DE112020001244T5

DE112020001244T5 - Fensterglassystem und Fensterglas

Info

Publication number: DE112020001244T5
Application number: DE112020001244.1T
Authority: DE
Inventors: Kazuyoshi Noda; Tetsuji IRIE; Takayuki Kimura; Shinya Tanaka; Sangmun Lee
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2019-03-15
Filing date: 2020-03-06
Publication date: 2021-12-02
Also published as: US20210402854A1; JPWO2020189353A1; WO2020189353A1; CN113557150A

Abstract

Bereitgestellt wird ein Fensterglassystem mit verbessertem Antibeschlagverhalten. Ein Fensterglassystem beinhaltet ein Fensterglas, das an einem beweglichen Körper angebracht werden soll, einen Antibeschlagfilm, der an einer fahrzeuginnenraumseitigen Oberfläche des Fensterglases vorgesehen werden soll, einen Temperatursensor, der dafür ausgelegt ist, eine Glastemperatur der fahrzeuginnenraumseitigen Oberfläche des Fensterglases zu detektieren, einen Temperatur- und Feuchtigkeitssensor, der dafür ausgelegt ist, eine Temperatur und eine Feuchtigkeit eines Innenraumes des beweglichen Körpers zu detektieren, ein Trocknungsmittel, das dafür ausgelegt ist, Wasser, das an dem Antibeschlagfilm anhaftet, zu verdampfen, und eine Steuerung bzw. Regelung, die eine Schaltung beinhaltet, die dafür ausgelegt ist, auf Grundlage der Glastemperatur, die von dem Temperatursensor detektiert wird, und der Temperatur und der Feuchtigkeit des Innenraumes, die von dem Temperatur- und Feuchtigkeitssensor detektiert werden, eine Zeitdauer Ts zu schätzen und auf Grundlage der Zeitdauer Ts das Trocknungsmittel zu aktivieren, wobei die Zeitdauer Ts eine Zeitdauer ist, bis ein Beschlag an dem Antibeschlagfilm entsteht.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fensterglassystem und ein Fensterglas.
Hintergrund
Allgemein bekannt ist ein fahrzeugeigenes Antibeschlagfenstersystem, bei dem ein Detektionsmittel Gegebenheiten detektiert, bei denen Wasser an einem plattenförmigen Körper für ein Fenster, das an einem Fahrzeug angebracht ist, anhaftet, ein Steuer- bzw. Regelmittel entsprechend einer Ausgabe des Detektionsmittels ein Trocknungsmittel aktiviert, um Wasser, das an dem plattenförmigen Körper für das Fenster anhaftet, zu verdampfen, der plattenförmige Körper für das Fenster eine Antibeschlagbeschichtung an der fahrzeuginnenraumseitigen Oberfläche aufweist, das Detektionsmittel die Wassermenge, die an der Antibeschlagbeschichtung anhaftet, detektiert, das Steuer- bzw. Regelmittel derart arbeitet, dass es ein Signal zum Aktivieren des Trocknungsmittels überträgt, wenn der Wasserdetektionssensor detektiert, dass die Wassermenge größer als ein Schwellenwert ist, und das Trocknungsmittel entsprechend dem Signal arbeitet, um das Wasser, das an der Antibeschlagbeschichtung anhaftet, zu verdampfen (siehe beispielsweise PTL 1).
Zitierstellenliste
Patentdruckschriften
PTL 1: Veröffentlichung des offengelegten japanischen Patentes Nr. 2006-264458
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Das herkömmliche fahrzeugeigene Antibeschlagfenstersystem aktiviert das Trocknungsmittel, wenn der Detektionswert des Wasserdetektionssensors größer als ein Schwellenwert wird. Die Menge der Sättigungswasserabsorption, bei der das Wasserabsorptionsvermögen der Antibeschlagbeschichtung (des Antibeschlagfilmes) gesättigt ist, ändert sich jedoch entsprechend der Temperatur und der Feuchtigkeit des Innenraumes des Fahrzeuges.
Daher kann bei einem herkömmlichen System ein Beschlag an dem Antibeschlagfilm entstehen, wenn der Detektionswert des Wasserdetektionssensors größer als der Schwellenwert wird.
Entsprechend besteht eine Aufgabe in der Bereitstellung eines Fensterglassystems und eines Fensterglases mit verbessertem Antibeschlagverhalten.
Lösung des Problems
Ein Fensterglassystem entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Fensterglas, das an einem beweglichen Körper angebracht werden soll, einen Antibeschlagfilm, der an einer innenraumseitigen Oberfläche des Fensterglases vorgesehen werden soll, einen Temperatursensor, der dafür ausgelegt ist, eine Glastemperatur der innenraumseitigen Oberfläche des Fensterglases zu detektieren; einen Temperatur- und Feuchtigkeitssensor, der dafür ausgelegt ist, eine Temperatur und eine Feuchtigkeit eines Innenraumes des beweglichen Körpers zu detektieren, ein Trocknungsmittel, das dafür ausgelegt ist, Wasser, das an dem Antibeschlagfilm anhaftet, zu verdampfen, und eine Steuerung bzw. Regelung, die eine Schaltung beinhaltet, die dafür ausgelegt ist, auf Grundlage der Glastemperatur, die von dem Temperatursensor detektiert wird, und der Temperatur und der Feuchtigkeit des Innenraumes, die von dem Temperatur- und Feuchtigkeitssensor detektiert werden, eine Zeitdauer Ts zu schätzen und auf Grundlage der Zeitdauer Ts das Trocknungsmittel zu aktivieren, wobei die Zeitdauer Ts eine Zeitdauer ist, bis ein Beschlag an dem Antibeschlagfilm entsteht.
Des Weiteren beinhaltet ein Fensterglas entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Glas, das an einem beweglichen Körper angebracht werden soll, einen Antibeschlagfilm, der an einer innenraumseitigen Oberfläche des Glases vorgesehen werden soll, einen Temperatursensor, der dafür ausgelegt ist, eine Glastemperatur der innenraumseitigen Oberfläche des Glases zu detektieren, einen Temperatur- und Feuchtigkeitssensor, der dafür ausgelegt ist, eine Temperatur und eine Feuchtigkeit eines Innenraumes des beweglichen Körpers zu detektieren, und einen elektrischen Erwärmungsdraht oder einen elektrischen Erwärmungsfilm, die in einer Zone vorgesehen sind, die in einer Planansicht mit einer Zone, in der der Antibeschlagfilm vorgesehen ist, überlappt.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Bereitgestellt werden können ein Fensterglassystem und ein Fensterglas mit verbessertem Antibeschlagverhalten.
Figurenliste

1 ist eine Figur zur Darstellung eines Fahrzeuges 10, das mit einem Fensterglassystem 100 entsprechend einer Ausführungsform versehen ist.
2 ist eine Figur zur Darstellung eines Beispiels für das Fensterglassystem 100.
3 ist eine Figur zur Darstellung eines weiteren Beispiels für das Fensterglassystem 100.
4 ist eine Figur zur Darstellung eines Flussdiagramms einer Verarbeitung, die von einer Steuerung bzw. Regelung 150C ausgeführt wird.
5 ist eine Figur zur Darstellung eines Flussdiagramms einer modifizierten Ausführungsform einer Verarbeitung, die von der Steuerung bzw. Regelung 150C ausgeführt wird.
6 ist eine Figur zur Darstellung einer Struktur einer Halterung 280 und einer Einhausung 290 zum Anbringen einer Informationsermittlungseinrichtung 270 an einem Glashauptkörper 111.
7 ist eine Figur zur Darstellung der Struktur der Halterung 280 und der Einhausung 290 zum Anbringen der Informationsermittlungseinrichtung 270 an dem Glashauptkörper 111.
8 ist eine Figur zur Darstellung der Struktur der Halterung 280 und der Einhausung 290 zum Anbringen der Informationsermittlungseinrichtung 270 an dem Glashauptkörper 111.
9 ist eine Figur zur Darstellung einer Halterung 280M entsprechend einer modifizierten Ausführungsform der Ausführungsform.

Ausführungsweisen der Erfindung
Nachstehend wird eine Ausführungsform beschrieben, bei der ein Fensterglassystem und ein Fensterglas entsprechend der vorliegenden Erfindung Anwendung finden.
Ausführungsform
1 ist eine Figur zur Darstellung eines Beispiels für ein Fahrzeug 10, das mit einem Fensterglassystem 100 entsprechend der Ausführungsform versehen ist. Das Fensterglassystem 100 ist an dem Fahrzeug 10 beispielsweise als Windschutzscheibe angebracht. Das Fensterglassystem 100 beinhaltet einen Antibeschlagfilm 120 und ein Trocknungsmittel zum Verdampfen von Wasser, das an dem Antibeschlagfilm 120 anhaftet. Das Trocknungsmittel beinhaltet beispielsweise Entfroster 20. Der Entfroster 20 ist eine Vorrichtung, die Luft, die von einer Klimaanlage entfeuchtet worden ist, hin zu dem Fensterglassystem 100 bläst, um einen Beschlag zu entfernen, wenn der Entfroster 20 aktiviert ist.
Im vorliegenden Fall ist das Fahrzeug 10 beispielsweise ein elektrisches Fahrzeug (EV), ein Plug-in-Hybridfahrzeug (PHV), ein Hybridfahrzeug (HV), ein Benzinfahrzeug oder ein Dieselfahrzeug. Des Weiteren kann das Fahrzeug 10 ein elektrischer Zug oder ein Dampfzug sein. Das Fahrzeug 10 ist ein Beispiel für einen beweglichen Körper, der sich bewegt und dabei Insassen befördert.
Erklärt wird im vorliegenden Fall der Aspekt, dass das Fensterglassystem 100 an dem Fahrzeug 10 angebracht ist. Das Fensterglassystem 100 kann jedoch auch an einem beweglichen Körper, der kein Fahrzeug 10 ist (beispielsweise einem Flugzeug, einem Hubschrauber und dergleichen), angebracht sein.
2 ist eine Figur zur Darstellung eines Beispiels für das Fensterglassystem 100. Das Fensterglassystem 100 beinhaltet ein Fensterglas 110, den Antibeschlagfilm 120, einen elektrischen Erwärmungsdraht 130, einen Schalter 140, eine Steuer- bzw. Regeleinheit 150 (einen Temperatursensor 150A und einen Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B sowie eine Steuerung 150C). Eine Leistungsversorgung 160H ist mit dem elektrischen Erwärmungsdraht 130 verbunden. Eine Leistungsversorgung 160L und eine elektronische Steuer- bzw. Regeleinheit (ECU) 170 sind mit der Steuer- bzw. Regeleinheit 150 verbunden. Der elektrische Erwärmungsdraht 130 ist ein Beispiel für ein Trocknungsmittel.
Die nachfolgende Erläuterung erfolgt anhand von Aufwärts- und Abwärtsrichtungen, wenn das Fensterglassystem 100 an dem Fahrzeug 10 angebracht ist. Bei der Erfindung der vorliegenden Anmeldung bezeichnen ein oberer Abschnitt, ein unterer Abschnitt und Seitenabschnitte des Glashauptkörpers 111 einen oberen Abschnitt, einen unteren Abschnitt beziehungsweise Seitenabschnitte, wenn der Glashauptkörper 111 an dem Fahrzeug 10 angebracht ist.
Das Fensterglas 110 beinhaltet einen Glashauptkörper 111. Das Fensterglas 110 kann des Weiteren eine Abschirmzone beinhalten. Der Glashauptkörper 111 kann laminiertes Glas sein, in dem ein Zwischenschichtfilm abgedichtet eingebracht ist. Die Abschirmzone ist bevorzugt entlang des Umfanges des Glashauptkörpers 111 an der Oberfläche der dem Fahrzeuginnenraum (Innenraum des Fahrzeuges 10) zu eigenen Seite des Glashauptkörpers 111 vorgesehen.
Die Abschirmzone ist eine Zone, in der eine gefärbte Schicht ausgebildet ist, oder ist eine gefärbte Zone eines Zwischenschichtfilmes. Die gefärbte Schicht ist eine gefärbte Keramikschicht 112 oder eine gefärbte organische Farbschicht. Die gefärbte Keramikschicht 112 ist beispielsweise ein gebrannter Körper aus einer dunklen keramischen Paste. Die Abschirmzone ist ausgebildet, um zu verhindern, dass ein Klebstoff infolge ultravioletter Strahlen schlechter wird, wenn der Glashauptkörper 111 mit dem Fahrzeug 10 verbunden ist; sie ist zudem ausgebildet, um das Aussehen zu verbessern, indem der Verbindungsabschnitt zwischen dem Glashauptkörper 111 und der Fahrzeugkarosserie unsichtbar von außerhalb des Fahrzeuges 10 gemacht wird. Ein Zentralabschnitt 111A des Glashauptkörpers 111, der von der Abschirmzone umgeben ist, ist ein transparenter Abschnitt. Zudem ist in einem Fall, in dem der Glashauptkörper 111 laminiertes Glas ist, die gefärbte Keramikschicht 112 oder die gefärbte organische Farbschicht bevorzugt in Kontakt mit dem Zwischenschichtfilm oder an der fahrzeuginnenraumseitigen Oberfläche des Glashauptkörpers 111 vorgesehen.
Der Antibeschlagfilm 120 ist an der Oberfläche der Innenraumseite des Fensterglases 110 vorgesehen. Der Antibeschlagfilm 120 ist bevorzugt an der dem Fahrzeuginnenraum (Innenraum des Fahrzeuges 10) zu eigenen Seite des Zentralabschnittes 111A des Glashauptkörpers 111 vorgesehen.
Wie in 3 dargestellt ist, kann zudem die Zone, in der der Antibeschlagfilm 120 vorgesehen ist, in Planansicht mit der Abschirmzone überlappen. 3 ist eine Figur zur Darstellung eines weiteren Beispiels für das Fensterglassystem 100. Eine Überlappung zwischen der Zone, in der der Antibeschlagfilm 120 vorgesehen ist, und der Abschirmzone ist bevorzugt an dem unteren Abschnitt und/oder einem der Seitenabschnitte des Glashauptkörpers 111 befindlich. Ist die Überlappung in dem unteren Abschnitt und/oder einem der Seitenabschnitte des Glashauptkörpers 111 befindlich, so kann das Beschlagen des Fensterglases 110 effektiv verzögert werden.
Zudem überlappt wenigstens ein Abschnitt der Zone, in der der Antibeschlagfilm 120 vorgesehen ist, bevorzugt nicht mit einer Erwärmungszone, die von dem elektrischen Erwärmungsdraht 130 erwärmt wird. Überlappt der Abschnitt nicht mit der Erwärmungszone, so kann die Sichtbarkeit der Zone, in der der Antibeschlagfilm 120 vorgesehen ist, verbessert werden.
Der Antibeschlagfilm 120 weist eine Wasserabsorptionseigenschaft auf. Um eine gute Wasserabsorptionseigenschaft zu erreichen, beinhaltet der Antibeschlagfilm 120 bevorzugt ein wasserabsorbierendes Polymer oder ein hydrophiles Polymer. Der Antibeschlagfilm 120 kann an dem Fensterglas 110 über einen Film, der eine druckempfindliche Klebeschicht aufweist, anhaften.
Der elektrische Erwärmungsdraht 130 ist ein Beispiel für ein Trocknungsmittel.
In Planansicht überlappt die Erwärmungszone des elektrischen Erwärmungsdrahtes 130 mit der Zone, in der der Antibeschlagfilm 120 vorgesehen ist. Überlappen die Erwärmungszone des elektrischen Erwärmungsdrahtes 130 und die Zone, in der der Antibeschlagfilm 120 vorgesehen ist, miteinander, so verdampft Wasser, das in dem Antibeschlagfilm 120 enthalten ist, und es wird die Wassermenge, die in dem Antibeschlagfilm 120 absorbiert wird, effizient verringert.
In Planansicht beinhaltet die Erwärmungszone des elektrischen Erwärmungsdrahtes 130 bevorzugt eine Zone, die nicht mit der Zone, in der der Antibeschlagfilm 120 vorgesehen ist, überlappt. Ist der Temperatursensor 150A in einer Zone des Erwärmungsbereiches des elektrischen Erwärmungsdrahtes 130 vorgesehen, die nicht mit der Zone, in der der Antibeschlagfilm 120 vorgesehen ist, überlappt, so kann bewirkt werden, dass der Temperatursensor 150A weniger durch den Antibeschlagfilm 120 beeinträchtigt wird. Des Weiteren kann die Zone, in der der elektrische Erwärmungsdraht 130 vorgesehen ist, die Zone, in der der Antibeschlagfilm 120 vorgesehen ist, beinhalten.
Der elektrische Erwärmungsdraht 130 ist bevorzugt an der Oberfläche der Innenraumseite des Zentralabschnittes 111A des Glashauptkörpers 111 vorgesehen. Der elektrische Erwärmungsdraht 130 ist beispielsweise eine leitfähige Wolframbahn und beinhaltet Anschlüsse 131 an beiden Enden. Der elektrische Erwärmungsdraht 130 kann eine leitfähige Silberbahn sein. Die Anschlüsse 131 sind beispielsweise Silberfoliensammelschienen, die man durch Aufdrucken von Silber (Ag) erhält.
Einer der Anschlüsse 131 (in der Figur an der linken Seite) ist mit dem Schalter 140 verbunden, während der andere der Anschlüsse 131 (in der Figur an der rechten Seite) mit der Leistungsversorgung 160H verbunden ist.
In einem Fall, in dem der Glashauptkörper 111 laminiertes Glas ist, ist der elektrische Erwärmungsdraht 130 bevorzugt zwischen zwei Glasstücken vorgesehen und zwischen Zwischenschichtfilmen, die beide Glasstücke verbinden, schichtartig eingeschlossen. Der elektrische Erwärmungsdraht 130 kann an der fahrzeuginnenraumseitigen Oberfläche des laminierten Glases vorgesehen sein. Der elektrische Erwärmungsdraht 130 kann in der Abschirmzone vorgesehen sein und kann an der gefärbten Keramikschicht 112 oder der gefärbten organischen Farbschicht vorgesehen sein.
Bei dem Fensterglassystem 100 entsprechend der vorliegenden Erfindung kann der elektrische Erwärmungsdraht 130 durch einen elektrischen Erwärmungsfilm ersetzt sein. Der elektrische Erwärmungsfilm ist bevorzugt in dem Zentralabschnitt 111A des Glashauptkörpers 111 vorgesehen. Der elektrische Erwärmungsfilm ist beispielsweise ein transparenter ITO-Film (Indiumzinnoxid ITO) und ist mit den Anschlüssen 131 verbunden. Der elektrische Erwärmungsfilm ist ein Beispiel für das Trocknungsmittel.
Der Schalter 140 kann in der Abschirmzone an der fahrzeuginnenraumseitigen Oberfläche des Glashauptkörpers 111 vorgesehen sein. Der Schalter 140 ist in Reihe zwischen einem der Anschlüsse des elektrischen Erwärmungsdrahtes 130 oder des elektrischen Erwärmungsfilmes und dem Massepotenzialpunkt des Fahrzeuges 10 eingefügt. Das Schalten zwischen den EIN- und AUS-Zuständen des Schalters 140 wird von der Steuer- bzw. Regeleinheit 150 oder der ECU 170 durchgeführt. Das Schalten durch die ECU 170 kann auf Grundlage eines Signals, das von der Steuer- bzw. Regeleinheit 150 ausgegeben wird, durchgeführt werden. Alternativ muss der Schalter 140 nicht vorgesehen sein, und es kann die Steuer- bzw. Regeleinheit 150 oder die ECU 170 den elektrischen Erwärmungsdraht 130 oder den elektrischen Erwärmungsfilm, die an dem Fensterglas 110 angebracht sind, entweder in einen energieversorgten Zustand oder einen nicht energieversorgten Zustand versetzen. Die Steuerung bzw. Regelung durch die ECU 170 kann auf Grundlage eines Signals, das von der Steuer- bzw. Regeleinheit 150 ausgegeben wird, durchgeführt werden.
Die Steuer- bzw. Regeleinheit 150 kann an der fahrzeuginnenraumseitigen Oberfläche des Zentralabschnittes 111A des Glashauptkörpers 111 vorgesehen sein. Die Steuer- bzw. Regeleinheit 150 beinhaltet die Steuerung bzw. Regelung 150C, den Temperatursensor 150A und den Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B. Die Steuerung bzw. Regelung 150C stellt den elektrischen Erwärmungsdraht 130 oder den elektrischen Erwärmungsfilm, die an dem Fensterglas 110 angebracht sind, auf EIN oder AUS.
Der Temperatursensor 150A ist bevorzugt an der Oberfläche der Innenraumseite des Fensterglases 110 vorgesehen. In Planansicht ist der Temperatursensor 150A bevorzugt in der Abschirmzone vorgesehen. Ist der Temperatursensor 150A in der Abschirmzone befindlich, so kann das Aussehen dahingehend verbessert werden, dass der Temperatursensor 150A von außerhalb des Fahrzeuges 10 unsichtbar ist. Der Temperatursensor 150A kann an der gefärbten Keramikschicht 112 oder der gefärbten organischen Farbschicht, die an der Oberfläche der Innenraumseite des Fensterglases 110 vorgesehen sind, vorgesehen sein.
Der Temperatursensor 150A ist bevorzugt an dem unteren Abschnitt, dem oberen Abschnitt oder einem der Seitenabschnitte des Glashauptkörpers 111 vorgesehen. Insbesondere wenn der Temperatursensor 150A an dem oberen Abschnitt oder einem der Seitenabschnitte vorgesehen ist, kann ein Beschlag, der entsteht, wenn das Fahrzeug fährt, ohne Weiteres detektiert werden. Die Temperatursensoren 150A können an allen Eckabschnitten des Glashauptkörpers 111 vorgesehen sein. Sind die Temperatursensoren 150A an allen Ecken vorgesehen, so kann der entstehende Beschlag unabhängig von der Struktur des Fahrzeuginnenraumes ohne Weiteres in Gänze detektiert werden. Des Weiteren kann der Temperatursensor 150A an der Fahrersitzseite des Glashauptkörpers 111 vorgesehen sein. Der Temperatursensor 150A ist bevorzugt beispielsweise an der dem oberen Abschnitt zu eigenen Seite des Zentralabschnittes 111A des Glashauptkörpers 111 in der Nähe der Begrenzung zu der Abschirmzone vorgesehen.
In Planansicht ist der Temperatursensor 150A bevorzugt an der Außenseite der Zone, in der der Antibeschlagfilm 120 vorgesehen ist, vorgesehen. Insbesondere ist der Temperatursensor 150A in Planansicht bevorzugt zwischen der Abschirmzone und der Zone, in der der Antibeschlagfilm 120 vorgesehen ist, vorgesehen. Ist der Temperatursensor 150A zwischen der Abschirmzone und der Zone, in der der Antibeschlagfilm 120 vorgesehen ist, vorgesehen, so kann die Glastemperatur genau detektiert werden.
Des Weiteren kann der Temperatursensor 150A in Planansicht in der Erwärmungszone, die von dem elektrischen Erwärmungsdraht 130 oder dem elektrischen Erwärmungsfilm erwärmt wird, vorgesehen sein. Ist der Temperatursensor 150A in der Erwärmungszone vorgesehen, so können der Zeitpunkt, zu dem bewirkt wird, dass der elektrische Erwärmungsdraht 130 oder der elektrische Erwärmungsfilm im energieversorgten Zustand sind, und der Zeitpunkt, zu dem bewirkt wird, dass der elektrische Erwärmungsdraht 130 oder der elektrische Erwärmungsfilm in dem nicht energieversorgten Zustand sind, genau festgestellt werden.
Die Steuer- bzw. Regeleinheit 150 kann des Weiteren eine Einhausung 151, die an der Abschirmzone befestigt ist, beinhalten. Die Steuerung bzw. Regelung 150C, der Temperatursensor 150A und der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B sind innerhalb der Einhausung 151 enthalten. Elektrische Leistung wird der Steuerung bzw. Regelung 150C, dem Temperatursensor 150A und dem Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B von der Leistungsversorgung 160L zugeleitet.
Die Steuerung bzw. Regelung 150C ist durch einen Computer (Schaltung) implementiert, der eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen internen Bus und dergleichen beinhaltet. Die Steuerung bzw. Regelung 150C führt das Steuern bzw. Regeln derart durch, dass bewirkt wird, dass der elektrische Erwärmungsdraht 130 oder der elektrische Erwärmungsfilm in dem energieversorgten Zustand sind, und sodann bewirkt wird, dass sie, nachdem eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, in dem nicht energieversorgten Zustand sind, und dies auf Grundlage der Temperatur des Glashauptkörpers 111, die von dem Temperatursensor 150A detektiert wird, und der Temperatur und der Feuchtigkeit des Fahrzeuginnenraumes, die von dem Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B detektiert werden. Die Steuerung bzw. Regelung 150C ist bevorzugt in der Nähe der ECU 170 vorgesehen. Die ECU 170 ist oftmals an einem Ort vorgesehen, an dem weniger wahrscheinlich ist, dass sie von Sonnenstrahlung beeinträchtigt wird, weshalb auch die Steuerung bzw. Regelung 150C auf ähnliche Weise der nachteiligen Wirkung von Sonnenstrahlung entgehen kann. In diesem Fall ist der Temperatursensor 150A bevorzugt derart vorgesehen, dass er in Kontakt mit dem Glashauptkörper 111 ist, und der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B ist bevorzugt in einer thermischen Grenzschicht des Glashauptkörpers 111 vorgesehen. Nachstehend wird die Temperatur des Glashauptkörpers 111, die von dem Temperatursensor 150A detektiert wird, als Glastemperatur bezeichnet. Der Inhalt, die vorbestimmte Zeit und dergleichen des Steuerns bzw. Regelns, das von der Steuerung bzw. Regelung 150C durchgeführt wird, werden nachstehend erläutert.
Die Steuerung bzw. Regelung 150C kann mit einer von mehreren elektronischen Steuer- bzw. Regeleinheiten (ECUs), die an dem Fahrzeug 10 vorgesehen sind, über ein Netzwerk verbunden sein. Ist die Steuerung bzw. Regelung 150C beispielsweise mit einer ECU für die Klimaanlage verbunden, so kann das Fensterglassystem 100 entsprechend dem Betrieb der Klimaanlage aktiviert werden. Die Leistungsversorgung für das gesamte Fensterglassystem 100 kann durch eine Betriebseinheit einer Klimaanlage und dergleichen auf EIN und AUS gestellt werden.
Der Temperatursensor 150A detektiert die Glastemperatur. Der Temperatursensor 150A ist bevorzugt in Kontakt mit dem Glashauptkörper 111. Der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B detektiert die Temperatur und die Feuchtigkeit des Fahrzeuginnenraumes des beweglichen Körpers. Der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B ist bevorzugt entfernt von dem Glashauptkörper 111. Der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B kann ein einzelner Chip sein, der einen Temperatursensor und einen Temperatur- und Feuchtigkeitssensor integriert beinhaltet. Der Temperatursensor 150A und der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B sind mit der Steuerung bzw. Regelung 150C verbunden und geben Daten, die die Glastemperatur, die Temperatur des Fahrzeuginnenraumes und die Feuchtigkeit des Fahrzeuginnenraumes darstellen, an die Steuerung bzw. Regelung 150C aus. Der Temperatursensor 150A und der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B können Sensoren vom Drahtloskommunikationstyp sein. Der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B kann ein Sensor sein, der an dem Fahrzeug vorgesehen ist.
Der Temperatursensor 150A und der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B sind bevorzugt benachbart zueinander vorgesehen. Sind die beiden Sensoren benachbart zueinander vorgesehen, so kann die Verdrahtungsstruktur vereinfacht werden.
Anstelle des Temperatur- und Feuchtigkeitssensors 150B können ein Temperatursensor und ein Feuchtigkeitssensor getrennt verwendet werden. Es kann beispielsweise ein Thermoelement (thermocouple) als Temperatursensor zum Detektieren der Temperatur des Fahrzeuginnenraumes verwendet werden. Ein Sensor, der einen Widerstandswert eines Elementes ausgibt, der sich entsprechend einer Änderung der Feuchtigkeit ändert, oder ein Sensor, der eine elektrostatische Kapazität eines Elementes ausgibt, die sich entsprechend einer Änderung der Feuchtigkeit ändert, können beispielsweise als Feuchtigkeitssensor zum Detektieren der Feuchtigkeit des Fahrzeuginnenraumes verwendet werden.
Die Leistungsversorgung 160H stellt eine Verbindung zwischen dem anderen der Anschlüsse 131 des elektrischen Erwärmungsdrahtes 130 und der Batterie und/oder dem Generator des Fahrzeuges 10 her und leitet dem elektrischen Erwärmungsdraht 130 oder dem elektrischen Erwärmungsfilm Leistung von der Batterie und/oder dem Generator zu. Die Ausgabespannung der Leistungsversorgung 160H ist höher als die Ausgabespannung der Leistungsversorgung 160L. Die Leistungsversorgung 160H leitet dem elektrischen Erwärmungsdraht 130 Leistung bei einer Spannung von beispielsweise 12 V zu.
Die Leistungsversorgung 160L stellt eine Verbindung zwischen der Steuer- bzw. Regeleinheit 150 und der Batterie und/oder dem Generator des Fahrzeuges 10 her und leitet der Steuer- bzw. Regeleinheit 150 die Leistung von der Batterie und/oder dem Generator zu. Die Ausgabespannung der Leistungsversorgung 160L ist kleiner als die Ausgabespannung der Leistungsversorgung 160H und beträgt beispielsweise 5 V.
Zunächst wird derjenige Zeitpunkt erläutert, zu dem die Steuerung bzw. Regelung 150C das Trocknungsmittel aktiviert und anhält.
Die Wassermenge, die von dem Antibeschlagfilm 120 absorbiert werden kann (Menge, bei der das Wasserabsorptionsverhalten gesättigt ist (Menge der Sättigungswasserabsorption)), ändert sich entsprechend der Temperatur und der Feuchtigkeit. Der Antibeschlagfilm 120 beginnt mit dem Beschlagen, wenn die Menge der Wasserabsorption größer als die Menge der Sättigungswasserabsorption wird. Mit anderen Worten, der Antibeschlagfilm 120 kann den Zeitpunkt des Beschlagens im Vergleich zu Fensterglas ohne den Antibeschlagfilm 120 verzögern.
Die Steuerung bzw. Regelung 150C berechnet die verbleibende Zeit, bis zu erwarten ist, dass der Antibeschlagfilm 120 beschlägt, auf Grundlage der Glastemperatur, die von dem Temperatursensor 150A detektiert wird, und der Temperatur und der Feuchtigkeit des Innenraumes des beweglichen Körpers, die von dem Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B detektiert werden. Erreicht die verbleibende Zeit eine voreingestellte Zeit, so aktiviert die Steuerung bzw. Regelung 150C das Trocknungsmittel. Das Trocknungsmittel beinhaltet den Entfroster 20 und den elektrischen Erwärmungsdraht 130 oder den elektrischen Erwärmungsfilm.
Zudem führt die Steuerung bzw. Regelung 150C ein Steuern bzw. Regeln dahingehend durch, das Trocknungsmittel anzuhalten, wenn eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, seitdem das Trocknungsmittel aktiviert worden ist. Sind der elektrische Erwärmungsdraht 130 oder der elektrische Erwärmungsfilm auf EIN gestellt, um die Glastemperatur anzuheben, so verdampft das Wasser, das in dem Antibeschlagfilm 120 beinhaltet ist, und es nimmt die Menge der Wasserabsorption des Antibeschlagfilmes 120 ab. Ist der Entfroster 20 auf EIN gestellt, so nimmt die Menge der Wasserabsorption des Antibeschlagfilmes 120 auf ähnliche Weise ab.
Daher kann die vorbestimmte Zeit ab dann, wenn die Steuerung bzw. Regelung 150C das Trocknungsmittel aktiviert, bis dann, wenn die Steuerung bzw. Regelung 150C das Trocknungsmittel anhält, beispielsweise auf eine Zeit eingestellt sein, die erforderlich ist, um zu bewirken, dass die Menge der Wasserabsorption des Antibeschlagfilmes 120 kleiner oder gleich einer vorbestimmten Rate (beispielsweise kleiner oder gleich 70%) wird, also einer Rate, bevor der elektrische Erwärmungsdraht 130 in den energieversorgten Zustand versetzt wird.
Ist die vorbestimmte Zeit beispielsweise auf eine Zeit eingestellt, die erforderlich ist, um zu bewirken, dass die Menge der Wasserabsorption des Antibeschlagfilmes 120 bei der maximalen Menge kleiner oder gleich einer vorbestimmten Rate (beispielsweise kleiner oder gleich 70%) wird, also einer Rate, bevor der elektrische Erwärmungsdraht 130 in den energieversorgten Zustand versetzt wird, dann beschlägt der Antibeschlagfilm 120 für eine gewisse Zeitspanne unabhängig davon nicht, wie groß die Menge der Wasserabsorption ist.
Als Nächstes wird ein Verfahren zum Schätzen des Entstehens eines Beschlages des Antibeschlagfilmes 120 erläutert. Um das Entstehen eines Beschlages des Antibeschlagfilmes 120 zu schätzen, kann der Zeitpunkt des Entstehens des Beschlages sogar unter Bedingungen einer transienten Reaktion infolge schneller Änderungen der Temperatur und der Feuchtigkeit sowie unter Bedingungen, unter denen die Wasserabsorptionsgeschwindigkeit in einer Niedrigtemperaturumgebung niedrig ist, genauer geschätzt werden, wenn anstatt dessen, dass der Wasserabsorptionszustand des gesamten Antibeschlagfilmes 120 als Index verwendet wird, eine Relativwasserabsorptionsrate FRH der äußersten Oberfläche des Antibeschlagfilmes 120 als Index verwendet wird. Insbesondere zeichnet sich die Erfindung der vorliegenden Anmeldung dadurch aus, dass anstelle dessen, dass die Menge des gesamten Wassers, das an dem Antibeschlagfilm 120 anhaftet, als Index verwendet wird, die Relativwasserabsorptionsrate der äußersten Oberfläche des Antibeschlagfilmes 120 als Index verwendet wird.
Der Wasserdiffusionskoeffizient in dem Material des Antibeschlagfilmes 120 ist eine Funktion der Temperatur, wobei der Diffusionskoeffizient abnimmt, wenn die Temperatur des Glassubstrates abnimmt.
Der Wasserdiffusionskoeffizient ist eine Funktion der Aktivierungsenergie des Wassers in dem Material, wobei man Diffusionskoeffizienten bei mehreren verschiedenen Temperaturen entsprechend Messverfahren wie der Kunststoffbestimmung der Wasserabsorption (Plastics-Determination of water absorption) gemäß JIS7209-2000 (ISO62-1999) erhalten kann.
Die Wasserabsorptionsgeschwindigkeit der äußersten Oberfläche des Antibeschlagfilmes 120 ist durch die Differenz zwischen dem Wasserdampfdruck von Luft bei einer beliebigen gegebenen Temperatur und Feuchtigkeit und dem Wasserdampfdruck der äußersten Oberfläche des Antibeschlagfilmes 120 bei einer beliebigen gegebenen Temperatur und Wasserabsorption bestimmt.
Gewöhnliches Glas, das den Antibeschlagfilm 120 nicht aufweist, beschlägt ohne Weiteres, wenn die Glastemperatur kleiner oder gleich dem Taupunkt von Luft bei einer bestimmten Temperatur und einer bestimmten Feuchtigkeit wird. Im Gegensatz hierzu ist, wenn die Wasserabsorptionsgeschwindigkeit des Antibeschlagfilmes 120 von der Luft in dem Fahrzeuginnenraum zu der äußersten Oberfläche des Antibeschlagfilmes 120 größer als die Wasserdiffusionsgeschwindigkeit des Antibeschlagfilmes 120 von der äußersten Oberfläche ins des Antibeschlagfilmes 120 ist, die äußerste Oberfläche gesättigt, und entsteht sogar dann ein Beschlag, wenn der Antibeschlagfilm 120 nicht durch die Wasserabsorption gesättigt ist.
Beschlägt der Antibeschlagfilm 120, obwohl die Relativwasserabsorptionsrate FRH der äußersten Oberfläche des Antibeschlagfilmes 120 annähernd 100% erreicht, so hat die Relativwasserabsorptionsrate FRH des inneren Abschnittes des Filmes 100% nicht erreicht, weshalb die Fähigkeit, Wasser zu absorbieren, im Allgemeinen weiterhin vorhanden ist. Bei dem Prozess des Trocknens des Antibeschlagfilmes 120 ist die äußerste Oberfläche des Antibeschlagfilmes 120 in einem trockenen Zustand, wobei jedoch die Relativwasserabsorptionsrate FRH des inneren Abschnittes des Antibeschlagfilmes 120 im Allgemeinen höher als die Relativwasserabsorptionsrate FRH der äußersten Oberfläche ist.
Unter der Bedingung, dass eine große Anzahl von Menschen in das Fahrzeug 10 einsteigt und die Feuchtigkeit innerhalb des Fahrzeuges schnell ansteigt, oder unter der Bedingung, dass der Sättigungswasserdampfdruck niedrig ist und die Wasserabsorptionsgeschwindigkeit des Antibeschlagfilmes 120 infolge einer niedrigen Temperatur niedrig ist, kann die Relativwasserabsorptionsrate FRH des inneren Abschnittes des Filmes sogar dann etwa 70% sein, wenn die äußerste Oberfläche des Antibeschlagfilmes 120 beschlägt.
Unmittelbar bevor die Fahrgäste in das Fahrzeug 10 einsteigen, ist die Relativwasserabsorptionsrate FRH des Antibeschlagfilmes 120 im Gleichgewicht mit der Feuchtigkeit der Luft in dem Fahrzeuginnenraum. Insbesondere ist der Wasserdampfdruck des Antibeschlagfilmes 120 gleich dem Wasserdampfdruck des Fahrzeuginnenraumes. Zudem weist die äußerste Oberfläche zu dem innersten Abschnitt des Antibeschlagfilmes 120 denselben Wasserdampfdruck auf. Sogar in einem Fall, in dem die Glastemperatur und die Temperatur des Fahrzeuginnenraumes verschieden sind, ist der Wasserdampfdruck des inneren Abschnittes des Filmes bei dieser Glastemperatur gleich dem Wasserdampfdruck bei Raumtemperatur und im Gleichgewicht mit diesem.
Auf Grundlage der vorbeschriebenen Ideen werden die Wasserkonzentrationsverteilungen der äußersten Oberfläche, des Inneren (des inneren Abschnittes) und des tiefsten Abschnittes des Antibeschlagfilmes 120 nach einer Zeit Δt gemäß dem Fick'schen Gesetz (Diffusionsgleichung des Konzentrationsgradienten) vorhergesagt. Berechnet wird die Wasserkonzentrationsverteilung bis 10 min später unter derselben Bedingung (Zustand, in dem sich die Glastemperatur und die Temperatur und die Feuchtigkeit des Fahrzeuginnenraumes nicht ändern) mit Fortsetzung für beispielsweise 10 min.
Die Relativwasserabsorptionsrate FRH der äußersten Oberfläche des Antibeschlagfilmes 120 wird überwacht, wobei dann, wenn die Relativwasserabsorptionsrate FRH 100% erreicht, bestimmt wird, dass ein Beschlag entstanden ist. In diesem Fall erhält man die Relativwasserabsorptionsrate FRH der äußersten Oberfläche des Antibeschlagfilmes 120 durch Dividieren der Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD durch die Sättigungswasserabsorptionsmassenkonzentration FW der äußersten Oberfläche des Antibeschlagfilmes 120. Auf diese Weise zeichnet sich die Erfindung der vorliegenden Anmeldung dadurch aus, dass die zukünftige Relativwasserabsorptionsrate der äußersten Oberfläche des Antibeschlagfilmes 120 vorhergesagt wird.
Die verbleibende Zeit bis dann, wenn zu erwarten ist, dass der Beschlag entsteht, wird auf eine vorfestgelegte verbleibende Zeit (von beispielsweise 30 s) eingestellt, wobei dann, wenn die verbleibende Zeit 0 erreicht, der Modus zum Trocknen des Antibeschlagfilmes 120 beginnt, indem bewirkt wird, dass der elektrische Erwärmungsdraht 130 oder der elektrische Erwärmungsfilm in dem energieversorgten Zustand sind oder der Entfroster 20 aktiviert wird.
Wird veranlasst, dass der elektrische Erwärmungsdraht 130 oder der elektrische Erwärmungsfilm im energieversorgten Zustand sind, so ist die verbleibende Zeit beispielsweise 10 min oder mehr, weshalb der elektrische Erwärmungsdraht 130 oder der elektrische Erwärmungsfilm auf EIN gestellt werden, bis die Relativwasserabsorptionsrate FRH der äußersten Oberfläche des Antibeschlagfilmes 120 eine vorfestgelegte Relativwasserabsorptionsrate (von beispielsweise 80%) erreicht, wobei dann, wenn die Relativwasserabsorptionsrate FRH der äußersten Oberfläche weniger als 80% wird, veranlasst wird, dass der elektrische Erwärmungsdraht 130 oder der elektrische Erwärmungsfilm in dem nicht energieversorgten Zustand sind. Das Vorbeschriebene gilt auch dann, wenn der Entfroster 20 aktiviert wird.
Als Nächstes wird die Entstehung eines Beschlages an der Grenzfläche zwischen der Luft in dem Fahrzeuginnenraum und der äußersten Oberfläche des Antibeschlagfilmes 120 erläutert. Eine Strömung aus Wasserdampf an der Grenzfläche zwischen der Luft in dem Fahrzeuginnenraum und der äußersten Oberfläche des Antibeschlagfilmes 120 wird entsprechend der nachfolgenden Prozedur berechnet.
Im vorliegenden Fall geht man davon aus, dass das Molekulargewicht des Wasserdampfes gleich 18 und die Gaskonstante R gleich 461,5149 [J/K/kg] pro kg ist, was man durch Umwandeln der Gaskonstante (8,3144598 [J/K/mol]) des Wasserdampfes pro Mol erhält. Die spezifische Wärme des Wassers Cw ist als 1007 [J/K/kg] gegeben, der Wärmetransferkoeffizient H des Wasserdampfes in einem natürlichen Konvektionszustand ohne Wind bei Raumtemperatur ist als 4,2 [W/m²/K] gegeben, die Raumtemperatur wird als Troom [°C] bezeichnet, und der Wasserdampfdruck in der Atmosphäre im Fahrzeug wird als ES [Pa] bezeichnet.
Die Luftdichte pair wird durch die nachfolgende Formel ausgedrückt: $ρ air = (1,2923 / (1 + 0,00366 \times T)) \times ((101325 - 0,378 \times ES) / 101325) [{kg/m}^{3}]$
Die empirische Formel des Wasserdiffusionskoeffizienten Dair von Luft bei atmosphärischem Druck wird durch die nachfolgende Formel ausgedrückt: $Dair=0,241 \times ((Troom+273,15) / 288) 1,75 \times 10 - 4 [m^{2} /s]$
Der Wärmediffusionskoeffizient TDair von Luft wird durch die nachfolgende Formel ausgedrückt: $TDair = (0,1356 \times Troom + 18,51) \times 10 - 6 [m^{2} /s]$
Ein Dampftransferkoeffizient Hwater entsprechend der Dampfdruckdifferenz an der Wasseroberfläche im windlosen Zustand bei Umwandlung aus dem Wärmetransferkoeffizienten wird durch die nachfolgende Formel ausgedrückt: $Hwater=H \times (Dair / TDair) (2 / 3) / R \times Cw \times (Troom + 273,15) \times Dai r) [{kg/s/m}^{2} / Pa]$
Die Relativwasserabsorptionsrate FRH der äußersten Oberfläche des Antibeschlagfilmes 120 im Gleichgewichtszustand mit Luft bei einer bestimmen Relativfeuchtigkeit ist im Wesentlichen gleich der Relativfeuchtigkeit von Luft. Nimmt die Temperatur ab, so nimmt der Sättigungswasserdampfdruck der Luft stark ab, wobei jedoch die Sättigungswasserabsorptionsmassenkonzentration FW des Antibeschlagfilmes 120 im Wesentlichen konstant bleibt und nur der Wasserdampfdruck abnimmt.
In diesem Fall wird unter Verwendung der Relativfeuchtigkeit RH [%] und des Sättigungswasserdampfdruckes EW [Pa] der Luft der Wasserdampfdruck ES [Pa] der Luft in dem Fahrzeuginnenraum durch die nachfolgende Formel ausgedrückt: $ES=EW×RH$
Unter Verwendung der Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD [kg/m³] des Antibeschlagfilmes 120 und der Sättigungswasserabsorptionsmassenkonzentration FW [kg/m³] des Antibeschlagfilmes 120 wird die Relativwasserabsorptionsrate FRH [%] der äußersten Oberfläche des Antibeschlagfilmes 120 durch die nachfolgende Formel ausgedrückt. $FRH=FD/FW$
Wird der Sättigungswasserdampfdruck des Glashauptkörpers 111 in Bezug auf Luft mit EWF [Pa] bei einer bestimmten Temperatur bezeichnet, so wird der Wasserdampfdruck Fs des Antibeschlagfilmes 120 durch die nachfolgende Formel ausgedrückt. $Fs=EWF \times FRH [Pa]$
Die Wasserabsorptionsgeschwindigkeit FWS (Flow Water Surface FWS, Fließwasseroberfläche) [kg/m²/s] der äußersten Oberfläche des Antibeschlagfilmes 120 wird durch die nachfolgende Formel ausgedrückt. $FWS= (ES - FS) \times Hwater$
Die Wasserdiffusionsabsorption D [m²/s] des inneren Abschnittes des Antibeschlagfilmes 120 kann folgendermaßen hergeleitet werden. Wird der Diffusionsaktivierungskoeffizient der äußersten Oberfläche des Antibeschlagfilmes 120 in Bezug auf Wasserdampf mit α bezeichnet, wird die Gaskonstante mit R (=461,5149) [J/K/kg] bezeichnet, wird die Wasseraktivierungsenergie des inneren Abschnittes des Filmes mit eFilm (=2,8 × 106) [J] bezeichnet und wird die Glastemperatur mit Tg [K] bezeichnet, so wird der Wasserdiffusionskoeffizient D durch die nachfolgende Formel ausgedrückt. $D= α \times Exp (eFilm / R / (Tg + 273,15))$
Eine nichtstationäre Analyse der Wasserabsorptionsmassenkonzentrationsverteilung FD (x, t) [kg/m³] des Antibeschlagfilmes 120 wird entsprechend einem Finite-Differenz-Verfahren unter Verwendung der nachfolgenden Diffusionsgleichung analysiert. $\partial FD (x) / \partial t=D \times \partial 2 FD (x) / \partial x 2 + FWS \dots (x=0)$
$\partial FD (x) / \partial t=D \times \partial 2 FD (x) / \partial x 2 \dots (0<x<d)$
$\partial FD (x) / \partial t=0 \dots (x=d)$
Die nichtstationäre Analyse wird durch eine dimensionslose Wasserabsorptionsvolumenkonzentration U(x, t) gelöst. Die Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD(x, t) des Antibeschlagfilmes 120 ist durch die nachfolgende Formel gegeben, wobei in diesem Fall C die Konzentration von Wasser, also 1000 [kg/m³] bezeichnet. $FD (x,t) = U (x,t) \times C [{kg/m}^{3}]$
Die nichtstationäre Analyse wird in einem derartigen Bereich durchgeführt, dass die Filmdicke x gleich 0 [m] bis d [m] ist. Der Antibeschlagfilm 120 wird beispielsweise derart behandelt, dass er in Dickenrichtung unterteilt wird. In einem Fall, in dem die Filmdicke des Antibeschlagfilmes 120 beispielsweise gleich 20 µm ist, wird der Antibeschlagfilm 120 in zehn Abschnitte mit einem Abstand von 2 µm von der obersten Schicht zu der untersten Schicht in Dickenrichtung unterteilt. FD (x=0, t) ist die Wasserabsorptionsmassenkonzentration in der obersten Schicht des Antibeschlagfilmes 120, die in Kontakt mit Luft ist. FD (x=d, t) ist die Wasserabsorptionsmassenkonzentration in der untersten Schicht des Antibeschlagfilmes 120, die in Kontakt mit dem Glashauptkörper 111 ist. Bei der Differenzanalyse wird die Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD (x=0, t) in der obersten Schicht des Antibeschlagfilmes 120 beispielsweise für eine bestimmte Zeitspanne bewertet. Die Zeit t=0 [s] stellt eine Zeit dar, zu der die Wasserabsorptionsmassenkonzentration der obersten Schicht des Antibeschlagfilmes 120 vorhergesagt wird. Bei der Erfindung der vorliegenden Anmeldung bezeichnet die oberste Schicht des Antibeschlagfilmes 120 eine Schicht, die in Kontakt mit Luft ist, wenn der Antibeschlagfilm 120 in Dickenrichtung mit einer vorbestimmten Dicke unterteilt ist. Die vorbestimmte Dicke wird je nach Bedarf und Zweck eingestellt.
Die nichtstationäre Analyse wird bevorzugt kontinuierlich durchgeführt, nachdem die Analyse erstmalig begonnen wurde.
Um die Diffusionsgleichung, die eine partielle Differenzialgleichungen ist, zu lösen, empfiehlt sich, eine Berechnung durch ein explizites Verfahren mit Vorwärtsdifferenz für die Zeit und mit Zentraldifferenz für den Raum durchzuführen, da mit Blick auf die Analyse bei der Berechnung diskontinuierliche Punkte vorhanden sind, an denen der Beschlag in der obersten Schicht infolge einer Wasserabsorptionssättigung in dem Film entsteht.
Die Wasserabsorptionsvolumenkonzentration U(x, 0) [kg/m³] der Anfangsbedingung zu der Zeit t=0 ist gleich U(x, 0)=U0 (0≤x≤d). Die Grenzbedingung ist eine Änderung U(0, t) der Wasserabsorptionsvolumenkonzentration der obersten Schicht und eine Änderung U(d, t) der Wasserabsorptionsvolumenkonzentration der untersten Schicht. U0 ist die anfängliche gleichmäßige und im Gleichgewicht gegebene Wasserabsorptionsvolumenkonzentration [kg/m³] des Inneren des Filmes.
Aus der Formel der Stabilität der Lösung des expliziten Verfahrens ergibt sich der Grenzbereich von dt für die zeitliche Vorwärtsdifferenz folgendermaßen. $dt<dx 2 / 2 / (Hwater \times dx+D) \times C \times ρ [s]$
Hierbei bezeichnen dx die Dicke [m], in der die Filmdicke unterteilt wird, Hwater einen Dampftransferkoeffizienten [kg/s/m²/Pa], D das Innere des Filmdiffusionskoeffizienten [m²/s], C die Konzentration des Wassers 1000 [kg/m³] und p die spezifische Wärme von Wasser [J/kg/K].
U(x=0, t+dt) zu der Zeit t+dt der Wasserabsorptionsvolumenkonzentration der äußersten Oberfläche des Antibeschlagfilmes 120 wird durch die nachfolgende Formel ausgedrückt. $\begin{array}{l} U (0,t+dt) =Hwater/C/ ρ × (ES-FW) ×dt×dx+ (1-2×D/C/ ρ × (dt/dxs)) × \\ U (0,t) =D/C/ ρ × (dt×dx2) ×U (dx,t) \end{array}$
U(x, t+dt) zu der Zeit t+dt der Wasserabsorptionsvolumenkonzentration im Inneren des Filmes (an einer Tiefenposition x von der Oberfläche aus) des Antibeschlagfilmes 120 wird durch die nachfolgende Formel ausgedrückt. $\begin{array}{l} U (x,t+dt) = D / C/ ρ \times (dt / dx 2) \times U (x-dx,t) + (1 - 2 \times D / C/ ρ \times (dt / dx 2)) \times \\ U (x,t) + D / C/ ρ \times (dt / dx 2) \times U (x+dx,t) \end{array}$
U(x=d, t+dt) zu der Zeit t+dt der Wasserabsorptionsvolumenkonzentration in der untersten Schicht (x=d) des Antibeschlagfilmes 120 wird durch die nachfolgende Formel ausgedrückt. $\begin{array}{l} U (x=d,t+dt) = D / C/ ρ \times (dt / dx 2) \times U (d-dx,t) (1 - 2 \times D / C/ ρ \times (dt / dx 2)) \times \\ U (dt) + D / C/ ρ \times (dt / dx 2) \times U (d-dx,t) \end{array}$
Entsprechend der vorstehenden Konfiguration kann die Steuer- bzw. Regeleinheit 150, um ein Beschlagen des Antibeschlagfilmes 120 zu verhindern, das Steuern bzw. Regeln beispielsweise folgendermaßen durchführen.
In einem Fall, in dem FD (x=0) < FW bei einem Vergleich zwischen der Sättigungswasserabsorptionsmassenkonzentration FW [kg/m³] des Antibeschlagfilmes 120 und der Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD (x=0) der obersten Schicht des Antibeschlagfilmes 120 gilt, entsteht kein Beschlag. Ist FD (x=0) ≥ FW erfüllt, so bewirkt das kondensierte Wasser, das die Sättigungswasserabsorptionsmassenkonzentration FW des Antibeschlagfilmes 120 übersteigt, ein Beschlagen und schlägt sich an der Oberfläche nieder.
Es wird eine Zeitdauer Ts, bis FD (x=0) ≥ FW erfüllt ist und ein Beschlag an dem Antibeschlagfilm 120 entsteht (das heißt, eine erforderliche Zeitdauer ab der Zeit, zu der die Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD (x=0) der obersten Schicht des Antibeschlagfilmes 120 vorhergesagt wird, zu der Zeit, zu der der Beschlag erwartungsgemäß entsteht) hergeleitet, wobei dann, wenn die Zeitdauer Ts beispielsweise 30 s oder weniger wird (TS ≤ 30 [s]) oder die Zeitdauer Ts bevorzugt 10 s oder weniger wird (TS ≤ 10 [s]), die Steuerung bzw. Regelung 150C veranlasst, dass der elektrische Erwärmungsdraht 130 in dem energieversorgten Zustand ist, indem der Schalter 140 zum Aktivieren des Trocknungsmodus auf EIN gestellt wird.
Die Zeitdauer Ts, bis F (x=0) ≥ FW erfüllt ist und ein Beschlag an dem Antibeschlagfilm 120 entsteht, wird berechnet, indem die Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD (x=0) der äußersten Oberfläche des Antibeschlagfilmes 120 bis zu einer vorbestimmten Zeit (von beispielsweise 10 min) folgendermaßen berechnet wird.
Ein Zeitschritt dti des i-ten Zeitschrittes dti ist bei der Berechnung zur Vorhersage der Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD (x=0) für 10 min (600 [s]) in der Zukunft ab dem Zeitpunkt der Berechnung variabel, wobei jedoch im Folgenden der Erklärung halber davon ausgegangen wird, dass der Zeitschritt dti konstant ist.
Bei jedem Zeitschritt t=0, 1×dt, 2×dt, 3Xdt, 4×dt, 5×dt, ..., (n-1)×dt, n×dt, (n+1)×dt, ..., 600[s] wird die Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD (x=0) [kg/m³] der obersten Schicht des Antibeschlagfilmes 120 sukzessive berechnet.
Zu der Zeit Tn-1=Σdti (li=1 to n-1) des (n-1)-ten Schrittes ist die nachfolgende Beziehung zwischen der Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD (0, Tn-1) der obersten Schicht des Antibeschlagfilmes 120 und der Sättigungswasserabsorptionsmassenkonzentration FW erfüllt. $FD (0, Tn - 1) [{kg/m}^{3}] < FW [{kg/m}^{3}]$
Zu der Zeit Tn=Σdti (i=1 bis n) des n-ten Schrittes ist die nachfolgende Formel zwischen der Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD (0, Tn) der obersten Schicht des Antibeschlagfilmes 120 und der Sättigungswasserabsorptionsmassenkonzentration FW erfüllt. Die erforderliche Zeitdauer ab der Zeit, zu der die Wasserabsorptionsmassenkonzentration (x=0) der obersten Schicht des Antibeschlagfilmes 120 vorhergesagt wird, zu der Zeit Tn ist als Zeitdauer Ts, bis ein Beschlag an dem Antibeschlagfilm 120 entsteht, definiert. $FD (0, Tn) [{kg/m}^{3}] \geq FW [{kg/m}^{3}]$
Insbesondere veranlasst beispielsweise dann, wenn die Zeitdauer Ts gleich 30 s oder weniger wird (Ts≤30 [s]) oder die Zeitdauer Ts bevorzugt 10 s oder weniger wird (Ts≤10 [s]), die Steuerung bzw. Regelung 150C, dass der elektrische Erwärmungsdraht 130 oder der elektrische Erwärmungsfilm in dem energieversorgten Zustand ist.
Sodann kann bei der Berechnung, wenn die Relativwasserabsorptionsrate FRH (x=0) der äußersten Oberfläche des Antibeschlagfilmes 120 beispielsweise 80% oder weniger wird (FRH (x=0) ≤ 80%), die Steuerung bzw. Regelung 150C veranlassen, dass der elektrische Erwärmungsdraht 130 oder der elektrische Erwärmungsfilm in dem nicht energieversorgten Zustand ist.
Bei der vorstehenden Erläuterung wird beispielsweise veranlasst, dass der elektrische Erwärmungsdraht 130 oder der elektrische Erwärmungsfilm in dem energieversorgten Zustand ist, um den Antibeschlagfilm 120 zu trocknen. Anstatt jedoch zu veranlassen, dass der elektrische Erwärmungsdraht 130 oder der elektrische Erwärmungsfilm in dem energieversorgten Zustand ist, oder zusätzlich zum Veranlassen, dass der elektrische Erwärmungsdraht 130 oder der elektrische Erwärmungsfilm in dem energieversorgten Zustand ist, kann beispielsweise der Entfroster 20 auf EIN gestellt werden, die Klimaanlage von einem Innenluftmodus auf einen Umfeldluftmodus geschaltet werden oder der Entfeuchter angehalten werden.
Zudem wird die Zeitdauer Ts, bis der Beschlag an dem Antibeschlagfilm 120 entsteht, bevorzugt wiederholt gemäß einem vorbestimmten Steuer- bzw. Regelzyklus berechnet, nachdem die Analyse erstmalig begonnen worden ist.
4 ist eine Figur zur Darstellung eines Flussdiagramms der Verarbeitung, die von der Steuerung bzw. Regelung 150C ausgeführt wird.
Die Steuerung bzw. Regelung 150C beginnt den Prozess, wenn die Leistungsversorgung von der ECU auf EIN gestellt wird.
Die Steuerung bzw. Regelung 150C bestimmt, ob die Glastemperatur größer als die Taupunkttemperatur ist, auf Grundlage der Glastemperatur, die von dem Temperatursensor 150A detektiert wird, und der Temperatur und der Feuchtigkeit des Fahrzeuginnenraumes, die von dem Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B detektiert werden (Schritt S1). Schritt S1 ist bei der vorliegenden Erfindung keine verpflichtende Verarbeitung.
Genügt die Glastemperatur nicht der Bedingung, dass sie die Taupunkttemperatur übersteigt (S1: NEIN), so veranlasst die Steuerung bzw. Regelung 150C, dass der elektrische Erwärmungsdraht 130 oder der elektrische Erwärmungsfilm in dem energieversorgten Zustand sind, oder stellt den Entfroster 20 auf EIN (Schritt S2). Die Steuerung bzw. Regelung 150C führt die Verarbeitung der Schritte S1 und S2 wiederholt durch, bis bestimmt wird, dass die Glastemperatur der Bedingung genügt, dass sie die Taupunkttemperatur übersteigt (S1: JA).
Bestimmt die Steuerung bzw. Regelung 150C, dass die Glastemperatur der Bedingung genügt, dass sie die Taupunkttemperatur übersteigt (S1: JA), so beginnt die Steuerung bzw. Regelung 150C mit dem Berechnen der Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD (x) bis beispielsweise 10 min später gemäß Identifizierung durch die Glastemperatur und die Temperatur und die Feuchtigkeit des Fahrzeuginnenraumes (Schritt S3). Die 10 min werden ab der Zeit gezählt, zu der die Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD (x) berechnet wird.
Die Steuerung bzw. Regelung 150C bestimmt, ob die Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD (x=0) der obersten Schicht des Antibeschlagfilmes 120 bis 10 min später größer oder gleich einem voreingestellten Wert ist (Schritt S4).
Wird bestimmt, dass die Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD (x=0) bis 10 min später nicht größer oder gleich einem voreingestellten Wert der Wasserabsorptionsmassenkonzentration ist (S4: NEIN), so führt die Steuerung bzw. Regelung 150C die Verarbeitung von Schritt S4 wiederholt aus, ohne zu Schritt S5 überzugehen.
Bestimmt die Steuerung bzw. Regelung 150C, dass die Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD (x=0) bis 10 min später größer oder gleich dem voreingestellten Wert ist (S4: JA), so leitet die Steuerung bzw. Regelung 150C die Zeit (die verbleibende Zeit) Ts her, bis der Beschlag an dem Antibeschlagfilm 120 entsteht (Schritt S5). Die Zeitdauer Ts kann von der Steuerung bzw. Regelung 150C entsprechend dem vorbeschriebenen Verfahren hergeleitet werden.
Die Steuerung bzw. Regelung 150C bestimmt, ob die Zeitdauer Ts, die bei dem Schritt S5 hergeleitet worden ist, gleich einer vorfestgelegten Zeit A ist oder kleiner als die vorfestgelegte Zeit A ist (Schritt S6).
In einem Fall, in dem die Zeitdauer Ts nicht gleich der vorfestgelegten Zeit A und nicht kleiner als die vorfestgelegte Zeit A ist, führt die Steuerung bzw. Regelung 150C die Verarbeitung von Schritt S6 wiederholt aus, ohne zu Schritt S7 überzugehen.
Ist die Zeitdauer Ts gleich der vorab festgelegten Zeit A oder kleiner als die Zeit A (S6: JA), so veranlasst die Steuerung bzw. Regelung 150C, dass der elektrische Erwärmungsdraht 130 oder der elektrische Erwärmungsfilm in dem energieversorgten Zustand sind, oder stellt den Entfroster 20 auf EIN (Schritt S7).
Die Steuerung bzw. Regelung 150C bestimmt, ob die kontinuierlich berechnete Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD (x=0) bis 10 min später kleiner oder gleich einem voreingestellten Wert ist (Schritt S8). In einem Fall, in dem die Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD (x=0) bis 10 min später beispielsweise größer als der voreingestellte Wert ist, führt die Steuerung bzw. Regelung 150C die Verarbeitung des Schrittes S8 wiederholt durch, ohne zu Schritt S9 überzugehen.
Erreicht die Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD (x=0) bis 10 min später den voreingestellten Wert oder weniger (S8: JA), so veranlasst die Steuerung bzw. Regelung 150C, dass der elektrische Erwärmungsdraht 130 oder der elektrische Erwärmungsfilm in dem nicht energieversorgten Zustand sind, oder stellt den Entfroster 20 auf AUS (Schritt S9).
Die Abfolge der Verarbeitung endet hier. Obwohl die Leistungsversorgung des Fensterglassystems 100 im EIN-Zustand ist, führt die Steuerung bzw. Regelung 150C die Verarbeitung von Schritten S1 bis S9 gemäß einem vorbestimmten Steuer- bzw. Regelzyklus wiederholt aus.
Nachstehend wird entsprechend der Ausführungsform die Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD (x=0) der obersten Schicht des Antibeschlagfilmes 120 ab dem Zeitpunkt, zu dem die Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD (x=0) vorhergesagt wird, bis zu dem Zeitpunkt, der beispielsweise 10 min später ist, auf Grundlage der Glastemperatur und der Temperatur und der Feuchtigkeit des Fahrzeuginnenraumes berechnet, und es wird die Zeitdauer Ts, bis ein Beschlag an der obersten Schicht des Antibeschlagfilmes 120 entsteht, hergeleitet.
Wenn die Zeitdauer Ts beispielsweise 30 s oder weniger wird (Ts ≤ 30 [s]) oder die Zeitdauer Ts bevorzugt 10 s oder weniger wird (Ts ≤ 10 [s]), wird veranlasst, dass der elektrische Erwärmungsdraht 130 oder der elektrische Erwärmungsfilm in dem energieversorgten Zustand ist, oder es wird der Entfroster 20 durch Aktivieren des Trocknungsmodus auf EIN gestellt.
Entsprechend kann dem Entstehen eines Beschlages an dem Antibeschlagfilm 120 des Fensterglases 110 vorab entgegengewirkt werden.
Daher kann das Fensterglassystem 100 mit verbessertem Antibeschlagverhalten bereitgestellt werden.
Zudem ist vorstehend ein Aspekt erläutert worden, bei dem die Steuer- bzw. Regeleinheit 150 an der fahrzeuginnenraumseitigen Oberfläche des Glashauptkörpers 111 vorgesehen ist. Die Steuer- bzw. Regeleinheit 150 kann jedoch auch an der gefärbten Keramikschicht 112 oder der gefärbten organischen Farbschicht der Fahrzeuginnenraumseite des Glashauptkörpers 111 vorgesehen sein. In diesem Fall wird die Temperatur, die von dem Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B detektiert wird, von der gefärbten Keramikschicht 112 oder der gefärbten organischen Farbschicht beeinflusst, weshalb die detektierte Temperatur in einen Wert an dem Zentralabschnitt 111A umgewandelt werden kann. Für die Umwandlung kann beispielsweise eine Umwandlungsformel verwendet werden.
Zudem ist vorstehend ein Aspekt beschrieben worden, bei dem die Steuerung bzw. Regelung 150C in der Steuer- bzw. Regeleinheit 150 beinhaltet und an der fahrzeuginnenraumseitigen Oberfläche des Glashauptkörpers 111 vorgesehen ist. Die Position, an der die Steuerung bzw. Regelung 150C vorgesehen ist, ist jedoch nicht auf diese Position beschränkt. Die Steuerung bzw. Regelung 150C kann mit dem Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B beispielsweise über ein Kabel verbunden sein und muss nicht an dem Glashauptkörper 111 vorgesehen sein. Zudem kann die Steuerung bzw. Regelung 150C an einem beliebigen gegebenen Punkt in einem Kabel, das den Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B oder den Schalter 140 und die ECU des Fahrzeuges 10 verbindet, vorgesehen sein.
Zudem ist vorstehend ein Aspekt beschrieben worden, bei dem die Steuerung bzw. Regelung 150C dasjenige, dass der elektrische Erwärmungsdraht 130 in dem energieversorgten Zustand ist, auf Grundlage der Temperatur und der Feuchtigkeit, die von dem Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B detektiert werden, veranlasst. Anstelle des elektrischen Erwärmungsdrahtes 130 oder zusätzlich zu dem elektrischen Erwärmungsdraht 130 kann auch der Entfroster 20 des Fahrzeuges 10 aktiviert werden.
Zudem ist vorstehend ein Verfahren beschrieben worden, bei dem die Steuerung bzw. Regelung 150C die Zeitdauer Ts, bis ein Beschlag an dem Antibeschlagfilm 120 entsteht, auf Grundlage der Glastemperatur und der Temperatur und der Feuchtigkeit des Fahrzeuginnenraumes, die von dem Temperatursensor 150A beziehungsweise dem Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B detektiert werden, schätzt. Die Zeitdauer Ts kann jedoch auch auf Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Temperatur des Umfeldes des Fahrzeuginnenraumes und der Temperatur des Fahrzeuginnenraumes geschätzt werden. Hergeleitet werden kann die Glastemperatur beispielsweise aus der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Temperatur des Umfeldes des Fahrzeuginnenraumes und der Temperatur des Inneren des Fahrzeuginnenraumes, wobei die Zeitdauer Ts auf Grundlage der Glastemperatur, der Temperatur des Fahrzeuginnenraumes und der Feuchtigkeit des Fahrzeuginnenraumes, die hergeleitet worden sind, geschätzt werden kann. In diesem Fall können ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor zum Detektieren der Fahrzeuggeschwindigkeit und ein Fahrzeugumfeldtemperatursensor zum Detektieren der Temperatur des Umfeldes des Fahrzeuginnenraumes anstelle des Temperatursensors 150A vorgesehen sein.
Alternativ kann die Verarbeitung, die von der Steuerung bzw. Regelung 150C ausgeführt wird, auch derart sein, wie in 5 dargestellt ist. 5 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung einer Verarbeitung, die von der Steuerung bzw. Regelung 150C entsprechend einer modifizierten Ausführungsform der Ausführungsform ausgeführt wird.
Beginnt die Steuerung bzw. Regelung 150C mit der Verarbeitung, so beginnt die Steuerung bzw. Regelung 150C mit der Berechnung der Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD (x) bis zu einem späteren vorbestimmten Zeitpunkt und der Zeitdauer Ts, bis ein Beschlag an dem Antibeschlagfilm 120 entsteht (Schritt S21).
Die Steuerung bzw. Regelung 150C bestimmt, ob der elektrische Erwärmungsdraht 130 oder der elektrische Erwärmungsfilm in dem energieversorgten Zustand ist (Schritt S22).
Bestimmt die Steuerung bzw. Regelung 150C, dass der elektrische Erwärmungsdraht 130 oder der elektrische Erwärmungsfilm in dem energieversorgten Zustand ist (S22: JA), so bestimmt die Steuerung bzw. Regelung 150C, ob die Zeitdauer Ts größer als eine vorfestgelegte Zeit B ist (Schritt S23).
In einem Fall, in dem die Zeitdauer Ts nicht größer als die vorfestgelegte Zeit B ist, führt die Steuerung bzw. Regelung 150C die Verarbeitung von Schritt S23 wiederholt aus, ohne zu Schritt S24 überzugehen. Im Ergebnis wird der elektrische Erwärmungsdraht 130 oder der elektrische Erwärmungsfilm in dem energieversorgten Zustand gehalten.
Bestimmt die Steuerung bzw. Regelung 150C, dass die Zeitdauer Ts größer als die vorfestgelegte Zeit B ist (S23: JA), so veranlasst die Steuerung bzw. Regelung 150C, dass der elektrische Erwärmungsdraht 130 oder der elektrische Erwärmungsfilm in dem nicht energieversorgten Zustand ist (Schritt S24). Beendet die Steuerung bzw. Regelung 150C die Verarbeitung von Schritt S24, so beendet die Steuerung bzw. Regelung 150C die Abfolge der Verarbeitung.
Bestimmt die Steuerung bzw. Regelung 150C bei Schritt S22, dass der elektrische Erwärmungsdraht 130 oder der elektrische Erwärmungsfilm in dem nicht energieversorgten Zustand ist (S22: NEIN), so bestimmt die Steuerung bzw. Regelung 150C, ob die Zeitdauer Ts gleich einer vorfestgelegten Zeit C oder kleiner als die vorfestgelegte Zeit C ist (Schritt S25).
Bestimmt die Steuerung bzw. Regelung 150C, dass die Zeitdauer Ts nicht gleich der vorfestgelegten Zeit C und nicht kleiner als die Zeit C ist (S25: NEIN), so führt die Steuerung bzw. Regelung 150C die Verarbeitung von Schritt S25 wiederholt aus, ohne zu veranlassen, dass der Ablauf zu Schritt S26 übergeht. Im Ergebnis wird der elektrische Erwärmungsdraht 130 oder der elektrische Erwärmungsfilm in dem nicht energieversorgten Zustand gehalten.
Bestimmt die Steuerung bzw. Regelung 150C, dass die Zeitdauer Ts gleich der vorfestgelegten Zeit C oder kleiner als die vorfestgelegte Zeit C ist (S25: JA), so veranlasst die Steuerung bzw. Regelung 150C, dass der elektrische Erwärmungsdraht 130 oder der elektrische Erwärmungsfilm in dem energieversorgten Zustand ist (Schritt S26).
Die Abfolge der Verarbeitung endet hier. Während die Leistungsversorgung des Fensterglassystems 110 im EIN-Zustand ist, führt die Steuerung bzw. Regelung 150C die Verarbeitung von Schritten S21 bis S24 und die Verarbeitung von Schritten S21 bis S26 gemäß einem vorbestimmten Steuer- bzw. Regelzyklus aus.
Im vorliegenden Fall ist die vorfestgelegte Zeit B bevorzugt größer als die Zeit C. Ist die Zeit B größer als die Zeit C, so kann einer Fehlfunktion des elektrischen Erwärmungsdrahtes 130 oder des elektrischen Erwärmungsfilmes entgegengewirkt werden. Zudem kann dem Leistungsverbrauch entgegengewirkt werden. Die Differenz zwischen der Zeit B und der Zeit C ist bevorzugt größer oder gleich 100 s und besonders bevorzugt größer oder gleich 150 s.
Wie in 6 bis 8 dargestellt ist, kann das Fensterglas 110 eine Informationsermittlungseinrichtung 270 zum Ermitteln von Information über das Umfeld des beweglichen Körpers beinhalten. 6 bis 8 sind Figuren zur Darstellung der Struktur einer Halterung 280 und einer Einhausung 290 zum Anbringen der Informationsermittlungseinrichtung 270 an dem Glashauptkörper 111. 6 ist eine Figur zur Darstellung eines Querschnittes entlang A-A, wie durch die Pfeile in 7 angegeben ist, während 7 eine Vorderansicht ist. In den vorliegenden Erläuterungen bezeichnen die Aufwärts- und Abwärtsrichtungen Richtungen für den Fall, dass die Informationsermittlungseinrichtung 270, die Halterung 280 und die Einhausung 290 an dem Glashauptkörper 111, wie in 6 dargestellt ist, angebracht sind. In 6 entspricht die Linksrichtung der Vorderseite des Fahrzeuges, während die Rechtsrichtung der Rückseite des Fahrzeuges entspricht. Die Richtung, die durch die Zeichenebene hindurchtritt, entspricht der Seitenrichtung (seitlich). Die Richtung, die durch die Zeichenebene von der Vorderseite zur Rückseite hindurchtritt, entspricht einer Rechtsrichtung. Die Richtung, die durch die Zeichenebene von der Rückseite zur Vorderseite hindurchtritt, entspricht der Linksrichtung. Die Ausdrücke „links“ und „rechts“ bezeichnen die linke Seite und die rechte Seite in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeuges 10 (siehe 1). In den nachfolgenden Erläuterungen werden die Längsrichtung und die Seitenrichtung (seitlich) verwendet. 6 und 8 zeigen die vorderen, rückwärtigen, Links- und Rechtsrichtungen, während 7 die Links- und Rechtsrichtungen zeigt.
In 6 ist der Glashauptkörper 111 laminiertes Glas, in dem ein Zwischenschichtfilm 111C zwischen Glasplatten 111B und 111D abgedichtet eingebracht ist. Die gefärbte Keramikschicht 112, der elektrische Erwärmungsdraht 130 (nicht dargestellt), ein Antibeschlagfilm 220, der Temperatursensor 150A, der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B und ein Windgeschwindigkeitssensor 250D sind an der fahrzeuginnenraumseitigen Oberfläche der Glasplatte 111B angebracht. In einem Fall, in dem die Steuerung bzw. Regelung 150C ebenfalls angebracht ist, ist die Steuerung bzw. Regelung 150C bevorzugt in der Nähe der Informationsermittlungseinrichtung 270 vorgesehen. Die Informationsermittlungseinrichtung 270 ist häufig an einer Stelle vorgesehen, an der weniger wahrscheinlich ist, dass sie von Sonnenstrahlung beeinträchtigt wird, weshalb die Steuerung bzw. Regelung 150C der nachteiligen Wirkung von Sonnenstrahlung auf ähnliche Weise entgehen kann. Der elektrische Erwärmungsdraht 130 kann zwischen zwei Glasstücken vorgesehen sein. Bei dem Fensterglassystem 100 entsprechend der vorliegenden Erfindung kann der elektrische Erwärmungsdraht 130 durch einen elektrischen Erwärmungsfilm ersetzt werden.
Die gefärbte Keramikschicht 112 ist an demjenigen Abschnitt, in dem die Halterung 280 angebracht ist, in rechtwinkliger Form angebracht, wenn der Glashauptkörper 111 von vorne betrachtet wird.
An der fahrzeuginnenraumseitigen Oberfläche der Glasplatte 111B des Glashauptkörpers 111 ist der Antibeschlagfilm 220 in einem Abschnitt unter Ausschluss der oberen Endseite in einer Zone, die von der gefärbten Keramikschicht 120 eingeschlossen ist, ausgebildet. Der Antibeschlagfilm 220 ist an der vorderen Oberfläche der Informationsermittlungseinheit 271 der Informationsermittlungseinrichtung 270 befindlich und ist dafür vorgesehen, dem Entstehen eines Beschlages des Glashauptkörpers 111 an der vorderen Oberfläche der Informationsermittlungseinheit 271 entgegenzuwirken.
Der Temperatursensor 150A, der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B und der Windgeschwindigkeitssensor 250D sind ohne Überlappung mit dem Antibeschlagfilm 220 in einer Zone, die von der gefärbten Keramikschicht 112 eingeschlossen ist, an der fahrzeuginnenraumseitigen Oberfläche der Glasplatte 111B des Glashauptkörpers 111 vorgesehen. Der Temperatursensor 150A, der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B und der Windgeschwindigkeitssensor 250D sind beispielsweise an der oberen Seite des Antibeschlagfilmes 220 vorgesehen. Der Windgeschwindigkeitssensor 250D kann ein Hitzdraht-Windmesser und ein Ultraschall-Windmesser sein.
Die Informationsermittlungseinrichtung 270 kann eine Bildaufnahmeeinrichtung sein, so beispielsweise eine Kamera, eine optische Empfangseinrichtung, die Signale eines Radars oder einer optischen Bake empfängt, und dergleichen. Die Informationsermittlungseinrichtung 270 ist an dem Fensterglas 110 über die Halterung 280 und die Einhausung 290 befestigt. Die Halterung 280 und die Einhausung 290 sind Beispiele für ein Anbringelement. Die Informationsermittlungseinrichtung 270 beinhaltet eine Informationsermittlungseinheit 271 und ist dafür konfiguriert, Information über die Vorwärtsrichtung des Fahrzeuges 10 zu ermitteln, indem sie Bilder und Signale eines Radars oder einer optischen Bake mittels der Informationsermittlungseinheit 271 bezieht. In dem Glashauptkörper 111 ist eine Zone an der vorderen Oberfläche der Informationsermittlungseinheit 271 ein Beispiel für eine Informationsermittlungszone. Der Antibeschlagfilm 220 ist wenigstens in der Informationsermittlungszone des Fensterglases 110 vorgesehen.
Die Halterung 280 ist ein rahmenförmiges Element mit rechtwinkliger Form und beinhaltet einen konkaven Abschnitt 281 an der der oberen Oberfläche zu eigenen Seite in der Vorwärtsrichtung. Die Halterung 280 besteht beispielsweise aus Harz.
Wie in 8 dargestellt ist, beinhaltet die Einhausung 290 einen unteren Abschnitt 291 mit Rechtecksplattenform, Seitenwände 293 mit Dreiecksplattenform und eine hintere Oberflächenwand 293 mit Rechtecksplattenform. Die Seitenwände 292 erstrecken sich von den Seitenkanten des unteren Abschnittes 291 aus nach oben, während sich die hintere Oberflächenwand 293 von der rückwärtigen Kante des unteren Abschnittes 291 aus nach oben erstreckt. Ein Raum, der von dem unteren Abschnitt 291, den Seitenwänden 292 und der hinteren Oberflächenwand 293 eingeschlossen ist, ist ein Unterbringungsabschnitt 294, wobei die Informationsermittlungseinrichtung 270, die an der Oberfläche an der vorderen Seite der hinteren Oberflächenwand 293 befestigt ist, innerhalb des Unterbringungsabschnittes 294 befindlich ist. Die Einhausung 290 besteht beispielsweise aus Harz.
Bei der vorerläuterten Einhausung 290 sind die vordere Kante des unteren Abschnittes 291 und die oberen Kanten der Seitenwände 292 und der hinteren Oberflächenwand 293 mit der unteren Oberfläche der Halterung 280 verbunden. Des Weiteren ist die Halterung 280 über eine Klebeschicht 285 an der gefärbten Keramikschicht 112 an der fahrzeuginnenraumseitigen Oberfläche der Glasplatte 111B des Glashauptkörpers 111 befestigt. Die Klebeschicht 285 ist entlang der rechtwinkligen Form der Halterung 280 unterteilt und ist in dem konkaven Abschnitt 281 der Halterung 280 nicht vorgesehen.
Ist die Halterung 280, die mit der Einhausung 290 verbunden ist, mittels der Klebeschicht 285 an der fahrzeuginnenraumseitigen Oberfläche der Glasplatte 111B angebracht, so ist ein Spalt zwischen dem konkaven Abschnitt 281 der Halterung 280 und der fahrzeuginnenraumseitigen Oberfläche der Glasplatte 111B vorhanden. Zwischen einem Abschnitt, der nicht der konkave Abschnitt 281 der Halterung 280 ist, und der fahrzeuginnenraumseitigen Oberfläche der Glasplatte 111B sind in den Ausschnitten, die nicht mittels der Klebeschicht 285 verbunden sind, Spalte vorhanden.
Durch diese Spalte strömt Luft in der Fahrzeuginnenraumsseite in den Unterbringungsabschnitt 294 der Einhausung 290. Insbesondere ist der Spalt, der in dem Abschnitt des konkaven Abschnittes 281 ausgebildet ist, groß und weist in eine Richtung schräg nach unten an der vorderwärtigen Seite, weshalb beispielsweise Luft, die von der Klimaanlage behandelt worden ist, in den Unterbringungsabschnitt 294 strömt.
Daher kann der Windgeschwindigkeitssensor 250D die Windgeschwindigkeit des Windes aus der Klimaanlage detektieren.
Der Temperatursensor 150A kann die Temperatur in der Nähe des Glashauptkörpers 111 detektieren, und der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B kann die Temperatur und die Feuchtigkeit des Raumes, der von dem Anbringelement eingeschlossen ist, detektieren.
Ist der Entfroster 20 zudem auf EIN gestellt, so strömt Luft, die von dem Entfroster 20 entfeuchtet worden ist, in den Unterbringungsraum 294 durch den konkaven Abschnitt 281, bläst auf den Antibeschlagfilm 220 und strömt durch die Spalte, die nicht der konkave Abschnitt 281 sind, hinaus. Daher kann die Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD (x=0) der obersten Schicht des Antibeschlagfilmes 220 effizient verringert werden, und es kann die Betriebszeit des Entfrosters 20 verkürzt werden.
Der Temperatursensor 150A und der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B sind bevorzugt in der Nähe der Spalte der Ausschnitte dort, wo die Klebeschicht 285 unterteilt ist, vorgesehen. Sind der Temperatursensor 150A und der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B in der Nähe der Spalte der Ausschnitte dort, wo die Klebeschicht 285 unterteilt ist, vorgesehen, so kann die Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD (x=0) der obersten Schicht des Antibeschlagfilmes 220 genau berechnet werden. Die Position, in der der Temperatursensor 150A und der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B vorgesehen sind, sind in Planansicht bevorzugt innerhalb eines Radius von 50 mm, besonders bevorzugt innerhalb eines Radius von 40 mm und außerordentlich bevorzugt innerhalb eines Radius von 30 mm von dem Spalt befindlich.
Wird der Windgeschwindigkeitssensor 250D verwendet, so kann die Formel zur Herleitung des Wärmetransferkoeffizienten H durch die nachfolgende Formel zur Herleitung des Wärmetransferkoeffizienten H in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit V [m/s] des Fahrzeuginnenraumes ersetzt werden, um die Zeitdauer Ts, bis ein Beschlag an dem Antibeschlagfilm 220 entsteht, zu berechnen. $H = 5,8 + 4,2 V [{W/m}^{2} / K]$
Der Windgeschwindigkeitssensor 250D ist bevorzugt in demjenigen Abschnitt vorgesehen, in dem die Luft, die von dem Entfroster 20 entfeuchtet worden ist, hindurchtritt. Daher ist in diesem Fall der Windgeschwindigkeitssensor 250D beispielsweise an derjenigen Seite vorgesehen, die näher an dem konkaven Abschnitt 281 der Halterung 280 als der Temperatursensor 150A und der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B ist. Der Windgeschwindigkeitssensor 250D ist nahe an den Spalten der Ausschnitte dort, wo die Klebeschicht 285 unterteilt ist, vorgesehen.
Ist der Windgeschwindigkeitssensor in der Nähe der Spalte vorgesehen, so kann die Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD (x=0) der obersten Schicht des Antibeschlagfilmes 220 noch genauer berechnet werden. Die Position, in der der Windgeschwindigkeitssensor vorgesehen ist, ist in Planansicht bevorzugt innerhalb eines Radius von 100 mm, besonders bevorzugt innerhalb eines Radius von 80 mm und außerordentlich bevorzugt innerhalb eines Radius von 50 mm von den Spalten der Ausschnitte dort, wo die Klebeschicht 285 unterteilt ist, vorgesehen.
Anstelle der Halterung 280, wie sie in 6 bis 8 dargestellt ist, kann auch eine Halterung 280M, wie sie in 9 dargestellt ist, verwendet werden. 9 ist eine Figur zur Darstellung der Halterung 280M entsprechend einer modifizierten Ausführungsform der Ausführungsform.
Die Halterung 280M beinhaltet Öffnungsabschnitte 281M. Wird die Halterung 280M verwendet, so strömt Luft, die von dem Entfroster 20 getrocknet worden ist, in den Raum, der von der Halterung 280M und der Einhausung 290 eingeschlossen ist, weshalb auf ähnliche Weise wie in dem Fall, in dem die Halterung 280 gemäß Darstellung in 6 bis 8 verwendet wird, die Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD (x=0) der obersten Schicht des Antibeschlagfilmes 220 effizient verringert werden kann und die Betriebszeit des Entfrosters 20 verkürzt werden kann. Wird der Windgeschwindigkeitssensor 250D verwendet, so kann die Formel zur Herleitung des Wärmetransferkoeffizienten H durch die nachfolgende Formel zur Herleitung des Wärmetransferkoeffizienten H in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit V [m/s] des Fahrzeuginnenraumes ersetzt werden, um die Zeitdauer Ts, bis der Beschlag an dem Antibeschlagfilm 220 entsteht, zu berechnen.
Vorstehend sind das Fensterglassystem und das Fensterglas entsprechend exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben worden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die speziell offenbarten Ausführungsformen beschränkt und kann auf vielerlei Weisen abgewandelt und verändert werden, ohne vom Umfang der Ansprüche abzugehen.
Die vorliegende internationale Anmeldung beansprucht die Priorität der am 15. März 2019 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2019-049041 und der am 11. Dezember 2019 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2019-224051 , deren gesamte Inhalte hiermit durch Verweis in die vorliegende internationale Anmeldung aufgenommen sind.
Bezugszeichenliste

100: Fensterglassystem
110: Fensterglas
111: Glashauptkörper
111A: Zentralabschnitt
112: gefärbte Keramikschicht
120: Antibeschlagfilm
130: elektrischer Erwärmungsdraht
140: Schalter
150: Steuer- bzw. Regeleinheit
150A: Temperatursensor
150B: Temperatur- und Feuchtigkeitssensor
150C: Steuerung bzw. Regelung
160H: Leistungsversorgung
160L: Leistungsversorgung

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

JP 2019049041 [0150]
JP 2019224051 [0150]

Claims

Fensterglassystem, umfassend: ein Fensterglas, das an einem beweglichen Körper angebracht werden soll; einen Antibeschlagfilm, der an einer innenraumseitigen Oberfläche des Fensterglases vorgesehen werden soll; einen Temperatursensor, der dafür ausgelegt ist, eine Temperatur der innenraumseitigen Oberfläche des Fensterglases zu detektieren; einen Temperatur- und Feuchtigkeitssensor, der dafür ausgelegt ist, eine Temperatur und eine Feuchtigkeit eines Innenraumes des beweglichen Körpers zu detektieren; ein Trocknungsmittel, das dafür ausgelegt ist, Wasser, das an dem Antibeschlagfilm anhaftet, zu verdampfen; und eine Steuerung bzw. Regelung, die eine Schaltung beinhaltet, die dafür ausgelegt ist, auf Grundlage der Glastemperatur, die von dem Temperatursensor detektiert wird, und der Temperatur und der Feuchtigkeit des Innenraumes, die von dem Temperatur- und Feuchtigkeitssensor detektiert werden, eine Zeitdauer Ts zu schätzen und auf Grundlage der Zeitdauer Ts das Trocknungsmittel zu aktivieren, wobei die Zeitdauer Ts eine Zeitdauer ist, bis ein Beschlag an dem Antibeschlagfilm entsteht.
Fensterglassystem nach Anspruch 1, wobei die Zeitdauer Ts auf Grundlage einer Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD (x=0) einer obersten Schicht des Antibeschlagfilmes geschätzt wird.
Fensterglassystem nach Anspruch 2, wobei dann, wenn eine Sättigungswasserabsorptionsmassenkonzentration des Antibeschlagfilmes mit FW bezeichnet wird, die Zeitdauer Ts eine erforderliche Zeit ab einer Zeit, zu der die Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD (x=0) der obersten Schicht des Antibeschlagfilmes vorhergesagt wird, zu einer Zeit, zu der FD (x=0) ≥ FW erfüllt ist, ist.
Fensterglassystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuerung bzw. Regelung die Zeitdauer Ts wiederholt schätzt.
Fensterglassystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Trocknungsmittel ein elektrischer Erwärmungsdraht oder ein elektrischer Erwärmungsfilm ist, und in einer Planansicht der Temperatursensor in einer Erwärmungszone durch das Erwärmungsmittel ist.
Fensterglassystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Fensterglas eine Abschirmzone beinhaltet, und in einer Planansicht der Temperatursensor in der Abschirmzone vorgesehen ist.
Fensterglassystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Temperatursensor an einem oberen Abschnitt oder einem Seitenabschnitt des Fensterglases vorgesehen ist.
Fensterglassystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei in einer Planansicht der Temperatursensor außerhalb einer Zone, in der der Antibeschlagfilm vorgesehen ist, vorgesehen ist.
Fensterglassystem nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei in einer Planansicht eine Erwärmungszone durch das Trocknungsmittel eine Zone beinhaltet, die nicht mit einer Zone, in der der Antibeschlagfilm vorgesehen ist, überlappt.
Fensterglassystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, des Weiteren umfassend: eine Informationsermittlungseinrichtung, die dafür ausgelegt ist, Information über ein Umfeld des beweglichen Körpers zu ermitteln; und ein Anbringelement, das die Informationsermittlungseinrichtung an dem Fensterglas befestigt, wobei der Antibeschlagfilm in einer Informationsermittlungszone, die zu der Informationsermittlungseinrichtung weist, vorgesehen ist, und der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor in einem Raum, der von dem Anbringelement eingeschlossen ist, vorgesehen ist.
Fensterglassystem nach Anspruch 10, wobei ein Spalt zwischen dem Fensterglas und dem Anbringelement vorhanden ist oder das Anbringelement einen Öffnungsabschnitt beinhaltet.
Fensterglassystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Temperatursensor und der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor nebeneinander vorgesehen sind.
Fensterglas, umfassend: ein Glas, das an einem beweglichen Körper angebracht ist; einen Antibeschlagfilm, der an einer innenraumseitigen Oberfläche des Glases vorgesehen werden soll; einen Temperatursensor, der dafür ausgelegt ist, eine Temperatur der innenraumseitigen Oberfläche des Glases zu detektieren; einen Temperatur- und Feuchtigkeitssensor, der dafür ausgelegt ist, eine Temperatur und eine Feuchtigkeit eines Innenraumes des beweglichen Körpers zu detektieren; und einen elektrischen Erwärmungsdraht oder einen elektrischen Erwärmungsfilm, das/der in einer Zone vorgesehen ist, die in einer Planansicht mit einer Zone, in der der Antibeschlagfilm vorgesehen ist, überlappt.
Fensterglas nach Anspruch 13, wobei in der Planansicht der Temperatursensor außerhalb einer Zone, in der der Antibeschlagfilm vorgesehen ist, in einer Erwärmungszone, die von dem elektrischen Erwärmungsdraht oder dem elektrischen Erwärmungsfilm erwärmt wird, vorgesehen ist.
Fensterglas nach Anspruch 13 oder 14, wobei das Glas eine Abschirmzone beinhaltet, und in der Planansicht der Temperatursensor in der Abschirmzone vorgesehen ist.