DE112020006068T5

DE112020006068T5 - Fensterscheibensystem und fensterscheibenvorrichtung

Info

Publication number: DE112020006068T5
Application number: DE112020006068.3T
Authority: DE
Inventors: Tetsuji IRIE; Takumi MINORIKAWA; Hideaki Hayashi; Sayoko Morinaga; Shunsuke SADAKANE
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2019-12-11
Filing date: 2020-10-21
Publication date: 2022-09-22
Also published as: WO2021117352A1; JP7511129B2; JPWO2021117352A1

Abstract

Ein Fensterscheibensystem umfasst eine Fensterscheibe, die an einem mobilen Körper montiert werden soll; eine Vorrichtung, die auf der Fensterscheibe angeordnet ist und ein organisches Element umfasst; einen Temperatursensor, der zum Erfassen einer Glastemperatur der Fensterscheibe ausgebildet ist; einen Temperatur- und Feuchtigkeitssensor, der zum Erfassen einer Temperatur und einer Feuchtigkeit in einem Inneren ausgebildet ist; und eine Steuereinrichtung, die einen Schaltkreis umfasst, der bestimmt, ob die Glastemperatur eine Taupunkttemperatur übersteigt. Wenn bestimmt wird, dass die Glastemperatur niedriger als die Taupunkttemperatur oder mit dieser identisch ist, wird ein elektrischer Heizdraht oder ein elektrischer Heizfilm, der an der Fensterscheibe angebracht ist, oder ein Entfroster eingeschaltet. Wenn die Glastemperatur eine vorgegebene Temperatur übersteigt, wird der elektrische Heizdraht oder der elektrische Heizfilm ausgeschaltet oder der Entfroster wird ausgeschaltet.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fensterscheibensystem und eine Fensterscheibenvorrichtung.
STAND DER TECHNIK
Herkömmlich gibt es eine Fensterstruktur für ein Transportfahrzeug, bei der ein erstes Fenstermaterial, das aus einem synthetischen Harz hergestellt ist (Verglasung), eine erste laminierte Zwischenschicht, die aus einem Polymermaterial hergestellt ist, eine zweite laminierte Zwischenschicht, die aus einem Polymermaterial hergestellt ist, ein flexibles OLED (organische Leuchtdiode)-Element oder ein Bildschirm, eine dritte laminierte Zwischenschicht, die aus einem Polymermaterial hergestellt ist, und ein zweites synthetisches Harz-Fenstermaterial, das aus einem synthetischen Harz hergestellt ist, laminiert sind (vgl. z.B. das Patentdokument 1).
Zusätzlich besteht während eines kalten Winters oder in einer kalten Region ein Problem dahingehend, dass Schnee oder Eis auf einem Fenster eines Fahrzeugs, wie z.B. eines Zugs bzw. Schienenfahrzeugs, eines Lastkraftwagens bzw. Transporters oder eines Personenkraftwagens, oder einem Fenster eines Gebäudes haftet, oder Frost auf diesem ausgebildet ist oder ein Beschlagen auf diesem auftritt und die Sicht behindert wird. Daher wird ein elektrisch beheiztes Glas oder ein Entfroster, der erwärmte Luft strömen lässt, als Heizeinrichtung für eine Fensterscheibe angewandt.
DOKUMENTENLISTE
PATENTDOKUMENTE
PTL1: Japanische Übersetzung der internationalen PCT-Anmeldung mit der Veröffentlichungsnummer JP 2019-509957 T
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
Mit dem OLED-Element, das in die herkömmliche Fensterstruktur für ein Transportfahrzeug einbezogen ist, kann es jedoch schwierig sein, eine stabile Elementcharakteristik zu erhalten, wie z.B. ein Anzeigen in einer Hochtemperaturumgebung, in der die Temperatur relativ hoch ist.
Die herkömmliche Fensterstruktur für ein Transportfahrzeug weist eine Einrichtung zum Erwärmen einer Fensterscheibe auf, steuert jedoch die Temperatur nicht spezifisch. Dabei ist dieses Problem in einer Hochtemperaturumgebung nicht auf eine OLED beschränkt, sondern umfasst auch organische Elemente, die aus organischen Materialien hergestellt sind.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fensterscheibensystem und eine Fensterscheibenvorrichtung bereitzustellen, in denen stabile Elementcharakteristika eines organischen Elements selbst dann erhalten werden, wenn das Fensterscheibensystem und die Fensterscheibenvorrichtung mit einer Heizeinrichtung für eine Fensterscheibe versehen sind.
[Mittel zum Lösen der Probleme]
Gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung umfasst ein Fensterscheibensystem eine Fensterscheibe, die an einem mobilen Körper montiert werden soll; eine Vorrichtung, die auf der Fensterscheibe angeordnet ist und ein organisches Element umfasst, das aus einem organischen Material hergestellt ist; einen Temperatursensor, der zum Erfassen einer Glastemperatur der Fensterscheibe ausgebildet ist; einen Temperatur- und Feuchtigkeitssensor, der zum Erfassen einer Temperatur und einer Feuchtigkeit in einem Inneren des mobilen Körpers ausgebildet ist; und eine Steuereinrichtung, die einen Schaltkreis umfasst, der auf der Basis der Glastemperatur, die durch den Temperatursensor erfasst wird, und der Temperatur und der Feuchtigkeit in dem Inneren, die durch den Temperatur- und Feuchtigkeitssensor erfasst werden, bestimmt, ob die Glastemperatur eine Taupunkttemperatur übersteigt, wenn bestimmt wird, dass die Glastemperatur niedriger als die Taupunkttemperatur oder mit dieser identisch ist, einen elektrischen Heizdraht oder einen elektrischen Heizfilm, der an der Fensterscheibe angebracht ist, oder einen Entfroster einschaltet, und wenn die Glastemperatur, die durch den Temperatursensor erfasst wird, eine vorgegebene Temperatur übersteigt, den elektrischen Heizdraht oder den elektrischen Heizfilm ausschaltet oder den Entfroster ausschaltet.
EFFEKTE DER ERFINDUNG
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung können ein Fensterscheibensystem und eine Fensterscheibenvorrichtung, in denen stabile Elementcharakteristika eines organischen Elements selbst dann erhalten werden, wenn das Fensterscheibensystem und die Fensterscheibenvorrichtung mit einer Heizeinrichtung für eine Fensterscheibe versehen sind, bereitgestellt werden.
Figurenliste

[1] 1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Fahrzeugs 10 zeigt, an dem ein Fensterscheibensystem 100 gemäß einer ersten Ausführungsform montiert ist.
[2] 2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Fensterscheibensystems 100 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
[3] 3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Flussdiagramms zeigt, das einen Vorgang darstellt, den die Steuereinrichtung 150C ausführt.
[4] 4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Position einer OLED-Anzeige 120 gemäß einer Variation der Ausführungsform zeigt.
[5] 5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Position der OLED-Anzeige 120 gemäß einer weiteren Variation der Ausführungsform zeigt.
[6] 6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Position der OLED-Anzeige 120 gemäß einer weiteren Variation der Ausführungsform zeigt.
[7] 7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Anordnung einer HUD zeigt.
[8] 8 ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel der Anordnung der HUD zeigt.
[9] 9 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Fensterscheibensystems gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.
[10] 10 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Flussdiagramms zeigt, das den Vorgang darstellt, den die Steuereinrichtung 250C ausführt.
[11] 11 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Struktur eines Gehäuses 290 und eines Halters 280 zeigt, durch die eine Informationserfassungsvorrichtung 270 an einem Glashauptkörper 111 montiert ist.
[12] 12 ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel der Struktur des Gehäuses 290 und des Halters 280 zeigt, durch welche die Informationserfassungsvorrichtung 270 an dem Glashauptkörper 111 montiert ist.
[13] 13 ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel der Struktur des Gehäuses 290 und des Halters 280 zeigt, durch welche die Informationserfassungsvorrichtung 270 an dem Glashauptkörper 111 montiert ist.
[14] 14 ist ein Diagramm, das einen Halter 280M gemäß einer Variation der zweiten Ausführungsform zeigt.

MODUS ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Nachstehend werden Ausführungsformen beschrieben, in denen ein Fensterscheibensystem und eine Fensterscheibenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung angewandt werden.
<Erste Ausführungsform>
Die 1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Fahrzeugs 10 zeigt, an das ein Fensterscheibensystem 100 gemäß einer ersten Ausführungsform montiert ist. Beispielsweise ist das Fensterscheibensystem 100 an dem Fahrzeug 10 als Windschutzscheibe montiert. Das Fahrzeug 10 umfasst beispielsweise einen Entfroster 20. Der Entfroster 20 ist ein Klimagerät, das, wenn es aktiviert ist, entfeuchtete und erwärmte Luft in die Richtung des Fensterscheibensystems 100 strömen lässt, um einen Beschlag zu beseitigen.
Dabei ist das Fahrzeug 10 beispielsweise ein elektrisches Fahrzeug (EV), ein Plug-in-Hybridfahrzeug (PHV), ein Hybridfahrzeug (HV), ein Benzinfahrzeug oder ein Dieselfahrzeug. Das Fahrzeug 10 kann auch ein Zug bzw. ein Schienenfahrzeug sein. Das Fahrzeug 10 ist ein Beispiel eines beweglichen Körpers, der einen Insassen befördert.
Ferner sind hier Konfigurationen beschrieben, bei denen das Fensterscheibensystem 100 an dem Fahrzeug 10 montiert ist, jedoch kann das Fensterscheibensystem 100 an einem mobilen Körper montiert sein, der von dem Fahrzeug 10 verschieden ist (z.B. einem Flugzeug bzw. Luftfahrzeug oder einem Helikopter).
Die 2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Fensterscheibensystems 100 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Die 2 zeigt den Aufbau des Fensterscheibensystems 100, das von der Seite des Fahrzeugs 10 betrachtet wird (vgl. die 1). Das Fensterscheibensystem 100 umfasst eine Fensterscheibe 110, eine OLED-Anzeige 120, einen elektrischen Heizdraht 130, einen Schalter 140 und eine Steuereinheit 150 (einen Temperatursensor 150A, einen Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B und eine Steuereinrichtung 150C). Eine Stromversorgung 160H ist mit dem elektrischen Heizdraht 130 verbunden und eine Stromversorgung 160L und eine elektronische Steuereinheit (ECU) 170 sind mit der Steuereinheit 150 verbunden. Ferner ist das Fensterscheibensystem 100 ohne die Steuereinheit 150 (den Temperatursensor 150A, den Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B und die Steuereinrichtung 150C) ein Beispiel für die Fensterscheibenvorrichtung.
Hier wird das Fensterscheibensystem 100 beschrieben, das die Fensterscheibe 110 umfasst. Das Fensterscheibensystem 100 kann jedoch anstelle der Fensterscheibe ein Glas bzw. eine Scheibe umfassen, das bzw. die von der Fensterscheibe 110 verschieden ist.
Nachstehend wird die Beschreibung unter Verwendung einer Aufwärts- und Abwärtsbeziehung des Fensterscheibensystems 100 in dem Zustand durchgeführt, bei dem es an dem Fahrzeug 10 montiert ist.
Die Fensterscheibe 110 weist einen Glashauptkörper 111 auf. Die Fensterscheibe 110 kann ferner eine Keramikschicht 112 umfassen. Der Glashauptkörper 111 kann ein laminiertes Glas bzw. Verbundglas sein, das eine darin eingeschlossene bzw. angeordnete Zwischenfolie aufweist. Die Keramikschicht 112 ist vorzugsweise entlang des Umfangs des Glashauptkörpers 111 auf der Innenseite (in dem Inneren des Fahrzeugs 10) des Glashauptkörpers 111 angeordnet.
Die Keramikschicht 112 ist beispielsweise ein dunkles Keramikpastensintermaterial, das so ausgebildet ist, dass ein Haftmittel aufgrund von Ultraviolettstrahlen in dem Zustand, bei dem der Glashauptkörper 111 an das Fahrzeug 10 geklebt ist, nicht abgebaut wird und zum Verbessern des Aussehens des Glashauptkörpers 111 von außerhalb des Fahrzeugs 10, so dass ein Verbindungsabschnitt zwischen dem Glashauptkörper 111 und der Fahrzeugkarosserie nicht sichtbar ist. Ein zentraler Abschnitt 111A des Glashauptkörpers 111, in dem die Keramikschicht 112 nicht bereitgestellt ist, ist ein transparenter Abschnitt. Wenn der Glashauptkörper 111 ein laminiertes Glas bzw. Verbundglas ist, ist die Keramikschicht vorzugsweise so bereitgestellt, dass sie mit der Zwischenfolie in Kontakt ist, oder sie ist auf der Innenseitenoberfläche des Glashauptkörpers 111 bereitgestellt.
Die OLED-Anzeige 120 ist beispielsweise an einem unteren Abschnitt einer Oberfläche vor dem Fahrersitz bereitgestellt. Beispielsweise ist, da das Fahrzeug 10 (vgl. die 1) hier ein rechtsgesteuertes Fahrzeug ist, die OLED-Anzeige 120 unterhalb des linksseitigen Abschnitts des Glashauptkörpers 111 angeordnet, wenn das Fahrzeug 10 von vorne betrachtet wird. Die linke Seite des Fahrzeugs 10 ist von vorne betrachtet die rechte Seite des Fahrzeugs 10 in der Fahrrichtung. Wenn das Fahrzeug 10 ein linksgesteuertes Fahrzeug ist, kann die OLED-Anzeige 120 unterhalb des rechtsseitigen Abschnitts des Glashauptkörpers 111 angeordnet sein, wenn er von der Vorderseite des Fahrzeugs 10 betrachtet wird. Wenn der Glashauptkörper 111 ein laminiertes Glas ist, ist die OLED-Anzeige 120 vorzugsweise zwischen Zwischenfolien eingeschlossen bzw. angeordnet. Die OLED-Anzeige 120 zeigt beispielsweise Informationen an, welche die Fahrzeuggeschwindigkeit und den Zustand des Fahrzeugs 10 für den Fahrer angeben. Die OLED-Anzeige 120 ist nicht auf diese Art von Aufbau beschränkt und kann beispielsweise verschiedene Bilder anzeigen. Die Position und die Größe der OLED-Anzeige 120 sind nicht auf diejenigen beschränkt, die in der 2 gezeigt sind, sondern sie kann an jedweder Position auf dem Glashauptkörper 111 vorliegen und kann auf im Wesentlichen der gesamten Oberfläche des Glashauptkörpers 111 bereitgestellt sein.
Der elektrische Heizdraht 130 ist vorzugsweise auf der Innenoberfläche des zentralen Abschnitts 111A des Glashauptkörpers 111 bereitgestellt. Der elektrische Heizdraht 130 ist beispielsweise ein Wolframleiter und ist mit einem Anschluss 131 verbunden. Der elektrische Heizdraht 130 kann ein Silberleiter sein. Der Anschluss 131 ist beispielsweise ein Silberfolie-Sammelleiter, der mit Silber (Ag) gedruckt worden ist. Der elektrische Heizdraht 130 ist auf dem gesamten Bereich bereitgestellt, der durch gestrichelte Linien festgelegt ist, die in der 2 gezeigt sind. Der Bereich, bei dem der elektrische Heizdraht 130 bereitgestellt ist, der durch die gestrichelten Linien festgelegt ist, die in der 2 gezeigt sind, ist ein Beispiel für den Heizbereich, der durch den elektrischen Heizdraht 130 geheizt wird.
Ein Anschluss 131 (in der Figur links) ist mit einem Schalter 140 verbunden und der andere Anschluss 131 (in der Figur rechts) ist mit der Stromversorgung 160H verbunden.
Wenn der Glashauptkörper 111 ein laminiertes Glas ist, ist der elektrische Heizdraht 130 zwischen zwei Glasplatten angeordnet und ist vorzugsweise zwischen Zwischenfolien eingeschlossen bzw. angeordnet, welche die Glasplatten verkleben bzw. verbinden. Der elektrische Heizdraht 130 kann auf der Keramikschicht 112 bereitgestellt sein.
In dem Fensterscheibensystem 100 gemäß der ersten Ausführungsform kann der elektrische Heizdraht 130 durch einen elektrischen Heizfilm ersetzt werden. Der elektrische Heizfilm ist vorzugsweise auf dem zentralen Abschnitt 111A des Glashauptkörpers 111 bereitgestellt. Der elektrische Heizfilm ist beispielsweise ein ITO (Indiumzinnoxid)-Film und kann mit dem Anschluss 131 verbunden sein.
Der Schalter 140 kann auf der Keramikschicht 112 auf der Innenoberfläche des Glashauptkörpers 111 bereitgestellt sein. Der Schalter 140 ist in Reihe zwischen einem Anschluss, der mit dem elektrischen Heizdraht 130 oder dem elektrischen Heizfilm verbunden ist, und dem Erdungspotenzialpunkt des Fahrzeugs 10 eingesetzt. Der Schalter 140 wird durch die Steuereinheit 150 zwischen Ein und Aus geschaltet. Es sollte beachtet werden, dass die Steuereinheit 150 den elektrischen Heizdraht 130 oder den elektrischen Heizfilm, der an der Fensterscheibe 110 angebracht ist, ohne den Schalter 140 Ein oder Aus schalten kann.
Die Steuereinheit 150 kann auf der Innenoberfläche des zentralen Abschnitts 111A des Glashauptkörpers 111 bereitgestellt sein. Die Steuereinheit 150 umfasst eine Steuereinrichtung 150C, einen Temperatursensor 150A und einen Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B. Die Steuereinrichtung 150C schaltet den elektrischen Heizdraht 130 oder den elektrischen Heizfilm, der an der Fensterscheibe 110 angebracht ist, Ein oder Aus. Der Temperatursensor 150A und der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B sind vorzugsweise auf einer Seite der Fensterscheibe 110 bereitgestellt. Der Temperatursensor 150A und der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B sind vorzugsweise auf der Keramikschicht 112 bereitgestellt, die auf einer Oberfläche der Fensterscheibe 110 aufgebracht ist. Der Temperatursensor 150A und der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B sind vorzugsweise unter dem Glashauptkörper 111 bereitgestellt. Der Temperatursensor 150A und der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B sind vorzugsweise in der Nähe der Grenze zu der Keramikschicht 112 auf der unteren Seite des zentralen Abschnitts 111A des Glashauptkörpers 111 angeordnet. Der Temperatursensor 150A ist vorzugsweise innerhalb des Bereichs bereitgestellt, der durch gestrichelte Linien in der 2 gezeigt ist, in dem der elektrische Heizdraht 130 bereitgestellt ist (Heizbereich), um die Temperatur des Glashauptkörpers 111, der durch den elektrischen Heizdraht 130 erwärmt wird, zu messen.
Die Steuereinheit 150 kann ferner ein Gehäuse 151 umfassen. Das Gehäuse 151 nimmt im Inneren die Steuereinrichtung 150C, den Temperatursensor 150A und den Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B auf. Der Steuereinrichtung 150C, dem Temperatursensor 150A und dem Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B werden von der Stromversorgung 160L elektrischer Strom zugeführt. Die Steuereinheit 150 kann auf der Keramikschicht 112 befestigt sein. In diesem Fall kann das Gehäuse 151 auf der Keramikschicht 112 befestigt sein.
Die Steuereinrichtung 150C wird durch einen Computer (Schaltkreis) implementiert, der eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit), einen RAM („Random Access Memory“ (Direktzugriffsspeicher)), einen ROM („Read Only Memory“ (Festwertspeicher)), einen internen Bus und dergleichen umfasst. Die Steuereinrichtung 150C bestimmt auf der Basis der Temperatur des Glashauptkörpers 111, die durch den Temperatursensor 150A erfasst wird, und der Temperatur und der Feuchtigkeit in dem Inneren, die durch den Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B erfasst werden, ob die Temperatur des Glashauptkörpers 111 eine Taupunkttemperatur erreicht hat. Wenn die Temperatur des Glashauptkörpers 111 die Taupunkttemperatur erreicht hat, schaltet die Steuereinrichtung 150C den elektrischen Heizdraht 130 oder den elektrischen Heizfilm ein. Wenn die Temperatur des Glashauptkörpers 111 die vorgegebene Temperatur übersteigt, schaltet die Steuereinrichtung 150C den elektrischen Heizdraht 130 oder den elektrischen Heizfilm aus. Nachstehend wird die Temperatur des Glashauptkörpers 111, die durch den Temperatursensor 150A erfasst wird, als die Glastemperatur bezeichnet. Der Inhalt der Steuerung durch die Steuereinrichtung 150C wird später beschrieben.
Die Steuereinrichtung 150C kann mittels der ECU 170 über ein Netzwerk mit jedweder einer Mehrzahl von ECUs (elektronischen Steuereinheiten) verbunden sein, die an dem Fahrzeug 10 montiert sind. Beispielsweise wenn die Steuereinrichtung 150C über die ECU 170 mit einer ECU für ein Klimagerät verbunden ist, kann das Fensterscheibensystem 100 in Verbindung mit dem Klimagerät betrieben werden. Ferner kann das Strom-Ein/Aus des gesamten Fensterscheibensystems 100 durch eine Betriebseinheit des Klimageräts oder dergleichen ermöglicht werden.
Der Temperatursensor 150A erfasst eine Glastemperatur. Der Temperatursensor 150A is vorzugsweise mit dem Glashauptkörper 111 in Kontakt. Der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B erfasst die Temperatur und die Feuchtigkeit in dem Inneren. Der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B kann auf dem Glashauptkörper 111 bereitgestellt sein, ist jedoch mehr bevorzugt von dem Glashauptkörper 111 getrennt. Als der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B kann ein einzelner Chip verwendet werden, in dem der Temperatursensor und der Feuchtigkeitssensor integriert sind. Der Temperatursensor 150A und der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B sind mit der Steuereinrichtung 150C verbunden und geben Daten, welche die erfasste Glastemperatur, die Temperatur in dem Inneren und die Feuchtigkeit in dem Inneren repräsentieren, zu der Steuereinrichtung 150C aus.
Alternativ können anstelle des Temperatur- und Feuchtigkeitssensors 150B ein Temperatursensor und ein Feuchtigkeitssensor getrennt verwendet werden. Beispielsweise kann ein Thermoelement als der Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur in dem Inneren verwendet werden. Als der Feuchtigkeitssensor zum Erfassen der Feuchtigkeit in dem Inneren kann beispielsweise ein Sensor zum Ausgeben eines Widerstandswerts eines Elements, der als Reaktion auf eine Änderung der Feuchtigkeit variiert, oder ein Sensor zum Ausgeben einer Kapazität eines Elements, die als Reaktion auf eine Änderung der Feuchtigkeit variiert, verwendet werden.
Die Stromversorgung 160H ist zwischen dem anderen Anschluss 131, der mit dem elektrischen Heizdraht 130 verbunden ist, und der Batterie und/oder einem Generator des Fahrzeugs 10 verbunden, so dass dem elektrischen Heizdraht 130 oder dem elektrischen Heizfilm Strom zugeführt wird, der von der Batterie und/oder dem Generator zugeführt wird. Die Ausgangsspannung der Stromversorgung 160H übersteigt die Ausgangsspannung der Stromversorgung 160L. Die Stromversorgung 160H stellt z.B. elektrischen Strom mit einer Spannung von 12 V für den elektrischen Heizdraht 130 bereit.
Eine Stromversorgung 160L ist zwischen der Steuereinheit 150 und der Batterie und/oder dem Generator des Fahrzeugs 10 verbunden, so dass der Steuereinheit 150 von der Batterie und/oder dem Generator elektrischer Strom zugeführt wird. Die Ausgangsspannung der Stromversorgung 160L ist niedriger als die Ausgangsspannung der Stromversorgung 160H und beträgt beispielsweise 5 V.
Als nächstes wird die Ein/Aus-Steuerung des elektrischen Heizdrahts 130 oder des elektrischen Heizfilms durch die Steuereinrichtung 150C beschrieben.
Die 3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Flussdiagramms zeigt, das eine Verarbeitung zeigt, die durch die Steuereinrichtung 150C durchgeführt wird.
Die Steuereinrichtung 150C beginnt mit der Verarbeitung, wenn der Strom gemäß dem Betrieb der ECU 170 zugeführt wird.
Die Steuereinrichtung 150C bestimmt auf der Basis der Glastemperatur, die durch den Temperatursensor 150A erfasst wird, und der Temperatur und der Feuchtigkeit in dem Inneren, die durch den Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B erfasst wird, ob die Glastemperatur die Taupunkttemperatur übersteigt (Schritt S1).
Ob die Glastemperatur die Taupunkttemperatur übersteigt, kann auf der Basis von Daten bestimmt werden, die als Kurve ausgedrückt sind, die eine Beziehung zwischen einer Glastemperatur und einem Wasserdampfsättigungsdruck, der in dem internen Speicher der Steuereinrichtung 150C gespeichert ist, der erfassten Glastemperatur und einem Wasserdampfsättigungsdruck, der aus der erfassten Temperatur und der erfassten Feuchtigkeit in dem Inneren erhalten wird, darstellt.
Wenn bestimmt wird, dass die Glastemperatur die Taupunkttemperatur übersteigt (S1: JA), führt die Steuereinrichtung 150C wiederholt den Vorgang des Schritts S1 durch. Wenn die Steuereinrichtung 150C bestimmt, dass die Glastemperatur die Taupunkttemperatur nicht übersteigt (S1: NEIN), wird der elektrische Heizdraht 130 oder der elektrische Heizfilm eingeschaltet oder der Entfroster 20 wird eingeschaltet (Schritt S2), so dass das Sichtvermögen des Glashauptkörpers 111 durch Entfernen eines Beschlags verbessert wird und das Sichtvermögen der OLED-Anzeige 120 verbessert wird.
Die Steuereinrichtung 150C bestimmt, ob die Glastemperatur, die durch den Temperatursensor 150A erfasst wird, eine Temperatur Tα übersteigt (Schritt S3). Die Steuereinrichtung 150C führt wiederholt den Bestimmungsvorgang von Schritt S3 durch, bis die Glastemperatur die Temperatur Tα übersteigt.
Die Temperatur Tα beträgt z.B. 40 °C. Die Temperatur Tα ist eine Obergrenze der Glastemperatur zum Schützen der OLED vor Wärme und eine Obergrenze einer Temperatur, bei der die OLED exponiert wird. Da die OLED-Anzeige 120 eine OLED umfasst, die ein organisches Element ist, das aus einem organischen Material hergestellt ist, wird die Glastemperatur in dem lichtemittierenden Abschnitt so eingestellt bzw. gesteuert, dass sie 40 °C nicht übersteigt, so dass stabile Elementcharakteristika erhalten werden.
Wenn die Steuereinrichtung 150C bestimmt, dass die Glastemperatur die Temperatur Tα übersteigt (S3: JA), wird der elektrische Heizdraht 130 oder der elektrische Heizfilm ausgeschaltet oder der Entfroster 20 wird ausgeschaltet (Schritt S4). Um sicherzustellen, dass die Glastemperatur die Temperatur Tα nicht übersteigt, wird der elektrische Heizdraht 130, der elektrische Heizfilm oder der Entfroster 20 ausgeschaltet.
Wenn bestimmt wird, dass die Glastemperatur die Temperatur Tα nicht übersteigt (S3: NEIN), führt die Steuereinrichtung 150C wiederholt den Vorgang im Schritt S3 durch, bis die Glastemperatur die Temperatur Tα übersteigt.
Auf diese Weise endet die Reihe von Vorgängen. Während die Stromversorgung des Fensterscheibensystems 100 eingeschaltet ist, führt die Steuereinrichtung 150C die Vorgänge von Schritt S1 bis Schritt S4 mit einem vorgegebenen Steuerzyklus wiederholt durch.
Wie es vorstehend beschrieben ist, wird die Steuerung gemäß der Ausführungsform so durchgeführt, dass auf der Basis der Glastemperatur und der Temperatur und der Feuchtigkeit in dem Inneren bestimmt wird, ob die Temperatur des Glashauptkörpers 111 die Taupunkttemperatur erreicht hat; und wenn die Temperatur des Glashauptkörpers 111 die Taupunkttemperatur erreicht hat, wird der elektrische Heizdraht 130 oder der elektrische Heizfilm eingeschaltet, so dass er Ein ist, oder der Entfroster 20 wird eingeschaltet, und wenn die Temperatur des Glashauptkörpers 111 die vorgegebene Temperatur überschritten hat, wird der elektrische Heizdraht 130 oder der elektrische Heizfilm ausgeschaltet oder der Entfroster wird ausgeschaltet.
Daher kann eine Zunahme der Glastemperatur verhindert werden, so dass stabile Elementcharakteristika der OLED-Anzeige 120 erhalten werden.
Demgemäß kann ein Fensterscheibensystem 100 bereitgestellt werden, in dem stabile Elementcharakteristika einer OLED-Anzeige 120, die eine OLED als ein Beispiel eines organischen Elements umfasst, erhalten werden.
Ferner wird, wenn die Temperatur des Glashauptkörpers 111 die Taupunkttemperatur erreicht, der elektrische Heizdraht 130 oder der elektrische Heizfilm eingeschaltet oder der Entfroster wird eingeschaltet, so dass das Auftreten eines Beschlags auf dem Glashauptkörper 111 verhindert wird, wodurch die Sicht bezüglich des Glashauptkörpers 111 hervorragend ist und die Sichtbarkeit der OLED-Anzeige 120 hervorragend ist.
Ein Spannungswandler kann zwischen dem elektrischen Heizdraht 130 und der Stromversorgung 160H zum Begrenzen der Spannung, die dem elektrischen Heizdraht 130 zugeführt wird, auf 10 V oder weniger bereitgestellt sein. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Zunahme der Glastemperatur allmählich stattfindet und die Glastemperatur leicht abnimmt, wenn die Glastemperatur beispielsweise 40 °C erreicht und der elektrische Heizdraht 130 abgeschaltet wird. Das Gleiche gilt für den elektrischen Heizfilm, der anstelle des elektrischen Heizdrahts 130 verwendet wird. In dem Fall des elektrischen Heizfilms kann die zugeführte Spannung auf 40 V oder weniger beschränkt sein.
Zusätzlich kann eine elektrische Leistungsdichte des elektrischen Heizdrahts 130 auf 400 W/m² oder weniger beschränkt sein. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Zunahme der Glastemperatur allmählich stattfindet und die Glastemperatur leicht abnimmt, wenn die Glastemperatur beispielsweise 40 °C erreicht und der elektrische Heizdraht 130 abgeschaltet wird. Das Gleiche gilt für den elektrischen Heizfilm, der anstelle des elektrischen Heizdrahts 130 verwendet wird. Die Leistungsdichte des elektrischen Heizdrahts 130 ist die elektrische Leistung, die dem elektrischen Heizdraht 130 pro Einheitsfläche zugeführt wird. In dem Fall eines elektrischen Heizfilms ist die Leistungsdichte der elektrische Strom, der dem elektrischen Heizfilm pro Einheitsfläche zugeführt wird.
Wenn das Fensterscheibensystem 100 eine OLED-Anzeige 120 als eine Vorrichtung, die ein organisches Element umfasst, oder eine optische Vorrichtung einer HUD („Head-up“-Anzeige) umfasst, kann die Spannung, die an den elektrischen Heizdraht 130 angelegt wird, auf 7 V oder weniger beschränkt sein und die Leistungsdichte des elektrischen Heizdrahts 130 kann auf 400 W/m² oder weniger beschränkt sein. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Zunahme der Glastemperatur allmählich stattfindet und die Glastemperatur leicht abnimmt, wenn die Glastemperatur beispielsweise 40 °C erreicht und der elektrische Heizdraht 130 abgeschaltet wird. Das Gleiche gilt für den elektrischen Heizfilm, der anstelle des elektrischen Heizdrahts 130 verwendet wird.
Wenn der elektrische Heizdraht 130 in dem Glashauptkörper 111 bereitgestellt ist, kann ein Abstand zwischen den elektrischen Heizdrähten 130 auf größer als oder gleich 3 mm eingestellt werden. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Glastemperatur durch Einstellen des Abstands zwischen den elektrischen Heizdrähten 130 so eingestellt wird, dass sie nicht zu hoch ansteigt.
Wenn der Glashauptkörper 111 mit dem elektrischen Heizdraht 130 versehen ist, kann eine Linienbreite des elektrischen Heizdrahts 130 auf 25 µm oder größer eingestellt werden. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Glastemperatur durch Einstellen der Linienbreite des elektrischen Heizdrahts 130, so dass ein elektrischer Widerstand des elektrischen Heizdrahts 130 kleiner wird, so eingestellt wird, dass sie nicht zu hoch ansteigt.
Ferner kann, wenn der elektrische Heizdraht 130 oder der elektrische Heizfilm, der auf dem Glashauptkörper 111 bereitgestellt ist, eingeschaltet ist, ein Strom, der durch den elektrischen Heizdraht 130 oder den elektrischen Heizfilm fließt, periodisch variieren kann. Gemäß der periodischen Variation des Stroms bei einem vorgegebenen zeitlichen Prozentsatz nimmt die Glastemperatur allmählich zu und die Glastemperatur nimmt leicht ab, wenn die Glastemperatur beispielsweise 40 °C erreicht und der elektrische Heizdraht 130 oder der elektrische Heizfilm ausgeschaltet wird. Insbesondere wird der Strom vorzugsweise periodisch ausgeschaltet. Beispielsweise kann durch Wiederholen von Ein und Aus alle 5 Sekunden der Strom periodisch ausgeschaltet werden.
Wie es vorstehend beschrieben ist, wurden die Konfigurationen gezeigt, in denen das Fensterscheibensystem 100, das als das Windschutzscheibe des Fahrzeugs 10 verwendet wird, die OLED-Anzeige 120 umfasst. Die OLED-Anzeige 120 ist jedoch nicht auf eine Windschutzscheibe beschränkt, sondern kann für eine Montage an eine Seitenscheibe, eine Heckscheibe, Glasdachplatten, Glassonnendächer oder dergleichen ausgebildet sein und ein Anzeigen oder dergleichen durchführen.
In der vorstehenden Beschreibung wurde eine Form beschrieben, in der das Fensterscheibensystem 100 eine OLED als ein Beispiel des organischen Elements enthält. Das organische Element, das in das Fensterscheibensystem 100 einbezogen ist, ist jedoch nicht auf die OLED beschränkt und umfasst beispielsweise ein Flüssigkristallelement, ein Dimmelement, ein Hologramm, eine LED-Folie und dergleichen. Folglich kann anstatt der OLED-Anzeige 120 eine LCD (Flüssigkristallanzeige), die einen Anzeigeabschnitt umfasst, der aus einem organischen Material oder dergleichen hergestellt ist, eine Dimmanzeige, eine HUD, ein transparenter Bildschirm oder dergleichen verwendet werden.
Die LCD kann als Anzeigevorrichtung verwendet werden, die ein Flüssigkristallelement anstelle einer OLED umfasst, und kann auf einem Abschnitt des Glashauptkörpers 111, einer Seitenscheibe, einer Heckscheibe, einer Glasdachplatte, einem Glassonnendach oder dergleichen bereitgestellt werden.
Die Dimmanzeige kann ein Dimmelement umfassen, das eine Durchlassmenge von Licht von außerhalb des Fahrzeugs in das Fahrzeug durch Anlegen einer Spannung zum Ändern einer Durchlässigkeit einstellen kann, und kann auf einem Abschnitt des Glashauptkörpers 111, einer Seitenscheibe, einer Heckscheibe, einer Glasdachplatte, einem Glassonnendach oder dergleichen bereitgestellt werden. Geeignete Dimmelemente können beispielsweise Elemente mit suspendierten Teilchen und Flüssigkristallelemente umfassen.
Die HUD kann auf einem Abschnitt des Glashauptkörpers 111 oder dergleichen als Anzeigevorrichtung, die ein organisches Element umfasst, angeordnet werden. Geeignete Materialien, die das organische Element bilden, können beispielsweise eine laminierte Harzfolie, die unter Verwendung eines Flüssigkristallelements, von PET und von PEN zusätzlich zu Dichromatgelatine und einem Photopolymer als Hologramm verwendet wird; und eine Polyvinylbutyralharzfolie, die eine im Wesentlichen sich verjüngende Abnahme der Dicke aufweist, umfassen. Das organische Element kann auf einem Abschnitt des Glashauptkörpers 111, einer Seitenscheibe, einer Heckscheibe, einer Glasdachplatte, einem Glassonnendach oder dergleichen bereitgestellt werden. Das organische Element kann eine laminierte Harzfolie, bei der PET oder PEN verwendet wird; oder eine Polyvinylbutyralharzfolie sein, die eine im Wesentlichen sich verjüngende Abnahme der Dicke aufweist.
Ferner kann der transparente Bildschirm auf einem Abschnitt des Glashauptkörpers 111, einer Seitenscheibe, einer Heckscheibe, einer Glasdachplatte, einem Glassonnendach oder dergleichen so bereitgestellt werden, dass ein Bild, das von einem Projektor ausgegeben wird, projiziert werden kann, während die Durchlässigkeit auf ein gewisses Ausmaß vermindert wird. Ein geeignetes organisches Element für den transparenten Bildschirm kann beispielsweise ein lichtaushärtbares Harz, ein thermoplastisches Harz, ein wärmeaushärtbares Harz, Siliziumoxid, das durch ein Sol-Gel-Verfahren erhalten wird, und ein organisch-anorganisches Hybridmaterial umfassen. Insbesondere umfasst es ein Polyesterharz (PET, Polyethylennaphthalat und dergleichen), ein Polycarbonatharz, ein Triacetylcelluloseharz, ein Cycloolefinpolymerharz und ein Acrylharz mit einer unregelmäßigen Struktur.
Die LED-Folie kann auch auf einem Abschnitt des Glashauptkörpers 111 oder dergleichen als lichtemittierende Vorrichtung, die ein organisches Element umfasst, angeordnet sein. Ein Beispiel ist ein Aufbau, in dem eine LED mit einem UV-aushärtbaren Harz oder dergleichen an einer laminierten Harzfolie oder dergleichen, bei der PET oder PEN verwendet wird, angebracht ist.
Die OLED-Anzeige 120 ist nicht auf den Aufbau beschränkt, bei dem sie an einem unteren Abschnitt einer Oberfläche vor dem Fahrersitz bereitgestellt ist, wie es in der 2 gezeigt ist, sondern sie kann auch an Stellen bereitgestellt sein, die in den 4 bis 6 gezeigt sind. Die 4 bis 6 zeigen Variationen der Position der OLED-Anzeige 120.
In den 4 bis 6 ist beispielsweise der zentrale Abschnitt 111A des Glashauptkörpers 111 in der vertikalen Richtung in drei Bereiche 50A bis 50C aufgeteilt. Der Bereich 50A befindet sich von den drei Bereichen 50A bis 50C in den vertikalen Richtungen in der Mitte, der Bereich 50B befindet sich an der oberen Position und der Bereich 50C befindet sich an der unteren Position. Ein kombinierter Bereich aus dem Bereich 50A und dem Bereich 50C ist ein Sichtbereich des Fahrers. Als ein Beispiel ist der Sichtbereich des Fahrers ein Bereich in dem zentralen Abschnitt 111A des Glashauptkörpers 111, wobei der Bereich innerhalb eines Sichtbereichs eines durchschnittlichen Fahrers liegt, während das Fahrzeug 10 fährt, und umfasst nicht den Bereich, den der Fahrer durch Abwenden des Blicks absichtlich betrachtet.
Der Bereich 50A entspricht dem Abschnitt, der durch Entfernen des Bereichs 50B, der während des Betriebs kaum betrachtet wird, und des Bereichs 50C, welcher der niedrigste bandartige Bereich des Sichtbereichs des Fahrers ist, von dem zentralen Abschnitt 111A des Glashauptkörpers 111 erhalten wird.
Der Bereich 50B ist ein sich seitlich erstreckender bandartiger Bereich an der Oberseite des zentralen Abschnitts 111A des Glashauptkörpers 111. Der Bereich 50B ist beispielsweise ein Bereich, der durch den Fahrer betrachtet werden kann, der absichtlich hochblickt, während das Fahrzeug 10 fährt. Der Bereich 50B weist eine Aussparung 51B auf. Die Aussparung 51B ist entsprechend einer Aussparung 111A0 in dem zentralen Abschnitt 111A bereitgestellt. Die Aussparung 111A0 ist in der Mitte in der seitlichen Richtung in der oberen Seite des zentralen Abschnitts 111A bereitgestellt und ist ein Teil der oberen Seite des zentralen Abschnitts 111 A, der abwärts gebogen ist, so dass ein Rückspiegel oder eine Kamera, die ein Bild der Vorderseite des Fahrzeugs 10 für ein automatisches Bremsen oder einen automatischen Betrieb erfasst, umgangen wird. Die Aussparung 51B befindet sich oberhalb des Bereichs 50B, ist in der seitlichen Richtung in der Mitte angeordnet und ist ein Teil der oberen Seite des Bereichs 50B, der abwärts gebogen ist.
Der Bereich 50C ist ein sich seitlich erstreckender bandartiger Bereich des zentralen Abschnitts 111A an der Unterseite des zentralen Abschnitts 111A des Glashauptkörpers 111. Der Bereich 50C ist beispielsweise ein Bereich, der durch den Fahrer betrachtet werden kann, der absichtlich nach unten blickt, während das Fahrzeug 10 fährt. Die Größen des Glashauptkörpers 111 in der vertikalen Richtung und der seitlichen Richtung variieren abhängig von der Art des Fahrzeugs 10. Ferner unterscheidet sich die Positionsbeziehung zwischen dem Glashauptkörper 111 und dem Fahrersitz abhängig von der Art des Fahrzeugs 10. Aus diesem Grund sind, obwohl sich die Bereiche 50A bis 50C abhängig von der Art des Fahrzeugs 10 unterscheiden, die Bereiche 50A bis 50C in der Reihenfolge des Bereichs 50B, des Bereichs 50A und des Bereichs 50C von der oberen Seite zu der unteren Seite angeordnet. Der Bereich 50A ist ein Bereich, der sich von den Bereichen 50A bis 50C in der Mitte der vertikalen Richtung befindet.
In der 4 ist die OLED-Anzeige 120 in dem oberen Bereich 50B des Glashauptkörpers 111 bereitgestellt. Wenn der Glashauptkörper 111 ein laminiertes Glas ist, ist die OLED-Anzeige 120 vorzugsweise zwischen Zwischenfolien eingeschlossen bzw. angeordnet. Die OLED-Anzeige 120, die in dem Bereich 50B bereitgestellt ist, kann Verkehrszeichen, Signalanzeigen bzw. Blinkeranzeigen, Informationen, wie z.B. die Bezeichnung und die Höhe eines Bergs, oder dergleichen, die durch den Insassen durch den Glashauptkörper 111 betrachtet werden können, Informationen bezüglich der gegenwärtigen Position oder dergleichen für den Insassen, einschließlich den Fahrer, anzeigen. Wenn die OLED-Anzeige 120 in dem Bereich 50B zum Anzeigen in einem Außenbereich des Fahrzeugs 10 bereitgestellt ist, kann eine Nachricht für einen Fußgänger, wie z.B. „überquere bitte die Straße“ oder dergleichen angezeigt werden.
In der 5 ist die OLED-Anzeige 120 innerhalb des Bereichs 50C in dem unteren Teil des Glashauptkörpers 111 bereitgestellt. Wenn der Glashauptkörper 111 ein laminiertes Glas ist, ist die OLED-Anzeige 120 vorzugsweise zwischen Zwischenfolien eingeschlossen bzw. angeordnet. Die OLED-Anzeige 120, die in dem Bereich 50C bereitgestellt ist, kann mindestens einen Teil von Angaben, wie z.B. Fahrrichtungen durch das Navigationssystem, Verkehrszeichen, Signalanzeigen bzw. Blinkeranzeigen, Informationen bezüglich der gegenwärtigen Position oder dergleichen, für einen Insassen, einschließlich den Fahrer, anzeigen.
Die 6 zeigt vier OLED-Anzeigen 120. Die vier OLED-Anzeigen 120 sind entlang der Kante des zentralen Abschnitts 111A des Glashauptkörpers 111 bereitgestellt. Insbesondere sind in der 6 ein Unterkantenabschnitt 111A1 des zentralen Abschnitts 111A, ein unterer Abschnitt 111A2 entlang der rechten Kante, ein rechter Abschnitt 111A3 der oberen Kante und ein äußerer Abschnitt 111E des zentralen Abschnitts 111A bereitgestellt. Der äußere Abschnitt 111E befindet sich außerhalb des zentralen Abschnitts 111A und entspricht der Aussparung 111A0 in dem zentralen Abschnitt 111A. Die vier OLED-Anzeigen 120 sind vorzugsweise zwischen Zwischenfolien eingeschlossen bzw. angeordnet, wenn der Glashauptkörper 111 ein laminiertes Glas ist.
Die vier OLED-Anzeigen 120 können mindestens einen Teil von Angaben, wie z.B. Fahrrichtungen durch das Navigationssystem, Verkehrszeichen, Signalanzeigen bzw. Blinkeranzeigen, Informationen bezüglich der gegenwärtigen Position oder dergleichen, für einen Insassen, einschließlich den Fahrer, anzeigen. Die Abschnitte 11 1A1-1 1 1A3 und 111E sind nicht notwendigerweise mit den vier OLED-Anzeigen 120 versehen und mindestens einer der Abschnitte 111A1-111A3 und 111E kann mit der OLED-Anzeige 120 versehen sein. Die vier Abschnitte 111A1-111A3 und 111E können auch zwischen einem rechtsgesteuerten Fahrzeug und einem linksgesteuerten Fahrzeug linear symmetrisch mit einer Achse sein, die in der Längsrichtung durch die Mitte des Fahrzeugs 10 verläuft, oder sie können an den gleichen Positionen bereitgestellt sein.
Ferner kann, obwohl unter Bezugnahme auf die 4 bis 6 die Anordnung der OLED-Anzeige 120 beschrieben worden ist, ein transparenter Bildschirm anstelle der OLED-Anzeige 120 bereitgestellt sein. Die Mehrzahl von Abschnitten 111A1-111A3 und 111E kann auch mit der OLED-Anzeige 120 und einem transparenten Bildschirm versehen sein, wie es in der 6 gezeigt ist. Ferner kann in den 4 und 5 die OLED-Anzeige 120 oder der transparente Bildschirm über den Bereichen 50A bis 50C bereitgestellt sein, wie es in der 6 gezeigt ist.
Die 7 und 8 zeigen die Anordnung der HUD 180. In den 7 und 8 werden die Bereiche 50B und 50D für die Beschreibung verwendet. Der Bereich 50B ist mit dem Bereich 50B identisch, wie er in den 4 bis 6 gezeigt ist. Der Bereich 50D ist ein Bereich, in dem der Bereich 50A und der Bereich 50C, die in den 4 bis 6 gezeigt sind, kombiniert sind. D.h., der Bereich 50D ist der Sichtbereich des Fahrers.
Wie es in der 7 gezeigt ist, kann die HUD 180 über dem gesamten Bereich 50D bereitgestellt sein und kann in etwa der Hälfte des Bereichs 50D in der seitlichen Richtung bereitgestellt sein, wie es in der 8 gezeigt ist. Da sich die HUD 180 vor dem Fahrersitz befindet, ist die HUD 180, die in der 8 gezeigt ist, als Beispiel für ein linksgesteuertes Fahrzeug angeordnet. Die HUD 180 kann beispielsweise mindestens einen Teil von Angaben, wie z.B. Fahrrichtungen durch das Navigationssystem, Verkehrszeichen, Signalanzeigen bzw. Blinkeranzeigen, Informationen bezüglich der gegenwärtigen Position oder dergleichen, für einen Insassen, einschließlich den Fahrer, anzeigen.
Ferner kann, obwohl in der vorstehenden Beschreibung die Steuereinheit 150 bezüglich der Form beschrieben worden ist, die auf der Innenoberfläche des Glashauptkörpers 111 bereitgestellt ist, die Steuereinheit 150 auf der Keramikschicht 112 auf der Innenoberfläche des Glashauptkörpers 111 bereitgestellt sein. In diesem Fall kann, da die Temperatur, die durch den Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B erfasst wird, durch die schwarze Keramikschicht 112 beeinflusst wird, die erfasste Temperatur in einen Wert in dem zentralen Abschnitt 111A umgerechnet werden, in dem die Keramikschicht 112 nicht bereitgestellt ist. Beispielsweise kann zum Umrechnen eine Umrechnungsformel verwendet werden.
Ferner ist, obwohl der Aufbau beschrieben worden ist, bei dem die Steuereinrichtung 150C in die Steuereinheit 150 einbezogen ist und auf der Innenoberfläche des Inneren des zentralen Abschnitts 111A des Glashauptkörpers 111 bereitgestellt ist, die Position, bei der die Steuereinrichtung 150C bereitgestellt ist, nicht auf diese Position beschränkt. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 150C über ein Kabel mit dem Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B verbunden sein und kann folglich gegebenenfalls nicht mit dem Glashauptkörper 111 verbunden sein. Die Steuereinrichtung 150C kann auch in der Mitte eines Kabels bereitgestellt sein, das den Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B oder den Schalter 140 und die ECU des Fahrzeugs 10 verbindet.
Obwohl der Aufbau beschrieben worden ist, bei dem die Steuereinrichtung 150C den elektrischen Heizdraht 130 auf der Basis der Temperatur und der Feuchtigkeit, die durch den Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B erfasst wird, einschaltet, kann der Entfroster 20 des Fahrzeugs 10 anstelle des elektrischen Heizdrahts 130 oder zusätzlich zu diesem betrieben werden.
<Zweite Ausführungsform>
Die 9 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Fensterscheibensystems 200 gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt. Das Fensterscheibensystem 200 umfasst eine Fensterscheibe 110, eine OLED-Anzeige 120, einen elektrischen Heizdraht 130, einen Schalter 140, eine Steuereinheit 250 (einen Temperatursensor 150A, einen Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B und eine Steuereinrichtung 250C) und einen Beschlagschutzfilm 220.
Das Fensterscheibensystem 200 gemäß der zweiten Ausführungsform weist einen Aufbau auf, bei welchem dem Fensterscheibensystem 100 gemäß der ersten Ausführungsform ein Beschlagschutzfilm 220 hinzugefügt ist und eine Steuereinheit 250 anstelle der Steuereinheit 150 einbezogen ist. Aus diesem Grund wird eine Beschreibung der Komponenten, die mit den Komponenten des Fensterscheibensystems 100 gemäß der ersten Ausführungsform identisch sind, unter Verwendung der gleichen Bezugszeichen weggelassen. Zusätzlich werden nachstehend vorwiegend die Unterschiede beschrieben.
Der Beschlagschutzfilm 220 ist auf einer Seite der Fensterscheibe 110 bereitgestellt. Vorzugsweise ist der Beschlagschutzfilm 220 auf der Innenoberfläche (in dem Inneren des Fahrzeugs 10) des zentralen Abschnitts 111A des Glashauptkörpers 111 bereitgestellt. Der Beschlagschutzfilm 220 weist ein Wasserabsorptionsvermögen auf. Der Beschlagschutzfilm 220 enthält vorzugsweise ein Absorbenspolymer oder ein hydrophiles Polymer, so dass ein hohes Wasserabsorptionsvermögen erreicht wird. Der Beschlagschutzfilm 220 kann mittels eines Films, der eine Haftmittelschicht aufweist, an der Fensterscheibe 110 angebracht werden. Der Beschlagschutzfilm 220 ist in einer Draufsicht beispielsweise an einer Stelle bereitgestellt, welche die OLED-Anzeige 120 und den elektrischen Heizdraht 130 überlappt.
Die Steuereinheit 250 kann auf der Innenoberfläche des Inneren des zentralen Abschnitts 111A des Glashauptkörpers 111 bereitgestellt werden. Die Steuereinheit 250 umfasst eine Steuereinrichtung 250C, einen Temperatursensor 150A und einen Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B. Die Steuereinrichtung 250C schaltet den elektrischen Heizdraht 130 oder den elektrischen Heizfilm, der an der Fensterscheibe 110 angebracht ist, ein oder aus. Der Temperatursensor 150A und der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B sind vorzugsweise auf einer Seite der Fensterscheibe 110 bereitgestellt. Der Temperatursensor 150A und der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B sind vorzugsweise auf einer Keramikschicht 112 bereitgestellt, die auf einer Oberfläche der Fensterscheibe 110 aufgebracht ist. Der Temperatursensor 150A und der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B sind vorzugsweise in einem unteren Teil des Glashauptkörpers 111 bereitgestellt. Der Temperatursensor 150A und der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B sind in einer Draufsicht vorzugsweise außerhalb des Beschlagschutzfilms 220 bereitgestellt. Beispielsweise sind der Temperatursensor 150A und der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B vorzugsweise in der Nähe der Grenze zu der Keramikschicht 112 in dem unteren Teil des zentralen Abschnitts 111A des Glashauptkörpers 111 bereitgestellt.
Die Steuereinheit 250 kann ferner ein Gehäuse 151 umfassen, das auf der Keramikschicht 112 angebracht ist. Das Gehäuse 151 nimmt die Steuereinrichtung 250C, den Temperatursensor 150A und den Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B im Inneren auf. Der Steuereinrichtung 250C, dem Temperatursensor 150A und dem Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B werden von einer Stromversorgung 160L elektrischer Strom zugeführt.
Die Steuereinrichtung 250C wird durch einen Computer (Schaltkreis) implementiert, der eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit), einen RAM („Random Access Memory“ (Direktzugriffsspeicher)), einen ROM („Read Only Memory“ (Festwertspeicher)), einen internen Bus und dergleichen umfasst.
In der gleichen Weise wie die Steuereinrichtung 150C der ersten Ausführungsform führt die Steuereinrichtung 250C einen Steuervorgang durch, in dem bestimmt wird, ob die Temperatur des Glashauptkörpers 111 die Taupunkttemperatur erreicht, wenn die Temperatur des Glashauptkörpers 111 die Taupunkttemperatur erreicht, der elektrische Heizdraht 130 oder der elektrische Heizfilm eingeschaltet wird, und wenn die Temperatur des Glashauptkörpers 111 die vorgegebene Temperatur übersteigt, der elektrische Heizdraht 130 oder der elektrische Heizfilm ausgeschaltet wird.
Die Steuereinrichtung 250C führt ferner zusätzlich zu dem vorstehend beschriebenen Steuervorgang den folgenden Steuervorgang durch. Auf der Basis der Temperatur des Glashauptkörpers 111, die durch den Temperatursensor 150A erfasst wird, und der Temperatur und der Feuchtigkeit in dem Inneren, die durch den Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B erfasst werden, schaltet die Steuereinrichtung 250C den elektrischen Heizdraht 130 oder den elektrischen Heizfilm ein und schaltet diese nach einem vorgegebenen Zeitraum aus.
Als nächstes wird ein Verfahren zum Bestimmen beschrieben, wann die Steuereinrichtung 250C den elektrischen Heizdraht 130 oder den elektrischen Heizfilm einschaltet.
Die Menge des Wassers, das durch den Beschlagschutzfilm 220 absorbiert werden kann, variiert abhängig von der Temperatur und der Feuchtigkeit (die Menge, die das Wasserabsorptionsvermögen sättigt (Wassermenge der Absorptionssättigung)). Der Beschlagschutzfilm 220 beginnt zu beschlagen, wenn die Wasserabsorption die Wassermenge der Absorptionssättigung übersteigt. D.h., der Beschlagschutzfilm 220 kann den zeitlichen Ablauf des Beschlagens verglichen mit einer Fensterscheibe ohne den Beschlagschutzfilm 220 verzögern.
Wenn nach dem Einschalten des elektrischen Heizdrahts 130 oder des elektrischen Heizfilms eine vorgegebene Zeit vergangen ist, steuert die Steuereinrichtung 250C den elektrischen Heizdraht 130 oder den elektrischen Heizfilm derart, dass er ausgeschaltet wird. Wenn der elektrische Heizdraht 130 oder der elektrische Heizfilm eingeschaltet wird, wird die Glastemperatur erhöht, Feuchtigkeit, die in dem Beschlagschutzfilm 220 enthalten ist, verdampft, und die Menge des Wassers, die in dem Beschlagschutzfilm 220 absorbiert ist, nimmt ab.
Aus diesem Grund kann die vorgegebene Zeit, ab der die Steuereinrichtung 250C den elektrischen Heizdraht 130 oder den elektrischen Heizfilm einschaltet, bis zum Ausschalten des elektrischen Heizdrahts 130 oder des elektrischen Heizfilms auf eine Zeit eingestellt werden, die derart ist, dass die Menge des Wassers, die in dem Beschlagschutzfilm 220 absorbiert ist, nicht mehr als ein vorgegebener Prozentsatz (z.B. nicht mehr als 70 %) der Menge vor dem Einschalten des elektrischen Heizdrahts 130 ist.
Beispielsweise kann, wenn die vorgegebene Zeit auf eine Zeit eingestellt wird, die derart ist, dass die Menge des Wassers, die in dem Beschlagschutzfilm 220 absorbiert ist, nicht mehr als ein vorgegebener Prozentsatz (z.B. nicht mehr als 70 %) der Menge vor dem Einschalten des elektrischen Heizdrahts 130 ist, in dem Fall, wenn die Menge des Wassers, die in dem Beschlagschutzfilm 220 absorbiert ist, die maximale Menge ist, für jedwede Menge des absorbierten Wassers ein Beschlagen des Beschlagschutzfilms 220 für einige Zeit verhindert werden.
Als nächstes wird ein Verfahren zum Abschätzen des Auftretens eines Beschlagens auf dem Beschlagschutzfilm 220 beschrieben. Beim Abschätzen des Auftretens eines Beschlags auf dem Beschlagschutzfilm 220, kann dann, wenn der relative Wasserabsorptionskoeffizient FRH an der äußersten Oberfläche des Beschlagschutzfilms 220 als Index verwendet wird und nicht der Wasserabsorptionszustand des gesamten Beschlagschutzfilms 220, der zeitliche Ablauf des Auftretens eines Beschlags selbst bei schwankenden Ansprechbedingungen aufgrund einer raschen Änderung der Temperatur und der Feuchtigkeit oder bei Bedingungen, bei denen die Feuchtigkeitsabsorptionsrate bei einer niedrigen Temperatur abgestuft ist, genauer abgeschätzt werden.
Der Feuchtigkeitsdiffusionskoeffizient in dem Material des Beschlagschutzfilms 220 ist eine Funktion der Temperatur und der Diffusionskoeffizient nimmt ab, wenn die Temperatur des Glassubstrats abnimmt.
Der Feuchtigkeitsdiffusionskoeffizient ist eine Funktion einer Aktivierungsenergie von Feuchtigkeit in dem Material. Die Diffusionskoeffizienten bei einer Mehrzahl von verschiedenen Temperaturen können durch Messverfahren wie z.B. JIS 7209-2000 (ISO 62-1999), Kunststoff-Wasserabsorptionskoeffizient, bestimmt werden.
Eine Rate der Feuchtigkeitsabsorption an der äußersten Oberfläche des Beschlagschutzfilms 220 wird durch eine Differenz zwischen einem Dampfdruck von Luft mit einer Temperatur und einer Feuchtigkeit und einem Dampfdruck an der äußersten Oberfläche des Beschlagschutzfilms 220 mit einer Temperatur und einer Feuchtigkeitsabsorptionsrate bestimmt.
Einfach ausgedrückt beschlägt ein herkömmliches Glas ohne den Beschlagschutzfilm 220, wenn die Glastemperatur unter den Taupunkt von Luft mit einer Temperatur und einer Feuchtigkeit fällt. Im Gegensatz dazu kann auf dem Beschlagschutzfilm 220, wenn die Rate der Feuchtigkeitsabsorption von der Luft in dem Inneren zu der äußersten Oberfläche des Beschlagschutzfilms 220 größer ist als eine Rate der Feuchtigkeitsdiffusion von der äußersten Oberfläche des Beschlagschutzfilms 220 zu dem Inneren, selbst wenn Wasser in dem Beschlagschutzfilm 220 absorbiert ist, nicht gesättigt ist, Wasser an der äußersten Oberfläche gesättigt werden und ein Beschlagen kann auftreten.
Im Allgemeinen hat in dem Zustand, bei dem der Beschlagschutzfilm 220 beschlagen ist, obwohl der relative Wasserabsorptionskoeffizient FRH der äußersten Oberfläche des Beschlagschutzfilms 220 nahezu 100 % erreicht hat, der relative Wasserabsorptionskoeffizient FRH in dem Film 100 % nicht erreicht, und daher kann Wasser absorbiert werden. Ferner wird in dem Vorgang, bei dem der Beschlagschutzfilm 220 getrocknet wird, die äußerste Oberfläche des Beschlagschutzfilms 220 getrocknet, jedoch ist der relative Wasserabsorptionskoeffizient FRH in dem Film des Beschlagschutzfilms 220 im Allgemeinen höher als der relative Wasserabsorptionskoeffizient FRH an der äußersten Oberfläche.
Bei einer Bedingung, bei der die Feuchtigkeit innerhalb des Fahrzeugs aufgrund einer großen Zahl von Insassen, die in das Fahrzeug 10 eingestiegen sind, stark zunimmt, oder bei der Bedingung, bei welcher der Wasserdampfsättigungsdruck aufgrund einer niedrigen Temperatur niedrig ist und die Feuchtigkeitsabsorptionsrate des Beschlagschutzfilms 220 niedrig ist, kann der relative Wasserabsorptionskoeffizient FRH in dem Film etwa 70 % betragen, selbst wenn ein Beschlagen auf der äußersten Oberfläche des Beschlagschutzfilms 220 auftritt.
Bevor die Insassen in das Fahrzeug 10 einsteigen, steht der relative Wasserabsorptionskoeffizient FRH des Beschlagschutzfilms 220 mit der Feuchtigkeit der Luft in dem Inneren im Gleichgewicht. D.h., der Wasserdampfdruck des Beschlagschutzfilms 220 ist mit dem Wasserdampfdruck in dem Inneren identisch. Ferner ist der Wasserdampfdruck von der äußersten Oberfläche zu dem tiefsten Abschnitt des Beschlagschutzfilms 220 konstant. Selbst wenn sich die Glastemperatur von der Temperatur in dem Inneren unterscheidet, ist der Wasserdampfdruck in dem Film bei der Glastemperatur mit dem Wasserdampfdruck bei Raumtemperatur identisch.
Auf der Basis der vorstehend beschriebenen Diskussion wird die Feuchtigkeitskonzentrationsverteilung nach einer Zeit Δt an der äußersten Oberfläche in dem Film (innerhalb des Films) und am tiefsten Abschnitt des Beschlagschutzfilms 220 durch das Fick'sche Gesetz (Diffusionsgleichung eines Konzentrationsgradienten) vorhergesagt. Die Feuchtigkeitskonzentrationsverteilung wird für bis zu 10 Minuten in dem Fall berechnet, bei dem die Bedingungen (die Glastemperatur, die Temperatur und die Feuchtigkeit in dem Inneren bleiben unverändert) für beispielsweise 10 Minuten bestehen bleiben.
Der relative Wasserabsorptionskoeffizient FRH an der äußersten Oberfläche des Beschlagschutzfilms 220 wird überwacht und es wird bestimmt, dass das Beschlagen auftritt, wenn der relative Wasserabsorptionskoeffizient FRH 100 % erreicht. Dabei wird der relative Wasserabsorptionskoeffizient FRH an der äußersten Oberfläche des Beschlagschutzfilms 220 durch Dividieren der Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD durch die Wassersättigungsabsorptionsmassenkonzentration FW erhalten.
Eine verbleibende Zeit bis zu einem Punkt, bei dem das Auftreten eines Beschlagens erwartet wird, wird auf eine vorgegebene verbleibende Zeit (z.B. 30 Sekunden) eingestellt, und wenn die verbleibende Zeit Null ist, wird der Vorgang zu einem Modus des Trocknens des Beschlagschutzfilms 220 durch Einschalten des elektrischen Heizdrahts 130 oder des elektrischen Heizfilms oder durch Bewirken, dass das Klimagerät Außenluft einführt, umgestellt.
Wenn der elektrische Heizdraht 130 oder der elektrische Heizfilm eingeschaltet wird, erreicht beispielsweise die verbleibende Zeit 10 Minuten oder mehr. Daher wird der elektrische Heizdraht 130 oder der elektrische Heizfilm eingeschalten gelassen, bis der relative Wasserabsorptionskoeffizient FRH an der äußersten Oberfläche des Beschlagschutzfilms 220 den vorgegebenen relativen Wasserabsorptionskoeffizienten (z.B. 80 %) erreicht. Wenn der relative Wasserabsorptionskoeffizient FRH an der äußersten Oberfläche weniger als 80 % beträgt, wird der elektrische Heizdraht 130 oder der elektrische Heizfilm ausgeschaltet. Das Gleiche gilt für das Einführen von Außenluft unter Verwendung des Klimageräts.
Als nächstes wird das Auftreten eines Beschlagens an der Grenzfläche zwischen der Luft in dem Inneren und der äußersten Oberfläche des Beschlagschutzfilms 220 beschrieben. Der Strom des Wasserdampfs an der Grenzfläche zwischen der Luft in dem Inneren und der äußersten Oberfläche des Beschlagschutzfilms 220 wird durch das folgende Verfahren berechnet.
Dabei beträgt, wenn die Gaskonstante (8,3144598 [J/K/mol]) pro Mol Wasserdampf in einen Wert pro 1 Kilogramm umgerechnet wird, die Gaskonstante R 461,5149 [J/K/kg] bei einem Molekulargewicht von Wasserdampf von 18. Bei dieser Abschätzung beträgt die spezifische Wärme von Wasser Cw 1007 [J/K/kg], die Wärmeübertragungsrate H von Wasserdampf im natürlichen Konvektionszustand bei Raumtemperatur beträgt 4,2 [W/m²/K], die Raumtemperatur beträgt TRaum [°C] und der Wasserdampfdruck in der Atmosphäre innerhalb des Fahrzeugs beträgt ES [Pa].
Die Luftdichte, pLuft, ergibt sich aus der folgenden Gleichung: $ρ Luft = (1,2923 / (1 + 0,00366 \times T)) \times ((101325 - 0,378 \times ES) / 101325) [kg / m^{3}] .$
Die empirische Gleichung für den Wasserdiffusionskoeffizienten, DLuft, von Luft bei Atmosphärendruck ergibt sich aus der folgenden Gleichung: $DLuft = 0,241 \times {((TRaum + 273,15) / 288)}^{1,75} \times 10^{- 4} [m^{2} / s] .$
Der Wärmediffusionskoeffizient von Luft, TDLuft, ergibt sich aus der folgenden Gleichung: $TDLuft = (0,1356 \times TRaum + 18,51) \times 10^{- 6} [m^{2} / s] .$
Die Wasserverdampfungsrate HWasser, die der Dampfdruckdifferenz auf der Wasseroberfläche bei windstillen Bedingungen entspricht, die aus der Wärmeübertragungsrate berechnet wird, ergibt sich aus der folgenden Gleichung: $HWasser = H \times {(DLuft / TDLuft)}^{(2 / 3)} / (R \times Cw \times (TRaum + 273,15) \times DLuft) [kg / s / m^{2} / Pa] .$
Der relative Wasserabsorptionskoeffizient FRH des Beschlagschutzfilms 220 in einem Gleichgewichtszustand mit Luft mit einer bestimmten relativen Feuchtigkeit ist etwa gleich der relativen Feuchtigkeit der Luft. Der Wasserdampfsättigungsdruck von Luft fällt mit abnehmender Temperatur signifikant, jedoch ist die Wassersättigungsabsorptionsmassenkonzentration FW des Beschlagschutzfilms 220 nahezu konstant und lediglich der Wasserdampfdruck fällt.
Dabei ergibt sich unter Verwendung der relativen Feuchtigkeit RH [%] von Luft und eines Wasserdampfsättigungsdrucks EW [Pa] der Wasserdampfdruck ES [Pa] von Luft in dem Inneren aus der folgenden Gleichung: $ES = EW \times RH .$
Zusätzlich ergibt sich unter Verwendung der Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD [kg/m³] des Beschlagschutzfilms 220 und der Wassersättigungsabsorptionsmassenkonzentration FW [kg/m³] des Beschlagschutzfilms 220 der relative Wasserabsorptionskoeffizient FRH [%] an der äußersten Oberfläche des Beschlagschutzfilms 220 aus der folgenden Gleichung: $FRH = FD / FW .$
Ferner ergibt sich, wenn der Wasserdampfsättigungsdruck von Luft bei einer Temperatur des Glashauptkörpers 111 mit EWF [Pa] bezeichnet wird, der Wasserdampfdruck Fs des Beschlagschutzfilms 220 aus der folgenden Gleichung: $Fs = EWF \times FRH [PA] .$
Eine Menge der Wasserübertragung FWS (Strömungswasseroberfläche) an der äußersten Oberfläche des Beschlagschutzfilms 220 [kg/m²/s] ergibt sich aus der folgenden Gleichung: $FWS = (ES - FS) \times HWasser .$
Die Feuchtigkeitsdiffusionsabsorption D [m²/s] in dem Film des Beschlagschutzfilms 220 kann in der folgenden Weise erhalten werden. Unter Verwendung des Diffusionsaktivierungskoeffizienten α von Wasserdampf an der äußersten Oberfläche des Beschlagschutzfilms 220, der Gaskonstante R (= 461,5149) [J/K/kg], der Feuchtigkeitsaktivierungsenergie in dem Film eFilm (= 2,8 × 10⁶) [J] und der Glastemperatur Tg [K] ergibt sich der Feuchtigkeitsdiffusionskoeffizient D aus der folgenden Gleichung: $D = α \times Exp (- eFilm / R / (Tg + 273,15)) .$
Eine nicht-stationäre Analyse für die Wasserabsorptionsmassenkonzentrationsverteilung FD(x,t) [kg/m³] des Beschlagschutzfilms 220 wird mit dem Differenzverfahren unter Verwendung der folgenden Diffusionsgleichung durchgeführt: $\partial FD (x) / \partial t = D \times \partial 2 FD (x) / \partial x^{2} + FWS (x = 0)$
$\partial FD (x) / \partial t = D \times \partial 2 FD (x) / \partial x^{2} (0 < x < d)$
$\partial FD (x) / \partial x = 0 (x = d) .$
Die nicht-stationäre Analyse wird für eine dimensionslose Wasserabsorptionsvolumenkonzentration, U(x,t), durchgeführt. Die Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD(x,t) des Beschlagschutzfilms 220 ergibt sich aus der folgenden Gleichung, wobei C die Dichte von Wasser ist und 1000 [kg/m³] beträgt: $FD (x, t) = U (x, t) \times C [kg / m^{3}] .$
Zusätzlich wird die nicht-stationäre Analyse innerhalb des Bereichs einer Filmdicke x bis 0 [m] bis d [m] durchgeführt. Der Beschlagschutzfilm 220 wird in der Dickenrichtung gleichmäßig aufgeteilt. Beispielsweise wenn die Dicke des Beschlagschutzfilms 220 20 µm beträgt, wird die Dicke von der äußersten Schicht zu der unteren Schicht in der Dickenrichtung in 10 Abschnitte von jeweils 2 µm aufgeteilt. FD(x = 0, t) ist die Wasserabsorptionsmassenkonzentration in der äußersten Schicht des Beschlagschutzfilms 220, die mit Luft in Kontakt ist. FD(x = d, t) ist die Wasserabsorptionsmassenkonzentration in der untersten Schicht, die mit dem Glashauptkörper 111 des Beschlagschutzfilms 220 in Kontakt ist. Bei der Differentialanalyse wird beispielsweise die Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD(x = 0, t) in der äußersten Schicht des Beschlagschutzfilms 220 für einen bestimmten Zeitraum bewertet. Die Zeit t = 0 [s] stellt die Zeit zum Vorhersagen der Wasserabsorptionsmassenkonzentration in der äußersten Schicht des Beschlagschutzfilms 220 dar.
Die nicht-stationäre Analyse wird nach dem Beginn der anfänglichen Analyse vorzugsweise kontinuierlich durchgeführt.
Zum Lösen der Diffusionsgleichung, die eine partielle Differentialgleichung ist, ist es zweckmäßig, eine Berechnung mit dem expliziten Verfahren durchzuführen, und zwar mit der Vorwärtsdifferenz in Bezug auf die Zeit und der Zentraldifferenz in Bezug auf den Raum, da es einen analytisch diskreten Punkt gibt, bei dem ein Beschlagen in der äußersten Schicht aufgrund der Wasserabsorptionssättigung des Films auftritt.
Die anfängliche Wasserabsorptionsvolumenkonzentration U(x,0) [kg/m³] bei der Zeit t = 0 ist U(x,0) = U0 (0 ≤ x ≤ d). Die Grenzbedingungen sind: Eine Variation der Wasserabsorptionsvolumenkonzentration in der äußersten Schicht U(0, t); und eine Variation der Wasserabsorptionsvolumenkonzentration in der unteren Schicht U(d, t). U0 ist eine anfängliche einheitliche Gleichgewichts-Wasserabsorptionsvolumenkonzentration [kg/m³] in dem Film.
Ein Beschränkungsbereich von dt für die Vorwärtszeitdifferenz aus der Formel für die Stabilität der Lösung in dem expliziten Verfahren ist wie folgt: $Dt < {dx}^{2} / 2 / (HWasser \times dx + D) \times C \times ρ [s]$
wobei dx die Dicke zum Dividieren der Filmdicke [m] ist, HWasser die Wasserverdampfungsrate [kg/s/m²/Pa] ist, D der Diffusionskoeffizient in dem Film [m²/s] ist, C die Dichte von Wasser ist und 1000 [kg/m³] beträgt und p die spezifische Wärme von Wasser [J/kg/K] ist.
Die Wasserabsorptionsvolumenkonzentration an der äußersten Oberfläche des Beschlagschutzfilms 220, U(x = 0, t + dt), bei der Zeit t + dt ergibt sich aus der folgenden Gleichung: $\begin{array}{l} U (0, t + dt) = HWasser / C / ρ \times (ES - FW) \times dt \times dx + (1 - D / C / ρ \times (dt / {dx}^{2})) \times U (0, t) + D / C / ρ \times \\ (dt / {dx}^{2}) \times U (dx, t) . \end{array}$
Die Wasserabsorptionsvolumenkonzentration in dem Film 220 (Position der Tiefe x von der Oberfläche) U(x, t + dt) bei der Zeit t + dt ergibt sich aus der folgenden Gleichung: $\begin{array}{l} U (x, t + dt) = D / C / ρ \times (dt / {dx}^{2}) \times U (x - dx, t) + (1 - 2 \times D / C / ρ \times (dt / {dx}^{2})) \times U (x, t) + D / C / ρ \times \\ (dt / {dx}^{2}) \times U (x + dx, t) . \end{array}$
Die Wasserabsorptionsvolumenkonzentration in der unteren Schicht (x = d) des Beschlagschutzfilms 220, U(x = d, t + dt), bei der Zeit t + dt ergibt sich aus der folgenden Gleichung: $U (x = d, t + dt) = D / C / ρ \times (dt / {dx}^{2}) \times U (d - dx, t) + (1 - D / C / ρ \times (dt / {dx}^{2})) \times U (dt) .$
Um demgemäß das Auftreten eines Beschlagens in dem Beschlagschutzfilm 220 zu verhindern, kann der Steuervorgang durch die Steuereinheit 250 wie folgt durchgeführt werden.
Bei einem Vergleich der Wassersättigungsabsorptionsmassenkonzentration FW [kg/m³] des Beschlagschutzfilms 220 mit der Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD(x = 0) in der äußersten Schicht des Beschlagschutzfilms 220 tritt dann, wenn FD(x = 0) < FW ist, kein Beschlag auf. Auf der Stufe, wenn FD(x = 0) ≥ FW erreicht wird, scheidet sich Kondenswasser von größer als oder gleich der Wassersättigungsabsorptionsmassenkonzentration FW des Beschlagschutzfilms 220 auf der Oberfläche als Beschlag ab.
Eine erforderliche Zeit Ts von FD(x = 0) ≥ FW bis zum Auftreten des Beschlags auf dem Beschlagschutzfilm 220 (die Zeit, die von der Zeit, wenn die Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD(x = 0) der äußersten Schicht des Beschlagschutzfilms 220 vorhergesagt wird, bis zu der Zeit, wenn das Auftreten des Beschlags vorhergesagt wird, erforderlich ist) wird erhalten. Der Schalter 140 wird eingeschaltet, so dass der Beginn des Trocknungsmodus bewirkt wird, wenn die erforderliche Zeit Ts beispielsweise 30 Sekunden oder weniger erreicht (Ts s 30 [s]) und vorzugsweise 10 Sekunden oder weniger (Ts ≤ 10 [s]) erreicht, und die Steuereinrichtung 250C schaltet den elektrischen Heizdraht 130 ein.
Die erforderliche Zeit Ts von F(x = 0) ≥ FW bis zum Auftreten des Beschlags auf dem Beschlagschutzfilm 220 wird durch Vorhersagen der Wasserabsorptionsmassenkonzentration der äußersten Oberfläche des Beschlagschutzfilms 220 bis zu einer vorgegebenen Zeit (z.B. 10 Minuten) wie folgt berechnet.
Der Zeitschritt dt_i in dem i-ten Berechnungsschritt zum Vorhersagen der Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD(x = 0) von dem Berechnungspunkt zu dem Punkt von 10 Minuten (600 [s]) ist variabel, ist hier jedoch aus Erläuterungsgründen konstant.
Bei jedem Zeitschritt t = 0, 1 × dt, 2 × dt, 3 × dt, 4 × dt, 5 × dt,..., (n -1) × dt, n × dt, (n + 1) × dt,..., 600 [s] wird nacheinander die Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD(x = 0) [kg/m³] der äußersten Schicht des Beschlagschutzfilms 220 berechnet.
Bei der Zeit des (n - 1)-ten Schritts T_n-1 = Σdt_i (li = 1 bis n - 1) ergibt sich die folgende Beziehung zwischen der Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD(0,T_n-1) der äußersten Schicht des Beschlagschutzfilms 220 und der Wassersättigungsabsorptionsmassenkonzentration FW: $FD (0, T_{n - 1}) [kg / m^{3}] < FW [kg / m^{3}] .$
Bei der Zeit des n-ten Schritts T_n = Σdt_i (i = 1 bis n) ergibt sich die folgende Beziehung zwischen der Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD(0,T_n) der äußersten Schicht des Beschlagschutzfilms 220 und der Wassersättigungsabsorptionsmassenkonzentration FW, wobei die Zeit, die von der Zeit, wenn die Wasserabsorptionsmassenkonzentration (x = 0) der äußersten Schicht des Beschlagschutzfilms 220 vorhergesagt wird, zu der Zeit T_n erforderlich ist, als die Zeit Ts festgelegt ist, die für das Auftreten des Beschlags auf dem Beschlagschutzfilm 220 erforderlich ist: $FD (0, T_{n}) [kg / m^{3}] \geq FW [kg / m^{3}] .$
D.h., wenn Ts beispielsweise 30 Sekunden oder weniger (Ts ≤ 30 [s]) erreicht und die erforderliche Zeit Ts vorzugsweise 10 Sekunden oder weniger (Ts ≤ 10 [s]) erreicht, dann schaltet die Steuereinrichtung 250C den elektrischen Heizdraht 130 oder den elektrischen Heizfilm ein.
Dann schaltet bei der Berechnung, wenn der relative Wasserabsorptionskoeffizient FRH(x = 0) der äußersten Oberfläche des Beschlagschutzfilms 220 beispielsweise 80 % oder weniger erreicht (FRH(x = 0) ≤ 80 %), die Steuereinrichtung 250C den elektrischen Heizdraht 130 oder den elektrischen Heizfilm aus.
Hier wurde als Beispiel eine Form beschrieben, in welcher der elektrische Heizdraht 130 oder der elektrische Heizfilm zum Trocknen des Beschlagschutzfilms 220 eingeschaltet wird. Anstelle des Einschaltens des elektrischen Heizdrahts 130 oder des elektrischen Heizfilms oder zusätzlich zu dem Einschalten des elektrischen Heizdrahts 130 oder des elektrischen Heizfilms kann der Entfroster 20 eingeschaltet werden, das Klimagerät kann von dem Innenluftumwälzmodus zu dem Außenlufteinführungsmodus umgeschaltet werden oder der Befeuchter kann gestoppt werden.
Ferner wird die erforderliche Zeit Ts bis zum Auftreten des Beschlags auf dem Beschlagschutzfilm 220 vorzugsweise für jeden vorgegebenen Zeitraum nach dem ersten Beginn der Analyse berechnet. Der vorgegebene Zeitraum kann ein ganzzahliges Vielfaches eines Steuerzyklus sein. D.h., es ist bevorzugt, dass die erforderliche Zeit Ts in einem vorgegebenen Zyklus nach dem ersten Beginn der Analyse berechnet wird.
Die 10 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Flussdiagramms zeigt, das eine Verarbeitung darstellt, die durch die Steuereinrichtung 250C durchgeführt wird. In dem Ablauf, der in der 10 gezeigt ist, sind die Schritte S1 bis S3 mit den Schritten S1 bis S3 der ersten Ausführungsform, die in der 3 gezeigt ist, identisch.
Die Steuereinrichtung 250C beginnt mit der Verarbeitung, wenn der Strom durch die ECU eingeschaltet wird.
Die Steuereinrichtung 250C bestimmt, ob die Glastemperatur die Taupunkttemperatur übersteigt, auf der Basis der Glastemperatur, die durch den Temperatursensor 150A erfasst wird, und der Temperatur und der Feuchtigkeit in dem Inneren, die durch den Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B erfasst werden (Schritt S1).
Wenn die Steuereinrichtung 250C bestimmt, dass die Glastemperatur die Taupunkttemperatur nicht übersteigt (S1: NEIN), wird der elektrische Heizdraht 130, der elektrische Heizfilm oder der Entfroster 20 eingeschaltet (Schritt S2).
Dann bestimmt die Steuereinrichtung 250C, ob die Glastemperatur, die durch den Temperatursensor 150A erfasst wird, die Temperatur Tα übersteigt (Schritt S3). Die Steuereinrichtung 250C führt wiederholt den Bestimmungsvorgang von Schritt S3 durch, bis die Glastemperatur die Temperatur Tα übersteigt. Die Temperatur Tα beträgt z.B. 40 °C.
Wenn die Steuereinrichtung 250C bestimmt, dass die Glastemperatur die Temperatur Tα übersteigt (S3: JA), wird der elektrische Heizdraht 130 oder der elektrische Heizfilm ausgeschaltet oder der Entfroster 20 wird ausgeschaltet (Schritt S19). Um sicherzustellen, dass die Glastemperatur die Temperatur Tα nicht übersteigt, wird der elektrische Heizdraht 130 oder der elektrische Heizfilm ausgeschaltet oder der Entfroster 20 wird ausgeschaltet. Der Vorgang von Schritt S19 ist mit dem Vorgang von Schritt S4 in der ersten Ausführungsform identisch.
Wenn bestimmt wird, dass die Glastemperatur die Temperatur Tα nicht übersteigt (S3: NEIN), führt die Steuereinrichtung 250C wiederholt den Vorgang im Schritt S3 durch, bis die Glastemperatur die Temperatur Tα übersteigt.
Wenn bestimmt wird, dass eine Bedingung vorliegt, bei welcher die Glastemperatur die Taupunkttemperatur übersteigt (S1: JA), beginnt die Steuereinrichtung 250C mit der Berechnung einer Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD(x) bis zu beispielsweise 10 Minuten später, was durch die Glastemperatur und die Temperatur und die Feuchtigkeit in dem Inneren festgelegt wird (Schritt S13). Das Zählen von 10 Minuten wird ab der Zeit durchgeführt, wenn die Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD(x) berechnet wird.
Die Steuereinrichtung 250C bestimmt, ob die Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD(x = 0) der äußersten Schicht des Beschlagschutzfilms 220 bis zu 10 Minuten später mit einem vorgegebenen Wert identisch oder größer als dieser ist (Schritt S14).
Wenn bestimmt wird, dass die Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD(x = 0) bis zu 10 Minuten später nicht mehr als der vorgegebene Wert oder mit diesem identisch ist (S14: NEIN), fährt die Steuereinrichtung 250C nicht zu dem Schritt S15 fort und führt den Vorgang von Schritt S14 wiederholt aus.
Wenn bestimmt wird, dass die Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD(x = 0) bis zu 10 Minuten größer als der vorgegebene Wert oder damit identisch ist (S14: JA), erhält die Steuereinrichtung 250C die erforderliche Zeit Ts (verbleibende Zeit) bis zum Auftreten des Beschlags auf dem Beschlagschutzfilm 220 (Schritt S15). Die erforderliche Zeit Ts kann durch die Steuereinrichtung 250C unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Verfahrens erhalten werden.
Die Steuereinrichtung 250C bestimmt, ob die erforderliche Zeit Ts, die im Schritt S15 erhalten wird, weniger als eine vorgegebene Zeit oder damit identisch ist (Schritt S16).
Wenn die erforderliche Zeit Ts die vorgegebene Zeit übersteigt, schreitet die Steuereinrichtung 250C nicht zu dem Schritt S17 fort und führt den Vorgang im Schritt S16 wiederholt durch.
Wenn bestimmt wird, dass die erforderliche Zeit Ts weniger als die vorgegebene Zeit oder damit identisch ist (S16: JA), schaltet die Steuereinrichtung 250C den elektrischen Heizdraht 130 oder den elektrischen Heizfilm ein oder schaltet den Entfroster 20 ein (Schritt S17).
Die Steuereinrichtung 250C bestimmt, ob die Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD(x = 0) bis zu 10 Minuten später weniger als ein vorgegebener Wert oder mit diesem identisch ist, wobei dies kontinuierlich berechnet wird (Schritt S18). Wenn die Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD(x = 0) bis zu beispielsweise 10 Minuten später den vorgegebenen Wert übersteigt, schreitet die Steuereinrichtung 250C nicht zu dem Schritt S19 fort und führt wiederholt den Vorgang von Schritt S18 aus.
Wenn bestimmt wird, dass die Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD(x = 0) von 10 Minuten später den vorgegebenen Wert oder weniger erreicht (S18: JA), schaltet die Steuereinrichtung 250C den elektrischen Heizdraht 130, den elektrischen Heizfilm oder den Entfroster 20 aus (Schritt S19).
Auf diese Weise ist die Reihe von Vorgängen abgeschlossen. Während der elektrische Strom des Fensterscheibensystems 200 eingeschaltet ist, führt die Steuereinrichtung 250C die Vorgänge der Schritte S1 bis S19 in einem vorgegebenen Steuerzyklus wiederholt durch.
Wie es vorstehend beschrieben ist, wird gemäß der Ausführungsform die Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD(x = 0) der äußersten Schicht des Beschlagschutzfilms 220 von der Zeit, wenn die Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD(x = 0) vorhergesagt wird, bis zu 10 Minuten später auf der Basis der Glastemperatur und der Temperatur und der Feuchtigkeit in dem Inneren berechnet, und die erforderliche Zeit Ts, bis ein Beschlagen in der äußersten Schicht des Beschlagschutzfilms 220 auftritt, wird erhalten.
Wenn die erforderliche Zeit Ts beispielsweise 30 Sekunden oder weniger beträgt (Ts ≤ 30 [s]) und vorzugsweise die erforderliche Zeit Ts 10 Sekunden oder weniger beträgt (Ts ≤ 10 [s]) b, wird mit dem Trocknungsmodus begonnen und der elektrische Heizdraht 130 oder der elektrische Heizfilm wird eingeschaltet oder der Entfroster 20 wird eingeschaltet.
Daher kann das Auftreten eines Beschlagens in dem Beschlagschutzfilm 220 der Fensterscheibe 110 verhindert werden.
In der zweiten Ausführungsform wird in der gleichen Weise wie in der ersten Ausführungsform die Steuerung so durchgeführt, dass bestimmt wird, ob die Temperatur des Glashauptkörpers 111 die Taupunkttemperatur erreicht, und wenn die Temperatur des Glashauptkörpers 111 die Taupunkttemperatur erreicht, wird der elektrische Heizdraht 130 oder der elektrische Heizfilm eingeschaltet, und wenn die Temperatur des Glashauptkörpers 111 die Temperatur Tα übersteigt, wird der elektrische Heizdraht 130 oder der elektrische Heizfilm ausgeschaltet.
Demgemäß kann eine stabile Elementcharakteristik einer OLED-Anzeige 120, die eine OLED als ein Beispiel eines organischen Elements umfasst, erhalten werden und ein Fensterscheibensystem 200 mit einem verbesserten Beschlagschutzvermögen kann bereitgestellt werden.
Vorstehend ist die Form gezeigt, in der die Vorgänge von Schritt S13 bis Schritt S18 durchgeführt werden, wenn im Schritt S1 bestimmt wird, dass die Glastemperatur die Taupunkttemperatur übersteigt (S1: JA), und die Vorgänge der Schritte S2 und S3 durchgeführt werden, wenn im Schritt S1 bestimmt wird, dass die Glastemperatur niedriger als die Taupunkttemperatur oder mit dieser identisch ist (S1: NEIN).
Der gleiche Bestimmungsvorgang wie derjenige von Schritt S3 kann jedoch zwischen dem Schritt S17 und dem Schritt S18 oder wenn bestimmt wird, dass es sich im Schritt S18 um NEIN handelt, durchgeführt werden.
Insbesondere wird in dem erstgenannten Fall nach dem Vorgang im Schritt S17 der gleiche Bestimmungsvorgang wie derjenige im Schritt S3 durchgeführt, und wenn die Glastemperatur die Temperatur Tα übersteigt, schreitet der Ablauf zu dem Schritt S19 fort, und wenn die Glastemperatur niedriger als die Temperatur Tα oder mit dieser identisch ist, schreitet der Ablauf zu dem Schritt S18 fort. In diesem Fall kann, wenn bestimmt wird, dass es sich im Schritt S18 um NEIN handelt, der Ablauf zu dem gleichen Bestimmungsvorgang wie demjenigen von Schritt S3 zurückkehren, der neben dem Schritt S17 eingefügt ist.
Wenn bestimmt wird, dass im Schritt S18 NEIN vorliegt und der gleiche Bestimmungsvorgang wie derjenige im Schritt S3 durchgeführt wird, wenn die Glastemperatur die Temperatur Tα übersteigt, schreitet der Ablauf zu dem Schritt S19 fort, und wenn die Glastemperatur niedriger als die Temperatur Tα oder mit dieser identisch ist, kann der Ablauf zu dem Schritt S18 zurückkehren, so dass der Vorgang im Schritt S18 wiederholt wird.
Die Fensterscheibe 110 kann auch eine Informationserfassungsvorrichtung 270 zum Erfassen von Informationen außerhalb des mobilen Körpers umfassen, wie es in den 11 bis 13 gezeigt ist. Die 11 bis 13 zeigen die Struktur eines Halters 280 und eines Gehäuses 290, mit denen die Informationserfassungsvorrichtung 270 an dem Glashauptkörper 111 montiert ist. Die 11 ist eine Querschnittsansicht in der Richtung eines Pfeils A-A in der 12 und die 12 ist eine Vorderansicht. Dabei ist eine Beschreibung angegeben, bei der die vertikale Richtung in dem Zustand verwendet wird, bei dem die Informationserfassungsvorrichtung 270, der Halter 280 und das Gehäuse 290 an dem Glashauptkörper 111 montiert sind, wie es in der 11 gezeigt ist. Die Richtung nach links in der 11 ist die Vorderseite des Fahrzeugs und die Richtung nach rechts ist die Rückseite des Fahrzeugs. Ferner ist die Richtung, die durch die Zeichnung verläuft, die Querrichtung (seitliche Richtung), die Richtung, welche durch die Zeichnung von der vorderen Oberflächenseite zu der hinteren Oberflächenseite verläuft, ist die Richtung nach rechts, und die Richtung, welche durch die Zeichnung von der hinteren Oberflächenseite zu der vorderen Oberflächenseite verläuft, ist die Richtung nach links. Die linke Seite und die rechte Seite sind eine linke Seite und eine rechte Seite in Bezug auf die Fahrrichtung des Fahrzeugs 10 (vgl. die 1). In der nachstehenden Beschreibung werden die Längsrichtung und die Querrichtung (seitliche Richtung) verwendet. Die 11 und 13 zeigen die Längsrichtung und die Querrichtung und die 12 zeigt die Querrichtung.
In der 11 ist der Glashauptkörper 111 ein laminiertes Glas, in dem die Zwischenfolie 111C zwischen den Glasplatten 111B und 111D eingeschlossen bzw. angeordnet ist. Eine Keramikschicht 112, ein Beschlagschutzfilm 220, ein Temperatursensor 150A, ein Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B und ein Windgeschwindigkeitssensor 250D sind an der Innenoberfläche der Glasplatte 111B angebracht.
Die Keramikschicht 112 ist bei einer Betrachtung von der Vorderseite des Glashauptkörpers 111 zu einem Abschnitt, an dem der Halter 280 angebracht ist, in einer rechteckig umlaufenden Form ausgebildet.
Der Beschlagschutzfilm 220 ist auf der Innenoberfläche der Glasplatte 111B des Glashauptkörpers 111 in dem Bereich ausgebildet, der durch die Keramikschicht 112 umgeben ist, ausgenommen die obere Endseite. Der Beschlagschutzfilm 220 ist in der Vorderfläche der Informationserfassungseinheit 271 der Informationserfassungsvorrichtung 270 angeordnet und ist zum Verhindern des Auftretens eines Beschlagens auf dem Glashauptkörper 111 in der Vorderfläche der Informationserfassungseinheit 271 bereitgestellt.
Der Temperatursensor 150A, der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B und der Windgeschwindigkeitssensor 250D sind in einem Bereich bereitgestellt, der durch die Keramikschicht 112 auf der Innenoberfläche der Glasplatte 111B des Glashauptkörpers 111 umgeben ist, so dass der Beschlagschutzfilm 220 umgangen wird. Als ein Beispiel sind der Temperatursensor 150A, der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B und der Windgeschwindigkeitssensor 250D oberhalb des Beschlagschutzfilms 220 bereitgestellt. Beispielsweise kann ein Hitzdrahtanemometer oder ein Ultraschallanemometer als der Windgeschwindigkeitssensor verwendet werden.
Die Informationserfassungsvorrichtung 270 umfasst eine Bildgebungsvorrichtung, wie z.B. eine Kamera, und eine Lichtempfangsvorrichtung, die ein Signal, wie z.B. ein Radar oder ein Lichtsignal, empfängt. Die Informationserfassungsvorrichtung 270 ist mittels des Halters 280 und des Gehäuses 290 an der Fensterscheibe 110 angebracht. Der Halter 280 und das Gehäuse 290 sind Beispiele für Montageelemente. Die Informationserfassungsvorrichtung 270 umfasst die Informationserfassungseinheit 271. Die Informationserfassungseinheit 271 erfasst ein Bild, ein Signal, wie z.B. ein Radar oder ein Lichtsignal, und erhält dadurch Informationen von der Vorderseite des Fahrzeugs 10. In dem Glashauptkörper 111 ist der vordere Bereich der Informationserfassungseinheit 271 ein Beispiel für den Informationserfassungsbereich. Der Beschlagschutzfilm 220 wird mindestens in dem Informationserfassungsbereich der Fensterscheibe 110 bereitgestellt.
Der Halter 280 ist ein rechteckig umlaufendes Rahmenelement mit einer Aussparung 281 auf der oberen Vorderseite. Die Dicke eines Abschnitts der Aussparung 281 ist in Bezug auf die Dicke des Halters 280 geringer. Die Dicke des Halters 280 ist in Bereichen, die von der Aussparung 281 verschieden sind, etwa konstant. Der Halter 280 ist beispielsweise aus einem Harz hergestellt.
Das Gehäuse 290 weist einen rechteckigen, plattenartigen unteren Abschnitt 291, eine dreieckige, plattenartige Seitenwand 292 und eine rechteckige, plattenartige hintere Wand 293 auf, wie es in der 13 gezeigt ist. Die Seitenwand 292 erstreckt sich von einer Seite des unteren Abschnitts 291 aufwärts und die hintere Wand 293 erstreckt sich von einem hinteren Teil des unteren Abschnitts 291 aufwärts. Der Raum, der durch den unteren Abschnitt 291, die Seitenwand 292 und die hintere Wand 293 umgeben ist, ist ein Aufnahmeabschnitt 294, und die Informationserfassungsvorrichtung 270, die an der vorderen Oberfläche der hinteren Wand 293 angebracht ist, befindet sich innerhalb des Aufnahmeabschnitts 294. Das Gehäuse 290 ist beispielsweise aus einem Harz hergestellt.
In einem solchen Gehäuse 290 haften ein vorderes Ende des unteren Abschnitts 291, ein oberes Ende der Seitenwand 292 und ein oberes Ende der hinteren Wand 293 an einer unteren Oberfläche des Halters 280, und der Halter 280 ist mittels der Haftmittelschicht 285 an der Keramikschicht 112 auf der Innenoberfläche der Glasplatte 111B des Glashauptkörpers 111 angebracht. Die Haftmittelschicht 285 ist entlang der rechteckig umlaufenden Form des Halters geschnitten 280 und ist in der Aussparung 281 des Halters 280 nicht bereitgestellt.
Wenn der Halter 280, an dem das Gehäuse 290 haftet, an der Innenoberfläche der Glasplatte 111B mittels der Haftmittelschicht 285 montiert ist, liegt eine Lücke zwischen der Aussparung 281 des Halters 280 und der Innenoberfläche der Glasplatte 111B vor. Es liegt auch eine Lücke zwischen einem Abschnitt des Halters 280, der von der Aussparung 281 verschieden ist, und der Innenoberfläche der Glasplatte 111B in dem Bereich vor, in dem sie nicht mit der Haftmittelschicht 285 verbunden sind.
Luft im Inneren strömt durch die vorstehend beschriebene Lücke in den Aufnahmeabschnitt 294 des Gehäuses 290. Insbesondere ist die Lücke in dem Abschnitt der Aussparung 281 groß und ist nach vorne und abwärts gerichtet, so dass dann, wenn der Entfroster 20 eingeschaltet wird, entfeuchtete Luft von dem Entfroster 20 in den Aufnahmeabschnitt 294 strömt.
Daher kann der Windgeschwindigkeitssensor 250D eine Geschwindigkeit des Windes durch den Entfroster 20 erfassen oder eine Geschwindigkeit des Windes durch das Klimagerät erfassen.
Der Temperatursensor 150A kann die Temperatur in der Nähe des Glashauptkörpers 111 erfassen und der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B kann die Temperatur und die Feuchtigkeit in der Nähe des Glashauptkörpers 111 erfassen.
Da ferner die entfeuchtete Luft von dem Entfroster 20 von der Aussparung 281 in den Aufnahmeabschnitt 294 strömt, auf den Beschlagschutzfilm 220 trifft und durch die Lücke, die von der Aussparung 281 verschieden ist, ausströmt, wird die Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD(x = 0) der äußersten Schicht des Beschlagschutzfilms 220 effizient vermindert, wodurch die Betriebszeit des Entfrosters 20 verkürzt wird.
Der Temperatursensor 150A und der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B sind vorzugsweise in der Nähe der Lücke in dem Abschnitt bereitgestellt, bei dem die Haftmittelschicht 285 geschnitten ist. Der Temperatursensor 150A und der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B sind in der Nähe der Lücke in dem Abschnitt bereitgestellt, bei dem die Haftmittelschicht 285 geschnitten ist, so dass die Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD(x = 0) der äußersten Schicht des Beschlagschutzfilms 220 genau berechnet werden kann. Die Position, bei welcher der Temperatursensor 150A und der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B bereitgestellt sind, liegt in einer Draufsicht von der Lücke vorzugsweise innerhalb eines Radius von 50 mm, mehr bevorzugt innerhalb von 40 mm und besonderes bevorzugt innerhalb von 30 mm.
Ferner kann unter Verwendung des Windgeschwindigkeitssensors 250D die Gleichung zum Bestimmen der Wärmeübertragungsrate H unter Berücksichtigung der Windgeschwindigkeit V [m/s] im Inneren durch die folgende Gleichung zur Bestimmung der Wärmeübertragungsrate H ersetzt werden, und die Zeit Ts, die für das Auftreten eines Beschlags auf dem Beschlagschutzfilm 220 erforderlich ist, kann berechnet werden: $H = 5,8 + 4,2 V [W / m^{2} / K] .$
Der Windgeschwindigkeitssensor 250D ist vorzugsweise in einem Bereich bereitgestellt, bei dem entfeuchtete Luft von dem Entfroster 20 oder Luft mit durch das Klimagerät eingestellter Temperatur vorbeiströmt. Folglich ist als Beispiel der Windgeschwindigkeitssensor 250D auf der Seite bereitgestellt, die sich näher an der Aussparung 281 in dem Halter 280 befindet als sich der Temperatursensor 150A und der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 150B an der Aussparung 281 befinden. Der Windgeschwindigkeitssensor 250D ist auch in der Nähe der Lücke in dem Abschnitt bereitgestellt, bei dem die Haftmittelschicht 285 geschnitten ist.
Die Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD(x = 0) der äußersten Schicht des Beschlagschutzfilms 220 kann ferner dadurch genau berechnet werden, dass der Windgeschwindigkeitssensor in der Nähe der Lücke bereitgestellt wird. Die Position, bei welcher der Windgeschwindigkeitssensor bereitgestellt ist, liegt in einer Draufsicht vorzugsweise innerhalb eines Radius von 100 mm von der Lücke in dem Abschnitt, bei dem die Haftmittelschicht 285 geschnitten ist, mehr bevorzugt innerhalb von 80 mm und besonders bevorzugt innerhalb von 50 mm.
Ein Halter 280M, der in der 14 gezeigt ist, kann anstelle des Halters 280 verwendet werden, der in den 11 bis 13 gezeigt ist. Die 14 ist ein Diagramm, das den Halter 280M gemäß einer Variation der zweiten Ausführungsform zeigt.
Der Halter 280M weist eine Öffnung 281M auf. Mit einem solchen Halter 280M strömt die Luft, die durch den Entfroster 20 getrocknet worden ist, in den Raum, der durch den Halter 280M und das Gehäuse 290 umgeben ist, so dass die Wasserabsorptionsmassenkonzentration FD(x = 0) der äußersten Schicht des Beschlagschutzfilms 220 effizient vermindert werden kann und die Betriebszeit des Entfrosters 20 vermindert werden kann, wie dies bei dem Halter 280 der Fall ist, der in den 11 bis 13 gezeigt ist. Ferner kann unter Verwendung des Windgeschwindigkeitssensors 250D die Gleichung zum Bestimmen der Wärmeübertragungsrate H durch die folgende Gleichung zum Bestimmen der Wärmeübertragungsrate H unter Berücksichtigung der Windgeschwindigkeit V [m/s] im Inneren ersetzt werden, und die Zeit Ts, die für das Auftreten eines Beschlags auf dem Beschlagschutzfilm 220 erforderlich ist, kann berechnet werden.
Vorstehend wurden das Fensterscheibensystem und die Fensterscheibenvorrichtung gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die spezifisch offenbarten Ausführungsformen beschränkt, und verschiedene Modifizierungen und Änderungen können durchgeführt werden, ohne von dem Umfang der Ansprüche abzuweichen.
Die vorliegende internationale Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2019-224052 , die am 11. Dezember 2019 eingereicht worden ist, und der gesamte Inhalt der japanischen Patentanmeldung Nr. 2019-224052 ist hiermit unter Bezugnahme einbezogen.
Bezugszeichenliste

100, 200: Fensterscheibensystem
110: Fensterscheibe
111: Glashauptkörper
111A: Zentraler Abschnitt
112: Keramikschicht
120: OLED-Anzeige
130: Elektrischer Heizdraht
140: Schalter
150,250: Steuereinheit
150A: Temperatursensor
150B: Temperatur- und Feuchtigkeitssensor
150C,250C: Steuereinrichtung
160H: Stromversorgung
160L: Stromversorgung
220: Beschlagschutzfilm
250D: Windgeschwindigkeitssensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2019509957 T [0004]
JP 2019224052 [0182]

Claims

Fensterscheibensystem, umfassend: eine Fensterscheibe, die an einem mobilen Körper montiert werden soll; eine Vorrichtung, die auf der Fensterscheibe angeordnet ist und ein organisches Element umfasst, das aus einem organischen Material hergestellt ist; einen Temperatursensor, der zum Erfassen einer Glastemperatur der Fensterscheibe ausgebildet ist; einen Temperatur- und Feuchtigkeitssensor, der zum Erfassen einer Temperatur und einer Feuchtigkeit in einem Inneren des mobilen Körpers ausgebildet ist; und eine Steuereinrichtung, die einen Schaltkreis umfasst, der auf der Basis der Glastemperatur, die durch den Temperatursensor erfasst wird, und der Temperatur und der Feuchtigkeit in dem Inneren, die durch den Temperatur- und Feuchtigkeitssensor erfasst werden, bestimmt, ob die Glastemperatur eine Taupunkttemperatur übersteigt, wenn bestimmt wird, dass die Glastemperatur niedriger als die Taupunkttemperatur oder mit dieser identisch ist, einen elektrischen Heizdraht oder einen elektrischen Heizfilm, der an der Fensterscheibe angebracht ist, oder einen Entfroster einschaltet, und wenn die Glastemperatur, die durch den Temperatursensor erfasst wird, eine vorgegebene Temperatur übersteigt, den elektrischen Heizdraht oder den elektrischen Heizfilm ausschaltet oder den Entfroster ausschaltet.
Fensterscheibensystem nach Anspruch 1, wobei die vorgegebene Temperatur 40 °C beträgt.
Fensterscheibensystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Spannung, die an den elektrischen Heizdraht angelegt wird, 10 V oder weniger beträgt.
Fensterscheibensystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Leistungsdichte des elektrischen Heizdrahts oder des elektrischen Heizfilms 400 W/m² oder weniger beträgt.
Fensterscheibensystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei, wenn die Vorrichtung eine OLED (organische Leuchtdiode) umfasst oder die Vorrichtung eine optische Vorrichtung einer „Head-up“-Anzeige ist, eine Spannung, die an den elektrischen Heizdraht oder den elektrischen Heizfilm angelegt wird, 7 V oder weniger beträgt und eine Leistungsdichte des elektrischen Heizdrahts oder des elektrischen Heizfilms 400 W/m² oder weniger beträgt.
Fensterscheibensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei, wenn der elektrische Heizdraht oder der elektrische Heizfilm eingeschaltet ist, ein Strom, der durch den elektrischen Heizdraht oder den elektrischen Heizfilm fließt, periodisch variiert.
Fensterscheibensystem nach Anspruch 6, wobei der Strom, der durch den elektrischen Heizdraht oder den elektrischen Heizfilm fließt, periodisch ausgeschaltet wird.
Fensterscheibensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner umfassend: einen Beschlagschutzfilm, der auf einer Oberfläche der Fensterscheibe bereitgestellt ist, wobei die Steuereinrichtung einen Schaltkreis umfasst, der, wenn bestimmt wird, dass die Glastemperatur höher als die Taupunkttemperatur ist, eine erforderliche Zeit Ts, bis ein Beschlagen auf dem Beschlagschutzfilm auftritt, auf der Basis der Glastemperatur, die durch den Temperatursensor erfasst wird, und der Temperatur und der Feuchtigkeit in dem Inneren, die durch den Temperatur- und Feuchtigkeitssensor erfasst werden, abschätzt, auf der Basis der abgeschätzten erforderlichen Zeit Ts den elektrischen Heizdraht oder den elektrischen Heizfilm, der an der Fensterscheibe angebracht ist, einschaltet, oder den Entfroster einschaltet, und wenn die Glastemperatur, die durch den Temperatursensor erfasst wird, die vorgegebene Temperatur übersteigt, den elektrischen Heizdraht oder den elektrischen Heizfilm ausschaltet oder den Entfroster ausschaltet.
Fensterscheibensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner umfassend: eine Informationserfassungsvorrichtung, die zum Erfassen von Informationen außerhalb des mobilen Körpers ausgebildet ist; und ein Montageelement, das zum Befestigen der Informationserfassungsvorrichtung an der Fensterscheibe ausgebildet ist, wobei eine Lücke zwischen der Fensterscheibe und dem Montageelement vorliegt oder das Montageelement einen Öffnungsabschnitt aufweist.
Fensterscheibenvorrichtung, umfassend: eine Fensterscheibe, die an einem mobilen Körper montiert werden soll; einen elektrischen Heizdraht oder einen elektrischen Heizfilm, der an einer Innenoberfläche der Fensterscheibe angebracht ist; eine Vorrichtung, die auf der Fensterscheibe angeordnet ist und ein organisches Element umfasst, das aus einem organischen Material hergestellt ist; einen Temperatursensor, der zum Erfassen einer Temperatur der Innenoberfläche der Fensterscheibe ausgebildet ist; und einen Temperatur- und Feuchtigkeitssensor, der zum Erfassen einer Temperatur und einer Feuchtigkeit in einem Inneren des mobilen Körpers ausgebildet ist, wobei in einer Draufsicht ein Bereich, in dem der elektrische Heizdraht oder der elektrische Heizfilm bereitgestellt ist, mit einem Anzeigebereich der Vorrichtung überlappt.
Fensterscheibenvorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Temperatursensor in einer Draufsicht außerhalb des Anzeigebereichs der Vorrichtung innerhalb eines Heizbereichs angeordnet ist, der durch den elektrischen Heizdraht oder den elektrischen Heizfilm erwärmt wird.