CN209795124U - 一种具有加热及电容开关的汽车玻璃 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有加热及电容开关的汽车玻璃，包括从上向下依次设置的第一玻璃层、第一粘结层、平面电容器、绝缘层、局部加热模块、第二粘结层和第二玻璃层，平面电容器与车载的用于检测所述平面电容器的电容量变化的传感器控制元件连接，局部加热模块包括基底层和导电加热层，基底层设置在第二粘结层的上表面，导电加热层设置在基底层上表面，导电加热层与车载电源电连接。驾驶员在下雪天行驶时，启动局部加热模块工作，即可将落在汽车玻璃上位于平面电容器区域或者附近的雪加热融化成水，从而使平面电容器检测到水，从而控制自动雨刷将汽车玻璃上遮蔽驾驶员视线的雪水一并刮除，使行车更加安全。

Description

一种具有加热及电容开关的汽车玻璃

技术领域：

本实用新型涉及一种具有加热及电容开关的汽车玻璃。

背景技术：

现代社会，汽车的安全性和人性化成为各大汽车厂商注重的焦点。其中，自动雨刷系统的开发，不仅体现了对于驾驶者的人性化关怀，更重要的是自动雨刷系统是汽车主动安全系统的重要组成部分。

自动雨刷系统的关键技术是雨水传感器技术，雨水传感器主要分为光电式和电容式这两种，光电式雨水传感器是在汽车玻璃内表面安装一堆光束发射和接收装置，利用光的反射和折射原理，当汽车玻璃外表面附着有雨滴时光的折射率将发生变化从而导致接收端接受光强的变化，传感器将光强的变化转变成电信号的变化从而感知雨量的变化。然而传感器存在着测量面积小、易于受到污染物的干扰和对安装工艺要求过高等缺点，只能应用在部分中高档车上。电容式传感器是采用表面处理工艺将导电体(包括：金属、导电橡胶和导电薄膜等) 在汽车玻璃的内表面上形成带有一定间隙的一对平面电极，该对电极通过玻璃和玻璃外表面附件形成的近似于半椭圆球型介质空间形成平面电容器，当玻璃外表面附着有水滴或其他异物时，半椭圆球型介质空间的平均介电常数、平面电容极板被覆盖的面积和半椭圆球型介质空间的垂直短轴半径将发生变化从而导致电容量的变化，控制单元可将电容量的变化检出并转换为数字信号输出给控制单元驱动自动雨刷系统进行工作。该电容式传感器测量面积大，并且结构简单、安装工艺要求低，成本远低于现有的光电式雨滴传感器所必需的光学系统。

因此在汽车玻璃上应用较多是为电容式雨水传感器，例如，中国专利CN108419445A公开了一种具有电容性传感器的窗户玻璃板，包括内玻璃板，具有内侧表面的外玻璃板，和中间层，其将外玻璃板的内侧表面面对面地有所述内玻璃板的外侧表面接合，具有至少一个电容器的用于检测水分的电容性传感器，该电容器与背设置用于检测电容器的电容变化的传感器电子器件连接，其中电容器具有至少两个由透明导电涂层形成且电容性耦合的电极。电容式雨水传感器灵敏度需要设置成只能检测高介电常数的物质，例如水的介电常数约为 80，不能检测低介电常数的物质，物如灰尘等异物(介电常数为8～15)，否则就会导致异物落到感应区域导致雨刷误刷。然而在下雪天行驶，雪花会落到前挡风玻璃上，从而遮蔽驾驶员视线，影响行车安全，因此需要将雪花刮掉，然而由于电容式雨刷传感器的灵敏度设置，无法检测介电常数约为4的雪，自动雨刷系统无法自行启动刮除雪花。

实用新型内容：

本实用新型是针对上述技术问题，提供一种具有加热及电容开关的玻璃，能够在下雪天行驶时，也能启动自动雨刷系统自动刮除玻璃上的雪花。

本实用新型所采取的技术方案是：

一种具有加热及电容开关的汽车玻璃，其特征在于，包括从上向下依次设置的第一玻璃层、第一粘结层、平面电容器、绝缘层、局部加热模块、第二粘结层和第二玻璃层，所述平面电容器与车载的用于检测所述平面电容器的电容量变化的传感器控制元件连接，所述局部加热模块包括基底层和导电加热层，所述基底层设置在第二粘结层的上表面，所述导电加热层设置在基底层上表面，所述导电加热层与车载电源电连接。在平面电容器的正下方设置局部加热模块，并在平面电容器和局部加热模块之间设置绝缘层，防止两者之间的功能絮乱，此局部加热模块能够将落在玻璃上位于平面电容器区域或者附近的雪加热融化成水，这样平面电容器便能检测到水，从而控制自动雨刷刮动，将汽车玻璃上的雪水一并刮除。

其中，所述局部加热模块的加热面积比平面电容器的感应面积大5～10％。这样的设置能够保证局部加热模块能够更加充分的将平面电容器区域或者附近的雪加热融化成水，使平面电容器能更快检测到水，从而控制自动雨刷及时将雪水刮除。

其中，所述导电加热层包括第一母线接头、第二母线接头和主加热区，所述第一母线接头和第二母线接头分别用导线与车载电源的正、负极连接。所述主加热区的形状为具有若干弯曲段的蛇形。将导电加热层的主加热区设置成蛇形，能够在有限空间内将金属加热箔片的加热效率和加热面积进一步扩大。

其中，所述导电加热层为金属加热箔片。

其中，所述平面电容器包括放置在同一平面的第一电极板和第二电极板，所述第一电极板和第二电极板所围成的区域为雨水感应区域。第一电极板和第二电极板上形成带有一定间隙的一对平面电极，该对电极通过玻璃和玻璃外表面附件形成的近似于半椭圆球型介质空间形成平面电容器。

其中，所述第一电极板和第二电极板之间还设有补偿电极板，所述补偿电极板和第一电极板构成用来消除温度或其他信号干扰的平面补偿电容。由于局部加热模块会升高第一电极板和第二电极板的温度，并且汽车玻璃上通常还会安装一些如ETC等其他电子器件，升高的温度和其他电子器件的信号干扰都会对平面电容器的检测造成影响，所以设置补偿电极板来和第一电极板构成平面电容补偿器用来消除这种影响。

其中，所述第一电极板、第二电极板和补偿电极板的形状为矩形、环形、三角形或多边形。

其中，所述第一电极板、第二电极板和补偿电极板的材质为金属箔。

其中，所述绝缘层为聚酰亚胺。聚酰亚胺是综合性能最佳的有机高分子材料之一，高绝缘性能且耐高温，是做为绝缘层的优选材料。

本实用新型的有益效果为：

在汽车玻璃中同时设置平面电容器和局部加热模块，因此驾驶员在下雪天行驶时，若观测到有雪花落在玻璃上影响驾驶视线，启动局部加热模块工作，即可将落在汽车玻璃上位于平面电容器区域或者附近的雪加热融化成水，从而使平面电容器检测到水，从而控制自动雨刷将汽车玻璃上遮蔽驾驶员视线的雪水一并刮除，使行车更加安全。

附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中A-A的截面示意图；

图3为本实用新型的平面电容器的结构示意图；

图4为本实用新型的加热模块的导电加热层的结构示意图；

图5为本实用新型的另一种结构示意图。

标号说明：

1、第一玻璃层，2、第一粘结层，3、平面电容器，4、绝缘层，5、局部加热模块，6、第二粘结层，7、第二玻璃层，8、车载电源，9、传感器控制元件；

31、第一电极板，32、第二电极板，33、补偿电极板；

51、基底层，52、导电加热层；

311、接线区，312、连接区，313、感应区；

521、第一母线接头，522、第二母线接头，523、主加热区。

具体实施方式：

下面将结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。

如图1至图2所述，本实用新型一种具有加热及电容开关的汽车玻璃，包括从上向下依次设置的第一玻璃层1、第一粘结层2、平面电容器3、绝缘层4、局部加热模块5、第二粘结层6和第二玻璃层7，局部加热模块5位于平面电容器3正下方，局部加热模块5的加热面积比平面电容器3的感应面积大10％，平面电容器3与车载的用于检测所述平面电容器3的电容量变化的传感器控制元件9连接，采用聚酰亚胺材料制作的绝缘层4设置在平面电容器3和局部加热模块5之间，主要用于将平面电容器3和局部加热模块5隔开防止两者之间的功能絮乱，局部加热模块5包括基底层51和导电加热层52，基底层51为聚对苯二甲酸乙二酯PET，基底层51设置在第二粘结层6的上表面，导电加热层 5设置在基底层51上表面，导电加热层52与车载电源8电连接。

第一玻璃层1和第二玻璃层7可以是普通玻璃、钢化玻璃或半钢化玻璃。第一粘结层2和第二粘结层6可以是聚乙烯醇缩丁醛PVB或乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA。

如图3所示，平面电容器3包括形成环形嵌套布置的第一电极板31、补偿电极板33和第二电极板32，第一电极板31和第二电极板32所围成的区域为雨水感应区域，补偿电极板33和第一电极板31构成用来消除温度或其他信号干扰的平面补偿电容。第一电极板31、补偿电极板33和第二电极板32的结构大致相似，这里仅以第一电极31举例说明，第二电极32和补偿电极33便不再赘述，第一电极31包括接线区311、连接区312和感应区313，接线区311一般设置在靠近玻璃的上边缘，使接线区311能够方便通过导线与传感器控制元件9 连接，感应区313设置在接线区311下方，接线区311和感应区313之间通过连接区312进行连接，第一电极31的面积为10cm²，感应区313在第一电极31 中面积占比90％，主要用于形成平面电容的雨水感应区域，感应区313的宽度 W1为1cm，第一电极31的感应区313与第二电极32之间的间距D1为0.2cm，可以理解的是，第一电极31的接线区311、连接区312和感应区313的形状和尺寸不仅限于实施例所描述的，还可以是矩形、环形、三角形或多边形等规则图形；上述电极板的材料可以选用铜箔、银箔、铝箔，铂箔等金属箔片，实际制作中考虑性能和成本，优选采用铜箔。

如图4所示，导电加热层52可以选用铜箔、银箔、铝箔，铂箔等金属箔片，考虑性价比，优选采用铜箔，导电加热层52包括第一母线接头521、第二母线接头522和主加热区523，第一母线接头521和第二母线接头522分别为与车载电源8的正、负极通过导线连接，主加热区523占导电加热层5的面积最大，主加热区523的图形可以是矩形、环形、三角形或多边形等规则图形，而在本实施例中为了在有限空间内使导电加热层5的加热面积较大且效率高，将主加热区523设置成具有若干弯曲段的蛇形，其宽度W2为0.1cm，可以理解地是，主加热区523可以根据实际应用需求，设计成其他形状，不仅限于本实施例所展示的蛇形。

如图5所示，为本实用新型的另一种结构，平面电容器3还可以相对于局部加热模块5向下设置，绝缘层4的上边缘和基底层52的距离H为5～10mm，由于局部加热模块5将冰加热成水后，水会向下流，因此将局部加热模块5在平面上设置在平面电容器3上方，能够使冰化成水后充分流过平面电容器3，使平面电容器3感应更加迅速，同时出于加工难度和结构合理性的考虑，将平面电容器3的接线结构和整体电路做了也相应的调整，其他主体结构不变。

当然，上述说明并非对本实用新型的限制，本实用新型也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有加热及电容开关的汽车玻璃，其特征在于，包括从上向下依次设置的第一玻璃层(1)、第一粘结层(2)、平面电容器(3)、绝缘层(4)、局部加热模块(5)、第二粘结层(6)和第二玻璃层(7)，所述平面电容器(3)与车载的用于检测所述平面电容器(3)的电容量变化的传感器控制元件(9)连接，所述局部加热模块(5)包括基底层(51)和导电加热层(52)，所述基底层(51)设置在第二粘结层(6)的上表面，所述导电加热层(52)设置在基底层(51)上表面，所述导电加热层(52)与车载电源(8)电连接。

2.根据权利要求1所述的具有加热及电容开关的汽车玻璃，其特征在于，所述局部加热模块(5)的加热面积比平面电容器(3)的感应面积大5～10％。

3.根据权利要求1所述的具有加热及电容开关的汽车玻璃，其特征在于，所述导电加热层(52)包括第一母线接头(521)、第二母线接头(522)和主加热区(523)，所述第一母线接头(521)和第二母线接头(522)分别用导线与车载电源(8)的正、负极连接。

4.根据权利要求3所述的具有加热及电容开关的汽车玻璃，其特征在于，所述主加热区(523)的形状为具有若干弯曲段的蛇形。

5.根据权利要求1或3所述的具有加热及电容开关的汽车玻璃，其特征在于，所述导电加热层(52)为金属加热箔片。

6.根据权利要求1所述的具有加热及电容开关的汽车玻璃，其特征在于，所述平面电容器(3)包括放置在同一平面的第一电极板(31)和第二电极板(32)，所述第一电极板(31)和第二电极板(32)所围成的区域为雨水感应区域。

7.根据权利要求6所述的具有加热及电容开关的汽车玻璃，其特征在于，所述第一电极板(31)和第二电极板(32)之间还设有补偿电极板(33)，所述补偿电极板(33)和第一电极板(31)构成用来消除温度或其他信号干扰的平面补偿电容。

8.根据权利要求7所述的具有加热及电容开关的汽车玻璃，其特征在于，所述第一电极板(31)、第二电极板(32)和补偿电极板(33)的形状为矩形、环形、三角形或多边形。

9.根据权利要求7所述的具有加热及电容开关的汽车玻璃，其特征在于，所述第一电极板(31)、第二电极板(32)和补偿电极板(33)的材质为金属箔。

10.根据权利要求1所述的具有加热及电容开关的汽车玻璃，其特征在于，所述绝缘层(4)为聚酰亚胺。