WO2010118794A1 - Verbundscheibe mit integriertem regensensor - Google Patents

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WO2010118794A1
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composite
optical sensor
sensor device
intermediate layer
pane
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PCT/EP2010/000452
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Dino Demma
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Gm Global Technology Operations, Inc.
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Definitions

  • the present invention relates to a compound disk arrangement, in particular for motor vehicles, with a
  • Composite disc and at least one optical sensor device for detecting moisture on an outer surface of the composite disc are composite disc and at least one optical sensor device for detecting moisture on an outer surface of the composite disc.
  • Modern motor vehicles are often equipped with an optical sensor device for detecting moisture on an outer surface of the windshield, which is coupled to a control device for controlling a windshield wiper system of the windshield so that wiping operations are automatically controlled depending on the degree of wetting of the windscreen.
  • optical sensor devices usually referred to as "rain sensors” - are used in practice in numerous variants and have already been widely described in the patent literature. They are based on the basic principle that the windshield serves as an optical waveguide, wherein light generated by an optical transmitter is coupled to the interior of the passenger compartment facing inside and after total reflection at the remote from the passenger compartment outside of the disc on the inside of the disc and detected by an optical receiver.
  • the proportion of the reflected light varies, so that indirectly on the amount of liquid or degree of wetting on the outer surface of the windscreen can be closed.
  • rain sensors have to be mounted in the wiping field of the windscreen, but on the other hand they must at least not significantly impair the driver's unobstructed view.
  • rain sensors are mounted for this purpose in the region of the interior rearview mirror on the inside of the windshield.
  • the portion of the electrical lines located in the region of the windscreen for supplying the rain sensor with electrical power and for signal transmission to the control device of the windscreen wiper system can be kept relatively short.
  • the object of the present invention is to provide an improved composite disk arrangement available.
  • the composite disc arrangement comprises a composite disc, which consists of at least two, for example, glass panes, which are interconnected by an existing example of polymeric material liner.
  • these are an inner pane arranged on the side of the passenger compartment and an outer pane delimiting the composite pane toward the surroundings, which are connected via the intermediate layer to the composite pane.
  • It furthermore comprises at least one optical sensor device for optical detection of moisture on an outer surface of the composite pane facing away from the intermediate layer. It is essential here that the optical sensor device is arranged between the two panes and is electrically contacted by means of transparent, flat printed conductors.
  • the optical sensor device comprises an optical transmitter for generating light, and optionally a light coupling element associated with the transmitter, by means of which the generated light can be coupled in a suitable manner directly into that slice whose wetting is to be detected. It also comprises an optical receiver for detecting radiation reflected on the outer surface of the composite pane, and optionally a light output element associated with the receiver, by means of which the light generated can be decoupled in a suitable manner from that pane whose wetting is to be detected. Furthermore, the optical sensor device typically comprises an evaluation unit for evaluating electronic signals of the optical detector, whose output signals can be supplied, for example in a motor vehicle, to a control device for controlling the windshield wiper system of a windshield. The evaluation unit can be integrated in particular in such a control device.
  • the transparent, flat conductor tracks are made of an electrically conductive material, such as a vapor-deposited on the intermediate layer of a thin layer of a metallic material or made conductive by the addition of a metallic material polymer material.
  • an electrically conductive material such as a vapor-deposited on the intermediate layer of a thin layer of a metallic material or made conductive by the addition of a metallic material polymer material.
  • a transparent conductive oxide on the basis of oxide semiconductor having a low resistivity, for example, indium tin oxide (In 2 Oa: SnO 2), aluminum zinc oxide (ZnOiAl) and fluorine tin oxide (SnO2: F).
  • the term "light” includes electromagnetic radiation that may also be outside the visible wavelength range.
  • the composite pane arrangement according to the invention it can be achieved in an advantageous manner that light is coupled directly into that pane on the outer surface of which the wetting is to be detected. In the motor vehicle, this is the outer surface of the outer pane of the composite pane. In this way, it can advantageously be avoided that the light passes through the other pane (inner pane in the motor vehicle) of the composite pane and the intermediate layer, so that the measurement accuracy can be improved due to unavoidable optical inhomogeneities and scattering errors.
  • the clear view of the driver due to the transparent, flat conductor tracks for electrical contacting of the optical sensor device is not impaired, it being possible to guide the transparent conductor tracks in any desired manner to one or more edges of the composite pane.
  • the optical sensor device is arranged in a recess or depression of the intermediate layer which is open towards the outer surface of the composite pane.
  • the transparent, flat conductor tracks are suitable for contacting the optical sensors. Sor adopted applied to a surface of the intermediate layer, which allows a particularly simple manufacturability of the conductor tracks.
  • the printed conductors can be produced by surface coating of the intermediate layer with conductive material, for example by vapor deposition and subsequent shaping of the printed conductors by selective removal of conductive material.
  • the transparent conductor tracks may in particular be formed on that surface of the intermediate layer which faces the outer surface of the composite disk whose wetting is to be detected. This facilitates the electrical contacting of the optical sensor device, since the transparent conductor tracks can be guided in a simple manner to the optical sensor device.
  • the transparent conductor tracks can be formed on that surface of the intermediate layer which faces away from the outer surface of the composite disk whose wetting is to be detected.
  • the optical sensor device can be electrically connected to the transparent conductor tracks via electrical bridges, for example contact pins, within the intermediate layer. It would also be conceivable, for example, to provide the intermediate layer with passage openings which are filled with a transparent electrical material.
  • the abovementioned evaluation unit for evaluating electronic signals of the optical receiver is arranged outside the composite pane.
  • the part of the optical sensor device arranged in the region of the composite disk, essentially consisting of the optical transmitter and optical receiver can be made relatively small in terms of its dimensions.
  • the optical sensor device can also be placed in the field of vision of the driver of a motor vehicle without significantly impairing the view.
  • the optical sensor device is arranged in the vicinity of an interior rearview mirror of the motor vehicle.
  • the transparent conductor tracks are guided to the lateral edges and / or an upper edge and / or a lower edge of the composite disc, whereby electrical conductive connections between the optical sensor device and a voltage source (for example, car battery ) for supplying the sensor device with electrical power and / or the evaluation unit for evaluating electrical signals of the optical receiver can be kept short in order to save material and costs in industrial mass production in an advantageous manner.
  • a voltage source for example, car battery
  • the composite pane extends in the form of a so-called “panorama pane” up to a roof cross member interconnecting the two opposing B pillars of a vehicle body.
  • a non-visible, electrical contacting of the optical sensor device by the transparent, flat conductor tracks is particularly advantageous.
  • the invention further extends to a motor vehicle equipped with at least one composite disc assembly as described above.
  • Fig. 1 is a schematic sectional view in the vehicle longitudinal direction of an inventive Composite pane arrangement of a motor vehicle
  • FIG. 2 shows a detailed view of the composite pane arrangement of FIG. 1;
  • FIGS. 3A-3D are schematic perspective views of the
  • Fig. 1 is a schematic overview of a total designated by the reference numeral 1 composite disk assembly of a motor vehicle illustrated.
  • the composite pane arrangement 1 according to the invention comprises a frontal composite pane 2 which serves as a windshield and which extends from a frontal body section 9 to a roof cross member 6 interconnecting the two B pillars 5 of the body.
  • the two B pillars 5 constitute a load-bearing connection between the vehicle floor and vehicle roof in the region of the center of the passenger compartment.
  • the composite pane 2 can extend into an obliquely to the horizontal or roadway
  • the composite pane arrangement 1 comprises an optical sensor for detecting the wetting of the outer surface 10 of the composite pane 2, referred to below as a rain sensor 7.
  • FIG. 2 shows the structure of the composite pane 2 in greater detail. Accordingly, the composite disc 2 comprises two glass
  • Washers namely an outer pane 11 and an inner pane 12, through which a passenger compartment 18 of the motor vehicle of the external environment is separate.
  • Outer and inner pane 11, 12 are interconnected by an intermediate layer 13 of adhesive polymer material.
  • the rain sensor 7 is arranged in the region between the outer and inner disks 11, 12 of the composite disk 2, the rain sensor 7 being accommodated in a recess 19 of the intermediate layer 13 which opens toward the outer disk 11.
  • the recess 19 is formed as a depression of one of the outer disk 11 facing first surface 20 of the intermediate layer 13.
  • the transparent, flat conductor tracks 14 could be formed on the first surface 20 of the intermediate layer 13, which makes the contact pins 15 dispensable.
  • the rain sensor 7 serves to detect wetting of the outer surface 10 of the outer pane 11 of the composite pane 2 with liquid.
  • the rain sensor 7 comprises an optical transmitter 22 for generating light, which is coupled via a non-illustrated light coupling element as a collapsing light beam 16 directly into the outer pane 11.
  • An angle of incidence of the incident light beam 16 is selected so that the light beam 16 is totally reflected on the outer surface 10 of the outer pane 11.
  • the intensity of the reflected light beam 17 depends on the wetting of the outer surface 10 of the outer pane 11.
  • the reflected light beam 17 is detected by an optical output receiver 23 of the rain sensor 7, which generates an electrical signal based on the received light intensity, via a light outcoupling element (not shown).
  • the structure and operation of the components of such a rain sensor 7, including the Lichtein- and Lichtauskoppeletti are known in the art, so that it is unnecessary here to respond.
  • the rain sensor 7 is connected via the transparent, flat conductor tracks 14 to a schematically shown evaluation unit 25 for evaluating the electrical signals of the optical receiver, wherein the evaluation unit 25 in a schematically illustrated control device 24 for automatic control of a not shown wiper system for Wiping the composite disc 2 is integrated.
  • the control device 24 and thus the evaluation unit 25 is located outside the composite pane 2.
  • the transparent, flat conductor tracks 14 consist of a transparent, conductive oxide based on an oxide semiconductor with a low specific resistance, for example indium tin oxide (In 2 Cb: Sn 2 ). They are produced by vapor deposition of an oxide layer on the second surface 21 of the intermediate layer 13 and subsequent selective removal of layer sections. Over the width of the flat conductor tracks 14 can be adjusted specifically their electrical resistance. It would also be conceivable, as an alternative, to mask the second surface 21 of the intermediate layer 13, the mask corresponding to the desired conductor tracks 14 being recessed, followed by vapor deposition of an oxide layer onto the masked second surface 21.
  • an oxide semiconductor with a low specific resistance for example indium tin oxide (In 2 Cb: Sn 2 ).
  • FIGS. 3A-3D Various exemplary variants for the course of the transparent, flat conductor tracks 14 are shown in FIGS. 3A-3D.
  • the transparent strip conductors 14 extend in the vehicle transverse direction to the two side edges 26 of the composite pane 2.
  • the transparent strip conductors 14 extend in the vehicle longitudinal direction to an upper edge 28 of the composite pane 2 arranged on the roof cross member 6.
  • the transparent conductor tracks 14 extend both in the vehicle transverse direction to the two side edges 26 and in the vehicle longitudinal direction to a
  • FIG. 3D the transparent conductor tracks 14 extend both in the vehicle transverse direction to the two side edges 26 and obliquely to the vehicle longitudinal direction to the upper edge 28 of the composite pane 2.
  • the transparent interconnects 14 serve for electrical connection of the rain sensor 7 to the control device 24 for transmitting the electrical signals for automatic control of the windscreen wiper system as a function of the degree of wetting of the outer surface 10 of the composite pane 2.
  • the transparent conductor tracks 14 furthermore serve for an electrical connection to a vehicle battery (not shown) for feeding the rain sensor 7 with electrical power.
  • the respective course of the transparent conductor tracks 14 can be specifically adapted to the position of the control device 24 or vehicle battery in order to keep the electrical connections as short as possible.
  • the incident light beam 16 for detecting the wetting of the outer surface 10 of the outer pane 11 is coupled directly into the outer pane 11, so that optical inhomogeneities of the inner pane 10 or intermediate layer 13 can not have an effect.
  • the rain sensor 7 can be made comparatively small, since the evaluation unit 25 is arranged outside the composite pane 2.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbundscheibenanordnung (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer Verbundscheibe (2), die wenigstens zwei durch eine Zwischenlage (13) miteinander verbundene Scheiben (11, 12) umfasst, sowie mit wenigstens einer optischen Sensoreinrichtung (7) zur optischen Detektion von Feuchtigkeit auf einer von der Zwischenlage (13) abgewandten Außenfläche (10) der Verbundscheibe (2), wobei die optische Sensoreinrichtung (7) zwischen den beiden Scheiben (11, 12) angeordnet und mittels transparenter, flächiger Leiterbahnen (14) elektrisch kontaktiert ist.

Description

VERBUNDSCHEIBE MIT INTEGRIERTEM REGENSENSOR
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbundscheiben- anordnung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer
Verbundscheibe und wenigstens einer optischen Sensoreinrichtung zur Erfassung von Feuchtigkeit auf einer Außenfläche der Verbundscheibe.
Stand der Technik
Moderne Kraftfahrzeuge sind häufig mit einer optischen Sensoreinrichtung zur Erfassung von Feuchtigkeit auf einer Außenfläche der Frontscheibe ausgerüstet, welche mit einer Steuereinrichtung zur Steuerung einer Scheiben- wischanlage der Frontscheibe so gekoppelt ist, dass Wischvorgänge in Abhängigkeit des Grades der Benetzung der Frontscheibe automatisch steuerbar sind. Derartige optische Sensoreinrichtungen - meist als "Regensensoren" bezeichnet - werden in der Praxis in zahlreichen Varianten eingesetzt und sind bereits vielfach in der Patentliteratur beschrieben worden. Sie basieren auf dem Grundprinzip, dass die Frontscheibe als optischer Wellenleiter dient, wobei von einem optischen Sender erzeugtes Licht auf der dem Fahrgastraum zugewandten Scheibeninnenseite eingekoppelt und nach Totalreflexion an der vom Fahrgastraum abgewandten Scheibenaußenseite auf der Scheibeninnenseite ausgekoppelt und von einem optischen Empfänger erfasst wird. Je nach Grad der Benetzung der Außenfläche der Frontscheibe, welche mit einer Änderung des Brechungsindex für den Übergang Scheibe/Luft der Scheibenaußenseite einhergeht, variiert der Anteil des reflektierten Lichts, so dass indirekt auf die Menge an Flüs- sigkeit bzw. Grad der Benetzung auf der Außenfläche der Frontscheibe geschlossen werden kann.
Regensensoren müssen einerseits im Wischfeld der Front- scheibe angebracht sein, dürfen andererseits aber die freie Sicht des Fahrers zumindest nicht wesentlich beeinträchtigen. Gewöhnlicher Weise werden Regensensoren zu diesem Zweck im Bereich des Innenrückspiegels auf der Innenseite der Frontscheibe montiert. Zudem kann in diesem Fall der im Bereich der Frontscheibe befindliche Anteil der elektrischen Leitungen zur Versorgung des Regensensors mit elektrischer Leistung und zur Signalübertragung an die Steuereinrichtung der Scheibenwischanlage relativ kurz gehalten werden.
In Kraftfahrzeugen mit Verbundscheiben, welche typischer Weise aus einer Außen- und Innenscheibe mit einer Zwischenlage aus beispielsweise Polymermaterial bestehen, wird das Licht auf der dem Fahrgastraum zugewandten In- nenseite der Verbundscheibe eingekoppelt, passiert die
Zwischenlage, und wird nach Totalreflexion an der Außenseite der Außenscheibe auf der Innenseite der Verbundscheibe wieder ausgekoppelt.
Aufgabenstellung
Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine verbesserte Verbundscheibenanordnung zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird nach dem Vorschlag der Erfindung durch eine Verbundscheibenanordnung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche angegeben.
Erfindungsgemäß ist eine Verbundscheibenanordnung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, gezeigt. Die Verbundscheiben- anordnung umfasst eine Verbundscheibe, die aus wenigstens zwei beispielsweise gläsernen Scheiben besteht, die durch eine beispielsweise aus Polymermaterial bestehende Zwischenlage miteinander verbunden sind. In einem Kraftfahrzeug sind dies eine auf Seite der Fahrgastzelle angeordnete Innenscheibe und eine die Verbundscheibe zur Umgebung hin abgrenzende Außenscheibe, die über die Zwischenlage zur Verbundscheibe verbunden sind. Sie umfasst weiterhin wenigstens eine optische Sensoreinrichtung zur optischen Erfassung von Feuchtigkeit auf einer von der Zwischenschicht abgewandten Außenfläche der Verbundscheibe. Wesentlich hierbei ist, dass die optische Sensoreinrichtung zwischen den beiden Scheiben angeordnet und mittels transparenter, flächiger Leiterbahnen elektrisch kontaktiert ist. Die optische Sensoreinrichtung umfasst zu die- sem Zweck einen optischen Sender zum Erzeugen von Licht, sowie gegebenenfalls ein dem Sender zugeordnetes Lichteinkoppelelement, durch das das erzeugte Licht in geeigneter Weise unmittelbar in jene Scheibe eingekoppelt werden kann, deren Benetzung erfasst werden soll. Sie umfasst weiterhin einen optischen Empfänger zum Erfassen von an der Außenfläche der Verbundscheibe reflektierter Strahlung, sowie gegebenenfalls ein dem Empfänger zugeordnetes Lichtauskoppelelement, durch das das erzeugte Licht in geeigneter Weise aus jener Scheibe, deren Benetzung erfasst werden soll, ausgekoppelt werden kann. Des Weiteren umfasst die optische Sensoreinrichtung typischer Weise eine Auswerteeinheit zur Auswertung elektronischer Signale des optischen Detektors, deren Ausgangssignale beispielsweise in einem Kraftfahrzeug einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Scheibenwischanlage einer Frontscheibe zu- geführt werden können. Die Auswerteeinheit kann insbesondere in eine solche Steuereinrichtung integriert sein.
Die transparenten, flächigen Leiterbahnen bestehen aus einem elektrisch leitfähigen Material, wie beispielsweise eine auf die Zwischenlage aufgedampfte dünne Schicht aus einem metallischen Material oder ein durch Zusatz eines metallischen Materials leitfähig gemachtes Polymermaterial. Insbesondere kann es sich hierbei um ein transparentes, leitfähiges Oxid auf Basis oxidischer Halbleiter mit einem niedrigen spezifischen Widerstand handeln, beispielsweise Indiumzinnoxid (In2Oa : SnO2) , Aluminiumzinkoxid (ZnOiAl) und Fluorzinnoxid (SnO2: F) .
In Sinne vorliegender Erfindung umfasst der Ausdruck "Licht" elektromagnetische Strahlung, die auch außerhalb des sichtbaren Wellenlängenbereichs liegen kann.
Durch die erfindungsgemäße Verbundscheibenanordnung kann in vorteilhafter Weise erreicht werden, dass Licht unmittelbar in jene Scheibe eingekoppelt wird, auf deren Außenfläche die Benetzung erfasst werden soll. Im Kraftfahrzeug ist dies die Außenfläche der Außenscheibe der Verbundscheibe. In vorteilhafter Weise kann hierdurch vermieden werden, dass das Licht die andere Scheibe (Innenscheibe im Kraftfahrzeug) der Verbundscheibe und die Zwischenlage passiert, so dass die Messgenauigkeit aufgrund unvermeidlicher optischer Inhomogenitä- ten und Streufehler verbessert werden kann. In besonders vorteilhafter Weise ist die freie Sicht des Fahrers aufgrund der transparenten, flächigen Leiterbahnen zur elektrischen Kon- taktierung der optischen Sensoreinrichtung nicht beeinträchtigt, wobei es möglich ist, die transparenten Leiterbahnen in beliebiger Weise an einen oder mehrere Ränder der Verbundscheibe zu führen.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibenanordnung ist die optische Sensoreinrichtung in einer zur Außenfläche der Verbundscheibe hin offenen Ausnehmung bzw. Tiefung der Zwischenlage angeordnet. Durch diese Maßnahme kann die Verbundscheibenanordnung in besonders einfacher Weise hergestellt werden, ohne die Struktur der Verbundscheibe wesentlich zu beeinträchtigen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibenanordnung sind die transparenten, flächigen Leiterbahnen zur Kontaktierung der optischen Sen- soreinrichtung auf einer Oberfläche der Zwischenschicht aufgebracht, was eine besonders einfache Herstellbarkeit der Leiterbahnen ermöglicht. So können die Leiterbahnen beispielsweise durch flächiges Beschichten der Zwischenlage mit leitfähigem Material beispielsweise mittels Aufdampfen und anschließender Formung der Leiterbahnen durch selektives Entfernen von leitfähigem Material hergestellt werden. Die transparenten Leiterbahnen können insbesondere auf jener Oberfläche der Zwischenlage geformt sein, welche der Außen- fläche der Verbundscheibe, deren Benetzung detektiert werden soll, zugewandt ist. Dies erleichtert die elektrische Kontak- tierung der optischen Sensoreinrichtung, da die transparenten Leiterbahnen in einfacher Weise bis zur optischen Sensoreinrichtung geführt werden können. Gleichermaßen ist es jedoch auch möglich, dass die transparenten Leiterbahnen auf jener Oberfläche der Zwischenlage geformt sind, welche von der Außenfläche der Verbundscheibe, deren Benetzung detektiert werden soll, abgewandt ist. In diesem Fall kann die optische Sensoreinrichtung über elektrische Brücken, beispielsweise Kontaktstifte, innerhalb der Zwischenlage mit den transparenten Leiterbahnen elektrisch verbunden werden. Denkbar wäre auch, die Zwischenlage beispielsweise mit Durchgangsöffnungen zu versehen, die mit einem transparenten elektrischen Material verfüllt werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibenanordnung ist die oben genannte Auswerteeinheit zur Auswertung elektronischer Signale des optischen Empfängers außerhalb der Verbundscheibe angeordnet. Durch diese Maßnahme kann der im Bereich der Verbundscheibe angeordnete Teil der optischen Sensoreinrichtung, im Wesentlichen bestehend aus dem optischen Sender und optischen Empfänger, in seinen Abmessungen relativ klein gestaltet werden. Insbesondere in diesem Fall kann die optische Sensoreinrich- tung auch im Sichtfeld des Fahrers eines Kraftfahrzeugs platziert werden, ohne die Sicht wesentlich zu beeinträchtigen. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibenanordnung in einem Kraftfahrzeug kann es von Vorteil, wenn die optische Sensoreinrichtung in der Nähe eines Innenrückspiegels des Kraftfahrzeugs an- geordnet ist. Insbesondere in diesem Fall kann es weiterhin von Vorteil sein, wenn die transparenten Leiterbahnen zu den seitlichen Rändern und/oder einem Oberrand und/oder einem Unterrand der Verbundscheibe geführt sind, wodurch elektrische leitende Verbindungen zwischen der optischen Sen- soreinrichtung und einer Spannungsquelle (beispielsweise Autobatterie) zur Versorgung der Sensoreinrichtung mit elektrischer Leistung und/oder der Auswerteeinheit zur Auswertung elektrischer Signale des optischen Empfängers kurz gehalten werden können, um in der industriellen Serienfertigung in vorteilhafter Weise Material und Kosten einzusparen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibenanordnung erstreckt sich die Verbundscheibe in Form einer so genannten "Panoramascheibe" bis zu einem die beiden gegenüberliegenden B-Säulen einer Fahrzeugkarosserie miteinander verbindenden Dachquerträger. In diesem Fall ist eine nicht-sichtbare, elektrische Kontaktie- rung der optischen Sensoreinrichtung durch die transparenten, flächigen Leiterbahnen besonders vorteilhaft.
Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf ein Kraftfahrzeug, das mit wenigstens einer wie oben beschriebenen Verbundscheibenanordnung ausgerüstet ist.
Ausführungsbeispiele
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen wird. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht in Fahrzeuglängsrichtung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibenanordnung eines Kraftfahrzeugs ;
Fig. 2 eine Detailansicht der Verbundscheiben- anordnung von Fig.l;
Fig. 3A-3D schematische perspektivische Ansichten der
Verbundscheibe der Verbundscheibenanordnung von Fig. 1 zur Veranschaulichung verschie- dener beispielhafter Varianten der transparenten Leiterbahnen zur Kontaktierung der optischen Sensoreinrichtung.
In Fig. 1 ist in einer schematischen Übersichtsdarstellung eine insgesamt mit der Bezugszahl 1 bezeichnete Verbundscheibenanordnung eines Kraftfahrzeugs veranschaulicht. Demnach umfasst die erfindungsgemäße Verbundscheibenanordnung 1 eine als Windschutzscheibe dienende, frontale Verbundscheibe 2, die sich von einem frontalen Karosserieabschnitt 9 bis zu ei- nem die beiden B-Säulen 5 der Karosserie miteinander verbindenden Dachquerträger 6 erstreckt. Die beiden B-Säulen 5 stellen wie üblich eine tragende Verbindung zwischen dem Fahrzeugboden und Fahrzeugdach im Bereich der Mitte der Fahrgastzelle dar. Insofern kann die Verbundscheibe 2 in einen sich schräg zur Horizontalen bzw. Fahrbahn erstreckenden
Frontabschnitt 3 und einen sich zumindest annähernd parallel zur Horizontalen bzw. Fahrbahn erstreckenden Dachabschnitt 4 unterteilt werden. Im Bereich eines Innenrückspiegels 8 des Kraftfahrzeugs umfasst die Verbundscheibenanordnung 1 einen optischen Sensor zur Erfassung der Benetzung der Außenfläche 10 der Verbundscheibe 2, im Weiteren als Regensensor 7 bezeichnet .
In Fig. 2 ist der Aufbau der Verbundscheibe 2 näher darges- teilt. Demnach umfasst die Verbundscheibe 2 zwei gläserne
Scheiben, nämlich eine Außenscheibe 11 und eine Innenscheibe 12, durch die eine Fahrgastzelle 18 des Kraftfahrzeugs von der äußeren Umgebung getrennt ist. Außen- und Innenscheibe 11, 12 sind durch eine Zwischenlage 13 aus klebendem Polymermaterial miteinander verbunden. Im Bereich zwischen Außen- und Innenscheibe 11, 12 der Verbundscheibe 2 ist der Regen- sensor 7 angeordnet, wobei der Regensensor 7 in einer sich zur Außenscheibe 11 hin öffnenden Ausnehmung 19 der Zwischenlage 13 aufgenommen ist. Die Ausnehmung 19 ist als Tiefung einer der Außenscheibe 11 zugewandten, ersten Oberfläche 20 der Zwischenlage 13 geformt. Auf einer der Innenscheibe 12 zugewandten, zweiten Oberfläche 21 der Zwischenlage 13 sind eine Mehrzahl optisch transparenter, flächiger Leiterbahnen 14 aus einem elektrisch leitfähigen Material geformt. Eine elektrische Verbindung zwischen dem Regensensor 7 und den transparenten Leiterbahnen 14 erfolgt durch die elektrischen Kontaktstifte 15. Alternativ könnten die transparenten, flächigen Leiterbahnen 14 auf der ersten Oberfläche 20 der Zwischenlage 13 geformt sein, was die Kontaktstifte 15 verzichtbar macht.
Der Regensensor 7 dient zur Erfassung einer Benetzung der Außenfläche 10 der Außenscheibe 11 der Verbundscheibe 2 mit Flüssigkeit. Zu diesem Zweck umfasst der Regensensor 7 einen optischen Sender 22 zum Erzeugen von Licht, das über ein nicht näher dargestelltes Lichteinkoppelelement als einfal- lender Lichtstrahl 16 unmittelbar in die Außenscheibe 11 eingekoppelt wird. Ein Einfallswinkel des einfallenden Lichtstrahls 16 ist hierbei so gewählt, dass der Lichtstrahl 16 an der Außenfläche 10 der Außenscheibe 11 totalreflektiert wird. Die Intensität des reflektierten Lichtstrahls 17 hängt hier- bei von der Benetzung der Außenfläche 10 der Außenscheibe 11 ab. Der reflektierte Lichtstrahl 17 wird über ein nicht näher dargestelltes Lichtauskoppelelement von einem optischen Empfänger 23 des Regensensors 7 detektiert, der ein auf der empfangenen Lichtintensität basierendes, elektrisches Signal er- zeugt. Der Aufbau und die Funktionsweise der Komponenten eines solchen Regensensors 7, einschließlich der Lichtein- und Lichtauskoppelelemente, sind dem Fachmann an sich bekannt, so dass es sich erübrigt hier näher darauf einzugehen.
Der Regensensor 7 ist über die transparenten, flächigen Lei- terbahnen 14 mit einer schematisch dargestellten Auswerteeinheit 25 zur Auswertung der elektrischen Signale des optischen Empfängers verbunden, wobei die Auswerteeinheit 25 in eine schematisch dargestellte Steuereinrichtung 24 zur automatischen Steuerung einer nicht näher dargestellten Scheiben- wischanlage zum Wischen der Verbundscheibe 2 integriert ist. Die Steuereinrichtung 24 und somit die Auswerteinheit 25 befindet sich außerhalb der Verbundscheibe 2.
Die transparenten, flächigen Leiterbahnen 14 bestehen aus ei- nem transparenten, leitfähigen Oxid auf Basis eines oxidischen Halbleiters mit einem niedrigen spezifischen Widerstand, beispielsweise Indiumzinnoxid (In2Cb: SnÜ2) . Sie werden durch Aufdampfen einer Oxidschicht auf die zweite Oberfläche 21 der Zwischenlage 13 und anschließendes selektives Entfer- nen von Schichtabschnitten hergestellt. Über die Breite der flächigen Leiterbahnen 14 kann gezielt deren elektrischer Widerstand eingestellt werden. Es wäre auch denkbar, als Alternative die zweite Oberfläche 21 der Zwischenlage 13 zu maskieren, wobei die Maske entsprechend der gewünschten Leiter- bahnen 14 ausgespart ist, gefolgt von einem Aufdampfen einer Oxidschicht auf die maskierte zweite Oberfläche 21.
In den Figuren 3A-3D sind verschiedene beispielhafte Varianten für den Verlauf der transparenten, flächigen Leiterbahnen 14 dargestellt. In Fig. 3A erstrecken sich die transparenten Leiterbahnen 14 in Fahrzeugquerrichtung zu den beiden Seitenrändern 26 der Verbundscheibe 2. In Fig. 3B erstrecken sich die transparenten Leiterbahnen 14 in Fahrzeuglängsrichtung zu einem am Dachquerträger 6 angeordneten Oberrand 28 der Ver- bundscheibe 2. In Fig. 3C erstrecken sich die transparenten Leiterbahnen 14 sowohl in Fahrzeugquerrichtung zu den beiden Seitenrändern 26 als auch in Fahrzeuglängsrichtung zu einem am frontalen Karosserieabschnitt 9 angeordneten Unterrand 27 der Verbundscheibe 2. In Fig. 3D erstrecken sich die transparenten Leiterbahnen 14 sowohl in Fahrzeugquerrichtung zu den beiden Seitenrändern 26 als auch schräg zur Fahrzeuglängs- richtung zum Oberrand 28 der Verbundscheibe 2.
Wie bereits in Verbindung mit Fig. 2 erläutert wurde, dienen die transparenten Leiterbahnen 14 für eine elektrische Verbindung des Regensensors 7 mit der Steuereinrichtung 24 zur Übertragung der elektrischen Signale zur automatischen Steuerung der Scheibenwischanlage in Abhängigkeit des Grads der Benetzung der Außenfläche 10 der Verbundscheibe 2. Die transparenten Leiterbahnen 14 dienen weiterhin für eine elektrische Verbindung mit einer (nicht dargestellten) Fahrzeugbat- terie zur Speisung des Regensensors 7 mit elektrischer Leistung. Wie in Verbindung mit den Figuren 3A-3D veranschaulicht, kann der jeweilige Verlauf der transparenten Leiterbahnen 14 an die Lage der Steuereinrichtung 24 bzw. Fahrzeugbatterie gezielt angepasst werden, um die elektrischen Ver- bindungen möglichst kurz zu halten.
In der erfindungsgemäßen Verbundscheibenanordnung 1 wird der einfallende Lichtstrahl 16 zur Erfassung der Benetzung der Außenfläche 10 der Außenscheibe 11 unmittelbar in die Außen- scheibe 11 eingekoppelt, so dass sich optische Inhomogenitäten der Innenscheibe 10 bzw. Zwischenlage 13 nicht auswirken können. Der Regensensor 7 kann vergleichsweise klein ausgeführt werden, da die Auswerteeinheit 25 außerhalb der Verbundscheibe 2 angeordnet ist. Durch einen wahlfrei gestaltba- ren Verlauf der transparenten Leiterbahnen 14, welche die freie Sicht des Fahrers nicht beeinträchtigen, können kurze elektrische Verbindungen zwischen dem Regensensor 7 und der Auswerteeinheit 25 bzw. Fahrzeugbatterie realisiert werden. Bezugs zeichenliste
1 Verbundscheibenanordnung
2 Verbundscheibe
3 Frontabschnitt
4 Dachabschnitt
5 B-Säule 6 Dachquerträger
7 Regensensor
8 Innenrückspiegel
9 frontaler Karosserieabschnitt
10 Außenfläche 11 Außenscheibe
12 Innenscheibe
13 Zwischenlage
14 Leiterbahn
15 Kontaktstift 16 einfallender Lichtstrahl
17 reflektierter Lichtstrahl
18 Fahrgastzelle
19 Ausnehmung
20 erste Oberfläche 21 zweite Oberfläche
22 Sender
23 Empfänger
24 Steuereinrichtung
25 Auswerteeinheit 26 Seitenrand
27 Unterrand
28 Oberrand

Claims

Patentansprüche
1. Verbundscheibenanordnung (1), insbesondere für ein
Kraftfahrzeug, mit einer Verbundscheibe (2), die wenigstens zwei durch eine Zwischenlage (13) miteinander verbundene Scheiben (11, 12) umfasst, sowie mit wenigstens einer optischen Sensoreinrichtung (7) zur optischen Detektion von Feuchtigkeit auf einer von der Zwischenlage (13) abgewandten Außenfläche (10) der Verbundscheibe (2), wobei die optische Sensoreinrichtung (7) zwischen den beiden Scheiben (11, 12) angeordnet und mittels transparenter, flächiger Leiterbahnen (14) elektrisch kontaktiert ist.
2. Verbundscheibenanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Sensoreinrichtung (7) in einer zur Außenfläche (10) der Verbundscheibe (2) hin offenen Ausnehmung (19) der Zwischenlage (13) angeordnet ist.
3. Verbundscheibenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die transparenten, flächigen Leiterbahnen (14) auf einer Oberfläche (20, 21) der Zwischenlage (13) aufgebracht sind.
4. Verbundscheibenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswerteeinheit (25) zur Auswertung elektronischer Signale der optischen Sensoreinrichtung (7) außerhalb der Verbundscheibe (2) angeordnet ist.
5. Verbundscheibenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die transparenten, flächigen Leiterbahnen (14) zu wenigstens einem Seitenrand (26) und/oder einem Unterrand (27) und/oder einem Oberrand (28) der Verbundscheibe (2) geführt sind.
6. Verbundscheibenanordnung (1) für ein Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Sensoreinrichtung (7) in der Nähe eines Innenrückspiegels (8) des Kraftfahrzeugs angeordnet ist.
7. Verbundscheibenanordnung (1) für ein Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Verbundscheibe (2) bis zu einem gegenüberliegende B- Säulen (5) einer Fahrzeugkarosserie miteinander verbindenden Dachquerträger (6) erstreckt.
8. Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Verbundscheibenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
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