BR102012032284A2

BR102012032284A2 - Matizador foto-eletrocrômico para janelas

Info

Publication number: BR102012032284A2
Application number: BR102012032284-6A
Authority: BR
Inventors: William Mcintyre Jr; Jerremy Anderson; Tod Whitmore
Original assignee: Continental Automotive Systems
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2012-12-17
Publication date: 2013-10-29
Also published as: US20130158790A1; US8781676B2; CN103163706A; DE102012220005A1; CN103163706B; GB201201421D0; GB2497819A

Abstract

MATIZADOR FOTO-ELETROCRÔMICO PARA JANELAS. A presente invenção se refere a um transmissor de luz eletricamente ajustável que muda a sua capacidade de transmissão de luz em resposta a um sinal elétrico. Ao aplicar o transmissor de luz eletricamente ajustável a uma janela e posteriormente mudar o sinal elétrico para a mesma, a janela pode ser matizada e não matizada. Jurisdiões que proíbem janelas de veículo matizadas são listadas em um banco de dados. Um local atual determinado pelo GPS é comparado às entradas do banco de dados. Se o local está dentro de uma área onde janelas matizadas são proibidas, um controlador automaticamente desmatiza as janelas, ou reduz a matização da janela para ir de encontro com as legislações locais aplicáveis.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MATIZADOR FOTO-ELETROCRÔMICO PARA JANELAS".

Antecedentes

Janelas de veículo matizadas são bem conhecidas por reduzir o calor gerado pelo sol em um veículo. Uma vez que as mesmas reduzem a quantidade de ultravioleta e infravermelho que penetra no interior de um veí- culo elas também tendem a proteger os materiais a partir dos quais para- brisas e superfícies internas são produzidos. Infelizmente, a matização das janelas pode obscurecer ou reduzir a capacidade do motorista de ver e são conhecidas por imposição da lei de ocultar o interior de um veículo. Alguns estados, países e municipalidades proíbem janelas matizadas de qualquer tipo enquanto outras jurisdições especificam ou definem a matização ou o- pacidade máxima que a vidro da janela do veículo pode ter. Se um proprietá- rio de veículo aplica matização das janelas a um veículo que é permitido pe- Ias leis locais mas proibida pelas leis das jurisdições próximas, o proprietário do veículo arrisca de ser citado pelas órgãos de fiscalização publicam as jurisdições onde a matização das janelas do veículo é proibida. Breve Descrição dos Desenhos

A figura 1 ilustra a veículo a motor com janelas matizadas dei- xando a jurisdição onde as referidas janelas são legais e entrando em uma segunda jurisdição onde as mesmas são proibidas;

As figuras 2A e 2B ilustram um transmissor de luz eletricamente ajustável, que pode ser aplicado a vidro de janela;

A figura 3 ilustra um diagrama de bloco de um sistema de mati- zação de janelas que responde a locais geográficos;

A figura 4 é um gráfico de fluxo de um método de ajustar a mati- zação da janela em resposta a um local geográfico; e

A figura 5 ilustra o uso de um mecanismo de matização das ja- nelas eletricamente controlável em um veículo todo elétrico. Descrição Detalhada

A figura 1 é uma descrição gráfica de um veículo a motor 100 tendo janelas matizadas 102 em uma primeira jurisdição 104, e que está quase a cruzar a linha limítrofe 106 em uma segunda jurisdição 108. Janelas matizadas são lícitas na primeira jurisdição 104; as mesmas são proibidas na segunda jurisdição 108. Os métodos de matização das janelas da técnica anterior tornam impraticável ou mesmo impossível se matizar ou remover a matização das janelas para proporcionar os efeitos benéficos das janelas matizadas 102 onde as mesmas não são proibidas e ainda evita se meter em confusão com as leis estaduais ou locais que proíbem as mesmas.

A figura 2A e 2B são seções transversais de um transmissor de luz eletricamente ajustável comumente conhecido como um dispositivo ele- trocrômico 200. O mesmo é compreendido de camadas, que podem ser con- fortavelmente fixadas a qualquer lado de uma folha de vidro, ou dispostas entre duas camadas como ilustrado nas figuras 2A e 2B.

A estrutura nas figuras 2A e 2B é compreendida de dois painéis de vidro. As camadas dispostas entre os mesmos proporcionam uma capa- cidade de transmissão eletricamente ajustável ou "matiz". Uma voltagem de controle aplicada a uma camada eletrocrômica determina a quantidade de luz que pode passar através da mesma.

Um painel de vidro externo 204 tem primeira e segunda superfí- cies opostas 208 e 210. Uma camada condutora oticamente transparente 206 é aplicada à superfície interna 208 do painel externo 204.

Uma camada eletrocrômica 212 é aplicada sobre a camada con- dutora transparente 206. A camada eletrocrômica 212 é caracterizada por sua habilidade de passar ou bloquear a luz visível em resposta à aplicação ou ausência de uma voltagem. Dito de outro modo, a camada eletrocrômica irá bloquear a luz quando um potencial elétrico é aplicado através da cama- da.

Uma camada condutora eletrolítica/iônica 214 é aplicada sobre a camada eletrocrômica 212. Uma camada de troca de íon 216 é aplicada so- bre a camada condutora eletrolítica/iônica 214. Uma segunda camada con- dutora transparente 218 é então aplicada sobre a camada de troca de íon 216. As camadas interiores 206 - 218 são então dispostas entre um segundo painel de vidro 220 que está voltado para o interior do veículo. É importante observar que o local da camada eletrocrômica 212 com relação à camada condutora eletrolítica/iônica 214 pode ser revertido e o dispositivo 200 man- tido operável. A ilustração da referida modalidade alternativa isto é, em que o local das camadas 214 e 216 é intercambiado um com relação ao outro, é omitido por maior clareza.

Uma fonte de energia elétrica 222 pode ser seletivamente apli- cada a e removida a partir dos dois condutores 206 e 218 por um mecanis- mo comutador convencional 222. Em outra modalidade, a resistência do campo e/ou a quantidade da corrente passando através da camada 212 po- de ser controlada por uma fonte de voltagem convencional ou fonte de cor- rente respectivamente.

A figura 2A, o dispositivo eletrocrômico não é energizado. Os raios de luz 226 estão assim livres para passar através da camada eletro- crômica.

A figura 2B ilustra o dispositivo eletrocrômico em um estado e-

nergizado. Uma voltagem é aplicada à camada eletrocrômica pelo fecha- mento de um comutador convencional 224. Embora a luz 226 passe através do painel externo 204 e da primeira camada condutora 206, a luz é bloquea- da pela camada eletrocrômica orientada 212. A opacidade e a matiz do dis- positivo 200 pode assim ser eletricamente ajustada por um sinal elétrico ou voltagem aplicada à camada eletrocrômica.

A figura 3 é um diagrama de bloco de um matizador foto- eletrocrômico para janelas, também referido aqui como um sistema de mati- zação de janelas eletricamente operável 300. O sistema 300 é compreendi- do de um dispositivo eletrocrômico 200, tal como aquele ilustrado nas figuras 2. Um programa controlador armazenado 302 proporciona a voltagem de controle 304 ao dispositivo eletrocrômico 200 em resposta ás instruções do programa armazenados em um dispositivo de memória associado 306 e vá- rios eventos e condições detectadas por vários sensores fixados ao contro- Iador 302. O controlador 302 é acoplado aos vários sensores via um barra- mento convencional de entrada/saída (l/O) 310. O controlador 302 e o dis- positivo de memória 306 são acoplados um ao outro por meio de um barra- mento de memória convencional.

O controlador é ilustrado como sendo acoplado a um dispositivo de memória separado 314 que mantém um banco de dados de regras de matização das janelas 314. O banco de dados 314 é uma lista de áreas ge- ográficas, cada uma das quais é definida por coordenadas de latitude e de longitude, dentro das quais, há pelo menos um estatuto ou lei, regra, regu- lamento que governa a matização das janelas do veículo.

O controlador é também acoplado a um sensor de luz ambiente 316, um sensor de temperatura ambiente exterior 318 e um sensor de tem- peratura interior do veículo 320, que são úteis em outras aplicações do mati- zador foto-eletrocrômico para janelas.

Em uma primeira modalidade, do matizador foto-eletrocrômico para janelas 300, o controlador 302 indaga ao receptor de GPS 312 por co- ordenadas geográficas, isto é, o local onde o veículo está localizado. O local do matizador ou de onde o mesmo está fixado ao veículo é proporcionado ao controlador em coordenadas de latitude e longitude. O controlador 302 posteriormente indaga ao banco de dados sobre as regras de matização das janelas 314 para determinar se a localização atual do veículo está dentro da jurisdição onde as janelas matizadas são proibidas, ou se há uma especifi- cação de opacidade para janelas matizadas, isto é, uma regra ou lei que de- termine o percentual de escuridão ou grau no qual a matização da janela passa luz, que precisa ser obedecida.

Em uma segunda modalidade, que é útil para todos os veículos mas especificamente útil para veículos acionados por eletricidade, o contro- lador 302 indaga ao sensor de luz ambiente, sensor de temperatura ambien- te, e/ou ao sensor de temperatura interior 320 para ajustar a matização no dispositivo eletrocrômico 200 para otimizar as temperaturas interiores em resposta às condições interiores e exteriores.

A figura 4 ilustra um método 400 de ajustar a matização da jane- la em resposta a um local geográfico. Um método é realizado por um contro- lador ou computador tal como o controlador 302 ilustrado nas figuras 3 e descrito acima. Na etapa 402, o controlador obtém o seu local atual a partir de um sistema de navegação tal como o sistema de GPS 312 ilustrado nas figu- ras 3. Uma vez que o local é obtido a partir do GPS, a banco de dados é consultado na etapa 404 para determinar ou localizar as regras de matiza- ção das janelas que se aplicam a onde o veículo está localizado. Como usa- do aqui, a regras de matização das janelas é um estatuto ou regulamento ou outra lei ou regulamentação que define a matiz que pode ser aplicada a uma janela de veículo incluindo se matização é proibida.

Na etapa 406 o método primeiro checa para determinar se um comando de entrada de matização manual foi recebido pelo controlador 302 a partir de uma interface manual de usuário 303. Se um comando manual de ajuste de matização foi recebido, o método prossegue para a etapa 410 on- de a matização da janela é manualmente ajustada pelo controlador propor- cionando uma voltagem apropriada a um dispositivo de transmissão de luz eletricamente ajustável, tal como o dispositivo eletrocrômico ilustrado nas figuras 2. O método permanece em um modo de matização manual na etapa 412 até que o usuário insira um comando na interface do usuário para permi- tir que o sistema para resumir o funcionamento de auto matiz com o que o método retorna para a etapa 402. Se no comando manual de ajuste de matização foi recebido na

etapa 406, o método prossegue para a etapa 408 onde o controlador emite sinais elétricos apropriados ao transmissor de luz eletricamente ajustável para ir de encontro às regras de matização obtidas a partir do banco de da- dos na etapa 408. Após a matização ser ajustada para se conformar a qual- quer regra aplicável, o método retorna para a etapa 402. O método 400 de ajustar matização da janela assim continuamente checa onde o veículo está localizado e se há quaisquer regras de matização aplicáveis e ajustes da matização da janela de acordo. O sistema 300 ilustrado nas figuras 3 tem sensores que podem ser monitorados para determinar como e quando para ajustar a opacidade ou capacidade de transmissão da janela em resposta a outros eventos externos ou condições. O método ilustrado nas figuras 4 po- de assim incluir uma etapa de leitura de um sensor de luz ambiente, um sensor de temperatura ambiente exterior ou um sensor de temperatura inte- rior e ajustar a matização da janela eletricamente de modo a proporcionar uma temperatura interior desejada, ou para reduzir a carga de aquecimento e d^ resfriamento em uma fonte de energia elétrica de um veículo todo elé- tricô.

A figura 5 é um diagrama de bloco de um veículo eletricamente acipnado 500. O veículo é considerado ser "eletricamente acionado". O veí- culo 500 é compreendido de um motor elétrico 502 acionado por um inversor 504. O inversor 504 proporciona energia ao motor que recebe de uma bate- ria, pilha termoelétrica ou outra fonte de energia elétrica 506. Energia motora a partir do motor elétrico 504 é enviada através de um eixo de direcionamen- to 508 a um diferencial 510, localizado no lado dianteiro ou localizado no lado traseiro, que é acoplado às rodas de direção 512.

Uma vez que o veículo 500 é todo elétrico, as condições do am- biente da cabine são também controladas usando a energia elétrica a partir do sistema de fonte de energia 506. Aqueles versados na técnica observa- rão que grandes quantidades de energia são necessárias para proporcionar calor e para resfriar o interior de um veículo. Em um veículo todo elétrico, a redução da energia necessária para proporcionar calor ou para direcionar UrrlJ sistema de refrigeração é importante.

Na figura 5, um controlador de ambiente de cabine 514 recebe sinais 516 a partir do inversor 504 e o sistema de armazenamento de ener- gia 506 de modo a determinar a capacidade de energia restante no sistema dq armazenamento de energia 506. O controlador de ambiente de cabine 514 é também acoplado a um condicionador de ar de cabine eletricamente operado (A/C) 518 e a um aquecedor de ar de cabine eletricamente operado 520 por meio de um barramento de controle convencional 522. Quando a temperatura do interior da cabine fica muito alta, o controlador de ambiente de cabine 514 envia um sinal ao condicionador de ar de cabine eletricamen- te operado 518 para ligar o mesmo fazendo com que a A/C 518 sugue ener- gia elétrica a partir do sistema de armazenamento de energia 506 no pro- cesso. De modo oposto, quando a temperatura do interior da cabine é muito baixa o controlador do ambiente 514 energiza os elementos de aquecimento eletricamente resistivos no aquecedor de cabine 520, que também puxa a energia a partir do sistema de armazenamento de energia 506.

Uma característica vantajosa do veículo todo elétrico ilustrado na figura 5 é a provisão do matizador de janela eletrocrômico 200 e do sistema foto eletrocrômico 300 ilustrado na figura 3. Quando a temperatura do interi- or da cabine necessita que o sistema de condicionamento de ar 518 seja energizado, o controlador de ambiente de cabine 514 emite comandos a um matizador de janela eletrocrômico 200 em si, ou a um sistema foto eletro- crômico separado 300, qualquer um dos quais maximiza a opacidade da ma- tização das janelas de modo a minimizar a quantidade de energia de infra- vermelho entrando no veículo a partir do sol 112. De modo similar, quando a temperatura da cabine requer que calor seja adicionado, isto é, o aqueci- mento da cabine é necessário, o controlador de ambiente de cabine 514 emite comandos seja a um matizador de janela eletrocrômico 200 em si, ou a um sistema foto eletrocrômico separado 300, qualquer um dos quais mini- miza a opacidade da matização das janelas de modo a maximizar a quanti- dade de energia de infravermelho entrando no veículo a partir do sol 112. O matizador de janela eletrocrômico 200 pode assim reduzir de modo significa- tivo a energia necessária a partir da bateria ou de outra fonte de energia limi- tada em um veículo todo elétrico.

Nas modalidades descritas acima o transmissor de luz eletrica- mente ajustável é um dispositivo eletrocrômico como ilustrado nas figuras 2. Modalidades alternativas podem usar outros materiais transmissíveis de luz acionados eletricamente tal como PLZT, que são capazes de se tornar opa- co em menos do que 150 microssegundos. Outras tecnologias que podem ser usadas com o aparelho e o método descritos acima, e que são conside- rados aqui serem pelo menos funcionalmente equivalentes a um dispositivo eletrocrômico, incluem dispositivos de partículas suspensas, cristal líquido, e dispositivos de hidreto refletivos. O termo, "transmissor de luz eletricamente ajustável" deve portanto ser construído de modo a incluir um dispositivo ele- trocrômico, dispositivos de partícula suspensa, dispositivos de cristal líquido, hidreto refletivo e PLZT.

O sistema de navegação usado na modalidade preferida é um sistema de posicionamento global ou GPS. Modalidades alternativas podem usar outros sistemas de navegação tal como o sistema GLONASS (Global Navigation Satellite System) ou pela triangulação dos sinais de freqüência de radio recebidos tal como os radiodifundidos a partir de torres celulares lo- cais.

A descrição a seguir tem por objetivo apenas a ilustração da presente invenção. O verdadeiro âmbito da presente invenção é determina- do nas reivindicações anexas.

Claims

1. Janela, compreendendo: a. um transmissor de luz eletricamente ajustável configurado pa- ra mudar a capacidade de transmissão de luz em resposta a um sinal elétri- co, o sinal proporcionado ao transmissor de luz eletricamente ajustável sen- do em resposta a um local geográfico; e b. um controlador acoplado ao transmissor de luz eletricamente ajustável e configurado para controlar a carga elétrica proporcionada ao transmissor de luz eletricamente ajustável, em resposta ao local geográfico.

2. Janela, de acordo com a reivindicação 1, em que o transmis- sor de luz eletricamente ajustável é um dispositivo eletrocrômico.

3. Janela, de acordo com a reivindicação 1, adicionalmente compreendendo: a. sistema de navegação, configurado para proporcionar o local geográfico determinado ao controlador.

4. Janela, de acordo com a reivindicação 2, em que o sistema de navegação é um sistema de posicionamento por satélite.

5. Janela, de acordo com a reivindicação 2, em que o sistema de navegação é configurado para determinar o local por triangulação dos sinais de freqüência de rádio recebidos.

6. Janela, de acordo com a reivindicação 1, adicionalmente compreendendo: a. a data base das regras de matização das janelas, o banco de dados sendo acessível ao controlador.

7. Janela, de acordo com a reivindicação 1, adicionalmente compreendendo: a. em que o controlador é configurado para: i. obter o local a partir do sistema de navegação; ii. localizar uma regra no banco de dados, que governa a mati- zação das janelas para o local geográfico obtido a partir do sistema de na- vegação; e iii. ajustar a fonte de carga elétrica proporcionada ao transmissor de luz eletricamente ajustável, em resposta à regra identificada de modo que a capacidade de transmissão do transmissor de luz eletricamente ajustável efetua a matização das janelas que é pelo menos substancialmente de acor- do com a regra localizada.

8. Janela, de acordo com a reivindicação 1, adicionalmente compreendendo a. foto sensor acoplado ao controlador e configurado para de- terminar um nível de luz ambiente; e b. em que o controlador é configurado para i. ajustar a fonte de carga elétrica proporcionada ao transmissor de luz eletricamente ajustável, em resposta ao determinado nível de luz am- biente.

9. Janela, de acordo com a reivindicação 1, adicionalmente compreendendo: a. sensor de temperatura acoplado ao controlador e configurado para determinar uma temperatura ambiente; e b. em que o controlador é configurado para ajustar a fonte de carga elétrica proporcionada ao transmissor de luz eletricamente ajustável, em resposta à temperatura ambiente.

10. Janela, de acordo com a reivindicação 1, em que o controla- dor é configurado para receber um sinal de entrada por usuário e ajustar a fonte de carga elétrica em resposta à entrada recebida.

11. Matização de janela que responde ao local geográfico com- preendendo: a. sistema de navegação, configurado para determinar um local geográfico; b. um controlador acoplado ao sistema de navegação; c. um transmissor de luz eletricamente ajustável configurado pa- ra mudar a capacidade de transmissão de luz em resposta a um sinal elétri- co recebido a partir do controlador, o sinal proporcionado ao transmissor de luz eletricamente ajustável sendo em resposta a um local geográfico recebi- do pelo controlador; e d. um banco de dados das regras de matização das janelas para uma pluralidade de jurisdições, o banco de dados sendo acessível ao contro- lador; em que, o controlador é configurado para receber o local a partir do sistema de navegação, determinar se o local está dentro da jurisdição tendo as regras de matização das janelas, e, se a regras de matização das janelas para a jurisdição estão localizadas no banco de dados, ajustar o sinal elétrico proporcionado ao transmissor de luz eletricamente ajustável em res- posta às regras de matização das janelas para a jurisdição.

12. Janela, de acordo com a reivindicação 11, em que o trans- missor de luz eletricamente ajustável é um dispositivo eletrocrômico.

13. Janela, de acordo com a reivindicação 11, em que o sistema de navegação é um sistema de posicionamento por satélite.

14. Janela, de acordo com a reivindicação 11, em que o sistema de navegação é configurado para determinar o local por triangulação de si- nais de freqüência de rádio recebidos.

15. Janela, de acordo com a reivindicação 11, em que o contro- lador é configurado para receber um sinal de entrada por usuário e ajustar a fonte de carga elétrica em resposta à entrada recebida.

16. Janela, de acordo com a reivindicação 11, adicionalmente compreendendo: a. foto sensor acoplado a o controlador e configurado para de- terminar um nível de luz ambiente; e b. em que o controlador é configurado para i. ajustar a fonte de carga elétrica proporcionada ao transmissor de luz eletricamente ajustável, em resposta ao nível de luz ambiente.

17. Método de ajustar a matização da janela em resposta a um local geográfico, o método compreendendo: a. obter um local geográfico; b. proporcionando a primeiro sinal elétrico a um transmissor de luz eletricamente ajustável, que é configurado para mudar a capacidade de transmissão de luz em resposta ao sinal elétrico proporcionado, o sinal elé- tricô sendo recebido a partir de a controlador, que recebe dados correspon- dendo ao local geográfico; c. obter a regras de matização das janelas, a partir de um banco de dados de regras de matização das janelas para uma pluralidade de juris- dições, o banco de dados sendo acessível ao controlador.

18. Método de acordo com a reivindicação 17, em que a etapa de proporcionar um sinal elétrico é compreendida de proporcionar um sinal elétrico a um dispositivo eletrocrômico.

19. Método de acordo com a reivindicação 17, em que a etapa de obter um local geográfico é compreendido de pelo menos um de : a. receber o local a partir de um sistema de posicionamento por satélite; e b. triangulação de sinais de freqüência de rádio recebidos.

20. Método de acordo com a reivindicação 17, adicionalmente compreendendo a etapa de a. proporcionar um segundo sinal elétrico ao transmissor de luz eletricamente ajustável, em resposta a uma entrada ao controlador por um usuário.

21. Janela, de acordo com a reivindicação 17, adicionalmente compreendendo as etapas de a. receber um sinal a partir de a foto sensor e que corresponde a um nível de luz ambiente medido pelo foto sensor; e b. ajustar a fonte de carga elétrica proporcionada ao transmissor de luz eletricamente ajustável, em resposta ao sinal a partir do foto sensor.

22. Veículo acionado eletricamente compreendendo: a. um transmissor de luz eletricamente ajustável configurado pa- ra mudar a capacidade de transmissão de luz em resposta a um sinal elétri- co, o sinal proporcionado ao transmissor de luz eletricamente ajustável sen- do em resposta a um local geográfico; e b. um controlador acoplado ao transmissor de luz eletricamente ajustável e configurado para controlar a carga elétrica proporcionada ao transmissor de luz eletricamente ajustável.