RU2063644C1

RU2063644C1 - Device to control automobile rear view electrochromic mirror

Info

Publication number: RU2063644C1
Application number: RU93003279A
Authority: RU
Inventors: В.И. Гаврилов; С.П. Косарев; И.В. Шелепин
Original assignee: Московское научно-производственное объединение "НИОПИК"
Priority date: 1993-01-19
Filing date: 1993-01-19
Publication date: 1996-07-10
Also published as: WO1994017443A1

Abstract

FIELD: road transport. SUBSTANCE: rear view mirror control device has operating and reference photodetectors unit, comparator unit, switch-on unit and DC voltage converter made in form of pulse voltage stabilizer. Introduced additionally is special module to reduce mirror darkening time and used is voltage stabilizer positive starting element. EFFECT: reduced power consumption for operation of electrochromic mirror. 3 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к конструктивным элементам электрооптических преобразователей, конкретно к устройствам автоматического управления электрохромным автомобильным зеркалом заднего вида. Такие электрически управляемые затемняющиеся зеркала будут защищать глаза водителя в темное время суток от ослепляющего воздействия света фар сзади идущего транспорта. Эти зеркала устанавливаются взамен обычных зеркал с управляемой вручную механической коррекцией угла отражения падающего света. The invention relates to structural elements of electro-optical converters, specifically to devices for automatic control of an electrochromic car rearview mirror. Such electrically controlled dimming mirrors will protect the driver’s eyes in the dark from the blinding effects of headlights from behind the vehicle. These mirrors are installed instead of conventional mirrors with manually controlled mechanical correction of the angle of reflection of the incident light.

В патенте США N 4,917.477 приведены электрохромные схемы управления электрохромным автомобильным зеркалом заднего вида, содержащие светочувствительные элементы, блок сравнения, конвертор напряжения и блок его включения. Конвертор напряжения в этих схемах выполнен в виде цепи из мощного гасящего резистора и транзисторного ключа. В связи с тем что напряжение, приложенное к рабочему элементу зеркала, составляет менее 10% от уровня напряжения бортовой сети автомобиля, большая часть потребляемой схемой мощности рассеивается в виде тепла на элементах данной цепи. Это приводит к использованию в схеме мощного (10 Вт) гасящего резистора соответствующих габаритов и вызывает дополнительный подогрев окружающих элементов. При включении на рабочий элемент зеркала поступает фиксированный уровень напряжения, что соответствует определенному времени его затемнения. US Pat. No. 4,917,477 discloses electrochromic control schemes for an electrochromic car rearview mirror containing photosensitive elements, a comparison unit, a voltage converter, and a power-on unit. The voltage converter in these circuits is made in the form of a circuit of a powerful quenching resistor and a transistor switch. Due to the fact that the voltage applied to the working element of the mirror is less than 10% of the voltage level of the vehicle electrical system, most of the power consumed by the circuit is dissipated in the form of heat on the elements of this circuit. This leads to the use in the circuit of a powerful (10 W) quenching resistor of the appropriate dimensions and causes additional heating of the surrounding elements. When turned on, a fixed voltage level is applied to the working element of the mirror, which corresponds to a certain time of its dimming.

Целью изобретения является создание устройства для автоматического управления электрохромным автомобильным зеркалом с меньшим потреблением мощности, обеспечивающим более короткое время затемнения зеркала. The aim of the invention is to provide a device for automatic control of an electrochromic car mirror with less power consumption, providing a shorter mirror dimming time.

Указанные цели достигаются использованием в устройстве в качестве конвертора напряжения импульсного стабилизатора напряжения и наличием дополнительного органа форсированного пуска, стабилизатора напряжения питания рабочего элемента зеркала. These goals are achieved by using a pulse voltage stabilizer as a voltage converter in the device and by the presence of an additional boosted start-up element, a voltage regulator for the working element of the mirror.

Существенным отличием улучшенного решения является то, что конвертор напряжения, выполненный в виде импульсного стабилизатора напряжения питания рабочего элемента зеркала, имеет гораздо больший коэффициент полезного действия (80% ) по сравнению с прототипом (менее 10%), а в сочетании с органом форсированного включения питания рабочего элемента зеркала обеспечивается подача в первоначальный момент повышенной амплитуды импульса напряжения (см. рис. 1). A significant difference of the improved solution is that the voltage converter, made in the form of a pulsed voltage regulator of the working element of the mirror, has a much higher efficiency (80%) compared with the prototype (less than 10%), and in combination with the forced power supply the working element of the mirror provides the supply at the initial moment of increased amplitude of the voltage pulse (see Fig. 1).

Использование форсированного включения уменьшает время затемнения зеркала в 2-3 раза. The use of forced switching reduces the time of dimming the mirror by 2-3 times.

Электрическая схема (рис. 2) электронного блока автоматического управления электрохромным автомобильным зеркалом заднего вида состоит из системы фотоприемников, блока сравнения, конвертора напряжения и блока его включения, органа фиксированного включения, блока выключения, индикатора включения и источника питания (см. структурную схему рис. 3). The electrical circuit (Fig. 2) of the electronic control unit for an electrochromic car rear-view mirror consists of a photodetector system, a comparison unit, a voltage converter and a power-on unit, a fixed-on body, a power-off unit, a power-on indicator and a power source (see block diagram of Fig. 3).

При освещении рабочего чувствительного элемента R2 системы фотоприемников его сопротивление и напряжение, снимаемое с делителя R1-R2, уменьшается. При достижении порогового значения напряжения, заданного подстроечным резистором R4, напряжение на выходе операционного усилителя (ДА1) блока сравнения, переходит с высокого на нижний уровень. При этом транзистор VT1 блока включения закрывается и включает в работу импульсный стабилизатор конвертора напряжения постоянного тока. Напряжение стабилизации устанавливается резистором R16. В схему стабилизатора введен орган форсированного включения (R17, 18, 19, C5, VT7), работающий следующим образом. При появлении напряжения на выходе стабилизатора открывается транзистор VT7, который на время зарядки емкости С5 (≈ 0,5 сек) увеличивает напряжение стабилизации в 2 раза путем параллельного подключения к нижнему плечу делителя R15, 16, резистора R17. После зарядки емкости (С5) транзистор VT7 закрывается, на выходе стабилизатора устанавливается рабочее напряжение (≈ 1B). Схема работоспособна в обычном режиме при исключении данного органа. When illuminating the working sensitive element R2 of the photodetector system, its resistance and voltage removed from the divider R1-R2 decreases. When the threshold voltage value set by the trimmer resistor R4 is reached, the voltage at the output of the operational amplifier (YES1) of the comparison unit switches from high to low. In this case, the transistor VT1 of the switching unit is closed and turns on the pulse stabilizer of the DC voltage converter. The stabilization voltage is set by resistor R16. In the stabilizer circuit, an accelerated inclusion organ (R17, 18, 19, C5, VT7) is introduced, which operates as follows. When voltage appears at the output of the stabilizer, the VT7 transistor opens, which increases the stabilization voltage by a factor of 2 by charging the capacitor C5 (≈ 0.5 sec) by connecting a resistor R17 to the lower arm of the divider R15, 16. After charging the capacitance (C5), the transistor VT7 closes, the operating voltage is set at the output of the stabilizer (≈ 1B). The circuit is operational in normal mode with the exception of this body.

При уменьшении интенсивности ослепляющего потока света ниже порогового или его полном исчезновении появляется высокий уровень напряжения на выходе операционного делителя ДА1 блока сравнения и открываются транзисторы VT1 блока включения и VT6 блока выключения. Открытый транзистор VT1 включает стабилизатор напряжения, а транзистор VT6 шунтирует рабочий элемент зеркала, вызывая его просветление. With a decrease in the intensity of the blinding light stream below the threshold or its complete disappearance, a high voltage level appears at the output of the operational divider ДА1 of the comparison unit and the transistors VT1 of the switching unit and VT6 of the switching unit open. An open transistor VT1 includes a voltage stabilizer, and transistor VT6 shunts the working element of the mirror, causing its enlightenment.

Индикатор включения стабилизатора R14, VD3 работает от импульсного напряжения, снимаемого с индуктивности L1. Таким образом, светодиод VD3 излучает только во время работы ключевого стабилизатора. The indicator for turning on the stabilizer R14, VD3 works from the pulse voltage taken from the inductance L1. Thus, the VD3 LED emits only during operation of the key stabilizer.

Цепи питания состоят из входной блокировочной емкости С1, защищающей внешние цепи от проникновения импульсных помех стабилизатора напряжения и параметрического стабилизатора R6; VD1 напряжения питания блока сравнения и системы фотоприемников. Power circuits consist of an input blocking capacitance C1, which protects external circuits from the penetration of impulse noise of the voltage stabilizer and parametric stabilizer R6; VD1 supply voltage of the comparison unit and the photodetector system.

Рабочий элемент зеркала имеет электрохромный состав, включающий растворитель и два соединения, образующие обратимые редокс-системы (авт. свид. СССР N972815 и US Pat N4,902,108). Кинетика процесса затемнения и обесцвечивание устройств с такими процессами определяются скоростью диффузии компонент состава (И. В.Шелепин, О.А.Ушаков, Н.И.Карпова, В.А.Барачевский. Электрохимия, 13,404,1977). The working element of the mirror has an electrochromic composition, including a solvent and two compounds forming reversible redox systems (ed. Certificate of the USSR N972815 and US Pat N4,902,108). The kinetics of the dimming process and the bleaching of devices with such processes are determined by the diffusion rate of the components of the composition (I. V. Shelepin, O. A. Ushakov, N. I. Karpova, V. A. Barachevsky. Electrochemistry, 13,404.1977).

При использовании такого рабочего элемента электрохромного зеркала, потребляющего ток примерно 100 мА при напряжении в 1В, конвертор напряжения потребляет ток примерно 20 мА при напряжении питания блока 12В. Потребляемая мощность составит не более 0,25 Вт. Схема конвертора напряжения прототипа при использовании рабочего элемента с теми же параметрами будет потреблять мощность порядка 1,2 Вт. Таким образом, потребляемая мощность предложенного конвертора напряжения будет примерно в пять раз меньше по сравнению с соответствующей мощностью прототипа. When using such a working element of an electrochromic mirror, consuming a current of about 100 mA at a voltage of 1 V, the voltage converter consumes a current of about 20 mA at a power supply voltage of 12V. Power consumption will be no more than 0.25 watts. The circuit of the prototype voltage converter when using a working element with the same parameters will consume power of about 1.2 watts. Thus, the power consumption of the proposed voltage Converter will be approximately five times less compared with the corresponding power of the prototype.

При подаче на рабочий элемент зеркала фиксированного уровня напряжения 1В полное затемнение поверхности с коэффициентом ослабления 6 достигается в течение 6^oC7 с. Использование формированного включения уменьшает время затемнения в 2^oC3 раза (см. таблицу 1).When applying to the working element of the mirror a fixed voltage level of 1 V, complete dimming of the surface with an attenuation coefficient of 6 is achieved within 6 ^o C7 s. The use of the formed inclusion reduces the dimming time by 2 ^° C3 times (see table 1).

Таким образом, предложенная схема электронного блока автоматического управления электрохромным автомобильным зеркалом заднего вида позволяет снизить потребляемую мощность в 5 раз по сравнению с известным решением, тем самым улучшая габаритно-тепловые характеристики блока. Кроме того, орган форсированного пуска блока позволяет уменьшить время затемнения зеркала в 2^oC3 раза.Thus, the proposed circuit of the electronic unit for automatic control of an electrochromic car rear-view mirror allows to reduce power consumption by 5 times compared with the known solution, thereby improving the overall thermal characteristics of the unit. In addition, the organ forcing the start of the unit allows to reduce the time of dimming of the mirror by 2 ^o C3 times.

Предложенный блок управления электрохромным зеркалом обеспечивает не только пониженное энергопотребление, но также делает зеркало более быстродействующим. ТТТ1 ЫЫЫ2 The proposed control unit for an electrochromic mirror provides not only reduced power consumption, but also makes the mirror faster. TTT1 YYY2

Claims

A device for controlling an electrochromic automobile rear-view mirror, comprising a DC voltage converter, the input of which is connected to the output of the power source, and the output to the electrical input of the mirror, a comparison unit, the inputs of which are connected to the outputs of the working and reference photodetector unit, and the output to the input of the power unit voltage converter, characterized in that the voltage converter is made in the form of a pulse voltage stabilizer, equipped with an accelerated start.