida que se aplican a un potenciometro. Mas bien, solo el numero de conmutadores 13.1, 13.2, 13.3 y 13.4 que deben utilizarse dentro de un transmisor de valores deseados que funciona digitalmente es determinante para la capacidad de descomposicion en cuanto al numero de posiciones de bloqueo 15 que deben ser reguladas. Si se utilizan cinco elementos de conmutacion binarios 13.1, 13.2, 13.3 y 13.4 pueden realizarse 25, es 30 decir 32, posiciones de bloqueo, lo que debe considerarse suficiente para la descomposicion de la position de deslizamiento de un techo corredizo, ademas de proporcionar una capacidad suficiente para, mediante los bits no necesarios en el esquema de bits 14, comprobar la presencia de un mal funcionamiento del transmisor de valores deseados 12 que funciona digitalmente.

LISTA DE SIMBOLOS DE REFERENCIA

35: 1 Sistema electronico de evaluacion

: 2 Conexion a masa

: 3 Resistencia R1

: 4 Resistencia R2

: 5 Resistencia R3

40: 6 Resistencia R4

: 7 Nivel de tension 12 voltios

: 8 Micro-controlador

: 9 Entradas del sistema electronico de evaluacion

: 10 Interfaz

45: 11 Enchufe

: 12 Transmisor de valores deseados

: 13 Llneas de senales

13.1: Conmutador 1

13.2: Conmutador 2

13.3: Conmutador 3

13.4: Conmutador 4

5 14: Esquema de bits

15: Posicion de bloqueo

16: Posicion de bloqueo individual

17: Resistencia paralela

17.1: Resistencia R5

10 17.2: Resistencia R6

17.3: Resistencia R7

17.4: Resistencia R8

18: Conexion a masa

19: Bornes de enchufe

15 19.1: Llnea

19.2: Llnea 2

19.3: Llnea 3

19.4: Llnea 4

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Dispositivo con un sistema actuador y una superficie de un vehlcuio de motor desplazada a traves del sistema actuador, donde para prefijar la posicion de la superficie movil se proporciona un transmisor de vaiores deseados (12), y para evaluar las senales del transmisor de valores deseados (13) se proporciona un sistema electronico de evaluacion (1), los cuales estan conectados entre si a traves de una interfaz (10, 11), donde el transmisor de valores deseados (12) esta disenado como conmutador digital que, en cada posicion de bloqueo (15, 16), suministra un esquema de bits (14), y cada posicion de bloqueo (15, 16) esta asociada a una posicion de ajuste de la superficie movil que debe ser accionada, donde cada posicion de bloqueo (15, 16) individual en el transmisor de valores deseados (12) corresponde a un esquema de bits (14) individual, y los esquemas de bits (14) se presentan como codigo Gray, en los que se modifica un bit al modificarse la posicion de bloqueo (15, 16), donde desde una posicion de bloqueo (15, 16) hacia la siguiente posicion de bloqueo (15, 16) se modifica solamente un bit, de manera que la superficie desplazada se asocia solamente a una de las dos posiciones de ajuste contiguas.
2. Dispositivo conforme a la reivindicacion 1, caracterizado porque el transmisor de valores deseados (12) contiene varias rutas del bucle del conmutador (17; 17.1, 17.2, 17.3 y 17.4) que, en cada posicion de bloqueo (15, 16), proporcionan un esquema de bits (14) digital que se corresponde con esta posicion de bloqueo (16).
3. Dispositivo conforme a la reivindicacion 2, caracterizado porque el numero de las 2n posiciones de bloqueo (15) que pueden representarse esta determinado por el numero n de conmutadores.
4. Dispositivo conforme a la reivindicacion 1, caracterizado porque el transmisor de valores deseados (12), en el caso de menos de 2n posiciones de bloqueo a representar, se controla con el esquema de bits (14) restante en cuanto a su funcionamiento.
5. Dispositivo conforme a la reivindicacion 1, caracterizado porque en el caso de una evaluacion digital de las senales (13) del transmisor de valores deseados (12), el nivel de tension de alimentacion se corresponde con la posicion de apertura de un conmutador (17).
6. Dispositivo conforme a la reivindicacion 5, caracterizado porque en el caso de una evaluacion digital de las senales (13) del transmisor de valores deseados (12), la posicion de cierre de un conmutador (17) se corresponde con el nivel de tension 0.
7. Dispositivo conforme a la reivindicacion 1, caracterizado porque la interfaz (10, 11) esta disenada como interfaz en serie entre el transmisor de valores deseados (12) digital y el sistema electronico de evaluacion (1).
8. Dispositivo conforme a la reivindicacion 1, caracterizado porque en el caso de una evaluacion analogica de las senales (13) del transmisor de valores deseados (12), la posicion de apertura de un conmutador (17) se define mediante un nivel de tension situado por debajo de la tension de alimentacion.
9. Dispositivo conforme a la reivindicacion 1, caracterizado porque en el caso de una evaluacion analogica de las senales (13), la interrupcion de una llnea de senales (13) se reconoce mediante la deteccion de la tension de alimentacion.