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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Positionserfassungsvorrichtung
mit ersten und zweiten Schaltern, die EIN-AUS-Operationen ausführen, wenn
ein sich kontinuierlich bewegender Gegenstand eine vorgegebene Position
erreicht, sowie eine Positionserfassungsvorrichtung mit einem Drehkörper, der
bei einem Antriebsmechanismus angebracht ist, der eine Antriebsquelle
eines Betriebsmechanismus zum Betreiben eines bewegbaren Körpers eines Fahrzeugs
bildet.
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Ein
allgemein bekanntes Verfahren zur Erfassung, dass ein bewegbarer
Gegenstand eine vorgegebene Position erreicht hat, ist, eine Kombination eines
ersten und eines zweiten Mikroschalters zu verwenden. Beispiele
für ein
derartiges Verfahren sind in der JP 3-32489 B2 und in der JP 6-58029
A.
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Diese
Beispiele offenbaren ein Verfahren, bei dem bei einer Ausführung eines
Schließvorgangs eines
Schiebedachpaneels das Schiebedachpaneel bei einer Position direkt
vor einer völlig
geschlossenen Position einmal gestoppt wird, so dass ein Einklemmen
eines menschlichen Körpers
verhindert werden kann. Durch Umschalten entweder des ersten Schalters
oder des zweiten Schalters von einem EIN-Zustand zu einem AUS-Zustand
oder von dem AUS-Zustand zu dem EIN-Zustand erfasst eine Entscheidungsschaltung
in Reaktion auf Signale von dem ersten und dem zweiten Schalter,
dass das Schiebedachpaneel die Position kurz zuvor oder genau vor
der völlig
geschlossenen Position erreicht hat.
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Bei
den vorstehend genannten herkömmlichen
Beispielen besteht, wenn entweder der erste oder der zweite Schalter
ausfällt,
eine Möglichkeit, dass
die Signale von dem ersten oder dem zweiten Schalter zu diesem Zeitpunkt
identisch mit Signalen werden, die bei anderen Positionen erhalten
werden, auch wenn das Schiebedachpaneel die Position genau vor der
völlig
geschlossenen Position erreicht hat. In diesem Fall ist es sogar
schwierig, zu erkennen, dass das Schiebedachpaneel die Position
genau vor der völlig
geschlossenen Position erreicht hat, die es zu erfassen gilt.
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Es
ist ersichtlich, dass es möglich
ist, zu dem ersten und dem zweiten Schalter weitere Hilfsschalter
hinzuzufügen.
In diesem Fall kann, wenn einer des ersten oder des zweiten Schalters
ausfällt,
der Hilfsschalter den beschädigten
ersten oder zweiten Schalter ersetzen, wobei ein Signal von dem
Hilfsschalter zugeführt
wird. Eine derartige Maßnahme vergrößert nicht
nur die Anzahl von Schaltern, sondern verkompliziert auch die Entscheidungsschaltung,
und somit ist diese Maßnahme
hinsichtlich der Kosten unvorteilhaft.
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In
der Druckschrift
DE
38 72 816 T2 ist eine Steuereinrichtung für ein Schiebe-Hebedach
beschrieben, die ein Detektormittel zum Feststellen der Stellung
des Schiebe-Hebedaches
aufweist.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Positionserfassungsvorrichtung
bereitzustellen, die die vorstehend genannten Nachteile der herkömmlichen
Beispiele überwinden kann.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer
Positionserfassungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 und einer Positionserfassungsvorrichtung
gemäß Patentanspruch
2 gelöst.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen
abhängigen
Patentansprüchen
definiert.
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Gemäß der erfindungsgemäßen Positionserfassungsvorrichtung
werden im Wesentlichen zwei Schalter, d.h. erste und zweite Schalteinrichtungen bzw.
Schalter gleichzeitig umgeschaltet, und wenn lediglich einer von
diesen umgeschaltet wird, wird entschieden, dass eine Störung aufgetreten
ist. Genauer gesagt ist die erfindungsgemäße Positionserfassungsvorrichtung
mit einem ersten und einem zweiten Schalter ausgestattet, die EIN-AUS-Operationen
ausführen
oder EIN-AUS-Signale ausgeben, wenn ein Gegenstand, der sich kontinuierlich
bewegt, eine vorgegebene Position erreicht. Die Positionserfassungsvorrichtung
erfasst die vorgegebene Position des Gegenstands in Reaktion auf
Signale von dem ersten und dem zweiten Schalter, wenn der erste
und der zweite Schalter die EIN-AUS-Operationen ausführen.
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Die
erfindungsgemäße Positionserfassungsvorrichtung
ist weiter vorzugsweise mit einer Schalterumschalteinrichtung ausgestattet,
die auf den Gegenstand so einwirkt, dass der zweite Schalter die EIN-AUS-Operation
ausführt,
wenn der erste Schalter die EIN-AUS-Operation ausführt. Genauer
gesagt verhindert die Schalterumschalteinrichtung, dass der sich
bewegende Gegenstand in dem EIN-AUS-Operationsbereich (Umschaltbereich)
des ersten Schalters und des zweiten Schalters stoppt, oder sie
bewegt den Gegenstand 1, wenn der Gegenstand in dem Umschaltbereich
des ersten Schalters und des zweiten Schalters stoppt.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnung näher beschrieben.
Es zeigen:
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1 eine
beschreibende Darstellung eines von einer Positionserfassungsvorrichtung
gewählten Prinzips,
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2 ein
Zeitablaufdiagramm einer Bestimmung, wenn ein Logikwert (L, L) gebildet
wird,
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3 ein
Zeitablaufdiagramm einer Bestimmung, wenn ein Logikwert (H, H) gebildet
wird,
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4(a) bis 4(e) beschreibende
Darstellungen von Bewegungen eines Dachpaneels und dergleichen,
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5 eine
perspektivische Darstellung eines Getriebes für einen Antrieb einer Gehäuseblende,
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6 eine
Seitenansicht eines Gelenkmechanismus für den Antrieb der Gehäuseblende
und
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7 eine
perspektivische Darstellung eines Drehtellers und von Schaltern.
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In 1 wird
ein Gradient in einer Bewegungsstrecke eines Gegenstands 100 ausgebildet, und
EIN-AUS-Operationspunkte
(Umschaltpunkte) des ersten und des zweiten Schalters sind bei diesem
Gradientenbereich bereitgestellt. Durch die Bereitstellung eines
derartigen Gradienten wird es möglich,
zu verhindern, dass der Gegenstand 100 stoppt, bevor der
erste und der zweite Schalter die zugehörigen EIN-AUS-Operationen ausführen, so
dass bei einer Ausführung
der zugehörigen
EIN-AUS-Operationen
durch den ersten und den zweiten Schalter erzeugte Signale (Umschaltsignale)
sicher erhalten werden können.
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Gemäß 2 und 3 können, wenn
der Gegenstand 100 in den Umschaltbereichen des ersten
Schalters und des zweiten Schalters gestoppt wird, durch leichtes
Bewegen des Gegenstands 100 bei Ausführung der zugehörigen EIN-AUS-Operationen durch
den ersten und den zweiten Schalter erzeugte Signale (Umschaltsignale)
sicher erhalten werden. In dem in 2 gezeigten
Beispiel ist es nicht möglich,
eine vorgegebene Position A und eine sich von der vorgegebenen Position
A unterscheidende Position A' zu
bestimmen, wenn der Gegenstand 100 in den Umschaltbereichen
des ersten und des zweiten Schalters gestoppt wird. Folglich kann durch
leichtes Bewegen des Gegenstands 100 in einer Pfeilrichtung
mittels einer Kraft (oder einer Feder) bestimmt werden, ob der Gegenstand 100 bei
der Position A oder der Position A' positioniert ist. Das heißt, falls
die Signale des ersten und des zweiten Schalters (L, L) sind, wird
der Gegenstand 100 nach links bewegt. Hierbei wird, falls
(H, L) (beispielsweise sei auf eine hohe Oberfläche und eine niedrige Oberfläche gemäß 7 verwiesen)
bestätigt
wird, bestimmt, dass der Gegenstand 100 bei der Position
A positioniert ist, wohingegen in dem Fall, dass (L, H) bestätigt wird,
bestimmt wird, dass der Gegenstand 100 bei der Position
A' positioniert
ist.
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In
dem in 3 gezeigten Beispiel ist es nicht möglich, die
vorgegebene Position A und eine sich von der vorgegebenen Position
A unterscheidenden Position A'' zu bestimmen, wenn
der Gegenstand 100 innerhalb der Umschaltbereiche des ersten
und des zweiten Schalters gestoppt wird. Folglich kann durch leichtes
Bewegen des Gegenstands 100 in eine Pfeilrichtung auf die
gleiche Weise wie in dem Fall gemäß 2 bestimmt
werden, ob der Gegenstand 100 bei der Position A oder der
Position A'' positioniert ist.
D.h., falls die Signale des ersten Schalters und des zweiten Schalters
(H, H) sind, wird der Gegenstand 100 nach rechts bewegt.
Hierbei wird, falls (L, H) bestätigt
wird, bestimmt, dass der Gegenstand 100 bei der Position
A positioniert ist, wohingegen in dem Fall, dass (H, L) bestätigt wird,
bestimmt wird, dass der Gegenstand 100 bei der Position
A'' positioniert ist.
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Ferner
können,
wenn der erste Schalter die EIN-AUS-Operation ausführt, durch Veranlassen, dass
der Gegenstand 100 seine Bewegung lediglich für eine Zeitdauer
aufrechterhält,
in der der zweite Schalter seine EIN-AUS-Operation natürlich ausführen sollte,
die Signale (Umschaltsignale) sicher erhalten werden, die bei einer
Ausführung
der zugehörigen
EIN-AUS-Operationen durch den ersten Schalter und den zweiten Schalter
erzeugt werden.
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Der
vorstehend genannte Grundaufbau der vorliegenden Erfindung ist auf
die Erfassung der völlig
geschlossenen Position eines Schiebedachs anwendbar. Das heißt, die
A-Position in 2 und 3 wird
als völlig
geschlossene Position eingestellt, die A'-Position wird als eine völlig geöffnete Position
eingestellt und die A''-Position wird als
eine Kippposition des Schiebedachs eingestellt. Durch Antreiben
einer Antriebsquelle in eine festgelegte Richtung wird das Schiebedach
in einer Reihenfolge von völlig
geöffnet ←→ völlig geschlossen ←→ gekippt gewechselt.
Hier kann, obwohl die völlig
geschlossene Position eine wichtige Position zur Sicherstellung der
Versiegelung des Innenraums ist, das Schiebedach bei der A-Position
(völlig
geschlossen) mit der kleinen Bewegung des Schiebedachs in die Links- oder
Rechtsrichtung bestätigt
werden.
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Ferner
ist die vorliegende Erfindung auf die Erfassung der zeitweiligen
Stoppposition eines Schiebedachs anwendbar. Bei einem bei einem Fahrzeug
angebrachten Schiebedach ist es allgemein bekannt, dass eine Verarbeitung
zur Verhinderung eines Einklemmens, wie beispielsweise ein zeitweiliger
Stopp, bei einer Position (Zwischenposition) ausgeführt wird,
die bei einer festen Entfernung von einer völlig geschlossenen Position
angeordnet ist. Diese Zwischenposition ist eine wichtige Position
zur Verhinderung eines Einklemmens.
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In
diesem Fall kann durch Einstellen der völlig geöffneten Position, der völlig geschlossenen
Position und der zeitweiligen Stoppposition jeweils bei der A'-Position, der A''-Position
und der A-Position in 2 und 3 die wichtige
zeitweilige Stoppposition sicher bestimmt werden. Zusätzlich kann
auf der Grundlage der Bestimmung eines Logikzustands zweier Schalter,
d.h. des ersten und des zweiten Schalters, die Erfassung eines anomalen
Schalterzustands bei der zeitweiligen Stoppposition einfach ausgeführt werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist auf sich bewegende Gegenstände des
Cabriolets anwendbar. Bezüglich
der sich bewegenden Gegenstände
eines Cabriolets müssen
eine Aufrichtoperation einer Gehäuseblende
(package tray) und eine Öffnungs-Schließ-Operation
eines Gepäckraumdeckels ausgeführt werden,
während
ihre Positionen bestätigt
werden, damit eine Störung
bzw. ein Zusammenstoßen
dieser sich bewegenden Körper
und eines Dachpaneels verhindert wird. In 2 und 3 kann
die A''-Position zur Erfassung
einer völlig
geschlossenen Position der Gehäuseblende
(das Dachpaneel ist geschlossen) verwendet werden, die A-Position
kann zur Erfassung einer völlig
geöffneten Position
der Gehäuseblende
verwendet werden und die A'-Position
kann zur Erfassung der völlig
geschlossenen Position der Gehäuseblende
(das Dachpaneel ist geöffnet)
verwendet werden. Die völlig
geöffnete
Position der Gehäuseblende
muss genau bestimmt werden, damit die Störung zwischen der Gehäuseblende
und dem Dachpaneel verhindert wird. Die vorliegende Erfindung ist
ebenso auf diesen Fall anwendbar. Ferner kann ein anomaler Schalterzustand
bei der völlig
geöffneten
Position der Gehäuseblende
einfach erfasst werden.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist im Hinblick auf einen Fall beschrieben,
bei dem die vorliegende Erfindung bei einer Gehäuseblende angewendet wird,
die einen sich bewegenden Gegenstand eines Cabriolets bildet.
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Das
erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel ist
auf ein Cabriolet, wie beispielsweise ein offenes Fahrzeug, gerichtet,
das in der Lage ist, ein Dachpaneel (ein Dachteil) und ein Heckfenster
(ein Heckfensterteil) in einem Gepäckraum (einem Kofferraum) unterzubringen.
Bei diesem Fahrzeugtyp sind, wie es in 4 gezeigt
ist, für
die Bewegungen des Dachpaneels 1, des Heckfensters 2,
einer Gehäuseblende 3 und
eines Gepäckraumdeckels 4 zu
sorgen.
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In 4(a) ist ein Zustand gezeigt, bei dem das
Dachpaneel 1 und das Heckfenster 2 bei einer geschlossenen
Position gehalten werden. Damit diese geschlossene Position in einen
in 4(e) gezeigten Zustand überführt wird,
die eine geöffnete Position
anzeigt, wird zuerst das Heckfenster 2 aufgerichtet und in
die Rückwärtsrichtung
umgelegt, so dass das mit dem Heckfenster 2 verbundene
Dachpaneel 1 in die Rückwärtsrichtung
bewegt wird, während
es seine horizontale Lage beibehält.
Hierbei wird der Gepäckraumdeckel 4 veranlasst,
ein zugehöriges
Vorderteil um einen Drehpunkt 5 herum zu öffnen (siehe 4(b)).
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Ein
weiteres Umlegen des Heckfensters 2 in die Rückwärtsrichtung
bewirkt die Störung
zwischen der Gehäuseblende 3 und
dem Dachpaneel 1, das sich in der Rückwärtsrichtung bewegt. Folglich
wird, wie es in 4(c) gezeigt ist,
die Gehäuseblende 3 in
die Vorwärtsrichtung
aufgerichtet (völlig
geöffnete Position
der Gehäuseblende 3),
so dass die Störung zwischen
dem Dachpaneel 1 und der Gehäuseblende 3 verhindert
wird.
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Nach
einer Bestätigung,
dass das Dachpaneel 1 und das Heckfenster 2 vollständig in
einem Gepäckraum 6 in
den in 4(c) gezeigten Zustand untergebracht
sind, wird eine Schiebeplatte 7 der Gehäuseblende 3 in die
Rückwärtsrichtung
zu der Hauptplatte herausgeschoben, und die Gehäuseblende 3 wird in
die Rückwärtsrichtung
(eine völlig geschlossene
Position der Gehäuseblende 3)
umgelegt (siehe 4(d).
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Nach
einer Bestätigung
der völlig
geschlossenen Position der Gehäuseblende 3 (Dachpaneel geöffnet) wird
der Gepäckraumdeckel 4 völlig geschlossen
(siehe 4(e)).
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Zur
Herbeiführung
des geöffneten
Zustand, d.h. Überführen von
dem in 4(e) gezeigten völlig geöffneten
Zustand in den in 4(a) gezeigten völlig geschlossenen
Zustand, wird die vorstehend genannte Operation auf umgekehrte Weise
ausgeführt.
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Bei
dem in 4(a) gezeigten Zustand, dass das
Dach völlig
geschlossen ist, wird, um Gepäck
in den Innenraum des Gepäckraums 6 zu
laden, eine Sperrvorrichtung zwischen dem Gepäckraumdeckel 4 und
einem Fahrzeugkörper
freigegeben. Dann wird ein hinterer Teil des Gepäckraumdeckels 4 angehoben,
so dass der Gepäckraumdeckel 4 in
die Rückwärtsrichtung
geöffnet
wird.
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Wie
es in 5 gezeigt ist, wird eine abgegebene Leistung eines
Motors 14 zu einem Getriebe 16 mittels eines ersten
Antriebskabels 15 übertragen. Das
Getriebe 16 umfasst eine herkömmliche Kombination einer Schnecke,
eines Schneckenrads, eines Stirnradgetriebes und dergleichen. Eine
erste Antriebswelle 17 bzw. eine zweite Antriebswelle 18 erzeugen
periodische Ausgaben bei erforderlichen Intervallen. Die erste Antriebswelle 17 ist
mittels eines zweiten Antriebskabels 19 mit einem Antriebszahnrad 20 verbunden,
so dass das Drehmoment der ersten Antriebswelle 17 zu dem
Antriebszahnrad 20 übertragen
wird.
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Das
Antriebszahnrad 20 ist fest an einem Schwingarm 21 befestigt.
Der Schwingarm 21 umfasst ein horizontales Teil, das eine
Seitenplatte 11 hält,
und einen abgestuften Teil, der sich nach unten von dem horizontalen
Teil erstreckt und fest an das Wellenrad 20 befestigt ist.
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Damit
der Seitenplatte 11 eine erforderliche Bewegung gegeben
wird, überträgt die erste
Antriebswelle 17 eine periodische Ausgabe zu dem Antriebszahnrad 20,
so dass die Seitenplatte 11 zurück und vorwärts in die Karosserieinnenrichtung
und in die Karosserieaußenrichtung
des Fahrzeugs bewegt wird.
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Nachstehend
ist ein Mechanismus beschrieben, der zur Erzeugung der Bewegungen
einer Hauptplatte 9 und einer Schiebeplatte 10 bereitgestellt
ist.
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Wie
es in 6 gezeigt ist, ist ein Drehteller 22 fest
bei der zweiten Antriebswelle 18 befestigt. Ein Tragarm 23 wird
bei einem stationären
Teil auf einer Fahrzeugkörperseite
mittels eines Stiftes 24 als Drehpunkt dienend gehalten.
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Der
Drehteller 22 und der Tragarm 23 sind miteinander
mittels eines ersten Verbindungsstücks 25 verbunden.
Eine Hauptplatte 9 wird durch den Tragarm 23 gehalten.
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Der
Tragarm 23 ist mit einem Langloch 26 ausgestattet,
das sich in die longitudinale Richtung des Tragarms 23 erstreckt.
Ein Paar räumlich
getrennter Stifte 27, 27 ist in das Langloch 26 eingebracht,
und die Schiebeplatte 10 wird mittels dieser Stifte 27, 27 gehalten.
Das heißt,
die Schiebeplatte 10 ist durch einen Hub der Stifte 27, 27,
die sich in dem Langloch 26 bewegen, bzgl. der Hauptplatte 9 schiebbar.
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Ein
zweites Verbindungsstück 28 erstreckt sich
von einem Stift 27, und dieses zweite Verbindungsstück 28 ist
mit einem dritten Verbindungsstück 29 verbunden,
dessen eines Ende mit dem Drehteller 22 als Drehpunkt dienend
verbunden ist. Das erste Verbindungsstück 25 und das dritte
Verbindungsstück 29,
das länger
als das erste Verbindungsstück 25 ist,
sind jeweils an Vorder- und Rückseiten
des Drehtellers 22 angeordnet und können sich kreuzen.
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In 6 ist
die Position der Gehäuseblende (entsprechend 4(e)) bei dem Fahrzeug-Offen-Zustand gezeigt,
bei dem das Dachpaneel völlig geöffnet ist.
Hierbei wird die Schiebeplatte 10 rückwärts von der Hauptplatte 9 ausgestreckt,
wobei sich die Seitenplatte 11 in dem in 6 gezeigten
Zustand befindet.
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Wie
es in 7 gezeigt ist, ist ein Paar von Kurvenscheibenoberflächen auf
einer Außenumfangsoberfläche des
Drehtellers 22 ausgebildet. Die eine Kurvenscheibenoberfläche umfasst
eine hohe Oberfläche 30,
niedrige Oberflächen 31, 32,
die an beiden Seiten der hohen Oberfläche 30 angeordnet sind,
und eine hohe Oberfläche 33,
die an eine niedrige Oberfläche 32 angrenzt.
Die andere Kurvenscheibenoberfläche
umfasst eine hohe Oberfläche 34,
die an die niedrige Oberfläche 32 der
einen Kurvenscheibenoberfläche
angrenzt, und eine niedrige Oberfläche 35, die an die
hohe Oberfläche 30 der
einen Kurvenscheibenoberfläche
angrenzt. Ein abgestufter Teil 36, der zwischen der niedrigen
Oberfläche 32 und
der hohen Oberfläche 30 der
einen Kurvenscheibenoberfläche
definiert ist, und ein abgestufter Teil 37, der zwischen
der hohen Oberfläche 34 und der
niedrigen Oberfläche 35 der
anderen Kurvenscheibenoberfläche
definiert ist, sind annähernd
bei der gleichen Position in der Umfangsrichtung angeordnet.
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Erste
und zweite Mikroschalter 38, 39 sind entlang jeweiliger
Kurvenscheibenoberflächen
derart angeordnet, dass ihre Kontakte mit den Kurvenscheibenoberflächen in
Kontakt gebracht werden. Die Hin- und Herbewegung des Drehtellers 22 innerhalb
eines vorgegebenen Winkels ermöglicht
es beiden Schaltern 38, 39, die Logik gemäß 2 zu
bilden, so dass die Position der Gehäuseblende 3 erfasst
werden kann. In 2 entspricht die A- Position der völlig geöffneten
Position der Gehäuseblende 3,
und die Position A' entspricht
der völlig
geschlossenen Position der Gehäuseblende 3.
Indem die Kontakte des ersten und des zweiten Schalters 38, 39 in
Kontakt mit den abgestuften Teilen 36, 37 gebracht
werden, wechselt der erste Schalter 38 von H (EIN) zu L
(AUS), und der zweite Schalter wechselt von L (AUS) zu H (EIN). Folglich
kann die völlig
geöffnete
Position der Gehäuseblende 3 sicher
auf der Grundlage der von dem ersten und dem zweiten Schalter 38, 39 zugeführten Umschalt-
bzw. Wechselsignale erfasst werden.
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Wie
es vorstehend beschrieben ist, ermöglicht eine Positionserfassungsvorrichtung
eine genaue Erfassung einer Position eines sich bewegenden Gegenstands.
Zwei Kurvenscheibenoberflächen sind
auf einer Außenumfangsoberfläche eines
Drehkörpers 22 ausgebildet,
und Mikroschalter 38, 39 sind mit jeweiligen Kurvenscheibenoberflächen in
Kontakt gebracht, wobei eine Logik L, H auf der Grundlage von von
den zwei Schaltern stammenden Signalen gebildet werden kann.