DE19911483C2

DE19911483C2 - Fensterhebervorrichtung mit Sicherheitseinrichtung

Info

Publication number: DE19911483C2
Application number: DE19911483A
Authority: DE
Inventors: Masanori Nishigaya
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1998-03-13
Filing date: 1999-03-15
Publication date: 2001-03-01
Anticipated expiration: 2019-03-16
Also published as: DE19911483A1; US6114820A; JPH11256920A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fensterhebervorrichtung mit einer Sicherheitsein richtung, welche ein für ein Fahrzeug, wie bspw. einem Kraftfahrzeug, vorgesehenes Fenster mittels eines Motors oder Ähnlichem öffnet/schließt und einen Sicherheitskon trollvorgang durchführt, um ein Festklemmen der Hand oder des Kopfs durch das Fenster zu verhindern. Insbesondere ist diese Erfindung auf eine Fensterhebervorrich tung gerichtet, deren Aufbau mit einem Lagesensor zum Erfassen der Lage des Fens ters aufweist, der einstückig am Motor vorgesehen ist.

Im allgemeinen beinhaltet eine Fensterhebevorrichtung eine Antriebsquelle, wie bspw. einen Motor, die das Fenster zum Durchführen eines Öffnungs-/Schließ-Vorgangs ve ranlaßt. Bei derartigen Fensterhebervorrichtungen treten Unfälle auf, wenn eine Hand oder der Kopf einer Person zwischen dem Fensterglas und dem Fensterrahmen einge klemmt ist. Daher wurde eine Vorrichtung vorgeschlagen, die eine Sicherheitseinrich tung beinhaltet, die den Schließvorgang des Fensters unterbricht oder das Fenster zum Durchführen eines Öffnungsvorganges veranlasst, wenn der vorangehend beschriebe ne Unfall betreffend das Einklemmen erfasst wurde.

Die Fensterhebervorrichtung der vorangegangenen Art wurde angepasst, um ein Ver fahren zum Erfassen des Einklemmens einer Hand oder eines Kopfes oder Ähnlichem zu beinhalten, indem die Öffnungs-/Schließ-Geschwindigkeit des Fenster oder die Dreh geschwindigkeit des Motors, die mit der Öffnungs-/Schließ-Geschwindigkeit korreliert, gemessen wird. Wenn die Geschwindigkeit auf einen Wert unterhalb eines Referenz wertes verringert wird, d. h., wenn sich auf das Fenster und den Motor wirkende Lasten vergrößern und sich daher die Drehgeschwindigkeit aufgrund eines Einklemmvorgan ges verringert, dann wird das Auftreten einer Einklemmung erfaßt.

Das obengenannte Erfassungsverfahren weist jedoch einen Fehler bei der Erfassung von Einklemmvorgängen auf, wenn sich die Bewegungsgeschwindigkeit des Fensters oder die Drehgeschwindigkeit des Motors verringert, weil das Fenster mit einem Dich tungsstreifen am Fensterrahmen in Kontakt kommt. Als Ergebnis wird der Schließvor gang des Fensters unerwünschterweise unterbrochen und daher kann das Fenster nicht vollständig geschlossen werden. Bei einem Fenster mit einem Dichtungsstreifen WS, der einen wie in der Fig. 7 gezeigten Querschnitt aufweist und der mit einem Rahmen SS verbunden ist, beginnt die Berührung des oberen Endes eines Fensterglases 7 durch den Dichtungsstreifen WS in einer Position ungefähr 4 mm vor der vollständig ge schlossenen Position des Fensters. Daher tritt ein Erfassungsfehler in dem Bereich auf, in dem der vorangehend beschriebene Kontakt stattfindet. Da die oben erwähnte Lücke von ungefähr 4 mm nur das Einklemmen des vorderen Endes eines Fingers ermöglicht, treten kaum Möglichkeiten von kritischen Sicherheitsproblemen bezüglich der oben er wähnten Lücke auf. Daher wird der Bereich von 4 mm zu einem Sicherheitskontroll- Sperrbereich gemacht, bei dem keine Sicherheitskontrollen stattfinden. Mit anderen Worten wird die Sicherheitskontrollvorrichtung in dieser Lücke nicht aktiviert.

Um den Sicherheitskontroll-Sperrbereich zu erkennen, wurde eine Technik vorgeschla gen, bei der die Lage des Fensters in Übereinstimmung mit einem Drehbetrag des Mo tors erfasst wird. Ein derartiges Mittel zum Erfassen eines Drehbetrages des Motors weist jedoch einen komplizierten Aufbau auf, was einen Anstieg der Kosten verursacht. Die Fensterhebervorrichtung weist einen Aufbau auf, bei dem die Drehkraft des Motors an das Fensterglas über eine Getriebevorrichtung, eine Draht-Scheiben-Vorrichtung usw. übertragen wird. Eine Drehung, die in Drehrichtung auftritt und von der angenom men wird, daß sie von einem für die Getriebevorrichtung vorgesehenen Dämpfer verur sacht wird, eine Verlängerung des Drahtes und ein Verschleiß der Scheibe können eine Abweichung zwischen der Drehgeschwindigkeit des Motors und geöffneten/geschlos senen Stellung des Fensters verursachen. Als Ergebnis kann der Sicherheitskontrollbe reich durch genaues Erfassen der geöffneten/geschlossenen Stellung des Fensters, d. h. genaue Erfassung des Sicherheitskontroll-Sperrbereiches, nicht auf einfache Weise erkannt werden.

Daher hat der Erfinder der vorliegenden Erfindung eine Fensterhebervorrichtung mit ei nem Aufbau vorgeschlagen, die eine Vorrichtung zum mechanischen und elektrischen Erfassen der geöffneten/geschlossenen Stellung des Fensters beinhaltet und die o bengenannten Probleme löst. Bei einer derartigen Fensterhebervorrichtung wird der Si cherheitskontroll-Sperrbereich in Übereinstimmung mit der geöffneten/geschlossenen Position des Fensters erkannt. Als eine Vorrichtung zum mechanischen und elektri schen Erfassen der geöffneten/geschlossenen Stellung des Fensters ist ein Lagesen sor mit einem Aufbau eines Potentiometers nahe der Schließstellung des Fensters an geordnet. Ein Ausgang des Lagesensors wird dazu verwendet, den Sicherheitskontroll- Sperrbereich zu erkennen.

Die obengenannte Vorrichtung benötigt jedoch Platz, damit der Lagesensor in der Nähe der Schließstellung des Fensters angeordnet werden kann. Daher kann eine Vereinfa chung des Aufbaus und eine ökonomische Raumausnutzung in der Nähe des Fensters eines Kraftfahrzeugs nicht zufriedenstellend realisiert werden. Da ein Fehler in der Posi tionierung des Sensors einen Fehler in der Erfassung der geöffneten/geschlossenen Stellung des Fensters verursacht, muss die Position, in der der Lagesensor montiert wird, genau kontrolliert werden. Im Ergebnis tritt damit das Problem auf, daß ein Befesti gungsvorgang bei der Fensterhebervorrichtung am Kraftfahrzeug nicht einfach vollendet werden kann. Ein anderes Problem besteht darin, daß die Genauigkeit, mit der die Posi tion erfaßt wird, nicht einfach verbessert werden kann.

Weiterhin ist aus DE 196 03 964 A1 eine Positionserfassungsvorrichtung bekannt, die ein Ringgetrieberad, dass auf einer Außenseite einer Ausgangswelle eines Motors an geordnet ist und sich mit der Drehung der Ausgangswelle dreht, feste Kontaktanschlüs se, die an einer Abdeckplatte befestigt sind, und einen Drehkontaktanschluss umfasst, der auf einem Ringgetrieberad vorgesehen ist. Wenn sich das Ringgetrieberad dreht, werden die festen Kontaktanschlüsse und der Drehkontaktanschluss in Kontakt mitein ander gebracht, so dass eine Drehposition der Ausgangswelle erfasst wird. Die Positi onserfassungsvorrichtung umfasst weiterhin einen Kopplungsmechanismus zum Ver hindern der Drehung des Ringgetrieberades um mehr als einen vorbestimmten Betrag, während die Drehung der Ausgangswelle des Motors im Kontaktzustand ermöglicht wird. Somit wird dieser Kontaktzustand beibehalten, selbst wenn die Ausgangswelle des Motors weitergedreht wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fensterhebervorrichtung mit einer Sicherheitseinrichtung bereitzustellen, welche einen Aufbau verwendet, bei der der Mo tor die geöffnete/geschlossene Stellung des Fensters erfasst, ohne daß es nötig ist, ei nen Sensor individuell in der Nähe der Schließstellung des Fensters anzubringen, und so das Problem der Notwendigkeit von zusätzlichem Einbauraum zu lösen, während gleichzeitig eine genaue Erfassung des Sicherheitskontroll-Fahrbereichs sichergestellt ist.

Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausfüh rungsformen sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung bewegt sich das Eingriffsstück, das durch die Dreh platte gestützt ist, in einer radialen Richtung entlang der geraden Führungsnut, die in der Drehplatte in radialer Richtung ausgebildet ist, während das Eingriffsstück durch die Spiralführungsnut geführt ist, wenn die Drehplatte durch den Motor gedreht wird. Wenn das Eingriffsstück von der inneren Position in Übereinstimmung mit einem Drehbetrag des Motors zur äußeren Position bewegt wurde, wird ein Gleitstück, das am Eingriffs stück vorgesehen ist, in Gleitkontakt mit dem Anschlussstück, das am Anschlussstück vorgesehen ist, gebracht. Daher wird das Anschlussstück in einen leitenden Zustand versetzt, so daß ein elektrisches Signal ausgegeben wird. Als Ergebnis kann die vorbe stimmte Drehstellung des Motors, d. h. der Sicherheits-Sperrbereich des Fensters beim Fensterheber, erfasst werden.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im folgenden unter Bezug nahme auf die Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht in der ein Gesamtaufbau einer Fensterhebervor richtung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt ist;

Fig. 2 zeigt eine teilweise perspektivische Explosionsansicht, in der ein Lage sensor gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt ist;

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht, in der der Lagesensor der Fig. 2 dargestellt ist;

Fig. 4 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV der Fig. 3;

Fig. 5 zeigt eine vergrößerte Ansicht, in der ein wesentlicher Teil des Betriebs des Lagesensors dargestellt ist;

Fig. 6 zeigt ein Blockdiagramm, in der ein Sicherheitskontroll- Funktionsschaltkreis entsprechend der vorliegenden Erfindung dargestellt ist; und

Fig. 7 zeigt eine Querschnittsansicht, in der der Laufkanalbereich des Fensters dargestellt ist.

Fig. 1 zeigt eine Ansicht des Gesamtaufbaus, in der eine Fensterhebervorrichtung dargestellt ist, bei der die vorliegende Erfindung verwendet wird. Fig. 1 zeigt das Fenster in einer geöffneten Stellung. Ein Öffnungs- /Schließ-Mechanismus 1 für das Fenster ist in einem Abschnitt der Karosserie eines Kraftfahrzeugs unterhalb des Fensters des Kraftfahrzeugs angeordnet. Der Öffnungs- /Schließmechanismus 1 für das Fenster weist eine sich vertikal erstreckende Schiene 2 auf. Die Schiene 2 hält ein Gleitstück 3 gleitend in senkrechter Richtung. Mit dem Gleit stück 3 ist ein Draht 4 verbunden. Der Draht 4 ist zwischen Scheiben 5 und 8 angeord net, die an oberen und unteren Enden der Schiene 2 angeordnet sind. Des weiteren läuft der Draht 4 entlang einer Scheibe 16 (später beschrieben), die für einen Bewe gungsabschnitt 6 des Fensterhebers vorgesehen ist und an einer im wesentlichen zwi schenliegenden Position der Schiene 2 befestigt und gehalten ist. Wie weiter unten be schrieben wird, ist der Bewegungsabschnitt 6 des Fensterhebers mit einem Motor 9 zum Drehen der Scheibe 16 ausgestattet. Wenn sich der Motor 9 dreht, dreht sich der Draht 4 derart, daß sich das Gleitstück 3 senkrecht bewegt. Ein Fensterglas 7 ist mit dem Gleitstück 3 so verbunden, daß es sich mit dem Gleitstück 3 zusammen in vertikaler Richtung bewegt, so daß ein durch einen Rahmen gebildeter Fensterraum geöff net/geschlossen wird.

Fig. 2 zeigt eine Perspektivansicht, die zum Teil im Schnitt dargestellt ist und in der der Aufbau des Motors 9 des Bewegungsabschnittes 6 des Fensterhebers dargestellt ist. Die Fig. 3 zeigt eine Draufsicht, in der der Motor 9 dargestellt ist. Fig. 4 zeigt eine Quer schnittsansicht entlang der Linie IV-IV, wie sie in der Fig. 3 dargestellt ist. Der Motor 9 weist grundsätzlich einen Aufbau auf, der dem eines herkömmlichen Motors entspricht. Eine Drehwelle 11 ist drehbar in einem Motorgehäuse 10 gelagert, wie durch eine ge strichelte Linie in der Fig. 2 angedeutet ist. Eine Motorverstelleinrichtung (nicht gezeigt) dreht den Motor 9. Mit der Drehwelle 11 ist eine Schnecke 12 einstückig verbunden. Ein Schneckenrad 13, das sich im Eingriff mit der Schnecke 12 befindet, dreht sich mit ver ringerter Geschwindigkeit mittels der Kraft des Drehvorgangs der Drehwelle 11. Daher wird die Drehkraft einer Ausgangswelle 14, welche eine Drehwelle des Schneckenrades 13 darstellt, ausgegeben. Ein Dämpfer 15 (vgl. Fig. 4) zum Dämpfen eines in Drehrich tung auftretenden Stoßes ist zwischen dem Schneckenrad 13 und der Ausgangswelle 14 angeordnet. Die beiden Enden der Ausgangswelle 14 stehen über die beiden Flä chen des Motorgehäuses 10 über. Ein Ende 14a der beiden Enden trägt eine Antriebs scheibe 16, die koaxial zum Schneckenrad 13 angeordnet ist und in Form eines zylindri schen Behälters ausgestaltet ist. Der Draht 4 zum Öffnen/Schließen des Fensterglases 7 ist um eine Spiralnut 16a gewickelt, die in der äußeren Fläche der Antriebsscheibe 16 ausgebildet ist.

Ein Lagesensor 20, der mit dem Motor integriert ist, ist mit dem anderen Ende 14b der Ausgangswelle 14 verbunden. Der Lagesensor 20 beinhaltet ein Gehäuse 21, das in Form eines flachen ovalen Behältnisses ausgebildet ist und so angeordnet ist, daß es einstückig mit dem Motorgehäuse 10 und einem Gehäusedeckel 22 zum Schließen ei ner Öffnung des Gehäuses 21 verbunden werden kann. Ein Ende 14b der Ausgangs welle des Motors steht über die innere Fläche des Bodens des Gehäuses 21 über. Des weiteren ragen zwei feste Wellen 23 und 24 zum drehbaren Lagern eines weiter unten beschriebenen Getriebes über die innere Fläche des Bodens des Gehäuses 21. Die Dicke des Bodens des Gehäusedeckels 22 ermöglicht die Ausformung einer spiralför migen Führungsnut 25, deren Mittelpunkt an einer Position gegenüber der Ausgangs welle 14 angeordnet ist und die sich in Richtung nach außen weg vom Mittelpunkt fort setzt.

Ein gedruckter Schaltkreis 26, ebenfalls von ovaler Form, ist fest im Gehäuse 21 aufge nommen. In einem Bereich der Oberfläche des gedruckten Schaltkreises 26, gegen überliegend dem äußeren Abschnitt der spiralförmigen Führungsnut 25, ist ein Paar von kreisbogenförmigen Anschlüßstücken 27, die sich in Längenrichtung der spiralförmigen Führungsnut 25 erstrecken und jeweils eine vorbestimmte Länge aufweisen, parallel zu einander angeordnet. Die Anschlußstücke 27 bestehen aus dünnen Kupferplatten, die in der Oberflächenschicht des gedruckten Schaltkreises 26 eingebettet sind, so daß sie oberflächenbündig mit der Oberfläche des gedruckten Schaltkreises 26 verlaufen. Der gedruckte Schaltkreis 26 weist eine Wellenöffnung 28 auf, in die das Ende 14b der Aus gangswelle eingesetzt ist sowie ein Fenster 29, in das die festen Wellen 23 und 24 ein gesetzt sind. Insbesondere ist ein Hall-Element 30 (weiter unten beschrieben) in einer Position angeordnet, die der festen Welle 24 gegenüberliegt. Ein Verbindungsstück 31, mit dem eine externe Steckverbindung verbunden wird, ist an einem Ende eines Ab schnittes von kleinem Durchmesser des gedruckten Schaltkreises 26 angeordnet, wobei das Verbindungsstück 31 elektrisch mit dem Anschlußstück 27 verbunden ist.

Zusätzlich ist ein erstes Zahnrad 32 mit einem großen Durchmesser, das einstückig mit dem Ende 14b der Ausgangswelle verbunden ist, nahe der rückwärtigen Seite des ge druckten Schaltkreises 26 angeordnet. Eine scheibenförmige Drehplatte 33 ist nahe der rechten Seite des gedruckten Schaltkreises 26 (gemäß der Ansicht der Fig. 2) und ge genüber der rückwärtigen Seite, an der das erste Zahnrad angeordnet ist, angeordnet. Ein zylindrischer Hülsenabschnitt 34, der an der Drehscheibe 33 vorgesehen ist, ist um einen Vorsprung 32a des ersten Zahnrades 32 herum angeordnet. Eine kreisförmige Feder 35 (vgl. Fig. 4) zum Aufprägen einer Klemmkraft in Richtung des mittleren Ab schnittes ist um den Hülsenabschnitt 34 befestigt. Die Klemmkraft der kreisförmigen Fe der 35 bewirkt, daß die innere Fläche des Hülsenabschnittes 34 sich unter Reibung mit der äußeren Fläche des Vorsprunges 32a des ersten Zahnrades 32 im Eingriff befindet. Die Reibeingriffskraft ermöglicht es, daß sich die Drehscheibe 33 einstückig mit dem er sten Zahnrad 32 und der Ausgangswelle 14 dreht.

Die Drehscheibe 33 ist mit einer geradlinigen Führungsnut 36 versehen, deren Länge in radialer Richtung größer ist als der größte Durchmesser der spiralförmigen Führungsnut 25, und die sich in radialer Richtung erstreckt. Ein Eingriffstück 37, welches sich in der geradlinigen Führungsnut 36 bewegen kann, greift in die geradlinige Führungsnut 36 ein. Ein Führungsstift 38, der in axialer Richtung vorsteht, ist einstückig mit der Fläche des Eingriffsstückes 37 gegenüberliegend der spiralförmigen Führungsnut 25 ausgebil det, so daß der Führungsstift in Richtung der spiralförmigen Führungsnut 25 vorsteht. Der Führungsstift 38 ist in die spiralförmige Führungsnut 25 eingesetzt. Ein Gleitstück 39, das aus einem gabelförmigen Metallteil besteht und derart angeordnet ist, daß es elastisch auf der Oberfläche des gedruckten Schaltkreises 26 gleitet, ist durch die ge genüberliegende Fläche des Eingriffsstückes 37 gehalten. Beide Gleitabschnitte des Gleitstückes 39 sind in einem Abstand voneinander beabstandet angeordnet, der gleich dem Abstand zwischen den Anschlüssen 27 ist, die am gedruckten Schaltkreis 26 vor gesehen sind.

Ein zweites Zahnrad 40 mit einem kleineren Durchmesser als das erste Zahnrad 32, das derart angeordnet ist, daß es sich mit dem ersten Zahnrad 32 im Eingriff befindet, ist drehbar mit den festen Wellen 23 und 24 im Gehäuse 21 nahe dem ersten Zahnrad 32 befestigt. Des weiteren weist ein drittes Zahnrad 41 einen kleineren Durchmesser auf als das zweite Zahnrad 40 und ist derart angeordnet, daß es sich mit dem zweiten Zahn rad 41 in Eingriff befindet, und ist drehbar mit demselben verbunden. Ein Scheibenab schnitt 42 ist einstückig beim dritten Zahnrad 41 ausgebildet. Ein ringförmiger Mehrpol magnet 43 mit abwechselnd an seiner äußeren Umfläche angeordneten Süd- und Nordpolen ist mit der inneren Fläche des Scheibenabschnittes 42 verbunden. Ein Hall- Element 30, welches eine elektromotive Kraft erzeugt, wenn das Hall-Element eine Än derung im magnetischen Fluß erfaßt, ist am gedruckten Schaltkreis 36 in einer Position gegenüber dem Mehrpolmagneten 43 angeordnet. Wenn sich daher das dritte Zahnrad 41 einmal dreht, kann das Hall-Element 30 eine Anzahl von Impulssignalen ausgege ben, die der Anzahl der Süd- und Nordpole des Mehrpolmagneten 43 entspricht. In Übereinstimmung mit der Beschleunigungsrate, die durch die Übersetzungsverhältnisse vom ersten Zahnrad 32 zum dritten Zahnrad 41 bestimmt wird, wird eine Vielzahl von Impulssignalen ausgegeben, wenn sich die Ausgangswelle 14 einmal dreht. Dabei ist anzumerken, daß ein Magnet in einem Abschnitt des Umfangs des dritten Zahnrades 41 angeordnet sein kann, um die Ausgabe eines Impulssignals vom Hall-Element 30 zu bewirken, wenn sich das dritte Zahnrad 41 einmal gedreht hat.

Beim Lagesensor 20 dreht sich die Schnecke 12 einstückig, wenn die Drehwelle 11 durch den Motor 9 gedreht wird. Daher wird das Schneckenrad 13 derart gedreht, daß sich die Ausgangswelle 14 einstückig mit dem Schneckenrad 13 dreht. Die Drehung der Ausgangswelle 14 verursacht eine Drehung der Antriebsscheibe 16. Daher wird der Draht 4 so angetrieben, daß das Fensterglas 7 geöffnet/geschlossen wird. Wenn sich die Ausgangswelle 14 dreht, drehen sich die Drehscheibe 33 und das erste Zahnrad 32 im Gehäuse 21. Daher wird das Eingriffsstück 37, das in der geraden Führungsnut 36 der Drehscheibe 33 gehalten ist, in der geradlinigen Führungsnut 36 in radialer Richtung bewegt, da der Führungsstift 38, der einstückig mit dem Eingriffsstück 37 ausgebildet ist, sich in der spiralförmigen Führungsnut 25 des Gehäusedeckels 22 bewegt, wenn sich die Drehscheibe 33 dreht. Die Gesamtlänge der spiralförmigen Führungsnut 25 ist der art ausgebildet, daß sie eins-zu-eins dem gesamten Bewegungsweg des Öffnungs- /Schließvorgangs des Fensters entspricht. Daher ist das Eingriffsstück 37 nahe der Mit telstellung angeordnet, wenn sich das Fenster in der vollständig geöffneten Stellung be findet, während das Eingriffsstück 37 zur äußeren Position bewegt ist, wenn sich das Fenster in der vollständig geschlossenen Position befindet.

Wenn der Motor 9 so gedreht wurde, daß das Fenster in eine Stellung nahe der voll ständig geschlossenen Stellung bewegt wurde, dann hat sich das Eingriffsstück 37 in den äußersten Bereich der spiralförmigen Führungsnut 25 bewegt. Wenn die Bewegung zum äußersten Bereiches durchgeführt wurde, wird das Gleitteil 39 des Eingriffsstückes 37 in Kontakt mit den beiden Anschlußstücken 27 an der Oberfläche des gedruckten Schaltkreises 26 gebracht, wie dies in der Fig. 5 in einer vergrößerten Ansicht darge stellt ist. Des weiteren gleitet das Gleitstück 39 an den Oberflächen der Anschlußstücke 27 derart, daß die beiden Anschlußstücke 27 miteinander durch das Gleitstück 39 lei tend verbunden werden. Wenn die Anschlußstücke 27 so ausgebildet sind, daß jedes eine vorbestimmte Länge aufweist, dann ermöglicht das Verbindungsstück 31, das mit den Anschlußstücken 27 verbunden ist, die genaue Erfassung eines Bereichs von einer Position nahe der vollständig geschlossenen Position des Fensters bis zur vollständig geschlossenen Position, mit anderen Worten den Sicherheitskontroll-Sperrbereich von einer Position 4 mm vor dem vollständig geschlossenen Zustand des Fensters bis zum vollständig geschlossenen Zustand.

Fig. 6 zeigt ein Schaltkreis-Blockdiagramm, in dem der Gesamtaufbau der Sicherheit seinrichtung dargestellt ist, die den Lagesensor 20 aufweist. Die Sicherheitseinrichtung beinhaltet den Öffnungs-/Schließ-Mechanismus 1 des Fensters zum Öffnen/Schließen des Fensterglases 7; den Motor 9, der als Antriebsquelle zum Betätigen des Fensteröff nungs-/Schließmechanismus 1 dient; den Lagesensor 20 zum Erfassen der geöffne ten/geschlossenen Position des Fensterglases 7, die durch den Motor 9 realisiert wird; einen Motordrehkreis 44 zum Drehen des Motors 9; einen Öffnungs-/Schließ-Schalter 45, der betätigt wird, wenn sich das Fenster öffnet/schließt; und eine Verarbeitungsein richtung 50 zum Steuern des Vorgangs zum Öffnen/Schließen des Fensters in Überein stimmung mit dem Ausgang der vorangegangenen Einrichtungen, um eine Sicherheits kontrollfunktion zur Verhinderung des Einklemmens durchzuführen. Vom Hall-Element 30 ausgegebenen Pulssignale des Lagesensors 20 werden an eine Erfassungsvorrich tung 51 für die geöffnete/geschlossene Position des Fensters geleitet. Ein Ausgang ei ner Erfassungsvorrichtung 52 der Öffnungs/Schließ-Richtung eines Fensters zum Er fassen einer Öffnungs/Schließ-Richtung des Fensters als Antwort auf ein Signal zum Öffnen und ein Signal zum Schließen, das vom Öffnungs-/Schließ-Schalter 45 zugeleitet wird, wird an die Erfassungseinrichtung 51 für die geöffnete/geschlossene Position des Fensters geleitet. Die Erfassungseinrichtung 51 für die geöffnete/geschlossene Position des Fensters umfaßt bspw. einen Auf/Ab-Zähler. Eine Zählung, die einem vollständig geschlossenen Zustand des Fensters entspricht, wird auf "0" initialisiert. Als Antwort auf das Signal, das der Öffnungsrichtung entspricht und das von der Erfassungsvorrichtung 52 für die Öffnungs-/Schließ-Richtung des Fensters übertragen wird, werden die Impuls signale in negativer Richtung gezählt. Als Antwort auf das Signal, das der Richtung zum Schließen entspricht, werden die Impulssignale in positiver Richtung gezählt. In Abhän gigkeit von den Zählungen kann die geöffnete/geschlossene Position des Fensters er faßt werden.

Eine Erfassungsvorrichtung 53 für den Sicherheitskontroll-Sperrbereich wird mit Aus gängen versorgt, die die Position des Fensters repräsentieren und von den Anschluß stücken 27 des Lagesensors 20 übertragen werden. Auf diese Weise wird eine Zeit spanne, bei der die Ausgänge, die die Position darstellen, vorliegen, als Sicherheitskon troll-Sperrbereich erkannt, um so ein Erkennungssignal an die Erfassungsvorrichtung 54 des Sicherheitskontrollbereichs auszugeben. Ein Ausgang von der Erfassungsvorrich tung 51 der geöffneten/geschlossenen Position des Fensters wurde an die Erfassungs vorrichtung 54 für den Sicherheitskontrollbereich ausgegeben. In Übereinstimmung mit dem Ausgang von der Erfassungseinrichtung 51 für die geöffnete/geschlossene Positi on des Fensters und dem der Erfassungsvorrichtung 53 für den Sicherheitskontroll- Sperrbereich wird der Bereich, bei dem die Sicherheitskontrolle durchgeführt wird, im Bereich vom vollständig geöffneten Zustand des Fensters bis in einen Bereich unmittel bar vor dem vollständig geschlossenen Zustand des Fensters bestimmt, d. h., im Bereich von dem vollständig geöffneten Zustand des Fensters bis zum vollständig geschlosse nen Zustand desselben. Ein Teil des Ausgangs der Erfassungsvorrichtung 54 des Si cherheitskontrollbereichs wird an eine der Eingangsanschlüsse eines UND Tores 55 geleitet. Ein anderer Teil des Ausgangs wird einer Funktionsbefehlsvorrichtung 56 zu geleitet.

Das vom Hall-Element 30 an den Lagesensor 20 übertragene Impulssignal wird sowohl an eine Absolutgeschwindigkeits-Erfassungsvorrichtung 57 als auch an eine Relativge schwindigkeits-Erfassungsvorrichtung 58 geleitet. Die Absolutgeschwindigkeits- Erfassungsvorrichtung 57 erfaßt eine Zeitspanne von einem Zeitpunkt an, bei dem der Öffnungs-/Schließ-Schalter 45 bei einem ersten Übergang eines nächsten Impulssignals oder der Zeitspanne zwischen den ersten Übergängen des Impulssignals angeschaltet wurde. Daher stellt die Absolutgeschwindigkeits-Erfassungsvorrichtung 57 einen Ver gleich an, um festzustellen, ob oder ob nicht eine Drehgeschwindigkeit des Motors 9 zum Öffnen/Schließen des Fensterglases 7, d. h., die Öffnungs-/Schließgeschwindigkeit, größer ist als eine vorbestimmte Referenzgeschwindigkeit. Eine erste Einklemm- Erfassungsvorrichtung 59 erfaßt einen Einklemm-Zustand von Fremdmaterialien, wenn die Absolutgeschwindigkeit höher als die Referenzgeschwindigkeit ist. Wenn die Dreh geschwindigkeit des Motors 9 20 ms/Umdrehung oder weniger beträgt, wird ein Ein klemmzustand erfaßt. Die Relativgeschwindigkeits-Erfassungsvorrichtung 58 erfaßt Zeitspannen von Impulssignalen, die sequentiell ausgegeben wurden, um eine Ge schwindigkeitsänderung im Öffnungs-/Schließ-Vorgang des Motors 9 zu erfassen, d. h., die Relativgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Verhältnis der Zeitspannen. Eine zweite Einklemm-Erfassungsvorrichtung 60 erfaßt das Einklemmen von Fremdmaterialien, wenn die Relativgeschwindigkeit niedriger als ein vorbestimmter Wert ist. Wenn die Re lativgeschwindigkeit um 10% oder mehr verringert ist, wird ein Einklemm-Zustand er faßt.

Die Ausgänge von den ersten und zweiten Einklemm-Erfassungsvorrichtungen 59 und 60 werden Eingangsanschlüssen eines ODER Tores 61 zugeleitet. Ein Ausgang vom ODER Tor 61 wird dem anderen Eingangsanschluß des UND Tors 55 zugeleitet. Ein Ausgang des UND Tores 55 wird einer Befehlsvorrichtung 62 für die Sicherheitskon trollfunktion zugeleitet. Wenn das Erfassungssignal des Einklemmens der Befehlsvor richtung 62 für die Sicherheitskontrollfunktion zugeleitet wurde, steuert die Befehlsvor richtung 62 für die Sicherheitskontrollfunktion die Funktionsbefehlsvorrichtung 56 und führt die Sicherheitskontrollfunktion durch. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Steuerung derart ausgeführt, daß sich das Fensterglas 7 in Öffnungsrichtung um eine Distanz von 12 cm von der geöffneten/geschlossenen Position bewegt.

Auf diese Weise kann die Sicherheitseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung den Öffnungs-/Schließ-Zustand und die geöffnete/geschlossene Position des Fensters als Antwort auf Impulssignale erkennen, die von dem im Lagesensor 20 beinhalteten Hall- Element 30 zugeleitet worden sind. In Abhängigkeit von den Ausgängen der Anschlüsse 27 des Lagesensors 20 kann erkannt werden, ob oder ob nicht das Fenster im Sicher heitskontroll-Sperrbereich positioniert ist. Wenn das Fenster im Sicherheitskontrollbe reich positioniert ist, werden die Absolutgeschwindigkeit und die Relativgeschwindigkeit für den Öffnungs-/Schließ-Vorgang des Fensters als Antwort auf das vom Hall-Element 30 übertragene Impulssignal berechnet. Die berechneten Geschwindigkeiten werden in einem Vergleich mit einem Referenzwert unterworfen, so daß ein Einklemmen durch das Fenster erfaßt wird. Wenn ein Einklemmen erfaßt wurde, unterbricht der Motordreh kreis 44 die Drehung des Motors und der Öffnungsvorgang wird in einer vorbestimmten Größe ausgeführt. Auf diese Weise kann eine Sicherheit gewährleistet sein.

Wenn der Lagesensor 20 gemäß dem Ausführungsbeispiel verwendet wird, kann die geöffnete/geschlossene Position des Fensters, insbesondere eine Position nahe der vollständig geschlossenen Position des Fensters mechanisch und elektrisch erfaßt wer den. Daher kann der Sicherheitskontroll-Sperrbereich des Fensters erkannt und Fehler im Erfassen des Einklemmens können verhindert werden. Da der Lagesensor 20 ein stückig mit dem Motor 9 ausgebildet ist, wird Platz zum Anbringen des Lagesensors na he dem Fenster nicht benötigt. Als Ergebnis kann der Aufbau in der Nähe des Fensters des Kraftfahrzeugs vereinfacht und Platz eingespart werden. Des weiteren bewirkt ein Fehler in der Befestigungsposition des Lagesensors 20 keinen Fehler in der Erfassung der geöffneten/geschlossenen Position des Fensters. Da das Hall-Element 30 zum Er fassen des Drehzustands des Motors 9 im Lagesensor 20 aufgenommen ist, kann die Anzahl der Bauteile, die zum Aufbau der Sicherheitskontrolleinrichtung benötigt werden, verringert werden. Zusätzlich ist es vorteilhaft, daß sich die Anzahl der Schritte zum Zu sammenbau der Fensterhebervorrichtung verringert.

Wenn ein Verschleiß des Dichtstreifens oder ein lockerer Draht 4 im Öffnungs-/Schließ- Mechanismus 1 des Fensters bewirkt, daß sich die vollständig geschlossene Position des Fensters in die Schließrichtung bewegt, dann weicht die relative Position zwischen der Position des Fensters und dem Lagesensor 20 ab. Als Ergebnis ist zu befürchten, daß ein Fehler auftritt, wenn die vollständig geschlossene Position in Übereinstimmung mit der Ausgangsspannung vom Lagesensor 20 erfaßt wird. Der Lagesensor 20 ist je doch so aufgebaut, daß sich die Drehscheibe 33 reibschlüssig mit dem Vorsprung 32a des ersten Zahnrades 32, das einstückig an der Ausgangswelle 14b vorgesehen ist, im Eingriff befindet. Daher befindet sich das Fenster selbst dann nicht in einem vollständig geschlossenem Zustand, wenn das Eingriffsstück 37 am äußeren Ende in radialer Richtung angekommen ist. Selbst wenn sich die Ausgangswelle 14b des Motors 9 dreht, dreht sich das erste Zahnrad 33, das einstückig an der Ausgangswelle 14b vorgesehen ist, bezüglich der Drehscheibe 33 im Leerlauf.

Wenn die Drehung des Motors unterbrochen wurde, wenn sich das Fenster in der voll ständig geschlossenen Position befindet, wird ein Zustand, bei dem sich auch das Ein griffsstück 37 an der Endstellung befindet, beibehalten. Daher kann ein Fehler zwischen den beiden Einheiten korrigiert werden. Der vorangehend beschriebene Vorgang wird auf ähnliche Weise durchgeführt, wenn das Eingriffsstück 37 an seiner Endstellung na he dem Mittelabschnitt vor der Drehung der Drehscheibe 33 in der Gegenrichtung an gekommen ist, d. h., vor der Bewegung des Fensters in die vollständig geschlossene Position. Daher kann ein Fehler zwischen der tatsächlichen geöffneten/geschlossenen Position des Fensters und der Position des Eingriffsstückes 37, das entlang der spiral förmigen Führungsnut 25 bewegt wird, immer korrigiert werden. Da die Anschlüsse 27 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel oberflächenbündig mit der Oberfläche des gedruckten Schaltkreises 26 sind, werden mechanische Spannungen nicht an das Kontaktteil übertragen, wenn das Kontaktteil 39 in Kontakt mit den Anschlußstücken 27 gebracht wird. Daher kann das Kontaktteil in einem stabilen Zustand mit den Anschlüs sen 27 in Kontakt gebracht werden. Als Ergebnis kann der Sicherheitskontroll- Sperrbereich genau erkannt werden.

Die Anschlüsse 27 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, die aus leitenden Filmen aufgebaut sind, können durch einen Widerstandsfilm gebildet sein, um die Posi tion des Eingriffsstückes als Änderung des Widerstandes zu erfassen. Damit kann die Position des Fensters im Sicherheitskontroll-Sperrbereich noch genauer erfaßt werden. Obwohl das vorangehend beschriebene Ausführungsbeispiel mit einem Aufbau erläutert wurde, bei dem das Hall-Element 30 einstückig im Lagesensor 20 aufgenommen ist, kann natürlich auch ein Aufbau, der das Hall-Element nicht beinhaltet, verwendet wer den. Beispielsweise ist eine Fensterhebervorrichtung, die gemäß einem Verfahren aus gebildet ist, bei dem ein Einklemmen im Fenster in Abhängigkeit von einem elektrischen Strom im Motor erfaßt wird, derart aufgebaut, daß das Hall-Element nicht vorhanden ist. Beim vorangehenden Fall sind der gedruckte Schaltkreis und die ersten bis dritten Zahnräder nicht notwendig. Anstelle des Hall-Elements kann eine drehbare Bürsten struktur verwendet werden, um die Ausgabe eines Impulssignals von der drehbaren Bürstenstruktur zu bewirken, wenn sich das dritte Zahnrad dreht.

Die Drehscheibe gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine geradlinige Führungsnut auf, um das Eingriffsstück zu halten. Daher kann die Drehscheibe auch als ein Dreharm ausgebildet sein, der sich in radialer Richtung geradlinig erstreckt. Wenn das Hall- Element, wie oben beschrieben, weggelassen wird, kann der Lagesensor einen Aufbau aufweisen, bei dem eine spiralförmige Führungsnut in der inneren Fläche des Gehäuses ausgebildet ist und die Anschlüsse an der inneren Fläche des Gehäusedeckels ange ordnet sein, um auf den gedruckten Schaltkreis zu verzichten.

Wie oben beschrieben wurde, ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Lagesensor vorgesehen, welcher einen Bereich nahe der vollständig geschlossenen Stellung des Fensters in Abhängigkeit von einem Drehbetrag der drehbaren Ausgangswelle des Motors erfaßt. Als Lagesensor bewegt sich das Eingriffsstück, das in der Drehscheibe gelagert ist, die sich aufgrund der Ausgangswelle des Motors dreht, in der geraden Füh rungsnut der Drehscheibe in radialer Richtung, während es durch die spiralförmige Füh rungsnut geführt wird. Wenn sich das Eingriffsstück in die äußere Position der spiralför migen Führungsnut bewegt hat und in Kontakt mit den Anschlüssen gebracht wurde, kann ein Ausgangssignal erhalten werden, mit dem der Sicherheitskontroll-Sperrbereich erfaßt werden kann. Daher kann ein Fehler bei der Erfassung des Einklemmens, das während der Sicherheitskontrolle auftritt, die durch die Fensterhebervorrichtung durch geführt wird, verhindert werden. Auf diese Weise kann eine zuverlässige Sicherheits kontrollfunktion ausgeführt werden. Da die vorliegende Erfindung den Aufbau aufweist, daß sich die Drehscheibe und das Eingriffsstück entlang der spiralförmigen Führungsnut drehen, kann die auf den Motor ausgeübte Last im Vergleich mit dem Aufbau verringert werden, bei dem sich der spiralförmige Führungsnutabschnitt dreht. Daher kann die Er fassung mit einer höheren Geschwindigkeit bei dem Drehvorgang durchgeführt werden.

Im Vergleich zu einem Aufbau, bei dem die Anzahl von Umdrehungen der Ausgangs welle des Motors verringert ist, und die Positionserfassung mittels eines Aufbaus mit ei nem Potentiometer unter Verwendung der verringerten Anzahl von Umdrehungen durchgeführt wird, kann die Genauigkeit des Sensors zur Erfassung der Position bezüg lich einer Änderung des Drehwinkels verbessert werden. Im Vergleich zu einem Aufbau, bei dem die Position entsprechend einem Bewegungsbetrag des Fensters eins-zu-eins erfaßt wird und eine Vielzahl von Umdrehungen der Ausgangswelle des Motors als eine wiederholte Änderung im Widerstandswert im Potentiometer-Sensor erfaßt wird und ei ne Verarbeitung des erfaßten Ausgangssignals in einem elektrischen Schaltkreis folgt, kann der Aufbau des Schaltkreises beträchtlich vereinfacht werden. Des weiteren kann das Auftreten eines Fehlers bei den Verarbeitungen im Schaltkreis verhindert werden und daher kann die Erfassung genau erfolgen.

Bezugszeichenliste

1

Öffnungs-/Schließ-Mechanismus

7

Fensterglas

9

Motor

27

Anschluß

30

Hall-Element

44

Schalter für den Motorantrieb

45

Öffnungs-/Schließ-Schalter

50

Verarbeitungseinrichtung

51

Erfassungsvorrichtung für die geöffnete/geschlossene Position

52

Erfassungsvorrichtung für die Öffnungs-/Schließ-Richtung

53

Erfassungsvorrichtung für den Sicherheitskontroll-Sperrbereich

54

Erfassungsvorrichtung für den Sicherheitskontrollbereich

56

Funktionsbefehlsvorrichtung

57

Erfassungsvorrichtung für die Absolutgeschwindigkeit

58

Erfassungsvorrichtung für die Relativgeschwindigkeit

59

erste Erfassungsvorrichtung für einen Einklemmvorgang

60

zweite Erfassungsvorrichtung für einen Einklemmvorgang

62

Funktionsbefehlsvorrichtung für die Sicherheitskontrolle

Claims

1. Fensterhebervorrichtung mit einer Sicherheitseinrichtung, umfassend:
einen Lagesensor (20) zum Erfassen einer geöffneten/geschlossenen Stellung eines Fensters, das durch einen Motor (9) geöffnet/geschlossen wird, um eine Sicherheitskontrollfunktion zum Verhindern von Einklemmen in Übereinstimmung mit der erfassten, geöffneten/geschlossenen Stellung durchzuführen, wobei der Lagesensor (20) eine spiralförmige Führung (25) beinhaltet, die fest in einem einstückig durch den Motor gehaltenen Gehäuse (21) angeordnet ist;
eine Drehscheibe (33), die drehbar entlang einer Führungsfläche der spiralförmi gen Führung (25) mittels einer Ausgangswelle (14) des Motors ausgebildet ist, die in der Mitte der Spiralführung (25) angeordnet und die mit einer geradlinigen Führungsnut (36) versehen ist, die in radialer Richtung ausgebildet ist;
einen Anschluß (27), der an einer vorbestimmten Position im Gehäuse (21) ge genüber einem vorbestimmten Bereich der Spiralführung (25) angeordnet ist; und
ein Eingriffsstück (37), das in der geradlinigen Führungsnut (26) der Drehscheibe (33) gehalten und ausgebildet ist, entlang der geradlinigen Führungsnut (26) be wegt zu werden, während das Eingriffsstück (37) durch die Spiralführung (25) geführt ist und in einer vorbestimmten Bewegungsstellung in Kontakt mit dem Anschluss (27) gebracht ist, um die Ausgabe eines elektrischen Signals vom An schluss (27) zu ermöglichen.

2. Fensterhebervorrichtung mit einer Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, wo bei der Anschluss (27) durch ein Paar von leitenden Filmen gebildet ist, die elek trisch leitend durch das Eingriffsstück (37) verbunden sind, wenn sich das Ein griffsstück (37) in eine Stellung bewegt hat, die einem vorbestimmten Abstand von einer vollständig geschlossenen Stellung des Fensters entlang der Richtung entspricht, in der das Fenster geöffnet wird.

3. Fensterhebervorrichtung mit einer Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Lagesensor (20) mit einem Zahnrad (41), das ausgebildet ist, mit der Ausgangswelle des Motors gedreht zu werden, mit einem Magneten (43), der in zumindest einem Abschnitt des Umfangs des Zahnrades angeordnet ist, und mit einem Hall-Element (30) versehen ist, das nahe dem Zahnrad angeordnet ist und ausgebildet ist, einen Drehzustand des Magneten (43) zu erfassen, der durch die Drehung des Zahnrades verursacht wird, und wobei zumindest die geöffne te/geschlossene Position des Fensters als Antwort auf ein Impulssignal erfasst wird, das vom Hall-Element (30) ausgegeben ist.

4. Fensterhebervorrichtung mit einer Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Lagesensor (20) mit einem Zahnrad (41), das ausgebildet ist, durch die Ausgangswelle des Motors (9) gedreht zu werden, mit einem Magneten (43), der in zumindest einem Abschnitt des Umfangs des Zahnrades angeordnet ist, und mit einem Hall-Element (30) versehen ist, das nahe dem Zahnrad angeord net ist und ausgebildet ist, einen Drehzustand des Magneten (43) zu erfassen, der durch die Drehung des Zahnrades verursacht ist, und wobei ein Einklemmen im Fenster als Antwort auf ein Impulssignal erfasst wird, das vom Hall-Element (30) ausgegeben ist.

5. Fensterhebervorrichtung mit einer Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, wo bei ein Führungsstift (38) und ein Gleitstück (39) am Eingriffsstück (37) ausgebil det sind, wobei sich ferner der Führungsstift (38) von einer Oberfläche des Ein griffsstückes (37) derart wegerstreckt, daß er in die Spiralführung (25) eingesetzt ist, und wobei des weiteren das Gleitstück (39) sich von einer weiteren Oberflä che des Eingriffsstückes (37) derart wegerstreckt, daß es elastisch auf dem An schluss (27) gleitet.