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Die
vorliegende Erfindung betrifft Fahrzeugrückspiegelanordnungen im Allgemeinen,
und betrifft im Besonderen Rückspiegelanordnungen,
welche eine Komponente eines elektronischen Kompasses beinhalten.
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Es
ist bekannt, Kompasssysteme Rückspiegelanordnungen
in Fahrzeugen zuzuordnen. 1 stellt ein
Beispiel einer bekannten Rückspiegelanordnung
dar, welche ein derartiges Kompasssystem umfasst. Die Spiegelanordnung 10 umfasst
ein offenflächiges
Spiegelgehäuse 12,
einen Spiegel 14 und eine Schaltungsplatine 16.
Der Spiegel 14 umfasst ein elektrochromes Element, welches
durch eine Treiberschaltung 18 zum automatischen Verändern des
Spiegelreflexionsgrades als eine Funktion des Blendlichts betrieben
wird. Es wird verstanden werden, dass der Spiegel 14 typischerweise
ein einfacher, ebener Spiegel mit einem (nicht gezeigten) Prismenmechanismus
sein kann, um eine Reduzierung von Nachtblendlicht zu ermöglichen.
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Das
Gehäuse 12 ist
durch eine Drehverbindung 20 und ein Halterungsgehäuse 22 an
das Fahrzeug angebracht. In 1 ist das
Spiegelgehäuse 12 gezeigt,
welches an das Halterungsgehäuse 22 auf
einer Windschutzscheibe 24 des Fahrzeugs angebracht ist,
wie in dem Fall einer Innenrückspiegelanordnung.
Die in 1 gezeigte Drehverbindung 20 umfasst
eine Kugel 26, welche fest an das Spiegelgehäuse 12 angebracht
ist und drehbar in einer Buchse eines Abstandhalters 28 angebracht
ist. Das andere Ende des Abstandhalters 28 trägt eine
Buchse, welche eine weitere Kugel 30 aufnimmt, die fest
an dem Halterungsgehäuse 22 gesichert
ist. Es ist zu erkennen, dass das typische Spiegelgehäuse 12 durch
manuelles Drehen jeder der Kugeln 26, 30 in ihren
jeweiligen Buchsen, relativ zu der Fahrzeugwindschutzscheibe 24,
drehbar ist. Es ist ebenso bekannt, ein einziges Kugel- und Buchsengelenk
zu verwenden, um ein Spiegelgehäuse
an ein Fahrzeug anzubringen. Weiterhin ist bekannt, einen motorisierten
Betätigungsmechanismus
in dem Gehäuse 12 einzubauen, wobei
das Gehäuse
durch Fernbetätigung
eines Schalters relativ zu dem Fahrzeug verschwenkt werden kann.
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Das
Kompasssystem von 1 umfasst einen Magnetfeldsensor 32,
welcher in das Halterungsgehäuse 22 angebracht
ist, um das Magnetfeld der Erde zu erfassen, und um elektrische
Signale durch einen Draht 34 der Schaltungsplatine 16 bereitzustellen,
welche für
das Magnetfeld repräsentativ
sind. Ein Verbinder 36 auf der Schaltungsplatine 16 erstreckt
sich in eine Öffnung 37 in
dem Spiegelgehäuse 12 hinein,
um Strom und Signale zu und von anderen Spiegelsystemkomponenten
zu liefern. Der Draht 34 erstreckt sich durch eine Kerbe
in der Öffnung 37 zu
einem Verbinder 45 auf der Schaltungsplatine 16.
Die Schaltungsplatine 16 trägt eine Verarbeitungsschaltung 38,
welche Signale von dem Sensor 32 verarbeitet und ein repräsentatives
Ausgabesignal zu einer Anzeige 40 bereitstellt, die die
Fahrtrichtung des Fahrzeugs anzeigt. In dem Beispiel von 1 kann
die Anzeige 40 visuell durch einen Beobachter durch ein
transparentes Fenster 42 in dem Spiegel 14 gesehen
werden. Die Anzeige kann entweder hinter dem Spiegelelement oder
in einem Bereich angebracht werden, welcher an das Spiegelelement
angrenzt und von diesem versetzt ist. Alternativ kann die Anzeige
irgendwo anders in dem Fahrzeug angeordnet sein, wie z. B. an einer
Deckenkonsole, einem Armaturenbrett, einer A-Säule usw.
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Der
Magnetfeldsensor 32 umfasst einen zur Fahrtrichtung des
Fahrzeugs orthogonalen X-Achsensensor 44 und einen mit
der Fahrtrichtung des Fahrzeugs übereinstimmenden
Y-Achsensensor 46. Darüber
hinaus sind beide Sensoren 44, 46 parallel zur
Erdoberfläche
angebracht. Mit anderen Worten ist der magnetische Feldsensor 32 relativ
zum Fahrzeug befestigt. Der Magnetfeldsensor 32 ist typischerweise
ein Flux-Gate-Sensor, obwohl andere Typen von Magnetfeldsensoren
bekanntermaßen
in Gebrauch sind, wie z. B. magnetresistive und magnetinduktive
Sensoren.
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In
derartigen Konstruktionen sind die Kompasserfassung-Schaltungselemente,
welche Magnetfeldkomponenten des Magnetfeldes der Erde erfassen,
typischerweise zusammen an ein gesondertes Gehäuse angebracht, das an einen
Fußabschnitt
der Spiegelanbringungshalterung oder in einem anderen Bereich des Fahrzeugs
angebracht ist, wie z. B. die Deckenkonsole. Das Anbringen der Sensoren
im Fuß der
Spiegelanbringungshalterung wurde wegen den niedrigen Niveaus einer
Magnetinterferenz bevorzugt, welche an anderen Fahrzeugstellen vorkommen
kann. Das Problem beim Anbringen von Magnetsensoren am Fuß der Spiegelanbringungshalterung
ist, dass der Fußabschnitt
viel größer wird
und daher einen bedeutendere Betrag des Sichtfeldes des Fahrers
durch die Windschutzscheibe blockieren kann. Bei elektrochromen
Spiegeln reduziert weiterhin ein breites Halterungsgehäuse das
Lichtniveau, welches die Umgebungssensoröffnung in dem Spiegelgehäuse erreicht.
Ein weiteres Problem ist, dass der Fußabschnitt des Spiegels passender
für das
Anbringen anderer Komponenten sein kann, wie z. B. von Regensensoren
oder einer GPS-Antenne, wie es in der in üblicher Weise übertragenen
PCT-Anmeldung Nr. PCT/US00/02654 offenbart ist, welche am 02. Februar
2000 eingereicht wurde.
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Da
die Kompassanzeige üblicherweise
in dem Spiegelgehäuse
angebracht ist, war es typischerweise wünschenswert, auch die Kompassverarbeitungsschaltung
in dem Gehäuse
zusammen mit der Anzeige und ihrer zugeordneten Verdrahtung anzubringen.
Somit ist es auch vorteilhaft, die Kompassmagnetfeldsensoren in
großer
Nähe zu
der Kompassverarbeitungsschaltung anzubringen, um die Notwendigkeit
zu vermeiden, in zu hohem Maß Drähte zwischen
den Sensoren und der Verarbeitungsschaltung zu verlegen. Darüber hinaus leitet
ein von der Verarbeitungsschaltung entferntes Anbringen der Magnetfeldsensoren
wegen elektromagnetischer Interferenz (EMI) Rauschen in das System
ein, welches durch den Kabelbaum von anderen, sich in der Nähe befindenden
elektronischen Schaltungen aufgenommen wird. Um das EMI-Rauschen zu reduzieren, welches
zwischen den Sensoren und der Verarbeitungsschaltung eingeleitet
wird, sind EMI-Filter erforderlich. Ebenso neigt der Kabelbaum selbst
dazu, EMI-Emissionen auszustrahlen, welche Rauschen in das des Fahrzeugradios
einleiten können.
Der Kabelbaum, die Verbinder, das Sensorgehäuse und die EMI-Filter erhöhen alle
die Kosten des Spiegels selbst, während sie auch die Komplexität und die
Kosten des Einbaus der Spiegelanordnungen in Fahrzeugen erhöhen.
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Während das
Innere des Spiegelgehäuses
als die wünschenswerteste
Stelle für
die Sensoren erscheinen würde,
um alle Komponenten des Kompasses an einer einzigen Stelle bereitzustellen,
während
weiterhin der Bereich am Fuß der Rückspiegelanbringungshalterung
für andere
Komponenten verfügbar
gemacht würde,
hat das Anbringen der Kompasssensoren in dem Rückspiegelgehäuse größere Probleme
aufgeworfen, welche einen bedeutenden Einfluss auf die Genauigkeit
des Kompasses haben. Genauer gesagt sind Rückspiegelgehäuse an ein
Fahrzeug derart angebracht, dass sie sowohl vertikal als auch horizontal über ein
oder mehrere Kugelgelenke schwenkbar sind, welche auf der Anbringungshalterung
oder auf der Rückseite
des Spiegels vorgesehen sind. Eine derartige drehbare Bewegung ist
nötig,
um Fahrer unterschiedlicher Größe aufzunehmen,
und um zu ermöglichen,
dass die Fahrer den Spiegel nach Maßgabe von jeglichen Einstellungen
ihrer Sitzposition einstellen, so dass sie eine klare Sicht aus
der Heckscheibe des Fahrzeugs haben. Eine derartige Bewegung des
Spiegelgehäuses
verursacht dementsprechend eine Bewegung der Magnetfeldsensoren
der Kompasserfassungsverdrahtung. Eine derartige Bewegung der Kompasssensoren
kann einen ziemlich bedeutenden Fehler in der Fahrzeugfahrtrichtungsinformation
hervorrufen, welche von der Verarbeitungsschaltung verarbeitet wird
und dem Fahrer angezeigt wird.
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Elektronische
Kompassschaltungen zur Verwendung in Fahrzeugen sind im Stand der
Technik bekannt (siehe z. B. die gattungsgemäße, veröffentlichte europäische Patentanmeldung
EP-A-0 254 435 und ebenfalls
die
US 5.699.044 , die
US 4.505.054 und die
US 4.425.717 ). Während elektronische
Kompassschaltungen bekannt sind, welche fortlaufend sich selbst
nachkalibrieren (siehe z. B.
U.S.
Patent Nr. 4.953.305 ,
5.737.226 ,
5.761.094 und
5.878.370 ), kompensieren derartige
Systeme nicht all die Fehler, welche durch das horizontale und vertikale
Neigen des Spiegelgehäuses
eingeleitet werden können.
Bis zu dem Ausmaß,
zu welchem diese Spiegelschaltungen einige der Fehler korrigieren
können,
welche auf diese Weise eingeleitet werden können, sind diese Schaltungen
besonders darauf programmiert, nicht auf eine unmittelbare Veränderung
der erfassten Feldstärke
anzusprechen, sondern sie sind vielmehr darauf programmiert, nur
nachzukalibrieren, nachdem entweder eine vorbestimmte Zeitperiode
oder vorbestimmte andere Umstände
erfasst wurden. Auf diese Weise können diese elektronischen Kompasse
nachkalibrieren, um Veränderungen
des Fahrzeugmagnetfeldes zu berücksichtigen,
welche durch Alterung oder andere Einflüsse nach der Herstellung verursacht
werden können,
wie z. B. auf dem Dach montierte Magnetantennen, wobei viele vorübergehende
Veränderungen
des Magnetfeldes ignoriert werden, welche durch die Kompasssensoren
erfasst werden und welche nicht durch eine Änderung der Fahrzeugrichtung
verursacht werden. Derartige vorübergehende,
aber nennenswerte Schwankungen der Magnetfeldablesungen treten auf,
wenn das Fahrzeug an Objekten mit großen Mengen von eisenartigem
Material vorbeifährt,
wie z. B. Eisenbahnschienen, Brücken
und große
Gebäude, oder
wenn sich das Fahrzeug durch eine Autowaschanlage bewegt. Demgemäß sind derartige
Schaltungen programmiert, zu ignorieren oder ansonsten eine langsamere
Reaktionszeit auf viele vorübergehende
Feldschwankungen zu haben, welche sie erfassen können. Somit würden diese
Schaltungen, wenn sie in einem Rückspiegelgehäuse angeordnet
wären,
nicht unmittelbar auf beliebige Schwankungen ansprechen, welche als
ein Ergebnis einer Bewegung des Spiegelgehäuses und der Sensorelemente
erfasst werden. Falls andererseits diese Kompassverarbeitungsschaltungen
nicht jegliche abrupte Feldschwankungen ignorieren oder auf diese
stärker
ansprechen würden,
würden
sie häufig
ungenaue Fahrzeugfahrtrichtungsablesungen erzeugen, wenn nur vorübergehende
Feldschwankungen vorkommen.
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Zudem
kalibrieren die oben beschriebenen elektronischen Kompassschaltungen
des Standes der Technik im Allgemeinen nicht unverzögert nach.
Eine Nachkalibrierung erfordert normalerweise, dass sich das Fahrzeug
durch eine oder mehrere 360°-Schleifen
bewegt, oder in dem Fall von
U.S.
Patent Nr. 5.737.226 , zumindest eine Drehung eines bedeutenden
Grades durchfährt.
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Deshalb
ist ein Mechanismus zum schnellen und genauen Kompensieren des elektronischen
Kompasses für
ein beliebiges horizontales Neigen des Rückspiegel-Anordnungsgehäuses notwendig.
Es ist ebenso ein Mechanismus zum Kompensieren des elektronischen
Kompasses für
ein beliebiges horizontales Neigen des Rückspiegel-Anordnungsgehäuses notwendig,
ohne die Kosten der Spiegelanordnung wesentlich zu erhöhen.
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ABRISS DER ERFINDUNG
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Mindestens
einer der oben genannten Punkte wurde durch den Gegenstand von Anspruch
1 gelöst. Weitere
bevorzugte Ausführungsformen
sind durch die abhängigen
Ansprüche
definiert.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In
den Zeichnungen ist bzw. sind:
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1 eine
perspektivische Explosionsansicht einer Rückspiegelanordnung des Standes
der Technik, welche ein Kompasssystem umfasst;
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2 eine
Explosionsansicht einer ersten Ausführungsform einer Rückspiegelanordnung
der vorliegenden Erfindung;
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3A ein
elektrisches Schaltungsdiagramm in Blockform, welches die elektrische
Verdrahtung der Rückspiegelanordnung
darstellt;
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3B ein
elektrisches Schaltungsdiagramm in schematischer Form, welches die
in 3A gezeigte Stromausfall-Erfassungsschaltung darstellt;
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4 ein
schematisches Draufsichtsdiagramm, welches den typischen Drehbereich
eines Spiegelgehäuses
in der X-, Y-Ebene zeigt;
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5 eine
Explosionsoberansicht einer zweiten Ausführungsform einer in einer geneigten
Position gezeigten Rückspiegelanordnung
der vorliegenden Erfindung;
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6 ein
Graph, welcher eine Aufzeichnung von Kompasssensordaten darstellt,
wenn der Kompass in richtiger Weise kalibriert ist;
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7 ein
Graph von Aufzeichnungen von Kompasssensordaten, welcher die Wirkung
von vertikalem und horizontalem Neigen einer Rückspiegelanordnung darstellt,
wenn die Kompasssensoren in dem Spiegelgehäuse angebracht sind;
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8 eine
perspektivische Explosionsansicht einer dritten Ausführungsform
einer Rückspiegelanordnung,
die nicht im Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist;
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9 eine
perspektivische Explosionsansicht einer vierten Ausführungsform
einer Rückspiegelanordnung,
welche nicht der vorliegenden Erfindung entspricht;
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10 eine
perspektivische Oberansicht einer ersten Ausführungsform eines Neigungsdetektors,
der nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, wenn der Spiegel
in einer ersten nicht geneigten Position eingestellt ist;
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11 eine
perspektivische Oberansicht der ersten Ausführungsform des Neigungsdetektors,
wenn der Spiegel in einer ersten geneigten Position eingestellt
ist;
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12 ein
Graph, welcher die Sensorniveaus darstellt, welche durch einen Neigungsbereich
erfasst werden;
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13 zeigt
die idealen Auslesungen des Neigungsdetektors durch einen Neigungsbereich,
welcher nach normalisierten Ablesungen erhalten wird;
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14 eine
Vorderansicht eines Abschnitts der ersten Ausführungsform des Neigungsdetektors,
der nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist;
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15 eine
perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines Neigungsdetektors,
der nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist;
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16A und 16B Seitenansichten
einer dritten Ausführungsform
eines Neigungserfassungsmechanismus, der nicht Teil der vorliegenden
Erfindung ist;
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17 ist
eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts der dritten Ausführungsform
des Neigungserfassungsmechanismus;
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18 ein
elektrisches Schaltungsdiagramm in schematischer Form, welches die
elektrischen Komponenten des Neigungsdetektors darstellt, welcher
in Übereinstimmung
mit der dritten Ausführungsform
aufgebaut ist;
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19 ein
elektrischer Signalzeitplan, welcher ein Beispiel der Signale darstellt,
welche zu den LEDs gesendet werden und von dem Sensor des Neigungsdetektors
erfasst werden;
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20 eine
perspektivische Ansicht einer vierten Ausführungsform eines Neigungsdetektors,
der nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist;
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21 eine
perspektivische Ansicht einer fünften
Ausführungsform
eines Neigungsdetektors, der nicht Teil der vorliegenden Erfindung
ist;
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22 eine
perspektivische Ansicht einer sechsten Ausführungsform eines Neigungsdetektors,
der nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist;
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23 eine
perspektivische Ansicht einer siebten Ausführungsform eines Neigungsdetektors,
der nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist;
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24A eine Oberansicht eines Abschnitts einer achten
Ausführungsform
eines Neigungsdetektors, der nicht Teil der vorliegenden Erfindung
ist;
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24B eine Seitenansicht des Neigungsdetektors,
welcher in Übereinstimmung
mit der achten Ausführungsform
aufgebaut ist;
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25 eine
perspektivische Ansicht einer neunten Ausführungsform eines Neigungsdetektors,
der nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist;
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26A eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts
einer zehnten Ausführungsform
eines Neigungsdetektors, der nicht Teil der vorliegenden Erfindung
ist;
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26B eine Seitenansicht des Neigungsdetektors,
welcher in Übereinstimmung
mit der zehnten Ausführungsform
aufgebaut ist;
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26C eine Seitenansicht eines exemplarischen Flexsensors,
wie er in der zehnten Ausführungsform
verwendet wird, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist;
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27A eine Seitenansicht einer elften Ausführungsform
eines Neigungsdetektors, der nicht Teil der vorliegenden Erfindung
ist;
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27B eine perspektivische Ansicht des in 27A gezeigten Neigungsdetektors; und
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28 eine
perspektivische Ansicht einer vierten Ausführungsform eines Rückspiegels,
der nicht Teil der vorliegenden Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine
Rückspiegelanordnung 100 gemäß der vorliegenden
Erfindung ist in 2 gezeigt, umfassend ein Gehäuse 120,
welches typischerweise aus geformtem Plastik gebildet ist, einen
Spiegel 140 und eine Schaltungsplatine 160. Der
Spiegel 140 ist als ein elektrochromes Element gezeigt,
welches betriebsmäßig durch
Drähte 142 mit
der Schaltungsplatine 160 verbunden ist, aber es wird verstanden
werden, dass die Erfindung nicht darauf beschränkt ist und prismenartig oder
von einer anderen elektrooptischen Technologie sein kann. Die Erfindung
ist auf eine Kompassfahrtrichtungsanzeige irgendwo in dem Spiegelgehäuse gerichtet, aber
nicht notwendigerweise durch den wie in 2 dargestellten
Spiegel. Die Fahrtrichtung kann auch entfernt in dem Armaturenbrett
oder der Deckenkonsole angezeigt werden. Folglich ist der spezifische
Typ des Spiegels kein kritischer Punkt der Erfindung.
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Das
Spiegelgehäuse 120 in 2 ist
schwenkbar mit der Fahrzeugwindschutzscheibe 240 auf herkömmliche
Weise mittels einer fest an dem Gehäuse 120 gesicherten
Kugel 260 verbunden, die in einer entsprechenden Buchse
in einem Abstandshalter 280 aufgenommen ist. In ähnlicher
Weise wird eine Kugel 300, welche sich fest von einer Anbringungshalterung 450 aus
erstreckt, in einer Buchse an dem anderen Ende des Abstandhalters 280 aufgenommen.
Man kann erkennen, dass die Anbringungshalterung 450 in
erster Linie deswegen viel kleiner als das Anbringungshalterungsgehäuse 22 des
in 1 gezeigten Standes der Technik ist, weil es irgendeine
Elektronik aufnehmen muss. Die Ausführungsform von 2 umfasst
einen innenseitigen Rückspiegel,
welcher an der Windschutzscheibe 240 eines Fahrzeugs angebracht
ist, wobei das kleinere Profil der Anbringungshalterung 450 einen
größeren Sichtbereich
in der Windschutzscheibe erlaubt. Bei einem elektrochromen Spiegelelement,
wie z. B. bei 140, kann ebenso mehr Umgebungslicht durch
einen (nicht gezeigten) Umgebungslichtsensor aufgenommen werden,
um eine größere Blendenleistung
für die
elektrochrome Fahrerschaltung bereitzustellen. Es wird verstanden
werden, dass die Erfindung nicht derart auf einen Innenrückspiegel
beschränkt
ist, sondern genauso auf einen Außenrückspiegel anwendbar ist, falls
gewünscht wird,
dass eine Kompassanzeige einem Außenrückspiegel zuordenbar ist. Bei
einigen Anwendungen kann es wünschenswerter
sein, den Magnetfeldsensor eher in einer Außenrückspiegelanordnung als in einer
Innenrückspiegelanordnung
anzuordnen. Es wird verstanden werden, dass sich bei einem Außenrückspiegel
das Gehäuse
selbst nicht relativ zu dem Fahrzeug bewegt. Vielmehr bewegt sich
der Spiegel innerhalb des Gehäuses,
so dass die im Folgenden offenbarte Struktur angepasst werden würde, um
diesen Unterschieden Rechnung zu tragen.
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Die
Rückspiegelanordnung 100 umfasst
ferner einen Spiegel 140, welcher in dem Spiegelgehäuse 120 angebracht
ist, und einen Kompasssensor 320, welcher in dem Spiegelgehäuse 120 angeordnet
ist und mit einer Kompassverarbeitungsschaltung 380 gekoppelt
ist. Der Kompasssensor 320 umfasst im Allgemeinen einen
X-Achsenmagnetfeldsensor 440 und einen Y-Achsenmagnetfeldsensor 460.
Die Sensoren 440 und 460 sind, genauso wie die
Kompassverarbeitungsschaltung 380, vorzugsweise auf einer
gedruckten Schaltungsplatine 160 angebracht.
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Die
Rückspiegelanordnung 100 umfasst
ebenso vorzugsweise eine Anzeige 400, welche innerhalb des
Spiegelgehäuses 120 angebracht
ist, um die momentane Fahrtrichtung des Fahrzeugs anzuzeigen. Vorzugsweise
ist die Anzeige 400 auf einer Vorderfläche der gedruckten Schaltungsplatine 160 derart
angebracht, dass sie Licht durch einen Fensterabschnitt 420 projiziert,
welcher in der Reflexionsfläche
des Spiegels 140 vorgesehen ist. Wie weiter unter mit Bezugnahme
auf 3 beschrieben ist, ist die Anzeige 400 mit
der Kompassverarbeitungsschaltung 380 gekoppelt, um die
erfasste Fahrzeugfahrtrichtung aufzunehmen.
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Der
Spiegel 140 kann ein prismatischer Spiegel sein, ist aber
vorzugsweise ein elektrochromer Spiegel mit einem elektrochromen
Element 71 (3A), welches vor einer Reflexionsschicht
angeordnet ist. Die Sensoren und die Verdrahtung zum automatischen
Variieren der Übertragung
und daher des Reflexionsvermögens
des elektrochromen Spiegels 140 ist ebenfalls vorzugsweise
auf der gedruckten Schaltungsplatine 160 angebracht. Eine
derartige Verdrahtung kann mit dem Spiegel 140 über Drähte 142 auf
einer beliebigen herkömmlichen
Weise gekoppelt werden.
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Der
elektrochrome Spiegel 140 hat vorzugsweise eine Struktur,
welche einer der Ausführungen
entspricht, die in der am 20. Oktober 1999 eingereichten PCT-Anmeldung Nr. PCT/US99/24682
offenbart ist.
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Wie
weiter unten mit Bezugnahme auf die 9 bis 28 beschrieben
ist, umfasst die Rückspiegelanordnung 100 ferner
einen Neigungsdetektor 500, der nicht Teil der vorliegenden
Erfindung ist, zum Erfassen, wenn das Spiegelgehäuse 120 von einer
vorherigen Position aus geneigt wurde. Der Neigungsdetektor 500 erzeugt
und überträgt dann
ein Neigungserfassungssignal derart zur Kompassverarbeitungsschaltung 380,
dass die Kompassverarbeitungsschaltung 380 die Tatsache
berücksichtigen
kann, dass das Spiegelgehäuse 120 und
daher der Sensor 320 geneigt worden sind, als die Fahrzeugfahrtrichtungs-Anzeigesignale
berechnet und erzeugt wurden.
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Mit
jetzigem Bezug auf 3A umfasst die elektrische Verdrahtung
der vorliegenden Erfindung einen Mikroprozessor 64, eine
Anzeigevorrichtung 400, welche mit dem Mikroprozessor 64 über eine
Anzeigetreiberverdrahtung 65 gekoppelt ist, einen Kompasssensor 320,
welcher einen X-Achsensensor 440 und einen Y-Achsensensor 460 umfasst,
die mit dem Mikroprozessor 64 über eine magnetometeranwendungsspezifische
integrierte Schaltung (ASIC) gekoppelt sind und Schaltungen 60 unterstützen, einen
Neigungssensor 500, welcher mit dem Mikroprozessor 64 gekoppelt
ist, einen nicht flüchtigen
Speicher 66, welcher ebenfalls mit dem Mikroprozessor 64 gekoppelt
ist, eine Stromversorgung 68, welche entweder mit der Fahrzeugbatterie oder
der Fahrzeugzündung
gekoppelt ist, um allen in 3A gezeigten
Komponenten Strom zuzuführen,
und eine Stromausfall-Erfassungsschaltung 70, welche mit
der Stromversorgung 68 in dem Mikroprozessor 64 gekoppelt
ist. Die Details der Stromausfall-Erfassungsschaltung 70 sind
unten mit Bezugnahme auf 3B beschrieben.
Von diesen Komponenten bilden der Mikroprozessor 64, die
Schaltung 60 und der nicht flüchtige Speicher 66 eine
Kompassverarbeitungsschaltung 380, welche in den 2 und 9 gezeigt
und erwähnt werden.
Die Funktionen dieser Komponenten werden weiter unten diskutiert.
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Wie
in 3A gezeigt ist, kann die Verdrahtung in der Rückspiegelanordnung 100 optional
eine elektrochrome Betriebsschaltung 72 umfassen, welche
zwischen dem Mikroprozessor 64 und dem elektrochromen Element 71 des
Spiegels 140 gekoppelt ist. Die Komponenten 71 und 72 wären nicht
umfasst, wenn der Spiegel 140 nicht elektrochrom wäre. Der
Mikroprozessor 64 kann ebenfalls optional mit einem Temperatursensor 69 gekoppelt
sein, welcher im Allgemeinen derart entfernt von der Rückspiegelanordnung 100 angebracht
ist, dass er die externe Lufttemperatur erfasst und diese Information
dem Mikroprozessor 64 zur Anzeige auf der Anzeigevorrichtung 400 liefert.
Falls der Spiegel 140 elektrochrom ist, umfasst die Rückspiegelanordnung 100 ebenfalls
vorzugsweise Umgebungs-/Blendlichtsensoren 74, um Umgebungslichtniveaus
außerhalb
des Fahrzeugs in einer Vorwärtsrichtung
zu erfassen, und um Blendlichtniveaus zu erfassen, welche auf den
Spiegel 140 auftreffen. Sensor(en) 74 würden mit
dem Mikroprozessor 64 derart gekoppelt sein, dass der Mikroprozessor 64 auf
die erfassten Lichtniveaus ansprechen kann und das Reflexionsvermögen des
elektrochromem Elements 71 anpassen kann.
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Die
Rückspiegelanordnung 100 kann
weiterhin ein Neigungsmessgerät 76 beinhalten,
welches mit dem Mikroprozessor 64 gekoppelt ist. Alternativ
kann das Neigungsmessgerät 76 vom
Mikroprozessor 64 entfernt angeordnet sein (wie z. B. in
dem Fußabschnitt
der Spiegelanbringungshalterung) und seine Ausgabe kann durch eine
dedizierte Leitung oder über
das (nicht gezeigte) Fahrzeugbussystem versorgt werden. Die Funktion
des Neigungsmessgeräts
wird weiter unten diskutiert.
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Viele
unterschiedliche Komponenten sind in 3A dargestellt.
Es wird von Fachleuten verstanden werden, dass verschiedene zusätzliche
Komponenten umfasst oder ansonsten mit dem Mikroprozessor 64 gekoppelt
sein können.
Z. B. kann der Mikroprozessor 64 mit dem Fahrzeugbus derart
gekoppelt werden, dass er eine Vielzahl von unterschiedlichen Informationsarten
aufnimmt, welche im Folgenden verwendet werden können, um die Komponenten innerhalb
des Rückspiegels
zu steuern/regeln. Z. B. kann der Mikroprozessor 64 Daten
der zurückgelegten
Kilometerzahl des Fahrzeugs, Fahrzeuggeschwindigkeit und verbleibende
Kraftstoffniveaus aufnehmen, so dass er den Fahrzeuginsassen verschiedene
Informationen berechnet und anzeigt und daher als ein Fahrzeugreisecomputer
dient. Ebenfalls kann die Spiegelanordnung 100 Kartenlampen
beinhalten, welche unter der Leitung des Mikroprozessors 64 gesteuert/geregelt
werden, und daher kann durch den Mikroprozessor ein Türöffnungssignal
oder Innenlichteranschaltsignal 64 über den Fahrzeugbus erhalten werden
und verwendet werden, um die Kartenlampen in der Spiegelanordnung 100 zu
erleuchten. Zudem ist der Mikroprozessor 64 vorzugsweise
mit beliebigen externen elektrochromen Spiegeln derart gekoppelt,
dass sie ihr Reflexionsvermögen
gleichzeitig mit dem Innenspiegel 140 variieren. Während bestimmte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung in den 2, 5, 8 und 9 gezeigt
und unten mit Bezugnahme auf eine Innenrückspiegelanordnung beschrieben
sind, wird von Fachleuten verstanden werden, dass die Spiegelanordnung 100 ebenfalls
eine Außenrückspiegelanordnung
sein kann.
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Gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung wird eine Kompensation des horizontalen Neigens durch
Addieren oder Subtrahieren eines vordefinierten Fehlerwertes zu
einer numerischen Fahrtrichtung erhalten, welche auf andere Art
und Weise durch die Verarbeitungsschaltung berechnet und verwendet
wird, um zu bestimmen, welche der Achtpunkt-Fahrtrichtungen (N,
NO, O, SO, S, SW, W, NW) anzuzeigen ist. Der Grund für die Wirksamkeit
dieses Ansatzes ist in den 4 bis 6 dargestellt.
Es wird auf die 4 und 5 Bezug
genommen. Die Y-Achse ist zum Zweck der Darstellung als die Achse
definiert, welche mit der Fahrzeugrichtung ausgerichtet ist, die
X-Achse ist als die Achse definiert, welche orthogonal zu der Y-Achse und
parallel zur Erdoberfläche
ist, und die Z-Achse ist als die Achse definiert, welche orthogonal
zu der X- und der Y-Achse ist.
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Wenn
die zwei Magnetfeldsensoren des Kompasses fest an den Fußabschnitt
der Spiegelanbringungshalterung angebracht werden, welche (wie in 1 gezeigt
ist) an die Fahrzeugwindschutzscheibe angebracht ist, ist einer
der Sensoren dauerhaft angebracht, um die Magnetfeldkomponenten
entlang der Y- Achse
zu erfassen, während
der andere dauerhaft angebracht ist, um die Magnetfeldkomponenten
entlang der X-Achse zu erfassen. Die zwei Sensoren würden dieselbe
Beziehung zu der X- und der Y-Achse des Fahrzeugs haben, wenn sie
mit dem X-Achsensensor parallel zu dem Spiegel und dem Y-Achsensensor orthogonal zu
der Spiegelfläche
angeordnet wären,
vorausgesetzt, dass die Spiegelfläche in einer Ebene P1 läge, die
parallel zu der X-Achse ist. Wenn keine Magnetfeldkomponente durch
den X-Achsensensor erfasst wird und eine positive Magnetfeldkomponente
durch den Y-Achsensensor
erfasst wird, würde
somit die Kompassverarbeitungsschaltung bestimmen, dass das Fahrzeug
nach Norden gerichtet ist. Wenn keine Magnetfeldkomponente durch
den X-Achsensensor erfasst wird und eine negative Magnetfeldkomponente
durch den Y-Achsensensor erfasst wird, würde die Kompassverarbeitungsschaltung
in ähnlicher
Weise bestimmen, dass das Fahrzeug nach Süden gerichtet ist. Wenn keine
Magnetfeldkomponente durch den Y-Achsensensor erfasst wird und eine positive
Magnetfeldkomponente durch den X-Achsensensor erfasst wird, würde die
Kompassverarbeitungsschaltung in ähnlicher Weise bestimmen, dass
das Fahrzeug nach Osten gerichtet ist. Wenn keine Magnetfeldkomponente
durch den Y-Achsensensor erfasst wird und eine negative Magnetfeldkomponente
durch den X-Achsensensor erfasst wird, würde die Kompassverarbeitungsschaltung
bestimmen, dass das Fahrzeug nach Westen gerichtet ist. Wenn gleiche
positive Magnetfeldkomponenten sowohl durch den X- als auch durch den
Y-Achsensensor erfasst werden, würde
die Kompassverarbeitungsschaltung bestimmen, dass das Fahrzeug nach
Nordosten gerichtet ist. Wenn gleiche negative Magnetfeldkomponenten
sowohl durch den X- als auch durch den Y-Achsensensor erfasst werden,
würde die
Kompassverarbeitungsschaltung bestimmen, dass das Fahrzeug nach
Südwesten
gerichtet ist. Wenn eine positive Magnetfeldkomponente durch den
Y-Achsensensor erfasst wird, welche dem absoluten Wert einer durch
den X-Achsensensor
erfassten negativen Magnetfeldkomponente gleich ist, würde die
Kompassverarbeitungsschaltung bestimmen, dass das Fahrzeug nach
Nordwesten gerichtet ist. Wenn der absolute Wert von einer durch
den Y-Achsensensor
erfassten negativen Magnetfeldkomponente dem Wert einer durch den
X-Achsensensor erfassten positiven Magnetfeldkomponente gleich ist,
würde die
Kompassverarbeitungsschaltung bestimmen, dass das Fahrzeug nach
Südosten gerichtet
ist. Da die Größe des Magnetfeldes
der Erde, wie sie in einer horizontalen Ebene erfasst wird, sich im
Allgemeinen nicht für
eine gegebene Stelle auf der Erde verändert, können die Komponentenwerte des
Magnetfeldes der Erde (BE), wie sie in der
X- und der Y-Achse (Bx bzw. Bv) erfasst werden, unter Verwendung des
Satzes von Pythagoras BE² = Bx² +
By² bestimmt
werden (wobei die Magnetfelder im Allgemeinen in Milligauss (mG)
gemessen werden). Wenn die Ausgabeniveaus der Magnetsensoren relativ
zu der X- und der Y-Achse
aufgezeichnet werden würden,
wenn sich das Fahrzeug durch eine 360°-Schleife drehen würde, würden die relativ zueinander
liegenden Niveaus somit einen Kreis bilden, wie er als Kreis A in 6 dargestellt ist.
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Da
derartige elektronische Kompasse im Allgemeinen nur acht unterschiedliche
Fahrtrichtungen (N, NO, O, SO, S, SW, W und NW) anzeigen, und da
die durch den X- und den Y-Achsensensor erfassten Magnetfeldkomponenten
nicht immer 0 und nicht immer gleich sind, berechnet die Kompassverarbeitungsschaltung
im Allgemeinen einen Fahrtrichtungswinkel θ relativ zu der X- und der
Y-Achse und vergleicht diesen Fahrtrichtungswinkel mit Schwellen,
welche die Grenzen zwischen jeder der acht unterschiedlichen Fahrtrichtungsanzeigen
definieren. Somit ist die in 6 gezeigte
kreisförmige
Aufzeichnung A in effektiver Weise in acht 45 Grad-Winkelsegmente
aufgespalten, welche den acht unterschiedlichen Anzeigefahrtrichtungen
entsprechen. Die Kompassverarbeitungsschaltung bestimmt in einfacher
Weise, in welchem Segment der Fahrtrichtungswinkel θ liegt,
um zu bestimmen, welche der acht Fahrtrichtungen angezeigt wird.
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Wenn
der Rückspiegel
horizontal derart geneigt wird, dass die Ebene des Spiegels in der
Ebene P (4) liegt, entsprechen die X-
und die Y-Achse des Fahrzeugs nicht länger den Achsen der Sensoren.
Stattdessen sind die X'-und
die Y'-Achse der
Sensoren um den Ursprung der X- und der Y-Achse des Fahrzeugs um
den Winkel Φ gedreht.
Die Wirkung einer derartigen Drehung ist, dass die Kompassverarbeitungsschaltung die
Fahrzeugfahrtrichtungswinkel berechnen würde, welche um einen dem Winkel Φ gleichen
Betrag unrichtig sind. Idealerweise, nicht gemäß der Erfindung, könnte der
genaue Winkel Φ,
den der Spiegel geneigt ist, bestimmt werden, und die Kompassverarbeitungsschaltung
könnte
in einfacher Weise den Winkel Φ zu
dem erfassten Fahrzeugfahrtrichtungswinkel Φ addieren oder von diesem subtrahieren.
Der relative Winkel Φ,
den der Spiegel geneigt ist, könnte
dadurch elektrisch gemessen werden, dass ein Signal bereitgestellt
wird, welches diesen Wert dem Prozessor 64 darstellt, um
die wirkliche Fahrtrichtung des Fahrzeugs zu berechnen. Dort, wo
sich ein motorisierter Mechanismus zum Drehen des Spiegels 140 befindet
(gleichgültig,
ob er auch das Gehäuse 120 neigt
oder nicht), kann ein Signal von dem motorisierten Mechanismus erhalten
werden, welches für
eine weitere Aktion durch den Prozessor 64 eine genaue
Messung des Winkels Φ referenzieren
würde.
Ein für
sich stehender Sensor oder Schalter kann ebenso als eine Indikation
der Spiegeldrehung verwendet werden, wie z. B. eine oder mehrere
Mikroschalter, um zu signalisieren, wenn das Spiegelgehäuse 120 aus der
Mitte gedreht wurde oder um mehr als einen vorbestimmten Winkel
gedreht wurde. Weiterhin, aber nicht innerhalb des Rahmens der Erfindung,
ist es möglich,
eine Verdrahtung einzubauen, um ein Signal von einem globalen Positionierungssystem
(GPS) zu erhalten, um den Winkel Φ zu messen.
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Gemäß der Erfindung
könnte
aufgrund der Fehlertoleranzen der meisten amerikanischen Originalgerätehersteller
für elektronische
Kompasse, und aufgrund der Tatsache, dass die einzige Anzeige des
Kompasses eine von acht möglichen
Fahrzeugfahrtrichtungen anstatt die genaue Fahrtrichtung in Graden
ist, ungeachtet der tatsächlichen
horizontalen Neigungswinkel alternativ ein vorbestimmter horizontaler
Spiegelneigungswinkel Φ in
die Kompassverarbeitungsschaltung programmiert werden. Z. B. wurde
bestimmt, dass bei einer Probe von Fahrern unterschiedlicher Größe und Fahrzeugen
unterschiedlicher Größe der typische
tatsächliche
horizontale Neigungswinkel Φ zwischen
15 und 21 Grad liegt. Die meisten amerikanischen Originalgerätehersteller
werden einen typischen Fehler von +/–10 Grad für das Erzeugen des Endanzeigeauslesens akzeptieren.
Durch Einstellung des vorbestimmten horizontalen Neigungswinkels Φ auf 18
Grad wird dieser vorbestimmte Winkel von dem tatsächlichen
horizontalen Neigungswinkel nur um +/–3 Grad abweichen. Wenn er
mit anderen derartigen elektronischen Kompasssystemen innewohnenden
Fehlern gekoppelt wird, produziert der aus dem horizontalen Neigen
resultierende +/–3
Grad-Fehler keine Fehler jenseits der +/–10 Grad-Fehlertoleranz der
Hersteller.
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Um
das Einleiten von Fehlern in die Verarbeitungsschaltung 380 weiter
zu minimieren, ist es ratsam, wenn auch nicht erforderlich, 16 Bit-Berechnungen
anstelle der 8 Bit-Verarbeitung des Standes der Technik zu verwenden.
Dies reduziert eine Körnigkeit
und Abrundungsfehler, um die Basisgenauigkeit zu verbessern, wodurch
die Maximaldrehung erhöht
wird, die das System tolerieren kann und sich immer noch in der
+/–10 Grad-Spezifikation
befindet. Falls die Sitzpositionsdaten durch einen Bus oder eine
andere Verbindung erhältlich
sind, können
sie verwendet werden, um die Spiegelposition näherungsweise zu bestimmen,
wenn keine anderen Daten erhältlich
sind.
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Eine
zweite Ausführungsform
zum Einbau eines Magnetfeldsensors in das Spiegelgehäuse ist
in 5 dargestellt, wobei gleiche Komponenten gleiche
Bezugsziffern wie, diejenigen in 2 tragen.
Hier ist der Magnetfeldsensor 320 direkt an die Schaltungsplatine 16 angebracht,
wie in der Ausführungsform
von 2, aber die Anbringung ist derart, dass die X-
und die Y-Sensoren 440 und 460 mit einem vorbestimmten Winkel Φ relativ
zu der Schaltungsplatine 16 angebracht sind. Basierend
auf den auf die oben Bezug genommenen Daten wird dieser Winkel vorzugsweise
18 Grad sein. In dieser Ausführungsform
kann eine Neigung des Magnetfeldsensors 320 aus der X-Y-Ebene
durch eine elliptische- oder Verstärkungskompensation kompensiert
werden. Gemäß der Erfindung
kann ein vorbestimmter optimaler Neigungswinkel bestimmt werden, und
der Sensor 320 an die Schaltungsplatine bei einem Winkel
angebracht werden, um diese Neigung zu berücksichtigen.
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Ein
weiteres Beispiel zum Einbauen eines Magnetfeldsensors in das Spiegelgehäuse, das
nicht der Erfindung entspricht, ist in 8 dargestellt,
wobei gleiche Komponenten gleiche Bezugszeichen wie diejenigen von 2 tragen.
Man kann leicht sehen, dass der Hauptunterschied zwischen den Ausführungsformen von 2 oder 5 und
der Ausführungsform
von 8 darin liegt, dass der Magnetfeldsensor 320 nicht an
die Schaltungsplatine 160 angebracht ist, und dadurch relativ
zu der Ebene des Spiegels 140 befestigt ist, sondern vielmehr
an einen starren Arm 445 fest angebracht ist, welcher sich
von der Halterung 450 aus erstreckt. In dieser Ausführungsform
ist eine Kugel 501 fest an dem Ende des Arms 445 angeordnet,
und das Gehäuse 120 weist
eine Buchse 446 auf, welche die Kugel 501 aufnimmt,
um eine drehbare Verbindung zu bilden. Eine Öffnung 447 an der
Basis der Buchse nimmt eine Verlängerung
der Kugel 501 in das Gehäuse 120 auf, und welches
eine Halterung 448 lagert, auf welcher der Magnetfeldsensor 320 fest
gesichert ist. Ein Draht 454 verbindet den Magnetfeldsensor 320 elektrisch
mit der Schaltungsplatine 160 mittels des Verbinders 455.
Somit kann sich das Spiegelgehäuse 120 (und
der Spiegel 140 und jede Schaltungsplatine 360,
welche dem Spiegel zugeordnet ist) frei um die Drehverbindung drehen,
während
der Magnetfeldsensor 320 innerhalb des Gehäuses relativ
zu dem Fahrzeug befestigt ist. In dieser Ausführungsform ist es nicht nötig, einen
elliptischen Kompensationsalgorithmus oder andere Neigungssensoren
einzubauen, um eine vertikale Neigung des Spiegels zu berücksichtigen.
Eine elliptische Kompensation wäre
jedoch bei schwankenden Windschutzscheibenwinkeln wertvoll.
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Während die
oben beschriebenen Methoden für
eine Kompensation von horizontaler Neigung wirksam sind, kompensieren
sie kein vertikales Neigen des Gehäuses. Ein vertikales Neigen
des Rückspiegelgehäuses ist
hinsichtlich der Tatsache sehr bedeutend, dass in manchen geographischen
Gebieten die Magnetfeldstärkenkomponente
der Erde in der Vertikalen (oder "Z-Richtung") viel stärker ist als ihre horizontale
Komponente, welche zu dem magnetischen Nordpol der Erde hinweist.
Wenn die X- und die Y-Achsen-Magnetsensoren eines elektronischen
Kornpasses vertikal geneigt werden, wird demgemäß eine vertikale Komponente
des Magnetfeldes der Erde in den X- und den Y-Sensoren erfasst,
wodurch eine deutliche Verschiebung in der Magnetfeldstärke verursacht
wird, welche durch die Kompasserfassungsschaltung erfasst wird. 7 zeigt
die Wirkung eines vertikalen Neigens des Spiegels. Genauer gesagt
stellt der Kreis B die Aufzeichnung von Sensorausgabeniveaus vor
einem Neigen dar, und der Kreis C stellt die Aufzeichnung von Sensorausgabeniveaus nach
einem vertikalen Neigen dar. Wie anhand 7 deutlich
wird, verursacht ein vertikales Neigen des Spiegels und der Sensoren,
dass sich die gesamte kreisförmige
Aufzeichnung entlang der Y-Achse um einen Betrag verschiebt, welcher
dem Abschnitt der Z-Komponente des Magnetfeldes der Erde gleich
ist, der durch den Y-Achsensensor erfasst wird. Ein derartiges Verschieben
leitet deutliche Fehler ein, wenn das Fahrzeug nach Osten oder Westen
gerichtet ist. Wie aus der obigen, das horizontale Neigen betreffende
Diskussion ersichtlich ist, kann der durch vertikales Neigen hinzugefügte Fehler
die Fehlertoleranzen der Hersteller übersteigen.
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Ein
mögliches
Verfahren zur Kompensation des vertikalen Neigens des Spiegels und
der Kompasssensoren wird dadurch bewerkstelligt, dass zuerst erfasst
wird, ob eine vertikale Neigung aufgetreten ist, indem ein zusätzlicher
Magnetfeldsensor bereitgestellt wird, welcher in der Z-Achse ausgerichtet
ist, und indem die Resultierende des X-, Y-, Z-Vektors als auch
die X-, Y-Größe überwacht
werden. Wenn sich die Resultierende des X-, Y-, Z-Vektors nicht
verändert,
sich aber die X-, Y-Größe plötzlich ändert, wird
es als wahrscheinlich erachtet, dass der Spiegel vertikal geneigt
wurde. Wenn ein derartiges vertikales Neigen erfasst wird, kann der
Mikroprozessor
64 die schnelle, in dem
U.S. Patent Nr. 5.737.226 offenbarte
Nachkalibrierungsroutine ausführen,
welche im Wesentlichen den Ursprung der X- und der Y-Bezugsachse
repositioniert, um der Mitte der kreisförmigen Aufzeichnung von Daten
zu entsprechen, welche von den Sensoren erhalten werden, wenn das Fahrzeug
in 360 Grad-Schleifen fährt.
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Ein
weiterer Ansatz ist, den elliptischen (oder Verstärkungs-)Kompensationsalgorithmus
des in dem
U.S. Patent Nr. 4.953.305 offenbarten
Typs zu verwenden, welcher in den Mikroprozessor
64 eingebaut
werden kann, um die Neigung des Magnetfeldsensors
320 aus
der X-, Y-Ebene heraus zu kompensieren. Ein weiterer Weg, den Neigungswinkel Φ zu berücksichtigen
ist, eine Tabelle in den Mikroprozessor
64 oder einen beliebigen
nicht flüchtigen
Speicher hinein zu programmieren, welche spezifische Werte für ein gegebenes Fahrzeug
enthält.
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Wie
unten ausführlich
diskutiert und in 9 gezeigt ist, umfasst ein weiteres
Beispiel einer Rückspiegelanordnung 100 ein
Spiegelgehäuse 120,
eine Anbringungsstruktur 445 zum drehbaren Anbringen des
Spiegelgehäuses 120 derart
an das Fahrzeug, dass das Spiegelgehäuse 120 sowohl vertikal
als auch horizontal relativ zu dem Fahrzeug geneigt werden kann.
In 9 stellt das Bezugszeichen 240 eine Windschutzscheibe des
Fahrzeugs dar, an welche die Anbringungsstruktur 445 befestigt
werden kann. Fachleute werden verstehen, dass die Anbringungsstruktur 445 alternativ
an die Dachstruktur des Fahrzeugs über der Windschutzscheibe befestigt
werden kann. Bei manchen Anwendungen wird eine einzige Kugelanbringung
bevorzugt, so dass Messungen der Drehposition auf der einzigen Kugel
genau die Position des Spiegels in dem Fahrzeug anzeigen.
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Wie
oben erwähnt,
ist, nicht gemäß der Erfindung,
ein Neigungsdetektor 500 vorgesehen, welcher erfasst, wenn
das Spiegelgehäuse 120 und
daher die Sensoren 440 und 460 bewegt wurden.
Da eine derartige Bewegung verursacht, dass die Ablesungen der Sensoren 440 und 460 ungenauer
werden, spricht die Kompassverarbeitungsschaltung 380 auf
eine Erfassung einer derartigen Bewegung an, indem sie Sensorablesungen
oder das Anzeigesignal kompensiert und/oder indem sie den Kalibrierungspunkt
als ein Mittel zum Nachkalibrieren des Kompasses kompensiert. Genauer
gesagt kann die Kompassverarbeitungsschaltung den Kalibrierungspunkt
(d. h. den Ursprung der X- und der Y-Bezugsachse und der Achsen
selbst) unmittelbar um einen Betrag verschieben, welche einer beliebigen Änderung
der durch die Sensoren 440 und 460 erfassten Richtungskomponenten
gleich ist, die erfasst wurde, unmittelbar nachdem das Neigungserfassungssignal
erhalten wurde. Auf diese Weise kann die Kompassverarbeitungsschaltung 380 sofort
den Fehlerbetrag bestimmen, welcher als Folge der direkten Bewegung
des Spiegelgehäuses
und der Sensoren eingeleitet wird, und kann sofort den Kompass basierend
auf diesem erfassten Fehler kompensieren und nachkalibrieren. Somit braucht
die Kompassverarbeitungsschaltung 380 nicht in einen Nachkalibrierungsmodus
einzutreten, wodurch das Fahrzeug erst durch eine oder mehrere geschlossene
Schleifen oder Abschnitte von geschlossenen Schleifen drehen muss,
um den neuen Kalibrierungspunkt zu bestimmen.
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Falls
die Fahrzeugzündung
zu der Zeit ausgeschaltet wird, zu welcher die Rückspiegelanordnung 100 bewegt
wird, kann eine derartige Bewegung trotzdem unter Verwendung der
unten beschriebenen verschiedenen Neigungserfassungsmechanismen
erfasst werden, und die Sensorablesungen, die erhalten wurden, kurz
bevor die Fahrzeugzündung
ausgeschaltet wurde, können
in einem nicht flüchtigen
Speicher 66 gespeichert werden und im Folgenden mit den
Ablesungen verglichen werden, unmittelbar nachdem die Zündung wieder
angeschaltet wurde, um zu ermöglichen,
dass die Kompassverarbeitungsschaltung 80 unmittelbar kompensiert
und nachkalibriert, sogar dann, wenn die Fahrzeugzündung ausgeschaltet
wurde.
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3B zeigt
einen bevorzugten Aufbau einer Stromversorgung 68 und einer
Stromausfall-Erfassungsschaltung 70. Die Stromversorgungsschaltung 68 kann
eine beliebige herkömmliche
Stromversorgungsschaltung zum Konvertieren der Spannung von der
Fahrzeugzündung
auf ein 5 Volt-Niveau sein. Wie in 3B gezeigt
ist, umfasst die Stromausfall-Erfassungsschaltung 70 einen
Vergleicher 85, welcher die Spannung, die von einem Hahn
in einem mit der Zündungsstromleitung
gekoppelten Spannungsteiler 88 erhalten wird, mit einer
Bezugsspannung vergleicht, die von einem weiteren mit einer 5 Volt-Stromversorgung gekoppelten
Spannungsteiler 86 erhalten wird. Wie gezeigt ist, beträgt diese
Referenz 2 Volt. Wenn das Zündungsspannungsniveau bei 8
Volt liegt, ist die von dem Spannungsteiler 88 erhaltene
Spannung vorzugsweise der Bezugsspannung gleich. Solange die Spannung
der Zündung
größer als
8 Volt ist, wird in diesem besonderen Beispiel der Vergleicher 85 somit
ein Stromsignal-Ist-Gut ausgeben, welches dem Mikroprozessor 64 zugeführt wird,
um zu bestimmen, ob der Zündungsstrom
an- oder ausgeschaltet ist oder nicht.
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Verschiedene
Ausführungsformen
des Neigungsdetektors, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung sind,
werden nachfolgend als Hintergrundinformation beschrieben. Die erste
Ausführungsform
des Neigungsdetektors ist in den 10 bis 14 gezeigt.
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In 10 sind
ein Abschnitt eines Gelenks für
eine Spiegelanbringung mit einer einzigen Kugel, ein Abschnitt einer
Schaltungsplatine und die Komponenten gezeigt, welche verwendet
werden, um die Position des Spiegels auf der Anbringung zu messen.
Die Kugel 501 ist durch einen Stab 502 über eine
Anbringungshalterung, welche nicht gezeigt ist, an dem Automobil
angebracht. Die Anordnung ist von oben betrachtet. Eine Kugelbuchse 503 ist
durch eine Federhalterung 504 an die Kugel 501 gedrückt. Die
Federhalterung 504 ist starr an das nicht gezeigte Spiegelgehäuse angebracht,
so wie die Schaltungsplatine 160, von welcher ein Abschnitt
gezeigt ist. Ein Ziel 505 ist an die Gelenkkugel angebracht
und weist eine diffuse, vorzugsweise Lambertsche, reflektierende
Fläche 505a auf.
Zwei von vier LEDs, 506 und 507, sind in 10 gezeigt.
Von diesen LEDs wird momentan eine gleichzeitig erleuchtet, und
das individuell von der Fläche 505a reflektierte
Licht von jeder der LEDs wird durch eine Photodiode 516 gemessen.
Die LEDs und die Photodiode sind vorzugsweise Oberflächenanbringungskomponenten
(„surface
mount components").
Da weiterhin Gleichmäßigkeit
des Lichtniveaus wichtig ist, beinhalten die LEDs vorzugsweise einen
Diffusor. Eine Komponente 510 ist zwischen der LED 506 und
der Photodiode 516 angeordnet, um Licht davon abzuhalten,
direkt von der LED 506 zu der Photodiode 516 zu
verlaufen. Der Umfang 520 des Ziels 505 sollte
abgeschrägt
sein, so dass Licht von dieser Fläche nicht zu der Photodiode
reflektiert wird.
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11 stellt
den zu einer seiner Extrempositionen auf der Spiegelkugel 501 gedrehten
Spiegel dar. Bei dem Beispiel beträgt der Winkel Φ ungefähr 30 Grad.
Die Geometrie der Konfiguration ist derart, dass die LED 506 ungefähr mit der
Fläche 505a des
Ziels 505 in einer Linie ist. In dieser Position erreicht
wenig oder gar kein Licht von der LED 506 eine Fläche 505a.
Da der Spiegel durch Verringerung des Winkels Φ gedreht wird, nimmt das Licht
von der LED 506 ruhig zu, welches auf die Fläche 505a auftrifft
und diffus zum Photodiodensensor 516 reflektiert wird,
bis der Winkel Φ auf
etwa 5 Grad abnimmt. Während
der Winkel Φ von
ungefähr
5 Grad zu –30
Grad abnimmt, bleibt das Lichtniveau ungefähr konstant, welches von der
LED 506 durch die Fläche 505a zu
der Photodiode 516 reflektiert wird. Das unabhängig gemessene
Lichtniveau von der LED 507 ist ungefähr das Spiegelbild des von
der LED 506 reflektierten Lichtniveaus. Im Gebrauch ist
der Spiegel immer, basierend auf entweder einer rechts- oder linksseitigen
Fahrposition, zu einer oder der anderen Seite geneigt, so dass die
Tatsache, dass die Lichtniveaus sowohl von der LED 506 als
auch der LED 507 ein Maximum zwischen –5 Grad und 5 Grad erreicht
haben, nicht nachteilig für
die Funktion ist. Innen-Rückspiegel sind
auch typischerweise auf Augenhöhe
für einen
durchschnittlich großen
Fahrer angebracht, und deshalb ist der Spiegel typischerweise in
vertikaler Richtung nach unten geneigt.
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In 12 ist
das Ausgabeniveau für
die LED 506 als eine Funktion des in 11 gezeigten
Winkels Φ durch
RL6 dargestellt, und das Ausgabeniveau für die LED 507 ist
durch RL7 dargestellt. Es ist zu beachten, dass die für die LED 506 und
die LED 507 erfassten Lichtniveau-Spitzenwerte nicht dieselben
sind. Dies liegt hauptsächlich
daran, dass die Lichtausgabe von einer LED zu einer weiteren schwankt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform
wird die Lichtausgabe jeder der LEDs während Produktionstests und
eines Kalibrierens gemessen. Diese relativen Niveaus werden in einem
Speicher gespeichert. Diese bei einer Kalibrierung vorgenommenen
Ablesungen werden durch den Mikrocontroller verwendet, um die individuellen
LED-Ablesungen zu skalieren, so dass die Bereiche zusammenpassen,
wie durch RL6S und RL7S in 13 dargestellt
ist. Da der Lichtenergiefluss, welcher auf die Fläche 505a auftrifft, proportional
zum Sinuswert des Erhebungswinkels relativ zu der Fläche ist,
mit welchem die Lichtstrahlen auf die Fläche 505a treffen,
ist das von der Photodiode gelesene Lichtniveau der LED 506 oder
der LED 507 eine starke Funktion des Winkels Φ und eine
schwache Funktion des Neigungswinkels. Dies ist praktisch, da der
Richtungswinkel des Spiegels relativ zu der Anbringung in der horizontalen
Ebene und der Neigungswinkel des Spiegels in der vertikalen Ebene
mit einem gewissen Grad an Unabhängigkeit
gemessen werden müssen.
Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der Anordnung ist, dass, während der
Neigungswinkel vergrößert wird,
Aufzeichnungen, welche denjenigen in 12 und 13 ähneln, die
bei konstanten, aber großen
Neigungswinkeln vorgenommen wurden, aktive Bereiche aufweisen, für welche
der Winkel Φ durch
0 Grad geht. Somit überlappen
die aktiven Bereiche und es gibt keinen "toten" Punkt in der Mitte. Dies findet ebenfalls
auf die Kurven für
den Neigungswinkel in der vertikalen Ebene Anwendung, welche bei
einem relativ großen
Richtungswinkel in der horizontalen Ebene genommen werden. Dies
ist die erforderliche Eigenschaft, da der Neigungswinkel bei der
Verwendung sehr klein sein kann, aber der Richtungswinkel bei einer
normalen Verwendung des Spiegels nie sehr klein ist.
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14 stellt
eine Photodiode 516, vier LEDs 506 bis 509 und
vier Komponenten dar, um das Licht 510 bis 513 zu
blockieren. In den 10 und 11 wurde
eine Drehung um eine vertikale Achse herum dargestellt. LED 508 und 509 werden
in einer sehr ähnlichen
Weise verwendet, um den Neigungswinkel um eine horizontale Achse
herum zu messen.
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Die
Konfiguration hat Vorteile gegenüber
vielen alternativen Anordnungen herausgestellt, obwohl sie auf den
ersten Blick nicht komplex ist. Erstens ist das Ziel 505a groß und relativ
nahe an dem Sensor und den LED-Lichtquellen, so dass sogar bei einer
diffusen Lichtquelle, das zu dem Sensor reflektierte Lichtniveau
relativ hoch ist. Diffuse Lichtquellen sind wünschenswert und vielleicht
die einzigen als kostengünstige
Flächenanbringungskomponenten
Praktikablen, welche in den zur Verfügung stehenden Raum passen.
Fokussierte und stark gekennzeichnete Beleuchtungsmuster sind nicht
erforderlich und würden
im Allgemeinen stark zu den Kosten und den Produktionstoleranzproblemen
beitragen, falls sie eingebaut würden.
Zweitens werden die beinahe idealen Ansprechmuster hauptsächlich durch
die Tatsache erhalten, dass das Beleuchtungsniveau wegen einfallender
Strahlen, welche auf die Fläche 505a treffen,
proportional zu dem Sinus des Erhebungswinkels der einfallenden
Strahlen ist, relativ zu dem Punkt ist, bei welchem sie das Ziel
treffen. Auf andere Weise ausgedrückt, steigt die Flächenbeleuchtung,
wenn die Fläche
derart gedreht wird, dass mehr Licht von der Quelle auf die Fläche trifft.
Dies beseitigt die Notwendigkeit spezieller Gray-Skalen-Abstufungen
des Reflexionsvermögens
der Fläche 505a.
Beachten Sie, dass der Einschluss von Schattierung oder einer anderen
Kennzeichnung der Fläche 505a als
ein zusätzliches
Ausgestalten der Ansprechcharakteristik verwendet werden kann und
sich nicht außerhalb
des Rahmens dieser Erfindung befindet. Es ist auch zu beachten,
dass die Positionierung der LEDs derart, dass das Beleuchtungsniveau
der Fläche 505a auf
ungefähr
0 bei den Extremstellen des verwendbaren Verstellwegs abnimmt, ein
wichtiges Merkmal der Konstruktion ist. Ein weiterer Vorteil der
Konstruktion ist, dass bei dem Hauptweg von jeder der LEDs zu dem
Sensor das Licht nur eine Reflexion erfährt, so dass die Konstruktion
nicht übermäßig empfindlich
ist auf ein moderat reduziertes Reflexionsvermögen der Fläche 5a, wegen der
Materialauswahl, der Produktionstoleranz oder der Dunkelung mit dem
Alter.
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Zum
Vergleich eine alternative Konstruktion, welche ein weißes Ziel
mit weniger als einem Fünftel
des Bereichs des Ziels in der bevorzugten Ausführungsform aufweist. Bei der
alternativen Konstruktion wurde das Ziel viel näher zu der Spiegelkugel positioniert
und entsprechend weiter weg von dem Photodiodensensor und den LED-Lichtquellen.
Das erfasste Lichtniveau bei ähnlichen
LEDs war um ungefähr
einen Faktor 5 niedriger. Ferner war der Hintergrundbereich, welcher
das Ziel umgeben hat und sichtbar für den Sensor war, so groß, dass
sogar bei großer
Aufmerksamkeit gegenüber
einer Schwärzung
von Flächen
in diesem Bereich das Hintergrundlichtniveau störend hoch war.
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Ein
Sensor, welcher in der in üblicher
Weise übertragenen,
am 07. Mai 1999 eingereichten U.S. Patentanmeldung Nr. 09/307.101
beschrieben ist, mit dem Titel PHOTODIODEN-LICHTSENSOR, ist ein
bevorzugter Lichtsensor, der die Photodiode in der vorherigen Konfiguration
ersetzen kann. Der Sensor sollte in eine Flächenanbringungspackung gepackt
werden. Die Sensorablesung, wie sie in der U.S. Patentanmeldung
Nr. 09/307.191 beschrieben ist, besteht aus zwei Phasen. Während der
ersten Phase wird das Lichtniveau für eine gesteuerte/geregelte
Zeitperiode abgetastet. Während
der zweiten Phase wird eine zu dem Produkt des einfallenden Lichtniveaus
und der Abtastzeit proportionale Pulsausgabedauer durch den Sensor
ausgegeben. Der Mikrocontroller in der Konstruktion kann die Abtastintegrationsperiode
initiieren und steuern/regeln, und die Ausgabepulsbreite des Sensors
lesen, welche das Lichtniveau anzeigt, und zwar alles durch einen Zwei-Richtungseingabe-/-ausgabeport. Die
Kalibrierungskonstanten, welche gespeichert sind, um die Helligkeit
jeder der LEDs zu kompensieren, können in einfacher Weise Integrationspulsweiten-Einstellungen
sein, wobei jede Integrationspulsweiten-Einstellung umgekehrt proportional zu
dem Lichtniveau der entsprechenden LED ist.
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Das
Ziel 505a weist vorzugsweise einen relativ gleichmäßigen, beinahe
ebenen, diffus reflektierenden Bereich auf. Die bevorzugt diffuse
Lichtquelle ist der positioniert, dass sie ungefähr in der Ebene der Fläche des
Ziels liegt, wenn sich der Spiegel in der Nähe einer Extremstelle des Verstellwegs
auf der Gelenkkugel befindet. Dadurch fängt das Ziel in dieser Konfiguration
wenig oder kein Licht von der Quelle ab. Wenn die LED-Lichtquelle
weiter weg von der Ebene des Ziels dreht, wird eine allmählich ansteigende
Menge an Licht von der LED durch das Ziel abgefangen. Die diffuse
Zielfläche
reflektiert dieses Licht in viele Richtungen und der Sensor ist
derart angeordnet, dass er das Niveau dieses diffus reflektierten
Lichts direkt abtastet. Die erfasste Lichtausgabe steigt somit allmählich und
vorhersehbar an, wenn die LED-Lichtquelle zu einer Position gedreht
wird, welche von der Ebene der Ziels weiter weg ist und sich auf
dessen sichtbarer Seite befindet. Vielfach-LEDs werden eine gleichzeitig
verwendet, um eine Drehung des Spiegels an dem Gelenk in unterschiedliche
Richtungen oder um unterschiedliche Achsen herum zu messen.
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Bei
der gerade beschriebenen Positionserfassung kann zweitens eine Tabelle
und/oder Berechnung verwendet werden, um mit vernünftiger
Genauigkeit die tatsächliche
Position des Spiegels auf der Kugel als eine Funktion der vier Lichtniveauablesungen
zu bestimmen. Die Lichtniveauablesungen oder optional die aus ihnen
berechnete Position wird gespeichert und die laufende Position des
Spiegels auf der Kugel wird wiederholt durch Ablesung der Kugelpositions-Sensorlichtniveaus
und dadurch bestimmt, dass sie konvertiert werden, um eine für einen
Vergleich passende Gestalt zu bilden. Die Änderung der Lichtniveaus oder
optional der berechneten Position des Spiegels auf der Kugel wird
verwendet, um zu bestimmen, wenn der Spiegel erneut eingestellt
wurde. Kurz nachdem die Wiedereinstellung vorgenommen wurde, wie
durch die stabilisierten aufeinanderfolgenden Positionsablesungen
angezeigt wird, können
der Unterschied dieser neuen Position des Spiegels auf der Gelenkkugel
und die ursprüngliche
Position ebenso berechnet werden, um das Winkeleinstellungsinkrement
des Spiegels auf der Gelenkkugel anzuzeigen. Wenn dieses Einstellungsinkrement
groß genug
ist (z. B. 3 Grad), um eine Korrektur der Kompassablesung zu gewährleisten,
werden die Änderung
der Magnetvektorablesungen, welche aufgezeichnet wurden, kurz nachdem
der Spiegel an seinem Gelenk gedreht wurde, relativ zu den entsprechenden
Ablesungen, welche kurz vor den Einstellungen vorgenommen wurden,
verglichen, um eine neue Korrektur zur Anwendung bei einer Berechnung
der angezeigten Richtung als eine Funktion der Kompassmagnet-Vektorablesung
zu bestimmen. Die Magnetvektorablesung sollte sich sanft bei Drehung
des Spiegels auf der Kugelanbringung ändern, und es sollte eine vernünftige Korrelation
zwischen der gemessenen inkrementellen Änderung der Position des Spiegels
auf der Kugel und der inkrementellen Änderung des gemessenen Magnetfeldes
vorliegen. Diese Korrelation sollte geprüft werden, und falls sie nicht
vernünftig
ist, ist es bevorzugt, keine unmittelbare Korrektur vorzunehmen,
sondern die automatische Kalibrierung zu verschieben, um die Veränderung
nach mehreren Drehungen des Fahrzeugs zu korrigieren. Wenn diesem
Behelf nicht Folge geleistet wird, kann die ummittelbare Korrektur,
wegen ungewöhnlichen
Umständen,
den Fehler in der angezeigten Richtungsablesung eher vergrößern als
verringern.
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Es
sind viele Vergleichsalgorithmen möglich, um zu bestimmen, ob
die Änderung
des Magnetvektors und/oder der angezeigten Richtungsablesungen vernünftig mit
der Änderung
der Position des Spiegels auf der Kugel korreliert. Ein einfacher
Vergleichsalgorithmus ist z. B., die Umwandlung von einer Magnetfeldablesung zu
einer Richtungsablesung zu nutzen, welche in kurz vor der Spiegeleinstellung
wirksam war, und sie auf die Magnetfeldablesungen anzuwenden, welche
kurz vor und kurz nach der Spiegelpositioneinstellung vorgenommen
wurden. Die Winkeldifferenz bei diesen zwei berechneten Richtungsablesungen
kann dann mit der Winkeländerung
der Spiegelposition einer Kugel auf Grund des Einstellvorgangs verglichen
werden. Dann kann das Kriterium z. B. sein, die unmittelbare Modifikation
der Umkehrung bzw. Konversion vom Magnetvektor zur Richtungsablesung
zu umgehen, falls die Winkeldifferenz bei den berechneten Richtungsablesungen
das Winkelinkrement der Spiegeleinstellung um ein Verhältnis von
mehr als 2,5:1 übersteigt.
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Drittens
zeigt die einmal korrigierte Kompassablesung eher die Richtung relativ
zu der Richtung des Spiegels in der horizontalen Ebene als diejenige
relativ zu der Vorderseite des Fahrzeugs an. Da die tatsächliche
Richtung des Spiegels auf der Kugel in der horizontalen Ebene gemessen
wird, kann die Kompassrichtungsablesung versetzt sein, um den tatsächlichen
Winkel des Spiegels relativ zu dem Fahrzeug in der horizontalen
Ebene zu korrigieren. Wenn diese optionale Korrektur durchgeführt wird,
muss bei der Bestimmung der Modifizierung des Algorithmus in Betracht
gezogen werden, die Richtung von dem Magnetfeldvektor so zu berechnen,
dass eine Korrektur einer Änderung
in der horizontalen Richtung des Spiegels nicht zweimal in der Gesamtkorrektur
angewendet wird.
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Es
wird auf 15 Bezug genommen. Dort ist
eine zweite Ausführungsform
des Zieldetektors gezeigt. Bei der zweiten Ausführungsform ist das Ziel 525 derart
konfiguriert, dass es eine zylindrische Fläche 525a auf einer
gegenüberliegenden
Seite des Ziels 525 von der Spiegelkugel 501 aus
aufweist. Eine derartige zylindrische Fläche würde verwendet werden, wenn
der Neigungsdetektor 500 dazu konstruiert ist, eine Neigung
in der vertikalen oder horizontalen Richtung zu erfassen. Wie in 15 gezeigt
ist, ist die zylindrische Fläche
für eine
Erfassung einer vertikalen Neigung konfiguriert. Wenn ein derartiges
Ziel verwendet wird, braucht nur eine oder beide der LEDs 506 und 507 (14)
verwendet werden. In der in 15 gezeigten
Konfiguration weist eine zylindrische Fläche 525a vorzugsweise
eine Codierung oder dgl. von sich änderndem Reflexionsvermögen auf,
welche stark reflektierend an einem Ende und nicht sehr reflektierend
an dem anderen Ende ist, mit einer allmählichen Reduzierung des Reflexionsvermögens zwischen
dem oberen und dem unteren Rand. Dies kann durch eine Weiß-nach-Grau-nach-Schwarz-Skala erreicht
werden, welche auf die Fläche 525a aufgebracht
werden kann.
-
Wenn
der Spiegel über
hinaus gedreht wird, was als eine normale Fahrposition betrachtet
wird, würde sich
somit das Reflexionsvermögen
verändern,
wodurch eine Erfassung dieser Bewegung ermöglicht werden würde. Wenn
eine drastische Bewegung erfasst wird, wie es der Fall sein kann,
wenn ein Fahrzeuginsasse sein Make-up überprüft oder den Spiegel bewegt,
um den Rücksitzbereich
des Fahrzeugs zu sehen, würde
ein bedeutender Abfall der Reflexion erfasst werden, und die Kompassverarbeitungsschaltung 380 könnte die
angezeigte Fahrtrichtung bis zu der Zeit festhalten, zu welcher
der Spiegel in eine vernünftige
Position zurückgeführt wird.
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Eine
dritte Ausführungsform
des Neigungsdetektors ist in den 16A und 166 gezeigt. Diese Ausführungsform ist den ersten beiden
Ausführungsformen
in der Hinsicht ähnlich,
dass Licht von den LEDs (oder anderen Lichtquellen) von einem Ziel
zurückreflektiert
wird und dann durch einen Sensor erfasst wird. Diese Ausführungsform
weicht jedoch dahingehend ab, dass eine Zielfläche 501a direkt auf
der Fläche
der Spiegelkugelanbringung 501 vorgesehen ist. Wie die
ersten beiden Ausführungsformen
umfasst die dritte Ausführungsform
die LEDs 506 und 507, welche unter bzw. über einem
Sensor 516 angeordnet sind. Wie in 17 gezeigt
ist, kann der Neigungsdetektor der dritten Ausführungsform weiterhin die LEDs 508 und 509 umfassen, welche
seitlich auf jeder Seite des Sensors 516 angeordnet sind,
um ein horizontales Neigen der Rückspiegelanordnung
zu erfassen. Wie in der in 14 dargestellten
ersten Ausführungsform,
können
lichtblockierende Komponenten 510 bis 512 vorgesehen
sein, um zu verhindern, dass irgendwelches Licht, welches direkt von
einer der LEDs emittiert wird, den Photosensor 516 erreicht,
ohne zuerst von dem Ziel zurückreflektiert
zu werden.
-
Das
Ziel 501a kann ein weißer
Punkt sein, welcher auf einer schwarzen oder dunklen Kugel 501 vorgesehen
ist. Umgekehrt könnte
das Ziel ein schwarzer Punkt auf einer weißen oder stark reflektierenden
Kugel 501 sein. Im Grunde kann das Ziel jede Farbe haben,
welche mit der Spiegelkugel kontrastiert, wobei "Farbe" als das Reflexionsvermögen bei
dem gerade verwendeten Lichtspektrum definiert ist. Im Allgemeinen
ist es der Kontrastunterschied zwischen dem Zielbereich 501a und
dem umgebenden Bereich, der gemessen wird. Das Ziel kann auf die
Kugel 501 gemalt werden, ein gesondertes Plastikelement
(wie in den ersten beiden Ausführungsformen),
ein haftender Aufkleber, oder sogar eine Variation in der Oberflächentextur
der Kugel 501 sein. Zusätzlich
kann ein Hohlraum in die Kugel 501 eingeformt sein, welcher
als ein schwarzes Ziel auf einem hellen Hintergrund erscheint. Ferner
kann die Kugel 501 aus Metall hergestellt sein und einen
zu einem Spiegel gemachten Abschnitt aufweisen, welcher als Ziel 501a dient.
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Während die
LEDs oben und unten für
eine Implementierung in dem Zieldetektor beschrieben sind, können alternative
Lichtquellen verwendet werden, wie z. B. weißglühende, fluoreszierende Lichtquellen
usw. Trotzdem werden LEDs wegen ihrer niedrigen Kosten, ihrer Einfachheit
und ihrer Anbringung an die Schaltungsplatine und ihrer relativ
kleinen Größe bevorzugt.
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Es
können
LEDs 506–509 gewählt werden,
welche im Allgemeinen nur Infrarotlicht (IR-Licht) emittieren, und
der Photodetektor 516 kann somit einer sein, welcher hauptsächlich nur
das Licht in dem von den IR-LEDs emittierten Wellenlängenbereich
erfasst. Durch Verwendung von IR-LEDs als Neigungsdetektor wird Störlicht von
den LEDs die Umgebungs- und die Blendlichtsensoren nicht ungünstig beeinflussen,
wenn die Erfindung in einem elektrochromen Spiegel implementiert
ist. Wenn nicht eine lichtsperrende Struktur oder eine andere Maßnahme vorgesehen
wird, kann anderenfalls jedes sichtbare Licht, welches von den LEDs
des Zielsensors emittiert wird, Störlicht produzieren, welches
durch die Umgebungs- oder Blendlichtsensoren erfasst wird, wodurch
verursacht wird, dass die Sensoren anzeigen, dass mehr Umgebungs-
oder Blendlichtniveaus vorhanden sind als dort unter Umständen tatsächlich sind.
LEDs, welche sichtbares Licht emittieren, können trotzdem wegen ihrer niedrigen
Kosten wünschenswert
sein.
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18 stellt
eine beispielhafte Schaltung dar, welche verwendet wird, um die
LEDs 506 bis 509 zu betreiben und die durch den
Lichtsensor 516 erfassten Lichtniveaus abzulesen. Der Lichtsensor 516 kann
eine Photodiode, eine CdS-Photozellendiode
oder dgl. sein. Wie in 18 gezeigt ist, sind LEDs 506–509 jeweils über einen
Widerstand 601 mit einer gemeinsamen Masse gekoppelt. Die
LEDs 506–509 sind
ebenfalls über einen
jeweiligen Transistorschalter 602–605 mit einer gemeinsamen
Stromversorgungsleitung gekoppelt. Die Gates der Transistoren sind
mit Eingangsstiften eines Schaltungsplatinenkopplers 608 gekoppelt,
welche wiederum mit dem Mikroprozessor 64 (3A)
gekoppelt sind. Die Widerstände 610–613 sind
in dem Eingangsweg zwischen den Stiften des Kopplers 608 und
den Transistoren 602–605 vorgesehen.
Der Lichtsensor 516 ist zwischen der Masse und dem Eingang
eines integrierenden Verstärkers 615 gekoppelt,
dessen Ausgabe mit einem Stift des Kopplers 608 gekoppelt
ist, welcher wiederum mit einem Eingang des Mikroprozessors 64 koppelt.
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Wie
in 19 gezeigt ist, kann der Mikroprozessor 64 nacheinander
einen Impuls zu jedem der jeweiligen Transistoren 602–605 liefern,
was eine sequentielle Aktivierung einer jeden der LEDs 506–509 verursacht.
Somit ist nur eine der LEDs gleichzeitig eingeschaltet. Während die
Aktivierungsimpulse zu den Schaltern 602–605 geliefert
werden, überwacht
der Mikroprozessor 64 die verstärkte Ausgabe des Lichtsensors 516.
Ein Beispiel der von dem Lichtsensor 516 erzeugten Ausgabe
ist auch in 19 gezeigt. Wenn der Spiegel
nach unten geneigt ist, und das Ziel 501a reflektierender
als der Rest der Kugel 501 ist, ist die Lichtmenge, welche
der Sensor 516 erfasst, größer, wenn die LED 507 erleuchtet
ist, als sie ist, wenn die LED 506 erleuchtet ist. Dies
ist so, weil mehr Licht von der LED 507 vom Ziels 501a zum
Sensor 516 hin reflektiert wird, als der Anteil von Licht
der LED 506, welcher von dem Ziel 501a reflektiert
wird. Somit wird die Ausgabe, wenn der Spiegel nach unten geneigt
ist, als Signal A in 19 gezeigt. Wenn der Spiegel
nach oben geneigt ist, ist jedoch das Gegenteil der Fall. Die von
dem Lichtsensor 516 erfassten Niveaus würden somit ein in 19 gezeigtes
Signal B darstellen. Es ist zu beachten, dass, falls der Spiegel
horizontal bewegt wird, die relativen Lichtniveaus, welche erfasst
werden, wenn die LEDs 508 und 509 gesondert erleuchtet
werden, schwanken würden
und daher durch den Mikroprozessor 64 erfasst würden. Wie
oben beschrieben ist, bestimmt die Kompassverarbeitungsschaltung
im Allgemeinen, wenn der Spiegel geneigt wurde und kompensiert den
Kompass oder kalibriert ihn nach, und zwar basierend auf dem Unterschied
zwischen den Sensorablesungen unmittelbar vor dem Neigen und unmittelbar
nachdem die Neigung erfasst worden ist. Bei Verwendung des Ansatzes
bei den Ausführungsformen
oben und unten kann der Neigungsgrad durch den Grad festgestellt
werden, bis zu welchem die erfassten Lichtniveaus schwanken. Somit
könnte
die Kompassverarbeitungsschaltung beim Kompensieren oder Nachkalibrieren
des Kompasses alternativ den tatsächlichen Neigungsgrad berücksichtigen,
statt den Unterschied zwischen den unmittelbar vor und nach der
Neigung erfassten Niveaus zu verwenden.
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20 zeigt
eine vierte Ausführungsform
des Neigungsdetektors, welche der dritten Ausführungsform ähnlich ist, mit der Ausnahme,
dass nur die LEDs 507 und 509 verwendet werden.
Durch die Reduzierung der Anzahl an LEDs können klarerweise die Komponentenanzahl
und die Kosten des Spiegels reduziert werden. Die relative Bewegung
des Spiegels kann immer noch lediglich durch Überwachung bestimmt werden,
ob die durch den Sensor 516 erfasste Lichtmenge von vorherigen
Messungen ausgehend schwankt, während
welcher Zeit jede einzelne der LEDs 507 und 509 erleuchtet
wird. Es sollte jedoch beachtet werden, dass die in 17 gezeigte
Konfiguration gegenüber
derjenigen in 20 bevorzugt wird, da die in 17 gezeigte
Ausführungsform
weniger Temperatur- und Einheit-zu-Einheit-Schwankungen ausgesetzt
ist. Wenn weiterhin schwankende Niveaus von Umgebungslicht den Sensor 516 zu
jeder Zeit erreichen sollten, könnte
derartiges Licht die Fähigkeit
des Neigungsdetektors beeinflussen, zu erfassen, ob der Spiegel
tatsächlich
geneigt wurde oder nicht. Wenn jedoch die in 17 gezeigte
Konfiguration verwendet wird, würde
dann, wenn das Umgebungslicht zunimmt, das durch den Sensor 516 erfasste
Lichtniveau für
jeden Moment erhöht
werden, für
den alle der vier LEDs angeschaltet wurden, was anzeigen würde, dass
der Spiegel nicht geneigt wurde, da anderenfalls ein niedrigeres
Niveau produziert werden würde,
wenn eine der LEDs aktiviert wird, während ein höheres Lichtniveau produziert
werden würde,
wenn die gegenüberliegende
LED beleuchtet wird.
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21 zeigt
eine fünfte
Ausführungsform
des Neigungsdetektors, bei welcher nur eine einzige LED 507 verwendet
wird. Wieder bietet eine derartige Ausführungsform den Vorteil, die
Komponentenanzahl und die Kosten des Spiegels zu reduzieren. Wenn
außerdem
nur eine LED verwendet wird, kann sie auf einen 100%-Arbeitszyklus
gesetzt werden, um EMI-Emissionen zu reduzieren. Wie ebenfalls in 21 gezeigt
ist, kann das Ziel 501a derart konfiguriert sein, dass
es in vertikaler Richtung von schwarz zu grau zu weiß sich derart ändert, dass
die Fähigkeit
des Neigungsdetektors verbessert wird, den Bewegungsgrad des Ziels
relativ zu dem Lichtsensor 516 zu bestimmen.
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22 zeigt
eine sechste Ausführungsform
des Neigungsdetektors, welche der vierten Ausführungsform ähnlich ist, mit der Ausnahme,
dass das Ziel 501a eine Grau-Skala von schwarz zu grau
zu weiß aufweisen
kann, welche diagonal über einen
rechteckigen Zielbereich vorgesehen ist. Dieser Ansatz ist jenem
in der fünften
Ausführungsform ähnlich,
mit der Ausnahme, dass die Abstufung des Reflexionsvermögens diagonal vorgesehen
ist, um genauere Erfassungen sowohl in der vertikalen als auch in
der horizontalen Richtung zu ermöglichen.
Während
die obigen Ausführungsformen
einen einzigen Lichtsensor und eine oder mehrere LEDs verwenden,
kann das Konzept dadurch umgekehrt werden, dass eine einzige Lichtquelle 530 und
ein Lichtsensorenpaar 532 und 534 verwendet werden,
welche in dieser Ausführungsform
vorzugsweise CdS-Zellen sind, wie in 23 dargestellt
ist. Nach Maßgabe
der siebten Ausführungsform
kann eine erste Lichtquelle 532 zwischen eine positive
Spannungsversorgungsleitung und der Sensorausgabeleitung 535 eingekoppelt werden,
während
der zweite Lichtsensor 534 zwischen die Ausgabeleitung 535 und
der Masse eingekoppelt werden kann. Bei dieser Konfiguration wird
sich Vout mit der Neigungsposition ändern. Während nur
zwei Sensoren für
ein Erfassen der vertikalen Neigung gezeigt sind, können zwei
zusätzliche
Sensoren für
das Erfassen einer horizontalen Neigung vorgesehen werden. Man sollte
beachten, dass dann, wenn ein derartiger Aufbau verwendet wird,
mehr Verblendung vorgesehen werden sollte, um zu verhindern, dass
von der LED 530 emittiertes Licht die Blend- oder Umgebungslichtsensoren
erreicht, welche typischerweise ebenfalls CdS-Zellen sind.
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24A und
24B zeigen
eine achte Ausführungsform
des Neigungsdetektors. Wie gezeigt ist, kann an der Kugel
501 ein
binäres
Gray-Code-Rad
540 befestigt
sein. Eine Emittergruppierung
542, welche z. B. drei linear
angeordnete Emitter umfasst, und eine Detektorgruppierung
544,
die drei entsprechende Detektoren umfasst, können an der gedruckten Schaltungsplatine
derart angebracht sein, dass sich das Rad
540 zwischen
diesen mit ausreichendem Platz zwischen der Emittergruppierung
542 und
der Detektorgruppierung
544 erstreckt, um zu ermöglichen,
dass sich das Rad
540 relativ zu den Gruppierungen
542 und
544 bewegt, wenn
der Spiegel bewegt wird. Das Gray-Code-Rad weist im Allgemeinen
diskrete Bereiche auf, welche entweder durchlässig oder undurchlässig sind.
Die diskreten Bereiche sind im Allgemeinen mit einer Mehrzahl von Spalten
und drei gekrümmten
Zeilen angeordnet, welche der Anzahl von Emittern und Detektoren
entsprechen. Jede Spalte umfasst eine eindeutige binäre Folge
von durchlässigen/undurchlässigen Bereichen
derart, dass die Detektoren erfassen können, welche Spalte zwischen den
Emittern und den Detektoren liegt. Durch Identifizierung der Spalte
kann der Grad der Bewegung des Rades (und daher des Spiegels) in
einer Ebene bestimmt werden. Ein exemplarisches Codierungsschema
ist in
24A dargestellt und in der unten
stehenden Tabelle 1 gezeigt. Der gleiche Ansatz kann unter Verwendung
einer Grau-Skalen-Scheibe verwendet werden. Tabelle 1
Absolute
Position | Gray Code |
X | A | B | C |
0 | 0 | 0 | 0 |
1 | 0 | 0 | 1 |
2 | 0 | 1 | 1 |
3 | 0 | 1 | 0 |
4 | 1 | 1 | 0 |
5 | 1 | 1 | 1 |
6 | 1 | 0 | 1 |
7 | 1 | 0 | 0 |
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25 stellt
eine neunte Ausführungsform
des Neigungsdetektors dar, Wie dargestellt ist, ist eine Schaufel 550 an
der Kugel 501 angebracht, welche sich zwischen einem Paar
von Blattschaltern 552 und 554 erstreckt. Wie
ersichtlich ist, bewegt sich die Schaufel 550 dann, wenn
der Spiegel nach unten geneigt wird, zu dem Blattschalter 552 hin
und drückt
schließlich
den unteren Kontakt des Schalters 552 gegen den oberen Kontakt,
wodurch eine Veränderung
der Spannung bei der Ausgabeleitung 553 erzeugt wird, welche
dem Schalter 552 zugeordnet ist. Wenn der Spiegel vertikal
nach oben geneigt wird, drückt
die Schaufel 550 in ähnlicher
Weise auf den oberen Kontakt des Blattschalters 554 nach
unten, bis er mit dem unteren Kontakt in Berührung kommt, und dadurch eine
an der Ausgabeleitung 555 zu erfassende Spannung verursacht.
Diese Implementierung sieht somit drei diskrete Positionen vor:
oben, unten und Mitte.
-
Diese
Konfiguration könnte
durch Stapelung einer Mehrzahl von derartigen Blattschaltern verbessert werden,
um mehr Auflösung
hinsichtlich des Neigungsbetrags bereitzustellen, da die näher bei
der Schaufel 550 gestapelten Blattschalter abhängig von
dem vertikalen Neigungsgrad des Spiegels vor den äußeren aktiviert
würden.
-
26A–
26C stellen eine zehnte Ausführungsform des Neigungsdetektors
dar. Diese Ausführungsform
verwendet einen Flexsensor, wie z. B. die in dem
U.S. Patent Nr. 5.157.372 und
5.309.135 offenbarten Flexsensoren
mit variablem Widerstand. Wie dargestellt ist, ist der Flexsensor
560 an
einem Ende an der Schaltungsplatine
160 befestigt und an
seinem anderen Ende an der Kugel
501 befestigt. Idealerweise
sind die Ränder
der Flexsensoren an der Schaltung
160 und der Kugel
501 befestigt,
so dass die Ränder
orthogonal zueinander verlaufen, wobei die Biegefläche um 90
Grad gedreht ist. Dieses Drehen des Flexsensors ermöglicht ein
Erfassen einer Veränderung
sowohl bei horizontalem als auch vertikalem Neigen. Während dieser
Ansatz nicht den Zugang von Bewegungen differenziert, kann er anzeigen,
dass sich die Spiegelposition verändert hat, und dadurch ermöglichen,
dass die Kompassverarbeitungsschaltung auf die oben diskutierte
Weise kompensiert oder nachkalibriert.
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27A und 27B stellen
eine elfte Ausführungsform
des Neigungsdetektors dar. Im Grunde ist dieser Neigungsdetektor
derjenige, welcher üblicherweise
für Joystick-artige
Anordnungen, Modellflugzeug-Fernsteuerungen und dgl. verwendet wird.
Wie dargestellt ist, wäre
eine Kugel 501 mit einer Welle 570 ausgestattet,
welche sich zwischen einem Paar orthogonal angeordneten halbkreisförmigen Aktuatoren 572 und 574 erstreckt.
Die halbkreisförmigen
Aktuatoren 572 und 574 umfassen einen länglichen
Schlitz, durch welchen sich ein Stab 570 erstreckt. Die
Aktuatoren 572 und 574 sind derart angebracht,
dass sie zu einer Drehung um eine horizontale bzw. eine vertikale
Achse in der Lage sind. Während
der Spiegel z. B. horizontal gedreht wird, gleitet der Stab 570 innerhalb
des länglichen
Schlitzes des horizontal angeordneten halbkreisförmigen Aktuators 572,
während
der Aktuator 574 gedreht wird. Ein Potenziometer 578 kann
eine Drehung des vertikalen Aktuators 574 als eine Folge
eines horizontalen Neigens des Spiegels erfassen. Wenn der Spiegel
vertikal geneigt wird, gleitet der Stab 570 in ähnlicher
Weise innerhalb des länglichen
Schlitzes des vertikal angeordneten halbkreisförmigen Aktuators 574,
während
der Aktuator 572 gedreht wird. Der Drehungsgrad des Aktuators 572 kann
dann durch einen Potenziometer 576 erfasst werden, welcher
an einem Ende des Aktuators 572 vorgesehen ist. Der Drehungsbetrag
kann dann der Kompassverarbeitungsschaltung zur Verwendung bei der
Kompensation der Kompassablesungen zugeführt werden.
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28 stellt
eine zwölfte
Ausführungsform
des Neigungsdetektors dar. Wie in
28 dargestellt
ist, ist ein Näherungssensor
700 um
den Umfang des Spiegelgehäuses
120 vorgesehen.
Ein derartiger Näherungssensor
könnte
unter Verwendung von kapazitiven Berührungsschaltern vorgesehen
sein, wie z. B. die in
U.S. Patent
Nr. 5.594.222 Offenbarten. Während sich ein derartiger Näherungssensor
von den obigen Ausführungsformen
darin unterscheidet, dass er keine tatsächliche Bewegung des Spiegels
erfasst, kann der Sensor
700 erfassen, wenn der Spiegel
berührt
wurde, und daher annehmen, dass es wahrscheinlich ist, dass der Spiegel
geneigt wurde, wenn die Kompasssensoren eine plötzliche Verschiebung der Fahrzeugrichtung
erfassen. Ein Vorteil dieses Ansatzes ist, dass er an entweder einer
Einzelkugel- oder an einer Doppelkugelanbringung funktionieren wird.
Wenn diese Ausführungsform
verwendet wird, wird bevorzugt, dass der Sensor
700 mit
Strom versorgt wird, um zu erfassen, ob der Spiegel bewegt wurde,
wenn die Fahrzeugzündung
ausgeschaltet wurde. Dies kann ausgeführt sein, indem Energiesparkomponenten
verwendet werden und indem eine Verbindung zu der Fahrzeugbatterieleistung
dauerhaft aufrechterhalten wird oder zumindest dann, wenn die Fahrzeugzündung ausgeschaltet
ist, oder indem beliebige andere herkömmliche Verfahren für die Stromzufuhr
verwendet werden, wenn die Fahrzeugzündung ausgeschaltet ist.
-
Noch
eine weitere Ausführungsform
des Neigungsdetektors ist jedoch, die Ausgaben der Potenziometer
eines Speichermechanismus einer automatischen Spiegeleinstellung
zu verwenden, wenn dieser bei der Rückspiegelanordnung vorhanden
ist. Derartige Mechanismen sind bereits konfiguriert, um die genaue
Position eines Spiegels zu erfassen, so dass sie automatisch den
Spiegel in jede gespeicherte Position zurückbewegen können.
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Während die
Wirkung eines vertikalen Neigens eines Spiegels mit Bezug auf die
Sensoren oben als Erzeugung einer Verschiebung des Ursprungs der
kreisförmigen
Aufzeichnung von Daten nur entlang der Y-Achse beschrieben wurde,
kann ein vertikales Neigen und insbesondere ein horizontales Neigen
ebenfalls ein Verschieben des Ursprungs des Kalibrierungskreises
in der X-Richtung verursachen, wenn ungleichmäßige Magnetfelder innerhalb
des Fahrzeugs vorhanden sind. Wenn die Magnetfeldsensoren in der
Nähe des Randes
des Spiegels angeordnet werden, welcher der Passagierseite des Fahrzeugs
am nächsten
liegt, und wenn der Spiegel horizontal bis zu einem signifikanten
Grad geneigt wird, können
die Sensoren zu einer anderen Position innerhalb des Fahrzeugs bewegt
werden, wo sich die Wirkungen des Fahrzeugs auf das erfasste Magnetfeld
von der vorherigen Position unterscheiden können. Dies kann auf Grund von
Schwankungen an Metallblech, Verdrahtung und Punktschweißungen vorkommen.
Der größte einzelne
zu dieser Schwankung Beitragende sind jedoch die Permanentmagnete
in dem Motorpaket für
manche Schiebedächer.
In dem oben dargelegten Beispiel können somit die Magnetsensoren
näher zu
den Permanentmagneten des Schiebedachmotors hin oder weiter von
diesem weg bewegt werden, wenn der Spiegel horizontal oder vertikal
geneigt wird. Um die Wirkung einer derartigen Feldungleichmäßigkeit
zu reduzieren, kann das körperliche
Verstellen der Sensoren minimiert werden, und dadurch die Kalibrierungsmittelpunktbewegung
minimieren, indem man durch die Sensoren nächstmöglich bei dem Drehungsmittelpunkt
des Spiegels positioniert. Während
es physisch nicht sehr praktisch sein kann, die Sensoren bei der
exakten Mitte der Drehung anzuordnen, minimiert ein Anordnen der
Sensoren so nah wie möglich
an dem Gelenkpunkt die Wahrscheinlichkeit, dass die Sensoren durch
ihre Bewegung zu unterschiedlichen Positionen innerhalb des Fahrzeugs
den Schwankungen in dem Magnetfeld ausgesetzt werden. Wenn die Schwankung
des Feldes in dem Fahrzeug vorhersehbar wäre, wie es der Fall wäre, wenn
es wenig Schwankung von Fahrzeug zu Fahrzeug gäbe, könnte man ferner den X- oder den
Y-Sensor, welcher der höchsten
Feldschwankung ausgesetzt ist, dem Gelenkpunkt am nächsten anordnen.
-
Ein
alternativer oder zusätzlicher
Ansatz, um die Wirkungen eines ungleichmäßigen Magnetfelds innerhalb
des Fahrzeugs zu reduzieren, ist, eine minimale Veränderung
der Position und eine minimale Veränderung des Feldes zu fordern.
Dies ist so, da es keine Garantie gibt, dass das Magnetfeld stabil
ist, wenn der Spiegel geneigt wird. Die meisten Menschen stellen
ihre Spiegel ein, während
sie anhalten oder während
des Geradeausfahrens, aber Schwankungen in der Feldstärke können durch
Metallverstärkungen
in der Straße, Rauscheffekte
von Windschutzscheibenwischern usw. verursacht werden. Für Veränderung
von 2 bis 3 Grad der Neigung und/oder Drehung kann eine Feldveränderung
von 50 mG typisch sein, aber dies kann, basierend auf den Fahrzeugfeldschwankungen
und Rauschquellen und Abschirmeffekten schwanken. Ein übermäßiges Verschieben
des Punktes wird wahrscheinlich Fehler akkumulieren.
-
Noch
eine weitere Ausführungsform
des Neigungsdetektors ist, ein elektronisches Neigungsmessgerät 76 (3A)
innerhalb des Innenrückspiegels
bereitzustellen. Dieses Neigungsmessgerät kann dann verwendet werden,
um den Neigungsgrad des Spiegels direkt zu messen und um diese Information
der Kompassverarbeitungsschaltung für die Verwendung bei der Kompensation
des Neigungsgrades bereitzustellen. Obwohl Neigungsmessgeräte teurer
als manch andere oben diskutierte Ansätze sein können, kann das Neigungsmessgerät weiteren
Zwecken dienen. Z. B. kann das Neigungsmessgerät den Betrag an Nicken und
Rollen messen, den das Fahrzeug erfährt. Diese Information kann
verwendet werden, um dem Fahrer eine Warnungsanzeige vor einem Überschlag
("Rollover") zu geben. Diese
Information kann ebenfalls im Zusammenhang mit einem Beschleunigungsmessgerät für eine Steuerung/Regelung
der Fahrzeugdynamik verwendet werden, und/oder kann verwendet werden,
um eine Aufhängung
für schwer
beladene Fahrzeuge einzustellen. Zudem kann diese Information als
ein "Anti-Jack"-Sensor als Teil
eines Fahrzeugsicherheitssystems verwendet werden. Eine elektronische
Verdrahtung, welche das Neigungsmessgerät umfasst, das ein Festkörper oder elektrochemisch
sein kann, kann in einem Gehäuse
an dem Fußabschnitt
der Spiegelanbringungshalterung derart angeordnet werden, dass es
eine feststehende Position ermöglicht.
Strom kann von der Elektronik im Inneren des Spiegels zugeführt werden,
und die Neigungsmessgeräteausgabe
kann zur Verarbeitung zu der Verdrahtung im Inneren des Spiegels
gesendet werden. Weiterhin kann eine derartige Information anderen elektronischen
Fahrzeugkomponenten über
einen Fahrzeugbus zugeführt
werden. Das Neigungsmessgerät ist
vorzugsweise im Inneren des Spiegelgehäuses derart angebracht, dass
es verwendet werden kann, um das Neigen des Spiegels zu erfassen.
-
Ein
zweites Neigungsmessgerät
kann ebenfalls verwendet werden und in dem Fußabschnitt der Rückspiegelanbringungshalterung
implementiert sein. Durch Einbauen eines Neigungsmessgerätes sowohl
in den Fuß des
Spiegels als auch innerhalb des Spiegelgehäuses können die durch die Neigungsmessgeräte erfassten
relativen Neigungen verglichen werden, um zwischen einer Neigung des
Spiegelgehäuses
und einem Auf- oder Abwärtsfahren
eines Hügels
zu unterscheiden.