FR2716231A1 - Position control for motor vehicle electric windows without limit switches - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF DE COMMANDE DE SECURITE POUR VITRE MOTORISEESAFETY CONTROL DEVICE FOR MOTORIZED GLASS
D'AUTOMOBILE DU TYPE SANS DETECTEUR, ET SA METHODE DE COMMANDE. AUTOMOTIVE TYPE WITHOUT DETECTOR, AND ITS CONTROL METHOD.
La présente invention concerne un dispositif de commande de sécurité pour vitre motorisée d'automobile du type sans détecteur, qui utilise le nombre d'ondes d'impulsion d'un moteur comme base de calcul de la posi- tion de la vitre, de sorte que la vitre motorisée peut être commandée de façonprécise et sûre par l'intermédiaire d'un microprocesseur rapide, d'un circuit d'arrêt du bruit extérieur, d'une mémoire morte programmable électri- quement effaçable EEPROM et d'autres circuits logiques de commande. The present invention relates to a safety control device for motorized automobile window glass of the detectorless type, which uses the number of pulse waves of a motor as a basis for calculating the position of the window glass, so that the motorized window can be controlled precisely and safely by means of a fast microprocessor, an external noise stop circuit, an electrically erasable programmable read only memory EEPROM and other logic circuits ordered.
Les fonctions des vitres motorisées d'automobile existantes sont généralement limitées à leur fermeture et/ou ouverture. Bien qu'une vitre motorisée soit plus pratique qu'une vitre à manoeuvre manuelle, il y a eu des accidents provoqués par une vitre motorisée qui a été ac- tionnée accidentellement par un enfant et qui a malheureu- sement coincé l'enfant, entraînant des blessures graves ou même la mort de l'enfant. The functions of existing motorized automobile windows are generally limited to their closing and / or opening. Although motorized glass is more practical than manually operated glass, there have been accidents caused by motorized glass which was accidentally operated by a child and which unfortunately trapped the child, resulting in serious injury or even death of the child.
Il existe des vitres motorisées qui s'arrêtent automatiquement lorsqu'une résistance est rencontrée pen- dant la fermeture de la vitre. Toutefois, il y a encore un risque que le cou fragile d'un enfant ou même d'un adulte soit gravement blessé par serrage entre la vitre arrêtée et le cadre d'entourage. Dans le pire des cas, il peut en résulter une asphyxie. There are motorized windows that stop automatically when resistance is encountered while closing the window. However, there is still a risk that the fragile neck of a child or even an adult is seriously injured by tightening between the stopped window and the surrounding frame. In the worst case, it can result in asphyxiation.
Par conséquent, il est souhaitable de réaliser une vitre motorisée qui se rétracte automatiquement, ef- fectivement et sûrement (en retour vers l'arrière ou le bas) chaque fois que la vitre rencontre une résistance pen- dant la fermeture. Consequently, it is desirable to produce a motorized window which retracts automatically, effectively and surely (backwards or downwards) each time the window encounters resistance during closing.
Puisqu'une vitre motorisée est habituellement ac- tionnée par un moteur à collecteur puissant mais moins précis et non par un moteur pas à pas moins puissant mais précis et coûteux, il n'est pas facile de détecter la position de rotation d'un tel moteur à collecteur, et donc la position d'une vitre motorisée. En outre, la distance de déplacement des vitres motorisées varie selon les dif- férents modèles d'automobiles et la tension de batterie de l'automobile varie avec le vieillissement. Il est donc impossible d'estimer la position d'une vitre sur la base du temps utilisé par la vitre dans son déplacement. Since a motorized window is usually operated by a powerful but less precise collector motor and not by a less powerful but precise and expensive stepper motor, it is not easy to detect the rotational position of such a collector motor, and therefore the position of a motorized window. In addition, the travel distance of power windows varies with different models of automobiles, and the battery voltage of the automobile varies with aging. It is therefore impossible to estimate the position of a window on the basis of the time used by the window in its movement.
Afin de permettre le recul automatique de la vitre lorsqu'elle rencontre une résistance avant- d'at- teindre sa position haute, on installe un détecteur ou un contact de fin de course sur l'arbre du moteur pour déterminer la position d'une vitre motorisée. Toutefois, un tel détecteur ou contact de limite n'est pas toujours ap- plicable à tous les types de véhicules. En outre, de tels moyens de commande ne sont pas conçus pour être étanches à l'eau, et l'eau de pluie provoque facilement un courtcircuit par infiltration dans le circuit à travers des in- terstices. Un tel court-circuit interrompt inévitablement le fonctionnement normal de la vitre motorisée. In order to allow the automatic retraction of the window when it encounters resistance before reaching its high position, a sensor or a limit switch is installed on the motor shaft to determine the position of a motorized window. However, such a limit switch or detector is not always applicable to all types of vehicles. In addition, such control means are not designed to be watertight, and rainwater easily causes a short circuit by infiltration into the circuit through gaps. Such a short circuit inevitably interrupts the normal operation of the motorized window.
L 'invention vise donc à procurer un dispo- sitif de commande de sécurité pour vitre motorisée d'au- tomobile du type sans détecteur, qui permet d'éviter les inconvénients précités des vitres motorisées connues. The invention therefore aims to provide a safety control device for motorized window glass of the type without detector, which makes it possible to avoid the aforementioned drawbacks of known motorized windows.
L'objet principal de la présente invention est de procurer une méthode de commande de vitre motorisée d'au- tomobile, dans laquelle on utilise le nombre d'ondes d'im- pulsion du moteur comme base de calcul de la position de la vitre motorisée, et on utilise un microprocesseur rapide pour effectuer les décisions et les calculs afin d'obte- nir les nombres totaux d'impulsions pour la montée et la descente de la vitre ainsi que l'erreur possible se pro- duisant dans les courses. Lorsque la vitre est relevée à sa position la plus haute ou descendue à sa position la plus basse, le microprocesseur remet automatiquement le nombre d'ondes d'impulsion à zéro ou au nombre total ini- tialement détecté, de façon à fournir la position précise de la vitre motorisée. La lecture est ensuite stockée dans une mémoire morte programmable effaçable électriquement, de sorte qu'on peut déterminer la position d'une vitre motorisée même lorsque l'alimentation en énergie est inter- rompue. Dans le cas o la vitre rencontre une résistance au cours de sa montée, elle se rétracte automatiquement. The main object of the present invention is to provide a method for controlling motorized auto glass, in which the number of motor pulse waves is used as the basis for calculating the position of the glass. motorized, and a fast microprocessor is used to make the decisions and calculations in order to obtain the total number of pulses for raising and lowering the window as well as the possible error occurring in races. When the window is raised to its highest position or lowered to its lowest position, the microprocessor automatically resets the number of pulse waves to zero or to the total number initially detected, so as to provide the precise position motorized window. The reading is then stored in an electrically erasable programmable read-only memory, so that the position of a motorized window can be determined even when the power supply is interrupted. In the event that the glass encounters resistance during its ascent, it automatically retracts.
La structure, les caractéristiques et d'au- tres objets de la présente invention, ainsi que la méthode technique adoptée dans la présente invention, seront mieux compris à la lecture de la description détaillée ci-après des modes préférés de réalisation, avec référence aux des- sins annexés dans lesquels: la figure 1 est un schéma de principe illustrant l'organisation de commande de la présente invention; et la figure 2 est un schéma du circuit de commande conforme à la présente invention. The structure, characteristics and other objects of the present invention, as well as the technical method adopted in the present invention, will be better understood on reading the detailed description below of the preferred embodiments, with reference to the appended drawings in which: Figure 1 is a block diagram illustrating the control organization of the present invention; and Figure 2 is a diagram of the control circuit according to the present invention.
On décrit maintenant en détail les modes préférés de réalisation. The preferred embodiments are now described in detail.
La figure 1 est un schéma de principe illustrant l'organisation ou le séquencement des commandes du circuit principal de commande conforme à la présente invention. Le circuit principal de commande comprend principalement un élément d'accès ou port d'entrée-sortie 1, un circuit 2 de filtration du bruit d'alimentation et de stabilisation de tension, un bouton-poussoir (commutateur) 3 pour l'en- trée et l'arrêt du bruit extérieur, un microprocesseur 4, une mémoire EEPROM 8, un capteur de signal de moteur de vitre 6, un circuit 5 de commande de montée/descente de vitre, un filtre de haute/basse fréquence à trois étages et un circuit de comparaison temporisé 7, etc. Le port d'entrée-sortie 1 est connecté au circuit 2 de filtration de bruit d'alimentation et de stabilisation de tension et au bouton-poussoir (commutateur) 3 pour l'entrée et l'arrêt du bruit extérieur. Le circuit 2 de filtration du bruit d'alimentation et de stabilisation de tension filtre d'abord le bruit extérieur contenu dans l'alimentation en énergie, avant que l'alimentation soit fournie à chaque composant du circuit de commande. Le bouton-poussoir (commutateur) 3 pour l'entrée et pour l'arrêt du bruit extérieur sert d'interface. Après l'élimination du bruit extérieur dans l'alimentation par ce circuit, une instruction désirée est autorisée à entrer dans le microprocesseur (CPU) 4. L'instruction passe en- suite dans le circuit 5 de commande de montée/descente de la vitre et est transmise au port d'entrée-sortie 1 et au moteur. Le capteur de signal de moteur de vitre 6 capte les signaux d'impulsion à partir des deux extrémités du moteur. Les signaux traversent le circuit 7 de filtra- tion de haute/basse fréquence à trois étages et de compa- raison temporisée afin que ce circuit minimise précisé- ment le bruit. Le signal est ensuite envoyé au micropro- cesseur (CPU) 4 à nouveau pour une détermination de traitement. Le nombre total d'impulsions requises pour la course de montée et de descente de la vitre motorisée et l'erreur moyenne de montée et de descente (à la fois le serrage d'étanchéité de la vitre et le bruit peuvent entraîner une telle erreur) sont calculés,de sorte que le nombre d'ondes d'impulsion peut être ajusté à une valeur supérieure ou inférieure lors de la montée ou de la descente de la vitre, respectivement (le nombre d'ondes d'impulsion est mis à zéro lorsque la vitre est descendue à sa position la plus basse et la montée de la vitre aug- mente le nombre d'ondes d'impulsion). L'erreur moyenne est déduite du nombre final d'ondes d'impulsion. Lorsque la vitre atteint sa position la plus basse ou sa position la plus haute, le microprocesseur 4 remet automatiquement le nombre d'ondes d'impulsion à zéro ou au nombre total d'on- des d'impulsion initialement détecté (diminution de l'er- reur). De cette façon, on peut obtenir la position précise de la vitre. Cette lecture de position peut être stockée dans la mémoire EEPROM 8 de sorte que la position de la vitre motorisée peut être conservée même lorsque l'alimen- tation est interrompue. En outre, on peut déterminer si la vitre a atteint le sommet de sa course ou se trouve à une position intermédiaire. Lorsque la vitre rencontre une résistance pendant la montée, elle se rétracte (recule) automatiquement. Lorsque la vitre atteint sa fin de course supérieure, elle reste fermée jusqu'à une instruction d'ouverture suivante. Figure 1 is a block diagram illustrating the organization or sequencing of the commands of the main control circuit according to the present invention. The main control circuit mainly comprises an access element or input-output port 1, a circuit 2 for filtering supply noise and voltage stabilization, a push button (switch) 3 for the input entry and stop of external noise, a microprocessor 4, an EEPROM memory 8, a window motor signal sensor 6, a circuit 5 for raising / lowering the window, a high / low frequency three-stage filter and a timed comparison circuit 7, etc. The input-output port 1 is connected to the circuit 2 for filtering supply noise and voltage stabilization and to the push button (switch) 3 for input and stop of external noise. The circuit 2 for filtering the supply noise and for stabilizing the voltage first filters the external noise contained in the power supply, before the supply is supplied to each component of the control circuit. The push button (switch) 3 for input and for stopping external noise acts as an interface. After the elimination of external noise in the power supply by this circuit, a desired instruction is authorized to enter the microprocessor (CPU) 4. The instruction then proceeds to circuit 5 for raising / lowering the window and is passed to I / O port 1 and the motor. The window motor signal sensor 6 picks up the pulse signals from both ends of the motor. The signals pass through three-stage high / low frequency filtration circuit 7 and timed comparison so that this circuit precisely minimizes noise. The signal is then sent to the microprocessor (CPU) 4 again for processing determination. The total number of pulses required for the up and down travel of the motorized window and the average up and down error (both the tightness of the window and the noise can cause such an error) are calculated, so that the number of pulse waves can be adjusted to a higher or lower value when raising or lowering the window, respectively (the number of pulse waves is set to zero when the window is lowered to its lowest position and the rising of the window increases the number of pulse waves). The average error is deduced from the final number of pulse waves. When the window reaches its lowest or highest position, the microprocessor 4 automatically resets the number of pulse waves to zero or to the total number of pulse waves initially detected (reduction of the error). In this way, the precise position of the glass can be obtained. This position reading can be stored in the EEPROM memory 8 so that the position of the motorized window can be preserved even when the power supply is interrupted. In addition, it can be determined whether the window has reached the top of its travel or is in an intermediate position. When the glass encounters resistance during the climb, it automatically retracts (moves back). When the window reaches its upper end of travel, it remains closed until a next opening instruction.
On se reporte maintenant à la figure 2 qui re- présente le circuit de commande conforme à la présente in- vention. Les fonctions de chaque bloc sont indiquées ci- après: A est le port d'entrée-sortie; B peut filtrer le bruit jusqu'à 4 kV et stabiliser la tension; C est le bouton-poussoir (commutateur) pour l'entrée et pour l'arrêt du bruit extérieur; D peut capter les signaux de déplacement de la vitre motorisée; E peut commuter la tension pour commander la montée et la descente de la vitre motorisée; F constitue un filtre de haute/basse fréquence de précision à trois étages et un comparateur temporisé, pour faciliter la détermination du mouvement de la vitre par le microprocesseur; G est l'unité principale du microprocesseur qui peut fonctionner à une fréquence jusqu'à 8 megahertz; et H est une mémoire EEPROM pour stocker la position de la vitre. Reference is now made to FIG. 2 which shows the control circuit according to the present invention. The functions of each block are indicated below: A is the input-output port; B can filter noise up to 4 kV and stabilize the voltage; C is the push button (switch) for entering and stopping external noise; D can pick up movement signals from the power window; E can switch the voltage to control the raising and lowering of the motorized window; F constitutes a high / low frequency precision three-stage filter and a timed comparator, to facilitate the determination of the movement of the window by the microprocessor; G is the main unit of the microprocessor which can operate at a frequency up to 8 megahertz; and H is an EEPROM memory for storing the position of the window.
La présente invention comporte un commutateur AUTO. Lorsqu'on appuie sur le côté MARCHE ou ARRET du commutateur AUTO et qu'on maintient la pression pendant dix secondes environ, la vitre descend automatiquement jusqu'à sa position la plus basse puis remonte automatique- ment jusqu'à sa position la plus haute. On peut ainsi calculer le nombre total d'ondes d'impulsion requis pour le déplacement de la vitre de sa position la plus basse à sa position la plus haute. Ensuite, la vitre descend automatiquement jusqu'à la position la plus basse, puis elle remonte pas à pas en n fois (n étant réglable), de sorte qu'on peut calculer l'erreur moyenne possible produite pendant la montée de la vitre.Lorsque la vitre at- teint sa position la plus haute, elle descend ensuite pas à pas en n fois, de sorte qu'on peut calculer l'er- reur moyenne possible produite pendant la descente de la vitre. Après cette opération, la vitre revient automatique- ment à sa position fermée, la procédure complète de déter- mination du nombre d'ondes d'impulsion est terminée et les valeurs ainsi obtenues sont stockées dans la mémoire EEPROM qui permet d'utiliser et de conserver les données même en cas d'interruption d'alimentation. The present invention includes an AUTO switch. When the ON or OFF side of the AUTO switch is pressed and the pressure is maintained for approximately ten seconds, the window automatically descends to its lowest position and then automatically rises to its highest position . It is thus possible to calculate the total number of pulse waves required for the movement of the window from its lowest position to its highest position. Then, the window automatically descends to the lowest position, then it goes up step by step in n times (n being adjustable), so that one can calculate the possible average error produced during the raising of the window. When the window reaches its highest position, it then descends step by step in n steps, so that the average possible error produced during the descent of the window can be calculated. After this operation, the window automatically returns to its closed position, the complete procedure for determining the number of pulse waves is finished and the values thus obtained are stored in the EEPROM memory which allows use and keep the data even in the event of a power interruption.
Lorsque la vitre se déplace vers le haut, le microprocesseur déduit automatiquement l'erreur à la mon- tée de la somme des ondes d'impulsion produites pendant la course de montée et, lorsque la vitre se déplace vers le bas, le microprocesseur déduit automatiquement l'erreur à la descente de la somme des ondes d'impulsion produites pendant la course de descente. Ainsi, on peut obtenir la position précise de la vitre motorisée dans sa course de montée ou de descente, et les données relatives à sa posi- tion la plus récente peuvent être stockées dans la mémoire EEPROM à tout instant sans être affectées même par une in- terruption d'alimentation. En outre, lorsque la vitre moto- risée atteint sa position de fin de course la plus basse, le nombre d'ondes d'impulsion est remis à zéro si le nombre stocké dans le microprocesseur est inférieur à 25 ou inférieur à 0. De même, lorsque la vitre atteint sa posi- tion de fin de course la plus haute, le nombre d'ondes d'impulsion est remis à la valeur prédéterminée si le nom- bre effectif d'ondes d'impulsion est supérieur ou infé- rieur de 25 à la valeur initialement prédéterminée. Avec une telle correction, l'erreur ne s'accumule pas et n'aug- mente pas au point de provoquer un mouvement défectueux (puisque la vitre doit être normalement fermée ou normale- ment descendue aubas de l'encadrement). When the window moves up, the microprocessor automatically deduces the error on the rise from the sum of the pulse waves produced during the up stroke and, when the window moves down, the microprocessor automatically deducts the error at descent of the sum of the pulse waves produced during the descent stroke. Thus, it is possible to obtain the precise position of the motorized window in its up or down travel, and the data relating to its most recent position can be stored in the EEPROM memory at any time without being affected even by an in - power outage. In addition, when the motorized window reaches its lowest end-of-travel position, the number of pulse waves is reset to zero if the number stored in the microprocessor is less than 25 or less than 0. Similarly , when the window reaches its highest end position, the number of pulse waves is reset to the predetermined value if the effective number of pulse waves is greater than or less than 25 to the initially predetermined value. With such a correction, the error does not accumulate and does not increase to the point of causing a faulty movement (since the window must be normally closed or normally lowered below the frame).
La présente invention comporte en outre des commutateurs de rentrée SHIFT IN et de sortie SHIFT OUT. The present invention further includes SHIFT IN and SHIFT OUT switches.
Le commutateur SHIFT IN peut être connecté à une entrée de commande à distance pour commander à distance la vitre de sorte que la vitre se rétracte ou rentre automatique- ment lorsqu'elle rencontre une résistance au cours de sa montée, avant de remonter automatiquement pour fermer la vitre. A ce moment, le commutateur SHIFT OUT envoie un signal au dispositif de commande suivant, de sorte que les autres vitres peuvent se fermer automatiquement une par une. The SHIFT IN switch can be connected to a remote control input to remotely control the window so that the window automatically retracts or retracts when it encounters resistance during its ascent, before rising automatically to close the window. At this time, the SHIFT OUT switch sends a signal to the next controller, so that the other windows can close automatically one by one.
Le dispositif de commande de sécurité de vitre motorisée d'automobile du type sans détecteur et sa méthode de commande conformes à la présente invention.,comme dé- crit ci-dessus,peuvent assurer effectivement et avec pré- cision la commande de sécurité des vires motorisées d'une automobile, et le fait que l'invention utilise le nom- bre d'ondes d'impulsion du moteur comme base de calcul de la position exacte de la vitre motorisée, et qu'on uti- lise un microprocesseur, un circuit d'arrêt du bruit extérieur, une mémoire EEPROM etc. pour constituer des circuits logiques de commande afin d'obtenir des fonctions de com- mande précises et une sécurité en utilisation,n'a jamais été considéré dans l'art antérieur. The motorized window glass safety control device of the detectorless type and its control method in accordance with the present invention., As described above, can effectively and precisely control the safety of the lights. motorized vehicles, and the fact that the invention uses the number of motor pulse waves as the basis for calculating the exact position of the motorized window, and that a microprocessor, a external noise stop circuit, EEPROM memory etc. to constitute logic control circuits in order to obtain precise control functions and safety in use, has never been considered in the prior art.
Bien que la présente invention ait été expliquée avec référence seulement aux modes de réalisation de la présente invention, il est entendu que la présente in- vention peut être mise en oeuvre sous de nombreuses for- mes spécifiques sans sortir de l'esprit ou des attributs essentiels de l'invention et, par conséquent, il faut se référer aux revendications annexées et non à la descrip- tion ci-dessus pour définir la portée de l'invention. Although the present invention has been explained with reference only to embodiments of the present invention, it is understood that the present invention can be implemented in many specific forms without departing from the spirit or attributes essential of the invention and therefore reference should be made to the appended claims and not to the above description to define the scope of the invention.
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