专利名称：基于lin总线的数字式ec镜面的后视镜防眩控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电致可变色镜面(简称EC镜)的控制装置，特别是涉及一种基于 LIN总线的数字式EC镜面的后视镜防眩控制装置。
背景技术：
车辆在夜间或者光线微弱的环境中行驶，当后方有强光照射，即，后方车辆的大灯 直接射到后视镜时，折射的强光正好照在驾驶者的眼睛上，使驾驶者产生剌眼炫目的感觉， 这会给安全驾车带来了极大的隐患。 电致可变色元件(也称玻璃或EC元件)包括液体类型和固体类型两种。固体类 型EC元件在可见性，安全性和耐久性上胜过其他的元件，而且适合用于汽车反光镜，例如 汽车外后视镜。施加在EC元件上的电压引起氧化-还原反应，以致发生材料可逆的着色或 者脱色，这种现象称为电致着色异常。 电致可变色元件的这种电致着色异常现象，具有防眩目的功能，能很好地改善眩 目的状况。当电致变色元件与一个专门控制装置相连时，控制装置的光敏部件在接收外界 光照信号后，输出的电信号发生变化，使电致变色玻璃变色。后视镜镜面的变色，使镜面吸 光率为73%，镜面反射出的光线立即变暗，消除强光反射，从而解决驾驶者的眩光反应。
现有技术中，发明专利ZL200520039351.X公开了一种电致可变色后视镜防眩控 制装置，该装置由后视镜本体(即电致可变色元件)和控制电路构成。所述控制电路包 括一CPU、一开关电路、一倒车信号接收电路、一环境光/眩光采样电路、一温度采样电路、 一指示电路、一驱动电路，以及一恒压电路；开关电路、倒车信号接收电路、环境光/眩光采 样电路以及温度采样电路的输出端分别与CPU的输入端连接；CPU的输出端分别与指示电 路和驱动电路的输入端连接；驱动电路的输出端与恒压电路的输入端连接；恒压电路的输 出端与后视镜连接。具有后视镜的电压可动态无级调节、反射率可动态调节、补偿温度漂移 和安装使用方便的优点。但这种电路的缺点是控制线多，与汽车连接的线路复杂，难以保 证数据传输的可靠性、安全性以及对指令的及时响应等。同时，过多使用线缆，影响后视镜 内活动部件的运动，并导致装配过程复杂，难度增大，零件的防差错能力以及装配工作的生 产效率都大大降低。
发明内容
本发明的目的之一是利用汽车通用的LIN总线的网络数据协议，使汽车的各种 控制信号通过LIN总线传输，且由LIN总线模块内的单片机负责处理EC镜镜面的控制信 号。 本发明的目的之二是可任意设置环境光的阈值，使后视镜镜面的防眩目效果更 好。
本发明的目的之三是使汽车生产装配更容易，控制更可靠、更安全、更有效。
本发明是这样实现的，基于LIN总线的数字式EC镜面的后视镜防眩控制装置，包
3括 LIN总线收发器l，按照LIN协议，接受和发送控制信号，其中包括LIN总线11，是LIN网络总线的一部分，它负责将ECU部件的状态信息传递给汽车
主机节点； 开关禁止电路12，用于人工关闭EC镜的变色功能； 倒车信号接收电路13，用于倒车时自动关闭EC镜的变色功能； EC镜控制器模块2，用于根据LIN总线收发器1传送的控制信号，向EC镜功率驱
动模块3发送相应的驱动信号； 驱动电路3，用于接收相应的驱动信号，驱动EC镜7的电致变色玻璃； 稳压电源4，用于为后视镜LIN总线模块控制装置供电； 指示电路5，用于显示当前控制装置所处的功能状态； 恒压电路6，用于为EC镜7工作的提供可靠稳定的最大操作电压； 其中，所述LIN总线收发器1的一端通过LIN总线11与车内的开关禁止电路12
和倒车信号接受电路13连接，另一端与EC镜控制器模块2连接；EC镜控制器模块2有两
个输出端，其一端与指示电路5连接，另一端与EC镜功率驱动模块3连接；EC镜功率驱动
模块3的输出端通过恒压电路与EC镜连接。 所述EC镜控制器模块2 ，包括 单片机21，用于处理采样数据，输出当前控制装置的状态信号，以及向EC镜功率 驱动模块3发出驱动信号； 环境光、眩目光采样电路22，用于检测车辆后方的直射的光强和环境光的光强，把 接收到的光强信号转化为电压信号输送给单片机21 ; 温度采样电路23，将温度信号转换为数字信号，提供给单片机21 ;
其中，所述弹片机21通过双向数据线与LIN总线收发器1连接，通过输出端与指 示电路5单向连接，通过输出端与EC镜功率驱动模块3连接；环境光、眩目光采样电路22 和温度采样电路23分别与单片机21的输入端连接。 本发明的优点是l)由于采用数字方式控制EC镜，即单片机通过软件采样眩光、 环境光和温度信号，采用软件脉宽调制输出信号的变化，控制加载在EC镜上的电压，所有 操作均使用软件的方式实现。2)基于LIN总线的数字式EC镜控制装置避免了用纯硬件方 式所产生的电路复杂、调试复杂等缺点。3)具有后视镜的电压可动态无级调节、反射率可动 态调节、补偿温度漂移和安装使用方便的优点。
图1 :为本发明的原理框图。
图2 :为本发明的电路原理图。
图3 :为本发明的线缆连接示意图。
具体实施方案 本发明所采用的LIN(Local Inter Network)网络总线是一种汽车上采用协议，它 是一种一主(节点)多从(节点)单线双向低速总线，最高速率只有20Kb/s。 LIN总线的硬件，是普通的串行通讯接口，因此实现成本底。它适用于通讯不太密集、实时性要求低的 应用场合，如车窗控制电机、后视镜的控制电机等。 本发明的最佳实施例参见图l-3所示，图l是逻辑框图。它是一种基于LIN总线 的数字式EC镜面的后视镜防眩控制装置，它由LIN总线收发器1、EC镜控制模块2、EC镜功 率驱动模块3、稳压电源4、指示电路5、恒压电路6和EC镜7构成。 LIN总线收发器1连接LIN总线11，并外接开关禁止电路12和倒车信号接收电路 13。 LIN总线11是LIN网络总线的一部分，它负责将ECU部件(从节点)的状态信息 传递给汽车主机节点，主机节点再对该状态信息做出进一步响应。 开关禁止电路12，具有关闭EC镜的变色功能。它为用户操作而设定，由用户根据 需要来关闭EC镜的变色功能，以达到增加后视镜的反光率的目的。 倒车信号接收电路13，具有在倒车时，自动关闭EC镜的变色功能。即在倒车时， 倒车信号接收电路13能自动发出倒车信号，通过LIN总线，主节点的单片机能可靠提取倒 车信号，并对该信号进行相应的变换。 EC镜控制模块2，与LIN总线收发器1的输出端相连，根据LIN总线收发器1传送 的控制信号，向EC镜功率驱动模块3发送相应的驱动信号。其组成包括单片机21、环境光、 眩目光采样电路22和温度采样电路23。其中环境光、眩目光采样电路22、温度采样电路23 与单片机21的输入端相连接，EC镜功率驱动模块3与单片机21的输出端相连接。
环境光、眩目光采样电路22，检测车辆后方的环境光和眩目光的光强，并把光强信 号转换为电压信号输送给单片机21 。 温度采样电路23，由温度传感器、分压电路和滤波电路组成。 EC镜功率驱动模块3，输入端与EC镜控制模块2相连，输出端连接稳压电源6 ;由 于单片机本身的驱动能力非常小，所以需要另加驱动电路增加驱动功率去驱动镜片变色， 它由单片机的I/O 口和三极管放大电路组成。 稳压电源4，与EC镜控制模块2相连，用于为EC控制模块2供电。 指示电路5，显示当前控制装置所处的状态，即工作状态还是休眠状态，或者更确
切地说，显示变色功能的状态，还是该功能被关闭的状态。 恒压电路6，为EC镜7的工作提供可靠稳定的最大操作电压。 图2是本发明的一种实施例的具体电子电路图。 开关禁止电路12，由一禁止开关给出信号到单片机的1/0接口，当用户按下开关 后，禁止EC镜变色；而当开关打开时允许EC镜变色。 倒车信号接收电路13，由倒车信号输入端引入，经三极管和电阻进行电平转换，经 滤波电路后与车身控制器的1/0接口连接。其电路用于实现对外部倒车信号的可靠提取， 并对其信号进行相应的变换，以实现和车身控制器接口的可靠电平信号连接。接入倒车信 号的目的是当EC镜控制模块3接收到汽车倒车信号后，自动关闭EC镜的变色功能。
环境光、眩目光采样电路22，该电路包含两个光电传感器，分别检测车辆后方直 射的光强和环境光的光强，把接收到的光强信号转化为电压信号输送给单片机。环境光采 样电路由电源、光传感器D1、分压电阻R1组成；眩目光采样电路由电源电路、光传感器D2、 分压电阻R2组成；光信号被转化为电信号，分别输入到比较器的同相端与反相端，比较器的输出的电平信号输入到单片机的PI. 0 口 ，同时环境光与眩目光的光强信号还被输入到 P0. 2、P0. 3 口进行采样，得到相应光强值以控制EC镜的反射率。 温度采样电路23，由和温度传感器相连的电阻将温度信号转换为电信号，通过滤 波电路和单片机A/D采样端口相连，为单片机提供可靠的LIN总线控制器EC镜模块的环境 温度。该温度采样电路的目的是为单片机在处理环境光和炫目光光强时，能自动补偿温度 变化对采样值的影响。所述温度采样电路23包括电源电路、温度传感器PTC、分压电阻R5 以及与PO. 1连接的电容C1。温度传感器得到的信号经分压电阻R5分压后，再经过限流电 阻R4限流输入到PO. 1 口 。 EC镜功率驱动模块3，把单片机21输出的脉宽调制信号输出到恒压电路6，并同时 驱动EC镜7的开启和关闭，即控制EC镜7的变暗和变亮过程。EC镜功率驱动模块3根据 单片机21的控制要求给出相应的脉宽调制信号，调制出一定占空比的方波信号以驱动恒 压电路6和三极管的导通和截止。由P2.7 口输出的控制信号，经过三极管Q3、 Q4，和电阻 R14、 R15、 R17组成的放大电路，驱动EC镜工作。 指示电路5，由单片机引脚3的Pl. 2端口连接到电阻R23，所述指示电路5由Q7、 R22和二极管LED1构成。 恒压电路6 ，与运放集成电路连接的三极管和电阻构成的外围电路。由电源输入的 电压，经过一定的变换后，产生EC镜所需的最大控制电压。由运放U1，三极管Q1、 Q2以及 与运放同相端相连的电阻R6、 Rll构成。运算放大器U1的输出端与电阻R8相连，R8的另 一端与三极管Ql的基极、Q2的集电极相连接。 结合线缆连接示意图3，后视镜内的EC镜与其他几个ECU部件通过线缆连接LIN 总线控制器，LIN总线控制器控制器和车门控制LIN网络连接。可以看到，所有ECU部件共 有14根线缆，而连接车门控制LIN网络仅需3根线缆(电源、地线和数据线)。
本发明的工作原理是 当电源电路的Battery+和GND端开始给单片机供电后，单片机内部的振荡器开始 起振，LIN总线控制器EC镜模块开始处于工作状态。 本发明控制装置在防眩目功能开启后，即处于RUN模式，也就是说当环境光和后 方车辆直射的眩目光的光强变化时，把接收到的光强信号转化为电压信号输送给单片机， 本发明的EC镜控制装置工作。当单片机接收到LIN的禁止信号时，进入STOP模式，也就是 说单片机关闭接受环境光和后方车辆直射的眩目光的光强变化的信号，本发明的EC镜控 制装置不工作。 当单片机处于RUN模式时，开始检测PO. 2、P0. 3与PO. 1 口的光线采样和温度采样 值结果，再根据检测的采样结果计算应该输入给EC镜的反射率。根据该反射率计算出对应 占空比的方波控制信号，控制信号控制三极管Q3、 Q4驱动EC镜。 单片机进入STOP模式时，关闭所有检测功能和驱动功能，等待LIN的唤醒。在此 期间，单片机不作任何操作。 LIN总线收发器1以及驱动模块规范遵从IS09141标准，且EMI性能有所提高，在 硬件和软件上保证了网络节点的互操作性。LIN总线模块下的控制装置仅需三根线束连接 LIN网络总线，减少后视镜所使用线缆的长度和数量，生产效率得到保证。
权利要求
一种基于LIN总线的数字式EC镜面的后视镜防眩控制装置，包括LIN总线收发器(1)，按照LIN协议，接受和发送控制信号，其中包括LIN总线(11)，是LIN网络总线的一部分，它负责将ECU部件的状态信息传递给汽车主机节点；开关禁止电路(12)，用于人工关闭EC镜的变色功能；倒车信号接收电路(13)，用于倒车时自动关闭EC镜的变色功能；EC镜控制器模块(2)，用于根据LIN总线收发器(1)传送的控制信号，向EC镜功率驱动模块(3)发送相应的驱动信号；EC镜功率驱动电路(3)，用于接收相应的驱动信号，驱动EC镜(7)的电致变色玻璃；稳压电源(4)，用于为后视镜LIN总线模块控制装置供电；指示电路(5)，用于显示当前控制装置所处的功能状态；恒压电路(6)，用于为EC镜(7)工作的提供可靠稳定的最大操作电压；其中，所述LIN总线收发器(1)的一端通过LIN总线(11)与车内的开关禁止电路(12)和倒车信号接受电路(13)连接，另一端与EC镜控制器模块(2)连接；EC镜控制器模块(2)有两个输出端，其一端与指示电路(5)连接，另一端与EC镜功率驱动模块(3)连接；EC镜功率驱动模块(3)的输出端通过恒压电路与EC镜连接。
2. 根据权利要求1所述基于LIN总线的数字式EC镜面的后视镜防眩控制装置，其特征 在于所述EC镜控制器模块(2)，包括单片机(21)，用于处理采样数据，输出当前控制装 置的状态信号，以及向EC镜功率驱动模块(3)发出驱动信号。
3. 根据权利要求1所述基于LIN总线的数字式EC镜面的后视镜防眩控制装置，其特征 在于根据权利要求1所述环境光、眩目光采样电路(22)，用于检测车辆后方的直射的光强 和环境光的光强，把接收到的光强信号转化为电压信号输送给单片机(21)。
4. 根据权利要求1所述基于LIN总线的数字式EC镜面的后视镜防眩控制装置，其特征 在于所述温度采样电路(23)，将温度信号转换为数字信号，提供给单片机(21)。
5. 根据权利要求1所述基于LIN总线的数字式EC镜面的后视镜防眩控制装置，其特征 在于所述单片机(21)通过双向数据线与LIN总线收发器()l连接，通过输出端与指示电 路(5)单向连接，通过输出端与EC镜功率驱动模块3连接；环境光、眩目光采样电路(22) 和温度采样电路(23)分别与单片机(21)的输入端连接。
全文摘要
一种电致可变色镜面(EC镜)的控制装置，特别是涉及一种基于LIN总线的数字式EC镜面的后视镜防眩控制装置，由后视镜本体和控制电路构成，控制电路包括LIN总线、CPU、开关电路、倒车信号接收电路、环境光/眩光采样电路、温度采样电路、指示电路、驱动电路以及恒压电路。该装置利用汽车通用的LIN总线的网络数据协议，采用数字方式控制单片机采样眩光、环境光和温度信号，由LIN总线模块内的单片机负责处理EC镜镜面的控制信号，避免了用纯硬件方式所产生的电路复杂、调试复杂等缺点，具有后视镜的电压可动态无级调节、反射率可动态调节、补偿温度漂移，使汽车EC后视镜生产装配更容易，控制更可靠、更安全、更有效。
文档编号G02F1/01GK101738747SQ20081020350
公开日2010年6月16日 申请日期2008年11月27日 优先权日2008年11月27日
发明者傅杰, 杨宁, 蒲欣章 申请人:麦格纳唐纳利(上海)汽车系统有限公司