WO2002012670A1 - Sistema y metodo de optimizacion del programa de control de un dispositivo eleva-lunas con proteccion anti-atrapamiento - Google Patents
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- WO2002012670A1 WO2002012670A1 PCT/ES2000/000285 ES0000285W WO0212670A1 WO 2002012670 A1 WO2002012670 A1 WO 2002012670A1 ES 0000285 W ES0000285 W ES 0000285W WO 0212670 A1 WO0212670 A1 WO 0212670A1
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Definitions
- the present invention falls within the field of " simulation systems, implemented by computer, applied to the analysis of electromechanical assemblies.
- the invention is intended for application to a window regulator device for a vehicle, driven by an electric motor, with anti-crushing security, although its field of application can be generalized to any kind of panel or mobile file driven by an electric motor, its main objectives being to evaluate said algorithm and to optimize it, by modifying some of its parameters depending on the results provided by the system, according to the recommended method.
- the invention provides both a system and a method for simulating and validating management algorithms of a mobile panel or moon.
- the invention also provides a program loadable in the internal memory of a computer to perform the steps of the method according to the invention.
- Patents aimed at evaluating electrical circuits based on a representation of said circuit in a high-level programming language or HDL are also known in the state of the art, which is characterized by integrating mine types of data and specialized semantic constructions to describe electronic devices and components and their connectivity.
- patents US-A-5,604,895, US-A-5,671,352 and OA-99/49393 are also known in the state of the art, which is characterized by integrating mine types of data and specialized semantic constructions to describe electronic devices and components and their connectivity.
- the present invention provides a system and method specially designed for an evaluation of algorithms or control strategies of an electric motor that drives a mobile panel or moon, such as those mentioned in the first group of patents, based on a estractura of models and modules implemented from empirical data or theoretical modeling described in a high level programming language. These models and modules are operatively interrelated in a way that provides great flexibility (different input data such as current, speed, significant thresholds of one or the other parameter, etc.) or changes in the models and reliability of the estimated results obtained.
- the invention also provides a visual interface that offers a real-time image representative of the evolution of any of the aforementioned parameters, eg current supplied to the engine, position of the moon of the vehicle and angular speed or torque of the engine, during the phases of ascent, descent or sudden facing of an obstacle that unexpectedly intercepts its trajectory.
- a visual interface that offers a real-time image representative of the evolution of any of the aforementioned parameters, eg current supplied to the engine, position of the moon of the vehicle and angular speed or torque of the engine, during the phases of ascent, descent or sudden facing of an obstacle that unexpectedly intercepts its trajectory.
- the invention consisting of a system or method implemented by computer, is preferably applied to simulate and evaluate algorithms of management of a moon or glass of a vehicle, driven by an electric motor, with anti-crushing safety, whose Lima is mobile moving in my certain path, between two extreme positions, and whose security mode operates so that the closing edge of the panel, such as a moon of a vehicle, cannot catch and compress a member of my user or another object capable of interfering with the movement of said moon, comprising a series of sensors to provide information about operating parameters of said electric drive motor and regarding the position of the moon.
- the invention proposes a series of models and modules that represent the set of electromechanical components of a device, and the influence of agents such as friction and a possible obstacle, which, like the aforementioned sensors, are implemented by means of my High-level programming language prepared to control sentences in flow, functions, data structures, input input and features of object-oriented programming.
- the aforementioned programming language has been the MATLAB for modeling, simulation, prototype analysis, exploration, visualization, generation of source language and construction of graphical user interfaces.
- the environment of said MATLAB language used in the implementation of the system and method according to the invention has associated the set of SIMULAR programs - prepared to model, simulate and analyze linear or nonlinear dynamic systems, STATEMATE using finite state machine theory and flow chart annotations to describe the behavior of complex systems, POWER SYSTEM BLOCKSET whose libraries contain models of electrical and electronic components and connectors, SPICE and other language libraries, in addition to the graphics processing system.
- Fig. 1 is a block diagram illustrating the models and modules that make up the system according to the present invention and its uni or bidirectional connectivity.
- Fig. 2 is illustrative of the components of the model that provides a representation of the behavior of the electric motor, with its basic parameters, electromechanical conversion and inertia of the motor, also contemplating the possible influence of the characteristics of the moon and a obstacle.
- Fig. 3 illustrates the representative model of the behavior of the panel or file of my vehicle.
- Fig. 4 shows the representative model of the incidence of a possible obstacle in said panel or mobile moon, contemplating the moon-obstacle set.
- Fig. 5 illustrates a stage designed to generate an automatic cyclic movement of the window regulator device.
- Fig. 6 the functional principle of the algorithm evaluation module has been schematized, which is accessed by a series of inputs: current values, angular velocity, etc. for the electric motor, as well as any kind of parameters to modify the working points of the components of the different models and modules of the system, and whose module provides a first output that acts on my motor control and actuation module and at the same time a second output that allows us to observe and process the evolution of the whole behavior.
- Fig. 7 illustrates my schematic diagram showing the connectivity between the module that houses the algorithm and a model of operation and control of the motor materialized in my sequential state machine that is illustrated in Figs. 8 and 8a.
- Fig. 9 illustrates a scheme corresponding to my example of the operating principle of the evaluation module indicated in Fig. 6.
- FIG. 10 A model of dual, adaptive, descriptive anti-crush algorithm of mine possible implementation of the scheme of Fig. 9 is illustrated in Fig. 10
- Fig. 1 shows the set of models and modules that integrate the system of the invention according to the following detail:
- FIG. 2 the first of the aforementioned models, representative of the motor behavior, is shown in greater detail, appreciating in my upper part my block illustrating the basic parameters of the motor in which they are indicated: my voltage source Vg 20 linked to a voltage reference signal 10 or input signal, my comment meter 11, associated with a current signal 12 and my subset 13 representative of the Contribution of the counter-electromotive force, which has been materialized by a multiplier factor indicated by my constant K.
- a representative block of the electromechanical conversion from the current signal 12 is indicated in the lower part and first box from the left.
- the second block illustrates the inertia of the motor through my non-linear network implemented by the pair of diodes 14, 14 '.
- the next adjacent block is representative of the applied torque, and comprises a voltage source 15 indicative (proportional) of said pair, a meter 16 of the value of said voltage and my transformer 28 that links with the adjacent block representative of the influence of the swing and comprising my non-linear diode network 19, a voltage meter 21 whose block links with a last set representative of the influence of the obstacle that has been implemented by a load network 23 which is accessed by a box 24 indicative of the existence or No obstacle, which can adopt two states: activated - deactivated.
- Fig. 3 The representative model of the behavior of the mobile panel or moon is illustrated in Fig. 3, which comprises a block representing the friction of the panel with input 30 indicative of the position of the moon, a step 31 to avoid unwanted values, and a function 32 or polynomial that simulates the dynamic friction response of a moving moon, driven by an electric motor, with the means of guiding it, and that has been obtained from empirical data, depending on m certain type of panel and of some corresponding guides planned for its conduction.
- a second indicative block of the interface with the motor model appears and comprises a voltage input 33, my non-linear network implemented by diodes 35, 35 'and controlled voltage sources 34, 34', generating a voltage output 36.
- Fig. 4 shows the representative model of the incidence of my obstacle, comprising my upper block that integrates the voltage input 40, my ideal switch 44 and my condenser 42 measuring the mass of the moon.
- the obstacle is also represented by a capacitor 43 (of greater or lesser load depending on the type of obstacle), related by my ideal switch 45 to my input 41, which may be active or inactive, indicating the existence or not of said obstacle, both blocks meeting at the voltage output 46.
- a capacitor 43 of greater or lesser load depending on the type of obstacle
- a block indicative of the displacement of the moon has been represented, comprising two inputs 50 which can take the values -1 (down), 0 (stop), one (rise) or 2 (continuous cycle operation, integrating two logical multipliers 52, 53, the first accessing a periodic voltage signal as well as said first signal 50 after passing through my relational operator 54 loaded by a constant 55 and accessing said segment logical multiplier the signal 50 before it passes through the relational operator amplified in 56 and after said relational operator and inverted by the logical operator 57.
- the outputs of the two logical multipliers 52, 53 meet in an adder 58 producing a signal of exit 59 with my value -1, 0 or 1, or a succession of these values to generate a cyclic movement.
- Figs. 6 and 7 the operation of the system and method of this invention is exemplified, it being appreciated that the anti-crushing algorithm receives my feedback of motor operating values (eg current and angular speed) and affects my engine control block based on my machine of sequential states that are represented in Figs. 8 and 8a forming a closed loop or loop.
- motor operating values eg current and angular speed
- Figs. 8 and 8a forming a closed loop or loop.
- my visualization and processing of the evolution of the values measured by eg current supplied to the motor and angular speed, in the different operating phases, and in situations with or without obstacle it is indicated that from this algorithm it is also obtained my visualization and processing of the evolution of the values measured by eg current supplied to the motor and angular speed, in the different operating phases, and in situations with or without obstacle.
- the action and control model on the movable moon is shown in Fig. 8 where two differentiated main blocks appear which are accessed from a node 60, the one on the left 61 illustrating the control situation in the absence of a obstacle (enlarged in Fig. 8a) and the one on the right 62 showing the control operating in the presence of an obstacle.
- This model is based on a series of separate states due to user orders, linked by jump orders or conditions that impose my variation in mine on the parameters that define the state.
- the transition from one subbloque to the other in the event of an obstacle is due to a change in the condition of movement and thus can be passed from me any of the extreme subblocks 62a, 62c, to an unemployment situation, by application of my tension value 0, or to produce my reversal of the direction of movement by jumping directly from mine to another one of said extreme subblocks 62a, 62c by applying a Inverse voltage value to the one inside the subblock. From a situation of unemployment and in the presence of an obstacle the file will be separated from it by jumping to mine or another of the adjacent subblocks. In the case of the sub-block on the left shown in Fig.
- each sub-block 61a, 61c which is accessed in ascent or descent from an origin node there are three possibilities depending on the position of said panel in relation to upper and lower limits of its stroke.
- intermediate subblock 61b that reflects the unemployment situation
- only two subblocks appear, depending on the position of said moon.
- the transition from mine to another sub-block is carried out through the intermediate sub-block 61b or between the two ends 61a, 61c by varying the direction of movement of the panel. As indicated in Fig. There may also be transitions between the first main block 61 and the second 62 or vice versa, generated by the existence or not of an obstacle.
- the proposed evaluation module starts from the acquisition of the intensity of the current supplied to the motor and the value of the angular velocity fed into inputs 70 and 71, respectively. These values are subjected to a filtration in 70a and 71a and subsequently a shunt is applied to them in blocks 72 and 73.
- the values of the intensity and angular velocity after filtering are fed to my analysis module 74, to which they are also fed the values after the derivation in said blocks 72 and 73 of the intensity and angular velocity.
- a treatment model of the control algorithm is shown from the values acquired in the analysis module 74, comprising my machine of sequential states where from nodes 90 and 94 two situations described in blocks 91, 92 self-understood by their descriptions and in parallel in block 93, the anti-crushing action is activated or deactivated depending on the information of said previous blocks.
- intensity threshold, intensity evolution and angular velocity evolution values have been taken into consideration, in combination with the information of the intensity and angular velocity values to decide on motor activation To avoid a crush.
Landscapes
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Abstract
Sistema y método para simular y evaluar algoritmos de gestión de un panel o luna móvil, accionado por un motor eléctrico, con seguridad anti-aplastamiento y programa para su ejecución. Comprende una estructura modular que integra una serie de modelos representativos de los parámetros eléctricos del motor eléctrico, comportamiento del panel móvil, incidencia de un posible obstáculo y una metodología de actuación y control implementada mediante una máquina de estados secuenciales relacionada con el arranque, paro y/o sentido de desplazamiento del motor en función de la posición, y sentido de desplazamiento del panel, y un módulo para evaluación de un algoritmo a validar al que se introduce la corriente suministrada al motor y velocidad angular del mismo y que analiza dichos valores y su evolución temporal y combinaciones entre unos y otros valores. Dichos modelos y módulos están implementados en un lenguaje de programación de alto nivel.
Description
Sistema y método para simular y evaluar algoritmos de gestión de un panel o luna móvil, accionado por un motor elécl XX, con seguridad anti-aplastamiento y programa para su ejecución.
Campo de la invención
La presente invención se inscribe dentro del campo de los sistemas de" simulación, implementados por ordenador, aplicados al análisis de conjuntos electromecánicos. En particular la invención está concebida para su aplicación a un dispositivo elevalunas para un vehículo, accionado por un motor eléctrico, con seguridad anti-aplastamiento, aunque su campo de aplicación puede generalizarse a cualquier clase, de panel o lima móvil accionado por un motor eléctrico, siendo sus objetivos principales evaluar dicho algoritmo y poder optimizarlo, por modificación de alguno de sus parámetros en función de los resultados proporcionados por el sistema, conforme al método preconizado.
La invención proporciona tanto un sistema como un método para simular y validar algoritmos de gestión de un panel o luna móvil.
La invención también aporta un programa cargable en la memoria interna de una computadora para realizar las etapas del método según la invención. Antecedentes de la invención
En relación con los dispositivos de control electrónico" con seguridad antiaplastamiento, asociados- un motor eléctrico que acciona un panel, tal como una luna de un vehículo se conocen numerosas ejecuciones de sistemas y métodos pudiendo citar las patentes EP-A-267064, DE-A-4315637, EP-A-714052, US.-A-6002228, US-A-5994858, US-A-5983567, US-A-5949207,US-A-5945796.
En general en estos métodos se propone el uso de sensores de posición y sensores de comente para proporcionar información para ejecutar un algoritmo de control. En alguna de las patentes también se hace mención al uso de sensores de la velocidad angular del motor y/o detectores del par de accionamiento de dicho motor.
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26)
Se conocen también en el estado de la técnica patentes dirigidas a evaluación de circuitos eléctricos basados en una representación del citado circuito en un lenguaje de programación de alto nivel o HDL, el cual se caracteriza por integrar míos tipos de datos y construcciones semánticas especializadas para describir dispositivos y componentes electrónicos y su conectividad. En tal sentido podemos citar las patentes US-A-5.604.895, US-A-5.671.352 y O-A-99/49393.
En relación con los citados antecedentes la presente invención aporta un sistema y método especialmente concebido para una evaluación de algoritmos o estrategias de control de un motor eléctrico que acciona un panel o luna móvil, como los citados en el primer grupo de patentes, basado en una estractura de modelos y módulos implementados a partir de datos empíricos o modelizaciones teóricas descritas en un lenguaje de programación de alto nivel. Dichos modelos y módulos están interrelacionados operativamente de una manera tal que proporcionan una gran flexibilidad (diferentes datos de entrada tal como corriente, velocidad, umbrales significativos de uno u otro parámetro , etc.) o cambios en los modelos y fiabilidad de los resultados estimativos obtenidos, permitiendo en particular proceder a una optimización de los citados algoritmos por modificación de alguno de sus parámetros, para lograr una respuesta más rápida y eficaz ante la incidencia de un obstáculo en el desplazamiento del citado panel móvil, que en adelante referiremos, teniendo en cuenta su aplicación preferencial, como luna o cristal de un vehículo.
La invención aporta asimismo una interfaz visual que ofrece una imagen en tiempo real representativa de la evolución de alguno de los parámetros citados, por Ej. corriente suministrada al motor, posición de la luna del vehículo y velocidad angular o par del motor, durante las fases de subida, bajada o enfi'entamiento súbito a un obstáculo que intercepta de forma inesperada su trayectoria.
En general los objetivos de la invención pueden resmnirse en:
- validar una estrategia de control de un motor eléctrico para un dispositivo elevalimas, con seguridad anti-aplastamiento, materializada en un algoritmo;
- analizar y estudiar el comportamiento de dicho algoritmo ante diversas situaciones (distintos obstáculos, fases de fi cionamiento: arranque, subida, bajada, velocidad de régimen, etc) e introducir mejoras en el mismo, es decir optimizarlo;
- ofrecer simulaciones de dicho algoritmo con diversos datos introducidos en el sistema.
Breve exposición de la invención La invención, consistente en un sistema o método implementado por ordenador, se aplica preferentemente a simular y evaluar algoritmos de gestión de una luna o cristal de un vehículo, accionado por un motor eléctrico, con seguridad anti-aplastamiento, cuya lima es móvil desplazándose en mi determinado camino, entre dos posiciones extremas, y cuyo modo de seguridad opera de manera que el borde de cierre del panel, tal como una luna de un vehículo, no pueda atrapar y comprimir un miembro de mi usuario u otro objeto susceptible de interferir en el desplazamiento de dicha luna, comprendiendo una serie de sensores para proporcionar información acerca de unos parámetros de funcionamiento de dicho motor eléctrico de accionamiento y respecto a la posición de la luna.
En relación con dicha finalidad la invención propone mía serie de modelos y módulos que representan el conjunto de componentes electromecánicos de un dispositivo elevalmias, y la influencia de agentes como la fricción y un posible obstáculo, que al igual que los citados sensores se implementan mediante mi lenguaje de programación de alto nivel preparado para controlar sentencias en flujo, funciones, estructuras de datos, entrada salida y características de programación orientada a objeto. En los ejemplos de ejecución de la invención que se detallan en los dibujos adjuntos, el citado lenguaje de programación ha sido el MATLAB para modelización, simulación, análisis de prototipos, exploración, visualización, generación de lenguaje fuente y construcción de interfaces gráficas de usuario. El entorno de dicho lenguaje MATLAB utilizado en la puesta en práctica del sistema y método según la invención tiene asociados el conjunto de programas SIMÚLENTE- preparados para modelizar, simular y analizar sistemas dinámicos lineales o no lineales, STATEMATE que utiliza teoría de máquina de estados finita y anotaciones de diagrama de flujo para describir el comportamiento de sistemas complejos, POWER SYSTEM BLOCKSET cuyas librerías contienen modelos de componentes eléctricos y electrónicos y conectares, SPICE y otras librerías del lenguaje, además del sistema de tratamiento de gráficos.
El sistema y método según la invención ha sido concebido a base de;
- mi modelo de síntesis representativo del comportamiento de mi dispositivo elevalmias;
- datos reales de muchos dispositivos elevalunas comercializados con sistema antiaplastamiento; - datos reales de un prototipo de ensayo.
Las características esenciales de la invención aparecen recogidas en sus reivindicaciones independientes 1 y 11.
Otros detalles adicionales y que ilustran aspectos ventajosos de la invención aparecen descritos en las respectivas reivindicaciones independientes. Para mía mejor comprensión de las características de la invención, se hará una descripción de la misma con la ayuda de unos dibujos ilustrativos.
Breve explicación de los dibujos En dichos dibujos: La Fig. 1 es un diagrama de bloques que ilustra los modelos y módulos que componen el sistema conforme a la presente invención y su conectividad uni o bidireccional.
La Fig. 2 es ilustrativa de los componentes del modelo que proporciona una representación del comportamiento del motor eléctrico, con sus parámetros básicos, de conversión electromecánica y de inercia del motor, contemplando asimismo la posible influencia de las características propias de la luna y de un obstáculo.
La Fig. 3 ilustra el modelo representativo del comportamiento del panel o lima de mi vehículo.
La Fig. 4 muestra el modelo representativo de la incidencia de un posible obstáculo en el citado panel o luna móvil, contemplando el conjunto luna-obstáculo.
La fig. 5 ilustra una etapa concebida para generar un movimiento cíclico automático del dispositivo elevalunas.
En la Fig. 6 se ha esquematizado el principiio funcional del módulo de evaluación del algoritmo, al que acceden una serie de entradas: valores de corriente, velocidad angular, etc. para el motor eléctrico, así como cualquier clase de parámetros para modificar los puntos de trabajo de los componentes de los diferentes modelos y módulos del sistema,
y cuyo módulo proporciona una primera salida que actúa sobre mi módulo de actuación y control del motor y a la vez una segunda salida que permite observar y procesar la evolución del comportamiento del conjunto.
En la Fig. 7 se ilustra mi diagrama esquemático que muestra la conectividad entre el módulo que alberga el algoritmo y un modelo de actuación y control del motor materializado en mía máquina de estados secuenciales que se ilustra en las Fig. 8 y 8a.
La Fig. 9 ilustra un esquema correspondiente a mi ejemplo del principio de funcionamiento del módulo de evaluación indicado en la Fig. 6.
En la Fig. 10 se ilustra, un modelo de algoritmo anti-aplastamiento dual, adaptativo, descriptivo de mía posible implementación del esquema de la Fig. 9
Descripción en detalle de un ejemplo de ejecución de la invención
La Fig. 1 muestra el conjunto de modelos y módulos que integran el sistema de la invención conforme al siguiente detalle:
- modelo representativo del comportamiento del motor;
- modelo representativo del comportamiento del panel o luna móvil;
- modelo representativo del dispositivo elevalunas en caso de existir mi obstáculo;
- módulo para evaluación del algoritmo a validar; - modelo de actuación y control sobre el panel o luna móvil;
- módulo de interfaz con el usuario, de entrada y salida de órdenes de mando, datos y gráficos, habiéndose ilustrado asimismo dos módulos complementarios para análisis estadísticos y visualización de resultados en tiempo real y un módulo para optimización del algoritmo ensayado, preparado para modificar alguna de sus propiedades, y volver a ser introducido en el sistema.
En la Fig. 2, se muestra con un mayor detalle el primero de los citados modelos, representativo del comportamiento del motor, apreciando en su parte superior mi bloque ilustrativo de los parámetros básicos del motor en el que se indican: mía fuente de tensión Vg 20 enlazada a una señal de referencia de tensión 10 o señal de entrada, mi medidor de comente 11, asociado auna señal de corriente 12 y mi súbconjunto 13 representativo de la
aportación de la fuerza contra-electromotriz, que se ha materializado por un factor multiplicador indicado por mía constante K. En la parte inferior y primer recuadro desde la izquierda se indica un bloque representativo de la conversión electromecánica a partir de la señal de corriente 12. El segmido bloque ilustra la inercia del motor mediante mía red no lineal implementada por el par de diodos 14, 14'. El siguiente bloque adyacente es representativo del par aplicado, y comprende una fuente de tensión 15 indicativa (proporcional) de dicho par, un medidor 16 del valor de dicha tensión y mi transformador 28 que enlaza con el bloque contiguo representativo de la influencia del batiente y que comprende mía red de diodos no lineal 19, un medidor de tensión 21 cuyo bloque enlaza con un último conjunto representativo de la influencia del obstáculo que se ha implementado mediante m a red de cargas 23 a la que accede un recuadro 24 indicativo de la existencia o no de obstáculo, que puede adoptar dos estados: activado - desactivado.
En la Fig. 3 se ilustra el modelo representativo del comportamiento del panel o luna móvil, el cual comprende un bloque que representa la fricción del panel con entrada 30 indicativa de la posición de la luna, una etapa 31 para evitar valores no deseados, y una función 32 o polinomio que simula la respuesta de roce dinámico de una luna móvil, accionada por un motor eléctrico, con los medios de guiado del mismo, y que ha sido obtenido a partir de datos empíricos, en función de m determinado tipo de panel y de unas correspondientes guías previstas para su conducción. En la paite inferior aparece un segundo bloque indicativo de la interfaz con el modelo del motor y que comprende una entrada de tensión 33, mía red no lineal implementada por los diodos 35, 35' y unas fuentes de tensión controladas 34, 34', generando una salida de tensión 36.
La Fig. 4 muestra el modelo representativo de la incidencia de mi obstáculo, comprendiendo mi bloque superior que integra m a entrada 40 de tensión, mi interruptor ideal 44 y mi condensador 42 mdicativo de la masa de la luna. Por su parte el obstáculo se representa asimismo por un condensador 43 (de mayor o menor carga en función del tipo de obstáculo), relacionado por mi interruptor ideal 45 a mía entrada 41, que puede estar activa o inactiva, señalando la existencia o no de dicho obstáculo, reuniéndose ambos bloques en la salida de tensión 46. En la Fig. 5 se ha representado un bloque indicativo del desplazamiento de la luna, comprendiendo dos entradas 50 que puede adoptar los valores -1 (bajada), 0 (parada), 1
(subida) o 2 (funcionamiento en ciclo continuo, integrando dos multiplicadores lógicos 52, 53, accediendo al primero una señal periódica de tensión así como dicha primera señal 50 tras pasar por mi operador relacional 54 cargado por una constante 55 y accediendo a dicho segmido multiplicador lógico la señal 50 antes de su paso por el operador relacional amplificada en 56 y después de dicho operador relacional e invertida por el operador lógico 57. Las salidas de los dos multiplicadores lógicos 52, 53 se reúnen en un sumador 58 produciendo una señal de salida 59 con mi valor -1, 0 o 1, o bien una sucesión de dichos valores para generar un movimiento cíclico.
En las Figs. 6 y 7 se ejemplifica la operativa del sistema y método de esta invención, apreciándose que el algoritmo anti-aplastamiento recibe mía realimentación de unos valores de funcionamiento del motor (por Ej. corriente y velocidad angular) e incide sobre mi bloque de control del motor basado en mía máquina de estados secuenciales que se representan en las Figs. 8 y 8a formando un bucle o lazo cerrado. Por otro lado en la Fig. 6 se indica que a partir de dicho algoritmo se obtiene también mía visualización y procesado de la evolución de los valores medidos por Ej. corriente smriinistrada al motor y velocidad angular, en las diferentes fases de funcionamiento, y en situaciones con o sin obstáculo. Estos valores se almacenan en unas memorias y en base a los mismos pueden realizarse análisis ulteriores por Ej. estadísticos, curvas representativas de la evolución en el tiempo de la corriente, velocidad angular, etc en diferentes condiciones: subida de la lima, bajada, ciclo continuo, obstáculo en subida o bajada, etc.
El modelo de actuación y control sobre la luna móvil se muestra en la Fig. 8 en donde aparecen dos bloques principales diferenciados a los que se accede a partir de un nodo 60, el de la izquierda 61 ilustrando la situación del control en ausencia de un obstáculo (ampliado en la Fig.8a) y el de la derecha 62 que muestra el control operando ante la presencia de un obstáculo. Dicho modelo se basa en una serie de estados separados debidos a órdenes del usuario, enlazados por unas órdenes o condiciones de salto que imponen mía variación en mío de los parámetros que define el estado. El bloque 62 de la derecha comprende tres subbloques 62a, 62b y 62c a los que se accede en función del sentido de movimiento de la luna, o valores de la fitente de tensión: ud=l (subida), ud=0 (parada) y ud=-l (bajada). La transición de uno a otro subb loque ante la incidencia de un obstáculo viene dada por un cambio en la condición de movimiento y así se puede pasar
desde mío cualquiera de los subbloques extremos 62a, 62c, a una situación de paro, por aplicación de mi valor de tensión 0, o bien producir mía inversión del sentido de movimiento saltando directamente de mío a otro de dichos subbloques extremos 62a, 62c aplicando un valor de tensión inverso al que existe en el interior del subbloque. A partir de una situación de paro y ante la presencia de un obstáculo la lima se separará del mismo por salto a mío u otro de los subbloques adyacentes. En el caso del subbloque de la izquierda mostrado en la Fig. 8a, los límites de desplazamiento, u obstáculos, vendrán únicamente impuestos por la situación de la luna respecto a los límites superior e inferior de su desplazamiento en relación al marco de una ventana y a tal efecto dentro de cada subbloque 61a, 61c a los que se accede en subida o bajada a partir de un nodo de origen existen tres posibilidades en función de cual sea la posición de dicho panel en relación a unos límites superior e inferior de su carrera. En el caso del subbloque intermedio 61b que refleja la situación de paro, únicamente aparecen dos subbloques, según sea la posición de dicha luna. La transición de mío a otro subbloque se realiza a través del subbloque intermedio 61b o entre los dos extremos 61a, 61c variando el sentido de desplazamiento del panel. Tal como indica la Fig. también pueden haber transiciones entre el primer bloque principal 61 y el segundo 62 o viceversa, generadas por la existencia o no de un obstáculo.
El método descrito hasta este punto será implementable en un programa cargable en la memoria de un ordenador el cual consiste también mi objeto de esta invención.
En relación con la Fig. 9 puede verse que el módulo de evaluación propuesto parte de la adquisición de la intensidad de la corriente suministrada al motor y del valor de la velocidad angular alimentados en las entradas 70 y 71, respectivamente. Dichos valores son sometidos a un filtrado en 70a y 71a y posteriormente se les aplica una derivación en los bloques 72 y 73. Los valores de la intensidad y velocidad angular tras el filtrado se alimentan a mi módulo de análisis 74, al que también se alimentan los valores tras la derivación en dichos bloques 72 y 73 de la intensidad y velocidad angular. Además se aprecia que también se alimentan míos valores de la intensidad, derivada de la intensidad y derivada de la velocidad angular, obtenidos a partir de dividir por tres cada uno de los citados valores desde el filtrado 70a y 73 y adicionarle en 76 el valor de la intensidad 79, en 75 la derivada de la intensidad 80 y en 74 la derivada de la velocidad angular 81.
En la Fig. 10 se muestra un modelo de tratamiento del algoritmo de control a partir de los valores adquiridos en el módulo de análisis 74, comprendiendo mía máquina de estados secuenciales en donde a partir de os nodos 90 y 94 se consideran dos situaciones descritas en los bloques 91, 92 autoentendibles por las descripciones de los mismos y en paralelo en el bloque 93, se activa o se desactiva la actuación antiaplastamiento dependiendo de la información de dichos bloques anteriores.
En particular y como puede verse se han tomado en consideración unos valores umbral de intensidad, de evolución de la intensidad y de evolución de la velocidad angular, en combinación con la información de los valores de intensidad y de velocidad angular para decidir la activación del motor para evitar un aplastamiento.
Claims
1.- Sistema para simular y evaluar algoritmos de gestión de un panel o luna móvil, accionado por un motor eléctrico, con seguridad anti-aplastamiento, implementado por ordenador, cuyo panel es móvil en un determinado camino, entre dos posiciones extremas, y cuyo modo de seguridad opera de manera que el borde de cierre del panel, tal como mía luna de mi vehículo, no pueda atrapar y comprimir un miembro de un usuario u otro objeto susceptible de interferir en el desplazamiento de dicho panel, comprendiendo mía serie de sensores para proporcionar información acerca de unos parámetros de funcionamiento de dicho motor eléctrico de accionamiento y respecto a la posición del panel, caracterizado por adoptar mía estructura modular que comprende las siguientes partes:
A - mi modelo que proporciona una representación del comportamiento del motor eléctrico de accionamiento del panel, que incluye como subconjuntos: etapa indicativa de los parámetros eléctricos de dicho motor eléctrico, etapa que refleja la conversión electromecánica, etapa representativa de la inercia del motor, etapa indicativa del par aplicado al panel móvil, etapa que refleja la interacción con el panel de unos medios de guiado del mismo y etapa de interferencia con mi posible obstáculo;
B - un modelo que ofrece una representación del comportamiento del panel móvil que incluye mía etapa de interfaz con el motor eléctrico y una descripción de la influencia de unos medios de guiado en el desplazamiento de dicho panel;
C - un modelo que ofrece una representación de la incidencia de un posible obstáculo, cuyas características pueden variarse, interpuesto al movimiento del panel o lima accionado por el motor eléctrico, comportando m as partes descriptivas de la inercia del panel y opcionalmente de la inercia asociada al obstáculo; D - mi módulo para evaluación del algoritmo a validar, en función de la detección de uno o más de los siguientes parámetros: corriente smninistrada al motor eléctrico, evolución de dicha corriente en el tiempo, velocidad angular del motor, evolución de dicho valor de velocidad angular en el tiempo o de una combinación de los mismos, comprendiendo una etapa de enlace entre míos parámetros de entrada, dicho algoritmo a evaluar y mías señales de actuación sobre el motor, cuyo módulo está preparado para recibir órdenes de mando para desplazar el panel en uno u otro sentido, datos indicativos de las variables de los citados sensores y proporcionar unas señales para unos acoradores;
E - mi modelo de actuación y control relacionado al arranque, paro y o sentido de desplazamiento del motor en función de la posición y sentido de desplazamiento del panel, conforme a la decisión del algoritmo anti-aplastamiento a evaluar; y
F - un módulo de interfaz con el usuario para entrada y salida de órdenes de mando, datos de parámetros de los componentes de los citados modelos A-C, módulo D y salida de valores numéricos y gráficos, integrando además unos módulos complementarios para realización de análisis estadísticos y visualización de resultados en tiempo real, estando implementados todos dichos modelos, módulos y sensores en mi lenguaje de alto nivel preparado para controlar sentencias en flujo, funciones, estructuras de datos, entrada/salida y características de programación orientada a objeto.
2.- Sistema, según la reivindicación 1, caracterizado por incluir un módulo aplicado a la optimización del algoritmo a evaluar, preparado para modificación de alguna de las propiedades del mismo.
3.- Sistema, según la reivindicación 1, caracterizado porque las características de dicho obstáculo comprenden al menos dos fuerzas predeterminadas, mínima y máxima susceptibles de ser ensayadas.
4.- Sistema, según la reivindicación 3, caracterizado porque el citado obstáculo está materializado mediante la descripción en el citado lenguaje de alto nivel de un condensador, y las citadas fuerzas quedan definidas por mía carga mayor o menor asociada al mismo.
5.- Sistema, según la reivindicación 1 caracterizado porque dicho modelo de actuación y de control del motor está realizado mediante mi diagrama de flujo y atiende a las variables:
- posición de la ventana;
- existencia del obstáculo;
- detección del obstáculo; y - entrada extema de actuación: dirección del panel, tal como arriba, abajo o paro.
6.- Sistema, según la reivindicación 5, caracterizado porque el citado modelo actuador y de control es mi modelo de comportamiento inteligente implementado mediante mi algoritmo que comprende una máquina de estados secuenciales, que proporciona una serie de estados debidos a órdenes del usuario, enlazados por mías órdenes de salto, y con 5 dos bloques principales que ofrecen la situación en presencia de obstáculo o en ausencia del mismo.
7.- Sistema, según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho módulo de interfaz con el usuario comprende además mía etapa de adquisición y pre-procesado de datos procedentes de un motor real o simulado. 10
8.- Sistema, según la reivindicación 1, caracterizado porque la descripción de la influencia de los medios de guiado en el desplazamiento del panel se realiza por medio de mi polinomio que simula el roce dinámico de dicho panel con aquellos medios de guiado.
9.- Sistema, según la reivindicación 8, caracterizado porque dicho polinomio ha sido obtenido a partir de datos empíricos, a partir del tipo de panel y de las guías previstas 15 para el mismo.
10.- Sistema, según la reivindicación 1, caracterizado porque incluye además una etapa para simular un funcionamiento en ciclo continuo del desplazamiento del panel o lima para demostración en tiempo real del comportamiento de un algoritmo a evaluar.
11.- Método para simular y evaluar algoritmos de gestión de mi panel, accionado 20 por mi motor eléctrico, con seguridad anti-aplastamiento, implementado por ordenador, cuyo panel es móvil en un determinado camino, entre dos posiciones extremas, y cuyo modo de seguridad opera de manera que el borde de cierre del panel, tal como mía lima de un vehículo, no pueda atrapar y comprimir im miembro de un usuario u otro objeto susceptible de interferir en el desplazamiento de dicho panel, comprendiendo una serie de 25 sensores para proporcionar información acerca de unos parámetros de funcionamiento de dicho motor eléctrico de accionamiento y respecto a la posición del panel, caracterizado por generar:
A - mi modelo que proporciona una representación del comportamiento del motor eléctrico de accionamiento del panel, que incluye como subconjuntos: 30 etapa indicativa de los parámetros eléctricos de dicho motor eléctrico, etapa que refleja la conversión electromecánica, etapa representativa de la inercia del motor, etapa indicativa del par aplicado al panel, etapa de interacción con el panel de irnos medios de guiado del mismo y etapa de interferencia con un posible obstáculo;
B - mi modelo que ofrece mía representación del comportamiento del panel que incluye una etapa de interfaz con el motor eléctrico y una descripción de la influencia de 5 unos medios de guiado en el desplazamiento de dicho panel;
C - mi modelo que ofrece mía representación de la incidencia de un posible obstáculo, cuyas características pueden variarse, interpuesto al movimiento del panel accionado por el motor eléctrico, comportando unas partes descriptivas de la inercia del panel y opcionalmente de la inercia asociada al obstáculo; 10 E - mi modelo de actuación y control relacionado al arranque y/o paro del motor en función de la posición, dirección de desplazamiento del panel, conforme a la decisión del algoritmo anti-aplastamiento a evaluar;
F - mi módulo de interfaz con el usuario para entrada y salida de órdenes de mando, datos de parámetros de los componentes de los citados modelos A-E, módulo F y 15 salida de valores numéricos y gráficos, estando implementados todos dichos modelos, módulos y sensores en mi lenguaje de alto nivel preparado para controlar sentencias en flujo, funciones, estructuras de datos, entrada salida y características de programación orientada a objeto, y porque comprende las siguientes fases: 20 a).- introducir un algoritmo a examinar en un módulo D para evaluación de dicho algoritmo en función de la detección de uno o más de los siguientes parámetros: corriente suministrada al motor eléctrico, evolución de dicha corriente en el tiempo, velocidad angular del motor, evolución de dicho valor de velocidad angular en el tiempo o de mía combinación de los mismos, cuyo módulo comprende m a etapa de enlace entre dichas órdenes de mando y mías setales de actuación para desplazar el panel en mío u otro sentido, o para su paro; b).- introducir mías primeras condiciones descriptivas de al menos un primer obstáculo; c).- simular el funcionamiento del conjunto bajo gobierno del citado algoritmo; y d).- evaluar la capacidad de respuesta del algoritmo para detener y/o desplazar en mi sentido de alejamiento del obstáculo al citado panel, actuando sobre dicho motor eléctrico.
12.- Método, según la reivindicación 11, caracterizado porque comprende al menos 5 una fase b)' de introducción de mías segundas condiciones descriptivas de un segundo obstáculo, y la ejecución de las fases a), b'), c) y d). {
13.- Método, según la reivindicación 11, caracterizado porque dicho lenguaje de alto nivel utilizado para describir dichos modelos, módulos y sensores es MATLAB.
14.- Método, según la reivindicación 11, caracterizado porque dicha fase d) 10 comprende mía visualización de resultados y el ahnacenamiento de datos nmnéricos y gráficas.
15.- Método, según la reivindicación 13, caracterizado porque dichas gráficas comprenden mía representación en función del tiempo de la corriente suministrada al motor, posición del panel móvil, y par del motor, para distintos momentos del ciclo: 15 arranque, subida, bajada con o sin presencia de mi obstáculo y paro de dicho panel.
16.- Método, según la reivindicación 11, caracterizado porque en dicha fase d) la evaluación se establece en función del valor de la corriente suministrada al motor eléctrico y de la evolución en el tiempo de dicha corriente suministrada al motor eléctrico.
17.- Método, según la reivindicación 11, caracterizado porque en dicha fase d) la 20 evaluación se establece en función de la velocidad angular del citado motor eléctrico y de la evolución en el tiempo de la velocidad angular o aceleración del motor eléctrico.
18.- Método, según la reivindicación 11, caracterizado porque en dicha fase d) la evaluación se establece en función de la evolución combinada en el tiempo de la corriente smninistrada al motor y la velocidad angular de dicho motor eléctrico, en respuesta a 25 diferentes características de los obstáculos interpuestos en el desplazamiento del panel.
19.- Método según una de las reivindicaciones 11 a 18, caracterizado porque se consideran míos valores mnbral de intensidad, de evolución de la intensidad y de evolución de la velocidad angular, en combinación con la información de los valores de intensidad y de velocidad angular para decidir la activación del motor para evitar un aplastamiento. 30 20.- Un programa de computadora directamente cargable en la memoria interna de mía computadora comprendiendo porciones de código de programación para realizar las etapas del método de una de las reivindicaciones 11 a 19 cuando dicho programa es ejecutado en dicha computadora.
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