CN110870330A - 机动车辆挡风玻璃 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机动车辆挡风玻璃，其包括两个通过由粘弹性材料制造的夹层（4）相互连接的透明基材（2，3），基材（2，3）中的至少一个在其表面上包括机电谐振器（10），该机电谐振器布置在紧邻配件（例如后视镜或摄像头）基座的位置（7）。本发明使其能够减弱，或甚至消除后视镜或摄像头的玻璃振动。
Description
本发明涉及机动车辆挡风玻璃，意欲将配件（例如后视镜或摄像头）的底座连接至该挡风玻璃。当驾驶车辆时，挡风玻璃振动，并且配件随其振动。在后视镜的情况下，这可能导致驾驶员在后视镜玻璃中的视野模糊。在摄像头的情况下，屏幕上的视野也可能模糊，这导致对驾驶员的协助减弱。
挡风玻璃由包括两个透明基材的层合玻璃板形成，该透明基材之间布置有粘弹性夹层。为了限制产生噪音的挡风玻璃振动，公知的是使用所谓的声学PVB 夹层，代替标准PVB夹层。声学PVB夹层为例如三层夹层，该夹层包括两个具有普通声学性质的PVB外层（标准PVB），该两个外层之间布置有不如外层坚硬的中心层，此中心层基于比标准PVB含有更多增塑剂的PVB。然而，这种类型的夹层不能使声波在整个听觉频率范围内等效减振(dampedequivalently)。
因此，挡风玻璃在10Hz至400Hz的自然频率并非总是很好地减振，其能够导致配件（并因此后视镜或摄像头中玻璃）的振动。
因此，需要能够减弱或甚至消除配件振动的机动车辆挡风玻璃。
为此，本发明提出了一种机动车辆挡风玻璃，该挡风玻璃包括两个通过由粘弹性材料制造的夹层相互连接的透明基材，所述基材中的至少一个在其表面上包括机电谐振器，该机电谐振器布置在紧邻配件（例如后视镜或摄像头）基座的位置。
根据另一具体方案(particularity)，机电谐振器包括相互连接的压电式换能器和谐振电路。
根据另一具体方案，谐振电路为无源电路或半无源电路，其包括至少一个电感器，该电感器为线圈或合成电感器。
根据另一具体方案，谐振电路还包括合成负电容器（synthetic negativecapacitor）。
根据另一具体方案，谐振电路还包括电阻器。
根据另一具体方案，谐振电路还通过调节电感和/或电容量而为自适应的。
根据另一具体方案，谐振电路是多谐振电路。
根据另一具体方案，机电谐振器包括第二压电式换能器，其位于透明基材的与第一压电式换能器相对的另一侧上，并且如同第一压电式换能器连接到相同的谐振电路。
根据另一具体方案，压电式换能器的面积为1cm2至100cm2，优选为30cm2至70cm2。
根据另一具体方案，压电式换能器的总厚度为1μm至2mm，优选为500μm至1.5mm，或甚至为800μm至1.2mm。
根据另一具体方案，压电式换能器为透明的，且优选基于氧化锌，或基于BaTiO3类型的钛和钡的氧化物，或基于氮化铝，或基于锆钛酸铅（PZT），或基于聚偏二氟乙烯（PVDF），或基于镧掺杂的锆钛酸铅（PLZT），或基于聚(苯乙烯-b-异戊二烯)嵌段共聚物。
根据另一具体方案，压电式换能器包括压电元件（例如以薄层形式），其位于两个电极（例如为薄层形式）之间，至少一个电介质层（例如薄的）优选地布置在每个电极和压电元件之间。
根据另一具体方案，两个电极是透明的，并且优选地由薄层堆叠体组成，所述薄层堆叠体包括至少一个由导电透明氧化物制造（例如由氧化钛制造）的薄层和/或金属薄层。
根据另一具体方案，将压电式换能器连接在基材的与夹层相对的一侧。
现在将参考附图描述本发明的其它特征和优点，其中：
图1是根据本发明的挡风玻璃的前视图；
图2和3是根据本发明的根据两个不同实施方案的挡风玻璃的详细剖面图；
图4示出了示例性的合成电感器；
图5示出了示例性的合成负电容器。
在各个附图中相同的附图标记表示相似或相同的元件。
透明基材定义为具有玻璃样功能的基材，特别是由钠钙玻璃制造的或由塑料制造的，所述塑料例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚(乙烯-共-四氟乙烯) (ETFE)。
术语"透明"是指对于来自由离散和/或连续光线组成的光谱的对人眼可见的波长而言，总(直接和漫)透射率高于1%，优选高于40%。这些可见光波长在350nm至800 nm。
压电式换能器包括布置于两电极间的压电式材料，并能够将电信号转化为机械移动，且反之亦然。
本发明涉及机动车辆挡风玻璃，其包括两个通过由粘弹性材料制造的夹层相互连接的透明基材。所述基材中的至少一个在其表面上包括机电谐振器，该机电谐振器布置在紧邻配件（诸如后视镜或摄像头）基座的位置。
因此，机电谐振器允许挡风玻璃的振动在紧邻配件基座处被局部吸收。这则确保了配件，并因此镜子或摄像头的玻璃不再振动或振动不足以使后视镜玻璃中的视野模糊，或者不干扰由摄像头捕获的图像。
图1是根据本发明的挡风玻璃的前视图。
机动车辆挡风玻璃1是包括两个透明基材2，3的层合玻璃板，该透明基材通过由粘弹性材料制造的夹层4相互连接。每个基材2，3皆由有机或无机玻璃制造。基材2，3中至少一个在其至少一侧上包括机电谐振器10，该机电谐振器10布置于紧邻配件（例如后视镜或摄像头）基座的位置7处。
机电谐振器10优选位于挡风玻璃1的丝网印刷部分8，以便尽可能少的被看到，或甚至不被看到。配件的基座本身通常位于挡风玻璃1的丝网印刷部分8。
本发明能够产生与振动峰值最佳对应的减弱峰值，以便向挡风玻璃的局部振动行为提供振动响应。
图2和图3是根据本发明的根据两个不同实施方案的挡风玻璃的详细剖面图。
机电谐振器10优选地包括相互连接的压电式换能器5和谐振电路6，优选通过成对导电线或导电轨道(conductive track)9a，9b连接。发明人已经表明，连接到谐振电路6的压电式换能器5等效于弹簧质点系统，但在重量上远比弹簧质点系统轻。这是十分有利的，因为这使挡风玻璃不被制造的太重，并且因此不增加车辆的消耗。
尽管谐振电路6不是透明的，但是压电式换能器5优选为透明的。因此，优选至少使谐振电路6位于挡风玻璃1的丝网印刷部分8。
在图2中，压电式换能器5位于挡风玻璃的外表面，优选地，意欲将该外表面转向车辆的内部。
在图3中，压电式换能器5位于挡风玻璃的内表面，在基材2和夹层4之间。这使得换能器5被保护，并且被更精确地定位在振动等级一定会降低的位置。
在两个实施方案中，将谐振电路6连接在挡风玻璃的外表面或远离挡风玻璃，例如在配件底座中或甚至离开挡风玻璃。
两图中所有的其他要素是一样的。
谐振电路6包括至少一个电感器，该电感器为线圈或合成电感器。压电式换能器5用作电容器。电容器等效于弹簧质点系统中的弹簧，且电感器等效于弹簧质点系统中的质点。然而，为了节约空间和重量，相比线圈，优选合成电感器。合成电感器例如为Antoniou类型电感器。示例性合成电感器在图4中显示。
谐振电路6还可包括合成负电容器，其根据压电式换能器5的电容量选择。具体地，压电式换能器5的电容量有时对于所需来讲过高。合成负电容器能够得到等效电容量Ceq，则该等效电容量低于压电式换能器5单独的电容量，能够更好地满足局部性减弱振动峰值方面的需求。示例性负电容器在图5中示出。
能够局部性减弱，或甚至消除挡风玻璃振动的频带使用以下公式确定：
其中fR是谐振频率，并且和频率峰值的中心频率对应，期望在此局部减弱/消除振动。Leq是利用传统线圈或使用合成电感器所形成电感器的电感值，且Ceq等于透明压电式换能器单独的电容量，或等于透明压电式换能器电容量和合成负电容器电容量的总和。为保障系统的稳定性，需要证实Ceq > 0。
如果期望局部减弱/消除频带大约100Hz的振动，则根据期望的谐振频率（例如100Hz）设置合成电感器的电感值以及可能地负电容器的电容量值。减弱峰值集中在为10Hz至400Hz的谐振频率附近，其取决于挡风玻璃（一旦其已被安装在车辆上）的振动系统。
谐振电路6还可包括电阻器。谐振电路中电阻器的存在使得谐振的品质因数能够被调节，并使其可以更好地适应挡风玻璃（一旦其已被安装在车辆上）的震动峰值。
谐振电路6还可以通过调节合成电感和/或合成电容量以自适应。根据利用上文所给公式的优选频带实施该调节。为了实现这一点，合成电感器的电路和/或合成电容器的电路包括例如可调节电阻器。谐振电路6是自适应的事实使其甚至能够更好地适应挡风玻璃（一旦其已被安装在车辆上）的振动峰值。
谐振电路6还可以是多谐振电路。这能够通过具有至少两个减弱峰值来增加(multiply)期望在其中局部减弱/消除振动的频带。在这种情况下，谐振电路可以，例如包括至少两个线圈或两个合成电感器，其优选通过电容器成对连接以避免各个电感器之间的干扰。多谐振电路优选最多包括五个谐振。
谐振电路6为无源或半无源电路。具体地，该谐振电路在其包括仅一个或多个线圈的情况下是无源的，和该谐振电路在其包括至少一个合成组件的情况下是半无源的。具体地，合成组件包括运算放大器，为了运算，需要向该运算放大器供给少量电流。因此本发明系统与主动减弱无关。如同同为无源系统的弹簧质点系统，连接到谐振电路6的压电式换能器5检测基材2，3的局部运动并作为响应无源地或半无源地改变这些运动。由于没有向系统中加入能量，因此没有不稳定性产生的风险，不像主动控制系统那样。
机电谐振器10可包括第二压电式换能器，其位于透明基材2，3的与第一压电式换能器5相对的另一侧上，并且如同第一压电式换能器5连接到相同的谐振电路6。因此，基材3的经历相同形变的两个透明换能器由于它们在基材3上处于相同位置而连接到相同的谐振电路6上。这使得系统的效率增加，并且振动被局部减弱/消除处的频带宽度增加。
压电式换能器5的面积为例如1cm2至100cm2，优选为30cm2至70cm2，以便减弱峰值的振幅能够最合适。
压电式换能器5的总厚度为例如1μm至2mm，优选为500μm至1.5mm，或甚至为800μm至1.2mm，以便减弱峰值的振幅能够最合适。
压电式换能器5优选为透明的，并且例如基于氧化锌、或基于BaTiO3类型的钛和钡的氧化物、或基于氮化铝、或基于锆钛酸铅（PZT）、或基于聚偏二氟乙烯（PVDF），或基于镧掺杂的锆钛酸铅（PLZT），或基于聚（苯乙烯-b-异戊二烯）嵌段共聚物。
压电式换能器5包括压电元件，该压电元件（例如可以采用薄层形式）位于两电极（例如可以采用薄层形式）之间。优选地至少将一个电介质层布置在每个电极和压电元件之间。这两个电极优选为透明的，并且优选由薄层堆叠体组成，该薄层堆叠体至少包括一个由导电性透明氧化物制造（例如由氧化钛制造）的薄层，和/或金属薄层。
每个第一电极都连接至导电线中的一个或导电轨道9a，9b中的一个，并且每个第二电极都连接至另一个导电线或导电轨道9b，9a。
Claims (14)
1.一种机动车辆挡风玻璃，其包括两个通过由粘弹性材料制造的夹层（4）相互连接的透明基材（2，3），所述基材（2，3）中的至少一个在其表面上包括机电谐振器（10），所述机电谐振器布置在紧邻于配件基座的位置（7），所述配件例如为后视镜或摄像头。
2.根据权利要求1要求保护的挡风玻璃，其中所述机电谐振器（10）包括相互连接的压电式换能器（5）和谐振电路（6）。
3.根据权利要求2要求保护的挡风玻璃，其中所述谐振电路（6）是包括至少一个电感器的无源或半无源电路，所述电感器是线圈或合成电感器。
4.根据权利要求3要求保护的挡风玻璃，其中所述谐振电路（6）还包括合成负电容器。
5.根据权利要求3或4要求保护的挡风玻璃，其中所述谐振电路（6）还包括电阻器。
6.根据权利要求3至5之一要求保护的挡风玻璃，其中所述谐振电路（6）还通过调节电感和/或电容量而为自适应的。
7.根据权利要求2至6之一要求保护的挡风玻璃，其中所述谐振电路（6）为多谐振电路。
8.根据权利要求2至7之一要求保护的挡风玻璃，其中所述机电谐振器（10）包括第二压电式换能器，该第二压电式换能器位于透明基材的与第一压电式换能器相对的另一侧，且如同第一压电式换能器连接至相同的谐振电路。
9.根据权利要求2至8之一要求保护的挡风玻璃，其中所述压电式换能器（5）的面积为1cm2至100cm2，优选为30cm2至70cm2。
10.根据权利要求2至9之一要求保护的挡风玻璃，其中所述压电式换能器（5）的总厚度为1μm至2mm，优选为500μm至1.5mm，或甚至为800μm至1.2mm。
11.根据权利要求2至10之一要求保护的挡风玻璃，其中所述压电式换能器（5）是透明的，且优选基于氧化锌，或基于BaTiO3类型的钛和钡的氧化物，或基于氮化铝，或基于锆钛酸铅（PZT），或基于聚偏二氟乙烯（PVDF），或基于镧掺杂的锆钛酸铅（PLZT），或基于聚（苯乙烯-b-异戊二烯）嵌段共聚物。
12.根据权利要求2至11之一要求保护的挡风玻璃，其中所述压电式换能器（5）包括压电元件，该压电元件例如为薄层形式，所述压电元件位于两个电极之间，优选地将至少一个电介质层布置在每个电极和所述压电元件之间，所述两个电极例如为薄层形式，所述至少一个电介质层例如为薄的。
13.根据权利要求12要求保护的挡风玻璃，其中所述两个电极为透明的，且优选由薄层堆叠体组成，所述薄层堆叠体至少包括一个由导电性透明氧化物制造例如由氧化钛制造的薄层，和/或金属薄层。
14.根据权利要求2至13之一要求保护的挡风玻璃，其中将所述压电式换能器（5）连接在所述基材（2，3）的与所述夹层（4）相对的一侧。
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