專利名稱：基于lin總線的數(shù)字式ec鏡面的后視鏡防?？刂蒲b置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電致可變色鏡面(簡稱EC鏡)的控制裝置，特別是涉及一種基于 LIN總線的數(shù)字式EC鏡面的后視鏡防?？刂蒲b置。
背景技術(shù)：
車輛在夜間或者光線微弱的環(huán)境中行駛，當(dāng)后方有強(qiáng)光照射，即，后方車輛的大燈 直接射到后視鏡時(shí)，折射的強(qiáng)光正好照在駕駛者的眼睛上，使駕駛者產(chǎn)生剌眼炫目的感覺， 這會給安全駕車帶來了極大的隱患。 電致可變色元件(也稱玻璃或EC元件)包括液體類型和固體類型兩種。固體類 型EC元件在可見性，安全性和耐久性上勝過其他的元件，而且適合用于汽車反光鏡，例如 汽車外后視鏡。施加在EC元件上的電壓引起氧化-還原反應(yīng)，以致發(fā)生材料可逆的著色或 者脫色，這種現(xiàn)象稱為電致著色異常。 電致可變色元件的這種電致著色異?，F(xiàn)象，具有防眩目的功能，能很好地改善眩 目的狀況。當(dāng)電致變色元件與一個(gè)專門控制裝置相連時(shí)，控制裝置的光敏部件在接收外界 光照信號后，輸出的電信號發(fā)生變化，使電致變色玻璃變色。后視鏡鏡面的變色，使鏡面吸 光率為73%，鏡面反射出的光線立即變暗，消除強(qiáng)光反射，從而解決駕駛者的眩光反應(yīng)。
現(xiàn)有技術(shù)中，發(fā)明專利ZL200520039351.X公開了一種電致可變色后視鏡防?？?制裝置，該裝置由后視鏡本體(即電致可變色元件)和控制電路構(gòu)成。所述控制電路包 括一CPU、一開關(guān)電路、一倒車信號接收電路、一環(huán)境光/眩光采樣電路、一溫度采樣電路、 一指示電路、一驅(qū)動電路，以及一恒壓電路；開關(guān)電路、倒車信號接收電路、環(huán)境光/眩光采 樣電路以及溫度采樣電路的輸出端分別與CPU的輸入端連接；CPU的輸出端分別與指示電 路和驅(qū)動電路的輸入端連接；驅(qū)動電路的輸出端與恒壓電路的輸入端連接；恒壓電路的輸 出端與后視鏡連接。具有后視鏡的電壓可動態(tài)無級調(diào)節(jié)、反射率可動態(tài)調(diào)節(jié)、補(bǔ)償溫度漂移 和安裝使用方便的優(yōu)點(diǎn)。但這種電路的缺點(diǎn)是控制線多，與汽車連接的線路復(fù)雜，難以保 證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?、安全性以及對指令的及時(shí)響應(yīng)等。同時(shí)，過多使用線纜，影響后視鏡 內(nèi)活動部件的運(yùn)動，并導(dǎo)致裝配過程復(fù)雜，難度增大，零件的防差錯(cuò)能力以及裝配工作的生 產(chǎn)效率都大大降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是利用汽車通用的LIN總線的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)協(xié)議，使汽車的各種 控制信號通過LIN總線傳輸，且由LIN總線模塊內(nèi)的單片機(jī)負(fù)責(zé)處理EC鏡鏡面的控制信 號。 本發(fā)明的目的之二是可任意設(shè)置環(huán)境光的閾值，使后視鏡鏡面的防眩目效果更 好。
本發(fā)明的目的之三是使汽車生產(chǎn)裝配更容易，控制更可靠、更安全、更有效。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，基于LIN總線的數(shù)字式EC鏡面的后視鏡防?？刂蒲b置，包
3括 LIN總線收發(fā)器l，按照LIN協(xié)議，接受和發(fā)送控制信號，其中包括LIN總線11，是LIN網(wǎng)絡(luò)總線的一部分，它負(fù)責(zé)將ECU部件的狀態(tài)信息傳遞給汽車
主機(jī)節(jié)點(diǎn)； 開關(guān)禁止電路12，用于人工關(guān)閉EC鏡的變色功能； 倒車信號接收電路13，用于倒車時(shí)自動關(guān)閉EC鏡的變色功能； EC鏡控制器模塊2，用于根據(jù)LIN總線收發(fā)器1傳送的控制信號，向EC鏡功率驅(qū)
動模塊3發(fā)送相應(yīng)的驅(qū)動信號； 驅(qū)動電路3，用于接收相應(yīng)的驅(qū)動信號，驅(qū)動EC鏡7的電致變色玻璃； 穩(wěn)壓電源4，用于為后視鏡LIN總線模塊控制裝置供電； 指示電路5，用于顯示當(dāng)前控制裝置所處的功能狀態(tài)； 恒壓電路6，用于為EC鏡7工作的提供可靠穩(wěn)定的最大操作電壓； 其中，所述LIN總線收發(fā)器1的一端通過LIN總線11與車內(nèi)的開關(guān)禁止電路12
和倒車信號接受電路13連接，另一端與EC鏡控制器模塊2連接；EC鏡控制器模塊2有兩
個(gè)輸出端，其一端與指示電路5連接，另一端與EC鏡功率驅(qū)動模塊3連接；EC鏡功率驅(qū)動
模塊3的輸出端通過恒壓電路與EC鏡連接。 所述EC鏡控制器模塊2 ，包括 單片機(jī)21，用于處理采樣數(shù)據(jù)，輸出當(dāng)前控制裝置的狀態(tài)信號，以及向EC鏡功率 驅(qū)動模塊3發(fā)出驅(qū)動信號； 環(huán)境光、眩目光采樣電路22，用于檢測車輛后方的直射的光強(qiáng)和環(huán)境光的光強(qiáng)，把 接收到的光強(qiáng)信號轉(zhuǎn)化為電壓信號輸送給單片機(jī)21 ; 溫度采樣電路23，將溫度信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，提供給單片機(jī)21 ;
其中，所述彈片機(jī)21通過雙向數(shù)據(jù)線與LIN總線收發(fā)器1連接，通過輸出端與指 示電路5單向連接，通過輸出端與EC鏡功率驅(qū)動模塊3連接；環(huán)境光、眩目光采樣電路22 和溫度采樣電路23分別與單片機(jī)21的輸入端連接。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是l)由于采用數(shù)字方式控制EC鏡，即單片機(jī)通過軟件采樣眩光、 環(huán)境光和溫度信號，采用軟件脈寬調(diào)制輸出信號的變化，控制加載在EC鏡上的電壓，所有 操作均使用軟件的方式實(shí)現(xiàn)。2)基于LIN總線的數(shù)字式EC鏡控制裝置避免了用純硬件方 式所產(chǎn)生的電路復(fù)雜、調(diào)試復(fù)雜等缺點(diǎn)。3)具有后視鏡的電壓可動態(tài)無級調(diào)節(jié)、反射率可動 態(tài)調(diào)節(jié)、補(bǔ)償溫度漂移和安裝使用方便的優(yōu)點(diǎn)。


圖1 :為本發(fā)明的原理框圖。
圖2 :為本發(fā)明的電路原理圖。
圖3 :為本發(fā)明的線纜連接示意圖。
具體實(shí)施方案 本發(fā)明所采用的LIN(Local Inter Network)網(wǎng)絡(luò)總線是一種汽車上采用協(xié)議，它 是一種一主(節(jié)點(diǎn))多從(節(jié)點(diǎn))單線雙向低速總線，最高速率只有20Kb/s。 LIN總線的硬件，是普通的串行通訊接口，因此實(shí)現(xiàn)成本底。它適用于通訊不太密集、實(shí)時(shí)性要求低的 應(yīng)用場合，如車窗控制電機(jī)、后視鏡的控制電機(jī)等。 本發(fā)明的最佳實(shí)施例參見圖l-3所示，圖l是邏輯框圖。它是一種基于LIN總線 的數(shù)字式EC鏡面的后視鏡防?？刂蒲b置，它由LIN總線收發(fā)器1、EC鏡控制模塊2、EC鏡功 率驅(qū)動模塊3、穩(wěn)壓電源4、指示電路5、恒壓電路6和EC鏡7構(gòu)成。 LIN總線收發(fā)器1連接LIN總線11，并外接開關(guān)禁止電路12和倒車信號接收電路 13。 LIN總線11是LIN網(wǎng)絡(luò)總線的一部分，它負(fù)責(zé)將ECU部件(從節(jié)點(diǎn))的狀態(tài)信息 傳遞給汽車主機(jī)節(jié)點(diǎn)，主機(jī)節(jié)點(diǎn)再對該狀態(tài)信息做出進(jìn)一步響應(yīng)。 開關(guān)禁止電路12，具有關(guān)閉EC鏡的變色功能。它為用戶操作而設(shè)定，由用戶根據(jù) 需要來關(guān)閉EC鏡的變色功能，以達(dá)到增加后視鏡的反光率的目的。 倒車信號接收電路13，具有在倒車時(shí)，自動關(guān)閉EC鏡的變色功能。即在倒車時(shí)， 倒車信號接收電路13能自動發(fā)出倒車信號，通過LIN總線，主節(jié)點(diǎn)的單片機(jī)能可靠提取倒 車信號，并對該信號進(jìn)行相應(yīng)的變換。 EC鏡控制模塊2，與LIN總線收發(fā)器1的輸出端相連，根據(jù)LIN總線收發(fā)器1傳送 的控制信號，向EC鏡功率驅(qū)動模塊3發(fā)送相應(yīng)的驅(qū)動信號。其組成包括單片機(jī)21、環(huán)境光、 眩目光采樣電路22和溫度采樣電路23。其中環(huán)境光、眩目光采樣電路22、溫度采樣電路23 與單片機(jī)21的輸入端相連接，EC鏡功率驅(qū)動模塊3與單片機(jī)21的輸出端相連接。
環(huán)境光、眩目光采樣電路22，檢測車輛后方的環(huán)境光和眩目光的光強(qiáng)，并把光強(qiáng)信 號轉(zhuǎn)換為電壓信號輸送給單片機(jī)21 。 溫度采樣電路23，由溫度傳感器、分壓電路和濾波電路組成。 EC鏡功率驅(qū)動模塊3，輸入端與EC鏡控制模塊2相連，輸出端連接穩(wěn)壓電源6 ;由 于單片機(jī)本身的驅(qū)動能力非常小，所以需要另加驅(qū)動電路增加驅(qū)動功率去驅(qū)動鏡片變色， 它由單片機(jī)的I/O 口和三極管放大電路組成。 穩(wěn)壓電源4，與EC鏡控制模塊2相連，用于為EC控制模塊2供電。 指示電路5，顯示當(dāng)前控制裝置所處的狀態(tài)，即工作狀態(tài)還是休眠狀態(tài)，或者更確
切地說，顯示變色功能的狀態(tài)，還是該功能被關(guān)閉的狀態(tài)。 恒壓電路6，為EC鏡7的工作提供可靠穩(wěn)定的最大操作電壓。 圖2是本發(fā)明的一種實(shí)施例的具體電子電路圖。 開關(guān)禁止電路12，由一禁止開關(guān)給出信號到單片機(jī)的1/0接口，當(dāng)用戶按下開關(guān) 后，禁止EC鏡變色；而當(dāng)開關(guān)打開時(shí)允許EC鏡變色。 倒車信號接收電路13，由倒車信號輸入端引入，經(jīng)三極管和電阻進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，經(jīng) 濾波電路后與車身控制器的1/0接口連接。其電路用于實(shí)現(xiàn)對外部倒車信號的可靠提取， 并對其信號進(jìn)行相應(yīng)的變換，以實(shí)現(xiàn)和車身控制器接口的可靠電平信號連接。接入倒車信 號的目的是當(dāng)EC鏡控制模塊3接收到汽車倒車信號后，自動關(guān)閉EC鏡的變色功能。
環(huán)境光、眩目光采樣電路22，該電路包含兩個(gè)光電傳感器，分別檢測車輛后方直 射的光強(qiáng)和環(huán)境光的光強(qiáng)，把接收到的光強(qiáng)信號轉(zhuǎn)化為電壓信號輸送給單片機(jī)。環(huán)境光采 樣電路由電源、光傳感器D1、分壓電阻R1組成；眩目光采樣電路由電源電路、光傳感器D2、 分壓電阻R2組成；光信號被轉(zhuǎn)化為電信號，分別輸入到比較器的同相端與反相端，比較器的輸出的電平信號輸入到單片機(jī)的PI. 0 口 ，同時(shí)環(huán)境光與眩目光的光強(qiáng)信號還被輸入到 P0. 2、P0. 3 口進(jìn)行采樣，得到相應(yīng)光強(qiáng)值以控制EC鏡的反射率。 溫度采樣電路23，由和溫度傳感器相連的電阻將溫度信號轉(zhuǎn)換為電信號，通過濾 波電路和單片機(jī)A/D采樣端口相連，為單片機(jī)提供可靠的LIN總線控制器EC鏡模塊的環(huán)境 溫度。該溫度采樣電路的目的是為單片機(jī)在處理環(huán)境光和炫目光光強(qiáng)時(shí)，能自動補(bǔ)償溫度 變化對采樣值的影響。所述溫度采樣電路23包括電源電路、溫度傳感器PTC、分壓電阻R5 以及與PO. 1連接的電容C1。溫度傳感器得到的信號經(jīng)分壓電阻R5分壓后，再經(jīng)過限流電 阻R4限流輸入到PO. 1 口 。 EC鏡功率驅(qū)動模塊3，把單片機(jī)21輸出的脈寬調(diào)制信號輸出到恒壓電路6，并同時(shí) 驅(qū)動EC鏡7的開啟和關(guān)閉，即控制EC鏡7的變暗和變亮過程。EC鏡功率驅(qū)動模塊3根據(jù) 單片機(jī)21的控制要求給出相應(yīng)的脈寬調(diào)制信號，調(diào)制出一定占空比的方波信號以驅(qū)動恒 壓電路6和三極管的導(dǎo)通和截止。由P2.7 口輸出的控制信號，經(jīng)過三極管Q3、 Q4，和電阻 R14、 R15、 R17組成的放大電路，驅(qū)動EC鏡工作。 指示電路5，由單片機(jī)引腳3的Pl. 2端口連接到電阻R23，所述指示電路5由Q7、 R22和二極管LED1構(gòu)成。 恒壓電路6 ，與運(yùn)放集成電路連接的三極管和電阻構(gòu)成的外圍電路。由電源輸入的 電壓，經(jīng)過一定的變換后，產(chǎn)生EC鏡所需的最大控制電壓。由運(yùn)放U1，三極管Q1、 Q2以及 與運(yùn)放同相端相連的電阻R6、 Rll構(gòu)成。運(yùn)算放大器U1的輸出端與電阻R8相連，R8的另 一端與三極管Ql的基極、Q2的集電極相連接。 結(jié)合線纜連接示意圖3，后視鏡內(nèi)的EC鏡與其他幾個(gè)ECU部件通過線纜連接LIN 總線控制器，LIN總線控制器控制器和車門控制LIN網(wǎng)絡(luò)連接?？梢钥吹剑蠩CU部件共 有14根線纜，而連接車門控制LIN網(wǎng)絡(luò)僅需3根線纜(電源、地線和數(shù)據(jù)線)。
本發(fā)明的工作原理是 當(dāng)電源電路的Battery+和GND端開始給單片機(jī)供電后，單片機(jī)內(nèi)部的振蕩器開始 起振，LIN總線控制器EC鏡模塊開始處于工作狀態(tài)。 本發(fā)明控制裝置在防眩目功能開啟后，即處于RUN模式，也就是說當(dāng)環(huán)境光和后 方車輛直射的眩目光的光強(qiáng)變化時(shí)，把接收到的光強(qiáng)信號轉(zhuǎn)化為電壓信號輸送給單片機(jī)， 本發(fā)明的EC鏡控制裝置工作。當(dāng)單片機(jī)接收到LIN的禁止信號時(shí)，進(jìn)入STOP模式，也就是 說單片機(jī)關(guān)閉接受環(huán)境光和后方車輛直射的眩目光的光強(qiáng)變化的信號，本發(fā)明的EC鏡控 制裝置不工作。 當(dāng)單片機(jī)處于RUN模式時(shí)，開始檢測PO. 2、P0. 3與PO. 1 口的光線采樣和溫度采樣 值結(jié)果，再根據(jù)檢測的采樣結(jié)果計(jì)算應(yīng)該輸入給EC鏡的反射率。根據(jù)該反射率計(jì)算出對應(yīng) 占空比的方波控制信號，控制信號控制三極管Q3、 Q4驅(qū)動EC鏡。 單片機(jī)進(jìn)入STOP模式時(shí)，關(guān)閉所有檢測功能和驅(qū)動功能，等待LIN的喚醒。在此 期間，單片機(jī)不作任何操作。 LIN總線收發(fā)器1以及驅(qū)動模塊規(guī)范遵從IS09141標(biāo)準(zhǔn)，且EMI性能有所提高，在 硬件和軟件上保證了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的互操作性。LIN總線模塊下的控制裝置僅需三根線束連接 LIN網(wǎng)絡(luò)總線，減少后視鏡所使用線纜的長度和數(shù)量，生產(chǎn)效率得到保證。
權(quán)利要求
一種基于LIN總線的數(shù)字式EC鏡面的后視鏡防?？刂蒲b置，包括LIN總線收發(fā)器(1)，按照LIN協(xié)議，接受和發(fā)送控制信號，其中包括LIN總線(11)，是LIN網(wǎng)絡(luò)總線的一部分，它負(fù)責(zé)將ECU部件的狀態(tài)信息傳遞給汽車主機(jī)節(jié)點(diǎn)；開關(guān)禁止電路(12)，用于人工關(guān)閉EC鏡的變色功能；倒車信號接收電路(13)，用于倒車時(shí)自動關(guān)閉EC鏡的變色功能；EC鏡控制器模塊(2)，用于根據(jù)LIN總線收發(fā)器(1)傳送的控制信號，向EC鏡功率驅(qū)動模塊(3)發(fā)送相應(yīng)的驅(qū)動信號；EC鏡功率驅(qū)動電路(3)，用于接收相應(yīng)的驅(qū)動信號，驅(qū)動EC鏡(7)的電致變色玻璃；穩(wěn)壓電源(4)，用于為后視鏡LIN總線模塊控制裝置供電；指示電路(5)，用于顯示當(dāng)前控制裝置所處的功能狀態(tài)；恒壓電路(6)，用于為EC鏡(7)工作的提供可靠穩(wěn)定的最大操作電壓；其中，所述LIN總線收發(fā)器(1)的一端通過LIN總線(11)與車內(nèi)的開關(guān)禁止電路(12)和倒車信號接受電路(13)連接，另一端與EC鏡控制器模塊(2)連接；EC鏡控制器模塊(2)有兩個(gè)輸出端，其一端與指示電路(5)連接，另一端與EC鏡功率驅(qū)動模塊(3)連接；EC鏡功率驅(qū)動模塊(3)的輸出端通過恒壓電路與EC鏡連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于LIN總線的數(shù)字式EC鏡面的后視鏡防?？刂蒲b置，其特征 在于所述EC鏡控制器模塊(2)，包括單片機(jī)(21)，用于處理采樣數(shù)據(jù)，輸出當(dāng)前控制裝 置的狀態(tài)信號，以及向EC鏡功率驅(qū)動模塊(3)發(fā)出驅(qū)動信號。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于LIN總線的數(shù)字式EC鏡面的后視鏡防?？刂蒲b置，其特征 在于根據(jù)權(quán)利要求1所述環(huán)境光、眩目光采樣電路(22)，用于檢測車輛后方的直射的光強(qiáng) 和環(huán)境光的光強(qiáng)，把接收到的光強(qiáng)信號轉(zhuǎn)化為電壓信號輸送給單片機(jī)(21)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于LIN總線的數(shù)字式EC鏡面的后視鏡防?？刂蒲b置，其特征 在于所述溫度采樣電路(23)，將溫度信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，提供給單片機(jī)(21)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于LIN總線的數(shù)字式EC鏡面的后視鏡防?？刂蒲b置，其特征 在于所述單片機(jī)(21)通過雙向數(shù)據(jù)線與LIN總線收發(fā)器()l連接，通過輸出端與指示電 路(5)單向連接，通過輸出端與EC鏡功率驅(qū)動模塊3連接；環(huán)境光、眩目光采樣電路(22) 和溫度采樣電路(23)分別與單片機(jī)(21)的輸入端連接。
全文摘要
一種電致可變色鏡面(EC鏡)的控制裝置，特別是涉及一種基于LIN總線的數(shù)字式EC鏡面的后視鏡防眩控制裝置，由后視鏡本體和控制電路構(gòu)成，控制電路包括LIN總線、CPU、開關(guān)電路、倒車信號接收電路、環(huán)境光/眩光采樣電路、溫度采樣電路、指示電路、驅(qū)動電路以及恒壓電路。該裝置利用汽車通用的LIN總線的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)協(xié)議，采用數(shù)字方式控制單片機(jī)采樣眩光、環(huán)境光和溫度信號，由LIN總線模塊內(nèi)的單片機(jī)負(fù)責(zé)處理EC鏡鏡面的控制信號，避免了用純硬件方式所產(chǎn)生的電路復(fù)雜、調(diào)試復(fù)雜等缺點(diǎn)，具有后視鏡的電壓可動態(tài)無級調(diào)節(jié)、反射率可動態(tài)調(diào)節(jié)、補(bǔ)償溫度漂移，使汽車EC后視鏡生產(chǎn)裝配更容易，控制更可靠、更安全、更有效。
文檔編號G02F1/01GK101738747SQ20081020350
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月27日
發(fā)明者傅杰, 楊寧, 蒲欣章 申請人:麥格納唐納利(上海)汽車系統(tǒng)有限公司