WO2014206529A1 - Defroster - Google Patents

Defroster Download PDF

Info

Publication number
WO2014206529A1
WO2014206529A1 PCT/EP2014/001561 EP2014001561W WO2014206529A1 WO 2014206529 A1 WO2014206529 A1 WO 2014206529A1 EP 2014001561 W EP2014001561 W EP 2014001561W WO 2014206529 A1 WO2014206529 A1 WO 2014206529A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
radiation
deicer
glass pane
radiation source
coupling
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/001561
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas Maier
Original Assignee
Daimler Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daimler Ag filed Critical Daimler Ag
Publication of WO2014206529A1 publication Critical patent/WO2014206529A1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/84Heating arrangements specially adapted for transparent or reflecting areas, e.g. for demisting or de-icing windows, mirrors or vehicle windshields
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60SSERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00Cleaning of vehicles
    • B60S1/02Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/023Cleaning windscreens, windows or optical devices including defroster or demisting means
    • B60S1/026Cleaning windscreens, windows or optical devices including defroster or demisting means using electrical means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60SSERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00Cleaning of vehicles
    • B60S1/02Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/04Wipers or the like, e.g. scrapers
    • B60S1/06Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive
    • B60S1/08Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven
    • B60S1/0818Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven including control systems responsive to external conditions, e.g. by detection of moisture, dirt or the like
    • B60S1/0822Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven including control systems responsive to external conditions, e.g. by detection of moisture, dirt or the like characterized by the arrangement or type of detection means
    • B60S1/0833Optical rain sensor
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/032Heaters specially adapted for heating by radiation heating
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2214/00Aspects relating to resistive heating, induction heating and heating using microwaves, covered by groups H05B3/00, H05B6/00
    • H05B2214/02Heaters specially designed for de-icing or protection against icing

Definitions

  • the present invention relates to a deicer for a glass pane, in particular a windshield, according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to an equipped with such a deicer glass pane, in particular a wind schutz schei be.
  • a known windshield or windscreen glass In order to enable the driver of a vehicle to see in the direction of travel and to protect him especially when driving against wind, weather and airborne particles floating in the air, vehicles are equipped in the prior art with a known windshield or windscreen glass.
  • a windshield can be fixed in a float connected to the body of the vehicle windshield frame, on or glued or less often screwed and contributes with appropriate attachment and design to torsional stiffness of the body.
  • the problem here is the cleaning of generic windshields, which contributes to ensuring a clear view of the driver and thus ultimately to vehicle safety. While a veiling of the inside of the windshield can usually be averted by occasional wiping with a cloth, if necessary with the aid of glass cleaning agents, visual obstruction of the driver due to contamination of the windshield on the outside of a much greater challenge.
  • Residues in the form of dirt, dust, dead insects and bird droppings which can accumulate while driving on the windshield
  • ice deposits which may form depending on the weather by the freezing of precipitates.
  • the former kind of soiling typically by means of washing water, sponges, rubber wipers or a built-in windscreen washer in the vehicle itself. eliminating ice causes the removal of ice while the use of an ice scraper at rest of the vehicle.
  • DE 10 2011 011 957 A1 proposes a method and a device for melting ice layers or other forms of frozen water adhering to the outside of vehicle windows made of mineral, plastic or laminated glass using technical means emitting heat rays in the vehicle interior.
  • at least one heat radiator in the vehicle interior is mounted so that the heat rays impinge on the inside of the vehicle window with the dullest possible angle, the transmission through the mineral, plastic or laminated glass by at least the coupling of the heat rays on the inside of improving anti-reflection coating the vehicle window and by adapted thereto the choice of the wavelength of the heat rays is increased.
  • the proposed device comprises a control unit which enables the driver to activate a time-limited pulse or continuous radiation of high radiation power by actuating an actuating unit.
  • DE 10 2008 060 015 A1 also deals with the described problem and discloses, in particular, a heatable windshield having at least one infrared radiator arranged in or on the pane for heating the pane, which is arranged in the pane or coupled to the pane, that the most of the infrared radiation emitted by it is totally reflected at interfaces of the disc.
  • DE 197 01 258 A1 is concerned with a rain sensor in which a light emitter and a light receiver are positioned on the vehicle window, wherein the signal measured at the light receiver is used for the detection of rain.
  • DE 10 2011 079 191 A1 also shows a potential solution in the form of a heating device, according to which the windshield represents a TIR light guide for infrared light and the heating device has at least one infrared light source which is set up and arranged for infrared light emitted by it to couple into the disk.
  • a disadvantage of these known approaches lies in their low energy efficiency in view of the fact that an automatic shutdown of the respectively provided device usually does not take place. In this way, the driver is dependent on his own assessment of the progress of the de-icing process or a suitable timing, which can nevertheless assume only a preset time interval without knowledge of exact weather conditions or the degree of ice formation.
  • the present invention therefore addresses the problem of providing improved embodiments for a deicer and for a windscreen, which are characterized in particular by high energy efficiency.
  • the invention is based on the general idea to equip the deicer not only with a radiation source and coupling for coupling electromagnetic radiation in the windshield, but to expand the generic arrangement by a suitable radiation detector.
  • the radiation intensity determined by this radiation detector in the windshield which serves as a transmission or propagation medium for the radiation, now allows a conclusion as to whether the windshield has ice deposits, in particular on its outer surface, resulting in a partial decoupling of radiation from the windshield itself lead, or if the radiation propagates in a state of total reflection only within the windshield, which can thus be seen as largely free of ice deposits.
  • the coupling may be arranged for this purpose in a relative orientation to the windshield, which ensures a substantial total reflection of the radiation at the phase interfaces, ie the inner and outer surfaces of the windshield, provided that the windshield is not frosted, but directly from outside air is flowed around.
  • This orientation makes it possible to ensure that radiation exits the windshield only when it has deposited on it a foreign substance which has a refractive index which is comparable to that of the windshield material and differs from that of the air. Radiation energy is thus essentially derived from the windshield only if it actually has ice deposits. Overall, the embodiment described therefore helps the de-icer according to the invention to significantly improved energy efficiency compared to conventional devices.
  • a control device which can in particular turn the radiation source on and off.
  • the control device it is advisable to configure the control device in such a way that it deactivates the radiation source and thus also terminates the coupling of electromagnetic waves into the windshield, as soon as the control device connected to the radiation detector for this purpose detects the exceeding of a specific limit value.
  • This measure also contributes to the energy efficiency of the overall arrangement insofar as the achievement of the suitably chosen limit value is indicative of a substantial total reflection at the windshield interface, which makes the adhesion of appreciable ice deposits unlikely.
  • the timely shutdown of the radiation source can prevent unnecessary energy losses that would otherwise be caused by the power consumption of the radiation source in its operating state.
  • the radiation source is composed of a plurality of individually controllable segments which are monitored in their effect separately from correspondingly positioned radiation detectors, the radiation power of individual segments can be throttled when a specified transmission value is reached by the activating control device.
  • the radiation power of individual segments can be throttled when a specified transmission value is reached by the activating control device.
  • both locally and temporally optimized heating of the windshield is possible.
  • Multiple radiation sources can be monitored by a radiation detector when the radiation detector is operating sufficiently fast and the Radiation sources are operated with different modulated frequency. By means of Fourier transformation or lock-in amplifier can then be concluded that the transmission of the respective radiation source.
  • control unit can be provided with a suitable switch, which allows the switching of the radiation source, if necessary.
  • the functionality of the deicer can be extended by an uncomplicated structural modification to those of a rain detector when the radiation detector is extended by a - out in the controlled embodiment of the deicer optionally via the control unit - signal output for indicating precipitation.
  • a low intensity of the measured radiation indicates an existing wetting of the windshield by precipitation, which due to its refractive index causes a leakage of radiation through the thus-wetted outer surface of the windshield.
  • Such an expansion of function therefore makes a separate rain sensor dispensable and thus allows constructive simplifications and reduced manufacturing costs of a vehicle equipped according to the invention.
  • the wavelength or frequency of the radiation is chosen so that their absorption is ensured by ice or water in the event of escaping from the windshield.
  • the radiation that passes from the windshield into the respective absorber develops therein a thermal effect in the form of heating, which can promote the melting of ice deposits and the evaporation or evaporation of water molecules.
  • Radiation source and coupling may indeed be carried out separately according to an embodiment of the invention and connected by means of a suitable waveguide, such as a light guide.
  • a suitable waveguide such as a light guide.
  • an integral design of both components is recommended, so that the radiation source for coupling the radiation into the windshield is to be arranged in its immediate vicinity.
  • energy losses are avoided on the line path, which again benefits the energy efficiency of the deicer.
  • Figure 1 is a greatly simplified, principle view of a deicer according to the invention in its use for de-icing a windshield and
  • FIG. 2 shows a windshield according to the invention.
  • FIG. 1 illustrates the use of a deicer 10 according to the invention for deicing a glass pane 11.
  • a deicer 10 for deicing a glass pane 11.
  • any flat glass product comprising at least one amorphous, substantially translucent solid is to be understood in a broad sense, irrespective of the production method used.
  • Arrangements known as laminated glass panes of a plurality of glass layers, which are connected by an adhesive-capable intermediate layer, for example made of plastic, are expressly included.
  • the light transmittance feature does not exclude the partial application of colored sunscreen strips or a full-area tinting film on the glass sheet 1.
  • the glass pane 11 has the shape of a windshield for installation in a passenger car and consists of a material called laminated safety glass (VSG) laminate of two glass layers, which by means of a tear-resistant and visco-elastic film, for example based on polyvinyl butyral (PVB) or ethylene vinyl acetate ( EVA) are glued together.
  • VSG laminated safety glass
  • the glass pane 11 may be provided in its function as a windshield with additional equipment features, such as an antenna, dirt or water-repellent coating and a known as a head-up display (HUD) device for the projection of driving information such as speed, navigation instructions or indicators on the glass 11.
  • the material used to make the glass has a refractive index or refractive index of known optical property, assuming a wavelength of 589 nm approximately in a range of 1, 31 to 1, 33 and thus roughly between the refractive indices of frozen and liquid water.
  • the glass pane 11 is in particular equipped with a radiation source 12, which emits a wave of coupled electric and magnetic fields, which can propagate largely unhindered in the material of the glass pane 11.
  • the radiation source 12 is configured to emit radiation 13 of a wavelength between 780 nm and 1 mm, which corresponds to a frequency range of 300 GHz to 400 THz.
  • Electromagnetic radiation in said spectral range is familiar to the person skilled in the art as infrared radiation (IR radiation) and less generally known to the public as heat radiation, thermal radiation or temperature radiation.
  • the radiation source 12 thus has in the given embodiment, the shape of an infrared radiator, which is connected for the purpose of energy supply to an electrical system of the passenger car.
  • the radiation 13 emitted by the radiation source 12 preferably comprises a high proportion of so-called far infrared (FIR) of a wavelength of at least 50 ⁇ m, which is absorbed to a particularly high degree by ice and at the same time has a rather low penetration depth in this medium.
  • FIR far infrared
  • the radiation source 12 which at the same time fills the function of an optical coupling in the present scenario, is aligned with the glass pane 11 at an angle ⁇ , which guarantees a substantial total reflection (TIR) of the radiation 3 on the outer surface of the glass pane 1 1 in its dry state ,
  • TIR total total reflection
  • the described angle is referred to in optics and electrodynamics as critical angle of total reflection or critical angle.
  • a radiation detector 14 comprised by the latter, which is suitable for detecting IR radiation due to its construction. is net.
  • this is a radiation sensor known to the physicist as a bolometer or boulometric sensor, whose operating principle is based on a heating brought about by absorption of the radiation 13, which in turn can be detected, for example, by using a thermistor.
  • the radiation detector 14 may be in the form of a simple thermocouple, which converts heat into electrical energy by means of thermoelectricity, in particular the so-called Seebeck effect.
  • the deicer 10 further comprises a control unit (ECU, ECM) 16, which may be connected to the former, for example, by means of a fieldbus known from vehicle electronics, for example a controller area network (CAN bus).
  • a suitable switch (not shown) which in turn is connected to the control unit 16 allows the driver to switch on the radiation source 12 if necessary.
  • the control unit 16 is connected to the radiation detector 14, which in this arrangement serves primarily to detect the emission of radiation 13 from the glass pane 11 in the form of a reduced radiation intensity.
  • the weakening of the radiation 13 caused here by the ice deposit 17 is interpreted by the control unit 16 as an indication of at least partial icing of the glass pane 11.
  • the control unit 16 leaves the radiation source 12 in its active operating state. However, as soon as the said intensity reaches a predetermined threshold value, which according to the configuration of the control device 16 indicates a TIR of the radiation transmitted through the glass pane 11, the control device 16 switches off the radiation source 12 automatically and thus terminates the coupling of further radiant energy into the glass pane 11.
  • FIG. 2 now shows another glass pane 21 designed in the form of a windshield.
  • This design variant is characterized by a large number of de-icers according to the invention, as already described in connection with FIG.
  • radiation detectors 24 of the deicer are arranged in alternating sequence along two opposite side edges of the glass pane 21.
  • the radiation detector 24 associated with its radiation source 22 and coupling is thus located on the other side of the glass pane 21.
  • An ice deposit 27 on the glass pane 21 can be located in this way effectively melt, with the parallel arrangement and number of deicer also allows a precise localization of the defect.

Abstract

The invention relates to a defroster (10) for a pane of glass (11), in particular a windscreen, comprising a radiation source (12) for generating electromagnetic radiation (13) having a predetermined wavelength, selected such that the pane of glass (11) transmits the radiation (13) and comprises a coupling for coupling the radiation (13) into the pane of glass (11). Energy efficiency is improved if the defroster (10) also comprises a radiation detector (14) for measuring the intensity of the radiation (13) in the pane of glass (11) and the power of the radiation source (12) can be modulated with spatial resolution.

Description

Enteiser  de-icer
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Enteiser für eine Glasscheibe, insbesondere eine Windschutzscheibe, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem eine mit einem derartigen Enteiser ausgestattete Glasscheibe, insbesondere eine Wind sch utzschei be . The present invention relates to a deicer for a glass pane, in particular a windshield, according to the preamble of claim 1. The invention also relates to an equipped with such a deicer glass pane, in particular a wind schutz schei be.
Um dem Führer eines Fahrzeugs die Sicht in Fahrtrichtung zu ermöglichen und ihn insbesondere im Fahrbetrieb vor Wind, Wetter und im Luftstrom schwebenden Partikeln zu schützen, sind Fahrzeuge nach dem Stand der Technik mit einer als Windschutzscheibe oder Frontscheibe bekannten Glasscheibe ausgestattet. Eine solche Windschutzscheibe kann etwa in einem mit der Karosserie des Fahrzeugs verbundenen Windschutzscheibenrahmen schwimmend befestigt, ein- oder aufgeklebt oder seltener auch eingeschraubt sein und trägt bei geeigneter Anbringung und Ausgestaltung zur Torsionssteifigkeit der Karosserie bei. In order to enable the driver of a vehicle to see in the direction of travel and to protect him especially when driving against wind, weather and airborne particles floating in the air, vehicles are equipped in the prior art with a known windshield or windscreen glass. Such a windshield can be fixed in a float connected to the body of the vehicle windshield frame, on or glued or less often screwed and contributes with appropriate attachment and design to torsional stiffness of the body.
Problematisch ist dabei die Reinigung gattungsgemäßer Windschutzscheiben, die zur Sicherstellung einer freien Sicht des Fahrzeugführers und somit letztlich zur Fahrzeugsicherheit beiträgt. Während ein Verschleiern der Innenseite der Windschutzscheibe dabei in aller Regel durch ein gelegentliches Abwischen mit einem Tuch, nötigenfalls unter Zuhilfenahme von Glasreinigungsmitteln, abgewendet werden kann, stellen Sichtbehinderungen des Fahrers durch Verschmutzungen der Windschutzscheibe an deren Außenseite eine ungleich größere Herausforderung dar. Dies gilt einerseits für Rückstände in Form von Schmutz, Staub, toten Insekten und Vogelexkrementen, die sich im Fahrbetrieb auf der Windschutzscheibe anreichern können, andererseits aber auch für Eisablagerungen, die sich witterungsabhängig durch das Gefrieren von Niederschlägen bilden mögen. Während sich erstere Art von Verschmutzungen typischerweise mittels Waschwasser, Schwämmen, Gummiwischern oder einer im Fahrzeug selbst verbauten Scheibenwasch- anläge beseitigen lässt, bedingt die Entfernung von Eis dabei den Einsatz eines Eiskratzers im Ruhezustand des Fahrzeugs. The problem here is the cleaning of generic windshields, which contributes to ensuring a clear view of the driver and thus ultimately to vehicle safety. While a veiling of the inside of the windshield can usually be averted by occasional wiping with a cloth, if necessary with the aid of glass cleaning agents, visual obstruction of the driver due to contamination of the windshield on the outside of a much greater challenge. This applies on the one hand for Residues in the form of dirt, dust, dead insects and bird droppings, which can accumulate while driving on the windshield, on the other hand also for ice deposits, which may form depending on the weather by the freezing of precipitates. While the former kind of soiling typically by means of washing water, sponges, rubber wipers or a built-in windscreen washer in the vehicle itself. eliminating ice causes the removal of ice while the use of an ice scraper at rest of the vehicle.
Zur Entfernung von Eisablagerungen an der Windschutzscheibe im Fahrbetrieb sind im Stand der Technik verschiedene Heizvorrichtungen bekannt, die - meist durch die direkte oder indirekte Zuführung thermischer Energie - ein Abschmelzen der Ablagerungen bewirken sollen, was den Fahrer in die Lage versetzt, die Windschutzscheibe mittels konventioneller Scheibenwischer vom nunmehr flüssigen Wasser zu befreien. Neben einem Anströmen der Windschutzscheibe mit Warmluft kommen dabei beispielsweise elektrische Heizelemente in Form von in eine Verbundfolie verlegten feinen Drähten oder elektrisch leitende Beschichtungen der Windschutzscheibe zum Einsatz. Abhängig von ihrer konkreten Ausführung können diese Heizelemente jedoch selbst eine Sichtbehinderung für den Fahrzeugführer darstellen oder die Wirkung der Windschutzscheibe als Designelement des Fahrzeugs in negativer Weise beeinflussen. Ferner beheizen herkömmliche Scheibenheizungen im Wesentlichen die gesamte Windschutzscheibe gleichmäßig und tragen auf diese Weise unter Umständen zu einem erhöhten Energieverbrauch des Fahrzeugs bei. To remove ice deposits on the windshield when driving different heating devices are known in the art, which - usually by the direct or indirect supply of thermal energy - cause melting of the deposits, which enables the driver, the windshield by means of conventional windscreen wipers free from the now liquid water. In addition to an influx of the windshield with warm air come here, for example, electrical heating elements in the form of laid in a composite film fine wires or electrically conductive coatings of the windshield for use. However, depending on their specific design, these heating elements may themselves present a visual obstruction to the driver or adversely affect the action of the windshield as a design element of the vehicle. Further, conventional window heaters substantially heat the entire windshield uniformly and thus may contribute to increased energy consumption of the vehicle.
DE 10 2011 011 957 A1 schlägt aus den genannten Gründen ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abschmelzen von auf der Außenseite von Fahrzeugscheiben aus Mineral-, Kunststoff- oder Verbundglas anhaftenden Eisschichten oder anderen Formen gefrorenen Wassers unter Verwendung von Wärmestrahlen emittierenden technischen Mitteln im Fahrzeuginnenraum vor. Dabei wird mindestens ein Wärmestrahler im Fahrzeuginnenraum so angebracht, dass die Wärmestrahlen mit möglichst stumpfem Winkel auf die Innenseite der Fahrzeugscheibe auftreffen, wobei die Transmission durch das Mineral-, Kunststoff- oder Verbundglas durch eine mindestens die Einkopplung der Wärmestrahlen auf der Innenseite verbessernde Antireflexion-Beschichtung der Fahrzeugscheibe und durch daran angepasste Wahl der Wellenlänge der Wärmestrahlen erhöht wird. Zu diesem Zweck umfasst die vorgeschlagene Vorrichtung eine Steuereinheit, die dem Fahrzeugführer die Aktivierung einer zeitbegrenzten Puls- oder Dauerstrahlung hoher Strahlungsleistung durch Betätigung einer Betätigungseinheit ermöglicht. For these reasons, DE 10 2011 011 957 A1 proposes a method and a device for melting ice layers or other forms of frozen water adhering to the outside of vehicle windows made of mineral, plastic or laminated glass using technical means emitting heat rays in the vehicle interior. In this case, at least one heat radiator in the vehicle interior is mounted so that the heat rays impinge on the inside of the vehicle window with the dullest possible angle, the transmission through the mineral, plastic or laminated glass by at least the coupling of the heat rays on the inside of improving anti-reflection coating the vehicle window and by adapted thereto the choice of the wavelength of the heat rays is increased. For this purpose, the proposed device comprises a control unit which enables the driver to activate a time-limited pulse or continuous radiation of high radiation power by actuating an actuating unit.
Auch DE 10 2008 060 015 A1 befasst sich mit dem beschriebenen Problem und offenbart zu dessen Bewältigung insbesondere eine beheizbare Windschutzscheibe mit wenigstens einem in oder an der Scheibe angeordneten Infrarotstrahler zur Heizung der Scheibe, welcher derart in der Scheibe angeordnet oder an die Scheibe angekoppelt ist, dass der überwiegende Teil der von ihm emittierten Infrarotstrahlung an Grenzflächen der Scheibe totalreflektiert wird. DE 10 2008 060 015 A1 also deals with the described problem and discloses, in particular, a heatable windshield having at least one infrared radiator arranged in or on the pane for heating the pane, which is arranged in the pane or coupled to the pane, that the most of the infrared radiation emitted by it is totally reflected at interfaces of the disc.
Die DE 197 01 258 A1 befasst sich mit einem Regensensor, bei dem an der Fahrzeugscheibe ein Lichtsender und ein Lichtempfänger positioniert sind, wobei das am Lichtempfänger gemessene Signal zur Detektion von Regen verwendet wird. DE 197 01 258 A1 is concerned with a rain sensor in which a light emitter and a light receiver are positioned on the vehicle window, wherein the signal measured at the light receiver is used for the detection of rain.
Schließlich zeigt auch DE 10 2011 079 191 A1 eine potenzielle Lösung in Form einer Heizeinrichtung auf, gemäß welcher die Windschutzscheibe einen TIR-Lichtleiter für Infrarot- licht darstellt und die Heizeinrichtung mindestens eine Infrarotlichtquelle aufweist, die dazu eingerichtet und angeordnet ist, von ihr emittiertes Infrarotlicht in die Scheibe einzu- koppeln. Finally, DE 10 2011 079 191 A1 also shows a potential solution in the form of a heating device, according to which the windshield represents a TIR light guide for infrared light and the heating device has at least one infrared light source which is set up and arranged for infrared light emitted by it to couple into the disk.
Ein Nachteil dieser bekannten Ansätze liegt indes in ihrer geringen Energieeffizienz angesichts des Umstandes, dass eine selbsttätige Abschaltung der jeweils vorgesehenen Einrichtung im Regelfall nicht stattfindet. Auf diese Weise ist der Fahrzeugführer auf seine eigene Einschätzung hinsichtlich des Fortschritts des Enteisungsvorgangs oder eine geeignete Zeitsteuerung angewiesen, die gleichwohl ohne Kenntnis exakter Witterungsverhältnisse oder des Grades der Eisbildung nur von einem werksmäßig vorgegebenen Zeitintervall ausgehen kann. A disadvantage of these known approaches, however, lies in their low energy efficiency in view of the fact that an automatic shutdown of the respectively provided device usually does not take place. In this way, the driver is dependent on his own assessment of the progress of the de-icing process or a suitable timing, which can nevertheless assume only a preset time interval without knowledge of exact weather conditions or the degree of ice formation.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für einen Enteiser sowie für eine Windschutzscheibe verbesserte Ausführungsformen anzugeben, die sich insbesondere durch eine hohe Energieeffizienz auszeichnen. The present invention therefore addresses the problem of providing improved embodiments for a deicer and for a windscreen, which are characterized in particular by high energy efficiency.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. According to the invention, this problem is solved by the subject matter of the independent claim. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den Enteiser nicht nur mit einer Strahlungsquelle und -kopplung zum Einkoppeln elektromagnetischer Strahlung in die Windschutzscheibe auszurüsten, sondern die gattungsgemäße Anordnung um einen geeigneten Strahlungsdetektor zu erweitern. Die von diesem Strahlungsdetektor ermittelte Strahlungsintensität in der Windschutzscheibe, welche als Übertragungs- oder Ausbreitungsmedium für die Strahlung dient, lässt nunmehr einen Rückschluss darauf zu, ob die Windschutzscheibe insbesondere an ihrer Außenoberfläche Eisablagerungen aufweist, die zu einer teilweisen Auskopplung von Strahlung aus der Windschutzscheibe selbst führen, oder ob sich die Strahlung in einem Zustand der Totalreflexion lediglich innerhalb der Windschutzscheibe ausbreitet, die somit als weitgehend frei von Eisablagerungen ange-sehen werden kann. The invention is based on the general idea to equip the deicer not only with a radiation source and coupling for coupling electromagnetic radiation in the windshield, but to expand the generic arrangement by a suitable radiation detector. The radiation intensity determined by this radiation detector in the windshield, which serves as a transmission or propagation medium for the radiation, now allows a conclusion as to whether the windshield has ice deposits, in particular on its outer surface, resulting in a partial decoupling of radiation from the windshield itself lead, or if the radiation propagates in a state of total reflection only within the windshield, which can thus be seen as largely free of ice deposits.
Die Kopplung kann zu diesem Zweck in einer relativen Ausrichtung zur Windschutzscheibe angeordnet sein, die eine weitgehende Totalreflexion der Strahlung an den Phasengrenzflächen, also der Innen- und Außenoberfläche der Windschutzscheibe, unter der Voraussetzung gewährleistet, dass die Windschutzscheibe nicht vereist ist, sondern unmittelbar von Außenluft umströmt wird. Durch diese Orientierung lässt sich sicherstellen, dass Strahlung nur dann aus der Windschutzscheibe austritt, wenn sich auf dieser ein Fremdstoff abgelagert hat, der einen dem Werkstoff der Windschutzscheibe vergleichbaren - und von jenem der Luft verschiedenen - Brechungsindex aufweist. Strahlungsenergie wird somit im Wesentlichen nur dann aus der Windschutzscheibe abgeleitet, wenn diese tatsächlich Eisablagerungen aufweist. Insgesamt verhilft die beschriebene Ausgestaltung dem erfindungsgemäßen Enteiser daher zu einer gegenüber herkömmlichen Vorrichtungen maßgeblich verbesserten Energieeffizienz. The coupling may be arranged for this purpose in a relative orientation to the windshield, which ensures a substantial total reflection of the radiation at the phase interfaces, ie the inner and outer surfaces of the windshield, provided that the windshield is not frosted, but directly from outside air is flowed around. This orientation makes it possible to ensure that radiation exits the windshield only when it has deposited on it a foreign substance which has a refractive index which is comparable to that of the windshield material and differs from that of the air. Radiation energy is thus essentially derived from the windshield only if it actually has ice deposits. Overall, the embodiment described therefore helps the de-icer according to the invention to significantly improved energy efficiency compared to conventional devices.
Ferner ist ein Steuergerät vorgesehen, das die Strahlungsquelle insbesondere ein- und abschalten kann. Dabei empfiehlt sich eine Konfiguration des Steuergeräts in der Weise, dass dieses die Strahlungsquelle deaktiviert und somit auch das Einkoppeln elektromagnetischer Wellen in die Windschutzscheibe beendet, sobald das zu diesem Zweck mit dem Strahlungsdetektor verbundene Steuergerät die Überschreitung eines spezifischen Grenzwerts feststellt. Auch diese Maßnahme trägt insofern zur Energieeffizienz der Gesamtanordnung bei, als die Erreichung des geeignet gewählten Grenzwerts einen Hinweis auf eine weitgehende Totalreflexion an den Phasengrenzflächen der Windschutzscheibe darstellt, die das Anhaften nennenswerter Eisablagerungen unwahrscheinlich erscheinen lässt. In diesem Fall vermag die zeitnahe Abschaltung der Strahlungsquelle unnötigen Energieverlusten vorzubeugen, die durch die Leistungsaufnahme der Strahlungsquelle in deren Betriebszustand andernfalls verursacht würden. Furthermore, a control device is provided which can in particular turn the radiation source on and off. In this case, it is advisable to configure the control device in such a way that it deactivates the radiation source and thus also terminates the coupling of electromagnetic waves into the windshield, as soon as the control device connected to the radiation detector for this purpose detects the exceeding of a specific limit value. This measure also contributes to the energy efficiency of the overall arrangement insofar as the achievement of the suitably chosen limit value is indicative of a substantial total reflection at the windshield interface, which makes the adhesion of appreciable ice deposits unlikely. In this case, the timely shutdown of the radiation source can prevent unnecessary energy losses that would otherwise be caused by the power consumption of the radiation source in its operating state.
Setzt sich die Strahlungsquelle aus mehreren, einzeln ansteuerbaren Segmenten zusammen die in ihrer Wirkung separat von entsprechend positionierten Strahlungsdetektoren überwacht werden, kann die Strahlungsleistung einzelner Segmente bei Erreichen eines spezifizierten Transmissionswertes vom ansteuernden Steuergerät gedrosselt werden. Somit ist eine sowohl örtlich als auch zeitlich optimierte Beheizung der Windschutzscheibe möglich. Mehrere Strahlungsquellen können durch einen Strahlungsdetektor überwacht werden, wenn der Strahlungsdetektor ausreichend schnell arbeitet und die Strahlungsquellen mit unterschiedlich modulierter Frequenz betrieben werden. Mittels Fourier-Transformation oder Lock-In Verstärker kann dann auf die Transmission der jeweiligen Strahlungsquelle geschlossen werden. If the radiation source is composed of a plurality of individually controllable segments which are monitored in their effect separately from correspondingly positioned radiation detectors, the radiation power of individual segments can be throttled when a specified transmission value is reached by the activating control device. Thus, both locally and temporally optimized heating of the windshield is possible. Multiple radiation sources can be monitored by a radiation detector when the radiation detector is operating sufficiently fast and the Radiation sources are operated with different modulated frequency. By means of Fourier transformation or lock-in amplifier can then be concluded that the transmission of the respective radiation source.
Um dem Fahrzeugführer sowie etwaigen weiteren Fahrzeuginsassen ein Einschalten des Enteisers insbesondere aus dem Innenraum des Fahrzeugs zu ermöglichen, lässt sich das Steuergerät mit einem geeigneten Schalter versehen, welcher das Einschalten der Strahlungsquelle im Bedarfsfall erlaubt. To enable the driver and any other vehicle occupants to turn on the deicer, in particular from the interior of the vehicle, the control unit can be provided with a suitable switch, which allows the switching of the radiation source, if necessary.
Die Funktionalität des Enteisers kann durch eine unkomplizierte konstruktive Abwandlung um jene eines Regenmelders erweitert werden, wenn der Strahlungsdetektor um einen - in der gesteuerten Ausführungsform des Enteisers optional über das Steuergerät geführten - Signalausgang zum Anzeigen von Niederschlägen erweitert wird. In diesem Szenario lässt eine geringe Intensität der gemessenen Strahlung auf eine vorliegende Benetzung der Windschutzscheibe durch Niederschläge schließen, welche durch ihren Brechungsindex ein Austreten von Strahlung durch die derart benetzte Außenoberfläche der Windschutzscheibe bedingen. Eine solche Funktionserweiterung lässt daher einen separaten Regensensor verzichtbar erscheinen und erlaubt somit konstruktive Vereinfachungen und verminderte Herstellungskosten eines erfindungsgemäß ausgestatteten Fahrzeugs. The functionality of the deicer can be extended by an uncomplicated structural modification to those of a rain detector when the radiation detector is extended by a - out in the controlled embodiment of the deicer optionally via the control unit - signal output for indicating precipitation. In this scenario, a low intensity of the measured radiation indicates an existing wetting of the windshield by precipitation, which due to its refractive index causes a leakage of radiation through the thus-wetted outer surface of the windshield. Such an expansion of function therefore makes a separate rain sensor dispensable and thus allows constructive simplifications and reduced manufacturing costs of a vehicle equipped according to the invention.
Vorzugsweise ist die Wellenlänge oder Frequenz der Strahlung dabei so gewählt, dass deren Absorption durch Eis oder Wasser im Falle eines Austretens aus der Windschutzscheibe gewährleistet ist. Über die Temperatur und weitere Parameter des Absorptionsgrads sind bei dieser Bestimmung der Wellenlänge realistische Annahmen zu treffen. Die von der Windschutzscheibe in den jeweiligen Absorber übertretende Strahlung entfaltet in diesem eine thermische Wirkung in Form einer Erwärmung, die das Schmelzen von Eisablagerungen und das Verdunsten oder Verdampfen von Wassermolekülen begünstigen können. Preferably, the wavelength or frequency of the radiation is chosen so that their absorption is ensured by ice or water in the event of escaping from the windshield. On the basis of the temperature and other parameters of the degree of absorption realistic assumptions have to be made in this determination of the wavelength. The radiation that passes from the windshield into the respective absorber develops therein a thermal effect in the form of heating, which can promote the melting of ice deposits and the evaporation or evaporation of water molecules.
Strahlungsquelle und Kopplung mögen gemäß einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung zwar getrennt ausgeführt und mittels eines geeigneten Wellenleiters, etwa eines Lichtleiters, verbunden sein. Zum Zwecke der konstruktiven Vereinfachung empfiehlt sich indes eine integrale Ausführung beider Bauelemente, sodass die Strahlungsquelle zum Einkop- peln der Strahlung in die Windschutzscheibe in deren unmittelbarer Nähe anzuordnen ist. Somit werden zugleich Energieverluste auf dem Leitungswege vermieden, was abermals der Energieeffizienz des Enteisers zugutekommt. Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen. Radiation source and coupling may indeed be carried out separately according to an embodiment of the invention and connected by means of a suitable waveguide, such as a light guide. For the purpose of constructive simplification, however, an integral design of both components is recommended, so that the radiation source for coupling the radiation into the windshield is to be arranged in its immediate vicinity. Thus, at the same time energy losses are avoided on the line path, which again benefits the energy efficiency of the deicer. Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen. Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.
Es zeigen, jeweils schematisch, Show, in each case schematically,
Figur 1 eine stark vereinfachte, prinzipielle Ansicht eines erfindungsgemäßen Enteisers bei dessen Verwendung zum Enteisen einer Windschutzscheibe und Figure 1 is a greatly simplified, principle view of a deicer according to the invention in its use for de-icing a windshield and
Figur 2 eine erfindungsgemäße Windschutzscheibe. 2 shows a windshield according to the invention.
Figur 1 illustriert die Anwendung eines erfindungsgemäßen Enteisers 10 zum Enteisen einer Glasscheibe 11. Unter diesem Begriff ist dabei in einem weit gefassten Wortsinn ungeachtet des angewendeten Herstellungsverfahrens jegliches Flachglasprodukt aus mindestens einem amorphen, im Wesentlichen lichtdurchlässigen Feststoff zu verstehen. Als Verbundglasscheiben bekannte Anordnungen mehrerer Glasschichten, die durch eine klebefähige Zwischenschicht etwa aus Kunststoff verbunden sind, seien dabei ausdrücklich mit erfasst. Das Merkmal der Lichtdurchlässigkeit schließt indes nicht die bereichsweise Aufbringung eingefärbter Sonnenschutzstreifen oder einer vollflächigen Tönungsfolie auf der Glasscheibe 1 aus. FIG. 1 illustrates the use of a deicer 10 according to the invention for deicing a glass pane 11. By this term, any flat glass product comprising at least one amorphous, substantially translucent solid is to be understood in a broad sense, irrespective of the production method used. Arrangements known as laminated glass panes of a plurality of glass layers, which are connected by an adhesive-capable intermediate layer, for example made of plastic, are expressly included. However, the light transmittance feature does not exclude the partial application of colored sunscreen strips or a full-area tinting film on the glass sheet 1.
Vorliegend besitzt die Glasscheibe 11 die Gestalt einer Windschutzscheibe zum Einbau in einen Personenkraftwagen und besteht aus einem in der Werkstofftechnik als Verbundsicherheitsglas (VSG) bezeichneten Laminat zweier Glasschichten, die mittels einer reißfesten und zähelastischen Folie beispielsweise auf der Basis von Polyvinylbutyral (PVB) oder Ethylenvinylacetat (EVA) aneinander geklebt sind. Die Glasscheibe 11 kann in ihrer Funktion als Windschutzscheibe mit zusätzlichen Ausstattungsmerkmalen versehen sein, so etwa einer Antenne, schmutz- oder wasserabweisenden Beschichtung sowie einer als Head-up-Display (HUD) bekannten Vorrichtung zur Projektion von Fahrinformationen wie Geschwindigkeit, Navigationsanweisungen oder Kontrollanzeigen auf die Glasscheibe 11. Der zur Herstellung der Glasscheibe verwendete Werkstoff besitzt dabei eine als Brechungsindex oder Brechindex bekannte optische Eigenschaft, die unter Annahme einer Wellenlänge von 589 nm näherungsweise in einem Bereich von 1 ,31 bis 1 ,33 und damit grob zwischen den Brechungsindizes von gefrorenem und flüssigem Wasser liegt. In the present case, the glass pane 11 has the shape of a windshield for installation in a passenger car and consists of a material called laminated safety glass (VSG) laminate of two glass layers, which by means of a tear-resistant and visco-elastic film, for example based on polyvinyl butyral (PVB) or ethylene vinyl acetate ( EVA) are glued together. The glass pane 11 may be provided in its function as a windshield with additional equipment features, such as an antenna, dirt or water-repellent coating and a known as a head-up display (HUD) device for the projection of driving information such as speed, navigation instructions or indicators on the glass 11. The material used to make the glass has a refractive index or refractive index of known optical property, assuming a wavelength of 589 nm approximately in a range of 1, 31 to 1, 33 and thus roughly between the refractive indices of frozen and liquid water.
Zum Erzeugen elektromagnetischer Strahlung ist die Glasscheibe 11 insbesondere mit einer Strahlungsquelle 12 ausgestattet, die eine Welle aus gekoppelten elektrischen und magnetischen Feldern aussendet, welche sich im Material der Glasscheibe 11 weitgehend ungehindert fortpflanzen kann. Vorliegend ist die Strahlungsquelle 12 zur Abgabe von Strahlung 13 einer Wellenlänge zwischen 780 nm und 1 mm konfiguriert, was einem Frequenzbereich von 300 GHz bis 400 THz entspricht. Elektromagnetische Strahlung im genannten Spektralbereich ist dem Fachmann als Infrarot-Strahlung (IR-Strahlung) geläufig und der Allgemeinheit weniger präzise als Wärmestrahlung, thermische Strahlung oder Temperaturstrahlung bekannt. Die Strahlungsquelle 12 besitzt somit in der gegebenen Ausführungsform die Gestalt eines Infrarotstrahlers, der zum Zweck der Energieversorgung mit einem Bordnetz des Personenkraftwagens verbunden ist. Vorzugsweise umfasst die von der Strahlungsquelle 12 abgegebene Strahlung 13 dabei einen hohen Anteil sogenannten fernen Infrarots (FIR) einer Wellenlänge von mindestens 50 μητι, welches von Eis in besonders hohem Maße absorbiert wird und sich in diesem Medium zugleich durch eine eher geringe Eindringtiefe auszeichnet. For generating electromagnetic radiation, the glass pane 11 is in particular equipped with a radiation source 12, which emits a wave of coupled electric and magnetic fields, which can propagate largely unhindered in the material of the glass pane 11. In the present case, the radiation source 12 is configured to emit radiation 13 of a wavelength between 780 nm and 1 mm, which corresponds to a frequency range of 300 GHz to 400 THz. Electromagnetic radiation in said spectral range is familiar to the person skilled in the art as infrared radiation (IR radiation) and less generally known to the public as heat radiation, thermal radiation or temperature radiation. The radiation source 12 thus has in the given embodiment, the shape of an infrared radiator, which is connected for the purpose of energy supply to an electrical system of the passenger car. The radiation 13 emitted by the radiation source 12 preferably comprises a high proportion of so-called far infrared (FIR) of a wavelength of at least 50 μm, which is absorbed to a particularly high degree by ice and at the same time has a rather low penetration depth in this medium.
Die Strahlungsquelle 12, die im vorliegenden Szenario zugleich die Funktion einer optischen Kopplung ausfüllt, ist dabei zur Glasscheibe 11 in einem Winkel α ausgerichtet, der für eine weitgehende Totalreflexion (TIR) der Strahlung 3 an der Außenoberfläche der Glasscheibe 1 1 in deren trockenem Zustand bürgt. Beim Auftreffen auf die Phasengrenzfläche 15 zwischen der Glasscheibe 1 1 und der sie umströmenden Außenluft sollte der Einfallswinkel der Strahlung 13 somit nicht einen Einfallswinkel unterschreiten, unterhalb dessen nur noch ein vergleichsweiser geringer Anteil der Strahlung 13 in Höhe von beispielsweise 5 % von der Phasengrenzfläche 15 in das Innere der Glasscheibe 1 1 zurückgeworfen werden kann. Der beschriebene Winkel wird in der Optik und Elektrodynamik als Grenzwinkel der Totalreflexion oder kritischer Winkel bezeichnet. The radiation source 12, which at the same time fills the function of an optical coupling in the present scenario, is aligned with the glass pane 11 at an angle α, which guarantees a substantial total reflection (TIR) of the radiation 3 on the outer surface of the glass pane 1 1 in its dry state , When impinging on the phase interface 15 between the glass pane 1 1 and the surrounding air flowing around the angle of incidence of the radiation 13 should not fall below an angle of incidence, below which only a comparatively small proportion of the radiation 13 in the amount of, for example, 5% of the phase interface 15 in the interior of the glass pane 1 1 can be reflected. The described angle is referred to in optics and electrodynamics as critical angle of total reflection or critical angle.
Ein wesentliches Element des Enteisers 10 liegt nunmehr in einem von diesem umfassten Strahlungsdetektor 14, der durch seine Bauweise zum Nachweis von IR-Strahlung geeig- net ist. Vorliegend handelt es sich dabei um einen dem Physiker als Bolometer oder bo- lometrischer Sensor geläufigen Strahlungssensor, dessen Wirkprinzip auf einer durch Absorption der Strahlung 13 herbeigeführten Erwärmung basiert, die wiederum beispielsweise unter Verwendung eines Thermistors nachgewiesen werden kann. In einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Enteisers kann der Strahlungsdetektor 14 in Gestalt eines einfachen Thermoelements ausgeführt sein, welches mittels Thermoelektrizität, insbesondere des sogenannten Seebeck-Effekts, Wärme in elektrische Energie umwandelt. An essential element of the deicer 10 now lies in a radiation detector 14 comprised by the latter, which is suitable for detecting IR radiation due to its construction. is net. In the present case, this is a radiation sensor known to the physicist as a bolometer or boulometric sensor, whose operating principle is based on a heating brought about by absorption of the radiation 13, which in turn can be detected, for example, by using a thermistor. In an alternative embodiment of the deicer according to the invention, the radiation detector 14 may be in the form of a simple thermocouple, which converts heat into electrical energy by means of thermoelectricity, in particular the so-called Seebeck effect.
Zur Ansteuerung der Strahlungsquelle 12 umfasst der Enteiser 10 ferner ein Steuergerät (ECU, ECM) 16, welches mit Ersterer etwa mittels eines aus der Fahrzeugelektronik bekannten Feldbusses, beispielsweise eines Controller Area Networks (CAN-Bus), verbunden sein kann. Ein seinerseits mit dem Steuergerät 16 verbundener geeigneter Schalter (nicht dargestellt) gestattet dem Fahrer ein Einschalten der Strahlungsquelle 12 im Bedarfsfall. Verbunden ist das Steuergerät 16 ferner mit dem Strahlungsdetektor 14, der in dieser Anordnung in erster Linie dazu dient, das Austreten von Strahlung 13 aus der Glasscheibe 11 in Gestalt einer verringerten Strahlungsintensität zu detektieren. Die vorliegend durch die Eisablagerung 17 verursachte Schwächung der Strahlung 13 wird seitens des Steuergeräts 16 als Hinweis auf eine zumindest teilweise Vereisung der Glasscheibe 11 gedeutet. Solange die Intensität der durch den Strahlungsdetektor 14 gemessenen Strahlung 13 einen solchen Schluss zulässt, belässt das Steuergerät 16 die Strahlungsquelle 12 in deren aktivem Betriebszustand. Sobald die besagte Intensität jedoch einen vorgegebenen Schwellwert erreicht, welcher gemäß der Konfiguration des Steuergeräts 16 eine TIR der durch die Glasscheibe 11 übertragenen Strahlung 13 indiziert, schaltet das Steuergerät 16 die Strahlungsquelle 12 selbsttätig ab und beendet somit die Einkopplung weiterer Strahlungsenergie in die Glasscheibe 11. To control the radiation source 12, the deicer 10 further comprises a control unit (ECU, ECM) 16, which may be connected to the former, for example, by means of a fieldbus known from vehicle electronics, for example a controller area network (CAN bus). A suitable switch (not shown) which in turn is connected to the control unit 16 allows the driver to switch on the radiation source 12 if necessary. In addition, the control unit 16 is connected to the radiation detector 14, which in this arrangement serves primarily to detect the emission of radiation 13 from the glass pane 11 in the form of a reduced radiation intensity. The weakening of the radiation 13 caused here by the ice deposit 17 is interpreted by the control unit 16 as an indication of at least partial icing of the glass pane 11. As long as the intensity of the radiation 13 measured by the radiation detector 14 permits such a conclusion, the control unit 16 leaves the radiation source 12 in its active operating state. However, as soon as the said intensity reaches a predetermined threshold value, which according to the configuration of the control device 16 indicates a TIR of the radiation transmitted through the glass pane 11, the control device 16 switches off the radiation source 12 automatically and thus terminates the coupling of further radiant energy into the glass pane 11.
Figur 2 zeigt nun eine andere in Form einer Windschutzscheibe ausgeführte Glasscheibe 21. Diese Gestaltungsvariante zeichnet sich durch eine Vielzahl erfindungsgemäßer Enteiser aus, wie sie in Zusammenhang mit der Figur 1 bereits beschrieben wurden. Wie nun Figur 2 erkennen lässt, sind hierbei die Strahlungsquellen 22, die wie im Falle des Enteisers 10 eine Kopplung bereits umfassen, und Strahlungsdetektoren 24 der Enteiser in alternierender Abfolge entlang zweier gegenüberliegender Seitenränder der Glasscheibe 21 angeordnet. Für jeden einzelnen Enteiser befindet sich der seiner Strahlungsquelle 22 und Kopplung zugeordnete Strahlungsdetektor 24 also auf der jeweils anderen Seite der Glasscheibe 21. Eine Eisablagerung 27 auf der Glasscheibe 21 lässt sich auf diese Weise effektiv abschmelzen, wobei die Parallelanordnung und Anzahl der Enteiser zudem eine präzise Lokalisierung der Störstelle erlaubt. FIG. 2 now shows another glass pane 21 designed in the form of a windshield. This design variant is characterized by a large number of de-icers according to the invention, as already described in connection with FIG. As can now be seen from FIG. 2, in this case the radiation sources 22, which already comprise a coupling as in the case of the deicer 10, and radiation detectors 24 of the deicer are arranged in alternating sequence along two opposite side edges of the glass pane 21. For each individual deicer, the radiation detector 24 associated with its radiation source 22 and coupling is thus located on the other side of the glass pane 21. An ice deposit 27 on the glass pane 21 can be located in this way effectively melt, with the parallel arrangement and number of deicer also allows a precise localization of the defect.

Claims

Patentansprüche claims
1. Enteiser (10) für eine Glasscheibe (11 , 21), insbesondere eine Windschutzscheibe,1. deicer (10) for a glass pane (11, 21), in particular a windshield,
- mit einer Strahlungsquelle (12, 22) zum Erzeugen einer elektromagnetischen Strahlung (13, 23) einer vorgegebenen Wellenlänge, derart gewählt, dass die Glasscheibe (11 , 21) die Strahlung (13, 23) transmittiert, und - With a radiation source (12, 22) for generating an electromagnetic radiation (13, 23) of a predetermined wavelength, selected such that the glass pane (11, 21), the radiation (13, 23) transmits, and
- mit einer Kopplung zum Einkoppeln der Strahlung (13, 23) in die Glasscheibe (11 , 21), gekennzeichnet durch  - With a coupling for coupling the radiation (13, 23) in the glass sheet (11, 21), characterized by
einen Strahlungsdetektor (14, 24) zur Bestimmung der zwischen Strahlungsquelle (12, 22) und Strahlungsdetektor (14, 24) absorbierten Strahlungsmenge aufweist, wobei ein mit dem Strahlungsdetektor (14, 24) verbundenes Steuergerät (16) zum Steuern der Strahlungsquelle (12, 22), derart konfiguriert, dass das Steuergerät (16) die Strahlungsquelle (12, 22) abschaltet, wenn die gemessene Intensität der Strahlung (13, 23) einen vorgegebenen Maximalwert überschreitet. a radiation detector (14, 24) for determining the amount of radiation absorbed between radiation source (12, 22) and radiation detector (14, 24), wherein a control device (16) connected to the radiation detector (14, 24) for controlling the radiation source (12, 22), configured such that the control device (16) switches off the radiation source (12, 22) when the measured intensity of the radiation (13, 23) exceeds a predetermined maximum value.
2. Enteiser (10) nach Anspruch 1 , 2. deicer (10) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Einkopplung der Strahlung als auch die Detek- tion der absorbierten Strahlungsmenge ortsaufgelöst, also über mehrere, einzeln ansteuerbare Segmenten der Strahlungsquelle, die separat von entsprechend positionierten Strahlungsdetektoren überwacht werden, entlang mindestens zweier gegenüberliegender Seiten der Glasscheibe (11 , 21) gemessen und/oder beeinflusst wird. characterized in that both the coupling of the radiation and the detection of the absorbed radiation quantity spatially resolved, so over several individually controllable segments of the radiation source, which are monitored separately from correspondingly positioned radiation detectors along at least two opposite sides of the glass sheet (11, 21 ) is measured and / or influenced.
3. Enteiser (10) nach Anspruch 1 oder 2, 3. deicer (10) according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Kopplung derart zur Glasscheibe (11, 21) ausgerichtet ist, dass sie die Strahlung (13, 23) in die Glasscheibe (11 , 21) in einem Winkel (a) einkoppelt, der so gewählt ist, dass eine Phasengrenzfläche (15, 25) zwischen der Glasscheibe (11 , 21) und Außenluft die Strahlung (13, 23) im Wesentlichen vollständig reflektiert. the coupling is aligned with the glass pane (11, 21) in such a way that it couples the radiation (13, 23) into the glass pane (11, 21) at an angle (a) chosen such that a phase boundary surface (15, 25 ) substantially completely reflects the radiation (13, 23) between the glass pane (11, 21) and outside air.
4. Enteiser (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 4. Deicer (10) according to one of claims 1 to 3,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das Steuergerät (16) einen Schalter aufweist und derart konfiguriert ist, dass das Steuergerät (16) die Strahlungsquelle (12, 22) einschaltet, wenn der Schalter betätigt wird. the controller (16) has a switch and is configured such that the controller (16) turns on the radiation source (12, 22) when the switch is actuated.
5. Enteiser (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 5. deicer (10) according to any one of claims 1 to 4,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Strahlungsdetektor (14, 24) einen Signalausgang zum Signalisieren von Niederschlag aufweist und derart konfiguriert ist, dass der Signalausgang den Niederschlag signalisiert, wenn die Intensität der Strahlung (13, 23) einen vorgegebenen Minimalwert unterschreitet. the radiation detector (14, 24) has a signal output for signaling precipitation and is configured such that the signal output signals the precipitation when the intensity of the radiation (13, 23) falls below a predetermined minimum value.
6. Enteiser (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 6. deicer (10) according to any one of claims 1 to 5,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Wellenlänge ferner derart gewählt ist, dass Eis (17, 27) und/oder Wasser die Strahlung (13, 23) absorbieren können. the wavelength is further selected such that ice (17, 27) and / or water can absorb the radiation (13, 23).
7. Enteiser (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 7. deicer (10) according to any one of claims 1 to 6,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Strahlungsquelle (12, 22) und die Kopplung integral ausgebildet sind. the radiation source (12, 22) and the coupling are formed integrally.
8. Glasscheibe (11 , 21), insbesondere Windschutzscheibe, mit einem Enteiser (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Glasscheibe (11 , 21) einen Brechungsindex aufweist, der bei der vorgegebenen Wellenlänge und vorgegebenem Einfallswinkel der IR- Strahlung keine Totalreflektion an einer Phasengrenzfläche zu Material mit einem Brechungsindex von Eis (17, 27) ermöglicht. 8. glass pane (11, 21), in particular windscreen, with a deicer (10) according to one of claims 1 to 7, wherein the glass pane (11, 21) has a refractive index at the predetermined wavelength and predetermined angle of incidence of the IR radiation no total reflection at a phase interface to material with a refractive index of ice (17, 27) possible.
9. Glasscheibe (11 , 21) nach Anspruch 8, 9. glass pane (11, 21) according to claim 8,
gekennzeichnet durch marked by
eine Vielzahl von Enteisern (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei für jeden Enteiser (10) die Strahlungsquelle (12, 22) an einem ersten Seitenrand der Glasscheibe (11,A plurality of deicers (10) according to any one of claims 1 to 7, wherein for each deicer (10) the radiation source (12, 22) is attached to a first side edge of the glass sheet (11, 12).
21) und der Strahlungsdetektor (12, 22) auf einem dem ersten Seitenrand gegenüberliegenden zweiten Seitenrand der Glasscheibe (11, 21) derart angeordnet sind, dass sich entlang des ersten Seitenrands und des zweiten Seitenrands die Strahlungsquellen (12,21) and the radiation detector (12, 22) are arranged on a second side edge of the glass pane (11, 21) opposite the first side edge such that along the first side edge and the second side edge the radiation sources (12,
22) und die Strahlungsdetektoren (14, 24) im Wesentlichen abwechseln. 22) and the radiation detectors (14, 24) substantially alternate.
PCT/EP2014/001561 2013-06-25 2014-06-07 Defroster WO2014206529A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013010622.2 2013-06-25
DE201310010622 DE102013010622B3 (en) 2013-06-25 2013-06-25 de-icer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014206529A1 true WO2014206529A1 (en) 2014-12-31

Family

ID=50897536

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2014/001561 WO2014206529A1 (en) 2013-06-25 2014-06-07 Defroster

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102013010622B3 (en)
WO (1) WO2014206529A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014006532A1 (en) * 2014-05-05 2015-11-05 Robert Csaky Device for defrosting a transparent pane

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04254234A (en) * 1991-01-30 1992-09-09 Suzuki Motor Corp Light waveguide type window glass
WO2005003047A1 (en) * 2003-07-03 2005-01-13 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Pane which can be heated by means of invisible light
DE102004031033A1 (en) * 2004-06-25 2006-01-12 Behr Gmbh & Co. Kg Heating system for transparent front glass for road vehicle headlamp uses IR LED at side of lamp housing illuminating front glass and heating it to melt ice
DE102008060015A1 (en) * 2008-12-03 2010-06-10 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Device for window heating, heated pane
FR2967117A1 (en) * 2010-11-09 2012-05-11 Peugeot Citroen Automobiles Sa Windscreen defogging and defrosting device for car, has absorbing unit absorbing infrared radiation, and infrared radiation sources arranged on base of joint on which lower edge of windscreen rests

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19701258A1 (en) * 1996-01-18 1997-07-24 Itt Mfg Enterprises Inc Rain sensing system for transparent material surfaces e.g. windscreens
DE102011011957A1 (en) * 2011-02-22 2012-08-23 Kurt Spiegelmacher Device for melting e.g. ice formed on laminated glass sheet on outer side of front pane of electric car, has anti-reflecting coating provided on inner side of pane, and control unit activated by e.g. time-limited pulse
DE102011079191A1 (en) * 2011-07-14 2013-01-17 Osram Ag Heatable glass disk i.e. windscreen, for use in e.g. passenger car, has total internal reflection-light conductor for displaying infrared light, and heating device comprising infrared light sources for linking emitted light into disk

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04254234A (en) * 1991-01-30 1992-09-09 Suzuki Motor Corp Light waveguide type window glass
WO2005003047A1 (en) * 2003-07-03 2005-01-13 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Pane which can be heated by means of invisible light
DE102004031033A1 (en) * 2004-06-25 2006-01-12 Behr Gmbh & Co. Kg Heating system for transparent front glass for road vehicle headlamp uses IR LED at side of lamp housing illuminating front glass and heating it to melt ice
DE102008060015A1 (en) * 2008-12-03 2010-06-10 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Device for window heating, heated pane
FR2967117A1 (en) * 2010-11-09 2012-05-11 Peugeot Citroen Automobiles Sa Windscreen defogging and defrosting device for car, has absorbing unit absorbing infrared radiation, and infrared radiation sources arranged on base of joint on which lower edge of windscreen rests

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013010622B3 (en) 2014-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2823689B1 (en) Disc assembly with electrically heated light scattering aperture
EP2961635B1 (en) Rear view mirror assembly for vehicles
DE102008003219A1 (en) Glass pane and glass pane arrangement
DE202012012670U1 (en) Device for removing precipitation
DE102011079191A1 (en) Heatable glass disk i.e. windscreen, for use in e.g. passenger car, has total internal reflection-light conductor for displaying infrared light, and heating device comprising infrared light sources for linking emitted light into disk
EP0679130B1 (en) Sensor for determining the degree of wetting and/or soiling of a pane of glass, in particular the windscreen of a motor vehicle
DE102018121454A1 (en) Display device with fitting detection device and method for operating a fitting detection, an outside mirror and a motor vehicle
DE60107068T2 (en) ELECTRICALLY HEATABLE, SUNLY PROOF WASHER FOR MOTOR GLAZING WITH DATA TRANSFER WINDOWS
DE102018116704A1 (en) Self-cleaning sensor surface
DE19723858A1 (en) Device for heating a pane
WO2010006946A1 (en) Device and method for avoiding ice-buildup on aircrafts and/or for de-icing aircrafts
DE102011004442A1 (en) Camera system with a housing
DE102013010622B3 (en) de-icer
DE102011102804A1 (en) Aircraft has defrosting device for defrosting aerodynamic surfaces of aircraft, where defrosting device has ice detection unit arranged at fuselage of aircraft
DE102010045450B4 (en) Arrangement for deicing a surface area of an aircraft
DE102014220431A1 (en) Method for removing weather-related deposits on a vehicle window pane in the area of a camera view window
DE102018126592B4 (en) Method for detecting transmission disturbances in relation to light of at least one window of a housing of an optical detection device and optical detection device
DE4329188C2 (en) Optical sensor for controlling a windshield wiper system
DE102013215470A1 (en) Device and method for freeing a disc of a motor vehicle from moisture fitting and / or ice
DE102012017264A1 (en) Glazing useful as windscreen for motor vehicles, comprises transparent base body having inner side directed in direction of motor vehicle inner side, and provided with an anti-fog coating, and outer side provided with low-emissivity coating
DE102009004045A1 (en) Disk i.e. windscreen, for e.g. aircraft, has daylight blocker exhibiting transmission for light of preset wavelength less than preset percentage and for light of wavelength of preset greater than preset percentage
DE102009036653A1 (en) Method for controlling heating device in region of optical sensor system in vehicle, involves providing signals based on evaluated state and measuring variables, so that heating elements of pane surface are controlled
DE102019207011A1 (en) Optical sensor on a motor vehicle
EP3745019B1 (en) Motor vehicle lighting device, method for operating a motor vehicle lighting device, and control unit
DE102014006532A1 (en) Device for defrosting a transparent pane

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14728840

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14728840

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1