DE19860003A1 - Schutzvorrichtung für Öffnungsteile eines Kraftfahrzeugs und Verfahren zum Steuern einer Schutzvorrichtung - Google Patents

Abstract

Zum Verhindern von durch Vereisung festsitzender Öffnungsteile, wie Fenster oder Schiebedach, sind Rahmenteile (2), Führungsschienen (11) und Dichtungen (10) mit einer hydrophoben Oberfläche versehen oder werden mit einem enteisenden Flüssigkeitsfilm besprüht. Das Besprühen kann dabei von der Temperatur im Bereich der Scheibe (3) abhängig sein.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung für Öffnungs­ teile eines Kraftfahrzeugs, insbesondere für Fenster, Schie­ bedächer und Türen, und ein Verfahren zum Steuern einer Schutzvorrichtung zum Verhindern von vereisten Öffnungsteilen eines Kraftfahrzeugs.

Ablagerungen von Eis oder Schnee auf den Scheiben oder auf Schiebedach sind unerwünscht, weil dadurch einerseits die Sicht und andererseits die uneingeschränkte Verfügbarkeit des Fahrzeugs beeinträchtigt wird. Störend sind Eis und Schnee bereits beim allerersten Umgang mit dem Fahrzeug. Beim Auf­ schließen kann das Schloß vereist sein, der Griff festgefro­ ren sein, die Dichtungslippen der Türen festgefroren sein, so daß die Tür nicht zu öffnen ist. Ebenso können die Fenster nicht auf- oder abbewegt werden, wenn die Fensterscheiben an Dichtungslippen festgefroren sind.

Vereiste Fenster oder Schiebedächer haben auf den Einklemm­ schutz eine negative Auswirkung, falls Fenster oder Schiebe­ dach elektromotorisch betätigt werden. Denn es kann dabei nicht unterschieden werden, ob es sich bei einer Verlangsa­ mung des Elektromotors oder bei einer Erhöhung des Strombe­ darfs um eine zu verhindernde Einklemmung oder um eine er­ wünschte Überwindung eines Hindernisses, wie Eis, handelt.

Fensterheber mit Einklemmschutz sind hinreichend bekannt (z. B. DE 30 34 118 A1). Bei dem bekannten, elektromotorisch angetriebenen Fensterheber werden beim Öffnen oder Schließen Referenzmessungen des Leistungsbedarfs des Elektromotors ge­ macht. Aufgrund dieser Referenzmessung können auch gelegent­ lich vereiste Scheiben sicher bewegt und bei Bedarf (Einklem­ mung) abgeschaltet werden. Allerdings ist hierzu des öfteren eine aufwendige Messung und Speicherung der Referenzwerte notwendig.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, das Vereisen von elektromotorisch betätigbaren Öffnungsteilen eines Kraftfahr­ zeugs zu verhindern.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch eine Schutzvorrich­ tung gemäß der Merkmale der Patentansprüche 1 oder 4 und durch ein Verfahren zum Steuern einer Schutzvorrichtung gemäß der Merkmale von Patentanspruch 6 gelöst.

Die Öffnungsteile weisen Rahmenteile auf, durch die das je­ weilige Öffnungsteil gehalten oder geführt wird. Ebenso sind Dichtungen oder Dichtungslippen an den Ränder des Öffnungs­ teils vorhanden, durch die verhindert wird, daß Nässe, Schmutz oder Feuchtigkeit in das Fahrzeuginnere gelangt. Er­ findungsgemäß sind alle Teile, die beim Bewegen der Öffnungs­ teile relativ zu der Fensterscheibe mitbewegt werden, wie Öffnungsteile, Rahmenteile und/oder Dichtungen, mit einer hy­ drophoben Oberfläche versehen. Ebenso kann eine Sprühvorrich­ tung vorhanden sein, die einen chemische Flüssigkeit als Film auf die Fensterscheibe, die Rahmenteile und/oder die Dichtun­ gen im Bereich der Dichtung zwischen Dichtung und Karosserie aufbringt. Die Flüssigkeit wird enteisend und macht daher diese Teile leichtgängig.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen beschrieben. So kann das hydrophobe Material ein Kunststoff, wie Polytetrafluoräthylen (Teflon) oder Sili­ kon sein.

Eine elektromotorische Einrichtung zum Öffnen oder Schließen des Öffnungsteils kann bei niedrigen Temperaturen derart an­ gesteuert werden, daß das Öffnungsteil kurzzeitig gerüttelt wird. Auf diese Weise können noch vorhandene Vereisungen auf­ gebrochen werden. Somit lassen sich die Tür, das Fenster oder das Schiebedach öffnen, ohne daß ein gegebenenfalls vorhande­ ner Einklemmschutz davon beeinträchtigt wird.

Die Schutzvorrichtung kann derart gesteuert werden, daß die Außentemperatur und die Innentemperatur im Kraftfahrzeug ge­ messen werden und abhängig davon die Schutzvorrichtung einge­ schaltet wird, um auf die zu bewegenden Öffnungsteile im Sin­ ne einer Enteisung einzuwirken. Auf die Öffnungsteile kann ein Ultraschallsender, Heizdrähte oder eine Sprühvorrichtung durch Besprühen mit einer enteisenden Flüssigkeit auf die Öffnungsteile im Sinne einer Enteisung einwirken. Dies kann automatisch oder bei Bedarf geschehen, falls die Gefahr einer Vereisung besteht.

Bei diesem Verfahren kann auch die Stärke der Sonneneinstrah­ lung, die Höhe der Luftfeuchtigkeit oder die Fahrgeschwindig­ keit mit in das Verfahren einbezogen werden. Die Schutzvor­ richtung kann auch nur dann eingeschaltet werden, wenn noch genügend Leistung vorhanden ist, so daß das Fahrzeug auch weiterhin betriebsbereit ist. Hierzu kann die momentane Lei­ stungsabgabe des Generators und die Gesamtleistungsaufnahme aller momentan zugeschalteten Verbraucher gemessen werden. Abhängig davon kann dann - falls die Batterie auch noch genü­ gend geladen ist - die Schutzvorrichtung eingeschaltet wer­ den.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der schema­ tischen Zeichnung näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt eine erfindungsgemäße Schutzvorrich­ tung für Öffnungsteile eines Kraftfahrzeugs in einer Fahr­ zeugtür.

Im folgenden wird die Erfindung am Beispiel eines elektromo­ torisch gesteuerten Fensters (elektromotorischer Fensterhe­ ber) erläutert. Die Erfindung kann ebenso für Schiebedächer verwendet werden, die elektromotorisch geöffnet und geschlos­ sen werden können. Außerdem kann die Erfindung für Fahrzeug­ türen und Fahrzeugschlösser verwendet werden.

Eine Tür 1 eines Kraftfahrzeugs weist einen Fensterrahmen 2 und einen Türaufbau auf. In dem Fensterrahmen 2 befindet sich eine Fensterscheibe 3, die mit Hilfe eines Elektromotors 4 geöffnet und geschlossen werden kann. Hierzu befindet sich im Türaufbau 5 ein nicht näher dargestelltes Gestänge 6 zwischen dem Elektromotor 4 und einer Seiltrommel 7. Um die Seiltrom­ mel 7 herum ist eine Seilschleife 8 geführt, die mit einem nicht dargestellten Antrieb für die Fensterscheibe 3 verbun­ den ist. Die Seiltrommel 7 und damit die Seilschleife 8 kann über den Elektromotor 4 je nach Bedarf gesteuert werden.

Die Fensterscheibe 3 ist im geschlossenen Zustand in eine Nut 9 des Fensterrahmens 2 eingefahren. Entlang dieser Nut 9 und am unteren Bereich des Fensters sind ein- oder beidseitig Dichtlippen 10 angeordnet, die ein Eindringen von Feuchtig­ keit, Schmutz oder Nässe in den Innenraum verhindern. Beim Öffnen oder Schließen wird die Fensterscheibe 3 in Führungs­ schienen 11 geführt auf- und abbewegt.

Um ein Vereisen des Fensters und der hierzu bewegten mechani­ schen Teile zu verhindern, weisen zumindest Randbereiche 12 des Fensters, Dichtlippen 10 und Führungsschienen 11 eine hy­ drophobe Oberfläche auf.

Hydrophobe Materialien widersetzten sich einer Verbindung mit Wasser. Wassertropfen auf einer hydrophoben Oberfläche ver­ netzen nicht mit der Oberfläche, sondern bilden weiterhin ei­ nen etwa runden Tropfen. Beim Gefrieren platzen die Tropfen. Vereisungen entstehen somit erst gar nicht. Hydrophobe Mate­ rialien sind beispielsweise Polytetrafluoräthylen (auch als Teflon bezeichnet) oder Silikon und deren chemische Verbin­ dungen mit anderen, gleichwirkenden Stoffen. Je hydrophober das Material ist, desto besser widersetzt sich das Material einer Verbindung mit Wasser, um so effektiver wird eine Ver­ eisung verhindert. Solche Materialien werden auch als super­ hydrophob bezeichnet.

Es genügt, wenn nur eine dünne Oberflächenschicht hydrophob ausgebildet ist. Es können aber auch genauso gut die Teile vollständig aus einem solchen Material hergestellt sein.

Falls die Fensterscheibe 3 entweder vollständig oder nur in dem Randbereich 12 mit einer dünnen Schicht aus hydrophobem Material überzogen ist, so ist es vorteilhaft, wenn das Mate­ rial gut durchsichtig ist, so daß die Sicht aus dem Fenster nicht beeinträchtigt wird.

Falls die Vereisung verhindert wird, kann die Fensterscheibe 3 ohne größeren mechanischen Widerstand auf- und abbewegt werden. Falls eine Schutzschaltung, wie ein Einklemmschutz, vorhanden ist, so funktioniert diese auch bei kalten Tempera­ turen unter 0°C, selbst wenn es zuvor geregnet oder geschneit hat. Im Randbereich 12 des Fensters kann sich keine Vereisung bilden, so daß die Fensterscheibe 3 nicht im Fensterrahmen 2 haftet. Die Scheibe ist auch einfacher in die Dichtlippen 10 und sonstigen Dichtungen zu bewegen, da die Bewegung einer­ seits nicht durch Vereisung erschwert wird und andererseits durch die gleitfähige Oberfläche des hydrophoben Materials sogar noch erleichtert wird.

Statt des hydrophoben Materials kann auch eine enteisende Flüssigkeit in diesen Bereichen als Flüssigkeitsfilm aufge­ bracht werden. Dies kann mit einer Sprühvorrichtung gesche­ hen, die zumindest die Fensterscheibe 3 im Randbereich 12, die Rahmenteile 2 und/oder die Dichtungen 10 besprüht. Da­ durch findet eine Enteisung statt, so daß das Fenster bewegt werden kann. Falls der Flüssigkeitsfilm auf Dauer an den Tei­ len haftet, wird auch eine spätere Vereisung verhindert.

Zur Sicherheit kann der Elektromotor 4 bei niedrigen Tempera­ turen derart angesteuert werden, daß er die Fensterscheibe 3 kurzzeitig rüttelt. Somit werden gelegentliche Vereisungs­ stellen aufgebrochen und das Fenster läßt sich mühelos öffnen oder schließen. Der Elektromotor 4 muß daher keine größere Kraft aufwenden, um das Fenster vollständig zu öffnen oder zu schließen.

Die Sprühvorrichtung oder das Rütteln des Fensters kann dann automatisch eingeschaltet werden, wenn die Außentemperatur und die Innentemperatur im Kraftfahrzeug unter einem vorgege­ benen Schwellwert liegt. Dieser Schwellwert ist so gewählt, daß ab dieser Temperatur ein Vereisen möglich sein kann.

Es können auch dann andere Schutzvorrichtungen, wie ein Ul­ traschallsender, Heizdrähte oder eine Sprüheinrichtung einge­ schaltet werden, die auf das gesamte Fenster oder nur auf die Bereiche entlang des Randes des Fensters enteisend einwirken. Somit taut das Eis in diesen Bereichen auf oder es platzt ab, so daß das Fenster bewegt werden kann. Dies kann auch schon bei einsetzendem Frost geschehen, sodaß die Vereisung bereits von Anfang an verhindert wird.

Zusätzlich zu der Temperaturmessung kann auch eine Messung der Sonneneinstrahlung, der Luftfeuchtigkeit und/oder der Fahrgeschwindigkeit vonstatten gehen. Abhängig von all diesen Werten kann dann die Temperatur im Bereich des Randes 12 der Fensterscheibe 3 ermittelt werden, so daß dann eine Aussage getroffen werden kann, ob diese Bereiche vereist sein könnten oder nicht. Falls die Möglichkeit besteht, daß sich Eis ange­ setzt hat, so kann die Schutzvorrichtung dann eingeschaltet werden. Das Einschalten der Schutzvorrichtung kann auch ge­ steuert werden von dem momentanen Ladezustand der Batterie sowie der momentanen Leistungsabgabe des Generators und der Gesamtleistungsaufnahme aller im Kraftfahrzeug momentan zuge­ schalteten Verbraucher. Hieraus läßt sich dann erkennen, ob nach Einschalten der Schutzvorrichtung noch genügend Energie vorhanden ist, um das Kraftfahrzeug ggf. zu starten oder wei­ ter zu betreiben. Ist dies nicht mehr der Fall, so wird die Schutzvorrichtung sicherheitshalber nicht eingeschaltet. In diesem Falle kann eine Warnung an den Fahrer ausgegeben wer­ den, daß die Schutzvorrichtung derzeit nicht aktiviert werden kann.

Die hydrophoben Oberfläche der Teile kann über die gesamte Fensterscheibe 3 oder nur einem schmalen Randstreifen (Rand­ bereich 12), auf den gesamten Führungsschienen 11, auf der Seilschleife 8, der Seiltrommel 7 und auf den sonstigen me­ chanisch bewegten Teile des Fensterhebers angebracht sein.

Zum Aufsprühen eines Flüssigkeitsfilms dient eine chemische Flüssigkeit mit besonders niedrigem Gefrierpunkt, wie bei­ spielsweise Glykol. Diese kann vorzugsweise im Bereich der Dichtungen 10 und der Führungsschienen 11 aufgesprüht werden. Ebenso können die Scheiben, zum Beispiel mit Hilfe von Heizdrähten, die in die Seitenscheiben eingelassen sind, ana­ log der Heckscheiben- oder Frontscheibenheizung aufgeheizt werden. Auch können die Dichtungen und die Führungsschienen 11 mit Hilfe von darin eingelassenen oder daran angebrachten Heizdrähten aufgeheizt werden.

Dichtungen 10 und Führungsschienen 11 können auch mittels heißer Luft aufgeheizt werden. Hierzu können am Randbereich 12 der Fensterscheibe 3 verteilt angeordneten Luftdüsen heiße Luft ähnlich einem Fön die Dichtungen und Führungsschienen 11 aufheizen und Vereisungen gegebenenfalls auftauen.

Es kann auch ein Ultraschallsender vorhanden sein, der auf die Fensterscheibe 3 und Dichtungen 10 sowie Führungsschienen 11 gerichtet ist und durch den mittels Ultraschall ein Nie­ derschlag von Wasser oder Eis auf diesen Teilen vermieden wird, indem diese Teile in Schwingung versetzt werden. Durch die Schwingung werden diese Teile "gereinigt". Die Ultra­ schallschwingung kann länger andauernd oder nur kurzzeitig auf die Teile einwirken, damit sich Vereisungen erst gar nicht bilden oder aufgelöst werden. Die Beheizung von Dich­ tungen und Führungsschienen 11 können auch durch Infrarot- Lichtstrahler erreicht werden.

All diese Maßnahmen können dann ergriffen werden, wenn die Temperaturen entsprechend tief sind. Somit wird eine Verei­ sung der Scheibe - oder deren Randbereiche 12 - weitgehend ausgeschlossen. Falls die Fensterscheibe 3 elektromotorisch verfahren werden soll, so wird diese Bewegung nicht durch Vereisung gehemmt. Dies hat darüber hinaus den positiven Ef­ fekt, daß der Elektromotor 4, der Antrieb, der Türrahmen und die Dichtungen 10 vor Verschleiß geschont werden. Zudem kann der Einklemmschutz schneller und wirkungsvoller gestaltet werden.

Vorteilhaft ist es, wenn ohnehin bereits im Kraftfahrzeug vorhandene Komponenten dazu verwendet werden, diese Schutz­ vorrichtung zu steuern. So können Temperatursensoren, Regen­ sensoren, Sonnensensoren, Beschleunigungssensoren, usw., die für Klimaanlage oder für die Motorsteuerung ohnehin verwendet werden, dazu ausgenutzt werden, die Schutzvorrichtung zu steuern. Hierzu sollten all diese Komponenten über ein Bussy­ stem miteinander in Verbindung stehen. Infolgedessen können alle Informationen von jedem Steuergerät, wie Klimasteuerge­ rät, Bordnetzsteuergerät, Airbagsteuergerät, Motorsteuergerät usw. abgerufen und entsprechend ausgewertet werden.

Durch das hydrophobe Material auf der Oberfläche der relativ zueinander bewegten Teile wirkt die Scheibe wasserabweisend. Wassertropfen finden praktisch keinen Halt mehr und können nicht an diesen Teilen haften. Dies gilt insbesondere bei Vereisung, die sich nicht an diesen bilden kann. Dies kann auch mit einer wasserabweisenden Chemikalie geschehen, die auch hydrophob und immer mal wieder auf die zu beschichtenden Teile aufgesprüht wird.

Das hydrophobe Material kann auch bei anderen Kraftfahrzeug- Komponenten, wie Türschlössern, Dichtungen, Rückspiegeln oder Objektiven einer Kamera (für Zugangskontrolle, Betrachtung des toten Winkels oder des Fahrzeugumfeldes) seine Verwendung finden, damit eine Vereisung erst gar nicht entstehen kann und immer volle Verfügbarkeit gewährleistet ist.

Claims (8)

1. Schutzvorrichtung für Öffnungsteile eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Fenster oder Türen, zum Verhindern von durch Vereisung festsitzender Öffnungsteile (3), mit Rahmenteilen (2, 11), durch die das Öffnungsteil (3) gehalten oder geführt wird, sowie Dichtungen (10) zwischen dem Öffnungsteil (3) und der Karosserie, die Verhindern, daß Nässe in das Innere ge­ langt, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsteile (3), die Rahmenteile (2, 11) und/oder die Dichtungen (10) eine hydro­ phobe Oberfläche aufweisen.

2. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material zumindest der Oberfläche der Teile aus einem Kunststoff aus Polytetrafluoräthylen oder Silikon ist.

3. Schutzvorrichtung, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Steuergerät aufweist, das eine elektromotorische Einrichtung (4) zum Öffnen/Schließen des Öffnungsteils (3) bei niedrigen Temperaturen derart ansteu­ ert, daß das Öffnungsteil (3) kurzzeitig gerüttelt wird, so daß sich das Öffnungsteil (3) trotz Vereisung öffnen oder schließen läßt.

4. Schutzvorrichtung für Öffnungsteile eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Fenster oder Türen, zum Verhindern von durch Vereisung festsitzender Öffnungsteile (1, 3), mit Rahmentei­ len (2, 11), durch die das Öffnungsteil (1, 3) gehalten oder geführt wird, sowie Dichtungen (10) zwischen dem Öffnungsteil (1, 3) und der Karosserie, die Verhindern, daß Nässe in das Innere gelangt, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsteile (1, 3), die Rahmenteile (2, 11) und/oder die Dichtungen (10) mit einer enteisenden Flüssigkeitsfilm überzogen sind.

5. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Sprühvorrichtung aufweist, die einen Flüssig­ keitsfilm als Schicht auf die Fensterscheibe (3), die Rahmen­ teile (2, 11) und/oder die Dichtungen (10) im Bereich der Dichtungen (10) aufbringt.

6. Verfahren zum Steuern einer Schutzvorrichtung zum Verhin­ dern von vereisten Öffnungsteile eines Kraftfahrzeugs, ge­ kennzeichnet durch folgende Schritte:

• - die Außentemperatur und die Innentemperatur im Kraftfahr­ zeug werden gemessen, und
• - abhängig davon wird die Schutzvorrichtung eingeschaltet, die auf die zu bewegenden Öffnungsteile (1, 3) des Kraft­ fahrzeugs im Sinne einer Enteisung einwirkt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzvorrichtung mittels Erwärmen oder Besprühen auf die Öffnungsteile (1, 3) im Sinne einer Enteisung einwirkt.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzvorrichtung zusätzlich abhängig von der Stärke der Son­ neneinstrahlung, der Höhe der Luftfeuchtigkeit und/oder der Fahrgeschwindigkeit eingeschaltet wird.