DE10322322A1

DE10322322A1 - Regelsystem eines elektrochromatischen Kraftfahrzeugspiegels

Info

Publication number: DE10322322A1
Application number: DE2003122322
Authority: DE
Inventors: Martin Karch; Andreas Ey
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 2003-05-17
Filing date: 2003-05-17
Publication date: 2004-12-02

Abstract

Ein Regelsystem (1) für die Ansteuerung eines elektrochromen Kraftfahrzeugspiegels weist einen Mikrocontroller (2) und eine mit einem Eingang (14) des elektrochromen Elements (5) des Kraftfahrzeugspiegels (5) verknüpfte Regeleinheit (3) auf, wobei die Regeleinheit (3), vozugsweise mit einer Fehlererkennungseinheit (16) im Mikrocontroller(2) integriert ist. Das Regelsystem (1) ist mit minimaler Anzahl an Bauteilen aufgebaut und damit sehr rationell und ausfallsicher herstellbar.

Description

Die Erfindung betrifft ein Regelsystem eines elektrochromatischen Kraftfahrzeugspiegels. Ein derartiges Regelsystem ist beispielsweise aus US 5,451,822 A bekannt.
Ein elektrochromatischer Spiegel, auch als elektrochromer Spiegel bezeichnet, eines Kraftfahrzeugs weist durch Variation einer elektrischen Spannung veränderliche Reflexionseigenschaften auf, wobei eine Spannungserhöhung eine Abdunkelung des Spiegels bewirkt. Um eine automatische Abdunkelung oder Abblendung, insbesondere bei der Gefahr der Blendung durch die Scheinwerfer anderer Fahrzeuge, zu ermöglichen, wird ein Spiegel wie der aus der US 5,451,822 A bekannte Spiegel üblicherweise am Ende einer Kette aus Datenquelle, Datenbus und Steuergerät betrieben. Ein im Steuergerät befindlicher Microcontroller leitet hierbei die vom Bus stammenden Daten in angepasster Form an einen Linearregler weiter, an den wiederum der elektrochrome Spiegel angeschlossen ist. Wichtigstes Merkmal dieser Realisierungsform ist die mit analogen Bauteilen realisierte Reglerfunktion.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Regelsystem eines elektrochromen Spiegels anzugeben, welches sich durch einen besonders geringen Bauteileaufwand auszeichnet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Regelsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Hierbei übernimmt ein Microcontroller die Aufgaben der oben erläuterten analog gelösten Regelung. Durch den Ersatz des aus diskreten Bauteilen aufgebauten Reglers durch eine durch Software realisierte Reglereinheit ist die Anzahl der zur Bereitstellung der Regelungsfunktion erforderlichen Bauteile drastisch reduziert. Das Regelsystem ist damit sehr rationell und ausfallsicher herstellbar.
Der Microcontroller leitet nach einer bevorzugten Ausführungsform eine über einen Datenbus, beispielsweise CAN (Controller Area Network), übertragene Informationen über den gewünschten Abdunkelungsgrad des elektrochromen Elements im Spiegelglas über einen digitalen Ausgang, der ein pulsweitenmoduliertes Signal entsprechend den Vorgaben in der übertragene Informationen bereitstellt, an eine Regelstrecke, vorzugsweise bestehend aus Filter und Leistungsendstufe, weiter. Da sich die Regelung auf die gewünschte Ausgangsspannung der Regelstrecke und damit auch die Eingangsspannung des elektrochromen Elements, kurz auch als EC-Element bezeichnet, bezieht, wird vorzugsweise eben dieses von der Regelstrecke, insbesondere der Leistungsendstufe innerhalb der Regelstrecke, bereitgestellte Ausgangssignal über einen Eingang des Microcontrollers zurückgelesen. Vorzugsweise ist im Microcontroller mit diesem Eingang ein Analog-Digital-Converter verbunden, der die von außen kommende Spannung in ein digitales Signal umwandelt und der Regelungsfunktion im Sinne einer Rückkopplung zur Verfügung stellt.
Der Vorteil der Erfindung liegt inbesondere darin, dass die Intelligenz der Regelungsfunktion zum Zwecke der Nachführung der Spannung am elektrochromen Spiegel entsprechend den über einen Datenbus übertragenen Vorgaben vollständig als Software in den Microcontroller integriert ist. Ein zusätzlicher, insbesondere diskret aufgebauter Regler außerhalb des Microcontrollers ist somit überflüssig.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigt 1 in einem Blockschaltbild ein Regelsystem mit einem Microcontroller und einem EC-Element.
Ein in 1 symbolisiert dargestelltes Regelsystem 1 umfasst einen Microcontroller 2 mit einer integrierten Regeleinheit 3, welche softwaremäßig realisiert ist, eine Regelstrecke 4 und ein kurz als EC-Element bezeichnetes elektrochromes Element 5 eines nicht weiter dargestellten Kraftfahrzeugspiegels.
Die als Regeleinheit fungierende, auch als Regler bezeichnete Software 3 erhält von einem Datenbus oder KFZ-Bus 0 einen Sollwert SW zur Einstellung der Eingangsspannung des EC-Elements 5 und generiert daraus eine Stellgröße SG, welche über eine an einen Ausgang 6 des Microcontrollers 2 angeschlossene Leitung 7 zur Regelstrecke 4 geleitet wird. Die Datenquelle liegt somit außerhalb des Regelsystems 1. Das vom Ausgang 6 weitergeleitete Signal ist ein pulsweitenmoduliertes Digitalsignal (PWM-Signal), wobei jedem PWM-Signal ein analoger Wert entspricht. Der Ausgang 6 wird entsprechend auch als PWM-Ausgang bezeichnet. Die Regelstrecke 4 umfasst ein Filter 11, das das digitale PWM-Signal in einen analogen Wert wandelt, sowie eine Leistungsendstufe 12, die lediglich eine Stromverstärkung aufweist. Der Ausgang der Regelstrecke 4 (der Leistungsendstufe 12) ist mittels einer Verbindungsleitung 8 mit einem Steuereingang 14 des EC-Elements 5 im Kraftfahrzeugspiegel verbunden. Des Weiteren wird die Spannung am Ausgang der Regelstrecke 4 über eine Rückkopplungsleitung 9 an einen Analogeingang 10 des Microcontrollers 2 zurückgeführt und stellt somit eine Regelgröße RG dar, deren mittels eines im Microcontroller 2 integrierten Analog-Digital-Converters 15 in eine digitale Größe umgewandelte Information wiederum dem Regler 3 zur Verfügung gestellt wird.
Die Analogspannungserzeugung kann anstatt über Pulsweitenmodulation und externes Filter auch über einen D/A Converter, der sowohl im Microcontroller 2 als auch extern angeordnet sein kann, oder auch eine andere geeignete Art der Analogspannungsgewinnung erfolgen.
Der Regler 3 wird im dargestellten System benötigt, da dieses diversen Störgrößen ausgesetzt ist. Im einzelnen sind dies der Sollwert SW, eine Betriebsspannung (U_batt) 13 der Regelstrecke 4 sowie das Verhalten des EC-Elementes 5 als Last auf Änderungen am Ausgang der Regelstrecke 4. Wichtige Eigenschaften der Regelung werden mittels digitaler Parameter aus einem internen Speicher des Microcontrollers 2 definiert, sie werden jedoch nur dann angepasst, wenn an das System eine andere Last angeschlossen werden muss.
Zwischen den Microcontroller und die Last, nämlich das EC-Element 5, sind keinerlei Bauteile geschaltet, die eine Regelungsfunktion entsprechend den Anforderungen aufweisen könnten. Sämtliche für die Nachführung der EC-Spannung nötigen Regelungsaufgaben sind also im Microcontroller 2 per Software 3 konzentriert.
Neben den Regelungsaufgaben übernimmt die Software 3 in der vorgestellten Realisierungsvariante auch Überwachungsfunktionen gegen Kurzschluss am Ausgang der Regelstrecke 4 sowie auf Abriss der Last 5, beispielsweise durch Leitungsbruch oder Kontaktkorrosion. Eine Fehlererkennungseinheit 16 ist als Teil des Reglers 3 softwaremäßig im Microcontroller 2 realisiert.
Das Regelsystem 1 ist insgesamt mit der mittels des Microcontrollers 2 realisierten Regeleinheit 3 mit einer minimalen Anzahl an Bauteilen aufgebaut und damit sehr kostengünstig herstellbar. Zudem vermindert sich durch die Verringerung der Bauteileanzahl auch die Anzahl der möglichen Fehlerquellen und damit die Ausfallwahrscheinlichkeit.

0: Datenbus, KFZ-Bus
1: Regelsystem
2: Microcontroller
3: Regeleinheit
4: Regelstrecke
5: elektrochromes Element
6: Ausgang
7: Ausgangsleitung
8: Verbindungsleitung
9: Rückkopplungsleitung
10: Analogeingang
11: Filter
12: Leistungsendstufe
13: Betriebsspannung (U_batt)
14: Steuereingang
15: Analog-Digital-Converter
16: Fehlererkennungseinheit
RG: Regelgröße
SG: Stellgröße
SW: Sollwert

Claims

Regelsystem eines elektrochromatischen Elementes (5) eines Kraftfahrzeugspiegels, mit einem Microcontroller (2) und einer mit der Steuerspannung des elektrochromatischen Elementes (5) verknüpften Regeleinheit (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinheit (3) mittels Software im Microcontroller (2) integriert ist.
Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein für ein pulsweitenmoduliertes Digitalsignal vorgesehener Ausgang (6) des Microcontrollers (2) mit einer mit der Steuerspannung des elektrochromatischen Elementes (5) verknüpften Regelstrecke (4) verbunden ist.
Regelsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelstrecke (4) ein Filter (11) und eine Leistungsendstufe (12) umfasst.
Regelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Analogeingang (10) des Microcontrollers (2) mit einem Steuereingang (14) des elektrochromatischen Elementes (5) verbunden ist.
Regelsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Analogeingang (10) ein zur Umwandlung des vom elektrochromatischen Element (5) übertragenen analogen Signals vorgesehener Analog-Digital-Converter (15) im Microcontroller (2) verbunden ist.
Regelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine im Microcontroller (2) mittels Software bereitgestellte Fehlererkennungseinheit (16).