Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung betrifft eine Rückspiegelvorrichtung für
ein Straßenfahrzeug. Die Vorrichtung positioniert den Spiegel
entsprechend einem Regelsignal.
Hintergrund der Erfindung
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In unserem früheren UK Patent Nr. 2 259 064, haben wir
eine Vorrichtung offenbart und beansprucht, bei welcher die
Stellung des Rückspiegels gemäß dem Winkel zwischen der
Zugmaschine und dem Anhänger geregelt wurde, so daß der Fahrer
beim Benutzen des Spiegels immer entlang der Seite des
Anhängers die Innenseite der Kurve einsehen kann. Dies wurde
bei einem gelenkigen Fahrzeug durch Detektieren der Drehung
des Anhängers relativ zur Zugmaschine erreicht. Jeder Spiegel
wurde mit einem Antriebsmittel, das ein bogenförmiges Zahnrad
aufweist, welches von einem Schneckengetriebe, das von einem
elektrischen Motor gedreht wird, angetrieben wird, und einem
Potentiometer ausgestattet, das dazu dient, ein elektrisches
Signal zu liefern, welches die Winkelposition des Spiegels
bezeichnet.
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Das Problem beim Konstruieren einer solchen Anordnung ist
das Verhindern einer Gegenreaktion des Zahnrads, ohne die
Kosten extrem ansteigen zu lassen. Es wäre auch wünschenswert,
fähig zu sein, den Spiegel bei einem Aufprall umklappen zu
können, ohne ihn zu beschädigen, und anschließend eine
schnelle Wiederherstellung der gewünschten Ausrichtung des
umgeklappten Spiegels zu erlauben.
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Die vorliegende Erfindung versucht diese Probleme zu
überwinden.
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Ein Rückspiegel gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus
der WO-A-9320791 bekannt.
Zusammenfassung der Erfindung
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Gemäß der Erfindung, ist eine einstellbare
Rückspiegelvorrichtung für ein Straßenfahrzeug vorgesehen,
wobei der Spiegel ein Antriebsmittel zum Drehen des Spiegels
um einen Winkel aufweist, der von einem Regelsignal festgelegt
wird, und das Antriebsmittel ein Abtriebsgetriebe aufweist,
das von einem Antriebsgetriebe angetrieben wird, welches von
einem Motor gedreht wird, wobei der Motor und das Antriebsrad
so montiert sind, daß das Abtriebsgetriebe und das
Antriebsgetriebe unter Verspannung im Eingriff stehen, wobei
eine Trennung der Zahnräder möglich ist, wenn eine vorher
bestimmte Last auf die Zahnräder überschritten wird.
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Das Antriebsgetriebe, welches geeigneter Weise ein
Schneckengetriebe ist, wird vorzugsweise von einer Blattfeder
getragen. Die Spiegelvorrichtung weist vorzugsweise einen
elektrischen Schaltkreise für den Empfang des Regelsignals und
zur Regelung des Betriebs des Motors auf, der zur
Positionierung des Spiegels dient, wobei die elektronische
Schaltkreiseinrichtung auf einer federnd flexiblen
Leiterplatte angebracht ist, die ebenfalls als Blattfeder
dient.
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Das Antriebsgetriebe, welches geeigneterweise ein
Schneckengetriebe ist, wird vorzugsweise von einer Blattfeder
getragen. Die Spiegelvorrichtung weist vorzugsweise eine
elektronische Schaltkreiseinrichtung zum Empfangen des
Regelsignals und zum Regeln des Motorbetriebs zum
Positionieren des Spiegels eng, wobei die elektronische
Schaltkreiseinrichtung auf einer federnd flexiblen
Leiterplatte montiert ist, die auch als Blattfeder dient.
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Das Abtriebsgetriebe stellt geeigneterweise ein gebogenes
Zahnrad mit beispielsweise einem Bogenwinkel von 180 dar.
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Die Leiterplatte ist geeigneterweise von allgemein
erhältlicher Art, hergestellt aus glasverstärktem Kunststoff.
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Der Spiegel ist in geeigneterweise auf einem steifen
Chassis, das am Fahrzeug anbringbar ist, montiert, wobei die
Leiterplatte an einem Ende des Chassis festgemacht wird, und
zusätzlich gemäß der Kraft, die zwischen den Zahnrädern
benötigt wird, an dem Chassis an einer Position zwischen den
Enden der Platte festgeklemmt wird. Die Position wird von der
Art und Dicke der Platte und insbesondere von ihrer Federung
und Elastizität abhängen.
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Die Anordnung gemäß diesem Aspekt der Erfindung erlaubt
eine Kompaktheit und Einfachheit der Konstruktion und
gleichzeitig die Möglichkeit, daß der Spiegel, zum Beispiel im
Falle eines Aufpralls, schnell seine Position ändert, ohne daß
der Spiegel oder der Antriebsmechanismus beschädigt werden.
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Gemäß eines anderen Aspekts der Erfindung, ist eine sich
automatisch anpassende Rückspiegelvorrichtung für ein
Straßenfahrzeug vorgesehen, wobei die Vorrichtung
Antriebsmittel zum Drehen des Spiegels in einen bestimmten
Winkel, der durch ein Regelsignal festgelegt wird, und
Regeleinrichtungen für den Empfang des Regelsignals und zum
Regeln der Funktionsfähigkeit des Motors, der den Spiegel
positioniert, aufweist, und wobei die Regeleinrichtungen
Geräte zum Signalisieren der momentanen Winkelposition des
Spiegels, Geräte zum Vergleich der momentanen Winkelposition
des Spiegels mit der gewünschten Position, die durch das
Regelsignal festgelegt wird, und zur entsprechenden Festlegung
der benötigten Richtung und Geschwindigkeit, um den Spiegel in
die gewünschte Position zu bringen, Geräte zum Vergleich der
Geschwindigkeit, was anhand der momentanen Geschwindigkeit
bestimmt wird, um einen Geschwindigkeitsfehler zu produzieren,
und schließlich Geräte aufweist, die die Motorgeschwindigkeit
gemäß dem Fehlerwert anpassen.
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Die Erfindung sieht ebenfalls ein Verfahren zum Anpassen
der Position eines Rückspiegels eines Straßenfahrzeugs vor,
wobei der Spiegel Antriebsmittel zum Drehen des Spiegels in
die gewünschte Winkelposition, welche durch ein Kontrollsignal
festgelegt wird, aufweist, und das Verfahren eine Messung der
momentanen Winkelposition des Spiegels vorsieht und durch den
Unterschied zwischen der gemessenen Position und der
gewünschten Position die erforderliche Richtung und
Geschwindigkeit festlegt, um den Spiegel in seine gewünschte
Position zu bringen, und die momentane Geschwindigkeit des
Spiegels feststellt und die Spiegelgeschwindigkeit gemäß dem
Unterschied zwischen momentaner und benötigter Geschwindigkeit
anpaßt.
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Die gewünschte Geschwindigkeit kann durch gespeicherte
Daten in Form von Suchtabellen festgelegt werden, wobei in den
Suchtabellen Geschwindigkeitswerte gegenüber
Winkelfehlerwerten gespeichert sind. Die Geschwindigkeitsanpassung kann
außerdem auf der Grundlage von gespeicherten Suchtabellen
ausgeführt werden, welche die Änderung der Leistung festlegen,
welche dem Motor auf Basis des Fehlers der gewünschten
Geschwindigkeit zugeführt wird. Der Motor kann auch so
geregelt werden, daß die Bewegung des Spiegels unterbrochen
wird.
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Durch Regelung der Geschwindigkeit der Drehung des
Spiegels entsprechend dem Fehler der berechneten
Geschwindigkeit, wird es der Vorrichtung ermöglicht einen
einfachen elektrischen Motor, anstelle eines
kostenintensiveren Schrittmotors der ähnlichem, zum Bewegen
des Spiegels zu verwenden, wobei dennoch eine genaue
Positionierung mit weichen Einstellungen möglich ist, was
besser ist als schnelle abrupte Bewegungen, da dies den
Gebrauch des Spiegels schwierig macht.
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Die Erfindung ist anwendbar bei der Positionierung von
Spiegeln durch Joystick oder ähnlichen Vorrichtungen, oder bei
automatisch drehenden Spiegeln bei gelenkigen Fahrzeugen, wie
beispielsweise in unserem Patent Nr. GB 2 259 064 beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
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In den Figuren, welche beispielhaft Ausführungsformen der
Erfindung darstellen, zeigen:
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Fig. 1 eine Seitenansicht der Spiegelantriebseinheit
entsprechend einem Aspekt der Erfindung;
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Fig. 2 einen oberen Grundriß der Antriebseinheit aus
Fig. 1;
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Fig. 3 ein Diagramm der Motorregeleinrichtung; und
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Fig. 4 ein Ablaufdiagramm, das die Funktion der
Regeleinrichtung darstellt.
Detaillierte Beschreibung der dargestellten Ausführungsformen
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Zuerst bezugnehmend auf Fig. 1 und 2, weist die
Spiegelantriebseinheit ein Chassis 1 auf, welches von einer
Klammer 2 getragen wird, die eine Klemme 3 zum Anbringen an
einem passenden Teil des Fahrzeugs, zum Beispiel an einer
Spiegelmontierklammer, welche an der Tür eines Zugwagens
angebracht ist, aufweist. Auf der Klammer 2 ist eine Welle 4
angebracht, und das Chassis 1 ist zum Drehen über die Welle 4
durch Lager 5 montiert. Der Spiegel (nicht gezeigt) wird von
dem Chassis getragen. Die Welle 4 hat an ihrem unteren Ende
ein Potentiometer 4a, welches ein elektrisches Signal ausgibt,
das der Winkelposition des Chassis (und damit der des
Spiegels) relativ zur Welle entspricht, und an ihrem oberen
Ende ein Schneckengetriebe 6, das die Form eines Kreissegments
hat, da der Bewegungsbereich des Spiegels begrenzt ist.
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Auf dem Chassis ist eine bedruckte Leiterplatte 7
montiert, die an einem Ende 7a die elektrischen
Regelkomponenten, welche anschließend mit Verweis auf Fig. 3
und 4 beschrieben werden, trägt. Dieses Ende 7a der Platte ist
fest an dem Chassis 1 befestigt. Das andere Endteil 7b der
bedruckten Leiterplatte, welche geeigneter Weise aus einem
Glasfaser verstärktem Kunststoff ist, ist frei von
elektrischen Komponenten und steht frei von der Chassis
Befestigung hervor. Ein Schneckenträger 8 ist an dem
Endabschnitt 7b angebracht und hat die Form einer Gabel, die
das Schneckengetriebe 9 zwischen ihren beiden Armen trägt,
wobei das Schneckengetriebe 9 mit dem Schneckenrad 6
ineinandergreift. Auf einem Arm des gabelartigen
Schneckenträgers 8 ist ein Ausleger 10 montiert, der den
elektrischen Motor 11 trägt. Der Motor 11 hat auf seiner Welle
ein Ritzel 12, welches mit einem Stirnrad 13 ineinandergreift,
das auf einer mit dem Schneckengetriebe 9 gemeinsamen Achse 14
montiert ist, so daß eine Drehung der Motorwelle das
Schneckengetriebe 9 antreibt, wobei dieses um das Schneckenrad
6 gefahren wird und wodurch das Chassis und mit ihm der
Spiegel gedreht wird. Das entgegengesetzte Ende der Achse 14
trägt einen Einstellregler 15 (Fig. 2), der dazu dient, eine
Endbewegung auf der Achse zu entfernen. Der Einstellregler ist
auf der Achse angeschraubt und beinhaltet einen Gewindestift,
der sich quer durch diesen hindurcherstreckt, um diesen in
einer Position festzuhalten, wenn eine Drehung am
Schraubengewinde die Endbewegung entfernt hat.
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Die Federelastizität der gedruckten Leiterplatte 7 ist
derart, daß das Schneckengetriebe fest mit dem Schneckenrad in
Berührung steht, wodurch ein Zurückschnellen vermieden wird,
aber gleichzeitig dem Schneckengetriebe und dem Schneckenrad
das Auseinanderspringen erlaubt wird, wenn eine übermäßige
Last auf den Spiegel wirkt, beispielsweise wenn der Spiegel
einen anderen Gegenstand anstößt, um damit dem Chassis und dem
Spiegel zu erlauben sich frei in eine Position zu drehen, in
der einem Schaden entgangen werden kann. Andererseits
widersteht die seitliche Steifigkeit der Platte 7 (oder einer
anderen Sprungplatte) der Längsbewegung des
Schneckengetriebes, was eine ungünstige Wirkung auf die
Exaktheit der Positionierung des Spiegels haben würden,
äquivalent zu dem Zurückschnellen in dem Getriebemechanismus.
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Das Potentiometer dient dazu, Informationen zu liefern,
die sich auf die Position des Spiegels beziehen, die in der
Regeleinrichtung benötigt werden, was nach folgend mit Verweis
auf die Fig. 3 und 4 beschrieben wird.
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Mit Verweis auf Fig. 3, erfolgt die Regelung des Motors
In zwei Stufen. Ein Mikroregler 30 erhält ein Positionssignal
von der Spiegelregeleinheit. Diese wiederum hat im Gegenzug
Informationen erhalten, welche die Winkelposition des
Anhängers im Verhältnis zum Zugwagen betreffen und hat die
gewünschte Winkelposition des Spiegels auf jeder Seite des
Zugwagens (entsprechend) berechnet. Der Mikroregler 30 legt
die Richtung und Geschwindigkeit der benötigten
Spiegelbewegung fest und sendet dementsprechende Regelsignale
zum Motorantriebsschaltkreis 31. Der Motorantriebsschaltkreis
31 regelt dann den Betrieb des Motors entsprechend den
Regelsignalen.
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Ein Positionserfassungspotentiometer 33 (oder ein
Wellenkodierer oder eine andere Vorrichtung, die ein Signal im
Verhältnis zu der Drehung des Chassis 1 relativ zu der Welle 4
ausgibt), gibt ein Spiegelpositionssignal an den Mikroregler
30 aus.
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Fig. 4 zeigt die Funktion der Regelung des Motors. Der
Mikroregler erhält zuerst ein Signal von der Regeleinheit, das
die benötigte Stellung des Spiegels enthält. Dann wird die
tatsächliche Stellung des Spiegels durch ein Signal von dem
Potentiometer 33 festgelegt, und dieses mit der benötigten
Position verglichen, um dann einen Positionsfehlerwert
auszugeben. Dieser Wert wird dann verwendet, um die
erforderliche Richtung und unmittelbare Geschwindigkeit des
Spiegels von einer Suchtabelle abzuleiten, die sich in einem
Lesespeicher befindet, beispielsweise einem programmierbarem
Lesespeicher (PROM). Die tatsächliche Geschwindigkeit des
Spiegels wird entweder durch die Änderungsrate der Position,
die innerhalb eines vorher bestimmten Zeitraums gemessen wird,
oder durch einen geeigneten Detektor auf der Motorwelle,
festgelegt, und diese wird dann mit der abgeleiteten
Geschwindigkeit verglichen, um einen Geschwindigkeitsfehler zu
erhalten. Dieser Fehlerwert wird verwendet, um die
Geschwindigkeit des. Motors anzupassen, entweder durch eine
direkte lineare Beziehung, oder durch eine zweite Suchtabelle
im PROM oder in etwas ähnlichem, und um dem Motor die
erforderliche Leistung zu geben. Dies könnte auch durch eine
Pulsweitenmodellierung erreicht werden wobei die Suchtabelle
die erforderliche Pulsweite zur Versorgung des Motors gibt, um
die gewünschte Geschwindigkeit zu erreichen, oder durch
Erhöhen oder Verringern der Pulsweite, entsprechend dem
Geschwindigkeitsfehler, wodurch ein einfacher geschlossener
Regelkreis erreicht wird. Der Vorgang wird solange
ununterbrochen wiederholt, bis der Positionsfehler gleich Null
ist, so daß der Spiegel seine gewünschte Position erreicht
hat. Wenn der Positionsfehler sich Null annähert, wird die
Motorgeschwindigkeit allmählich verringert, so daß der Spiegel
sich schnell bewegt, wenn der Winkelfehler groß ist, aber sich
sanfter bewegt, wenn der Fehler kleiner ist, wodurch
sichergestellt wird, daß der Motor reibungslos läuft, was
besser ist als sprunghaft, insbesondere wenn der Winkel
zwischen dem Anhänger und dem Zugwagen sich langsamer
verändert.