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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum automatischen Drehen
eines Rückspiegels eines
Fahrzeugs. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung sowohl
auf eine Vorrichtung zum automatischen Drehen eines Rückspiegels,
welcher auf der Beifahrerseite eines Fahrzeugs angebracht ist, das
eine Zugeinheit umfasst oder einen teilweise davon abgesetzten Anhänger umfasst,
sowie auf den Rückspiegel
als solchen.
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Beschreibung
des nächstkommenden
Stands der Technik
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Mit
Anhängern
versehene Fahrzeuge sind bekannt. 1 zeigt
ein mit einem Anhänger
versehenes Fahrzeug 20, welches einen teilweise abgesetzten
Anhänger 22 umfasst,
der auf einer Zugeinheit 24 aufgesetzt ist. Der Anhänger 22 ist
an einem Ankopplungspunkt 26 angebracht, welcher üblicherweise
als "fünftes Rad" bezeichnet wird
und welches sich am rückwärtigen Ende 28 des
Fahrgestells 30 der Zugeinheit befindet. Die Zugeinheit
und der Anhänger
sind im Allgemeinen längs
einer gedachten Achse 32 ausgerichtet. Ein Rückspiegel 34 auf
der Beifahrerseite ist typischerweise an der Tür auf der Beifahrerseite der
Zugeinheit angebracht und im Allgemeinen mit der Achse 32 ausgerichtet,
sodass der Fahrer die rückwärtige Ecke
auf der Beifahrerseite des Anhängers 22 sehen
kann. Der Fahrer justiert den sich auf der Beifahrerseite befindlichen
Spiegel 34 typischerweise entweder elektrisch oder manuell, und
zwar in Abhängigkeit
von der Länge
des Anhängers 22.
Die vorstehend erläuternden
Zusammenhänge
sind in 1(a) gezeigt, wobei die rechte
Seite des Fahrzeugs als Beifahrerseite dargestellt ist, wie es zum
Beispiel in den Vereinigten Staaten von Amerika und Kontinentaleuropa üblich ist.
Alternativ dazu ergibt sich eine umgekehrte Anordnung in anderen
Ländern,
wo die Beifahrerseite sich auf der linken Seite befindet.
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Fährt der
Fahrer um eine Kurve, und zwar entweder in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung, so ergibt sich
ein Problem. Wenn die Zugeinheit dreht, so schwenkt der Anhänger relativ
zur Zugeinheit, wodurch ein Winkel zwischen den beiden auftritt.
Der Rückspiegel
auf der Beifahrerseite bleibt jedoch stationär. Die Zugeinheit 22 blockiert
deshalb das Blickfeld 38, was dazu führt, dass der Fahrer das hintere Eck 36 auf
der Beifahrerseite des Anhängers
aus seinem Blickfeld verliert, ebenso wie jegliches Objekt in der
Nachbarschaft. Dieses Problem ist in 1(b) dargestellt.
Engere Kurven verschlimmern dieses Problem offensichtlich noch weiter.
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Der
sich dadurch einstellende Verlust im Blickfeld nach hinten, führt zu potentiell
gefährlichen Situationen.
Egal, ob es sich um eine Fahrt auf mit Kurven versehenen Straßen handelt,
oder ob versucht wird, den Anhänger
nach hinten in einen Parkplatz oder ein Ladedock einzuparken, in
jedem Fall kann die mangelnde Fähigkeit
des Fahrers andere Fahrzeuge, Personen oder sonstige Objekte in
seinem Spiegel auf der Beifahrerseite zu sehen, zu einer Beschädigung von
Sachen oder schwerwiegenderen Unfällen führen.
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Berichte,
die im Jahre 1994 veröffentlicht worden
sind, ergeben, dass von 330.000 berichteten Unfällen mit Lastkraftwagen in
den USA im Jahre 1991 19,1 % dieser Unfälle sich bei Situationen ereigneten,
wo Rückwärtsfahren,
Abbiegen, Wechseln der Fahrspur oder Ankopplungsmanöver durch
Fahrzeuge mit einem Anhänger
durchgeführt
wurden. Diese Unfälle
führten
zu 1.0% aller Todesfälle,
10.8% aller Fälle
mit Körperverletzung
und 6.3% der Unfallkosten für
mit einem Anhänger
versehene Fahrzeuge pro Jahr, wodurch sich ein direkter Geldverlust
ergab, der auf über
250 Millionen Dollar geschätzt
wird.
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Es
gibt eine Anzahl von kommerziell verfügbaren Warnsystem, welche dem
Fahrer ein Warnsignal geben, falls sich Objekte hinter dem Lastkraftwagen
befinden, wenn dieser abbiegt. Obwohl solche Systeme wünschenswert
sind, hat eine Befragung von Berufslastkraftfahrern ergeben, dass
solche verfügbaren
Systeme verschiedene Mängel
aufweisen. Zum Beispiel sind die bestehenden Systeme nicht leicht
zu installieren. Ein anderes Problem ergibt sich aus der mangelnden
Zuverlässigkeit
der existierenden Systeme bis hin zu Schäden an den Systemen beim Gebrauch.
Ein anderes Problem sind Schwierigkeiten bei der Verwendung der
bestehenden Systeme. Kurz gesagt ergeben sich bei den Systemen, welche
Objekte hinter einem Lastkraftwagen erfassen und einen Fahrer vor
ihnen warnen, beschränkte Einsatzgebiete,
es treten unzuverlässige
Warnungen auf und sie werden selten verwendet.
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Eine
bessere Lösung
besteht darin, es dem Fahrer zu ermöglichen, dass er sich auf den
auf der Beifahrerseite installierten Rückspiegel verlassen kann, und
zwar dadurch, dass der Spiegel mit der Fähigkeit versehen wird, sich
in Abhängigkeit
von einer Richtungsänderungen
(Abbiegen) des Fahrzeugs mitzudrehen. In der Vergangenheit durchgeführte Versuche,
solch eine Vorrichtung bereitzustellen, waren jedoch nur von beschränktem Erfolg
gekrönt,
wie sich aus der Tatsache ergibt, dass keine derartige Vorrichtung
weite Verbreitung in der Lastkraftfahrzeugindustrie gefunden hat.
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Wünschenswert
ist deshalb eine automatisch justierbare Rückspiegelvorrichtung auf der
Beifahrerseite für
mit einem Anhänger
versehene Fahrzeuge, welche leicht zu installieren und zu bedienen ist
und unter für
Lastkraftwagen normalerweise auftretenden Fahrbedingungen und normalerweise
vorhandenen Umgebungen zuverlässig
arbeitet.
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GB-A-2
259 064 offenbart eine Rückspiegelvorrichtung
für ein
mit einem Anhänger
versehenes Fahrzeug, welches einen schwenkbar verbundenen, teilweise
abgesetzten Anhänger
umfasst, wobei dieses Fahrzeug zumindest einen an der Zugeinheit
angebrachten drehbaren Spiegel umfasst, sowie Steuerungsmittel zum
Steuern des Betriebs von Antriebsmitteln zum Drehen des zumindest
einen Spiegels in Übereinstimmung
mit dem Winkel zwischen dem Anhänger
und der Zugeinheit. Jedoch umfasst diese bekannte Rückspiegelvorrichtung
keine Vorrichtung zur Rückmeldung
der Spiegelposition.
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Weitere
Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der nachfolgenden
Beschreibung erläutert
und sind zum Teil zudem aus der Beschreibung offensichtlich oder
können
aus der Anwendung der Erfindung erlernt werden. Die Ziele und Vorteile
der vorliegenden Erfindung können
durch Kombinationen erreicht werden, welche in den beigefügten Ansprüchen erläutert sind.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Um
die vorgenannten Ziele zu erreichen und in Übereinstimmung mit den Zwecken
der vorliegenden Erfindung, wie sie in den Ausführungsbeispielen veranschaulicht
und ausführlich beschrieben
ist, wird eine Vorrichtung zur Rückmeldung
und Korrektur der Spiegelposition gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen. Die
abhängigen
Ansprüche
beziehen sich auf vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
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Beschreibung
der Figuren
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden ausführlich unter
Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen erläutert.
Zusammen mit der oben gegebenen allgemeinen Beschreibung und der
im Folgenden gegebenen ausführlichen
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen, dienen die Zeichnungen
dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern.
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1(a) ist eine Draufsicht auf ein mit einem Anhänger versehenes
Fahrzeug, welches eine Zugeinheit und einen abgesetzten Anhänger umfasst,
wobei das normale Blickfeld eines auf der Beifahrerseite angebrachten
Rückspiegels
gezeigt ist;
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1(b) ist eine Draufsicht auf eine Zugeinheit und
einen teilweise abgesetzten Anhänger
gemäß dem Stand
der Technik, wobei das Blickfeld des auf der Beifahrerseite angebrachten
Rückspiegels während einer
Richtungsänderung
des Fahrzeugs vermindert oder vollständig eliminiert wird;
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1(c) ist eine Draufsicht auf eine Zugeinheit und
einen teilweise abgesetzten Anhänger,
welche eine automatische justierbare Rückspiegelvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst, wobei der Fahrer das gesamte Blickfeld des auf
der Beifahrerseite angebrachten Rückspiegels während einer
Richtungsänderung
des Fahrzeugs beibehält;
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2 ist
eine Seitenansicht auf eine erste Ausführungsform der Spiegeldrehvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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3 ist
eine weitere Seitenansicht auf die in 2 gezeigte
erste Ausführungsform
einer Spiegeldrehvorrichtung;
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4 ist
eine Vorderansicht auf die in 2 gezeigte
erste Ausführungsform
einer Spiegeldrehvorrichtung;
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5 ist
eine Seitenansicht auf bestimmte Bauteile eines zweiten Beispiels
einer Spiegeldrehvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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6 ist
eine Draufsicht auf das in 5 gezeigte
Beispiel der Bauteile der Spiegeldrehvorrichtung;
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7 ist
eine schematische Draufsicht, welche die Anordnung von Reglungsmitteln
und Verdrahtungen gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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8 ist
eine Seitenansicht der Zugeinheit eines Fahrzeugs, einer mit der
Erfindung verwendeten Steuertafel, welche sich in der Fahrerkabine
der Zugeinheit des Fahrzeugs befindet;
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9 ist
eine Vorderansicht einer Steuertafel, die bei der vorliegenden Erfindung
verwendet wird und die sich im Führerhaus
der Zugeinheit befindet;
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10 ist
eine Seitenansicht einer mit der vorliegenden Erfindung verwendeten
Spiegelvorrichtung;
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11 ist
eine Vorderansicht auf die in 10 gezeigte
Spiegelvorrichtung;
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12 ist
eine Draufsicht auf die in 10 gezeigte
Spiegelvorrichtung;
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13 ist
eine detaillierte Vorderansicht einer Spiegelvorrichtung mit einer
ablösbaren
Spiegelfläche,
welche mit der vorliegenden Erfindung verwendbar ist;
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14 ist
eine perspektivische Ansicht einer Spiegelvorrichtung mit einer
an dem Rahmen angebrachten Positionsrückmeldungsvorrichtung;
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15 ist
ein Teilschnitt von der Seite durch eine erfindungsgemäße Spiegelpositionsrückmeldungsvorrichtung;
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16 ist
ein schematisches Diagramm einer erfindungsgemäßen Spiegelpositionskorrekturvorrichtung;
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17 ist
eine schematische Ansicht, die ein voreingestelltes Blickfeld in
einer Ruheposition des linken und rechten Seitenspiegels eines Lastwagens zeigt,
der auf einer fünfspurigen
Autobahn unterwegs ist; und
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18 ist
eine schematische Ansicht, die ein typisches Abtast-Kalibrierungsblickfeld
des linken und rechten Seitenspiegels eines Lastwagens zeigt, der
auf einer fünfspurigen
Autobahn unterwegs ist.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Im
Folgenden wird ausführlich
Bezug genommen auf die gegenwärtig
bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung, wie sie ausführlich
in den beigefügten
Zeichnungen veranschaulicht sind.
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Eine
Spiegeldrehvorrichtung wird bereitgestellt für ein Fahrzeug mit einer Zugeinheit
und einem schwenkbar damit verbundenen, teilweise abgesetzten Anhänger. 1 zeigt ein Fahrzeug 20 mit einem Anhänger 22,
welcher schwenkbar mit einer Zugeinheit an einem Drehpunkt 26 verbunden
ist, der in der Lastkraftfahrzeugindustrie "fünftes
Rad" genannt wird.
Das fünfte
Rad befindet sich in der Nähe
eines rückwärtigen Endes 28 des
Fahrgestells 30 der Zugeinheit. Die Zugeinheit und der
Anhänger
sind ausgerichtet, um eine gedachte Achse 32 festzulegen. Ein
Rückspiegel 34 ist
auf der Beifahrertür
angebracht, um dem Fahrer ein Blickfeld 38 zu bieten, welches
das hintere Eck 36 am Anhänger auf der Beifahrerseite
umfasst. Der Gesamtaufbau eines mit einem Anhänger versehenen Fahrzeugs und
die Verbindung zwischen dem Anhänger
und der Zugeinheit sind wohl bekannt und werden nicht weiter erläutert.
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In Übereinstimmung
mit einer ersten Ausführungsform
der Erfindung wird ein Aufsatzblock bereitgestellt, welcher am Fahrgestell
anbringbar ist, und in welchem eine Nut vorgesehen ist. Wie in 2 gezeigt,
ist ein Aufsatzblock 200 am Fahrgestell 30 der Zugeinheit
in der Nähe
des hinteren Endes des fünften
Rades 26 angebracht. Bevorzugterweise befestigen die Stützbolzen 202 den
Aufsatzblock 200 direkt am fünften Rad. Bei einem bevorzugten
Beispiel ist der Aufsatzblock 200 aus einem abriebfesten
Material hergestellt mit den ungefähren Abmessungen von 3 Zoll × 3,5 Zoll
(7,62 cm × 8,89
cm). Wie in 4 gezeigt, ist eine Nut 204 in
dem Aufsatzblock 200 vorgesehen.
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In Übereinstimmung
mit der ersten Ausführungsform
der Erfindung ist ein Rad zum Erfassen von Schwenkbewegungen und
zur Ausgabe von Steuerbefehlen verschiebbar in der Nut aufgenommen.
In den 2 bis 4 gezeigt, greift ein Verschiebeblock 206 verschiebbar
in die Nut 204 ein. Der Verschiebeblock 206 umfasst
zumindest einen oder bevorzugterweise zwei vorstehende Arme 208. Die
vorstehenden Arme 208 und entsprechend der Verschiebeblock 206 werden
in eine nach oben gerichtete Richtung gepresst (wie in 4 gezeigt)
mittels spulenförmig
ausgeführten
Federn 210, welche auf Wellen 212 aufgesetzt sind.
Wie in 2 und 3 gezeigt, ist eine im Wesentlichen
U-förmige Klammer 214 mit
dem Verschiebeblock verbunden, wobei die Klammer 214 eine
Achse 216 stützt.
Ein Rad 58 zum Erfassen von Schwenkbewegungen und zur Ausgabe
von Steuerbefehlen ist drehbar auf der Achse 216 aufgesetzt.
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Wie
oben erläutert,
pressen die spulenförmig ausgeführten Federn 210 den
Verschiebeblock 206 in eine nach oben gerichtete Richtung,
wodurch das Rad 58 zum Erfassen von Schwenkbewegungen und zur
Ausgabe von Steuerbefehlen nach oben in eine eingerückte Position
in Kontakt mit der unteren Oberfläche des Anhängers 22 gepresst
wird. Die Federkraft der spulenförmig
ausgelegten Federn 210 sollte ausreichend sein, um das
Rad 58 zur Erfassung von Schwenkbewegungen und Ausgabe
von Steuerbefehlen in Kontakt zu halten mit dem Anhänger 22 trotz ruckartiger
Bewegungen, die durch Unregelmäßigkeiten
in der Oberfläche
der Fahrbahn verursacht werden.
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Wie
in 2 bis 4 anhand von Ausführungsformen
gezeigt, ist das Rad 58 zum Erfassen von Schwenkbewegungen
und zur Ausgabe von Steuerbefehlen auf einer U-förmigen Klammer 214 und
einer Achse 216 unter einem vorbestimmten Winkel θ relativ
zu einer senkrechten Linie Z-Z, welche zwischen der unteren Oberfläche eines
Anhängers
und dem Boden gezogen ist, aufgesetzt. Es wurde herausgefunden,
dass, weil das Rad 58 zum Erfassen von Schwenkbewegungen
und zur Ausgabe von Steuerbefehlen sich in einem Bogen längs der Unterseite
des Anhängers 22 bewegt,
wenn der Anhänger 22 schwenkt,
das Rad 58 zum Erfassen von Schwenkbewegungen und zur Ausgabe
von Steuerbewegungen leichter abrollen kann, wenn es relativ zu
einer senkrechten Linie verkippt ist, und somit auch relativ zu
der unteren Oberfläche
des Anhängers.
Der bevorzugte Winkel θ des
Rades 58 zur Erfassung von Schwenkbewegungen und zur Ausgabe von
Steuerbefehlen relativ zu einer vertikalen Linie Z-Z kann zum Beispiel
in einem Bereich von 5° – 15° liegen,
abhängig
vom Aufbau des Fahrzeugs. Es ist weiterhin bevorzugt, dass die Kante
des Rades 58 zum Erfassen von Schwenkbewegungen und zur Ausgabe
von Steuerbefehlen, welches die untere Oberfläche des Anhängers 22 aufgrund
des Versatzes von 15° berührt, abgekantet
ist, damit die Größe der Oberfläche des
Rades, welche mit dem Anhänger
in Kontakt tritt, vergrößert wird.
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In Übereinstimmung
mit der ersten Ausführungsform
der Erfindung wird ein Zähler
bereitgestellt, welcher bedienbar ist, um die Anzahl von Drehungen
oder teilweisen Drehungen des Rades zum Erfassen von Schwenkbewegungen
und zur Ausgabe von Steuerbefehlen zu zählen, wenn der Anhänger relativ
zur Zugeinheit während
eines Abbiegens des Fahrzeugs schwenkt. Wie in 3 und 4 gezeigt,
ist eine elektronische Zellvorrichtung 220 an dem Verschiebeblock 206 angebracht.
Der Zähler 220 ist
zum Zählen
der Drehungen oder teilweisen Drehungen des Rades ausgelegt. Alternativ
kann das Rad 58 an einer drehenden Achse 216 angebracht
sein, in diesem Falle kann der Zähler 220 zum Zählen der
Drehungen oder teilweisen Drehungen der Achse 216 ausgelegt
sein. Die Anzahl der Drehungen wird in Zählschritte übersetzt, welche dann über Drähte 96 an
die Regelungsmittel übermittelt wird,
die unten beschrieben sind.
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In Übereinstimmung
mit der ersten Ausführungsform
der Erfindung ist das Rad zum Erfassen von Schwenkbewegungen und
zur Ausgabe von Steuerbefehlen von der unteren Oberfläche des
Anhängers
weg bewegbar, wenn der Anhänger
vom Fahrgestell der Zugeinheit gelöst wird. Mit dem fünften Rad 26 wird
ein Verschiebemechanismus bereitgestellt zum Lösen der Verbindung zwischen
dem Anhänger 22 und
der Zugeinheit 24. Der Verschiebemechanismus kann aufgebaut
sein aus einer Kombination eines Freigabehebels, einer Welle, und
einem sich drehenden Nocken, wie in 2 gezeigt,
oder einen Kolben mit einem Flüssigkeitszylinder
(nicht gezeigt) oder jeden weiteren äuqivalenten Mechanismus. Ein
Freigabehebel 230 wird mit dem fünften Rad 26 bereitgestellt
zum Lösen
der Verbindung zwischen dem Anhänger 22 und
der Zugeinheit 24. Bevorzugterweise ist ein zweiter Freigabehebel 232 anbringbar
an dem Freigabehebel 230 für das fünfte Rad. Der Freigabehebel 232 ist
seinerseits wiederum an einer Welle 234 angebracht, die
an einen rotierenden Nocken 236 auf dem Aufsatzblock 200 gekoppelt ist.
Ein Kabel 238 erstreckt sich zwischen dem Nocken 236 und
einer Kabelstellschraube 240, welche an den Verschiebeblock 236 angeschraubt
ist. Bedient der Fahrer den Freigabehebel 230 für das fünfte Rad,
so dreht der zweite Freigabehebel 232 die Welle 234,
welche den Nocken 236 in Drehungen versetzt. Die Drehung
des Nockens 236 zieht das Kabel 238, welches wiederum
eine nach unten gerichtete Kraft auf den Verschiebeblock 206 ausübt, gegen
die nach oben gerichtete Kran der spulenförmig ausgeführten Federn 210.
Der nach unten gerichtete Zug des Kabels 238 sorgt dafür, dass
der Verschiebeblock nach unten längs
der Nut 204 verschoben wird, wodurch das Rad 58 zur
Erfassung von Schwenkbewegungen und zur Ausgabe von Steuerbefehlen
vom Anhänger 22 gelöst wird,
und wodurch das Rad 58 zum Erfassen von Schwenkbewegungen
und zur Ausgabe von Steuerbefehlen nach unten vom Anhänger 22 weg
bewegt wird. Diese Reihenfolge dient dazu, dass das Rad 58 zum
Erfassen von Schwenkbewegungen und zur Ausgabe von Steuerbefehlen vom
Anhänger 22 entfernt
wird, wodurch die Möglichkeit
vermieden wird, dass es während
des Vorgangs des Lösens
des Anhängers 22 von
der Zugeinheit 24 beschädigt
wird.
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Die
erste Ausführungsform
sorgt für
eine Verschiebebewegung des Verschiebeblocks 206 in der
Nut 204 des Aufsatzblocks 200. Um diese Verschiebebewegung
zu unterstützen,
kann ein Gleitmittel, wie zum Beispiel Graphit, in die Nut 204 eingebracht
werden. Es läge
auch innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung, Lager
oder Räder zwischen
dem Verschiebeblock 206 und der Nut 204 vorzusehen,
um eine Abrollbewegung zu ermöglichen.
Der Mechanismus, um das Rad 58 mit der unteren Oberfläche des
Anhängers 22 in
Kontakt zu bringen, kann verschiedene Aufbauten zeigen, wobei Aufbauten
umfasst sind mit einer Verschiebebewegung, einer Drehbewegung oder
einer Schwenkbewegung, entweder mittels der Einwirkung einer Feder oder
einer pneumatischen Einwirkung oder ähnlichem. Die Erfindung deckt
all diese mechanischen Aufbauten ab.
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Die
Erfindung ist nicht beschränkt
auf die Verwendung eines Aufsatzblocks, welcher an dem Fahrgestell
anbringbar ist zum Schwenken des Steuerungsarms in eine Kontaktposition.
Eine Drehung des Anhängers
wird erfasst durch die Drehung des Rades 58 zum Erfassen
von Schwenkbewegungen und zur Ausgabe von Steuerbefehlen gegen die
untere Oberfläche
des Anhängers,
während
sich der Anhänger
dreht. Drehungen des Rades 58 werden dann gezählt für eine spätere Umsetzung
in einen entsprechenden Grad der Drehung des Anhängers. Deshalb fällt eine
jegliche Struktur, die in der Lage ist, das Rad 58 zur
Erfassung von Schwenkbewegungen und zur Ausgabe von Steuerbefehlen
mit der unteren Oberfläche
des Anhängers
in Kontakt zu bringen in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung.
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Ein
zweites Beispiel einer Struktur, die in der Lage ist, das Rad zur
Erfassung von Schwenkbewegungen und zur Ausgabe von Steuerbefehlen
mit der unteren Oberfläche
des Anhängers
in Kontakt zu bringen, wird unten beschrieben.
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Im
zweiten Beispiel der Erfindung wird ein verlängerter Arm bereitgestellt,
der ein erstes sowie ein zweites Ende aufweist. Das erste Ende ist schwenkbar
mit einer Stütze
auf dem Fahrgestell der Zugeinheit verbunden, wobei sich der Arm
im Wesentlichen quer zu einer Achse erstreckt, welche durch die
Zugeinheit und den Anhänger
festgelegt ist. Das zweite Ende stützt ein drehbares Rad. Wie
in 5 detailliert dargestellt, ist eine Stützvorrichtung 40 an
eine Vielzahl von Positionen auf dem Fahrgestell der Zugeinheit
anbringbar. Bevorzugterweise ist die Stützvorrichtung 40 ein
Vierkantträger 42 aus Stahl,
welcher in Kanälen 29 im
Fahrgestell bei einer Anzahl von vorbestimmten Positionen vor dem
fünften
Rad 26 aufsetzbar ist, wobei stählerne Halterungsklammern 44,
Bolzen 46 und Neoprendichtungen 48 verwendet werden.
Die Klammern 44 sind bevorzugterweise Stahlklammern. Die
Verwendung von Klammern und Bolzen zum Anbringen des Vierkantträgers 42 am
Fahrgestell 30 erlaubt es dem Fahrer, die Bolzen zu lösen und
den Vierkantträger 42 in
die gewünschte
Position zu bringen, und zwar abhängig von dem jeweiligen Anhänger, weicher
gezogen werden soll. Der Fachmann wird erkennen, dass die meisten
kommerziell verwendeten Anhänger
in den Vereinigten Staaten eine Stahlplatte aufweisen, in die Löcher eingebracht
sind, und die an der Unterseite des Anhängers angebracht ist, und zwar
entweder 30,48 cm (12 Zoll) oder 55,88 cm (22 Zoll) vor dem fünften Rad.
Die Position des Vierkantträgers 42 an dem
Fahrgestell sollte deshalb jedoch gemäß den Anforderungen justierbar
sein, um Löcher
in dieser Platte zu vermeiden. Die Neoprendichtungen 48 gleichen
Variationen in der Oberfläche
des Fahrgestells aus.
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Wie
weiterhin in 5 detailliert gezeigt, weist
ein verlängerter
Steuerarm ein erstes Ende 52 und ein zweites Ende 54 auf.
Das erste Ende 52 ist schwenkbar mit einer Stütze 40 am
Drehpunkt 56 verbunden. Ein drehbares Rad zum Erfassen
von Schwenkbewegungen und zur Ausgabe von Steuerbefehlen, welches
bevorzugterweise einen Gummireifen mit einer maximalen Belastbarkeit 2,76 MPa (400 psi)
umfasst, ist drehbar an einem Drehpunkt 60 am zweiten Ende 54 des
Steuerarms 50 angebracht.
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In Übereinstimmung
mit dem oben beschriebenen zweiten Beispiel der Erfindung ist eine Schwenkvorrichtung
vorgesehen, um den Arm aus einer Nichteingriffsposition in der Nähe des Fahrgestells
in eine Eingriffsposition zu bringen, bei der sich das Rad in Kontakt
mit der Unterseite des Anhängers befindet
und auf diesem abrollt. Wie in 5 detailliert
gezeigt, ist ein Zylinder 62, bevorzugterweise ein Zweiwege-Pneumatikzylinder,
vorgesehen, welcher drehbar mit der Stützvorrichtung 40 am
Drehpunkt 64 verbunden ist. Die Kolbenstange 66 erhebt
sich vom Zylinder 62 und ist drehbar mit dem Steuerarm 50 am Drehpunkt 68 verbunden,
welcher zwischen dem ersten Ende 52 und dem zweiten Ende 54 liegt.
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Wie
ausführlich
in 5 dargestellt, wird ein unter Druck stehendes
Fluid bereitgestellt, um den Zylinder 62 über die
Druckleitung 70 zu betätigen. Bevorzugterweise
werden 0,1 MPa (15 psi) über die Druckleitung 70 auf
den Zylinder 62 gegeben. Bei der bevorzugten Ausführungsform
handelt es sich bei dem unter Druck stehenden Fluid um Druckluft,
welche bevorzugterweise durch den Kompressor des Fahrzeugs über ein
durch ein Solenoid gesteuertes Ventil 72 bereit gestellt
wird. Dabei kann es sich um dieselbe komprimierte Luft handeln,
die auch im Bremssystemen des Fahrzeugs verwendet wird. Jedoch liegt
es innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung, wenn
ein separates pneumatisches System den Zylinder 62 betätigt.
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In Übereinstimmung
mit dem zweiten Beispiel der Erfindung sind der Steuerarm 50 und
der Zylinder 62 auf der Stützvorrichtung 40 angebracht, sodass,
wenn der Zylinder 62 unter Druck gesetzt wird, der Steuerarm
aus einer Nichteingriffsposition 80 in der Nähe des Fahrgestells
hin zu einer Eingriffsposition 82 nach oben geschwenkt
wird, bei der das Rad 58 mit der Unterseite des Anhängers 22 in
Kontakt tritt und auf diesem abrollt. Weiterhin sind gemäß der vorliegenden
Erfindung diese Bauteile so positioniert, dass der Bogen 84,
welcher durch die Bewegung des Armes aus der Nichteingriffsposition 80 in die
Eingriffsposition 82 festgelegt ist, sich quer zur Achse 32 erstreckt,
welche durch die ausgerichtete Zugeinheit und den Anhänger festgelegt
wird. Der Grund für
diese Positionierung ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung
der Betriebsweise der Erfindung.
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Befindet
sich der Steuerarm 50 in der Eingriffsposition 82,
so ist auch zu bevorzugen, dass das Rad 58 im Wesentlichen
kontinuierlich in Kontakt mit der Unterseite des Anhängers 22 gehalten
werden kann. Dieses Merkmal der Erfindung berücksichtigt normale Straßenbedingungen,
welche dazu führen, dass
der Anhänger 22 sich
auf und ab bewegt, während
die Räder
des Fahrzeugs auf Unebenheiten in der Straße treffen. Um dazu beizutragen,
dass dieser im Wesentlichen ununterbrochene Kontakt aufrechterhalten
wird, ist bevorzugterweise ein Regler 86 in der Druckleitung 70 vorgesehen,
um den Druck im Zylinder 62 anzupassen, wenn dies notwendig
ist, um die Position des Steuerarms 50 anzupassen und das Rad 58 zum
Steuern in Kontakt mit dem Anhänger 22 zu
halten. Bevorzugterweise wird der Regler so betrieben, dass sich
im Wesentlichen ein konstanter Druck im Zylinder 62 ergibt.
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Gemäß des zweiten
Beispiel der Erfindung wird ein Zähler bereitgestellt, welcher
so betrieben werden kann, dass er die Zahl der Drehungen oder teilweisen
Drehungen des Rades zählt,
während
der Anhänger
relativ zur Zugeinheit geschwenkt wird, wenn das Fahrzeug eine Richtungsänderung
erfährt. Wie
ausführlich
erläutert
und in 5 und 6 dargestellt, ist eine elektronische
Zählvorrichtung 90 mit der
Stützvorrichtung 42 verbunden.
Ein drehbares Kabel 92, bei dem es sich bevorzugterweise
um ein flexibles Standardantriebskabel handelt, verbindet die Zählvorrichtung 90 mit
dem Rad 58 zum Erfassen von Schwenkbewegungen und zur Ausgabe
von Steuerbefehlen. Das Kabel 92 kann zum Beispiel ein herkömmliches
Tachometerkabel sein, welches mit einem Plastikschaft umgeben ist.
Wenn sich das Rad 58 in Abhängigkeit von einer Richtungsänderung
des Fahrzeugs dreht und auf ein entsprechendes Schwenken des Anhängers um
den Drehpunkt 26 reagiert, so dreht sich das Kabel entsprechend.
Die Drehungen oder teilweisen Drehungen des Kabels 92 werden
wiederum im Zähler 90 in
elektronische Impulse gewandelt. Der Zähler 90 zählt diese
elektronischen Impulse.
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Eine
andere Möglichkeit
zum Zählen
der Drehungen des Rades 58, welche in den Zeichnungen nicht
dargestellt ist, besteht darin, Fenster im Rad 58 vorzusehen
und einen Zähler
zu installieren, welcher die Fähigkeit
hat, eine optische Abtastung in der Nähe des Rades durchzuführen, um
die Fenster zu zählen,
während
sie am Zähler
vorbei gedreht werden.
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Wie
ausführlich
in 7 und 8 dargestellt, ist der elektronische
Zähler 90 oder 200 elektrisch
mit Regelungsmitteln 100 über einen Draht 96 verbunden,
welcher im Fahrgestell 30 angebracht ist und in die Zugeinheit 24 hineinläuft. Elektronische Impulse
aus dem Zähler 90 oder 220 laufen über den Draht 96 zu
den Regelungsmitteln 100. Obwohl ein Draht gezeigt und
beschrieben ist, können
andere Arten der Übertragung
eines Signals vom Zähler 90 oder
vom Zähler 220 auf
Regelungsmittel 100 ebenfalls angewendet werden und fallen
in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung. Zum Beispiel können ein
optisches Faserkabel, ein Radiosender oder andere Signalübertragungsmöglichkeiten
verwendet werden.
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In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung wird ein Motor bereitgestellt, welcher
mit einem Drehspiegel auf der Zugeinheit verbindbar ist, und die
Regelungsmittel werden programmiert, um die Anzahl der Drehungen
des Rades vom Zähler
zu empfangen, den Grad der Richtungsänderung des Fahrzeugs entsprechend
der Anzahl der Drehungen des Rades zu berechnen, ein Maß für die Drehung des
Spiegels in Abhängigkeit
vom Grad der Richtungsänderung
des Fahrzeugs zu berechnen und den Motor Anweisungen zu geben, den
Spiegel gemäß dem berechneten
Grad der Spiegeldrehung zu drehen. Wie in 7 und 8 detailliert
dargestellt, sind die Regelungsmittel 100, wie zum Beispiel
ein Computerprozessor über
einen Draht 96 mit einem Zähler 90 oder Zähler 220 verbunden
und auf die Zugeinheit 24 aufgesetzt. Der Prozessor 100 empfängt die
elektronischen Impulse vom Zähler 90 oder
Zähler 220.
Der Prozessor 100 ist so programmiert, dass er ein Maß der Richtungsänderung
des Fahrzeugs berechnet, und zwar entsprechend der Anzahl der Drehungen
des Rades (d. h. die elektronischen Impulse), welche vom Zähler 90 oder
vom Zähler 220 empfangen
werden. Der Prozessor 100 berechnet dann ein Maß für die Spiegeldrehung,
welche dem Maß der
Richtungsänderung
des Fahrzeugs entspricht und notwendig ist, um das hintere Eck des
Anhängers
auf der Beifahrerseite im Blickfeld 38 zu behalten.
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Damit
das System effektiv betrieben werden kann, müssen vor einer Richtungsänderung
des Fahrzeugs bestimmte Informationen auf den Prozessor 100 gegeben
werden. Eine Steuerbox 110, welche in 6 detailliert
gezeigt ist, ist bevorzugterweise in der Fahrerkabine in einer Position
montiert, wo sie leicht durch den Fahrer bedient werden kann. Zusätzlich zu
einem Ein-/Ausschalter 112, einem Aktiv-/Inaktivschalter 113 und
Systemanzeigen 114 umfasst die Steuerbox 110 eine
Spiegelpositionierungssteuerung 116 und eine Kalibrierungssteuerung 118. Auf
die Steuerbox 110 wird von dem normalen 12 Volt- oder 24
Volt-Spannungssystem des Fahrzeugs elektrische Leistung gegeben.
Die Spiegelpositionierungssteuerung 116 erlaubt es dem
Fahrer, den Spiegel 34 in eine gewünschte Stellung zu bringen,
um ein akzeptables Blickfeld zu ermöglichen, und zwar im Allgemeinen
längs einer
Achse, welche im Wesentlichen parallel zur Achse 32 verläuft. Die
Kalibrierungssteuerung 118 ermöglicht es dem Fahrer, die Länge des
Anhänger 22 einzugeben.
Es ist äußerst wichtig,
dass zunächst
die Länge
des Anhängers
in dem Prozessor eingegeben wird, damit der passende Betrag der
Spiegeldrehung festgelegt werden kann, welche notwendig ist, um
ein akzeptables Blickfeld während
einer Richtungsänderung
des Fahrzeugs beizubehalten, da die Zahl der benötigten Drehungen eine Funktion
der Länge
des Anhänger ist.
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Die
Anzeigen 114 umfassen bevorzugterweise ein "Aktiv-/Inaktiv"-Signallicht, um
den Fahrer anzuzeigen, wenn ein Fluiddruck tatsächlich auf den Zylinder einwirkt
und der Steuerarm in der Eingriffsposition ist. Das "Aktiv"-Signal kann so ausgelegt werden,
dass es aufleuchtet, wenn Druck auf den Zylinder gegeben wird. Es
wird jedoch bevorzugt, dass ein Anschlagschalter 115, wie
in 5 gezeigt, in der Nähe des durch ein Solenoid gesteuerten
Ventils 72 vorgesehen ist, und durch den Druck aktiviert
wird, wenn das Rad 58 mit dem Anhänger in Berührung kommt, und deaktiviert
wird, wenn das Rad nicht mehr länger
mit dem Anhänger 22 in
Kontakt steht, um dem Fahrer eine positive Anzeige zu geben, dass das
System tatsächlich
betätigt
wird und in der Lage ist, seine Funktion auszuführen.
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Bevorzugterweise
ist der Prozessor 100 über einen
Draht mit einem Motor in der Spiegelvorrichtung 34 elektrisch
verbunden. Wie es auch schon bei der Verbindung zwischen dem Zähler 90 und
dem Prozessor 100 der Fall war, kann der Draht durch eine
optische Faser ersetzt werden, einen Radiosender, oder ein andere
Signalaussendungsvorrichtung, wie sie im Stand der Technik bekannt
sind.
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Wie
ausführlich
in den 10 und 11 gezeigt,
ist der Motor 122, bei dem es sich bevorzugterweise um
einen Gleichstrommotor als Servomotor handelt, innerhalb des Rahmen 124 der
Spiegelvorrichtung 34 angebracht. Der Rahmen 124 und
die Spiegeloberfläche 126 sind
schwenkbar auf einer Universalstützklammer 128 und
einem Stab 130 angebracht. Der Motor 122 ist mit
dem Spiegelrahmen 124 über
entsprechende mechanische Gewinde und Verbindungen (nicht gezeigt)
verbunden, um den Spiegelrahmen 124 und die Spiegeloberfläche 126 um
den Stab 130 zu drehen.
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Es
ist weiterhin bevorzugterweise so, dass die Spiegelvorrichtung 34 in
der Lage ist, dem Fahrer unterschiedliche Sichtmöglichkeit zu bieten. Zu diesem
Zwecke wird es bevorzugt, dass eine Vielzahl von Klammern 134 in
einer Öffnung
des Rahmens 124 bereitgestellt ist, und dass eine Vielzahl
von anderen Spiegeloberflächen
bereitgestellt ist, von denen jede unterschiedliche optische Eigenschaften aufweist
(zum Beispiel ein Spiegel mit normaler Spiegeloberfläche, ein
Panoramasichtspiegel, ein Breitwinkelspiegel, ein konvexer Spiegel,
ein Punktspiegel oder ähnliches).
Zusätzlich
können
die ausgesuchten Spiegeloberflächen
unterschiedliche optische Eigenschaften aufweisen. Wie in 13 ausführlich gezeigt,
umfasst ein Spiegel 126 einen oberen Bereich 136,
eine Trennungslinie 138 und einen unteren Bereich 140.
Der obere Bereich 136 und der untere Bereich 140 weisen
unterschiedliche optische Eigenschaften auf. Der Fahrer kann die
Spiegeloberfläche
aussuchen, welche für
die Fahrverhältnisse am
besten geeignet ist, und auf einfache Weise durch Öffnen und
Schließen
der Klammern 134 Spiegeloberflächen einsetzen oder herausnehmen.
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Die
Erfindung umfasst weiterhin eine in den 14 und 15 dargestellte
Spiegelpositionsrückmeldungsvorrichtung.
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Die
Spiegelpositionsrückmeldungsvorrichtung
umfasst ein Gehäuse,
welches an dem Rahmen des Spiegels anbringbar ist, um mit dem Rahmen
gedreht werden zu können,
wobei eine ortsfeste Welle sich durch das Gehäuse des Spiegels hindurch erstreckt.
In den 14 und 15 ist
ein Gehäuse 310 gezeigt,
welches die für
die Rückmeldung
zuständigen
Bauteile aufnimmt. Das Gehäuse 310 ist bevorzugterweise
am oberen Ende geöffnet
und umfasst eine Dichtung 312 aus Kunststoff oder Gummi, welche
um den Umfang der Öffnung
verläuft.
Das Gehäuse
ist bevorzugterweise so ausgelegt, dass es am Rahmen 124 des
Spiegels an der Unterseite anbringbar ist, wobei die ortsfeste Welle 130 sich
durch das Gehäuse 310 hindurch erstreckt.
Aufgrund dieser Verbindung dreht sich das Gehäuse 310 mit dem Spiegelrahmen 124 um
die ortsfeste Welle 130.
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Die
Spiegelpositionsrückmeldungsvorrichtung
umfasst weiterhin eine erste im Gehäuse gelagerte Riemenscheibe,
welche mit der ortsfesten Welle fest verbunden ist. Wie in 15 zu
sehen ist, ist eine erste Riemenscheibe 314 innerhalb des
Gehäuses 310 gelagert
und fest mit der ortsfesten Welle 130 verbunden. Ist die
Riemenscheibe 314 fest angebracht, so wird sie sich nicht
mit dem Spiegelrahmen 124 oder dem Gehäuse 310 drehen. Stattdessen wird
die erste Riemenscheibe 314 ortsfest in ihrer Position
bleiben.
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Die
Erfindung umfasst weiterhin eine zweite Riemenscheibe, welche in
dem Gehäuse
gelagert ist, um mit dem Gehäuse
und dem Spiegelrahmen drehbar zu sein. 15 zeigt,
wie eine zweite Riemenscheibe 316 innerhalb des Gehäuses 310 gelagert ist,
und zwar beabstandet von der ersten Riemenscheibe 314.
Die zweite Riemenscheibe 316 ist so angebracht, dass sie
mit dem Gehäuse 310 drehbar ist,
wenn sich der Spiegelrahmen 124 dreht.
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Wie
in 15 gezeigt, hat die erste Riemenscheibe 314 ein
ersten ausgewählten
Durchmesser d1 und die zweite Riemenscheibe hat einen ausgewählten Durchmesser
d2. Der erste Durchmesser d1 ist größer als der zweiter Durchmesser
d2. Aufgrund der untenstehend angegebenen Gründe sollte d1 bevorzugter Weise
zweimal so groß wie
d2 sein.
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Wie
vorliegend ausführlich
gezeigt, umfasst die Spiegelpositionsrückmeldungsvorrichtung einen Synchronisationsriemen,
welcher zwischen den beiden Riemenscheiben verläuft. 15 zeigt,
dass ein Synchronisationsriemen 318 zwischen der ersten Riemenscheibe 314 und
der zweiten Riemenscheibe 316 verläuft.
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Die
Erfindung umfasst weiterhin ein erstes Potentiometer, welches an
der zweiten Riemenscheibe angebracht ist und mit der zweiten Riemenscheibe
drehbar ist. Wie in 15 gezeigt, ist ein erstes Potentiometer 320 an
der zweiten Riemenscheibe 316 über eine Welle 322 angebracht.
Das erste Potentiometer berechnet den tatsächlichen Betrag der Spiegeldrehung
in Abhängigkeit
von dem Betrag der Drehung der zweiten Riemenscheibe 316 und
den Betrag der Verschiebung des Synchronisationsriemen 318.
Das erste Potentiometer 320 kann sich um volle 360° drehen.
Das bevorzugte Verhältis
von 2:1 zwischen dem Durchmesser d1 der ersten Riemenscheibe und
dem Durchmesser d2 der zweiten Riemenscheibe führt dazu, dass für jede Drehung
der zweiten Riemenscheibe um 2° eine Drehung
des Spiegelrahmens 124 um 1° auftritt. Das erste Potentiometer
misst die tatsächliche
Drehung.
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Alternativ
können
weitere Mittel verwendet werden, um den tatsächlichen Betrag der Spiegeldrehung
zu messen, zum Beispiel ein Mechanismus, welcher einen Hebel und
eine Kurbel umfasst, die an der Rückseite des Spiegels 126 angebracht
sind.
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Ein
Kabel erstreckt sich vom Potentiometer weg und ist mit einer Fernsteuerung
verbindbar, mittels deren der Spiegel gesteuert werden kann. Wie
in den 11 und 15 gezeigt,
erstreckt sich ein Kabel 324 durch einen Augring 326 und
ist mit dem ersten Potentiometer 320 verbunden. Das andere Ende
des Kabels 324 ist mit dem Prozessor 100 verbunden.
Auf diese Weise kann das durch das Potentiometer gemessene tatsächliche
Maß für die Spiegeldrehung
zum System zurückgemeldet
werden und mit dem gewünschten
Maß der
Spiegeldrehung in Abhängigkeit
vom Grad der Drehung des Fahrzeugs verglichen werden. Der Prozessor 100 kann dann
berechnen, ob eine zusätzliche
Spiegeldrehung benötigt
wird, um sicherzustellen, dass der Fahrer das hintere beifahrerseitige
Eck des Anhängers 22 in seinem
Blickfeld behalten kann. Der Prozessor kann das zum Spiegeldrehmotor 122 gesendete
Spiegeldrehsignal entsprechend ändern.
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Die
oben erläuterte
Spiegelpositionsrückmeldungsvorrichtung
ist nicht auf eine Verwendung mit der hier erläuterten Spiegelsteuerungsvorrichtung
beschränkt.
Eine ähnliche
Spiegelpositionsrückmeldungsvorrichtung
kann an jeden beliebigen ferngesteuerten Fahrzeugspiegelaufbau angebracht werden.
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Die
Erfindung umfasst weiterhin eine Spiegelpositionskorrekturvorrichtung.
Die Spiegelpositionskonekturvorrichtung korrigiert automatisch die Spiegelposition,
sodass die tatsächliche
Spiegelposition, wie sie von der Spiegelpositiσnsrückmeldungsvorrichtung gemessen
wird, der gewünschten
Spiegelposition entspricht, die der vom Prozessor 100 berechneten
Spiegelposition entspricht.
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Insbesondere
und wie in 16 gezeigt, enthält ein Zähler 90 oder
Zähler 220 bevorzugterweise einen
digitalen Kodierer 424 und einen digitalen Dekodierer 426.
Das Rad 58 zur Erfassung von Schwenkbewegungen und zur
Ausgabe von Steuerbefehlen dreht sich, während das Fahrzeug 20 eine Drehung
vollführt,
und treibt anschließend über einen Steuerungsradsensor 423 den
digitalen Kodierer 424, welcher die elektronischen Impulse
auf den digitalen Dekodierer 426 gibt. Beispielhaft umfasst
die vorliegende Erfindung einen Quadraturkodierer und einen Quadraturdekodierer,
es sind jedoch andere ähnliche
Alternativen akzeptabel. Der Quadraturdekodierer 426 erzeugt
nach Empfang eines Taktgeberimpulses von einem Referenztaktgeber 425 Signale, zum
Beispiel "Hoch"-Impulse 428 und "Niedrig"-Impulse 430. "Hoch"-Impulse 428 entsprechen
Inkrementen der Bewegung des Anhängers 22 in
eine Richtung nach rechts, während "Niedrig"-Impulse 430 Inkrementen
der Bewegung des Anhängers 22 in einer
Richtung nach links relativ zur Zugeinheit 24 entsprechen.
Der Zähler 90 oder 220 sammelt
Zählimpulse
und gibt den aktuellen Zählerstand
auf einen Zwischenspeicher 434. Für beispielhafte Zwecke ist der
Zähler 90 oder 220 als
ein 12 Bit-Aufwärts-/Abwärtszähler dargestellt,
aber alternativ kann jede ähnliche
Art verwendet werden. Die Ausgabe des Zwischenspeichers 434 treibt
die Eingabe auf einen Digitalanalogwandler 436, wie zum
Beispiel einen 12-Bit-Digitalanalogwandler (DAC = digital-to-analog converter),
welcher die 12-Bit-Zählung
in eine analoge Spannung umwandelt, die einer Winkelposition des
Anhängers 22 relativ
zur Zugeinheit 24 entspricht. Zwischenspeicher 434 und
DAC 436 sind bevorzugterweise im Inneren des Prozessors 100 untergebracht.
Der Führer
des Fahrzeugs kann den 12-Bit-Zähler 90 oder 220 manuell
auf Null zurücksetzen
durch Betätigung
eines Rückstellschalters 438, wenn
das Fahrzeug 20 eine Drehung vollzogen hat und in eine
gerade ausgerichtete Position zurückkehrt.
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Wie
weiterhin in 16 gezeigt, umfasst eine Spiegelpositionskorrekturvorrichtung 400 einen Regler 402 und
eine Vielzahl von Potentiometern. Der Regler 402 ist bevorzugterweise
ein Digitalregler, zum Beispiel ein analoger Proportional-integral-differenzial(PID)-Regler
mit geschlossener Schleife. Der PID-Regler umfasst weiterhin einen
Summierknotenpunkt 404, einen PID-Filter 406 und
eine Motorantriebseinheit 408. Ein Spiegelmotor 122,
wie zum Beispiel ein Gleichstromgetriebemoter oder Servomotor treibt
die Spiegeloberfläche 126 an.
Der Spiegelmotor 122 ist elektronisch mit dem ersten Potentiometer 320 so
verbunden, dass das erste Potentiometer 320 entsprechend
reagiert, wenn sich der Spiegel 126 dreht.
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Wie
zuvor unter Bezugnahme auf die Spiegelpositionsrückmeldungsvorrichtung erläutert und
wie in 16 ausführlich dargestellt, erzeugt
ein erstes Potentiometer 320 eine erste Gleichspannung 414 aus
einer ersten Referenzspannung 413, welche proportional
ist zu einer tatsächlichen
Position des Spiegels 126. Ein zweites Potentiometer 440 erzeugt eine
zweite Gleichspannung 442, welche den Spiegelmotor 122 in
die gewünschte
Spiegelposition bringt, wie sie vom Prozessor 100 berechnet
worden ist. Ein drittes Potentiometer 416 erzeugt eine
dritte Gleichspannung 418 aus einer dritten Referenzspannung 417 mit
einem vorbestimmten Niveau, welches einem voreingestellten Eingabewert
entspricht, wenn der Fahrzeugführer
den Spiegel voreinstellt durch Anpassen der Spiegelpositionssteuerung 116 an
der Steuerbox 110.
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Somit
entspricht das erste Potentiometer 320 der tatsächlichen
Spiegelposition, das zweite Potentiometer 440 entspricht
der berechneten Spiegelposition und die dritte Spiegelposition entspricht der
voreingestellten Spiegelposition.
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In
den Summierknoten 404 gelangen die erste Gleichspannung 414,
die an einen invertierenden Eingang 410 gegeben wird, die
zweite Gleichspannung 444, die auf einen ersten nicht-invertierenden Eingang 444 gegeben
wird, und die dritte Gleichspannung 418, die auf einen
zweiten nicht-invertierenden Eingang 420 gegeben werden.
Die logische Summe des Summierknotenpunkts 404 ist ein
Fehlersignal 405. Das Fehlersignal 405 wird durch
den PID-Filter 406 verstärkt. Der PID-Filter 406 befiehlt anschließend dem
Motortreiber 408 den Spiegel 126 in die Richtung
zu treiben, welche dafür
sorgt, dass sich das Fehlersignal 405 Null nähert. Ist
das Fehlersignal gleich Null, so stoppt der Motortreiber 408.
Somit entspricht die erwünschte
und berechnete Position der tatsächlichen
Position.
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Alternativ
kann ein viertes Potentiometer 450, wie zum Beispiel ein
Spurabtastpotentiometer dem Summierknotenpunkt 404 hinzugefügt werden. Ein
Abtasten der Spuren stellt für
den Fahrzeugführer sicher,
dass der umgebende Verkehr sicher ist, bevor er einen Spurwechsel
oder ein Abbiegen vollzieht. Durch manuelles Aktivieren eines Schalters
kann der Fahrer den Spiegel abtastend bewegen, um eine angrenzende
Fahrbahn oder Fahrbahnen zu sehen, auf welche er versucht zu wechseln.
Vergleiche auch die anhängige
Anmeldung mit der Seriennummer 08/887,268 desselben Anmelders, welche
zur Anmeldung vorgesehen ist, und sich auf eine Vorrichtung und
ein Verfahren zum Abtasten von Fahrbahnspuren sowie dem Wechseln
der Fahrbahnspuren bezieht.
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Ein
viertes Potentiometer 450 erzeugt eine vierte Spannung 452,
welche dafür
sorgt, dass der Motor 122 den Spiegel 126 zu einem
Abtastkalibrierungseinstellpositionspunkt bewegt. Ein Schalter 454 verbindet
die Spurabtastspannung 452 mit einem vierten nicht-invertierenden
Eingang 456 auf den Summierknotenpunkt 404, was
dafür sorgt,
dass der Motor 122 den Spiegel 126 zu einer neuen
Position bewegt, welche der Summe der Spannung 442 vom zweiten
Potentiometer 440, der Spannung 418 vom dritten
Potentiometer 416 und der Spannung 452 vom vierten
Potentiometer 450 entspricht. Abhängig von der Orientierung des
Fahrzeugs in diesem Zeitpunkt kann die Spannung 442 vom
zweiten Potentiometer 440 eine Ladung auf den Summierknotenpunkt 404 geben
oder nicht geben. Nach Loslassen des Schalters 454 kehrt
der Motor 122 in die dem dritten Potentiometer 416 entsprechende
Position zurück. Somit
schnappt der Spiegel 126 praktisch in die durch das vierte
Potentiometer 450 eingestellte Position zurück und schnappt
dann zurück
zu seiner ursprünglichen
Ruheposition, die durch das dritte Potentiometer festgelegt ist.
Nur ein Schließvorgang des
Schalters sorgt dafür,
dass der Spiegel in beide Richtungen dreht.
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Wünscht der
Fahrer einen Spurwechsel oder will er abbiegen, so aktiviert er,
wie in den 17 und 18 gezeigt,
beim Betrieb einen Motoraktivierungsschalter 454 (in 16 gezeigt)
in eine erste Position. Der Motoraktivierungsschalter ist bevorzugterweise
im Führerhaus
in Reichweite des Fahrers angebracht. Der Spiegel 126 wird
in die Abtastkalibrierungseinstellungsposition mit einer Geschwindigkeit
gedreht, die ausreichend ist, um eine jede Blickrichtung zwischen
dem voreingestellten Ruhepunkt und der äußeren oder abgetasteten Einstellpunktposition
des Spiegels 126 sichtbar zu machen und es dem Bediener
zu erlauben, eine Spur der Fahrbahn zu sehen, die außerhalb
von der angrenzenden Fahrbahn angebracht ist. Durch Halten des Schalters 454 in
der ersten Position wird der Spiegel 126 in der äußeren Position
gehalten, während
der Fahrer überprüft, ob alles
frei ist. Nach Überprüfen der
Sicherheit eines Spurwechsels lässt
der Fahrer den Schalter 454 los und der Spiegel 126 kehrt
in seine voreingestellte Ruheposition zurück. Während der Fahrer auf der Spur
A fährt,
so ist der Blickbereich, der vom Fahrer gesehen wird, wenn der Spiegel 126 sich
in der voreingestellten Ruheposition befindet, der Bereich B. Wird
der Spiegel in die Abtasteinstellungsposition gedreht, so ist der
Blickbereich, der vom Fahrer gesehen wird, der Bereich C. Die Geschwindigkeit
der Drehung des Spiegels 126 ist so, dass der Bereich D zwischen
den Bereichen B und C während
der Drehung des Spiegels vom Fahrer nicht gesehen wird.
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Biegt
das Fahrzeug 20 nach rechts ab, so ermittelt während des
Betriebes der Zähler 90 oder 220,
ob das am höchsten
signifikante Bit der 12-Bit-Zählung
positiv ist. Der Zwischenspeicher 434 aktualisiert die
Eingabe des DAC 436 und die DAC 436 – Ausgabespannung
wird positiv vergrößert in Abhängigkeit
vom Winkel des Anhängers 22 relativ zur
Zugeinheit 24. Biegt das Fahrzeug 20 jedoch nach
links ab, so ermittelt der Zähler 90 oder 220, dass
das am meisten signifikante Bit der 12-Bit-Zählung negativ ist. Der Zwischenspeicher 434 wird
daran gehindert, die Eingabe des DAC 436 zu aktualisieren
und die Ausgabe des DAC 436 wird auf dem zurückgesetzten
Wert gehalten, welcher Null beträgt. Deshalb
führt ein
Abbiegen nach links nicht zu einer negativen Vergrößerung bei
der DAC-Ausgabespannung.
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Die
Ausgabe des DAC 436 wird durch das zweite Potentiometer 440 abgeschwächt. Das
zweite Potentiometer 440 erzeugt eine zweite Gleichspannung 442,
welche auf den ersten nicht-invertierenden Eingang 444 des
Summierknotenpunkts 404 gegeben wird. Die zweite Gleichspannung 442 sorgt
dafür, dass
der Motortreiber 408 den Spiegelmotor 122 im Inneren
des Spiegelgehäuses 34 in
eine neue Position bringt, die der Summe der zweiten Gleichspannung 442 und
der dritten Gleichspannung 418 vom dritten Potentiometer 416 entspricht.
Die zweite Gleichspannung 442 ist proportional zum Winkel
zwischen dem Anhänger 22 mit
der Zugeinheit 24, während
die Einheit von Zugeinheit und Anhänger abbiegt. Die zweite Gleichspannung 442 treibt
die Spiegeloberfläche 126 in
eine neue Position, bei welcher das rückwärtige Ende des Anhängers 22 im
Blickfeld 38 behalten wird. Ein längerer Anhänger 22 erfordert eine
größere Spiegelbewegung
für einen
gegebenen Drehwinkel. Deshalb kann der Fahrzeugführer eine Kompensation durchführen für eine gegebene
Länge des
Anhängers 22 durch
Anpassen des zweiten Potentiometers 440. Zusätzlich kann
der 12-Bit-Zähler 432 mit
einem Speicher 446 verbunden werden, wie zum Beispiel einem
nicht mit elektrischer Leistung versorgten Speicher, sodass die
Zählung,
welche der gegenwärtigen
Anhängerposition
entspricht, nicht verloren wird, falls das Spiegelsystem abgeschaltet wird.
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Die
vorliegende Erfindung funktioniert wie folgt. Wird der Anhänger 22 an
die Zugeinheit angekoppelt, so drückt bei der ersten Ausführungsform
die spulenförmige
Feder 210 den Verschiebeblock 206 in der Nut 204 nach
oben bis das Rad 58 zum Erfassen von Drehbewegungen und
zur Ausgabe von Steuerbefehlen mit der unteren Oberfläche des
Anhängers 22 in
Kontakt tritt. Der Fahrer setzt sich dann in das Führerhaus,
aktiviert das System, stellt die Spiegel ein und kalibriert das
System wie oben erläutert.
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Bei
dem zweiten Beispiel setzt der Fahrer, nach dem Anhängen des
Anhängers 22 an
das fünfte Rad 26,
die Stütze 40 manuell
in die geeignete Position von vorne nach hinten längs des
Fahrgestells 30 und zieht die Bolzen 46 an. Nachdem
er in das Führergehäuse gestiegen
ist, aktiviert der Fahrer das System mittels des Schalters 112,
setzt die gewünschte
Position der Spiegelvorrichtung mit dem Spiegelpositionierungsschalter 116 ein
und kalibriert das System mit dem Kalibrierungsschalter 118 durch Einstellen
gemäß der Länge des
Anhängers.
Typischerweise wird die Spiegelposition längs einer Achse ausgerichtet,
die im Wesentlichen parallel zur Achse 32 verläuft, die
durch die Zugeinheit und den Anhänger
festgelegt ist, wodurch dem Fahrer ein Blickfeld zur Verfügung gestellt
wird, bei dem das rückwärtige Eck 36 des
Anhängers
auf der Beifahrerseite abgedeckt ist. Nachdem das System mittels
des Schalters 112 aktiviert worden ist, wird der pneumatische
Zylinder mittels des Schalters 113 aktiviert. Ein solenoidbetriebenes
Ventil 72 öffnet
sich und Fluiddruck wird über
die Fluidleitung 70 auf den Zylinder 62 beaufschlagt.
Der Kolbenarm 66 zieht sich zurück, wodurch der Steuerarm 50 aus
der ausgerückten
Position 80 in die eingerückte Position 82 gezogen
wird, wodurch das Rad in Rollkontakt mit der Unterseite des Anhängers 22 gebracht
wird, längs
einer Linie quer zur Achse 32, die durch die Zugeinheit 24 und dem
Anhänger 22 festgelegt
ist.
-
Sowohl
bei der Ausführungsform
als auch bei dem Beispiel gilt, dass wenn der Fahrer mit dem Fahrzeug
eine Abbiegebewegung macht, der Anhänger 22 relativ zur
Zugeinheit 24 um den Schwenkpunkt 26 schwenkt.
Wenn der Anhänger 22 schwenkt,
so dreht sich das Rad 58 zum Erfassen von Schwenkbewegungen
und zur Ausgabe von Steuerbefehlen. Die entsprechenden Drehungen oder
teilweisen Drehungen des Rades werden in Form elektronischer Impulse
mittels des elektronischen Zählers 90 oder
des elektronischen Zählers 220 gezählt. Elektronische
Impulse werden dann auf den Prozessor 100 übertragen.
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Der
Prozessor 100 berechnet einen Grad der Fahrzeugdrehung,
der den gezählten
Drehungen oder teilweisen Drehungen des Rades 58 zum Erfassen
von Schwenkbewegungen und zur Ausgabe von Steuerbefehlen entspricht.
Da die Position der Spiegelvorrichtung 34 und die Länge des
Anhängers 22 bereits
bekannt sind, berechnet der Prozessor 100 einen Grad der
Spiegeldrehung, die dem Grad einer Drehung des Fahrzeugs entspricht,
die notwendig ist, um das rückwärtige Eck
des Anhängers
auf der Beifahrerseite im Blickfeld 38 des Spiegels zu
behalten.
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Der
Prozessor 100 übermittelt über das
zweite Potentiometer 440 ein berechnetes Spiegelpositionssignal,
welches dem berechneten Grad der Spiegeldrehung entspricht, auf
einen Motor 122. Der Motor 122 dreht die Spiegeloberfläche 126,
um ein Blickfeld 38(a) wie in 1(c) gezeigt,
festzulegen. Das erste Potentiometer 320 in einer Spiegelpositionsrückmeldungsvorrichtung
ermittelt eine tatsächliche Spiegelposition.
Eine Spiegelpositionskonekturvorrichtung vergleicht drei Eingaben,
nämlich
die tatsächliche
Spiegelposition von der Spiegelpositionsrückmeldungsvorrichtung, den
berechneten gewünschten
Grad der Spiegeldrehung vom Prozessor 100 und die voreingestellte
Spiegelposition, wie sie vom Fahrer eingegeben wurde beim Voreinstellen des
dritten Potentiometers 416. Die Spiegelpositionskonekturvorrichtung
korrigiert dann automatisch die Spiegelposition, wenn sich die tatsächliche
Spiegelposition von der gewünschten
und berechneten Spiegelposition unterscheidet.
-
Entsprechend
gilt, wenn der Anhänger 22 wieder
in die ausgerichtete Position mit der Zugeinheit 24 am
Ende einer Drehbewegung zurückschwenkt,
dass das Rad 58 sich dreht, was zu einem Signal führt, um
den Spiegel zurück
in die ursprüngliche
Position zu drehen, wodurch das ursprüngliche Blickfeld wieder hergestellt
wird.
-
Bei
einem verwandten Merkmal der vorliegenden Erfindung gilt, dass es
häufig
passiert, dass der Spiegelaufbau versehentlich aus seiner Position gestoßen oder
geschlagen wird. Die Spiegelpositionskorrekturvorrichtung 400 korrigiert
automatisch die Spiegeloberfläche 126 so,
dass diese in eine Ruheposition zurückkehrt, die ursprünglich vom
Fahrer eingestellt worden ist. 16 veranschaulicht
diesen Fall. Die tatsächliche
Spiegelposition, wie sie vom ersten Potentiometer 320 gemessen
wird, und wird sich unterscheiden von der Spiegelposition, die zunächst durch
das dritte Potentiometer voreingestellt worden ist, wie vom Fahrer
eingestellt. Ist das Fahrzeug nicht gerade im Begriff abzubiegen,
so wird das zweite Potentiometer 440 wahrscheinlich keine
große
Rolle hierbei spielen. Der Summierknotenpunkt 404 empfängt die
erste und die zweite Gleichspannung 414 bzw. 418 und
eine dritte Gleichspannung 442, falls überhaupt, und misst eine logische
Summe, um ein Fehlersignal 405 anzuzeigen. Das Fehlersignal 405 wird
durch das PID-Filter 406 verstärkt: Das PID-Filter 406 weist
dann den Motortreiber 408 an, die Spiegeloberfläche 126 in
die Richtung zu bewegen, welche dafür sorgt, dass sich das Fehlersignal 405 dem
Wert Null nähert.
Wenn das Fehlersigal 405 auf Null steht, so stoppt der
Motortreiber 408. Somit entspricht die voreingestellte
Position, inklusive der berechneten Position, falls überhaupt,
der aktuellen Position.
-
Auf
diese Weise kann der Fahrer immer das rückwärtige beifahrerseitige Eck
des Anhängers
sehen, selbst während
eines Abbiegevorgangs des Fahrzeugs. Weiterhin halten bei der ersten
Ausführungsform
die Federn 210 den Verschiebeblock 260 nach oben
gedrückt
und das Rad 58 in Kontakt mit dem Anhänger trotz ruckartiger Bewegungen,
die durch Unregelmäßigkeiten
in der Straße
verursacht werden. Gleichermaßen
gilt bei der zweiten Ausführungsform,
weil der Regler 86 einen konstanten Druck im Zylinder 62 aufrechterhält, während sich
der Anhänger
nach oben und unten bewegt, dass das Rad 58 im Wesentlichen
in durchgängigen
Kontakt mit der Unterseite des Anhängers 22 gehalten
wird, selbst auf unebenen Straßen.
Wird der Anschlagsschalter 115 bereitgestellt, so hat der
Fahrer bevorzugterweise eine fortdauernde positive Anzeige am Reglerkasten 110,
wenn das Rad 58 mit der unteren Seite des Anhängers 22 in
Kontakt steht.
-
An
der oben beschriebenen Erfindung können Abänderungen durchgeführt werden.
Zum Beispiel können
das Vorliegen von Eis, Schneematsch und Salz auf Straßen in nördlichen
Klimazonen auf die Bedienung des Rades 58 einwirken sowie
auf die verschiedenen Stützmechanismen
für das
Rad zum Erfassen von Schwenkbewegungen und zur Ausgabe von Steuerbefehlen.
Um diese Bauteile vor der äußeren Umgebung
zu schützen,
kann ein lösbares oder
permanent angebrachtes Schutzgehäuse 120 (welches
in 2 ausführlich
dargestellt ist), vorgesehen sein. Entsprechend können zusätzliche
Aufbauten vorgesehen sein, welche in der Lage sind, das Rad 58 zum
Erfassen von Schwenkbewegungen und zur Ausgabe von Steuerbefehlen
drehbar zu stützen,
wobei das Rad 58 zum Erfassen von Schwenkbewegungen und
zur Ausgabe von Steuerbefehlen in Kontakt gebracht wird mit der
Unterseite des Anhängers 22 und
wobei das Rad 58 zum Erfassen von Schwenkbewegungen und
zur Ausgabe von Steuerbefehlen zu gewünschten Zeitpunkten vom Anhänger 22 wegbewegt
werden kann. Die Auswechselbarkeit zwischen den Signalübertragungsmitteln
zwischen Zähler
und Prozessor, sowie zwischen Prozessor und Servomotor, ist ebenfalls
erläutert
worden. Das System kann bereitgestellt werden mit nur einem Servomotor,
welcher mit einem vorliegenden Spiegelaufbau verbunden ist, oder
kann mit seiner eigenen drehbaren Spiegelvorrichtung bereitgestellt
werden, um auf der Zugeinheit aufgesetzt zu werden. Die Spiegelvorrichtung
selbst kann eine einzelne Spiegeloberfläche umfassen oder eine Vielzahl von
austauschbaren Spiegeloberflächen
mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften. Eine separate Spannungsquelle
und/oder eine Quelle für
ein unter Druck stehendes Fluid können bereitgestellt werden, oder
das System kann mittels des elektrischen Systems des Fahrzeugs und/oder
seinem Hochdruckluftsystem arbeiten. Die Steuertafel 110 kann
auch so ausgelegt werden, dass sie den Fahrer in die Lage versetzt,
die automatische Spiegeldrehfunktion zu deaktivieren und eine direkte
Steuerung der Spiegeldrehung durchzuführen.
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Weiterhin
gilt, dass obwohl die Erfindung mit Bezug auf einen auf der Beifahrerseite
angebrachten Spiegel auf der rechten Seite eines Fahrzeugs erläutert worden
ist, sie so ausgelegt werden kann, dass sie mit einer auf der Fahrerseite
angebrachten Spiegelvorrichtung zusammenarbeitet oder mit einem
auf der Beifahrerseite angebrachten Spiegel auf der linken Seite
des Fahrzeugs zur Verwendung in Ländern, wo auf der rechten Seite
der Straße
gefahren wird.
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Weitere
Abänderungen
werden sich leicht für den
Fachmann ergeben. Zum Beispiel kann, um mit Anhängern zusammenzuarbeiten, denen
es an einer glatten Oberfläche
an der Unterseite mangelt, zum Beispiel Tankfahrzeuge für Kraftstoff
oder Transportern, 10- oder 20-Yard-Müllwagen
(ca. 9 bis bzw. 18 m) eine flache Stahlplatte an dem vorderen Ende
des Anhängers
unterhalb des Rades 58 angebracht werden, damit dieses
darauf abrollen kann. Solche Änderungen
liegen innerhalb des handwerklichen Könnens des Fachmanns.
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Die
Erfindung in ihrem breiteren Aspekten ist deshalb nicht beschränkt auf
spezifische Einzelheiten und Ausführungsformen, die oben erläutert worden
sind oder in den Zeichnungen gezeigt sind. Es können Abweichungen von Einzelheiten
durchgeführt
werden, ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.