DE19543221A1 - Vorrichtung zum Erfassen der Position eines beweglichen Teils - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrich­ tung zum Erfassen der Position eines beweglichen Teils, wie sie beispielsweise in einem motorisch angetriebenen Fensterheber zum Bewegen einer Fensterscheibe einer Fahr­ zeugtür zwecks Öffnen oder Schließen oder bei einem Schie­ be- bzw. Sonnendach Anwendung findet, um dies zu öffnen oder zu schließen, oder bei ähnlichen Anwendungsfällen.

Bei einem elektrisch bzw. motorisch angetriebenen Fenster­ heber wird ein Motor als Kraftquelle zum vertikalen Bewe­ gen einer Fensterscheibe eines Fahrzeugs verwendet, um diese zu öffnen oder schließen, oder bei einem Schiebe­ dach, um dieses zu bewegen, um es zu öffnen bzw. zu schließen.

In diesem Fall haben manche Fensterheber beispielsweise eine sogenannte Einklemm-Verhütungsfunktion, um zu verhin­ dern, daß ein Körperteil einer mitfahrenden Person oder ein sonstiger Gegenstand bzw. Fremdkörper unerwünschter­ weise von einer Fensterscheibe eingeklemmt wird. Bei einem motorisch angetriebenen Fensterheber mit einer solchen Einklemm-Verhütungsfunktion ist ein Grenzschalter an einer vorbestimmten Position einer Tür angeordnet, um auf der Basis eines Signals von dem Grenzschalter und eines Bloc­ kierungsstroms eines Motors zu prüfen, ob ein Fremdkörper durch das Fensterglas eingeklemmt worden ist, um damit die Bewegung des Fensterglases, d. h. die Drehstellung des Mo­ tors, zu steuern. In einem anderen Beispiel ist ein Hall-IC oder ein spezieller Umschalter angeordnet, um die Dreh­ zahl eines Ankers zu erfassen, wobei die Frage, ob ein Fremdkörper durch die Fensterscheibe eingeklemmt worden ist, auf der Basis des resultierenden Drehzahlerfassungs­ signals (Impulsanzahl oder Impulsbreite eines Impulssi­ gnals) geprüft wird, um die Drehstellung des Motors zu steuern.

Bei einem solchen motorisch angetriebenen Fensterheber (Mechanismus zum Erfassen der Drehstellung eines Motors) ist unvermeidlich ein mühevolles Einstellen der Einbaupo­ sition oder ein mühevolles Zurücksetzen beim Einbau erfor­ derlich, wenn ein Motor bzw. eine Fensterverstelleinrich­ tung eingebaut werden soll.

Insbesondere muß beispielsweise bei einem Einklemm-Verhü­ tungsmechanismus, der auf der Basis eines Blockierungs­ stroms eines Motors oder eines Signals von einem an einer Tür angebrachten Bremsschalter aufgebaut ist, der Motor bzw. die Verstelleinrichtung für das Fenster in einen Fahrzeugkörper nicht nur in einem Zustand eingebaut wer­ den, in dem die vertikale Position der Fensterscheibe ei­ ner vorbestimmten Drehstellung einer rotierenden Welle eines Motors entspricht, sondern auch in einem Zustand, in dem der Grenzschalter einer vorbestimmten Stellung der Fensterscheibe entspricht. Aus diesem Grunde ist die Ein­ stellung der Einbauposition mühevoll, und es werden eine große Anzahl von Teilen benötigt. Zusätzlich muß, selbst wenn der Grenzschalter oder ein entsprechendes Teil beim Beginn des Einbaus an einer optimalen Stellung angeordnet wird, jedesmal eine Neueinstellung erfolgen, wenn die Fen­ sterscheibe bei einer späteren Anwendung des motorisch angetriebenen Fensterhebers in einen nicht stabilen Zu­ stand gebracht wird. Weiterhin muß bei dem Einklemm-Verhü­ tungsmechanismus, der auf der Basis des Drehzahlerfas­ sungssignals (Impulssignals) vom Anker aufgebaut ist, selbst wenn die drehende Welle des Motors anfänglich beim Beginn des Einbaus in Übereinstimmung mit der Fenster­ scheibe gebracht worden ist, wie dies bei dem oben ange­ sprochene Mechanismus der Fall ist, danach, wenn die Fen­ sterscheibe in einen nicht stabilen Zustand gebracht wird, die Positionsbeziehung zwischen der Fensterscheibe und der drehenden Welle des Motors erneut zurückgesetzt werden.

Auf diese Weise muß bei der herkömmlichen Vorrichtung zum Erfassen der Drehstellung eines Motors, wie sie bei einem motorisch angetriebenen Fensterheber, einer Schiebedach­ vorrichtung oder ähnlichem zum Einsatz kommt, eine mühe­ volle Einstellung einer Einbauposition während des Einbau­ vorgangs oder ein mühevolles Zurücksetzen beim Einbauvor­ gang vorgenommen werden. Weiterhin sind bei der Herstel­ lung eines Einklemm-Verhütungsmechanismus die Kosten wei­ terer Teile wie etwa der Steuerung und ähnlichem hoch, und eine gute Genauigkeit kann nicht erhalten werden.

Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die obigen Gegebenheiten gemacht worden. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Erfassen der Position eines beweglichen Teils zu schaffen, wobei, wenn die Vor­ richtung zum Erfassen der Position eines beweglichen Teils bei einem motorisch bewegten Fensterheber, einer Schiebe­ dachvorrichtung oder ähnlichem eingesetzt wird, nicht nur eine sehr genaue Erfassung der Position einer Fenster­ scheibe oder eines Schiebedachs möglich ist, sondern auch die Einstellung einer Ausgangsposition frei von mühevollen Einstellungen zusammen mit einem einfachen Aufbau mit ge­ ringen Kosten realisiert werden kann.

Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zum Erfassen der Po­ sition eines beweglichen Teils geschaffen, um eine vorbe­ stimmte Position eines beweglichen Teils zu erfassen, das zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position mittels einer Antriebskraft von einer Drehantriebsquelle, die sich in Vorwärts-/Rückwärtsrichtung dreht, bewegt wird, mit:

einer Schaltereinheit, die in der Lage ist, die vorbe­ stimmte Position des beweglichen Teils durch Ein-/Aus­ schalten der Schaltereinheit zu erfassen;
einer Übertragungsscheibe, die mit der Drehantriebsquelle verbunden ist, stets gemeinsam mit der Drehantriebsquelle aufgrund des von der Drehantriebsquelle übertragenen Dreh­ moments bewegt wird und einen Kupplungsabschnitt aufweist; und
einer Nockenscheibe, an der ein Nockenabschnitt ausgebil­ det ist, der mit der Schaltereinheit zusammenwirken kann, wobei der andere Kupplungsabschnitt mit dem einen Kupp­ lungsabschnitt in Eingriff kommt, so daß sich die Nocken­ scheibe im normalen Zustand zusammen mit der Übertragungs­ scheibe bewegt, und wobei, wenn die Drehantriebsquelle in Vorwärtsrichtung dreht, um das bewegliche Teil in Vor­ wärtsrichtung in die erste Position zu bewegen, der Ein­ griff zwischen dem einen Kupplungsabschnitt und dem ande­ ren Kupplungsabschnitt gelöst wird, um die Nockenscheibe zu dem Zeitpunkt anzuhalten, wenn die Nockenscheibe in Vorwärtsrichtung um ein vorbestimmtes Maß bewegt worden ist, nachdem der Nockenabschnitt mit der Schaltereinheit in Eingriff gekommen ist, wodurch die Halteposition der Nockenscheibe der ersten Position des beweglichen Teils entspricht.

Erfindungsgemäß wird bei der Vorrichtung zum Erfassen der Position eines beweglichen Teils, wenn eine Drehantriebs­ quelle in Vorwärts-/Rückwärtsrichtung dreht, eine Übertra­ gungsscheibe zusammen mit der Drehantriebsquelle gedreht, und eine Nockenscheibe wird zusammen mit der drehenden Übertragungsscheibe gedreht. Wenn das bewegliche Teil eine vorbestimmte Position erreicht, kommt der Nockenabschnitt der Nockenscheibe mit einer Schaltereinheit in Eingriff, um die Schaltereinheit zu betätigen, wodurch die vorbe­ stimmte Position des beweglichen Teils erfaßt wird.

In diesem Fall wird, wenn die Nockenscheibe in Vorwärts­ richtung um ein vorbestimmtes Maß gedreht wird, nachdem die Schaltereinheit betätigt worden ist, die Übertragung von Drehmoment in Vorwärtsrichtung von der Übertragungs­ scheibe zur Nockenscheibe durch den Kupplungsmechanismus unterbrochen. Insbesondere wird, wenn die Nockenscheibe in Vorwärtsrichtung um das vorbestimmte Maß gedreht wird, nachdem die Schaltereinheit betätigt worden ist, die Noc­ kenscheibe nicht bewegt und die Schaltereinheit bleibt eingeschaltet, selbst wenn die Drehantriebsquelle (Über­ tragungsscheibe) in Vorwärtsrichtung gedreht wird. Mit anderen Worten, sobald das bewegliche Teil ausreichend in Vorwärtsrichtung gedreht wird, wird die Vorrichtung zum Erfassen der Position eines beweglichen Teils automatisch in den Ausgangszustand versetzt, in dem die Schalterein­ heit betätigt ist.

In dem Fall, daß diese Positionserfassungsvorrichtung in einer Einrichtung zum motorischen Bewegen eines Fahrzeug­ fensters mit einer Einklemm-Verhütungsfunktion verwendet wird, wird die Vorrichtung automatisch in einen Ausgangs­ zustand versetzt, in dem die Schaltereinheit betätigt ist, sobald die drehende Welle des Antriebs der Fensterhebeein­ richtung ausreichend in Vorwärtsrichtung gedreht wird, wenn die Vorrichtung in das Fahrzeug eingebaut ist. Aus diesem Grunde kann die Ausgangsposition ohne mühevolle Einstellung der Einbauposition während des Einbauvorgangs und ohne mühevolles Zurücksetzen beim Einbauvorgang ge­ setzt werden.

Da diese Vorrichtung zur Positionserfassung einen sehr einfachen Aufbau hat, der aus der Übertragungsscheibe und der Nockenscheibe besteht, erfordert die Vorrichtung eine kleine Anzahl von Teilen und kann sehr kostengünstig her­ gestellt werden. Die Positionserfassungsvorrichtung kann auch auf ein beliebiges drehbewegliches Teil angewendet werden, und der Bereich, in dem die Vorrichtung Anwendung finden kann, wird dadurch erheblich vergrößert.

Weiterhin ist es so, daß bei einer Positionserfassungsvor­ richtung mit einer Anordnung, bei der die Drehzahl des Ankers eines Motors zum Antreiben eines motorisieren Fen­ sterhebers unter Verwendung eines Hall-IC oder ähnlichem erfaßt wird, um die drehende Welle des Motors und damit die Bewegungsposition der Fensterscheibe zu erfassen, eine Steuerschaltung daher unvermeidlich einen Zähler erfor­ dert. Die erfindungsgemäße Positionserfassungsvorrichtung ist dagegen in der Lage, die richtige Position lediglich auf der Basis eines Ein-/Aus-Signals zu bestimmen, wobei eine Steuerschaltung für die Positionserfassungsvorrich­ tung keinen Zähler erfordert und die Vorrichtung daher kostengünstig hergestellt werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand bevor­ zugter Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf eine Zeichnung beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Positionserfassungsvorrichtung gemäß der ersten Ausfüh­ rungsform der Erfindung;

Fig. 2a und 2b jeweils eine Draufsicht, die die Beziehung zwischen einer Nockenscheibe und einem Grenzschalter in der Positionserfassungsvorrichtung nach der ersten Ausfüh­ rungsform zeigen;

Fig. 3 eine Vorderansicht auf eine Fensterverstellvorrich­ tung eines motorisch angetriebenen Fensterhebers, bei dem die Positionserfassungsvorrichtung nach der ersten Ausfüh­ rungsform der Erfindung zur Anwendung kommt; und

Fig. 4 eine Ansicht entsprechend Fig. 1, die eine zweite Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Fig. 3 ist eine Vorderansicht auf eine Fensterverstellvor­ richtung 10 eines motorisch angetrieben Fensterhebers, bei dem eine Positionserfassungsvorrichtung 30 gemäß der er­ sten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur Anwen­ dung kommt. Die Fensterverstellvorrichtung 10 ist in der sogenannten X-Arm-Bauweise ausgeführt und besteht aus ei­ nem Antriebsmotor 14, der an einem Hauptteil 12 der Ver­ stellvorrichtung angebracht ist, Armen 18 und 20, die mit­ tels einer Verbindungsachse 16 miteinander verbunden und aneinander abgestützt sind, Führungsschienen 22 und 24 und weiteren Teilen. Das Hauptteil 12 der Verstellvorrichtung und die Führungsschiene 22 sind an einer nicht dargestell­ ten Tür befestigt, wobei die Führungsschiene 24 in verti­ kaler Richtung bewegt werden kann und eine Fensterscheibe 11 an der Führungsschiene 24 befestigt ist. Die Positions­ erfassungsvorrichtung 30 ist mit einer drehenden Welle 26 versehen, mittels der der Arm 18 am Hauptteil 12 der Ver­ stellvorrichtung gehalten ist. Die drehende Welle 26 ist mit dem Arm 18 verbunden und drehbar auf dem Hauptteil 12 der Verstellvorrichtung gehalten.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung der Positionserfassungsvorrichtung 30. Die Positionserfas­ sungsvorrichtung 30 ist auf der drehenden Welle 26 ange­ ordnet. Ein säulenartiges Formstück 34 ist am Endabschnitt der rotierenden Welle 26 in deren Axialrichtung ausgebil­ det, und das Formstück 34 ist in eine Übertragungsscheibe 36 eingesetzt. Die Übertragungsscheibe 36 ist insgesamt scheibenförmig ausgebildet und weist in ihrem mittigen Bereich eine rechteckige Einbauöffnung 38 auf. Das Form­ stück 34 der drehenden Welle 26 wird in die Einbauöffnung 38 eingesetzt. Auf diese Weise wird die Übertragungsschei­ be 36 stets gemeinsam mit der drehenden Welle 26 gedreht und kann sich relativ zu der drehenden Welle 26 in axialer Richtung bewegen. Weiterhin ist ein gezahnter Abschnitt 40 in der Unterseite (der drehenden Welle 26 zugekehrten Sei­ te) der Übertragungsscheibe 36 in Umfangsrichtung ausge­ bildet, beispielsweise mittels eines Ränderierwerkzeugs, wodurch ein Kupplungsmechanismus gebildet wird.

Eine Nockenscheibe 42 ist zwischen der Übertragungsscheibe 36 und der drehenden Welle 26 angeordnet. Die Nockenschei­ be 42 ist im ganzen ebenfalls scheibenförmig ausgebildet und weist eine Durchgangsbohrung 44 in ihrem mittigen Be­ reich auf. Die drehende Welle 26 wird in die Durchgangs­ bohrung 44 eingesetzt, so daß die Nockenscheibe 42 koaxial mit der drehenden Welle 26 angeordnet ist und sich relativ zur drehenden Welle 26 drehen kann. Zusätzlich ist im Au­ ßenbereich der Durchgangsbohrung 44 in Umfangsrichtung ein gezahnter Abschnitt 46 ausgebildet, der dem gezahnten Ab­ schnitt 44 der Übertragungsscheibe 36 entspricht und ähn­ lich wie dieser einen Kupplungsmechanismus bildet. Aus diesem Grunde wird in einem Zustand, in dem der gezahnte Abschnitt 40 mit dem gezahnten Abschnitt 46 in Eingriff steht, die Nockenscheibe 42 gemeinsam mit der Übertra­ gungsscheibe 36 gedreht.

Wie auch Fig. 2a und 2b zeigen, ist ein vorspringender Abschnitt 48 an einem Teil der Außenseite der Nockenschei­ be 42 ausgebildet, so daß er von diesem Teil nach außen vorsteht. Dieser vorstehende Abschnitt 48 entspricht einem Anschlag 28, der an dem Hauptteil 12 der Verstellvorrich­ tung ausgebildet ist und von diesem vorsteht. Wenn die Nockenscheibe 42 in Vorwärtsrichtung (Richtung des Pfeils A in Fig. 2a) gedreht wird, um eine vorbestimmte Drehposi­ tion zu erreichen, wird der vorstehende Abschnitt 48 in Kontakt mit dem Anschlag 28 gebracht, wobei eine weitere Drehung der Nockenscheibe 42 in Vorwärtsrichtung verhin­ dert wird. Ein Nockenabschnitt 50 steht auf der Seite des vorstehenden Abschnitts 48 von der Nockenscheibe 42 auf eine solche Weise vor, daß er sich an den vorstehenden Abschnitt 48 anschließt. Der Nockenabschnitt 50 kann mit einem Grenzschalter 60, der weiter unten beschrieben wird und auf dem Hauptteil 12 der Verstellvorrichtung angeord­ net ist, in Eingriff gebracht werden.

Andererseits ist eine gewellte Scheibe 52 auf der Obersei­ te (die dem gezahnten Abschnitt 40 gegenüberstehende Sei­ te) der Übertragungsscheibe 36 angeordnet, die den Kupp­ lungsmechanismus bildet, und durch einen Spannring 54, der am Endabschnitt der drehenden Welle 26 fixiert ist, an Ort und Stelle gehalten. Da die gewellte Scheibe 52 stets auf die Übertragungsscheibe 36 drückt, steht der gezahnte Ab­ schnitt 40 der Übertragungsscheibe 36 im Normalzustand mit dem gezahnten Abschnitt 46 der Nockenscheibe 42 in Ein­ griff. In dem Zustand, in dem der vorstehende Abschnitt 48 der Nockenscheibe 42 mit dem Anschlag 28 in Kontakt kommt, um eine weitere Drehung der Nockenscheibe 42 in Vorwärts­ richtung zu verhindern, wirkt das vorwärts gerichtete Drehmoment der Übertragungsscheibe 36, das die Kraft des Ineinandergreifens zwischen dem gezahnten Abschnitt 40 und dem gezahnten Abschnitt 46 (haltende Andruckkraft aufgrund der gewellten Scheibe 52) überschreitet, in der Weise, daß der ineinandergreifende Zustand zwischen dem gezahnten Abschnitt 40 und dem gezahnten Abschnitt 46 gelöst wird, wodurch es möglich wird, die Übertragungsscheibe 36 rela­ tiv zu der Nockenscheibe 42 zu drehen. Die gewellte Schei­ be 52 ist insbesondere so ausgelegt, daß die Übertragung des vorwärts gerichteten Drehmoments von der Übertragungs­ scheibe 36 bzw. der drehenden Welle 26 zur Nockenscheibe 42 unterbrochen wird, nachdem der vorstehende Abschnitt 48 der Nockenscheibe 42 mit dem Anschlag 28 in Kontakt kommt. Daher wird in dem Zustand, in dem der vorstehende Ab­ schnitt 48 mit dem Anschlag 28 in Kontakt kommt, um eine weitere Drehung der Nockenscheibe 42 in Vorwärtsrichtung zu verhindern, wenn die drehende Welle 26 weiterhin in Vorwärtsrichtung dreht, lediglich die Übertragungsscheibe 36 gedreht.

Der Grenzschalter 60, der mit dem Nockenabschnitt 50 der vorstehend beschriebenen Nockenscheibe 42 zusammenwirkt, ist mit der Steuerschaltung des motorisch angetriebenen Fensterhebers elektrisch verbunden und wird durch den Nockenabschnitt 50 betätigt und durchgeschaltet, so daß die Drehstellung der Nockenscheibe 42, damit die Drehstel­ lung der Übertragungsscheibe 36 und damit die der drehen­ den Welle 26 erfaßt werden kann. Der Grenzschalter 60 wird zur Steuerung der Drehung des Antriebsmotors 14 (wird nachstehend beschrieben) verwendet.

In diesem Fall und gemäß dieser Ausführungsform werden die Abmessungen und ähnliches der jeweiligen Teile wie folgt eingestellt. Wenn die Fensterscheibe 11 von einem offenen Ausgangszustand nach oben bewegt wird, so daß sie eine Position erreicht, in der sie 4 mm in unterer Richtung von der oberen Anschlagposition entfernt ist, wie in Fig. 2a gezeigt, erreicht der vorstehende Abschnitt 48 eine Posi­ tion, die um einen Drehwinkel α auf der oberhalb liegenden Seite gegenüber der Position versetzt ist, in der der vor­ stehende Abschnitt 48 mit dem Anschlag 28 in Kontakt kommt. Zu diesem Zeitpunkt kommt der Nockenabschnitt 50 mit dem Grenzschalter 60, der in einen Ein-Zustand oder durchgeschalteten Zustand zu bringen ist, in Eingriff, wobei hiernach dieser eingeschaltete Zustand (in dem der Nockenabschnitt 50 mit dem Grenzschalter 60 in Eingriff steht) beibehalten wird, bis der vorstehende Abschnitt 48 mit dem Anschlag 28 in Kontakt kommt.

Im Gegensatz zu der vorstehenden Beschreibung ist auch die nachstehend beschriebene Anordnung möglich. Dies bedeutet, daß wenn die Fensterscheibe 11 (in offenem Zustand) nach oben bewegt wird, um die Position zu erreichen, die von der oberen Anschlagposition 4 mm in unterer Richtung ent­ fernt ist, und der vorstehende Abschnitt 48 die Position erreicht, die um den Drehwinkel α auf der oberhalb gelege­ nen Seite gegenüber der Position versetzt ist, in der der vorstehende Abschnitt 48 mit dem Anschlag 28 in Kontakt gebracht wird, der Grenzschalter 60 in einen Aus-Zustand bzw. unterbrochenen Zustand gebracht wird, wodurch eine Position erfaßt wird. Alternativ hierzu braucht der Ein- bzw. Aus-Zustand, nachdem dieser Zustand wie oben be­ schrieben erreicht ist, nicht unbedingt beibehalten wer­ den. Eine Anordnung, in der geprüft wird, ob die Nocken­ scheibe 42 eine vorbestimmte Drehstellung erreicht hat, indem ein Auslösesignal erfaßt wird, das durch die Betäti­ gung des Grenzschalters 60 erhalten wird, ist ebenfalls möglich.

Die Arbeitsweise der ersten Ausführungsform wird nachfol­ gend unter Bezugnahme auf einen Fall beschrieben, in dem der Schalter des motorisch angetriebenen Fensterhebers betätigt wird, um die Fensterscheibe 11 nach oben zu bewe­ gen.

In der Positionserfassungsvorrichtung 30 in der oben be­ schriebenen Anordnung arbeitet der Antriebsmotor 14, wenn der Schalter zum Hoch fahren des motorisch angetriebenen Fensterhebers betätigt wird, um die Fensterverstellvor­ richtung 10 zu betätigen, wodurch die Fensterscheibe 11 nach oben bewegt wird. In diesem Fall entspricht die Bewe­ gungsposition der Fensterscheibe 11, d. h. die Drehstellung des Antriebsmotors 14, der Drehstellung der drehenden Wel­ le 26 der Fensterverstellvorrichtung 10.

In diesem Fall wird im Normalzustand (in der Mitte der Aufwärtsbewegung der Fensterscheibe 11) die Übertragungs­ scheibe 36 durch die gewellte Scheibe 52 angedrückt, und der gezahnte Abschnitt 40 steht mit dem gezahnten Ab­ schnitt 46 der Nockenscheibe 42 in Eingriff. Daher wird das Drehmoment der drehenden Welle 26 durch die Übertra­ gungsscheibe 36 zur Nockenscheibe 42 weitergeleitet, um die Nockenscheibe 42 allmählich in Vorwärtsrichtung zu drehen.

Die Positionserfassungsvorrichtung 30 erfaßt die vorbe­ stimmte Drehstellung des Antriebsmotors 14, also ob die Fensterscheibe 11 die vorbestimmte Stellung erreicht (die Stellung, die 4 mm in unterer Richtung von der oberen An­ schlagposition entfernt ist).

Bei der Positionserfassungsvorrichtung wird das Drehmoment der drehenden Welle 26 zur Nockenscheibe 42 weitergelei­ tet, um die Nockenscheibe 42 allmählich in Vorwärtsrich­ tung zu drehen. Wenn die Fensterscheibe 11 die Position, die 4 mm in unterer Richtung von der oberen Anschlagposi­ tion entfernt liegt, nicht erreicht, befindet sich der vorspringende Abschnitt 48 der Nockenscheibe 42 in einer gewissen Entfernung von dem Anschlag 28, und der Nocken­ abschnitt 50 steht mit dem Grenzschalter 60 nicht in Kon­ takt, wodurch sich der Grenzschalter 60 in einem ausge­ schalteten Zustand befindet. Auf diese Weise wird die Drehstellung der drehenden Welle 26 erfaßt, was anzeigt, daß die Fensterscheibe 11 die Stellung nicht erreicht, die 4 mm unterhalb der oberen Anschlagposition liegt. In die­ sem Fall wird auf der Basis eines Blockierungsstroms oder ähnlichem des Antriebsmotors 14 bei laufendem Motor 14 geprüft, ob ein Fremdkörper durch die Fensterscheibe 11 eingeklemmt worden ist. Wenn festgestellt wird, daß ein Fremdkörper durch die Fensterscheibe eingeklemmt worden ist, wird der Antriebsmotor 14 in Rückwärtsrichtung ge­ dreht, wodurch die Fensterscheibe 11 nach unten bewegt wird.

Wenn andererseits die Fensterscheibe 11 die Position er­ reicht, die sich 4 mm in unterer Richtung der oberen An­ schlagposition entfernt ist, wie in Fig. 2a dargestellt, erreicht der vorstehende Abschnitt 48 der Nockenscheibe 42 die Position, die um den Drehwinkel α auf der oberhalb gelegenen Seite gegenüber der Position versetzt ist, in der der vorstehende Abschnitt 48 mit dem Anschlag 28 in Kontakt kommt. Zu diesem Zeitpunkt kommt der Nockenab­ schnitt 50 mit dem Grenzschalter 60 in Kontakt, um diesen in einen eingeschalteten Zustand zu versetzen, wodurch die Drehstellung der Drehwelle 26 erfaßt wird, was anzeigt, daß die Fensterscheibe 11 die Position erreicht, die 4 mm von der oberen Anschlagposition in unterer Richtung ent­ fernt liegt.

Wenn festgestellt wird, daß die drehende Welle 26 die vor­ bestimmte Drehstellung erreicht, daß also die Fenster­ scheibe 11 die vorbestimmte Position erreicht, läuft der Antriebsmotor 14 weiter. In diesem Fall wird der Grenz­ schalter 60 im eingeschalteten Zustand gehalten, obwohl sich die relative Position des Kontakts zwischen dem Nok­ kenabschnitt 50 der Nockenscheibe 42 und dem Grenzschalter 60 verändert.

Auf der Basis des Blockierungsstroms oder ähnlichem des Motors 40 wird geprüft, ob die Fensterscheibe 11 vollstän­ dig geschlossen ist. Wenn der vollständig geschlossene Zustand der Fensterscheibe 11 erfaßt wird, wird der Motor 14 angehalten.

Auf diese Weise kann bei der Positionserfassungsvorrich­ tung 30 die Drehstellung der drehenden Welle 26, d. h. die Position der Fensterscheibe 11 (ob die Fensterscheibe 11 die Position 4 mm in unterer Richtung entfernt von der oberen Anschlagposition erreicht) mit großer Genauigkeit erfaßt werden, wenn der Nockenabschnitt 50 der Nocken­ scheibe 43, die durch die drehende Welle 26 gedreht wird, mit dem Grenzschalter 60 in Kontakt kommt.

In diesem Fall kann die Positionserfassungsvorrichtung 30 automatisch in einen Ausgangszustand gesetzt werden, in dem der Nockenabschnitt 50 der Nockenscheibe 42 mit dem Grenzschalter 60 in Kontakt steht, sobald der Motor 14 ausreichend in Vorwärtsrichtung gedreht hat, wenn die Po­ sitionserfassungsvorrichtung 30 in ein Fahrzeug eingebaut ist.

Sobald der Motor 14 in Vorwärtsrichtung dreht, wenn die Positionserfassungsvorrichtung 30 in einem Fahrzeug einge­ baut ist, kommt zunächst, wie Fig. 2b zeigt, der vorste­ hende Abschnitt 48 der Nockenscheibe 42 in Kontakt mit dem Anschlag 28, um eine weitere Drehung der Nockenscheibe 42 in Vorwärtsrichtung zu verhindern. In diesem Zustand, wenn der Motor 14 und damit die drehende Welle 26 weiter dreht, wirkt das Drehmoment der Übertragungsscheibe 36, das die Kraft des Ineinandergreifens zwischen dem gezahnten Ab­ schnitt 40 der Übertragungsscheibe 36 und dem gezahnten Abschnitt 46 der Nockenscheibe 42 überschreitet, in der Weise, daß die gewellte Scheibe 42 dazu veranlaßt wird, den Druck auf die Übertragungsscheibe 36 zu lösen (bzw. den ineinandergreifenden Zustand zwischen dem gezahnten Abschnitt 40 und dem gezahnten Abschnitt 46), wodurch es möglich wird, die Übertragungsscheibe 36 relativ zu der Nockenscheibe 42 zu drehen. Insbesondere kann die gewellte Scheibe 42 auf diese Weise die Übertragung des vorwärts gerichteten Drehmoments von der Übertragungsscheibe 36 bzw. von der drehenden Welle 26 zur Nockenscheibe 42 un­ terbrechen, nachdem der vorstehende Abschnitt 48 der Noc­ kenscheibe 42 mit dem Anschlag 28 in Kontakt steht. Aus diesem Grunde wird in dem Zustand, in dem der vorstehende Abschnitt 48 mit dem Anschlag 28 in Kontakt steht, um die Drehung der Nockenscheibe 42 zu stoppen, lediglich die Übertragungsscheibe 36 gedreht, wenn die drehende Welle 26 in Vorwärtsrichtung gedreht wird. Nachdem der vorstehende Abschnitt 48 der Nockenscheibe 42 mit dem Anschlag 28 in Kontakt gebracht ist und der Nockenabschnitt 50 mit dem Grenzschalter 60 in Kontakt steht, wodurch der Grenzschal­ ter 60 in den eingeschalteten Zustand gesetzt wird, wird daher selbst dann, wenn der Motor 14 bzw. die drehende Welle 26 in Vorwärtsrichtung gedreht wird, die Nocken­ scheibe 42 nicht bewegt, um den eingeschalteten Zustand des Grenzschalters 60 beizubehalten. Genauer gesagt wird die Positionserfassungsvorrichtung, sobald der Antriebs­ motor 14 bzw. die drehende Welle 26 ausreichend in Vor­ wärtsrichtung gedreht hat, automatisch in den Ausgangszu­ stand versetzt, indem der vorspringende Abschnitt 48 mit dem Anschlag 28 in Kontakt steht und der Grenzschalter 60 durchgeschaltet ist.

Mit anderen Worten, da die Positionserfassungsvorrichtung 30 in der Lage ist, die Position, die um einen vorbestimm­ ten Abstand (4 mm bei dieser Ausführungsform) von der vollständig geschlossenen Position (maximale obere Bewe­ gungsgrenze) der Fensterscheibe 11 entfernt ist, mecha­ nisch zu speichern, unabhängig davon, ob die Fensterschei­ be 11 die vollständig geschlossene Position (maximale obe­ re Bewegungsgrenze) erreicht, da eine Erfassung unter Be­ zugnahme auf die Position erfolgt, die 4 mm von der voll­ ständig geschlossenen Position entfernt ist, kann die Be­ wegung der Fensterscheibe 11 ohne Fehler zuverlässig ge­ steuert werden. In einer herkömmlichen Anordnung, bei der die Bewegungsposition der Fensterscheibe 11 durch Erfassen der Drehzahl des Ankers eines Motors erfaßt wird, wird beispielsweise ein Zurücksetzen unter Bezugnahme auf die vollständig geschlossene Position der Fensterscheibe 11 ausgeführt. Wenn die Fensterscheibe 11 allerdings stoppt und die tatsächliche, maximale obere Bewegungsgrenze auf­ grund einer mangelhaften Stromversorgung oder einem An­ stieg des Reibungswiderstands zwischen der Fensterscheibe 11 und dem Fensterrahmen nicht erreicht, wird das Zurück­ setzen auf eine solche Weise ausgeführt, daß die fehler­ hafte Anhalteposition als vollständig geschlossene Posi­ tion angesehen wird. Aus diesem Grunde entsteht in diesem Falle ein beträchtlicher Fehler, da die Antriebssteuerung des Motors in Bezug auf die fehlerhafte vollständig ge­ schlossene Stellung der Fensterscheibe 11 erfolgt. Im Ge­ gensatz hierzu wird bei der Positionserfassungsvorrichtung 30 selbst in dem Fall, wenn die Fensterscheibe 11 gestoppt wird und die tatsächliche vollständig geschlossene Stel­ lung (maximale obere Bewegungsgrenze) nicht erreicht, zu­ verlässig erfaßt, daß die Fensterscheibe 11 danach in die Position kommt, die 4 mm von der tatsächlichen vollständig geschlossenen Position entfernt ist. Daher findet eine fehlerfreie und zuverlässige Bewegungssteuerung der Fen­ sterscheibe 11 statt.

Auf diese Weise wird, sobald der Motor 14 in Vorwärtsrich­ tung ausreichend gedreht hat, wenn die Positionserfas­ sungsvorrichtung 30 im Fahrzeug eingebaut ist, um die dre­ hende Welle 26 ausreichend in Vorwärtsrichtung zu drehen, die Positionserfassungsvorrichtung 30 automatisch in den Ausgangszustand gesetzt, in dem der vorspringende Ab­ schnitt 48 der Nockenscheibe 42 mit dem Anschlag 28 in Kontakt gebracht wird und der Nockenabschnitt 50 mit dem Grenzschalter 60 in Kontakt steht, wodurch der Grenzschal­ ter 60 durchgeschaltet wird.

Dadurch kann eine Ausgangsstellung einfach und ohne mühe­ volles Einstellen einer Einbauposition während des Einbau­ vorgangs und ohne mühevolles Zurücksetzen beim Einbauvor­ gang eingestellt werden. Zusätzlich ist eine zuverlässige und fehlerfreie Bewegungssteuerung der Fensterscheibe 11 möglich.

Nachfolgend wird eine zweite Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung beschrieben. Es sei bemerkt, daß gleiche Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform grund­ sätzlich gleiche Teile der zweiten Ausführungsform be­ schreiben, weshalb eine Beschreibung solcher Teile wegge­ lassen wird.

Fig. 4 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Positionserfassungsvorrichtung 70 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Positionserfas­ sungsvorrichtung 70 ist eine Nockenscheibe 72 anstelle der Nockenscheibe 42 in der ersten Ausführungsform angeordnet. Eine Verzahnung 74 ist auf dem äußeren Bereich der Nocken­ scheibe 72 auf deren gesamtem Umfang angebracht, wobei die Verzahnung 74 mit einem die Drehzahl vergrößernden Zahnrad 76 in Eingriff steht. Die Zähnezahl des die Drehzahl ver­ größernden Zahnrades 76 ist kleiner als die Zähnezahl der Verzahnung 74 der Nockenscheibe 72. Aus diesem Grunde dreht sich das die Drehzahl vergrößernde Zahnrad 76 mit einer höheren Drehzahl als die Nockenscheibe 72.

Entsprechend dem vorstehenden Abschnitt 48 und dem Nocken­ abschnitt 50 der ersten Ausführungsform ist ein vorstehen­ der Abschnitt 78 und ein Nockenabschnitt 80 einteilig aus­ gebildet, wobei diese Abschnitte von dem die Drehzahl ver­ größernden Zahnrad 76 vorstehen. Der vorstehende Abschnitt 78 und der Nockenabschnitt 80 können mit einem Anschlag 28 und mit einem Grenzschalter 60 in Eingriff gebracht wer­ den.

Bei der Positionserfassungsvorrichtung 70 entsprechend der zweiten Ausführungsform wird die Nockenscheibe 72 durch ein von der Übertragungsscheibe 36 übertragenes Drehmoment in Drehung versetzt, und die Drehzahl wird zur Drehung des die Drehzahl vergrößernden Zahnrades 76 erhöht. Bei der Drehung des die Drehzahl vergrößernden Zahnrades 76 wird der Nockenabschnitt 80 mit dem Grenzschalter 60 in Kontakt gebracht, um diesen durchzuschalten. Auf diese Weise kann die Drehstellung der drehenden Welle 26, d. h. die Position der Fensterscheibe 11 (ob die Fensterscheibe 11 eine Posi­ tion erreicht, die 4 mm von der oberen Anschlagstellung entfernt ist) mit großer Genauigkeit erfaßt werden.

Auf diese Weise wird, sobald der Motor 14 in Vorwärtsrich­ tung ausreichend gedreht hat, wenn die Positionserfas­ sungsvorrichtung 70 im Fahrzeug eingebaut ist, um die dre­ hende Welle 26 ausreichend in Vorwärtsrichtung zu drehen, die Positionserfassungsvorrichtung 70 automatisch in den Ausgangszustand gesetzt, in dem der vorspringende Ab­ schnitt 78 mit dem Anschlag 28 in Kontakt gebracht wird und der Nockenabschnitt 80 mit dem Grenzschalter 60 in Kontakt steht, wobei der Grenzschalter 60 durchgeschaltet ist.

Dadurch kann eine Ausgangsstellung einfach und ohne mühe­ volles Einstellen einer Einbauposition während des Einbau­ vorgangs und ohne mühevolles Zurücksetzen beim Einbauvor­ gang eingestellt werden. Zusätzlich ist eine zuverlässige und fehlerfreie Bewegungssteuerung der Fensterscheibe 11 möglich.

Zusätzlich wird bei der Positionserfassungsvorrichtung 70 die Drehzahl der Nockenscheibe 72 zum Antrieb des die Drehzahl vergrößernden Zahnrades 76 erhöht, d. h. der Noc­ kenabschnitt 80 dreht sich mit einer Drehzahl, die gegen­ über der Drehzahl der drehenden Welle 26 vergrößert ist. Daher wird die Genauigkeit der zeitlichen Abstimmung, mit der der Nockenabschnitt 80 mit dem Grenzschalter 60 in Kontakt gebracht wird, um diesen zu betätigen, weiterhin verbessert, und die Position kann mit einer großen Genau­ igkeit erfaßt werden. Aus diesem Grunde arbeitet die Posi­ tionserfassungsvorrichtung 70 noch effektiver.

Es sei darauf hingewiesen, daß in den beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsformen die Positionserfassungs­ vorrichtung 30 oder 70 bei einer Fensterverstellvorrich­ tung 10 eines motorisch angetriebenen Fensterhebers zum Einsatz kommt. Die vorliegende Erfindung ist allerdings nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt und kann bei­ spielsweise auch auf einen Fall angewendet werden, bei dem die Position eines Sonnendachs bzw. Schiebedachs zwecks dessen Steuerung erfaßt wird.

Wie vorstehend beschrieben, kann eine erfindungsgemäße Positionserfassungsvorrichtung eine vorbestimmte Bewe­ gungsposition eines beweglichen Teils mit hoher Genauig­ keit erfassen. Wenn diese Positionserfassungsvorrichtung bei einem motorisch angetriebenen Fensterheber oder bei einer Schiebedacheinrichtung verwendet wird, kann die Po­ sitionserfassungsvorrichtung nicht nur die Position einer Fensterscheibe oder eines Schiebedachs mit hoher Genauig­ keit erfassen, um eine Bewegungssteuerung mit großer Ge­ nauigkeit zu ermöglichen, sondern es kann auch eine Aus­ gangsposition ohne mühevolle Einstellung einer Einbauposi­ tion während des Einbauvorgangs bzw. mühevolles Zurückset­ zen beim Einbauvorgang eingestellt werden. Weiterhin hat die vorliegende Erfindung den Vorteil, daß die Positions­ erfassungsvorrichtung mit einem einfachen Aufbau und ko­ stengünstig hergestellt werden kann.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Erfassen der Position eines beweglichen Teils zum Erfassen einer vorbestimmten Position eines be­ weglichen Teils, das zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position mittels einer Antriebskraft von einer Drehantriebsquelle, die sich in Vorwärts-/Rückwärts­ richtung dreht, bewegt wird, mit einer Schaltereinheit (60), die in der Lage ist, die vor­ bestimmte Position des beweglichen Teils durch Ein-/Aus­ schalten der Schaltereinheit zu erfassen; einer Übertragungsscheibe (36), die mit der Drehantriebs­ quelle verbunden ist, stets gemeinsam mit der Drehan­ triebsquelle aufgrund des von der Drehantriebsquelle über­ tragenen Drehmoments bewegt wird und einen Kupplungsab­ schnitt (40) aufweist; und
einer Nockenscheibe (42), an der ein Nockenabschnitt (50) ausgebildet ist, der mit der Schaltereinheit zusammenwir­ ken kann, wobei ein weiterer Kupplungsabschnitt (44) mit dem einen Kupplungsabschnitt (40) in Eingriff kommt, so daß sich die Nockenscheibe im Normalzustand zusammen mit der Übertragungsscheibe bewegt, und wobei, wenn die Dreh­ antriebsquelle in Vorwärtsrichtung dreht, um das bewegli­ che Teil in Vorwärtsrichtung in die erste Position zu be­ wegen, der Eingriff zwischen dem einen Kupplungsabschnitt (40) und dem anderen Kupplungsabschnitt (44) gelöst wird, um die Nockenscheibe (42) zu dem Zeitpunkt anzuhalten, wenn die Nockenscheibe in Vorwärtsrichtung um ein vorbe­ stimmtes Maß bewegt worden ist, nachdem der Nockenab­ schnitt mit der Schaltereinheit in Eingriff gekommen ist, wodurch die Halteposition der Nockenscheibe der ersten Position des beweglichen Teils entspricht.

2. Vorrichtung zum Erfassen der Position eines beweglichen Teils nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsscheibe scheibenförmig ausgebildet ist und gemeinsam mit der Drehantriebsquelle gedreht wird.

3. Vorrichtung zum Erfassen der Position eines beweglichen Teils nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Nockenscheibe scheibenförmig ausgebildet ist und durch das Drehmoment in Drehung versetzt wird, das von der Übertragungsscheibe über die Kupplungsabschnitte übertragen wird.

4. Vorrichtung zum Erfassen der Position eines beweglichen Teils nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine gewellte Scheibe (52), um den einen Kupplungs­ abschnitt (40) mit dem anderen Kupplungsabschnitt (44) in Eingriff zu bringen.

5. Vorrichtung zum Erfassen der Position eines beweglichen Teils nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Nockenscheibe (42) einen vorstehenden Abschnitt (48) aufweist, wobei das Ineinandergreifen zwi­ schen dem einen Kupplungsabschnitt und dem anderen Kupp­ lungsabschnitt gelöst wird, wodurch die Nockenscheibe an­ gehalten wird, wenn der vorstehende Abschnitt mit einem Anschlag (28) in Kontakt kommt, der an einer Position an­ gebracht ist, in der die Nockenscheibe von einer Anord­ nungsposition der Schaltereinheit um ein vorbestimmtes Maß in Vorwärtsrichtung bewegt wird.

6. Vorrichtung zum Erfassen der Position eines beweglichen Teils nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Nockenscheibe ein Paar Zahnräder (44, 76) aufweist und die von der Übertragungsscheibe übertrage­ ne Drehzahl erhöht, um den Nockenabschnitt (78) mit der erhöhten Drehzahl zu drehen.

7. Vorrichtung zum Erfassen der Position eines beweglichen Teils nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das bewegliche Teil eine Fensterscheibe ei­ nes Fahrzeugs ist, wobei die erste Position einer ge­ schlossenen Position der Fensterscheibe und die zweite Position einer offenen Position der Fensterscheibe ent­ spricht.

8. Vorrichtung zum Erfassen der Position eines beweglichen Teils nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorbestimmte Bewegungsstrecke der Nockenscheibe einer Be­ wegungsstrecke der Fensterscheibe von 4 mm entspricht.

9. Vorrichtung zum Erfassen der Position eines beweglichen Teils nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das bewegliche Teil ein Schiebe- oder Son­ nendach eines Fahrzeugs ist, wobei die erste Position ei­ ner geschlossenen Position des Dachs und die zweite Posi­ tion einer offenen Position des Dachs entspricht.