DE19723858A1

DE19723858A1 - Vorrichtung zum Beheizen einer Scheibe

Info

Publication number: DE19723858A1
Application number: DE1997123858
Authority: DE
Inventors: Guenter Haderer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-06-06
Filing date: 1997-06-06
Publication date: 1998-12-10
Also published as: GB9811506D0; GB2325993A; FR2764258A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Beheizen einer Scheibe nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Es sind Heizeinrichtungen für Windschutzscheiben oder Heck scheiben eines Kraftfahrzeugs bekannt, die bei einem Belag auf der Scheibe, z. B. Eis oder Kondensat, durch Erwärmen der Scheibe diese vom Belag befreien. Die Heizeinrichtung weist dabei einen Widerstandsheizdraht auf, der schleifenförmig auf der Scheibe angebracht ist und bei Bestromung Wärme er zeugt. Die Heizeinrichtung wird manuell vom Fahrer des Kraftfahrzeugs eingeschaltet. Die Ausschaltung erfolgt eben falls manuell oder zeitverzögert mit einer Zeitschaltung.

Nachteilig ist hierbei, daß das Einschalten der Heizeinrich tung nicht rechtzeitig mit der Bildung des Belags erfolgt, weil der Fahrer des Kraftfahrzeugs den Belag erst wahrnimmt, wenn bereits eine eingeschränkte Sicht besteht. Dies stellt ein Sicherheitsrisiko dar.

Weiterhin nachteilig ist, daß das Ausschalten verspätet er folgt, da der Fahrer nach Behebung der Sichtbehinderung ver gißt die Heizeinrichtung auszuschalten oder die Zeitschal tung unabhängig von dem Zustand der Scheibe die Heizeinrich tung eingeschaltet hält. Dabei wird in unnötiger Weise Strom verbraucht, die Batterie belastet und der Widerstandsheiz draht verschlissen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß Ein- und Ausschalten der Scheibenheizung zu optimieren, indem die Heizeinrichtung in Abhängigkeit einer Benetzung einer Schei be gesteuert wird.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen er geben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale. Besonders vor teilhaft ist, daß die Vorrichtung mindestens einen Feuchtig keitssensor aufweist, der die Benetzung auf der Außenseite und/oder der Innenseite einer Scheibe erfaßt. So können Sen sorsignale eines bereits im Kraftfahrzeug auf der Wind schutzscheibe vorhandenen Feuchtigkeitssensors zur Ansteue rung der Heizeinrichtung herangezogen werden. Zusätzlich zu diesem kann ein weiterer Feuchtigkeitssensor verwendet wer den, der das auf der Innenseite der Scheibe vorhandene Kon densat detektiert. Weiterhin wird dieser weitere Feuchtig keitssensor auch alleine verwendet.

Vorteilhaft ist hierbei, das der weitere Feuchtigkeitssensor mit einem Teil eines bereits vorhandenen Wider standsheizdrahts auf oder in der Scheibe zusammenwirkt.

Alternativ hierzu ist es vorteilhaft lediglich einen Feuch tigkeitssensor zu verwenden, der aufgrund seines Aufbaus und seines Wirkungsprinzips in der Lage ist, auf Außenseite und Innenseite der Scheibe einen Belag zu erfassen.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er läutert. Es zeigt Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 2 eine erfindungs gemäße Heizeinrichtung mit Gebläse.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zum Beheizen einer nicht dar gestellten Scheibe durch eine Heizeinrichtung 10, die durch eine Steuerung 12 über Steuersignale 14 angesteuert wird. Die Steuerung 12 erhält erste Sensorsignale 16 eines ersten Feuchtigkeitssensors 18, zweite Sensorsignale 20 eines zwei ten Feuchtigkeitssensors 22, sowie Schaltsignale 26 eines Bedienschalters 24.

Der erste Feuchtigkeitssensor 18 ist beispielsweise ein op tischer Feuchtigkeitssensor, der auf der Innenseite einer Scheibe angebracht ist, um einen Belag durch Regen, Nebel, Eis oder Verschmutzung auf der Außenseite der Scheibe im Wischbereich eines Scheibenwischers zu detektieren. Übli cherweise werden, wie gestrichelt angedeutet, die Sensorsi gnale 16 des ersten Feuchtigkeitssensors 18 einer an sich bekannten Scheibenwischersteuerung zur automatischen An steuerung des Scheibenwischers zugeführt (z. B. DE 195 19 485 A1 ).

Die bei dem optischen Feuchtigkeitssensor 18 in die Scheibe eingekoppelte Senderstrahlung bekannter Intensität wird an Außenseite und Innenseite der Scheibe entlang einer Meß strecke des Sensors 18 totalreflektiert und an einer be stimmten Stelle aus der Scheibe ausgekoppelt und durch einen Empfänger erfaßt. Bei einer Benetzung der Scheibe ändert sich lokal der Brechungsindex, so daß die Strahlung teilwei se bereits entlang der Meßstrecke ausgekoppelt wird. Die durch den Empfänger erfaßte Restlichtintensität ist daher ein Maß für den Benetzungsgrad der Scheibe.

Zur bedarfsgerechten Ansteuerung der Heizeinrichtung 10 für eine Heckscheibe ist die Erkennung von Eis auf der Außensei te der zu heizenden Heckscheibe notwendig. Bei einem opti schen Feuchtigkeitssensor 18 führt eine Eisschicht auf der Meßstrecke der Scheibe zu einer nahezu vollständigen Aus kopplung der Strahlung und damit zu einem Abfall des Sensor signales 16 auf ungefähr Null. Die Steuerung 12 wird auf grund des erhaltenen Sensorsignales 16 über das Steuersignal 14 die Heizeinrichtung 10 aktivieren. Ist die Eisschicht ab getaut, dann steigt das Sensorsignal 16 an und die Steuerung 12 schaltet die Heizeinrichtung 10 aus. Die dafür notwendi gen Ein- und Ausschaltschwellen sind beliebig vorgebbar und in der Steuerung 12 abgelegt.

Bei Erkennung von Regen oder Nebel auf der Außenseite der Heckscheibe durch den ersten Feuchtigkeitssensor 18, d. h. bei einem nicht gegen Null gehendes Sensorsignal, wird dage gen nicht notwendigerweise die Heizeinrichtung 10 einge schaltet, da lediglich durch Beheizen der Scheibe ein Was serbelag auf dieser nur langsam zu entfernen ist. Wenn je doch gleichzeitig ein vorzugsweise feuchtigkeitsabhängiger Scheibenwischbetrieb durch die Scheibenwischersteuerung ein geleitet wird, wird die Heizeinrichtung 10 eingeschaltet.

Der zweite Feuchtigkeitssensor 22 detektiert einen Belag auf der Innenseite der Heckscheibe, der häufig durch Kondensati on von Luftfeuchtigkeit an der Scheibe entsteht. Dieses Kon densat ist durch herkömmliche bekannte optische, kapazitive oder resistive Feuchtigkeitssensoren detektierbar, z. B. ge mäß DE 37 22 510 A1 oder DE 39 30 732 A1. Die feuchtigkeits abhängigen zweiten Sensorsignale 20 werden in der Steuerung 12 ausgewertet und führen zum Einschalten der Heizvorrich tung 10 der Heckscheibe, sobald ein Belag auf der Innenseite der Scheibe erfaßt wird, und zum Ausschalten der Heizvor richtung 10, wenn die Scheibe wieder trocken ist.

Der zweite Feuchtigkeitssensor 22 ist beispielsweise ein re sistiver Feuchtigkeitssensor 22 und weist zwei auf unter schiedlichem Potential liegende, einander gegenüberliegende Leiterbahnen auf, die in der Scheibe derart eingebettet sind, daß sie mit der Oberfläche der Innenseite der Scheibe abschließen. Die Scheibe wirkt dabei als Isolator. Bei Be netzung der Scheibe wird der Isolator überbrückt und der ohmsche Widerstand des Feuchtigkeitssensors 22 nimmt ab. Das der Steuerung 12 zugeführte zweite Sensorsignal 20 gibt dem entsprechend den feuchtigkeitsabhängigen Widerstandswert wieder.

Verwendet wird vorzugsweise dann ein resistiver Feuchtig keitssensor 22, wenn die Heizeinrichtung 10 einen Wider standsheizdraht 28 aufweist und dieser auf der Scheibenober fläche schleifenförmig verlegt ist. Die Masseseite des Wi derstandsheizdrahts 28 wirkt dabei gleichzeitig als Masse leiterbahn des resistiven Feuchtigkeitssensors 22, wie in Fig. 1 als Wirkverbindung 30 strichpunktiert gekennzeich net. Diese wird von der zweiten Leiterbahn 32 des Feuchtig keitssensors 22 in einem vorgegebenen Abstand schleifenför mig umlegt, so daß zwischen Leiterbahn 32 und Wider standsheizdraht 28 ein feuchtigkeitsabhängiger Widerstands wert zu messen ist.

Ferner ist die Verwendung eines kapazitiven Feuchtigkeits sensors 22 in Wirkverbindung 30 mit den Widerstandsheizdräh ten 28 der Heizeinrichtung 10 möglich, so daß über eine Mes sung der Kapazität zwischen den Drähten und deren Änderung die Benetzung der Scheibe erfaßt und dementsprechend die Heizeinrichtung 10 angesteuert wird.

In einem alternativen Ausführungsbeispiel wird der erste Feuchtigkeitssensor 18 und/oder der zweite Feuchtigkeitssen sor 22 auf der Frontscheibe angeordnet, so daß die Heizein richtung der Frontscheibe durch den Belag auf der Außen- und/oder Innenseite der Frontscheibe angesteuert wird.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der erste Feuch tigkeitssensor 18 auf der Frontscheibe angeordnet. Dabei wird bei Erkennen einer Eisschicht auf der Frontscheibe die Heizeinrichtung 10 für die Heckscheibe eingeschaltet, da dann ebenfalls, z. B. durch Nachtfrost oder Eisregen, eine Eisschicht auf der Heckscheibe vorhanden ist. Hierbei weist der erste Feuchtigkeitssensor 18 eine Heizung zum Beheizen seines Meßbereichs auf, so daß in diesem Bereich der Front scheibe das Eis abgetaut wird und damit indirekt über das erste Sensorsignal 16 das Abtauen der Heckscheibe durch die Steuerung 12 ermittelbar ist. Dafür ist über die Steuerung 12 der Ein- und Ausschaltzeitpunkt der Heizeinrichtung 10 in Abhängigkeit des ersten Sensorsignales 16 vorgegeben, um die unterschiedliche Heizleistung der Heizeinrichtung 10 und der Heizung im Sensor 18 im Hinblick auf die daraus resultieren de unterschiedliche Abtauzeit des Eises zu berücksichtigen. Der zweite Feuchtigkeitssensor 22 entfällt oder wird unab hängig vom ersten Feuchtigkeitssensor 18 wie oben beschrie ben für die Benetzungserkennung der Front- oder Heckscheibe verwendet.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird lediglich ein Feuchtigkeitssensor 18 zum Erfassen der Benetzung der Außen seite und der Innenseite einer Scheibe verwendet. Hierfür geeignet ist beispielsweise ein optischer Feuchtigkeitssen sor gemäß der älteren deutschen Patentanmeldung AZ 1 96 08 648, bei dem je nach Aufbau sowohl Strahlung an der Außen seite als auch an der Innenseite der Scheibe durch Benetzung auskoppelbar ist und somit Außenseite und Innenseite der Scheibe als Meßstrecke nutzbar sind. Bei der Beheizung der Scheibe ist zu berücksichtigen, daß die Heizeinrichtung 10 bzw. der Widerstandsheizdraht 28 die optischen Eigenschaften der Meßstrecke nicht störend beeinflußt.

Weiterhin ist ein Bedienschalter 24 zur manuellen Betätigung der Heizeinrichtung 10 vorgesehen, dessen Schaltsignale 26 der Steuerung 12 zugeführt werden. Dabei ist der Bedien schalter 24 zum Ein- und Ausschalten der Heizeinrichtung 10 vorgesehen, um bei lediglich teilweisem Beschlagen der Scheibe, die nicht durch einen der Feuchtigkeitssensoren 18, 22 detektiert wird, die Heizeinrichtung 10 manuell ein- und auszuschalten. Die Eingänge der Feuchtigkeitssensoren 18, 22 und des Bedienschalters 24 sind in der Steuerung 12 über ein ODER-Glied verknüpft.

Alternativ ist die Steuerung derart realisiert, daß der Be dienschalter 24 zum Ein- und Ausschalten der gesamten Vor richtung verwendet wird.

Außerdem ist es möglich, je nach Größe der von den Feuchtig keitssensoren 18, 22 abgegebenen Sensorsignale 16, 20 die Heizeinrichtung 10 in ihrer Leistung durch die Steuerung 12 abgestuft zu aktivieren.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird als Heizein richtung 10 ein Heizgebläse 34 verwendet, das durch die Steuerung 12 in Abhängigkeit der Sensorsignale 16, 20 eines oder mehrerer Feuchtigkeitssensoren 18, 22 und des Bedien schalters 24, wie bereits oben anhand des Ausführungsbei spiels nach Fig. 1 beschrieben, angesteuert wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist ebenfalls geeignet, an dere Scheiben beschlagsfrei zu halten, wie z. B. Kraftfahr zeugscheinwerfer, Fensterscheiben in Bussen oder Bahnen, Ba dezimmerfenster, Scheiben in Gewächshäusern und Zoologischen Gärten oder dergleichen.

Claims

1. Vorrichtung zum Beheizen einer Scheibe, insbesondere ei ner Kraftfahrzeugscheibe, mit einer die Scheibe heizenden Heizeinrichtung (10), insbesondere Widerstandsheizdrähten (28), und einer Steuerung (12), dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung wenigstens einen Feuchtigkeitssensor (18, 22) aufweist, der eine Benetzung dieser oder einer wei teren in einem Bereich zu beheizenden Scheibe erfaßt und in Abhängigkeit von der Benetzung ein Sensorsignal (16, 20) an die Steuerung (12) abgibt und daß die Heizeinrichtung (10) in Abhängigkeit des Sensorsignales (16, 20) durch die Steue rung (12) ansteuerbar, insbesondere ein- und ausschaltbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuchtigkeitssensor (18, 22) die Benetzung auf der Au ßenseite und/oder der Innenseite dieser und/oder der weite ren Scheibe erfaßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuchtigkeitssensor (18) zur Messung der Benetzung der Scheibenaußenseite ein optischer Feuchtigkeitssensor ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuchtigkeitssensor (22) zur Messung der Benetzung der Scheibeninnenseite ein resistiver oder kapazitiver Feuchtig keitssensor ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuchtigkeitssensor (22) durch einen Teil der Wider standsheizdrähte (28) der Heizeinrichtung (10) gebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (10) ein Heizgebläse (34) aufweist.