JP3563623B2

JP3563623B2 - Ｅｃ防眩ミラーの駆動装置

Info

Publication number: JP3563623B2
Application number: JP02447699A
Authority: JP
Inventors: 明芳小林; 光芳長尾
Original assignee: Murakami Corp
Current assignee: Murakami Corp
Priority date: 1999-02-02
Filing date: 1999-02-02
Publication date: 2004-09-08
Anticipated expiration: 2019-02-02
Also published as: DE69920649D1; JP2000221545A; EP1026037A2; US6243205B1; DE69920649T2; EP1026037A3; EP1026037B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両のインナーミラー、アウターミラー等に用いられるＥＣ（エレクトロクロミック）防眩ミラーを駆動するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＥＣ防眩ミラーは、ミラー反射面の前面側にＥＣ素子膜を配置し、該ＥＣ素子膜の着色量を変化させて反射率を制御することにより、夜間走行時等に後続車のヘッドライトに対し防眩効果が得られるようにしたものである。このような防眩効果を得るため、防眩ミラーは、後方向からの入射光量を検出して、後方光が明るい時は着色量を多くし（反射率を低下させる。）、後方光が暗い時は着色量を少なくする（消色する。すなわち、反射率を高くする。）ように制御される。
【０００３】
また、人間の目が感じる眩しさは、常に周囲の明るさに対して感じるものであり、後方光のみに基づく制御では、人間の感覚に合わない。そこで、後方光のほか周囲光を検出して、両者の検出光量に応じて着色および消色制御するようにしている。すなわち、周囲光が明るい場合は、後方光があっても眩しさは感じにくいので、後方光の検出感度を落として、着色しにくくする。また、周囲光が暗い場合は、後方光に対して眩しさを感じやすいので、後方光の検出感度を高めて着色しやすくする。
【０００４】
従来においては、周囲光量と後方光量を検出して、それらの組合せに応じてＥＣ素子に印加する電圧値を演算で求めて着色量すなわち反射率を制御するようにしていた。ところが、このような方法では、周囲光量と後方光量の検出値を複合させて制御対象の制御量を演算して求めるための構成が必要となっていた。
【０００５】
そこで、このような問題を解決して、周囲光量、後方光量ごとに個別の制御対象を制御して着色量を制御できるようにして、制御構成を簡素化できるようにしたＥＣ防眩ミラーの駆動装置を、本出願人は先に特願平６−９９２９１号（特開平７−２８１２１２号）で提案した。
【０００６】
これは、“Ｈ”レベルの持続時間および“Ｌ”レベルの持続時間が個別に制御可能な発振手段を用意し、周囲光量に応じて発振手段から発生される発振信号の一方のレベルの持続時間を可変制御し、後方光量に応じて発振信号の他方のレベルの持続時間を可変制御し、該発振手段から発生される発振信号の“Ｈ”，“Ｌ”のレベルに応じて、駆動電圧の極性を切り換えてＥＣ素子をパルス駆動することにより、該ＥＣ素子の着色量を制御するようにしたものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ＥＣ素子の駆動電流は、図２に示すように、一方の極性から他方の極性に切り換わる瞬間に最も多く流れる。このため、前記パルス電圧による駆動方式では、図３に示すように、パルスのレベルが“Ｈ”，“Ｌ”に切り換わるたびに（例えば１秒間に１００回以上）大きな電流が流れ、電力消費が大きくなる問題があった。
【０００８】
また、前記パルス電圧による駆動方式では、周囲光と後方光の光量に応じて例えば図４に示すような着色領域、消色領域の特性（感度曲線）が得られる。この感度曲線は、発振回路中の抵抗値を変更することによって図５に点線で示すように一部変更することができるが、図６のように感度曲線を全体的に変える（平行移動する）には光センサの前面のフィルタの透過率を変更するしかなく、回路上の調整ではできなかった。
【０００９】
この発明は、前記従来の技術における問題点を解決して、パルスの持続時間の制御により着色量の制御が可能で、しかも電力消費が小さく、さらには感度曲線の全体的な変更を回路上の調整で行うことができるＥＣ防眩ミラーの駆動装置を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、ＥＣ素子によって反射率が可変に構成されたＥＣ防眩ミラーの駆動装置であって、車両の周囲光量を検出する周囲光量検出手段と、車両の後方光量を検出する後方光量検出手段と、“Ｈ”レベル、“Ｌ”レベルを交互に繰返す発振信号を発生する回路であって、前記周囲光量検出手段の検出光量に応じて該発振信号の一方のレベルの持続時間が可変制御され、前記後方光量検出手段の検出光量に応じて該発振信号の他方のレベルの持続時間が可変制御される発振回路と、前記発振回路の発振出力のデューティ比に応じた直流電圧を出力する直流電圧出力回路と、前記ＥＣ素子の駆動用電源と、前記直流電圧出力回路の出力レベルに応じて、前記駆動用電源から供給される駆動電圧の極性およびレベルを調整して前記ＥＣ素子に供給するＥＣ素子駆動回路とを具備してなり、前記発振信号の一方のレベルが前記ＥＣ素子を着色方向に駆動し他方のレベルが当該ＥＣ素子を消色方向に駆動するように設定されている場合は、前記発振回路は、周囲光量が大きい時は前記一方のレベルの持続時間を短くし周囲光量が小さい時は当該一方のレベルの持続時間を長くし、かつ後方光量が大きい時は前記他方のレベルの持続時間を短くし後方光量が小さい時は当該他方のレベルの持続時間を長くし、前記発振信号の一方のレベルが前記ＥＣ素子を消色方向に駆動し他方のレベルが当該ＥＣ素子を着色方向に駆動するように設定されている場合は、前記発振回路は、周囲光量が大きい時は前記一方のレベルの持続時間を長くし周囲光量が小さい時は当該一方のレベルの持続時間を短くし、かつ後方光量が大きい時は前記他方のレベルの持続時間を長くし後方光量が小さい時は当該他方のレベルの持続時間を短くするように構成してなるものである。
【００１１】
この発明によれば、ＥＣ素子の駆動用パルス信号のデューティ比に応じた直流電圧を出力して、該直流電圧に基づきＥＣ素子を駆動するようにしたので、駆動電流の極性の切り換え回数を少なくすることができ、しかも極性が切り換わる際の突入電流を低く抑えることができ、これにより電力消費を小さくすることができる。また、直流電圧出力回路の出力側に出力電圧をレベルシフトするレベルシフト回路や該出力電圧を分圧する分圧回路等を設けることにより、感度曲線を全体的に平行移動したり傾斜を変えたりすることができ、回路上で感度曲線の全体的な変更を行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図１に示す。ＥＣ防眩ミラーの駆動装置１０はＥＣ防眩ミラーのハウジング内等に組み込まれており、車両のバッテリ１２を電源として、ＥＣ素子１４の着色量を制御して、ミラーの反射率を可変制御する。
【００１３】
周囲光センサ１６（周囲光量検出手段）は車両の周囲の光量（強度）を検出するもので、例えば、インナーミラーやアウターミラーのミラーハウジングに車両前方に向けて配置される。後方光センサ１８（後方光量検出手段）は車両の後方からの光量（強度）を検出するもので、例えばミラーハウジングに車両後方に向けて配置される。
【００１４】
発振回路２０は、“Ｈ”レベル、“Ｌ”レベルを交互に繰返す発振信号を発生する。この発振信号は、周囲光センサ１６の検出光量に応じて一方のレベルの持続時間が可変制御される。また、後方光センサ１８の検出光量に応じて他方のレベルの持続時間が可変制御される。これにより、発振信号のデューティ比が可変制御される。
【００１５】
発振回路２０における発振信号のデューティ比の制御内容は次のとおりである。発振信号の一方のレベルでＥＣ素子１４を着色方向に駆動し、他方のレベルでＥＣ素子１４を消色方向に駆動するように設定する場合は、周囲光量が大きい時は前記一方のレベルの持続時間を短くし周囲光量が小さい時は当該一方のレベルの持続時間を長くし、かつ後方光量が大きい時は前記他方のレベルの持続時間を短くし後方光量が小さい時は当該他方のレベルの持続時間を長くする。また、発振信号の一方のレベルでＥＣ素子１４を消色方向に駆動し、他方のレベルでＥＣ素子１４を着色方向に駆動するように設定されている場合は、周囲光量が大きい時は前記一方のレベルの持続時間を長くし周囲光量が小さい時は当該一方のレベルの持続時間を短くし、かつ後方光量が大きい時は前記他方のレベルの持続時間を長くし後方光量が小さい時は当該他方のレベルの持続時間を短くする。
【００１６】
このような制御により、着色量が連続的に制御される。すなわち、周囲光が暗い時には、後方光に対する感度が高くなって、後方光量の増大とともに着色量が増大して反射率が低下し、防眩状態が得られる。また、周囲光が明るい時には、後方光に対する感度が低下して、着色しにくくなり、反射率が高い状態に保持される。
【００１７】
発振回路２０から発生された発振信号は、積分回路２２（直流電圧出力回路）で積分されて、該発振信号のデューティ比に応じた直流電圧が出力される。積分回路２２の時定数は、発振回路２０の発振周期（例えば１０ｍｓｅｃ以下）よりも十分に大きく設定する。
【００１８】
電圧演算回路２４は、積分回路２２の出力信号にレベルシフト、分圧等の演算処理を施して所望の感度特性に調整する。例えば、積分回路２２の出力信号が正のときはＥＣ素子１４を着色方向へ駆動し、負のときは該ＥＣ素子１４を消色方向へ駆動するように設定されている場合は、積分回路２２の出力信号にある正電圧を足し算してやれば図４の感度曲線は下方向に平行移動し、引き算してやれば上方向に平行移動することができる。
【００１９】
電圧リミット回路２６は電圧演算回路２４の出力電圧がＥＣ素子１４の駆動電圧範囲（例えば−１．５Ｖ〜＋１．５Ｖ）を超えないように、該出力電圧の上限値および下限値を制限する。駆動回路２８（ＥＣ素子駆動回路）は、電圧リミット回路２６の出力信号レベルに応じて駆動電圧の極性およびレベルを調整して該ＥＣ素子１４に印加して、該ＥＣ素子１４を駆動する。正・負定電圧電源回路３０，３２（駆動用電源）は、バッテリ１２を駆動源として正負の定電圧を作成し、各回路に電源として供給する。
【００２０】
図１の構成によれば、ＥＣ素子１４は、周囲光が暗い時には、後方光に対する感度が高くなって、後方光量の増大とともに着色量が増大して反射率が低下し、防眩状態が得られる。また、周囲光が明るい時には、後方光に対する感度が低下して、着色しにくくなり、反射率が高い状態に保持される。
【００２１】
また、発振回路２０から発生されるパルス信号を積分回路２２で積分した信号に基づいてＥＣ素子１４を駆動するので、ＥＣ素子１４の駆動電圧の極性が頻繁に切り換わるのが防止され、しかも駆動電圧の極性が切り換わる時の突入電流を低く抑えることができ、これにより電力消費を小さくすることができる。また、電圧演算回路２４により感度極性を全体的に平行移動したり傾斜を変えたりすることができる。また、電圧リミット回路２６により、ＥＣ素子１４に過大な電圧が印加されるのを防止することができる。
【００２２】
【実施例】
図１の構成の具体回路の一例を図７に示す。正・負定電圧電源回路３０，３２は、バッテリ１２の電圧を、ツェナダイオードＺ１およびダイオードＤ１を介して入力し、＋５Ｖ，−５Ｖの直流電圧を生成して各回路に供給する。
【００２３】
発振回路２０において、着色側パルス発生部３４は、周囲光センサを構成するＣｄＳ１６と、このＣｄＳ１６に直列に接続された抵抗Ｒ２およびダイオードＤ２と、ＣｄＳ１６に並列に接続された抵抗Ｒ１で構成されている。消色側パルス発生部３６は、後方光センサを構成するＣｄＳ１８と、このＣｄＳ１８に直列に接続された抵抗Ｒ４およびダイオードＤ３と、ＣｄＳ１８に並列に接続された抵抗Ｒ３で構成されている。
【００２４】
発振回路２０には抵抗Ｒ５およびインバータＩＣ１，ＩＣ２，ＩＣ３，ＩＣ４の直列回路が構成されている。着色側パルス発生部３４および消色側パルス発生部３６は、抵抗Ｒ５、インバータＩＣ１，ＩＣ２，ＩＣ３の直列回路の両端間に並列接続されている。抵抗Ｒ５、インバータＩＣ１，ＩＣ２の直列回路の両端間にはコンデンサＣ１が接続されている。
【００２５】
はじめに、インバータＩＣ３の出力が“Ｌ”から“Ｈ”に反転したとする。このとき、着色側パルス発生部３４がオフし、消色側パルス発生部３６がオンして、コンデンサＣ１には矢印Ｉ方向の電流が流れる。コンデンサＣ１が所定レベルまで充電されると、インバータＩＣ１の出力が“Ｈ”から“Ｌ”に反転し、消色側パルス発生部３６がオフし、着色側パルス発生部３４がオンし、コンデンサＣ１には矢印Ｉ′方向の電流が流れる。以後この動作が繰り返されて発振する。インバータＩＣ３の出力はインバータＩＣ４で反転して発振回路２０から出力される。
【００２６】
以上の動作により、発振回路２０から出力される発振信号は、“Ｈ”レベルの期間が周囲光量に応じて変化し（明るくなるほど短くなる。）、“Ｌ”レベルの期間が後方光量に応じて変化する（明るくなるほど短くなる。）。
【００２７】
発振回路２０の出力パルス信号は、抵抗Ｒ６とコンデンサＣ２で構成される積分回路２２で積分されて、デューティ比に応じた直流電圧が出力される。パルス信号の周期が１０ｍｓｅｃ以下の場合は積分回路２２の時定数を例えば２ｓｅｃ程度に設定することができ、このとき抵抗Ｒ６、コンデンサＣ２は例えば２００ｋΩ，１０μＦ（２００ｋΩ×１０μＦ＝２ｓｅｃ）にそれぞれ設定することができる。
【００２８】
電圧演算回路２４はオペアンプＩＣ５，ＩＣ６と抵抗Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９，Ｒ１０でレベルシフト回路を構成する。抵抗Ｒ７，Ｒ８はシフト用基準電圧を作成する。基準電圧を高くすると入力信号はオペアンプＩＣ６でシフトダウンして出力され、基準電圧を低くすると入力信号はシフトアップして出力される。オペアンプＩＣ６の出力信号は抵抗Ｒ１１，Ｒ１２による分圧回路で分圧して出力される。
【００２９】
電圧演算回路２４の入力電圧Ｖｉと出力電圧Ｖｏとの関係を下式に示す。
【数１】

ここで、Ｒ９＝Ｒ１０とすると、
【数２】

となる。
【００３０】
図７の回路の場合、積分回路２２の出力信号が正であれば、ＥＣ素子１４は着色方向に駆動され、負であればＥＣ素子１４は消色方向に駆動されるので、抵抗Ｒ７，Ｒ８を調整して、基準電圧を高くして入力信号をシフトダウンすると、図４の感度曲線は上方向へ平行移動し、基準電圧を低くして入力信号をシフトアップすると、同感度曲線は下方向へ平行移動する。また、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２を調整して、抵抗Ｒ１１を相対的に大きくすると出力電圧は低くかつ入力電圧の変化に対する出力電圧の変化が緩やかになり、図４の感度曲線は上方向へ移動する。また、抵抗Ｒ１１を相対的に小さくすると出力電圧は高くかつ入力電圧の変化に対する出力電圧の変化が急になり、図４の感度曲線は下方向へ移動する。したがって、これら抵抗Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９，Ｒ１０の調整により、感度曲線全体を縦方向に平行移動したり入力電圧の変化に対する出力電圧の変化の割合を変えたりすることができる。なお、レベルシフト回路と分圧回路の配置を逆にして、レベルシフト回路の前に分圧回路を配置することもできる。
【００３１】
電圧リミット回路２６は、オペアンプＩＣ７、抵抗Ｒ１３，Ｒ１４、ダイオードＤ４で＋側のリミット電圧を設定する。また、オペアンプＩＣ８、抵抗Ｒ１５，Ｒ１６、ダイオードＤ５で−側のリミット電圧を設定する。例えば、ＥＣ素子１４の駆動電圧範囲が−１．５Ｖ〜＋１．５Ｖであれば、オペアンプＩＣ７の＋入力端子を＋１．５Ｖに設定し、オペアンプＩＣ８の＋入力端子を−１．５Ｖに設定する。電圧演算回路２４の出力電圧が＋１．５Ｖを超えようとする場合には、オヘアンプＩＣ７側がリミット動作して、出力電圧は＋１．５Ｖに制限される。電圧演算回路２４の出力電圧が−１．５Ｖより下がろうとする場合には、オペアンプＩＣ８側がリミット動作して、出力電圧は−１．５Ｖに制限される。電圧制限された出力はオペアンプＩＣ９で構成されるバッファアンプを介して出力される。
【００３２】
駆動回路２８は、オペアンプＩＣ１０、トランジスタＴｒ１、抵抗Ｒ１９，Ｒ２１により、ＥＣ素子１４を着色方向に駆動する回路が構成され、オペアンプＩＣ１１、トランジスタＴｒ２、抵抗Ｒ２０，Ｒ２２により、ＥＣ素子１４を消色方向に駆動する回路が構成されている。電圧リミット回路２６の出力電圧が上昇している時は、トランジスタＴｒ１がオン、トランジスタＴｒ２がオフして、ＥＣ素子１４に着色電流を供給し、電圧リミット回路２６の出力電圧が下降している時は、トランジスタＴｒ１がオフ、トランジスタＴｒ２がオンして、ＥＣ素子１４に消色電流を供給する。これにより、ＥＣ素子１４の端子電圧は電圧リミット回路２６の出力電圧と常に等しく保たれ、該電圧リミット回路２６の出力電圧に応じた着色量に制御される。なお、オペアンプＩＣ１０の＋入力端子の電圧はオペアンプＩＣ１１の＋入力端子の電圧を抵抗Ｒ１７，Ｒ１８で分圧しているので、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２が同時にオンすることはない。抵抗Ｒ１７，Ｒ１８の抵抗比はＲ１７：Ｒ１８＝１：３０〜１００位がよい。
【００３３】
なお、図７の回路における感度特性の横方向への平行移動は、上述した抵抗Ｒ７〜Ｒ１０による縦方向への平行移動と発振回路２０の抵抗Ｒ１〜Ｒ４の調整との組合せにより実現することができる。その方法を図８を参照して説明する。当初の感度特性が図８にＡで示した特性であったとする。これを横方向（ここでは右方向）に平行移動させる場合は、まず抵抗Ｒ７〜Ｒ１０を調整して感度特性をＡ′のように下方に平行移動させる。次いで、発振回路２０の抵抗Ｒ１，Ｒ３を調整して、特性Ａ′の下部をＡ′ａのように上昇させ、抵抗Ｒ２，Ｒ４を調整して特性Ａ′の上部をＡ′ｂのように延長させる。これにより、当初の感度特性Ａを右方向に平行移動させた感度特性Ａ′ａ−Ａ′−Ａ′ｂが得られる。左方向への平行移動はこれと逆の操作により、当初の感度特性Ａを上方に平行移動させ、該平行移動した特性の下部を下降させ、上部を短縮させればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】正負両極性のパルス電圧でＥＣ素子を駆動した場合の駆動電流の変化を示す波形図である。
【図３】従来のパルス駆動ＥＣ防眩ミラーの駆動電流波形図である。
【図４】従来のパルス駆動ＥＣ防眩ミラーの感度曲線である。
【図５】従来のパルス駆動ＥＣ防眩ミラーにおいて駆動回路の抵抗値を変更した場合の感度曲線の変化を示す図である。
【図６】感度曲線の平行移動を示す図である。
【図７】図１の構成の具体回路を示す回路図である。
【図８】図７の回路にて感度曲線を横方向に平行移動させる方法の説明図である。
【符号の説明】
１０…ＥＣ防眩ミラーの駆動装置、１４…ＥＣ素子、１６…周囲光センサ（周囲光量検出手段）、１８…後方光センサ（後方光量検出手段）、２０…発振回路、２２…積分回路（直流電圧出力回路）、２６…電圧リミット回路、２８…駆動回路（ＥＣ素子駆動回路）、３０，３２…正・負電圧電源回路（駆動用電源）、ＩＣ５，ＩＣ６，Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９，Ｒ１０…レベルシフト回路、Ｒ１１，Ｒ１２…分圧回路。

Claims

ＥＣ素子によって反射率が可変に構成されたＥＣ防眩ミラーの駆動装置であって、
車両の周囲光量を検出する周囲光量検出手段と、
車両の後方光量を検出する後方光量検出手段と、
“Ｈ”レベル、“Ｌ”レベルを交互に繰返す発振信号を発生する回路であって、前記周囲光量検出手段の検出光量に応じて該発振信号の一方のレベルの持続時間が可変制御され、前記後方光量検出手段の検出光量に応じて該発振信号の他方のレベルの持続時間が可変制御される発振回路と、
前記発振回路の発振出力のデューティ比に応じた直流電圧を出力する直流電圧出力回路と、
前記ＥＣ素子の駆動用電源と、
前記直流電圧出力回路の出力レベルに応じて、前記駆動用電源から供給される駆動電圧の極性およびレベルを調整して前記ＥＣ素子に供給するＥＣ素子駆動回路とを具備してなり、
前記発振信号の一方のレベルが前記ＥＣ素子を着色方向に駆動し他方のレベルが当該ＥＣ素子を消色方向に駆動するように設定されている場合は、前記発振回路は、周囲光量が大きい時は前記一方のレベルの持続時間を短くし周囲光量が小さい時は当該一方のレベルの持続時間を長くし、かつ後方光量が大きい時は前記他方のレベルの持続時間を短くし後方光量が小さい時は当該他方のレベルの持続時間を長くし、
前記発振信号の一方のレベルが前記ＥＣ素子を消色方向に駆動し他方のレベルが当該ＥＣ素子を着色方向に駆動するように設定されている場合は、前記発振回路は、周囲光量が大きい時は前記一方のレベルの持続時間を長くし周囲光量が小さい時は当該一方のレベルの持続時間を短くし、かつ後方光量が大きい時は前記他方のレベルの持続時間を長くし後方光量が小さい時は当該他方のレベルの持続時間を短くするように構成されてなるＥＣ防眩ミラーの駆動装置。
前記直流電圧出力回路の出力電圧をレベルシフトするレベルシフト回路をさらに具備してなり、該レベルシフトされた電圧に応じて前記ＥＣ素子駆動回路を制御してなる請求項１記載のＥＣ防眩ミラー駆動装置。
前記直流電圧出力回路の出力電圧を分圧する分圧回路をさらに具備してなり、該分圧された電圧に応じて前記ＥＣ素子駆動回路を制御してなる請求項１または２記載のＥＣ防眩ミラーの駆動装置。
前記直流電圧出力回路の出力電圧の上限値および下限値を制御する電圧リミット回路をさらに具備してなり、該上限値および下限値が制限された電圧に応じて前記ＥＣ素子駆動回路を制御してなる請求項１から３のいずれかに記載のＥＣ防眩ミラーの駆動装置。
前記直流電圧出力回路を積分回路で構成してなる請求項１〜４のいずれかに記載のＥＣ防眩ミラーの駆動装置。