DE102020101052A1

DE102020101052A1 - Windschutzscheibenverdunkelung für eine als Combinerscheibe gebildete Windschutzscheibe eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102020101052A1
Application number: DE102020101052.4A
Authority: DE
Inventors: Julian Eichhorn; Jasper Stern
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2020-01-17
Filing date: 2020-01-17
Publication date: 2021-07-22

Abstract

Bereitgestellt wird eine Windschutzscheibenverdunkelung für eine als Combinerscheibe gebildete Windschutzscheibe, die mindestens als doppelt verglaste Windschutzscheibe mit einer ersten und einer zweiten Glasscheibe sowie einem Zwischenraum zwischen erster und zweiter Glasscheibe gebildet ist. Die Windschutzscheibenverdunkelung ist als Doppelrollo mit einer oberen Abrollvorrichtung und einer unteren Abrollvorrichtung mit einer beidseitig daran ab- bzw. aufrollbar befestigten Folie gebildet. Die Folie ist im Zwischenraum zwischen erster und zweiter Glasscheibe geführt und weist vorgegebene optische Brechungseigenschaften und mindestens zwei Bereiche mit jeweils vorgegebenen, voneinander verschiedenen Tönungsindizes auf. Ein erster Bereich weist dabei keine Tönung auf.

Description

Die Erfindung betrifft eine Windschutzscheibenverdunkelung für eine als Combinerscheibe gebildete Windschutzscheibe eines Fahrzeugs.
In vielen Fahrzeugen sind bereits heute virtuelle Displays, z.B. Head-Up-Displays, vorhanden, die Informationen auf die Windschutzscheibe vor dem Fahrer einblenden. Bei starker Sonneneinstrahlung entsteht dabei häufig das Problem, dass der Kontrast stark verschlechtert wird und damit die eingeblendeten Informationen schlechter zu sehen sind. Zur Verbesserung des Kontrasts der Anzeige von Informationen auf an Windschutzscheiben projizierten virtuellen Displays ist bisher keine Lösung bekannt. Auch sind bisher keine Windschutzscheibenverdunkelungen bekannt.
Der aktuelle Stand der Technik zeigt verdunkelbare Windschutzscheiben für Fahrzeuge in unterschiedlichster Ausgestaltung. In der US 2006/0021723 A1 wird beispielsweise eine Fensterverdunkelung in Form eines Rollos bereitgestellt. Die Transparenz der Fensterverdunkelung wird je nach Anordnung im Fahrzeug gewählt. Bisher sind lediglich Fensterverdunkelungen bekannt, die ein Blenden des Insassen möglichst verhindern. Solche Fensterverdunkelungen sind allerdings nicht zur Anwendung an der Windschutzscheibe geeignet oder erlaubt und sind auch nicht auf eine Optimierung des Kontrasts zur verbesserten Anzeige von auf eine Scheibe projizierten Informationen gerichtet.
Ferner sind bereits Scheiben bzw. Glasscheiben bekannt, die über elektrochrome oder flüssige Eigenschaften verfügen und sich selbst abdunkeln. Allerdings ist hier oft das Problem, dass nicht gewährleistet werden kann, dass die Scheiben wieder völlig klar werden. Außerdem sind die Verdunkelungseigenschaften solcher Scheiben häufig nicht dynamisch und sie sind im klaren Zustand nicht durchlässig genug, um an Windschutzscheiben verwendet werden zu können. Aktuell werden hiermit nicht die notwendigen Verhältnisse der Lichttransmission zwischen Hell- und Dunkelzustand erreicht. Auch bei solchen Scheiben wird der Fokus auf Blendfreiheit und Verdunkelung gelegt, aber nicht auf eine Optimierung des Kontrasts zur verbesserten Anzeige von auf eine Scheibe projizierten Informationen.
Deshalb ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, eine Windschutzscheibenverdunkelung für eine als Combinerscheibe gebildete Windschutzscheibe eines Fahrzeugs bereitzustellen, durch welche die oben genannten Nachteile überwunden werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Vorgeschlagen wird eine Windschutzscheibenverdunkelung für eine als Combinerscheibe gebildete Windschutzscheibe, die mindestens als doppelt verglaste Windschutzscheibe mit einer ersten und einer zweiten Glasscheibe sowie einem Zwischenraum zwischen erster und zweiter Glasscheibe gebildet ist. Die Windschutzscheibenverdunkelung ist als Doppelrollo mit einer oberen Abrollvorrichtung und einer unteren Abrollvorrichtung mit einer beidseitig daran ab- bzw. aufrollbar befestigten Folie gebildet. Die Folie ist im Zwischenraum zwischen erster und zweiter Glasscheibe geführt und weist vorgegebene optische Brechungseigenschaften und mindestens zwei Bereiche mit jeweils vorgegebenen, voneinander verschiedenen Tönungsindizes auf. Ein erster Bereich weist dabei keine Tönung auf.
Eine Combinerscheibe (auch kurz Combiner) ist eine lichtdurchlässige Glas- oder Kunststoffscheibe, auf die bereitzustellende Informationen projiziert werden.
Die optischen Brechungseigenschaften zumindest des nicht getönten Bereichs der Folie sind so gewählt, dass sie vorteilhaft denen des verwendeten Glases für die Windschutzscheibe entsprechen, um Irritierungen oder unerwünschte Spiegelungen etc. zu vermeiden.
Durch Bereitstellen einer durch Ab- bzw. Aufrollen einer Folie mit unterschiedlichen getönten oder nicht getönten Bereichen können unterschiedliche Anforderungen für die Bereitstellung von Informationen auf der Windschutzscheibe erfüllt werden. Insbesondere wird somit der zur guten Sichtbarkeit der Informationen benötigte Kontrast auch bei sehr hellem Umgebungslicht bereitgestellt.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass die untere Abrollvorrichtung an einem Bereich unterhalb eines unteren Endes der Windschutzscheibe angeordnet ist, und dass die obere Abrollvorrichtung an einem Bereich oberhalb eines oberen Endes der Windschutzscheibe angeordnet ist.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass die untere Abrollvorrichtung sichtbar oder unsichtbar an oder in der Instrumententafel des Fahrzeugs angeordnet ist, und dass die obere Abrollvorrichtung sichtbar oder unsichtbar an oder in dem Dachhimmel des Fahrzeugs angeordnet ist. Da die Folie sehr dünn gewählt werden kann, sind auch die Abrollvorrichtungen nicht sehr voluminös und können somit durchaus in bestehende Abdeckungen wie den Dachhimmel oder die Instrumententafel unsichtbar integriert werden. Alternativ können eine oder beide Abrollvorrichtungen auch sichtbar im Innenbereich nahe der Windschutzscheibe platziert sein, um z.B. als Dekorationselement zu dienen. Die Abrollvorrichtungen können auch als Teil der Windschutzscheibe oder als separate Einheiten, die im Innenraum des Fahrzeugs befestigt sind, gebildet sein.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass der Zwischenraum mit einem Medium wie einer Flüssigkeit oder einem Gel mit optischen Brechungseigenschaften ähnlich oder gleich denen der oberen und unteren Glasscheibe gefüllt ist. Durch Bereitstellen eines solchen Mediums werden möglichst wenig optisch relevante Medienübergänge geschaffen, so dass keine oder lediglich minimale optische Störungen durch die Folie vorhanden sind. Außerdem dient das Medium als Gleitsubstanz, in der die Folie besser geführt werden kann.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass an oberen und unteren Endbereichen der Glasscheiben jeweils eine obere und eine untere Dichtung derart angeordnet ist, dass sie mindestens den Bereich überdeckt, in dem die Folie in den Zwischenraum eingeführt ist. Um die Folie im Zwischenraum beidseitig führen zu können, muss jeweils oben und unten am Zwischenraum eine Öffnung vorhanden sein, durch welche die Folie geführt werden kann. Wenn der Zwischenraum mit einem Medium gefüllt ist, sollte eine Abdichtung vorhanden sein, die ein Herauslaufen des Mediums aus dem Zwischenraum verhindert. Gleichzeitig kann diese Dichtung als Abstreiflippe dienen, um an der Folie haftendes Medium abzustreifen. Um zu verhindern, dass das Medium dadurch mehr und mehr aus dem Zwischenraum entfernt wird, können unterschiedliche Maßnahmen getroffen werden. Es kann beispielsweise ein Nachfüllventil vorgesehen sein, durch welches das Medium manuell nachgefüllt werden kann oder sich aus einem Reservoir selbständig nachfüllt. Die Dichtungen können entweder nur knapp die Öffnung des Zwischenraumes abdecken, durch den die Folie ins Innere des Zwischenraums geführt wird, oder über die gesamte Dicke der Windschutzscheibe, also dem Zwischenraum und den Glasscheiben, reichen. Somit wird ein gleichmäßiger Abschluss der Windschutzscheibe nach oben und unten gewährleistet und damit eine gleichmäßige Auflage für weitere Komponenten des Fahrzeugs bereitgestellt.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Folie und das Medium dieselben optischen Brechungseigenschaften aufweisen. Somit werden optisch sichtbare Übergänge zwischen unterschiedlichen Materialien verringert oder sogar vermieden.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Folie mindestens doppelt so lang ist wie die Länge der Windschutzscheibe. Somit kann die gesamte Windschutzscheibe von der Folie abgedeckt werden.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Folie als eine Tönungsgradientenfolie mit vorgegebenen Bereichen derart gebildet ist, dass ein erster Bereich mindestens in der Länge der Windschutzscheibe gebildet ist und keine Tönung aufweist, ein zweiter Bereich in einer vorgegebenen Länge einen vorgegebenen Tönungsindex aufweist, und ein zwischen erstem und zweitem Bereich angeordneter dritter Bereich einen Tönungsgradienten aufweist. Durch Bereitstellen eines Zwischenbereichs, in dem die Tönung einen Verlauf, also einen Gradienten, aufweist, kann ein für den Insassen angenehmerer Übergang zwischen voller Tönung und keiner Tönung geschaffen werden. Vorteilhaft reicht der Tönungsindex von lediglich leicht getönt bis hin zu sehr dunkel, z.B. 60% oder 80% Lichtdurchlässigkeit, oder sogar mehr als 80%.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Abrollvorrichtungen elektrisch oder manuell ansteuerbar sind. Bei einer elektrischen Ansteuerung kann eine automatisierte Verdunkelung erfolgen, welche z.B. von einem Steuergerät in Abhängigkeit des aktuellen Fahrmodus, z.B. manuell (=Level 0), assistiert (=Level 1-2) bzw. automatisiert oder autonom (=Level 3-5, und der aktuellen Situation, also z.B. Geschwindigkeit < x, Stillstand, Parkzustand, Antrieb deaktiviert, Feststellbremse aktiviert, Video oder Internetbrowser oder Ähnliches im Display angezeigt, Umgebungslichtstärke zu hoch, etc. bestimmt wird. Bei einer manuellen Ansteuerung kann der Insasse die Verdunkelung individuell einstellen. Dabei sollte die Höhe (entlang der Länge der Windschutzscheibe) der Verdunkelung lediglich soweit von einer Kontrolleinrichtung erlaubt werden, wie es die Gesetzgebung erlaubt. Deshalb ist vorteilhaft vorgesehen, dass ferner eine Steuereinheit vorgesehen ist, die abhängig vom aktuellen Fahrmodus des Fahrzeugs ein Einbringen des zweiten und/oder dritten Bereichs der Folie in die Windschutzscheibe erlaubt oder blockiert.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungsgemäße Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren, in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

1 zeigt eine schematische seitliche Ansicht einer als Combinerscheibe gebildeten Windschutzscheibe gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine schematische Ansicht vom Innenbereich des Fahrzeugs auf eine als Combinerscheibe gebildete Windschutzscheibe mit Verdunkelungseinrichtung gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt eine Querschnittsansicht einer Verdunkelungseinrichtung und Windschutzscheibe gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt die in 4 gezeigte Querschnittsansicht einer Verdunkelungseinrichtung und Windschutzscheibe mit oberen und unteren Dichtungen.
5 zeigt eine schematische Ansicht der in 1 gezeigten Ausführung mit bis zu einem ersten Sichtbereich verdunkelter Combinerscheibe gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
6 zeigt eine schematische Ansicht der in 1 gezeigten Ausführung mit bis zu einem zweiten Sichtbereich verdunkelter Combinerscheibe gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
7 zeigt eine schematische Ansicht der in 1 gezeigten Ausführung mit komplett verdunkelter Combinerscheibe gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.

In den nachfolgenden Figurenbeschreibungen sind gleiche Elemente bzw. Funktionen mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Das Grundkonzept der Erfindung ist es, eine Verdunkelung für eine beispielsweise in 1 und 2 gezeigte, mindestens doppelt verglaste Combinerscheibe mit einer Länge L bereitzustellen, welche den Kontrast für die Darstellung auf einem virtuellen Display 1 des Fahrzeugs verbessert. Virtuelle Displays 1 werden von einem Anzeigemittel 2, z.B. einem Projektor oder einem direkt eingespiegelten Bildschirm, das in der Regel an der Instrumententafel angeordnet ist, auf die Windschutzscheibe, bestehend aus den Scheiben bzw. Glasscheiben 10, 11 und dem Zwischenraum 12, projiziert. Häufig wird die Projektion durch einfallendes Umgebungslicht wie z.B. Sonnenlicht 4 verschlechtert, so dass der Insasse die angezeigten Informationen schlecht oder gar nicht sehen kann.
Um dieses Problem zu lösen, ist eine Folie 100 vorgesehen, die zwischen einer oberen Abrollvorrichtung 200 und einer unteren Abrollvorrichtung 300 ab- bzw. aufrollbar befestigt ist. Sie ist ferner in einem Zwischenraum 12 zwischen der ersten Scheibe 10 und der zweiten Scheibe 11 angeordnet, wie in 3 gezeigt. In einer Ausführung ist in dem Zwischenraum 12 ein Medium 13, z.B. eine Flüssigkeit oder ein Gel, angeordnet, wie in 4 gezeigt. Dieses dient als Gleitmittel und weist vorteilhaft dieselben Brechungseigenschaften auf wie die Scheiben 10, 11. Um das Medium 13 im Inneren des Zwischenraums 12 zu halten, sind vorteilhaft an den oberen und unteren Enden der Windschutzscheibe 10-12 entsprechende Dichtungen 201, 202 vorgesehen.
Vorteilhaft ist die Folie 100 als Tönungsgradientenfolie gebildet, wie in 5 bis 7 gezeigt. Ferner läuft sie, wie in 4 gezeigt, vorteilhaft in einem Medium 13 wie einer Flüssigkeit oder einem Gel mit ähnlichem Brechungsindex wie dem des Glases der Scheiben 10, 11. So werden möglichst wenig optisch relevante Medienübergänge erzeugt. Somit eignet sie sich besser als bisher bekannte optisch störungsfreie Combinerscheiben und Windschutzscheiben, da keine Doppelreflexionen, Geisterbilder oder Störungen der Durchsicht durch Verzerrung oder Brechung entstehen.
In 5 bis 7 sind unterschiedliche Verdunkelungen gezeigt. In 5 ist eine Verdunkelung gezeigt, bei welcher der getönte Bereich der Folie 100 bis zu einem ersten Sichtbereich 101 reicht. Dieser erste Sichtbereich 101 reicht so weit, dass zumindest Teile des virtuellen Displays 1 getönt werden, in denen Informationen z.B. zu Geschwindigkeit und Navigation gezeigt werden. Diese Verdunkelung kann bereits in aktuellen, nicht automatisierten Fahrzeugen verwendet werden, da die gesetzlich vorgeschriebene Sicht, z.B. bis 4° unterhalb des Horizonts, des Fahrers dadurch nicht blockiert wird.
In 6 ist eine Verdunkelung gezeigt, bei welcher der getönte Bereich der Folie 100 bis zu einem zweiten Sichtbereich 102 reicht. Dieser zweite Sichtbereich 102 reicht so weit, dass Teile des virtuellen Displays 1 bis hin zu einem sichtbaren Horizont oder bis hin zu einer Höhe getönt werden, in denen gezeigte Informationen z.B. zu Geschwindigkeit und Navigation vollständig innerhalb der Tönung liegen. Diese Verdunkelung kann ab automatisiert fahrenden oder parkenden Fahrzeugen verwendet werden.
In 7 ist eine Verdunkelung gezeigt, bei welcher der getönte Bereich der Folie 100 über die komplette Windschutzscheibe 10-12 reicht. Somit können Funktionen wie Fernsehen, Internet und andere Infotainmentfunktionen beim vollautomatisierten bzw. autonomen Fahren am virtuellen Display 1 besser sichtbar angezeigt werden. Diese Funktion kann z.B. durch Aktivieren des autonomen Fahrmodus z.B. mit einem am Lenkrad 3 angeordneten Schalter 30 aktiviert werden.
Die Folie 100 kann über die gesamte Breite der Windschutzscheibe 10-12 oder lediglich im Bereich des virtuellen Displays 1 oder des Fahrers oder Beifahrers vorgesehen sein.
Durch die vorgeschlagene Windschutzscheibenverdunkelung kann eine bessere Sichtbarkeit von projizierten Informationen auf einem virtuellen Display 1 bereitgestellt werden, auch bei starkem Umgebungslicht 4.
Bezugszeichenliste

100: Folie
101: erster Sichtbereich, Sichtlinie
102: zweiter Sichtbereich
200: obere Abrollvorrichtung
300: untere Abrollvorrichtung
201: obere Dichtung
202: untere Dichtung
10: erste Glasscheibe
11: zweite Glasscheibe
12: Zwischenraum zwischen 10 und 11
13: Medium, Flüssigkeit/Gel
1: Virtuelles Display
2: Anzeigemittel
3: Lenkrad
30: Schalter Autopilot an/aus
4: Lichtquelle (Sonne)
L: Länge der Windschutzscheibe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2006/0021723 A1 [0003]

Claims

Windschutzscheibenverdunkelung (100, 200, 300) für eine als Combinerscheibe gebildete Windschutzscheibe (10-12) eines Fahrzeugs, wobei - die Combinerscheibe mindestens als doppelt verglaste Scheibe mit einer ersten Glasscheibe (10) und einer zweiten Glasscheibe (11) sowie einem Zwischenraum (12) zwischen erster und zweiter Glasscheibe (10, 11) gebildet ist, und wobei - die Windschutzscheibenverdunkelung (100, 200, 300) als Doppelrollo mit einer oberen Abrollvorrichtung (200) und einer unteren Abrollvorrichtung (300) und einer beidseitig daran ab- bzw. aufrollbar befestigten Folie (100) gebildet ist, wobei die Folie (100) im Zwischenraum (12) zwischen erster und zweiter Glasscheibe (10, 11) geführt ist und vorgegebene optische Brechungseigenschaften und mindestens zwei Bereiche mit jeweils vorgegebenen, voneinander verschiedenen Tönungsindizes aufweist, wobei ein erster Bereich keine Tönung aufweist.
Windschutzscheibenverdunkelung (100, 200, 300) nach Anspruch 1, wobei die untere Abrollvorrichtung (300) an einem Bereich unterhalb eines unteren Endes der Windschutzscheibe (10-12) angeordnet ist, und die obere Abrollvorrichtung (200) an einem Bereich oberhalb eines oberen Endes der Windschutzscheibe (10-12) angeordnet ist.
Windschutzscheibenverdunkelung (100, 200, 300) nach Anspruch 1 oder 2, wobei - die untere Abrollvorrichtung (300) sichtbar oder unsichtbar an oder in der Instrumententafel des Fahrzeugs angeordnet ist, und - die obere Abrollvorrichtung (200) sichtbar oder unsichtbar an oder in dem Dachhimmel des Fahrzeugs angeordnet ist.
Windschutzscheibenverdunkelung (100, 200, 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Zwischenraum (12) mit einem Medium (13), umfassend eine Flüssigkeit oder ein Gel, mit optischen Brechungseigenschaften ähnlich oder gleich denen der oberen und unteren Glasscheibe (10, 11) gefüllt ist.
Windschutzscheibenverdunkelung (100, 200, 300) nach Anspruch 4, wobei an oberen und unteren Endbereichen der Glasscheiben (10, 11) jeweils eine obere Dichtung (201) und eine untere Dichtung (202) derart angeordnet ist, dass sie mindestens den Bereich überdeckt, in dem die Folie (100) in den Zwischenraum (12) eingeführt ist.
Windschutzscheibenverdunkelung (100, 200, 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Folie (100) und das Medium (13) dieselben optischen Brechungseigenschaften aufweisen.
Windschutzscheibenverdunkelung (100, 200, 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Folie (100) mindestens doppelt so lang ist wie die Länge (L) der Windschutzscheibe (10-12)
Windschutzscheibenverdunkelung (100, 200, 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Folie (100) als eine Tönungsgradientenfolie mit vorgegebenen Bereichen derart gebildet ist, dass ein erster Bereich mindestens in der Länge (L) der Windschutzscheibe (10-12) gebildet ist und keine Tönung aufweist, ein zweiter Bereich in einer vorgegebenen Länge einen vorgegebenen Tönungsindex aufweist, und ein zwischen erstem und zweitem Bereich angeordneter dritter Bereich einen Tönungsgradienten aufweist.
Windschutzscheibenverdunkelung (100, 200, 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abrollvorrichtungen (200, 300) elektrisch oder manuell ansteuerbar sind.
Windschutzscheibenverdunkelung (100, 200, 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ferner eine Steuereinheit vorgesehen ist, die abhängig vom aktuellen Fahrmodus des Fahrzeugs ein Einbringen des zweiten und/oder dritten Bereichs der Folie (100) in die Windschutzscheibe (10-12) erlaubt oder blockiert.