ES2270692B1

ES2270692B1 - Sistema retrovisor completamente integrado en el interior del automovil.

Info

Publication number: ES2270692B1
Application number: ES200500438A
Authority: ES
Inventors: Lazaro V Cremades Oliver; Cristina Ruscalleda Alvarez
Original assignee: Universitat Politecnica de Catalunya UPC
Current assignee: Universitat Politecnica de Catalunya UPC
Priority date: 2005-02-22
Filing date: 2005-02-22
Publication date: 2008-04-16
Anticipated expiration: 2025-02-22
Also published as: ES2270692A1

Abstract

Sistema retrovisor completamente integrado en el interior del automóvil. La invención es un sistema retrovisor instalable en el interior del habitáculo de cualquier vehículo, que abarca tal campo de visión, que permite prescindir del uso de los retrovisores exteriores. Consiste en un espejo convexo diseñado de tal forma que la imagen obtenida, por un lado, elimina los ángulos muertos existentes en los sistemas convencionales, y por otro lado es ininterrumpida. La eliminación de los retrovisores exteriores mejora la aerodinámica del vehículo, permite un ahorro en el consumo de combustible, y disminuye el coste del vehículo y el de sus eventuales reparaciones.

Description

Sistema retrovisor completamente integrado en el interior del automóvil.

Sector de la técnica

La presente invención se refiere a un sistema retrovisor de tipo especular instalable en el habitáculo de cualquier vehículo, y en especial de los vehículos de 4 ruedas.

Estado de la técnica

El espejo retrovisor fue una de las primeras aplicaciones documentadas traspasadas de la tecnología de los coches de carrera a los automóviles convencionales. Fue inventado en 1911 para permitir al conductor poder conducir el vehículo solo, sin el peso extra del copiloto. Desde entonces, los sistemas retrovisores han ido evolucionando, hasta convertirse hoy en día en uno de los sistemas de seguridad más importantes en un vehículo.

No obstante, el sistema retrovisor actual convencional consistente en un espejo instalado en el interior del habitáculo del vehículo más dos espejos exteriores no es completamente fiable para garantizar la seguridad a la hora de realizar cambios de carril o giros. La principal razón es la presencia de ángulos muertos en el campo de retrovisión del conductor.

El diseño del retrovisor interior es normalmente el resultado de un compromiso entre varios factores. A fin de conseguir una imagen suficientemente grande y veraz de los campos de visión posterior y laterales, hay que disponer de una superficie de espejo lo mayor posible. Sin embargo, si el retrovisor es demasiado grande, puede llegar a molestar la visión delantera y oblicua por parte del conductor.

Por otra parte, se sabe que los espejos planos limitan mucho el campo de visión lateral. Debido a ello, se han ideado soluciones consistentes en combinar en un mismo retrovisor interior varios espejos planos. Por ejemplo, en la U.S. Pat. 3411843 se combina un espejo en posición central y dos espejos planos colocados oblicuamente, tomando el conjunto una forma de A. En la U.S. Pat. 4674849, se colocan tres espejos planos paralelos entre ellos y dispuestos oblicuamente. Esta solución está diseñada a aumentar el campo de visión de los conductores de camiones y se sitúa en el interior de la cabina en el lado del
copiloto.

Otra posible solución es el diseño de un espejo que combine una superficie central plana que refleje la vista posterior y que se curve hacia los extremos a fin de extender el campo de visión lateral, como por ejemplo el descrito en la U.S. Pat. 4575202. Pero esta solución tiene varios problemas. Ya que sus extremos son convexos, puede producirse una importante distorsión de la imagen dependiendo de la curvatura del espejo y otras consideraciones geométricas. Esta distorsión ha sido reducida en varias soluciones, sacrificando el tamaño de la imagen. Así, por ejemplo en la U.S. Pat. 4012125 o en la U.S. Pat. 4264144, se utilizan varias curvas de secciones cónicas y otras curvas derivadas empíricamente, con la intención de conseguir una transición aceptable entre la superficie central plana y los extremos curvados. Pero, los resultados obtenidos no consiguen reducir el efecto de la distorsión causada por la visión binocular. Es decir, mientras un ojo se fija en una parte del espejo con una cierta curvatura, el otro ojo puede estar fijándose en otra parte con curvatura diferente. Este problema se agrava cuando el objeto reflejado que se está viendo es móvil y su imagen se desplaza por las diferentes curvaturas del retrovisor.

En la U.S. Pat. 5321556 se presenta un retrovisor interior con una forma más alargada que los retrovisores convencionales y está formado por un espejo convexo. Este retrovisor resuelve el problema de la distorsión debida a la curvatura del espejo convexo, situando unas bandas que dividen el espejo en tres zonas, de forma tal que dependiendo de donde esté situada la imagen del vehículo posterior será o no peligroso realizar la maniobra de adelantamiento. Sin embargo, no permite tener una visión continua e ininterrumpida de la imagen.

Por último, hay que mencionar que una de las más recientes innovaciones en el campo de la retrovisión para solventar la problemática aquí presentada, la constituye el empleo de cámaras de video, como por ejemplo la descrita en la U.S. Pat 2003/0133014. Sin embargo, esta solución tampoco está exenta de problemas. Por un lado, si el sistema falla por un mal funcionamiento de algún componente electrónico o por fallo en el suministro de energía eléctrica, el conductor se puede quedar sin ningún sistema de visión ni posterior ni lateral. Por otro lado, el aumento del coste de desarrollo, producción e instalación del sistema de videocámaras respecto al sistema convencional de espejos retrovisores, es considerable. Sin mencionar la vulnerabilidad del sistema a averías, golpes o hurtos.

Breve descripción de la invención

La presente invención consiste en un espejo retrovisor ubicado en la parte frontal del interior del habitáculo de cualquier vehículo, con la particularidad de que el campo de visión abarcado permite prescindir de los tres o más espejos convencionales utilizados en los vehículos, y en especial los de 4 ruedas.

El espejo retrovisor ocupa la máxima anchura disponible de la parte superior del habitáculo del vehículo. El espejo tiene un perfil esférico tanto en la vista en planta como en la vista lateral. Su superficie es continua y tiene forma de letra \Pi en la vista frontal, de tal manera que las aletas laterales cumplen la doble misión de abarcar una mayor superficie de reflexión y de servir de parasol.

El espejo retrovisor se sujeta a la carrocería a través de dos pares de piezas cilíndricas, uno de las cuales va empotrado en los laterales de la carrocería interior del habitáculo y el otro está enganchado a cada uno de los extremos laterales del retrovisor. De la pieza más próxima al lado del conductor sobresale una palanca para poder inclinar el retrovisor hasta la posición óptima, dependiendo de la altura de los ojos.

Descripción de las figuras

Fig. 1: Vista frontal (A), vista lateral (B) y vista superior (C) del retrovisor.

Fig. 2: Vista esquemática en planta del perfil del retrovisor y la ubicación en el interior del habitáculo.

Fig. 3: Vista en alzado del perfil lateral del retrovisor y la ubicación en el interior del habitáculo.

Fig. 4: Soportes de fijación del retrovisor, del lado del conductor (A) y del lado del copiloto (B).

Fig. 5: Sección transversal de la pieza de conexión de los soportes de fijación del retrovisor, ubicada en un lateral de la carrocería del vehículo.

Fig. 6: Ejemplo de la imagen proyectada por el retrovisor desde la posición del conductor, en una situación de un adelantamiento por la parte posterior.

Descripción detallada de la invención

La presente invención consiste en un espejo retrovisor ubicado en la parte anterior del interior del habitáculo de cualquier vehículo, con la particularidad de que el campo de visión abarcado permite eliminar los ángulos muertos y prescindir así de los tres o más espejos convencionales utilizados en los vehículos, y en especial los de 4 ruedas.

El sistema objeto de la presente invención consta de dos partes diferenciadas: el espejo. retrovisor interior propiamente dicho y el sistema de sujeción del retrovisor en la carrocería del habitáculo del vehículo.

En la Fig. 1 puede verse el retrovisor (1). Consiste en un espejo esférico de radio (6), tanto en su dimensión horizontal como en la vertical, suficientemente grande como para que el arco de ángulo (5) le permita abarcar toda la anchura del habitáculo del vehículo en el que se instala. Visto desde su parte frontal, cara al conductor, su superficie es continua y tiene forma de letra \Pi, ya que consta de dos aletas (2) y (3) dispuestas en los extremos, una en el lado del conductor y otra en el lado del copiloto, respectivamente, unidas por un tramo central (4) de menor anchura (Fig. 1, A). Estas aletas, por un lado, proporcionan una gran superficie de reflexión a fin de eliminar los ángulos muertos de la visión posterior que existen con los sistemas convencionales formados por un retrovisor interior y dos retrovisores exteriores, generalmente planos. Por otro lado, ambas aletas actúan como parasoles, por lo que pueden sustituir los parasoles delanteros que se encuentran generalmente en la parte superior del habitáculo. Los ángulos (7) y (8) abarcados por las aletas (2) y (3), respectivamente, pueden ser iguales o no y su dimensión depende de las dimensiones del habitáculo del vehículo. Cuanto mayor sean estas dimensiones, mayor superficie de reflexión deberán tener las aletas para poder cubrir convenientemente los campos de visión lateral y posterior.

El espejo retrovisor (1) objeto de la invención se ha de instalar en la parte delantera y superior del habitáculo del vehículo (Figs. 2 y 3) frente al parabrisas (12). Como puede verse en la Fig. 2, la curvatura de la superficie del espejo permite al conductor (11) tener un campo de visión lateral que forma los ángulos (15) y (16), a ambos lados del vehículo, suficientemente grande como para eliminar los ángulos muertos existentes, siendo el ángulo (16) mayor que el ángulo (15).

El hecho de disponer de un espejo totalmente esférico proporciona un campo de visión en el lado del copiloto, debido a la aleta (3), mayor que el necesario. Sin embargo, ello permite, primero, que no haya ningún cambio de curvatura a lo largo de la superficie del espejo, lo que garantiza una distorsión constante en todo el campo de visión, y, segundo, conlleva una mayor facilidad de fabricación del espejo.

Por otra parte, como puede verse en la Fig. 3, la superficie reflectora proporcionada por las aletas (2) y (3), unido a una inclinación adecuada, en función de la altura de los ojos del conductor (11), permite abarcar un campo de visión posterior con unos ángulos (26) y (27), tal que cubre toda la zona visible a través de las ventanas (13) y (14) del vehículo.

El sistema de sujeción del espejo retrovisor consiste en dos pares de piezas con forma cilíndrica a ambos extremos del espejo; de cada par, una pieza es solidaria a la parte interior de la carrocería y la otra al espejo retrovisor, tal como muestran las Figs. 4 y 5. Las piezas (29) y (30) están unidas a cada uno de los extremos del retrovisor (1), al lado del conductor y al del copiloto, respectivamente, tal como se muestra en la Fig. 4. Estas piezas (29) y (30) constan de una ranura (31) con la misma forma que el perfil circular del retrovisor en la que éste encaja perfectamente. Además disponen de un pivote (32) que sirve para introducirse en el hueco practicado sobre las dos piezas de conexión (35) que permanecen fijas en la carrocería a la altura del retrovisor, enfrentadas a las piezas (29) y (30).

Las dos piezas de conexión (35), están empotradas en la carrocería (34), por el lado del interior del habitáculo (Fig. 5). En dicho lado hay practicado un hueco (36) en el que encaja el pivote (32) de las piezas (29) o (30). Para facilitar la entrada del pivote (32), la pieza (35) dispone de un rebaje (37) en forma de conducto vertical. Por el lado opuesto, un tornillo (38) parcialmente roscado (39) atraviesa la carrocería y penetra en la pieza (35). La porción del tornillo (38) no roscada sirve de eje guía de un muelle (41) que, en el interior de la cavidad (40), permite mantener presionadas las dos piezas (35) contra las piezas (29) y (30). La presión ejercida por el muelle (41) permite garantizar una fricción entre las piezas (35) y las piezas (29) y (30) tal que puedan resbalar entre si, si se les aplica una fuerza externa suficiente para poder inclinar el espejo al gusto del conductor, pero que en ausencia de dicha fuerza no experimenten ningún tipo de movimiento relativo. La aplicación de dicha fuerza se realiza a través de la palanca (33) que sobresale de la pieza (29), del lado del conductor.

Modo de realización preferente de la invención

La Directiva Europea EC 71/127 sobre retrovisores define por un lado criterios de resistencia al impacto, geometrías del perfil del soporte y dimensiones de la superficie reflectora, y por otro lado establece criterios de campo de visión mínimo que se deben cumplir. Respecto a los espejos retrovisores interiores, las dimensiones de la superficie reflectora han de ser tales que se ha de poder inscribir en ella un rectángulo de 40 mm x a_{int}, siendo a_{int}, = 150/(1+1000/r_{int}), donde r_{int} es el radio de curvatura medio del espejo. Además, se indica que el radio de curvatura mínimo es de 1200 mm. La anchura mínima es de 40 mm.

Por lo que respecta al campo de visión, el conductor ha de ser capaz de ver con cada uno de los espejos, hasta las siguientes distancias:

-: Espejo interior: ha de poder ver al menos una parte de la carretera plana y horizontal centrada en el plano vertical longitudinal medio del vehículo, desde el horizonte hasta una distancia de 60 m por detrás de los ojos del conductor, y de 20 m de anchura.

-: Espejos exteriores: ha de poder ver al menos una parte de la carretera plana y horizontal de 4 m de anchura, limitada por un plano paralelo al plano vertical longitudinal medio que pasa por el extremo del vehículo del lado del conductor en un caso y del lado del copiloto en el otro caso, y que se extienda hacia atrás, desde el horizonte hasta una distancia de 20 m de los ojos del conductor. Además, el conductor ha de comenzar a ver la carretera en una anchura de 1 m, limitada por un plano paralelo al plano vertical longitudinal medio que pase por el extremo del vehículo a partir de un punto situado en el terreno a 4 m por detrás del plano vertical que pasa por sus ojos. Esto equivale a abarcar un ángulo de 12º como mínimo entre la horizontal y la normal del espejo.

El espejo retrovisor objeto de la presente invención cumple ambos requisitos. Si, a modo de ejemplo, se aplica a un coche tipo medio, como por ejemplo, un Volkswagen Golf clase III, el espejo tendría las siguientes características geométricas:

-: Radio (6) de curvatura: 1200 mm

-: Ángulo (5) horizontal del arco formado por el espejo: 51º

-: Ángulos (7) y (8) horizontales abarcados por las aletas de los extremos: 13º

-: Cuerda (9) o longitud del espejo en su proyección horizontal: 1050 mm

-: Longitud de la flecha (10) del espejo: 120 mm

-: Anchura vertical en la parte central (4): 60 mm

-: Anchura vertical de las aletas (2) y (3): 126 mm

-: Ángulo (15) del campo de visión del lado del conductor: 114º

-: Ángulo (16) del campo de visión del lado del copiloto: 72º

-: Grosor del espejo: 3 mm

Si trazamos, tal como se muestra en la Fig. 3, por un lado, una línea (18) entre el punto (17) situado a 4 m por detrás del plano vertical que pasa por los ojos del conductor y el límite superior del espejo, y por otro lado, otra recta (22) entre los ojos del conductor y ese límite superior, se obtiene una bisectric (24), tal que el ángulo (26) formado entre la horizontal (20) y dicha bisectriz (24) es de 20º, es decir, mayor que el fijado por la Directiva, cumpliendo así dicha normativa. Si el mismo proceso lo aplicamos al límite inferior del espejo, el ángulo (27) que se obtiene es de 12º, cumpliendo también con el mínimo estable-
cido.

En el caso de aplicarlo a vehículos de anchura menor, la cuerda (9) o longitud del espejo sería menor y su flecha (10) también. En cambio, para vehículos de mayor anchura, manteniendo el mismo radio de curvatura (6), la flecha (10) del espejo podría aumentar tanto que podría llegar a incomodar al conductor, por la proximidad del espejo (1) a la cabeza (11). No obstante, la funcionalidad del espejo sería similar en todos los casos.

En la Fig. 6B se muestra, mediante una simulación 3D, la imagen reflejada por el espejo retrovisor inventado (1), instalado en un vehículo tipo Volkswagen Golf clase III (42), vista desde la posición del conductor, en comparación con la ofrecida por el retrovisor exterior (28), para una situación de adelantamiento, tal como muestra la Fig. 6A. Puede observarse que la información ofrecida por el espejo (1) al conductor del vehículo (42), por lo que se refiere al vehículo (43) que está realizando el adelantamiento, es mucho mayor que la ofrecida por el retrovisor exterior convencional (28), lo cual hace innecesaria la presencia de este último.

Claims

1. Sistema de retrovisión para vehículos que se integra en la parte anterior del interior del habitáculo ocupando toda la anchura del mismo, y que permite eliminar los ángulos muertos de las vistas posterior, a derecha e izquierda desde la posición de conducción, haciendo innecesaria la presencia de los retrovisores exteriores, caracterizado porque está compuesto de:

-: un espejo esférico tanto en su dimensión horizontal como en la vertical, de superficie continua, con forma arqueada en su vista en planta y con forma de letra \Pi en la vista frontal, suficientemente grande como para que le permita abarcar toda la anchura del habitáculo del vehículo en el que se instala, y

-: un sistema de sujeción de dicho espejo a los laterales de la carrocería del vehículo.

2. Sistema de retrovisión para vehículos según la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema de sujeción del espejo está compuesto de dos pares de piezas con forma cilíndrica a ambos extremos del espejo; de cada par, una pieza es solidaria a la parte interior de la carrocería y la otra al espejo retrovisor, constando las piezas unidas al espejo de una ranura con la misma forma que el perfil circular del retrovisor en la que éste encaja perfectamente, y de un pivote que sirve para introducirse en el hueco practicado sobre las dos piezas de conexión que permanecen fijas en la carrocería a la altura del retrovisor, enfrentadas a las piezas de sujeción del espejo.

3. Sistema de retrovisión para vehículos según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el espejo permite bascular sobre sus piezas de sujeción con ayuda de una palanca que sobresale de la pieza de sujeción del lado del conductor, si se le aplica una fuerza externa suficiente para poder inclinar el espejo al gusto del conductor, pero que en ausencia de dicha fuerza, la fricción entre las piezas impide cualquier movimiento relativo.

4. Sistema de retrovisión para vehículos según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque las piezas de conexión que están enfrentadas a las piezas de sujeción del espejo, están empotradas en la carrocería, por el lado del interior del habitáculo y en dicho lado hay practicado un hueco en el que encaja el pivote de las piezas de sujeción, y que para facilitar la entrada del pivote y, por lo tanto la colocación del espejo, las piezas de conexión disponen de un rebaje en forma de conducto vertical, y además, por el lado externo, un tornillo parcialmente roscado atraviesa la carrocería y penetra en la pieza de conexión, mientras la porción del tornillo no roscada sirve de eje guía de un muelle que, en el interior de una cavidad de la pieza de conexión, permite mantener presionadas dicha pieza de conexión contra la correspondiente pieza de sujeción del espejo.

5. Sistema de retrovisión para vehículos según la reivindicación 1, caracterizado porque el espejo consta de dos aletas dispuestas en los extremos del espejo, una en el lado del conductor y otra en el lado del copiloto, unidas por un tramo central de menor anchura, permitiendo dichas aletas, por un lado, proporcionar una gran superficie de reflexión a fin de eliminar los ángulos muertos de la visión posterior ofreciendo una mayor información al conductor que la obtenida a través de un retrovisor exterior plano, y, por otro lado, actuar como parasoles, por lo que pueden sustituir los parasoles delanteros que se encuentran generalmente en la parte superior del habitáculo.