DE10150606A1

DE10150606A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Erkennen von Scheibenbeschlag bei einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE10150606A1
Application number: DE2001150606
Authority: DE
Inventors: Stefan Oberberger
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2001-10-12
Filing date: 2001-10-12
Publication date: 2003-04-17

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erkennen von Scheibenbeschlag auf einer Kraftfahrzeugscheibe (1), wobei die Kraftfahrzeugscheibe (1) an ihrem Rand (2) eine einer Vielzahl von Randflächen (3) aufweist. DOLLAR A Um mit einem Sensor, der einfach aufgebaut ist und die freie Fläche der Scheibe wenig oder gar nicht einschränkt, das Beschlagen einer Scheibe zuverlässig zu erfassen, werden zu Gruppen zusammengefasste elektrisch leitfähige Randflächen (3), die gruppenweise miteinander durch ein elektrisch leitfähiges Material (5) verbunden sind, abwechselnd mit einer ersten und einer zweiten elektrischen Versorgungsleitung (7, 8) verbunden, so dass sich eine Abfolge von nebeneinander liegenden Elektroden (4) ergibt. Gemessen wird eine Kapazität der nebeneinander liegenden Elektroden (4).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erkennen von Scheibenbeschlag bei einem Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 5.
Für die Scheibenbeschlagserkennung sind Sensoren besonders gut geeignet, die optisch oder kapazitiv arbeiten.

Aus DE 199 29 964 ist eine Einrichtung und ein Verfahren zur Erfassung von Medien wie Wasser, Beschlag, Schmutz und dergleichen auf einer Scheibe eines Fahrzeugs bekannt. Bei diesem Stand der Technik umfasst die Einrichtung ein Linsensystem mit einer Empfangseinheit und mit einer Auswerteeinheit. Die Einrichtung liegt nicht unmittelbar an der Scheibe an, und ein Linsensystem ist so ausgelegt, dass es den Tiefenbereich der Scheibe abdeckt.

Aus WO 9935488 ist ein Sensor bekannt, der zwei Elektroden aufweist, zwischen denen ein dielektrisches Material angeordnet ist. Eine Elektrode besteht aus einem nicht-porösen Metall, die andere aus einem nicht-metallischen porösen leitfähigen Material und das Dielektrikum aus einem mehrschichtigen Polymerfilm. Der Sensor kann abgeglichen werden durch einen Zusatzkondensator, indem die Nutzoberfläche der porösen Elektrode verringert wird.

Bei dem Stand der Technik ist es von Nachteil, dass separate Bauelemente in das Fahrzeug eingebaut werden müssen, was aufwendig und teuer ist. Ferner ist der Ort des Sensors kritisch für das Erkennen des Beschlagens der Scheibe. Ein separater Sensor ist darüber hinaus häufig schwer zu vereinbaren mit Anforderungen an das Design des Fahrzeugs. Schließlich kann ein separates Bauelement mit vernünftigen Abmessungen nur immer punktuell das Beschlagen einer Scheibe erfassen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Sensor zu schaffen, der bei zuverlässiger Erfassung des Beschlagens einer Scheibe möglichst einfach aufgebaut ist und die freie Fläche der Scheibe wenig oder gar nicht einschränkt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 5. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Der Erfinder hat erkannt, dass das Beschlagen der Scheiben am Außenrand der Scheibe beginnt und es daher ausreicht, das Beschlagen dort zu überwachen. Dazu wird die Kapazität eines elektrischen Kondensators gemessen. Der Kondensator ist als Scheibenaufdruck im Bereich des Primer- Randes oder anstelle des Primer- Randes an der Frontscheibe und/oder einer oder mehrerer sonstiger Scheiben im Fahrzeug aufgebracht.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erkennen von Scheibenbeschlag auf einer Kraftfahrzeugscheibe, wobei die Kraftfahrzeugscheibe an ihrem Rand eine einer Vielzahl von Randflächen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einige der Randflächen elektrisch leitfähig sind, die elektrisch leitfähigen Randflächen zu Gruppen zusammengefasst sind, die Randflächen jeweils einer Gruppe miteinander durch ein elektrisch leitfähiges Material verbunden sind und die Gruppen von Randflächen abwechselnd mit einer ersten und einer zweiten elektrischen Versorgungsleitung verbunden sind, so dass sich eine Abfolge von nebeneinander liegenden Elektroden ergibt.

Um Sichteinschränkungen zu vermeiden, nimmt die Größe der Randflächen vom Rand zu der Mitte der Kraftfahrzeugscheibe vorzugsweise ab.

Aus Gründen des Designs ist die erste und zweite elektrische Versorgungsleitung vorzugsweise in einer Dichtung der Kraftfahrzeugscheibe untergebracht.

Die Kontaktierung der ersten und zweiten elektrischen Versorgungsleitung wird dabei insbesondere beim Einbau der Kraftfahrzeugscheibe über eine Steckverbindung hergestellt.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erkennen von Scheibenbeschlag auf einer Kraftfahrzeugscheibe, wobei die Kraftfahrzeugscheibe an ihrem Rand eine einer Vielzahl von Randflächen aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, dass zu Gruppen zusammengefasste elektrisch leitfähige Randflächen, die gruppenweise miteinander durch ein elektrisch leitfähiges Material verbunden sind, abwechselnd mit einer ersten und einer zweiten elektrischen Versorgungsleitung verbunden werden, so dass sich eine Abfolge von nebeneinander liegenden Elektroden ergibt, und eine Kapazität der nebeneinander liegenden Elektroden erfasst wird.

Insbesondere erfolgt die Erfassung der Kapazität durch Vergleich mit einer konstanten Vergleichskapazität.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Beschlagen der Scheiben bereits zu Beginn erkannt wird, und dies außerdem unabhängig vom Ort, d. h. oben oder unten an der Scheibe. Darüber hinaus wird kein Bauteil mit eigenem Gehäuse, eigener Abdeckung usw. im Sichtbereich des Fahrers benötigt. Aufgrund der großen Kapazität des erfindungsgemäßen Sensors kann die erforderliche Auswerteelektronik außerdem einfach aufgebaut sein.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.
Fig. 1 zeigt eine vergrößerte Darstellung vom Rand einer Fahrzeugscheibe nach dem Stand der Technik.
Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung vom Rand einer Fahrzeugscheibe mit einer Ausführungsform der Erfindung.
In Fig. 1 ist eine Scheibe 1, z. B. eine Frontscheibe eines Kraftfahrzeugs nach dem Stand der Technik gezeigt. An ihrem Rand 2 sind aus Gründen des Designs der Kraftfahrzeuge bei heutigen Scheiben viele Randflächen 3 angeordnet, in der Regel aufgedruckt. Sie dienen dazu, den Übergang zwischen (nicht dargestellter) Dichtung der Scheibe, die i. a. schwarz ist, und dem durchsichtigen Bereich der Scheibe 1 gefälliger zu gestalten. Die Randflächen 3 bilden die sog. Primer- Berandung der Scheibe.
Aufgrund von Temperaturunterschieden zwischen Innenraum und Außenbereich kommt es bei entsprechend hoher Luftfeuchtigkeit zum Kondensieren von Wasserdampf an den kalten Stellen einer Scheibe und damit über kurz oder lang zum Beschlagen der ganzen Scheibe kommen. Das Beschlagen von Scheiben beginnt also in der Regel an ihrem Rand.
Da für den Fahrer eines Kraftfahrzeugs durch das Beschlagen der Scheibe der einsehbare Bereich eingeengt wird, muss die Lüftung des Fahrzeugs entsprechend aktiviert werden, und dies sollte so schnell wie möglich erfolgen, damit es erst gar nicht zu einer Beeinträchtigung beim Führen des Fahrzeugs kommt. Dazu ist eine schnelle Erfassung und ein schnelles Erkennen von Scheibenbeschlag unerlässlich. Erfindungsgemäß werden daher wenigstens einige der vielen Randflächen 3 elektrisch leitfähig ausgelegt. Das ist in Fig. 2 gezeigt und wird im folgenden erläutert.
Die elektrisch leitfähigen Randflächen 3 werden zu Gruppen 4 zusammengefasst. Innerhalb dieser Gruppen 4 sind die Randflächen 3 miteinander durch ein elektrisch leitfähiges Material 5 verbunden. Zum besseren Verständnis ist das leitfähige Material 5 zwischen den einzelnen Randflächen 3 schraffiert dargestellt. In der Praxis sind aber Material 5 und Randflächen 3 optisch nicht mehr unterscheidbar und werden vorzugsweise in ein und demselben Arbeitsgang auf die Scheibe aufgedruckt, so dass die Unterscheidung in dieser Beschreibung nur der Erläuterung dient.
Die Gruppen 4 von elektrisch leitfähigen Randflächen 3 mit leitfähigem Material 5 werden über elektrische Zuleitungen 6 abwechselnd mit zwei elektrischen Versorgungsleitungen 7 bzw. 8 verbunden. Einige der Zuleitungen 6 sind als gerade Linien dargestellt, während andere als gebogene Linien dargestellt sind. Dies ist nicht durch ihre tatsächliche Form bedingt, bei letzteren soll so nur angedeutet werden, dass sie keinen elektrischen Kontakt mit der Versorgungsleitung 7 haben, die sie überqueren, sondern nur mit der Versorgungsleitung 8 verbunden sind. Aus Gründen der Fahrzeuggestaltung sind die elektrischen Versorgungsleitungen 7 und 8 insbesondere in der Dichtung der Kraftfahrzeugscheibe 1 untergebracht, so dass sie von keiner Seite der Scheibe 1 sichtbar sind. Die Kontaktierung der Versorgungsleitungen erfolgt dann beim Einbau der Kraftfahrzeugscheibe über eine (nicht dargestellte) Steckverbindung.
Aufgrund der abwechselnden Verbindung der Gruppen 4 mit der einen oder anderen Versorgungsleitung 7 bzw. 8 ergibt sich bei der gezeigten Ausführungsform somit eine Abfolge von nebeneinander liegenden Elektroden 4. Zwischen je zwei Elektroden 4 entsteht so eine Kapazität, deren Wert von dem dazwischen liegenden Medium abhängt. Bei der Darstellung in Fig. 2 ist dieses Medium das Glas der Scheibe 1 und - für aus der Ebene tretende Feldlinien - die über der Scheibenoberfläche befindliche Luft. Ändert sich daher der Wasserdampfgehalt der Umgebungsluft bzw. die Menge des auf der Scheibe 1 niedergeschlagenen Wassers, so ändert sich in Abhängigkeit davon die relative Dielektrizitätskonstante des Mediums und damit die Kapazität der Elektrodenpaare.
Um das Beschlagen der Scheibe 1 zu erfassen, wird dementsprechend die Kapazität der nebeneinanderliegenden Elektroden 4 laufend erfasst. (Es versteht sich von selbst, dass vorzugsweise alle Gruppen 4, die mit der Versorgungsleitung 7 verbunden sind, und alle Gruppen 4, die mit der Versorgungsleitung 8 verbunden sind, bei der Messung jeweils als eine Elektrode aufgefasst werden und nicht jedes Elektrodenpaar einzeln ausgewertet wird.) Aus messtechnischen Gründen ist es dabei besonders vorteilhaft, statt den Wechselstromwiderstand der Kapazität zu messen, die Kapazität mit einer konstanten Vergleichskapazität zu vergleichen und das Vergleichsergebnis auszuwerten. Der Vergleich der beiden Kapazitätswerte kann z. B. dadurch erfolgen, dass jede der beiden Kapazitäten die Kippfrequenz eines Multivibrators bestimmen. Die Frequenz der beiden Multivibratoren kann dann verglichen werden und ist ein Maß für die Änderung der Kapazität zwischen den Gruppen 4. Der elektronische Vergleich von Frequenzen ist dem Fachmann allgemein bekannt und wird hier nicht weiter erläutert.
Aus optischen Gründen verjüngen sich die Elektroden 4 vorzugsweise zur Mitte der Scheibe hin, d. h. die Größe der Randflächen 3 vom Rand 2 nimmt zu der Mitte der Kraftfahrzeugscheibe 1 ab. Dies ist dann nicht notwendig, wenn die Randflächen 3 aus durchsichtigem Material hergestellt werden, wie es bei der Fertigung von LCD- Displays bekannt ist, was jedoch sehr teuer ist. Bezugszeichen 1 Scheibe
2 Scheibenrand
3 Randfläche
4 Elektrode
5 Zwischenbereich zwischen Randflächen
6 elektrische Zuleitung
7 erste Versorgungsleitung
8 zweite Versorgungsleitung

Claims

1. Vorrichtung zum Erkennen von Scheibenbeschlag auf einer Kraftfahrzeugscheibe (1), wobei die Kraftfahrzeugscheibe (1) an ihrem Rand (2) eine einer Vielzahl von Randflächen (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens einige der Randflächen (3) elektrisch leitfähig sind,
die elektrisch leitfähigen Randflächen (3) zu Gruppen zusammengefasst sind,
die Randflächen (3) jeweils einer Gruppe miteinander durch ein elektrisch leitfähiges Material (5) verbunden sind und
die Gruppen von Randflächen (3) abwechselnd mit einer ersten und einer zweiten elektrischen Versorgungsleitung (7, 8) verbunden sind, so dass sich eine Abfolge von nebeneinander liegenden Elektroden (4) ergibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der Randflächen (3) vom Rand (2) zu der Mitte der Kraftfahrzeugscheibe (1) abnimmt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite elektrische Versorgungsleitung (7, 8) in einer Dichtung der Kraftfahrzeugscheibe (1) untergebracht ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktierung der ersten und zweiten elektrischen Versorgungsleitung (7, 8) über eine Steckverbindung beim Einbau der Kraftfahrzeugscheibe (1) hergestellt wird.

5. Verfahren zum Erkennen von Scheibenbeschlag auf einer Kraftfahrzeugscheibe (1), wobei die Kraftfahrzeugscheibe (1) an ihrem Rand (2) eine einer Vielzahl von Randflächen (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass
zu Gruppen zusammengefasste elektrisch leitfähige Randflächen (3), die gruppenweise miteinander durch ein elektrisch leitfähiges Material (5) verbunden sind, abwechselnd mit einer ersten und einer zweiten elektrischen Versorgungsleitung (7, 8) verbunden werden, so dass sich eine Abfolge von nebeneinander liegenden Elektroden (4) ergibt, und
eine Kapazität der nebeneinander liegenden Elektroden (4) erfasst wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung der Kapazität durch Vergleich mit einer konstanten Vergleichskapazität erfolgt.