DE19530474B4

DE19530474B4 - Vorrichtung zum Erfassen der Position und der Last eines sich bewegenden Objekts

Info

Publication number: DE19530474B4
Application number: DE19530474A
Authority: DE
Inventors: Kengo Yamanura
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd
Priority date: 1994-08-18
Filing date: 1995-08-18
Publication date: 2006-12-14
Anticipated expiration: 2015-08-19
Also published as: JPH0861976A; DE19530474A1; US5705755A

Abstract

Vorrichtung (30, 60) zum Erfassen der Position und der Last eines sich bewegenden Objekts zwecks Erfassens einer Position der Bewegung eines sich bewegenden Objekts, das sich nach vorne und nach hinten bewegt, und zwecks Erfassens einer Last, die an das sich bewegende Objekt angelegt ist, wobei besagte Vorrichtung (30, 60) folgendes umfasst: einen Pulsgenerator (42, 56, 62, 70);
einen Pulsdetektor (48, 66, 68), der die von besagtem Pulsgenerator (42, 56, 62, 70) erzeugten Pulse erfasst; und
eine Steuerschaltung (55), die, auf der Grundlage der von besagtem Pulsgenerator (42, 56, 62, 70) erzeugten Pulse, die Position der Bewegung des sich bewegenden Objekts und die Last, die an das sich bewegende Objekt angelegt ist, erfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Pulsgenerator (42, 56, 62, 70) integral mit einer das sich bewegende Objekt bildenden und als Kraftabgabewelle eines Motors (10) dienenden Welle (20), die sich nach vorne und nach hinten dreht, verbunden...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die gegenwärtige Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen der Position und der Last eines sich bewegenden Objekts gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wobei die Vorrichtung in einer elektrischen Scheibenhebervorrichtung für ein Fenster verwendet wird, durch welche ein Fensterglas einer Autotür bewegt wird, um geöffnet und geschlossen zu werden, oder in einer Sonnendachapparatur, durch welche ein Sonnendach bewegt wird, um geöffnet und geschlossen zu werden, oder in einer ähnlichen Apparatur.
Ein Motor, der als eine Antriebsquelle dient und in einem Bremsmechanismus integriert ist, wird, beispielsweise in einer elektrischen Scheibenheberapparatur für ein Fenster zum Bewegen eines Fensterglases eines Autos nach oben und unten verwendet, um das Fensterglas zu schließen und zu öffnen, oder in einer Sonnendachapparatur, die ein Sonnendach öffnet und schließt.
Es existieren elektrische Scheibenheberapparaturen für Fenster, die eine sogenannte Sperrverhinderungsfunktion aufweisen, die verhindert, dass fremde Körper oder Teile des Körpers unbeabsichtigterweise zwischen dem Fensterglas und dem Fensterrahmen eingeklemmt werden. Eine elektrische Scheibenheberapparatur für ein Fenster, die mit solch einer Sperrverhinderungsfunktion ausgerüstet ist, kann auf folgende Weise aufgebaut sein.
Ein Begrenzungsschalter ist an einer vorherbestimmten Position an der Tür angeordnet. Auf der Grundlage eines Signals von dem Begrenzungsschalter und dem Bremsstrom des Motors wird bestimmt, ob ein Fremdkörper zwischen dem Fensterglas und dem Fensterrahmen eingeklemmt worden ist, und die Bewegung des Fensterglases, d. h. die Umlaufposition des Motors, wird gesteuert.

Beispielsweise ist aus der DE 43 26 216 A1 ferner eine gattungsgemäße elektrische Scheibenheberapparatur für Fenster, die mit einer Sperrverhinderungsfunktion ausgerüstet ist, die wie folgt aufgebaut ist, bekannt. Die Umlauffrequenz des Rotors wird durch Bereitstellen eines Hall-IC oder eines speziellen Kommutators erfasst. Auf der Grundlage eines Umlauffrequenzerfassungssignals wird eine Bestimmung durchgeführt, ob ein Fremdkörper eingeklemmt ist, und die Umlauffrequenz des Motors wird gesteuert.

Ferner offenbart die DE 38 29 405 C2 eine Betätigungseinrichtung für elektromotorisch bewegbare Teile von Kraftfahrzeugen, insbesondere für Fensterheber und Schiebedächer. Zur Dedektion der Position des bewegbaren Teiles ist sowohl ein inkrementaler als auch ein absoluter Istwertgeber vorhanden. Bei Erreichen einer bestimmten Position, die über den absoluten Istwertgeber erfaßt wird, wird ein Zählregister neu gesetzt, um eine Korrektur der über den inkrementalen Istwertgeber aufgenommen Werte vorzunehmen. Der inkrementale Istwertgeber umfaßt Magnetsensoren zur Dedektion der Position eines magnetisierten Magnetringes. Nachteilig bei der Verwendung derartiger Magnetsensoren bzw. eines Magnetringes ist jedoch, daß es aufgrund der zwangsläufig ungleichen Magnetisierung des Magnetringes zu unterschiedlichen Intervallen zwischen den unterschiedlich magnetisierten Bereichen kommt und somit eine genaue Dedektion einer Last nicht möglich ist.

Solche herkömmlichen elektrischen Scheibenheberapparaturen für ein Fenster (Mechanismen, die die Umlaufposition des Motors erfassen) haben einen Nachteil insoweit, dass ihre Genauigkeit beim Erfassen der Position der Bewegung des Fensterglases (der Umlaufposition des Motors) nicht zufriedenstellend ist.

Insbesondere in einer Apparatur, in welcher die Sperrverhinderungsfunktion auf dem Signal von dem Begrenzungsschalter, der an der Tür angeordnet ist, und dem Bremsstrom des Motors basiert, wenn der Motor und das Fensterregelgerät in einem Autokörper aufgebaut sind, selbst wenn der Motor und das Fensterregelsystem in dem Autokörper mit einer vertikalen Stellung des Fensterglases angeordnet sind und die Umlaufposition der Motordrehwelle daran angepasst worden ist, und selbst wenn der Begrenzungsschalter an einer optimalen Position angebracht ist, die einer vorherbestimmten Position des Fensterglases entspricht, verschlechtert sich die Genauigkeit des Erfassens der Position des Fensterglases, wenn sich das Fensterglas aufgrund einer folgenden Betätigung hin- und herbewegt. Demgemäß muss eine Wiederanpassung jedes Mal durchgeführt werden, wenn sich die Genauigkeit des Erfassens verschlechtert. Ferner, in einer Vorrichtung, in welcher die Sperrverhinderungsfunktion auf dem Umlauffrequenzerfassungssignal des Rotors von einem Hall-IC oder einem speziellen Kom mutator basiert, aufgrund des Stoßschüttelns (Hin- und Herbewegens in axialer Richtung) des Rotors und/oder der Existenz eines Gummikissens des Bremsmechanismus oder dergleichen, entsprechen die Umlauffrequenz des Rotors (dessen Erfassungssignal) und die Position der Bewegung des Fensterglases nicht immer genau den Vorgaben, und als ein Resultat verschlechtert sich die Genauigkeit des Erfassens der Position des Fensterglases. Demgemäß, ebenso in diesem Fall, muss die Positionsbeziehung zwischen dem Fensterglas und der Motordrehwelle zurückgestellt und korrigiert werden, sonst wird die Steuerung der Bewegung des Fensterglases schwierig.

Ferner wird in einer herkömmlichen elektrischen Scheibenheberapparatur für ein Fenster (Mechanismus zum Erfassen der Umlaufposition des Motors) das Ergreifen eines Fremdkörpers (einer vorherbestimmten Last) durch den Motorbremsstrom erfasst. Fehler in dem Motorbremsstrom aufgrund der Temperatur sind groß. Als ein Resultat tritt ein Nachteil auf, bei einem Aufbau, in welchem eine Bestimmung (Lasterfassung), ob ein Teil des Körpers eines Fahrzeuginsassens oder ein anderer Fremdkörper zwischen dem Fensterglas und dem Fensterrahmen eingeklemmt wird, nur auf den Motorbremsstrom basiert ist, dass eine genaue Steuerung in den Fällen schwierig ist, in denen sich die Temperaturbedingungen verändern.

Wie oben beschrieben, ist die Genauigkeit schlecht und eine exakte Steuerung schwierig bei einem herkömmlichen Mechanismus, der die Umlaufposition und die Last eines Motors erfasst, der in einer elektrischen Scheibenheberapparatur für ein Fenster, ein Sonnendach oder dergleichen verwendet wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Hinsichtlich des oben Erwähnten ist es eine Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung, eine insbesondere gegenüber der gattungsgemäßen Vorrichtung verbesserte Vorrichtung zum Erfassen der Position und der Last eines sich bewegenden Objekts zu liefern, die mit hoher Genauigkeit die Position eines Fensterglases oder eines Sonnendachs und die Last eines Motors er fassen kann, wenn in einer elektrischen Scheibenheberapparatur für ein Fenster oder ein Sonnendach verwendet, und die solch ein Erfassen mit einem einfachen Aufbau und niedrigen Kosten realisieren kann.

Demgemäß liefert die gegenwärtige Erfindung eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Erfassen der Position und der Last eines sich bewegenden Objekts mit den Merkmalen gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1.

Gemäß einem ersten Aspekt obiger Vorrichtung zum Erfassen der Position und der Last eines sich bewegenden Objekts ist demgemäß der Pulsgenerator eine scheibenförmige Pulsplatte, die sich zusammen mit der Kraftabgabewelle dreht und an welcher kontinuierlich mit vorherbestimmten Intervallen mit Ausnehmungen versehene und hervorspringende, leitfähige Bereiche, im Anschluss Leitbereiche genannt, bereitgestellt sind. Der Pulsdetektor ist ein Gleitkontakt, der so angeordnet ist, dass er zu den Leitbereichen auf der Pulsplatte korrespondiert und die Leitbereiche kontaktiert.

Gemäß einem zweiten Aspekt obiger Vorrichtung zum Erfassen der Position und der Last eines sich bewegenden Objekts ist demgemäß der Pulsgenerator eine scheibenartige Pulsplatte, die sich zusammen mit der Kraftabgabewelle bewegt und auf welcher Lichtreflexionsbereiche kontinuierlich mit vorherbestimmten Intervallen bereitgestellt sind. Der Pulsdetektor ist ein Lichtsensor, der so angeordnet ist, dass er zu den Lichtreflexionsbereichen der Pulsplatte korrespondiert und das von den Lichtreflexionsbereichen reflektierte Licht erfasst.

Bei der Vorrichtung zum Erfassen der Position und der Last eines sich bewegenden Objekts erzeugt der Pulsgenerator, wenn sich das sich bewegende Objekt nach vorne oder nach hinten bewegt, Pulse im Zusammenhang mit der Bewegung des sich bewegenden Objekts, und die erzeugten Pulse werden von dem Pulsdetektor erfasst. Auf der Grundlage der erfassten Pulssignale (Anzahl der Pulse, Pulsbreite oder Tastverhältnis der Pulse) kann die Steuerschaltung linear die Position der Bewegung des sich bewegenden Objekts und dessen Bewegungsgeschwindigkeit erfassen.

Beispielsweise kann, wenn die Vorrichtung zum Erfassen der Position und der Last in einem Motor zum Antreiben einer elektrischen Scheibenheberapparatur für ein Autofenster verwendet wird, die mit einer Sperrverhinderungsfunktion ausgerüstet ist, die Drehbewegung der Motordrehwelle (d. h., die Position der Bewegung des Fensterglases) genau zu allen Zeiten erfasst werden. Ferner kann die Last, die an den Motor (d. h., ob ein Fremdkörper zwischen dem Fensterglas und dem Fensterrahmen eingeklemmt worden ist, oder ob das Fensterglas eine Begrenzung der Bewegung erreicht hat) genau zu allen Zeitpunkten erfasst werden.

Bei dem zweiten Aspekt der Vorrichtung zum Erfassen der Position und der Last eines sich bewegenden Objekts dreht sich die Pulsplatte zusammen mit dem Motor, wenn sich der Motor nach vorne oder hinten dreht. Auf diese Weise werden Pulse erzeugt und erfasst, während die sich gegenüberliegenden Positionen des Lichtsensors und der Lichtreflexionsbereiche der Pulsplatte verändern. Auf der Grundlage der erfassten Pulssignale (Anzahl der Pulse, Pulsbreite oder Tastverhältnis der Pulse) kann die Umlaufposition des Motors und die Umlaufgeschwindigkeit desselben linear erfasst werden.

Beispielsweise, wenn die Vorrichtung zum Erfassen der Position und der Last in einem Motor zum Antreiben einer elektrischen Scheibenheberapparatur für ein Fenster verwendet wird, die mit einer Sperrverhinderungsfunktion ausgerüstet ist, kann die Umlaufposition der Motordrehwelle (d. h., die Position der Bewegung des Fensterglases) genau zu allen Zeiten erfasst werden. Ferner kann die Last, die an den Motor angelegt wird (d.h., ob ein Fremdkörper zwischen dem Fensterglas und dem Fensterrahmen eingeklemmt worden ist, oder ob das Fensterglas eine Begrenzung der Bewegung erreicht hat) genau zu allen Zeiten erfasst werden.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den in der folgenden Beschreibung im Detail dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung, die anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden sollen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine komplette, perspektivische Ansicht eines Motors einer elektrischen Scheibenheberapparatur für ein Fenster, mit welcher eine Vorrichtung zum Erfassen der Position und der Last gemäß einer ersten Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung verwendet wird.
2 ist eine Explosionsdarstellung in Schnittdarstellung entlang der Linie 3-3 von 4 des Motors der elektrischen Scheibenheberapparatur für ein Fenster, mit welcher die Vorrichtung zum Erfassen der Position und der Last gemäß einer ersten Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung verwendet wird.
3 ist eine Schnittansicht entlang der Line 3-3 von 4 des Motors der elektrischen Scheibenheberapparatur für ein Fenster, mit welcher die Vorrichtung zum Erfassen der Position und der Last gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der gegenwärtigen Erfindung verwendet wird.
4 ist eine teilweise aufgeschnittene Draufsicht auf den Motor der elektrischen Scheibenheberapparatur für ein Fenster, mit welcher die Vorrichtung zum Erfassen der Position und der Last gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der gegenwärtigen Erfindung verwendet wird.
5A ist eine Draufsicht, die eine korrespondierende Beziehung zwischen einem Gleitkontakt und einem Leitbereich der Vorrichtung zum Erfas sen der Position und der Last gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt.
5B ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Steuerschaltung, die in 5A dargestellt ist, erklärt.
6 ist ein Diagramm, das die von der Vorrichtung zum Erfassen der Position und der Last gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der gegenwärtigen Erfindung erfasst wordenen Pulse illustriert.
7 ist eine perspektivische Ansicht, die ein anderes Beispiel einer Pulsplatte der Vorrichtung zum Erfassen der Position und der Last gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der gegenwärtigen Erfindung darstellt.
8 ist eine Explosionsansicht in Schnittdarstellung entlang der Linie 9-9 von 10 eines Motors einer elektrischen Scheibenheberapparatur für ein Fenster, mit welcher eine Vorrichtung zum Erfassen der Position und der Last gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der gegenwärtigen Erfindung verwendet wird.
9 ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie 9-9 von 10 des Motors der elektrischen Scheibenheberapparatur für ein Fenster, die mit einer Vorrichtung zum Erfassen der Position und der Last gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der gegenwärtigen Erfindung verwendet wird.
10 ist eine teilweise aufgeschnittene Draufsicht auf den Motor der elektrischen Scheibenheberapparatur für ein Fenster, mit welcher die Vorrichtung zum Erfassen der Position und der Last gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der gegenwärtigen Erfindung verwendet wird.
11 ist eine Draufsicht, die eine korrespondierende Beziehung zwischen Lichtreflexionsbereichen und Lichtsensoren der Vorrichtung zum Erfassen der Position und der Last gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der gegenwärtigen Erfindung darstellt.
12 ist eine perspektivische Ansicht, die ein anderes Beispiel einer Pulsplatte der Vorrichtung zum Erfassen der Position und der Last gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der gegenwärtigen Erfindung darstellt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
1 ist eine komplette, perspektivische Ansicht eines Motors 10 einer elektrischen Scheibenheberapparatur für ein Fenster, mit welcher eine Vorrichtung 30 zum Erfassen der Position und der Last gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Die 2 und 3 sind Schnittansichten des Motors und der Vorrichtung 30 zum Erfassen der Position und der Last, und 4 ist eine teilweise aufgeschnittene Draufsicht auf die Vorrichtung 30 zum Erfassen der Position und der Last.
Der Motor 10 wird durch einen Motorbereich 10A und einen Getriebebereich 10B, der mit dem Motorbereich 10A verbunden ist, gebildet. Eine Drehwelle 12 des Motorbereichs 10A erstreckt sich in das Innere des Getriebebereichs 10B, und ein Schneckengetriebe 14 ist an dem hinteren Ende der Drehwelle 12 ausgebildet. Das Schneckengetriebe 14 greift in ein Drehgetrieberad 16 ein, das innerhalb des Getriebebereichs 10B angeordnet ist.
Eine Welle 20, die als eine Motorabgabewelle dient, des Drehgetrieberads 16 wird drehbar an einem Gehäuse 18 des Getriebebereichs 10B getragen. Wenn der Motorbereich 10A in Betrieb ist und sich die Drehwelle 12 dreht, wird die Drehkraft derselben auf das Drehgetrieberad 16 über das Schneckengetriebe 14 übertragen, so dass sich die Welle 20 dreht. Ein An triebsrad 22 ist an dem distalen Ende der Welle 20 angebracht und greift in die Zahnstange (nicht gezeigt) eines Fensterreguliergeräts ein.
Die Vorrichtung 30 zum Erfassen der Position und der Last ist, über eine Dichtung 32, an der Oberfläche an der dem Antriebsrad 22 gegenüberliegenden Seite der Welle 20 des Drehgetrieberads 16 angebracht.
Wie im Detail in den 2 und 3 gezeigt, ist die Vorrichtung 30 zum Erfassen der Position und der Last mit einer Grundplatte 34 und einer Deckplatte 36 ausgerüstet und durch die Platten 34, 36 als eine dünne im wesentlichen zylindrische Form aufgebaut. Durchführungen 38 sind in dem mittleren Teil der Grundplatte 34 ausgebildet.
Die Vorrichtung 30 zum Erfassen der Position und der Last enthält eine Pulsplatte 42, die als ein Pulserzeugungsmittel dient. Wie in 4 dargestellt, ist die Pulsplatte 42 als eine kreisförmige Platte ausgebildet, und zwischen der Grundplatte 34 und der Deckplatte 36 angeordnet. Vorsprünge 35, 37, 39 sind an den Innenseiten der Grundplatte 34 und der Deckplatte 36 ausgebildet. Bewegung der Pulsplatte 42 in axialer Richtung wird durch die Vorsprünge 35, 39 beschränkt. Bewegung eines Metallrings 40 in der axialen Richtung wird durch den Vorsprung 37 beschränkt. Daher kann die Pulsplatte 42 stabil ohne jedes Wackeln in der axialen Richtung drehen. Eine Eingriffsöffnung 44, die einen stufenförmigen Bereich entlang ihres Innenumfangs aufweist, ist in dem mittleren Bereich der Pulsplatte 42 ausgebildet. Ein stufenförmiger Bereich ist in jeder Seite des Metallrings 40 in axialer Richtung ausgebildet. Entsprechende stufenförmige Bereiche der jeweiligen Seiten des Metallrings 40 passen mit der Pulsplatte 42 und die Welle 20 so zusammen, dass die Pulsplatte 42 und die Welle 20 sich nicht relativ zueinander bewegen. Demgemäß wird, nachdem die Pulsplatte 42 zusammengebaut worden ist, sie integral mit der Welle 20 des Drehgetriebrads 16 verbunden. Auf diese Weise dreht sich die Pulsplatte 42 stets zusammen mit der Welle 20. Ferner ist ein Leitbereich 46 auf der Oberfläche der Pulsplatte 42 an der Seite der Deckplatte 36 bereitgestellt. Der Leitbereich 46 ist an dem mittleren Bereich der Pulsplatte 42 bereitgestellt. Wie im Detail in
5A gezeigt, ist der Leitbereich 46 durch einen ringartigen ersten Leitbereich 46A und einen zweiten Leitbereich 46B gebildet, der benachbart zu dem ersten Leitbereich 46A angeordnet ist und kontinuierliche, pulsförmige Ausnehmungen und Vorsprünge enthält.
Ein Gleitkontakt 48, der als ein Pulserfassungsmittel dient, ist auf der Deckplatte 36 bereitgestellt. Wie in 5A dargestellt, ist der Gleitkontakt 48 durch eine Eingangskontaktplatte 50 und ein Paar von Ausgangskontaktplatten 52, 54 gebildet. Die Eingangskontaktplatte 50 und die Ausgangskontaktplatten 52, 54 sind alle elastisch. Jeweils eines der Enden der Eingangskontaktplatte 50 und des Paars der Ausgangskontaktplatten 52, 54 sind an der Deckplatte 36 befestigt. Das jeweils distale Ende der Kontaktplatten 50, 52, 54 erstreckt sich in Richtung der Pulsplatte 42 und liegt elastisch auf dem Leitbereich 46 auf. Die Eingangskontaktplatte 50 kontaktiert stets den ersten Kontaktbereich 46A des Kontaktbereichs 46, und das Paar der Ausgangskontaktplatten 52, 54 kontaktiert den zweiten Leitbereich 46B des Leitbereichs 46. Auf diese Weise kann eine Reihe von Pulssignalen durch Wiederholung des Kontakt/Nicht-Kontakt-Zustandes der Ausgangskontaktplatte 52 und des zweiten Kontaktbereichs 46B erfasst werden, während die Pulsplatte 42 sich dreht. Ferner kann eine Reihe von Pulssignalen durch die Wiederholung des Kontakt/Nicht-Kontakt-Zustandes der Ausgangskontaktplatte 54 und des zweiten Leitbereichs 46B erfasst werden.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Anzahl der Ausnehmungen und Erhebungen des zweiten Leitbereichs 46B so gewählt, dass 70 Pulse bei einer Umdrehung der Pulsplatte 42 erhalten werden. Wie in 6 dargestellt, beträgt die Pulsbreite T_ein = 6 ms und T_aus = 6ms. In diesem Fall sind die Kontaktpositionen der Ausgangskontaktplatten 52, 54 und des zweiten Leitbereichs 46B so gewählt, dass sie zueinander verschoben sind, damit der Phasenunterschied zwischen dem Pulssignal, das von der Ausgangsplatte 52 erhalten wird, und dem Pulssignal, das von der Ausgangsplatte 54 erhalten wird, ¼ eines Zyklus (T_R = 3 ms) beträgt. Auf diese Weise kann die Drehrichtung (nach vorne oder hinten) der Pulsplatte 42 (d. h. der Welle 20) erfasst werden. Wenn der Phasenunterschied zwischen den Pulssignalen der Ausgangs kontaktplatten 52, 54 nicht ½ Zyklus entspricht, kann die Drehrichtung erfasst werden. Daher kann jeder Phasenunterschied außer in der Größe von ½ Zyklus gewählt werden.
Der Gleitkontakt 48 (die Eingangskontaktplatte 50 und das Paar der Ausgangskontaktplatten 52, 54) ist elektrisch mit einer Steuerschaltung 55 der elektrischen Scheibenheberapparatur für ein Fenster verbunden, wie in 5A gezeigt, um für die Drehsteuerung des Motors 10 verwendet werden zu können.
Als nächstes wird der Betrieb des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels mit Bezug auf das Flussdiagramm von 5B beschrieben.
Am Anfang des Betriebs (Schritt 102), nachdem die Leistungsquelle eingeschaltet worden ist (Schritt 100), wird der Motor 10 durch das Motorantriebssignal von einem Anschluss tc einer Steuerschaltung 55 betrieben, und die Welle 20 gedreht. Das Fensterregulationsgerät wird dadurch betrieben, und das Fensterglas wird komplett geöffnet oder komplett geschlossen. Die Position des komplett geöffnet Seins, d. h. die untere Stoppposition des Fensters und die obere Stoppposition des Fensters, sind basierend auf den Pulssignalen von den Ausgangskontaktplatten 52, 54 gespeichert. Ferner ist ein Eingreiferfassungsbereich, innerhalb dessen ein Fremdkörper erfasst werden kann (d. h. ein Bereich zwischen der oberen Stoppposition des Fensters und einer Position von 4 mm unterhalb der oberen Stoppposition des Fensters), auch bestimmt und auf der Grundlage der Pulssignale gespeichert worden.
Als nächstes wird eine Erklärung eines Falles gegeben, in welchem ein Hebeschalter 55a der elektrischen Scheibenheberapparatur für ein Fenster aktiviert ist, und das Fenster hochgedreht ist.
Der Motor 10 und die Vorrichtung 30 zum Erfassen der Position und der Last, die den oben beschriebenen Aufbau aufweisen, sind aktiviert, wenn der Hebeschalter 55a der elektrischen Scheibenheberapparatur für ein Fenster betätigt worden ist (Schritt 104), und die Welle 20 dreht sich. Das Fensterregulationsgerät wird dadurch betätigt, und das Fensterglas wird angehoben (Schritt 108). Dann, wenn sich die Welle 20 dreht, dreht sich die Pulsplatte 42 der Vorrichtung 30 zum Erfassen der Position und der Last. Eine Reihe von Pulssignalen, die durch die Eigangskontaktplatte 50 und die Ausgangskontaktplatte 52 erzeugt werden, werden über einen Anschluss ta der Steuerschaltung 55 erfasst, und eine Reihe von Pulssignalen, die durch die Eigangskontaktplatte 50 und die Ausgangskontaktplatte 54 erzeugt werden, werden durch einen Anschluss tb der Steuerschaltung 55 erfasst.
Aufgrund dieser erfassten Pulssignale wird eine Bestimmung (Schritt 110) aus der gezählten Pulsanzahl gemacht, ob eine vorherbestimmte Umlaufposition des Motors 10 erreicht worden ist, d. h., ob das Fenster die obere Grenzposition des Ergreifungserfassungsbereiches (d. h., eine Position von 4 mm unterhalb der oberen Stoppposition) erreicht hat.
Wenn das Fensterglas noch nicht eine Position von 4 mm unterhalb der oberen Stoppposition ("J" in Schritt 110) erreicht hat, während der Betrieb des Motors 10 fortfährt, wird eine Bestimmung gemacht, ob ein Fremdkörper ergriffen worden ist (Schritt 112) auf der Grundlage der Pulssignale (Pulsbreite:Periode), die auf gleiche Weise durch die Vorrichtung 30 zum Erfassen der Position und der Last erfasst worden ist ("J" in Schritt 112), wird der Motor 10 in umgekehrte Richtung gedreht, und das Fensterglas wird heruntergelassen (Schritt 114).
Andererseits, wenn bestimmt worden ist, auf der Grundlage der Pulssignale (Anzahl der Pulse), die von der Vorrichtung 30 zum Erfassen der Position und der Last erfasst worden ist, dass das Fensterglas eine Position von 4 mm unterhalb der oberen Stoppposition ("N" im Schritt 110) erreicht hat, während der Betrieb des Motors 10 fortfährt, wird eine Bestimmung gemacht, ob das Fensterglas komplett geschlossen ist (Schritt 106) auf der Grundlage der Pulssignale (Pulsbreite:Periode), die auf gleiche Weise durch die Vorrichtung 30 zum Erfassen der Position und der Last erfasst worden sind. Wenn erfasst worden ist, dass das Fensterglas komplett geschlossen ist, wird der Motor 10 gestoppt (Schritt 116).
Als nächstes wird die Beschreibung eines Falles gegeben, in welchem ein Senkschalter 50b der elektrischen Scheibenheberapparatur für ein Fenster aktiviert worden ("J" im Schritt 118) und das Fenster herabgesenkt ist. Der Absenkbetrieb wird solange weiter fortgeführt, bis das Fenster eine Position erreicht, in der es komplett geöffnet ist (Schritt 122). Wenn erfasst worden ist, dass das Fenster komplett geöffnet ist, auf der Grundlage der Pulssignale, ("J" im Schritt 120) wird der Motor 10 und das Absenken des Fensterglases gestoppt (Schritt 124).
Positionen des Fensterglases, wie die obere Grenzposition des Ergreifungserfassungsbereiches, die Position des komplett geschlossenen Seins (obere Fensterstoppposition) und die Position des komplett geöffnet Seins des Fensters (untere Fensterstoppposition), können aus er gezählten Anzahl der Pulse gewonnen werden. Die an das Fensterglas aufgrund des Ergreifens oder dergleichen angelegte Last kann durch die Pulsbreite oder die Pulsperiode, die sich über einen vorherbestimmten Bereich erhöht (die Pulsfrequenz, die sich unter einen vorherbestimmten Bereich absenkt), erfasst werden. Da die Last auch angelegt ist, wenn das Fenster eine Position des komplett geöffnet Seins oder des komplett geschlossen Seins einnimmt, kann das komplette Öffnen oder das komplette Schließen auch auf der Grundlage von sowohl der Anzahl der gezählten Pulse als auch der Änderung der Pulsbreite oder Periode, die einen vorherbestimmten Bereich überschreitet, erfasst werden.
Auf diese Weise werden, an der Vorrichtung 30 zum Erfassen der Position und der Last, die Pulssignale durch die Pulsplatte 42, die sich zusammen mit der Welle 20 dreht und durch den Gleitkontakt 48 bestimmt. Die Umlaufposition des Motors und die Umlaufgeschwindigkeit desselben werden auf der Grundlage der erfassten Pulssignale (Anzahl der Pulse und Pulsbreite) erfasst. Daher kann, ohne jedliche entgegenwirkende Effekte aufgrund der Stoßschüttelung des Rotors oder des Gummikissens des Bremsmechanismus oder dergleichen, die Position der Bewegung des Fensterglases genau zu allen Zeitpunkten erfasst werden, und die an den Motor angelegte Last (d. h., ob ein Fremdkörper zwischen dem Fensterglas und dem Fensterrahmen ergriffen worden ist, oder ob das Fensterglas eine Begrenzung der Bewegung erreicht hat) kann zu allen Zeitpunkten genau erfasst werden. Ferner sind eine genaue Erfassung und Steuerung selbst in den Fällen möglich, in denen sich die Temperaturbedingungen ändern, da die gegenwärtige Erfindung nicht einen Aufbau hat, wie ein herkömmlicher Motorumlaufpositionserfassungsmechanismus, bei welchem das Erfassen eines Fremdkörpers (einer vorherbestimmten Last) durch einen Motorblockierungsstrom erfasst wird.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist der Leitbereich 46 auf der oberen Oberfläche der Pulsplatte 42 bereitgestellt. Jedoch ist die gegenwärtige Erfindung darauf nicht beschränkt. Wie, beispielsweise, in 7 gezeigt, kann ein Leitbereich 58 an der Umfangsseitenwand einer Pulsplatte 56 bereitgestellt sein, und der Gleitkontakt 48 kann so angeordnet sein, dass er gegenüber von dem Leitbereich 58 liegt. In diesem Fall kann genauso die Umlaufposition des Rotors (d. h., die Position der Bewegung des Fensterglases) und die Umlaufgeschwindigkeit desselben (Last; d. h. ob ein Fremdkörper ergriffen worden ist, oder ob das Fensterglas eine Bewegungsbeschränkung erreicht hat) zu allen Zeiten auf der Grundlage der erfassten Pulssignale genau erfasst werden.
Als nächstes wird ein zweites Ausführungsbeispiel der gegenwärtigen Erfindung beschrieben. Teile, die den bei dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, und eine entsprechende Beschreibung ist weggelassen.
Die 8 und 9 sind Schnittansichten einer Vorrichtung 60 zum Erfassen der Position und der Last gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der gegenwärtigen Erfindung und des Motors 10, mit welchem die Vorrichtung 60 zum Erfassen der Position und der Last verwendet wird. 10 ist eine teilweise aufgeschnittene Draufsicht auf die Vorrichtung 60 zum Erfassen der Position und der Last.
Die Vorrichtung 60 zum Erfassen der Position und der Last ist mit einer Pulsplatte 62 ausgerüstet, die sich zusammen mit der Welle 20 dreht und als ein Pulserzeugungsmittel dient. Lichtreflexionsbereiche 64 sind auf der Oberfläche der Pulsplatte 62 an der Seite der Deckplatte 36 bereitgestellt. Wie im Detail in 11 dargestellt, sind Lichtreflexionsbereiche 64 im mittleren Bereich der Pulsplatte 62 kontinuierlich entlang der Umfangsrichtung in vorherbestimmten Intervallen bereitgestellt.
Lichtsensoren 66, 68, die als ein Pulserfassungsmittel dienen, sind auf der Deckplatte 36 bereitgestellt. Die Lichtsensoren 66, 68 sind so angeordnet, dass sie den Lichtreflexionsbereichen 64 der Pulsplatte 62 gegenüberstehen und das reflektierte Licht, mit welchem die Lichtreflexionsbereiche 94 beleuchtet worden sind, erfassen. Auf diese Weise erfassen die Lichtsensoren 66, 68 jeweils eine Reihe von Pulssignalen, während sich die Pulsplatte 62 dreht.
In diesem Fall werden die Positionen, an welchen der Lichtsensor 66 und der Lichtsensor 68 den Lichtreflexionsbereichen 64 gegenüberstehen, so gesetzt, dass sie zueinander versetzt sind, so dass die Phasen zwischen dem Pulssignal, das von dem Lichtsensor 66 erhalten wird, und dem Signal, das von dem Lichtsensor 68 erhalten wird, um ¼ eines Zyklus gegeneinander versetzt sind, genauso wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Auf diese Weise kann die Drehrichtung (nach vorne oder hinten) der Pulsplatte 62 (d. h., die Welle 20) erfasst werden. Die Lichtsensoren 66, 68 sind, genauso wie zuvor beschrieben, mit der Steuerschaltung 55 der elektrischen Scheibenheberapparatur für ein Fenster verbunden und werden zur Umlaufsteuerung des Motors 10 verwendet.
In dem Motor 10 und der Vorrichtung 60 zum Erfassen der Position und der Last, die wie oben beschrieben aufgebaut sind, dreht sich die Pulsplatte 62, wenn sich die Welle 20 dreht, und eine Reihe von Pulssignalen wird von dem Lichtsensor 66 und dem Lichtsensor 68 erfasst. Auf der Grundlage der erfassten Pulssignale (Anzahl der Pulse und Pulsbreite) wird eine vorherbestimmte Umlaufposition des Motors 10 bestimmt (d. h., es wird bestimmt, ob das Fensterglas eine vorherbestimmte Position erreicht hat), und eine vorherbestimmte Last des Motors 10 wird bestimmt (d. h., es wird bestimmt, ob ein Fremdkörper ergriffen worden ist, oder ob das Fensterglas komplett geschlossen worden ist).
Demgemäß kann, ohne irgendwelche entgegenwirkenden Effekte aufgrund der Stoßrüttelung des Rotors eines Gummikissens des Bremsmechanismus oder dergleichen, die Position der Bewegung des Fensterglases zu allen Zeitpunkten genau gemessen werden, und die an den Motor angelegte Last (d. h., ob ein Fremdkörper zwischen dem Fensterglas und dem Fensterrahmen ergriffen worden ist, oder ob das Fensterglas eine Bewegungsbegrenzung erreicht hat) kann zu allen Zeiten genau erfasst werden. Ferner sind eine genaue Erfassung und Steuerung selbst in einem Fall möglich, in welchem die Temperaturbedingungen fluktuieren, da die gegenwärtige Erfindung nicht einen Aufbau hat, wie ein herkömmlicher Motorumlaufpositionserfassungsmechanismus, der das Ergreifen eines Fremdkörpers (einer vorherbestimmten Last) durch einen Motorbremsstrom erfasst.
Weiterhin kann in der Vorrichtung 60 zum Erfassen der Position und der Last die Umlaufposition mittels der Pulsplatte 62 und der Lichtsensoren 66, 68, die nicht miteinander in Kontakt stehen, erfasst werden. Daher gibt es keine Fluktuationen in der Pulswellenform aufgrund von Abnutzungserscheinungen oder dergleichen, und das Erfassen kann noch genauer durchgeführt werden.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel sind die Lichtreflexionsbereiche 64 auf der oberen Oberfläche der Pulsplatte 62 ausgebildet. Jedoch ist die gegenwärtige Erfindung nicht darauf beschränkt. Wie in 12 dargestellt, können die Lichtreflexionsbereiche 72 auf der Umfangsseitenwand einer Pulsplatte 70 bereitgestellt sein, und die Lichtsensoren 66, 68 können so angeordnet sein, dass sie den Lichtreflexionsbereichen 72 gegenüberstehen. In diesem Fall können die Umlaufposition des Motors (d. h., die Position der Bewegung des Fensterglases) und die Umlaufgeschwindigkeit desselben (Last; d. h., ob ein Fremdkörper zwischen dem Fensterglas und dem Fensterrahmen ergriffen worden ist, oder ob das Fensterglas eine Bewegungsbeschränkung erreicht hat) zu allen Zeitpunkten genau erfasst werden, auf der Grundlage der erfassten Pulssignale.
Die oben beschriebene gegenwärtige Erfindung weist exzellente Effekte insoweit auf, dass eine vorherbestimmte Position der Bewegung eines sich bewegenden Objekts, wie eine Motorkraftabgabewelle oder dergleichen, mit hoher Genauigkeit erfasst werden kann, wenn die gegenwärtige Erfindung in einer elektrischen Scheibenheberapparatur für ein Fenster oder ein Sonnendach verwendet wird, und diese Effekte können durch einen einfachen Aufbau mit niedrigen Kosten realisiert werden.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl im Einzelnen als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims

Vorrichtung (30, 60) zum Erfassen der Position und der Last eines sich bewegenden Objekts zwecks Erfassens einer Position der Bewegung eines sich bewegenden Objekts, das sich nach vorne und nach hinten bewegt, und zwecks Erfassens einer Last, die an das sich bewegende Objekt angelegt ist, wobei besagte Vorrichtung (30, 60) folgendes umfasst: einen Pulsgenerator (42, 56, 62, 70); einen Pulsdetektor (48, 66, 68), der die von besagtem Pulsgenerator (42, 56, 62, 70) erzeugten Pulse erfasst; und eine Steuerschaltung (55), die, auf der Grundlage der von besagtem Pulsgenerator (42, 56, 62, 70) erzeugten Pulse, die Position der Bewegung des sich bewegenden Objekts und die Last, die an das sich bewegende Objekt angelegt ist, erfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Pulsgenerator (42, 56, 62, 70) integral mit einer das sich bewegende Objekt bildenden und als Kraftabgabewelle eines Motors (10) dienenden Welle (20), die sich nach vorne und nach hinten dreht, verbunden ist, wobei die Welle (20) mit einem Antriebsübertragungsglied (22) ausgestattet ist, der Pulsgenerator (42, 56, 62, 70) und die Welle (20) getrennt von einem Motorbereich (10A) des Motors (10) zum Antrieb des sie bewegenden Objekts sind, das Antriebsübertragungsglied (22) eine Antriebskraft des Motors (10) mittels der Welle (20) überträgt und der Pulsgenerator (42, 56, 62, 70) stets Pulse in Verbindung mit der Bewegung des sich bewegenden Objekts erzeugt, wobei besagter Pulsgenerator eine scheibenförmige Pulsplatte (42, 56) ist, die sich zusammen mit der Kraftabgabewelle (20) dreht und an welcher ein Leitbereich (46, 58), der kontinuierlich Ausnehmungen und Vorsprünge in vorherbestimmten Intervallen aufweist, bereitgestellt ist, wobei besagter Pulsdetektor ein Gleitkontakt (48) ist, der so angeordnet ist, dass er zu dem Leitbereich (46, 58) der Pulsplatte (42, 56) korrespondiert und denselben kontaktiert, oder besagter Pulsgenerator eine scheibenförmige Pulsplatte (62, 70) ist, die sich zusammen mit der Kraftabgabewelle (20) dreht und an welcher Lichtreflexionsbereiche (64, 72) kontinuierlich in vorherbestimmten Intervallen bereitgestellt sind, wobei besagter Pulsdetektor ein Lichtsensor (66, 68) ist, der so angeordnet ist, dass er zu den Lichtreflexionsbereichen (64, 72) der Pulsplatte (62, 70) korrespondiert und das von den Lichtreflexionsbereichen (64, 72) reflektierte Licht erfasst.
Vorrichtung zum Erfassen der Position und der Last eines sich bewegenden Objekts nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Steuerschaltung (55) die Position der Bewegung des sich bewegenden Objekts auf der Grundlage der Anzahl an Pulsen, die von besagtem Pulsgenerator (42, 56, 62, 70) erzeugt werden, und die Last, die an das sich bewegende Objekt angelegt wird, auf der Grundlage der Pulsbreite, der Pulsperiode und/oder der Pulsfrequenz der von besagtem Pulsgenerator (42, 56, 62, 70) erzeugten Pulse, erfasst.
Vorrichtung zum Erfassen der Position und der Last eines sich bewegenden Objekts nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass besagter Leitbereich (46) einen ersten Leitbereich (46A), der auf der Pulsplatte (42) bereitgestellt ist, und einen zweiten Leitbereich (46B) enthält, der benachbart zu dem ersten Leitbereich (46A) bereitgestellt ist und an welchem pulsförmige Ausnehmungen und Erhebungen kontinuierlich vorhanden sind, und der Gleitkontakt (48) eine Eingangskontaktplatte (50), die elastisch auf dem ersten Leitbereich (46A) aufliegt und stets den ersten Leitbereich (46A) kontaktiert sowie dem ersten Leitbereich (46A) Strom zuführt, und ein Paar von Ausgangskontaktplatten (52, 54) enthält, die elastisch auf dem zweiten Leitbereich aufliegen und periodisch den zweiten Leitbereich (46B) kontaktieren sowie, wenn die Pulsplatte (42) sich dreht, den an die Eingangskontaktplatte (50) angelegten Strom empfangen und Pulse an besagte Steuerschaltung (55) ausgeben.
Vorrichtung zum Erfassen der Position und der Last eines sich bewegenden Objekts nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kontaktposition einer der beiden Ausgangskontaktplatten (52, 54) mit dem zweiten Leitbereich (46B) versetzt ist gegenüber einer Kontaktposition der anderen der beiden Ausgangskontaktplatten (54, 52) mit dem zweiten Leitbereich (46B), so dass die Pulse mit einem Phasenunterschied ausgegeben werden und somit nicht in-Phase sowie nicht mit einer Phasenverschiebung von einem halben Zyklus vorhanden sind.
Vorrichtung zum Erfassen der Position und der Last eines sich bewegenden Objekts nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Leitbereich (46A) in einer Ringform in einem mittleren Bereich einer Oberfläche der Pulsplatte (42) bereitgestellt ist und der zweite Leitbereich (46B) so bereitgestellt ist, dass er benachbart zu dem Außenumfang des ersten Leitbereichs (46A) liegt.
Vorrichtung zum Erfassen der Position und der Last eines sich bewegenden Objekts nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Leitbereich (58) und der zweite Leitbereich (58) an einer Umfangsseitenwand der Pulsplatte (56) bereitgestellt sind.
Vorrichtung zum Erfassen der Position und der Last eines sich bewegenden Objekts nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Paar von Lichtsensoren (66, 68) bereitgestellt sind und eine Position, an welcher einer der beiden Lichtsensoren (66, 68) den Lichtreflexionsbereichen (64, 72) gegenüberliegt, gegenüber einer Position versetzt ist, an welcher der andere der beiden Lichtsensoren (68, 66) den Lichtreflexionsbereichen (64, 72) gegenüberliegt, so dass die Pulse mit einem Phasenunterschied ausgegeben werden und nicht in-Phase sowie nicht mit einer Phasenverschiebung von einem halben Zyklus vorhanden sind.
Vorrichtung zum Erfassen der Position und der Last eines sich bewegenden Objekts nach Anspruch 1, 2 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtreflexionsbereiche (64) an einem mittleren Bereich einer Fläche der Pulsplatte (62) bereitgestellt sind.
Vorrichtung zum Erfassen der Position und der Last eines sich bewegenden Objekts nach Anspruch 1, 2 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtreflexionsbereiche (72) an einer Umfangsseitenwand der Pulsplatte (70) bereitgestellt sind.