DE102017214626A1

DE102017214626A1 - Frontscheibe mit Sonnenblende

Info

Publication number: DE102017214626A1
Application number: DE102017214626.5A
Authority: DE
Inventors: Andre Hartwig; Michael Arthur Janzer; Matthias Keller; Eric Reum; Mark Riebe; Florian Selig
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2017-08-22
Filing date: 2017-08-22
Publication date: 2019-02-28

Abstract

Offenbart wird eine Frontscheibe für Fahrzeuge, umfassend: Eine transparente Scheibe; wobei zumindest ein Teil der Scheibe mit einer Verdunkelungsschicht bedeckt ist, nämlich einer Schicht, deren Durchlässigkeit für sichtbares Licht veränderlich ist; wobei die Verdunkelungsschicht derart ansteuerbar ist, dass zumindest zwei unterschiedliche Bereiche der Verdunkelungsschicht unterschiedliche Durchlässigkeiten aufweisen und wobei der Übergang zwischen den Bereichen veränderbar ist; einen Berührbereich, nämlich einen berührungsempfindlichen Bereich, wobei der berührungsempfindliche Bereich auf oder entlang der Verdunkelungsschicht angeordnet ist; wobei die Verdunkelungsschicht derart angesteuert wird, dass der Ort der Berührung auf dem Berührbereich den Übergang zwischen den unterschiedlichen Bereichen der Verdunkelungsschicht bestimmt; wobei der Übergang derart bestimmt wird, dass der Ort der Berührung räumlich möglichst nahe am Übergang liegt oder Teil des Übergangs ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Frontscheibe mit elektrochromer veränderlicher Sonnenblende und einer Bedieneinheit zur Einstellung der Sonnenblende.
Die heutzutage übliche Sonnenblende in Kraftfahrzeugen, insbesondere PKW, besteht aus einem undurchsichtigen Paneel und ist mit einem Scharnier im Dachhimmel befestigt. Sie kann vom Benutzer nach Bedarf nach unten geklappt werden, so dass sie einen Teil der Frontscheibe (manchmal auch Windschutzscheibe) zu verdecken, um bei tiefstehender Sonne direkte Blendungen des Fahrers oder anderer Passagiere zu vermeiden. Dabei muss beim Aufbau der Sonnenblende auf Crashanforderungen Rücksicht genommen werden. Mittlerweile üblich ist eine Integration eines Spiegels (Schminkspiegel) und einer Beleuchtung in die Sonnenblende.
Diese Sonnenblenden des Standes der Technik weisen einige Nachteile auf. So benötigen sie Bauraum im Dachhimmel, der anderweitig verwendet werden könnte. Ferner stellen sich Probleme bei großen Panorama-Frontscheiben. Für diese Panorama-Frontscheiben müssten die Sonnenblenden entsprechend größer werden, was ein Handling im Fahrgastraum unpraktikabel macht.
Bekannt ist die Verwendung von elektrochromen Glas, dessen Durchlässigkeit für sichtbares Licht veränderlich ist. Diese Gläser werden auch für Fahrzeuge angeboten.
Dem Fachmann stellt sich somit die Aufgabe eine Alternative für Sonnenblenden zu finden.
Die Aufgabe wird durch den unabhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Frontscheibe für Fahrzeuge, umfassend: Eine transparente Scheibe; wobei zumindest ein Teil der Scheibe mit einer Verdunkelungsschicht bedeckt ist, nämlich einer Schicht, deren Durchlässigkeit für sichtbares Licht veränderlich ist; wobei die Verdunkelungsschicht derart ansteuerbar ist, dass zumindest zwei unterschiedliche Bereiche der Verdunkelungsschicht unterschiedliche Durchlässigkeiten aufweisen und wobei der Übergang zwischen den Bereichen veränderbar ist; einen Berührbereich, nämlich einen berührungsempfindlichen Bereich, wobei der berührungsempfindliche Bereich auf oder entlang der Verdunkelungsschicht angeordnet ist; wobei die Verdunkelungsschicht derart angesteuert wird, dass der Ort der Berührung auf dem Berührbereich den Übergang zwischen den unterschiedlichen Bereichen der Verdunkelungsschicht bestimmt; wobei der Übergang derart bestimmt wird, dass der Ort der Berührung räumlich möglichst nahe am Übergang liegt oder Teil des Übergangs ist. Die Differenz der Durchlässigkeit zwischen den unterschiedlichen Bereichen kann dabei für sichtbares Licht im Bereich von 20% bis 100% (mit typischen Werten von 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%) liegen.
Hierin wird also vorgeschlagen, die Verdunkelungsschicht nicht einheitlich auszugestalten. Stattdessen wird vorgesehen, dass zumindest zwei Bereiche vorhanden sind, deren Durchlässigkeit getrennt gesteuert werden kann. So kann ein Bereich auf Durchlass geschaltet sein und der andere Bereich auf Undurchlässigkeit. Ferner ist vorgesehen, dass die Bereiche selbst veränderlich sind, also der Übergang zwischen den Bereichen veränderlich ist. Die Bereiche können sich in der Größe verändern, typischerweise derart, dass der Größengewinn eines Bereiches dem Größenverlust des anderen Bereiches entspricht. Dabei kann die Veränderung der Bereiche stufenweise oder kontinuierlich möglich sein. Die Erfindung sieht vor, dass die Steuerung der durchlässigen und undurchlässigen Bereiche mittels einer Berührung auf in einem Berührbereich stattfindet. Der Berührbereich ist dabei typischerweise eine berührungsempfindliche Schicht, die auf der Verdunkelungsschicht angebracht wird (also mit dieser überlappend), oder am Rande der Verdunkelungsschicht (also an der Grenze, ab der auf der Scheibe keine Verdunkelungsschicht mehr vorgesehen ist). Ziel ist es, dass die Berührung auf dem Berührbereich die Verdunkelungsschicht und die Anordnung von durchlässigen und undurchlässigen Bereichen möglichst intuitiv steuert. Dabei ist vorgesehen, dass der Ort der Berührung den Ort des Übergangs zwischen durchlässigem und undurchlässigem Bereich bestimmt. Typischerweise liegt der Ort der Berührung auf (im Fall von kontinuierlicher Veränderungsmöglichkeit) oder möglichst nahe (bei nur stufenweiser Veränderungsmöglichkeit) an dem Übergang zwischen den Bereichen der Verdunkelungsschicht. Auf diese Weise kann der Benutzer durch die Berührung eines Orts auf dem Berührungsbereich intuitiv den Ort anzeigen, bis zu dem verdunkelt werden soll. Der Benutzer kann mit dem Finger auf dem Berührbereich entlangstreichen bis zu der Position, bis zu der verdunkelt werden soll. Alternativ kann der Benutzer mit dem Finger direkt auf den Ort tippen, bis zu dem verdunkelt werden soll. Auf diese Weise wird die Blendung des Fahrers und anderer Passagiere bei typischem Sonneneinfall in ein Fahrzeug über die Frontscheibe verhindert oder minimiert. Der Fahrer oder die anderen Passagiere können die Größe und/oder Position der Verdunkelung der Frontscheibe intuitiv einstellen.
Typischerweise ist die Anordnung der Bereiche derart, dass der Übergang zwischen den Bereichen im Wesentlichen parallel zu einer Kante der Scheibe verläuft und senkrecht zur Kante der Scheibe verschiebbar ist. Weiter typischerweise handelt es sich bei der Kante der Scheibe um die obere Kante der Frontscheibe, die in das Dach des Fahrzeugs übergeht. Es wird also vorgesehen, den oberen Bereich der Frontscheibe verdunkelbar zu machen, um bei typischem Sonneneinfall die direkte Blendung von Fahrer und Passagieren zu verhindern. Diese Funktion ist dabei so ausgestaltet, dass der verdunkelte Bereich eine einfache geometrische Form aufweist.
Der Berührbereich kann die Form eines Streifens aufweisen und von einer Kante der Scheibe senkrecht weg verlaufen. Typischerweise läuft also ein Streifen von der oberen Kante der Scheibe, die in das Dach übergeht, in Richtung der unteren Kante der Scheibe, die in die Motorhaube übergeht. Vorteilhafterweise endet der Streifen ca. nach der Hälfte (20%, 30%, 40%, 60%, 70%) der Strecke zwischen oberer und unterer Kante der Scheibe.
In manchen Ausführungsformen bedeckt die Verdunkelungsschicht einen Teil der Scheibe, der von einer Kante der Scheibe und einer Linie, die im Wesentlichen parallel zu einer Kante der Scheibe verläuft begrenzt wird und sich der Berührbereich von dieser Kante der Scheibe bis zur Linie erstreckt. Wenn die Frontscheibe also im Wesentlichen rechteckig ausgebildet ist, teilt die Verdunkelungsschicht die Frontscheibe dann in einen im Wesentlichen rechteckigen, unbeschichteten Teil und einen im Wesentlichen rechteckigen Teil der Frontscheibe, auf den die Verdunkelungsschicht aufgebracht ist.
Die Verdunkelungsschicht umfasst meist ein elektrochromes Material, insbesondere Wolframoxid.
Die Durchlässigkeit der Verdunkelungsschicht wird durch das Anlegen von elektrischer Spannung an das elektrochrome Material verändert. Dazu können eine oder mehrere Schichten des elektrochromen Materials zwischen transparenten leitfähigen Schichten installiert werden.
Figurenliste

1 zeigt schematisch den Aufbau einer Verdunkelungsschicht.
2 zeigt schematisch die Anordnung von Verdunkelungsschicht und Berührungsbereich gemäß einem Ausführungsbeispiel.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
1 zeigt schematisch den Aufbau einer Verdunkelungsschicht. Zwischen zwei Glasscheiben 1 ist eine Laminierung bestehend aus den Schichten 2 bis 4 aufgebracht. Direkt auf den Glasscheiben 1 wird eine leitfähige transparente Schicht 2 aufgebracht, auf der wiederum ein Film 3 enthaltend Wolframoxid WO₃ aufgebracht wird. Die beiden Filme 3 werden durch ein Elektrolyt 4 (enthaltend Kationen) getrennt.
Elektrochrome Materialien wie bspw. Wolframoxid verändern unter einer extern angelegten Gleichspannung von 1-3 V ihre optischen Eigenschaften. So verändert sich das farblose Wolframoxid in einer reversiblen chemischen Reduktion unter Einbindung eines Kations in eine dunkelblaue Verbindung. Diese Substanzen lassen sich schließlich in geeignete elektrochemische Zellen umsetzen. Je nach Aufbau der elektrochemischen Zelle bleibt dieser Vorgang nur unter Strom vorhanden oder benötigt nur für die Änderung des optischen Zustandes Strom. Diese Reaktion nimmt je nach Auslegung und verwendeten Materialien zwischen einigen Sekunden und mehreren Minuten in Anspruch.
Alternativ zur oben dargestellten Laminierung kann auch eine Folie einseitig auf Glas aufgebracht werden, e.g. auf die Innenseite der Frontscheibe.
2 zeigt schematisch die Anordnung von Verdunkelungsschicht und Berührungsbereich gemäß einem Ausführungsbeispiel. Auf einer Frontscheibe 5 wird eine Verdunklungsschicht 6 aufgebracht. Die Verdunklungsschicht erstreckt sich von der oberen Kante der Frontscheibe bis ca. zu 1/3 der Höhe Frontscheibe, wobei die Begrenzung der Verdunklungsschicht 6 im Wesentlichen parallel zur oberen Kante verläuft. Im Prinzip kann die Verdunklungsschicht undurchlässig geschaltet werden, so dass möglichst viel Beschattung stattfindet. Im Beispiel der 2 ist nur der obere Bereich der Verdunklungsschicht so geschaltet, dass wenig sichtbares Licht hindurchdringt, d.h. der Bereich weist eine geringe Durchlässigkeit auf (schraffierter Bereich in 2). Der untere Bereich der Verdunklungsschicht ist so geschaltet, dass viel sichtbares Licht hindurchdringt, d.h. der Bereich weist eine hohe Durchlässigkeit auf (gepünktelter Bereich in 2). Zwischen dem oberen und dem unteren Bereich findet ein Übergang statt. Dieser Übergang und damit die durchlässigen und undurchlässigen Bereiche können senkrecht zur oberen Kante der Frontscheibe verschoben werden. Hierzu sind die leitenden Schichten in der Verdunkelungsschicht und die Ansteuerelektronik (nicht gezeigt) eingerichtet. Alternativ ist es auch denkbar, die Verdunklungsschicht so auszugestalten, dass die Bereiche und der Übergang dazu vertikal zur oberen Kante verlaufen, also von „rechts nach links“.
In der Frontscheibe befindet sich auch ein berührungsempfindlicher Bereich 7, der als Strich von der oberen Kante der Frontscheibe bis zur Begrenzung der Verdunklungsschicht 6 ausgebildet ist. Der Streifen 7 erstreckt sich senkrecht von der oberen Kante der Frontscheibe aus. Der Berührungsbereich 7 erfasst mittels kapazitiver Sensorik Berührungen durch einen Finger. Der Berührungsbereich 7 kann durchsichtig oder undurchsichtig gestaltet sein. Im Beispiel, das in 2 gezeigt ist, hat der Benutzer den Bereich 7 am Ort 8 berührt. Diese Berührung wird von Auswerteelektronik (nicht gezeigt) erfasst und bewertet. Die Ansteuerelektronik wird dementsprechend angewiesen die durchsichtigen und undurchsichtigen Bereiche derart anzupassen, dass der Übergang genau am Berührungspunkt liegt.
Mithilfe dieses Verfahrens kann der Benutzer genau einstellen, bis zu welcher Sichtlinie die Frontscheibe abgedunkelt werden soll. Der Benutzer kann mit dem Finger auf dem berührungsempfindlichen Streifen bis zum gewünschten Punkt oder kann diesen direkt antippen. Ein Vorteil der „Kanalisierung“ der Berührung im Streifen 7 ist, dass auch nur dort eine Verschmutzung der Scheibe, zum Beispiel durch Fingerabdrücke, stattfindet.
Alternativ zum berührungsempfindlichen Streifen kann auch eine Ansteuerung der Verdunkelungsschicht per Gestensteuerung vorgenommen werden.
Ferner kann vorgesehen sein, dass über separate Eingaben (auf dem Berührungsbereich) die Intensität der Verdunklung bzw. der Grad der Durchlässigkeit verändert wird. Zum Beispiel kann vorgesehen sein, dass abhängig von der Art der Berührung der Grad der Durchlässigkeit eines Bereiches der Verdunkelungsschicht verändert wird. So kann ein doppeltes Tippen auf dem Berührungsbereich eine stärkere Verdunklung bewirken als ein einmaliges Tippen.

Claims

Frontscheibe für Fahrzeuge, umfassend: Eine transparente Scheibe; wobei zumindest ein Teil der Scheibe mit einer Verdunkelungsschicht bedeckt ist, nämlich einer Schicht, deren Durchlässigkeit für sichtbares Licht veränderlich ist; wobei die Verdunkelungsschicht derart ansteuerbar ist, dass zumindest zwei unterschiedliche Bereiche der Verdunkelungsschicht unterschiedliche Durchlässigkeiten aufweisen und wobei der Übergang zwischen den Bereichen veränderbar ist; einen Berührbereich, nämlich einen berührungsempfindlichen Bereich, wobei der berührungsempfindliche Bereich auf oder entlang der Verdunkelungsschicht angeordnet ist; wobei die Verdunkelungsschicht derart angesteuert wird, dass der Ort der Berührung auf dem Berührbereich den Übergang zwischen den unterschiedlichen Bereichen der Verdunkelungsschicht bestimmt; wobei der Übergang derart bestimmt wird, dass der Ort der Berührung räumlich möglichst nahe am Übergang liegt oder Teil des Übergangs ist.
Frontscheibe nach Anspruch 1, wobei die Anordnung der Bereiche derart ist, dass der Übergang zwischen den Bereichen im Wesentlichen parallel zu einer Kante der Scheibe verläuft und senkrecht zur Kante der Scheibe verschiebbar ist.
Frontscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Berührbereich die Form eines Streifens aufweist und von einer Kante der Scheibe senkrecht weg verläuft.
Frontscheibe nach Anspruch 3, wobei die Verdunkelungsschicht einen Teil der Scheibe bedeckt, der von einer Kante der Scheibe und einer Linie, die im Wesentlichen parallel zu einer Kante der Scheibe verläuft begrenzt wird; und wobei sich der Berührbereich von dieser Kante der Scheibe bis zur Linie erstreckt.
Frontscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verdunkelungsschicht ein elektrochromes Material, insbesondere Wolframoxid, umfasst.
Frontscheibe nach Anspruch 5, wobei die Durchlässigkeit der Verdunkelungsschicht durch das Anlegen von elektrischer Spannung an das elektrochrome Material verändert wird.
Frontscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grad der Durchlässigkeit eines Bereiches der Verdunkelungsschicht abhängig von der Art oder Intensität der Berührung des Berührbereiches bestimmt wird.