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Die
vorliegende Erfindung betrifft Bruchdetektoren, Verglasungen und
insbesondere Fahrzeugverglasungen, die an solche Bruchdetektoren
gekoppelt sind, sowie Verfahren zum Erkennen von Brüchen.
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Die
Ausstattung einer Verglasung, zum Beispiel einer Windschutzscheibe
eines Fahrzeugs, mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung, an die
zum Aufheizen ein elektrischer Strom angelegt werden kann, ist bekannt.
Der Vorteil besteht darin, dass durch eine solche Heizung eine Kondensation,
Reifbildung oder Vereisung an der Verglasung entweder unterbunden
oder entfernt werden kann. Entsprechende Verglasungen können in
Transportfahrzeugen, Lastkraftwagen, Kleintransportern, in der Eisenbahn-
und Flugzeugindustrie, aber auch in Gegenständen, wie beispielsweise Kühlgehäusen vorgefunden
werden.
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Wenn
sich eine Beschädigung
in Form eines Bruchs oder dergleichen entwickelt, gibt es bei der Verwendung
solcher Verglasungen jedoch ein Problem dahingehend, dass sich um
die Bruchstelle herum eine übermäßige Aufheizung
aufgrund einer höheren
elektrischen Stromdichte entwickeln kann. Dieser Temperaturanstieg
kann zum Schmelzen und möglicherweise
Verbrennen benachbarter Kunststoffschichten mit der Gefahr einer
Aufblätterung
der Verglasung führen,
und es gibt Befürchtungen,
dass sich eine Person beim Berühren
einer heißen
Stelle verletzen könnte.
Daher ist es wünschenswert
solche Brüche
zu erkennen, bevor diese Probleme auftreten können.
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Die
Druckschrift
DE 101
25 639 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben einer Heizungseinrichtung
für Fahrzeugscheiben
sowie eine Scheibenheizungsansteuerung. Bei dem Verfahren kann die
Einrich tung in einen Lernmodus versetzt werden, bei dem der tatsächliche
Widerstandswert der zu heizenden Fensterscheibe bestimmt und in
einem Speichermodul der Einrichtung gespeichert wird. Um Festzustellen,
ob ein Bruch vorliegt, kann der gemessene Widerstandswert im bestimmungsgemäßen Betriebsmodus
mit dem gespeicherten Widerstandswert verglichen werden.
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Die
Druckschrift
US 5 981 907 offenbart
eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung des Stromflusses
durch ein Widerstandsheizelement (zum Beispiel auf einer Fahrzeugscheibe)
und zum Erkennen einen Bruchs des Heizelements unter Verwendung
eines Computers, wobei der Strom das Heizelement auch dann kontinuierlich
durchströmt, wenn
die Zündung
des Fahrzeugs abgeschaltet ist.
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Die
Druckschrift
US 4 565 919 offenbart
ein Brucherkennungssystem für
eine elektrisch leitfähige Windschutzscheibe.
Die Windschutzscheibe umfasst eine elektrisch leifähige Schicht,
an die zum Heizen ein Strom angelegt werden kann. Das System überwacht
den Widerstand des leitfähigen
Elements und unterbricht die daran angeschlossene Stromversorgung,
sobald der Widerstand des leitfähigen
Elements einen vorgegebenen festen Schwellwert überschreitet, der für einen
Bruch des Elements kennzeichnend ist.
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Mittlerweile
ist jedoch bekannt, dass sich der Widerstand solcher in Fahrzeugfrontscheiben
verwendeten leitfähigen
Elemente mit der Zeit ändern kann.
Diese Änderung
kann in einer Erhöhung
oder einer Verringerung des Widerstands bestehen oder darin, dass
eines nach dem anderen auftritt. Offensichtlich erfolgt dies weder
unidirektional noch gegenwärtig
vorhersagbar. Außerdem
sind aufgrund von Toleranzen bei der Herstellung von Windschutzscheiben
für Fahrzeuge
keine zwei Windschutzscheiben identisch. Dies bedeutet, dass der Widerstand
eines leitfähigen
Elements oftmals von Windschutzscheibe zu Windschutzscheibe schwankt.
Folglich wird ein feststehender Schwellwiderstandswert nicht als
das beste Maß dafür angesehen,
ob ein Bruch in einer Windschutzscheibe eine lokale Aufheizung (hotspot)
verursacht.
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Eine
Aufgabe einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Angabe eines verbesserten
Bruchdetektors, einer verbesserten Verglasung, die an solche Bruchdetektoren
gekoppelt ist, und einem Verfahren zur Brucherkennung bei Verglasungen,
die eine heizbare Schicht umfassen.
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Entsprechend
einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Bruchdetektor
für eine,
eine heizbare Schicht aufweisende Verglasungen angegeben, wobei
der Detektor eine Widerstandsmesseinrichtung, die zur Messung eines
Widerstands der heizbaren Schicht der Verglasung und zur Ausgabe
eines Widerstandswerts ausgebildet ist, eine Schwellwertbestimmungseinrichtung,
die zur Bestimmung eines Schwellwiderstands ausgebildet ist, der
einen, für
einen Bruch der heizbaren Schicht kennzeichnenden Widerstand angibt,
und eine Vergleichseinrichtung umfasst, die zum Vergleichen des Schwellwiderstands
mit dem gemessenen Widerstandswert ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass
der Widerstand der heizbaren Schicht zur wiederholten Messung ausgebildet
ist und der Schwellwiderstand zur wiederholten Bestimmung ausgebildet
ist, wobei der Schwellwiderstand auf der Grundlage einer Vielzahl
von vorherigen Widerstandswerten bestimmt wird, um dadurch das Vorhandensein eines
Bruchs festzustellen. Ein derartiger Bruchdetektor kalibriert sich
praktisch von selbst. Dies ist von Vorteil, da er auch dann bei
mehreren verschiedenen Verglasungen verwendet werden kann, wenn
es bei den Widerstanden der heizbaren Schichten von diesen im Ergebnis
von Fertigungstoleranzen zu Abweichungen kommt.
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Das
Vorhandensein eines Bruchs wird zweckmäßig darüber festgestellt, dass der
aktuell gemessene Widerstandswert größer als der Schwellwiderstand
ist.
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Der
Detektor weist zweckmäßig eine
Datenregistriereinrichtung zum Speichern einer Vielzahl von Widerstandswerten
auf, die von der Widerstandsmesseinrichtung ausgegeben werden.
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Zweckmäßig weist
der Bruchdetektor einen Zeitgeber auf, der zur Aktivierung der Widerstandsmesseinrichtung
in zeitlichen Abständen
ausgebildet ist. Zweckmäßig stellen
die zeitlichen Abstände gleichmäßige Intervalle
dar. Somit können
periodische Überprüfungen der
heizbaren Schicht vorgenommen werden.
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Der
Bruchdetektor ist zweckmäßig so ausgebildet,
dass bei dessen erster Aktivierung von der Widerstandsmesseinrichtung
nach einer vorgegebenen Verzögerungszeit
eine Widerstandsmessung vorgenommen wird. Dadurch kann sich der
Widerstand der heizbaren Schicht stabilisieren.
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Der
Schwellwiderstand wird zweckmäßig auf der
Grundlage von Widerstandswerten einer vorgegebenen Anzahl von zuvor
gemessenen Widerstandswerten bestimmt. Zweckmäßigerweise werden die vorherigen
Widerstandswerte von einer Anzahl unmittelbar vorausgegangener Widerstandswerte
gebildet. Auf diese Weise wird sich der Schwellwiderstand mit der
Zeit ändern
und es werden keine älteren
Daten verwendet. Zweckmäßig wird,
falls festgestellt wird, dass ein Widerstandswert den Schwellwiderstandswert überschreitet,
der ü berschreitende Widerstandswert
von den Widerstandswerten ausgeschlossen, die zur Bestimmung des
Schwellwiderstand heran gezogen werden. Der Schwellwiderstand wird
zweckmäßig als
Durchschnittswert einer Anzahl von Widerstandswerten bestimmt. Der
Durchschnittswert wird zweckmäßigerweise
aus zumindest zehn Widerstandswerten gebildet.
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Falls
die vorgegebene Anzahl von Widerstandswerten nicht vorhanden ist,
wird zweckmäßig festgestellt,
ob der gemessene Widerstand äußerst unwahrscheinlich
ist, so dass in diesem Fall festgestellt wird, dass ein Bruch vorhanden
ist.
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Zweckmäßig liegt
der Schwellwiderstand zumindest 0,001% oberhalb des durchschnittlichen
Widerstandswerts. Zweckmäßig liegt
der Schwellwiderstand zumindest 0,01% oberhalb des durchschnittlichen
Widerstandswerts. Zweckmäßig liegt
der Schwellwiderstand zumindest 0,1% oberhalb des durchschnittlichen
Widerstandswerts.
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Der
Bruchdetektor ist zweckmäßig dazu
ausgebildet, dass der gemessene Widerstandswert vor einem Vergleich
mit dem Schwellwiderstand bezüglich
der Temperatur normalisiert wird. Der Widerstand der heizbaren Schicht
kann einen Temperaturkoeffizienten α aufweisen. Dieser kann zur
Temperaturkompensierung und -normalisierung des gemessenen Widerstandswerts
entsprechend der Gleichung (1) verwendet werden: R0 = RT/(ɑT
+ 1) (1)
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Worin
T die Temperatur (in °C)
bedeutet, bei der der Widerstand bestimmt wurde, RT den
bei der Temperatur T gemessenen Widerstand angibt, ɑ den Temperaturkoeffizient
des Widerstands darstellt und R0 den entsprechenden
Widerstand bei einer Temperatur von 0°C angibt.
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Der
Bruchdetektor weist zweckmäßig einen Temperatursensor
auf, der zur Messung der Umgebungstemperatur außerhalb eines Fahrzeugs ausgebildet
ist, in dem der Bruchdetektor aufgenommen ist.
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Die
Verglasung wird zweckmäßig von
einem Verbundstoff gebildet, der zwei Schichten eines Verglasungsmaterials
aufweist, zwischen denen sich eine Schicht aus einem Folieneinlagenmaterial
erstreckt, wobei der Temperatursensor innerhalb des Verbundstoffs
angeordnet ist.
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Für den Fall,
dass ein Bruch erkannt wird, ist eine Fahrerinformations- und -kommunikationseinrichtung
eines den Bruchdetektor aufnehmenden Fahrzeugs zur Ausführung von
zumindest einer der folgenden Vorgänge ausgebildet:
- a) Feststellen der aktuellen Position des Fahrzeugs;
- b) Angeben des Standorts eines geeigneten Glasers;
- c) Erstellen der Anfahrtsbeschreibung zu einem geeigneten Glaser;
- d) Anfordern eines Reparaturdienstes an den Fahrzeugstandort
oder an einen anderen geeigneten Standort;
- e) Einschalten der Warnleuchte;
- f) Angeben der Telefonnummer eines in der Nähe des Fahrzeugs befindlichen
Glasers; und/oder
- g) Abschalten der Stromversorgung der Verglasung.
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Nach
einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine
Fahrzeugverglasung angegeben, die an einen Bruchdetektor nach dem ersten
Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung gekoppelt ist.
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Nach
einem dritten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein
Verfahren zum Erkennen von Brüchen
in einer, eine heizbare Schicht aufweisenden, Verglasung angegeben,
wobei das Verfahren Schritte umfasst zum Messen eines Widerstands der
heizbaren Schicht der Verglasung und zum Ausgeben einer Widerstandswerts,
zum Bestimmen eines Schwellwiderstands, der einen Widerstand der heizbaren
Schicht angibt, der kennzeichnend für einen Bruch ist, und zum
Vergleichen des Schwellwiderstands mit dem gemessenen Widerstandswert, dadurch
gekennzeichnet, dass der Widerstand der heizbaren Schicht wiederholt
gemessen und der Schwellwiderstand wiederholt bestimmt wird, wobei der
Schwellwiderstand auf der Grundlage einer Vielzahl von vorherigen
Widerstandswerten bestimmt wird, um dadurch das Vorhandensein eines
Bruchs festzustellen.
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Zweckmäßig wird
das Vorhandensein eines Bruchs festgestellt, sobald der aktuell
gemessene Widerstandswert größer als
der Schwellwiderstand ist.
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Das
Verfahren weist zweckmäßigerweise
einen Schritt zum Speichern einer Vielzahl von Widerstandswerten
auf, die von der Widerstandsmesseinrichtung ausgegeben werden.
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Die
Widerstandsmesseinrichtung wird zweckmäßig in zeitlichen Abständen aktiviert.
Die zeitlichen Abstände
stellen zweckmäßig gleichmäßige Intervalle
dar. Somit können
periodische Überprüfungen der
heizbaren Schicht vorgenommen werden.
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Nach
dem ersten Einschalten wird von der Widerstandsmesseinrichtung zweckmäßig nach
einer vorgegebenen Verzögerungszeit
eine Widerstandsmessung vorgenommen. Dadurch kann sich der Widerstand
der heizbaren Schicht stabilisieren.
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Der
Schwellwiderstand wird zweckmäßig auf der
Grundlage von Widerstandswerten einer vorgegebenen Anzahl zuvor
gemessener Widerstandswerte bestimmt. Zweckmäßigerweise werden die vorherigen
Widerstandswerte von einer Anzahl unmittelbar vorausgegangener Widerstandswerte
gebildet. Auf diese Weise wird sich der Schwellwiderstand mit der Zeit
andern und es werden keine älteren
Daten verwendet. Zweckmäßig wird,
falls festgestellt wird, dass ein Widerstandswert den Schwellwiderstandswert überschreitet,
der überschreitende
Widerstandswert von den Widerstandswerten ausgeschlossen, die zur
Bestimmung des Schwellwiderstands heran gezogen werden. Zweckmäßig wird
der Schwellwiderstand als Durchschnittswert einer Anzahl von Widerstandswerten
bestimmt. Der Durchschnittswert wird zweckmäßigerweise aus zumindest zehn
Widerstandswerten bestimmt.
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Zweckmäßig liegt
der Schwellwiderstand zumindest 0,001% oberhalb des durchschnittlichen
Widerstandswerts. Zweckmäßig liegt
der Schwellwiderstand zumindest 0,01% oberhalb des durchschnittlichen
Widerstandswerts. Zweckmäßig liegt
der Schwellwiderstand zumindest 0,1% oberhalb des durchschnittlichen
Widerstandswerts.
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Falls
die vorgegebene Anzahl von Widerstandswerten nicht vorhanden ist,
wird zweckmäßig festgestellt,
ob der gemessene Widerstand äußerst unwahrscheinlich
ist, so dass in diesem Fall festgestellt wird, dass ein Bruch vorhanden
ist.
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Der
gemessene Widerstandswert wird vor einem Vergleich mit dem Schwellwiderstand
zweckmäßig, wie
zuvor beschrieben wurde, auf die Temperatur normalisiert.
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Bei
Erkennen eines Bruchs führt
eine Fahrerinformations- und -kommunikationseinrichtung eines den
Bruchdetektor aufnehmenden Fahrzeugs zweckmäßig zumindest einen der folgenden
Vorgänge
aus:
- a) Feststellen der aktuellen Position
des Fahrzeugs;
- b) Angeben des Standorts eines geeigneten Glasers;
- c) Erstellen der Anfahrtsbeschreibung zu einem geeigneten Glaser;
- d) Anfordern eines Reparaturdienstes an den Fahrzeugstandort
oder an einen anderen geeigneten Standort;
- e) Einschalten der Warnleuchte;
- f) Angeben der Telefonnummer eines in der Nähe des Fahrzeugs befindlichen
Glasers; und/oder
- g) Abschalten der Stromversorgung der Verglasung.
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Im
Folgenden wird die vorliegende Erfindung beispielhaft und unter
Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, von denen
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1 eine
Draufsicht einer Verglasung für eine
Fahrzeugwindschutzscheibe darstellt,
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2 einen
gekürzten
Querschnitt der Verglasung von 1 entlang
der Linie II-II darstellt, wobei einige Schichten zur einfacheren
Bezugnahme in größerem Maßstab dargestellt
sind,
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3 eine
schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Bruchdetektors zeigt, und
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4 ein
funktionales Flussdiagramm für ein
Verfahrens zum Betrieb eines Bruchdetektors nach 3 und
für ein
Verfahren zur Brucherkennung gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt.
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In
den beiliegenden 1 und 2 ist eine Verbundverglasung 2 gezeigt,
die eine Fahrzeugfrontscheibe darstellen kann, und die eine äußere Schicht
aus einem Verglasungsmaterial 4, eine innere Schicht aus
einem Verglasungsmaterial 6, eine heizbare leitfähige Schicht
oder Beschichtung 8 und eine Schicht aus einem Kunststoffmaterial 10,
wie beispielsweise Polyvinylbutyral oder zwischen zwei Polyvinylbutyralschichten
eingefasstes Polyethylenterephthalat, aufweist. Die heizbare leitfähige Schicht oder
Beschichtung 8 kann an einer inneren Oberfläche von
einer der aus einem Verglasungsmaterial gebildeten Schichten 4 oder 6 (d.
h. an einer in den Verbund gerichteten Oberfläche) vorgesehen sein, oder an
einer Oberfläche
der aus einem Kunststoffmaterial gebildeten Schicht 10.
Das Verglasungsmaterial kann aus Glas oder einem Kunststoffmaterial
wie beispielsweise einem Polycarbonat bestehen. Die Polyvinylbutyralschicht
fungiert als Folieneinlage, die die Schichten aus Verglasungsmaterial
aneinander klebt und bei Glasschichten das Risiko eines gefährlichen Splitterns
der Verglasung minimiert.
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Auf
der heizbaren Schicht 8 sind eine obere Stromschiene 12 und
eine untere Stromschiene 14 angebracht. An den Stromschienen
sind auch freiliegende Anschlüsse 16 und 18 zum
Anschluss an eine (nicht gezeigte) Stromversorgung für die Beheizung und
an einen wie unten beschriebenen Bruchdetektor vorgesehen. Die heizbare
leitfä hige
Schicht oder Beschichtung 8 kann in zwei oder mehrere getrennte Heizzonen
aufgeteilt sein, von denen jede ihre eigenen Stromschienen und möglicherweise
sogar ihren eigenen Bruchdetektor besitzt.
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Die
heizbare Schicht 8 besteht üblicherweise aus einer, auf
Metall oder dotiertem Oxid basierenden, elektrisch leitfähigen Schicht.
Eine solche Verglasung 2 ist im Stand der Technik wohl
bekannt.
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In
der beiliegenden 3 ist ein Bruchdetektor 30 dargestellt,
der eine Widerstandsmesseinrichtung 32, einen Zeitgeber 34,
eine Datenregistriereinrichtung 36, eine Schwellwertbestimmungseinrichtung 38,
eine Vergleichseinrichtung 40, einen Temperatursensor 42,
eine Steuereinrichtung 44, eine Fahrerdialogeinrichtung 46,
einen Schalter 48 und eine Kommunikationseinrichtung 56 aufweist.
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Die
Widerstandsmesseinrichtung 32 kann den Widerstand der heizbaren
Schicht 8 nach irgendeinem der bekannten Verfahren messen.
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Der
Zeitgeber 34 besteht aus einem digitalen Zeitgeber, der
für eine
Vielzahl der unten ausgeführten
Zwecke verwendet werden kann.
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Die
Datenregistriereinrichtung 36 weist üblicherweise ein Direktzugriffsspeichermodul
zur Datenspeicherung auf. Dritte, zum Beispiel Fahrzeug- oder Verglasungshersteller,
können
unter Verwendung einer geeigneten Downloadeinrichtung Daten von
der Datenregistriereinrichtung 36 herunterladen, so dass
jeder auf Informationen bezüglich
der Beständigkeit
und der Dauerhaftigkeit der mit einem Bruchdetektor ausgestatten
Verglasung zugreifen kann.
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Die
Schwellwertbestimmungseinrichtung 38 ist in einem Mikroprozessor
zur Berechnung eines Schwellwiderstands, bei dem ein Bruch in der
heizbaren Schicht 8 wahrscheinlich ist, ausgebildet.
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Außerdem ist
die Vergleichseinrichtung 40 in dem für die Schwellwertbestimmungseinrichtung 38 verwendeten
Mikroprozessor ausgebildet.
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Der
Temperatursensor 42 misst die Umgebungstemperatur außerhalb
des Fahrzeugs unter Verwendung eines Thermometers, eines Thermistors oder
eines Thermoelements. Welches oder welche von diesen Temperaturmesseinrichtungen
auch immer verwendet werden, sie können in der Verglasung, d.
h. innerhalb des Verbunds, angeordnet werden. Als Alternative oder
zusätzlich
hierzu kann ein Thermometer, ein Thermistor oder ein Thermoelement
an oder nahe der Windschutzscheibe 2 angeordnet sein.
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Die
Steuereinrichtung 44 ist üblicherweise in dem für die Schwellwertbestimmungseinrichtung 38 verwendeten
Mikroprozessor ausgeführt
und an einen Schalter 48 zum Trennen der heizbaren Schicht 8 von
einer (nicht gezeigten) Stromversorgung gekoppelt.
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Die
Dialogeinrichtung 46 umfasst in dieser Ausführungsform
eine Warnleuchte 50, die am Armaturenbrett des Fahrzeugs
oder angrenzend zum überwachten
Glas angeordnet ist. Die Dialogeinrichtung kann zusätzlich ein
satellitengestütztes
System 54 zur weltweiten Positionsbestimmung (GPS für englisch
Global Positioning System) umfassen.
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Die
Kommunikationseinrichtung 56 kann von dem Fahrzeug Informationen
an einen Autoglasbetrieb oder eine Automobilwerkstatt ü bertragen.
Die Kommunikationseinrichtung kann auch Informationen zur Aktualisierung
der Datenbank für
Kontakte, Adressen und Telefonnummern empfangen. Die Kommunikationseinrichtung 56 ist
automatisch dazu ausgebildet, ein Mobilfunknetz zu verwenden, wenn es
für die
Kommunikation zur Verfügung
steht.
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Im
Folgenden wird eine Betriebsart des erfindungsgemäßen Bruchdetektors 30 unter
Verweis auf die beiliegende 4 beschrieben.
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In
Schritt 98 wird ein (nicht dargestellter) Fahrzeugmotor
angelassen.
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In
Schritt 100 wird der Bruchdetektor, nachdem der Motor angelassen
wurde, zunächst
aktiviert, wobei angenommen wird, dass er beim Anlassen des Motors
bereits eingeschaltet wurde (der Bruchdetektor ist mit einem (nicht
gezeigten) Ein-/Ausschalter versehen). In Schritt 101 misst
der Temperatursensor 42 die Temperatur. Dies ist eine fakultative
Funktion, die eingesetzt wird, wenn eine Normalisierung auf die Temperatur
(siehe unten) verwendet wird. In Schritt 102 wird an die
heizbare Schicht 8 der Windschutzscheibe solange ein Teststrom
oder eine Testspannung angelegt (nicht notwendigerweise der volle Strom
oder die volle Spannung), dass sich der Strom oder die Spannung
stabilisiert. Dies geschieht üblicherweise
innerhalb von etwa 30 Sekunden (die durch den Zeitgeber 34 gemessen
werden). Die Widerstandsmesseinrichtung 32 misst den Widerstand der
heizbaren Schicht 8 und gibt an die Datenregistriereinrichtung 36 einen
Widerstandswert aus.
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Die
Schwellwertbestimmungseinrichtung 38 überprüft dann in Schritt 104,
ob die Datenregistriereinrichtung 36 die erforderliche
vorgegebene minimale Anzahl von Widerstandswerteinträgen aufweist. In
dieser Ausführungsform
werden zehn Einträge
benötigt,
ob gleich dies für
andere Anwendungen und Erfordernisse abgewandelt werden kann.
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Fall
die erforderliche minimale Anzahl von Widerstandswerteinträgen nicht
vorhanden ist, so wird (Pfeil 60 folgend) in Schritt 105 bestimmt,
ob der gemessene Widerstandswert äußerst unwahrscheinlich ist.
In dieser Ausführungsform
kann ein äußerst unwahrscheinlicher
Widerstandswert bei Werten > 2,00
Ohm angenommen werden (obgleich dies selbstverständlich entsprechend der Größe der Windschutzscheibe
wie gewünscht
geändert
werden kann). Falls der gemessene Widerstandswert äußerst unwahrscheinlich
ist, so wird (Pfeil 63 folgend) festgestellt, dass eine
Wahrscheinlichkeit für
das Vorhandensein eines Bruchs in der heizbaren Schicht 8 besteht,
woraufhin die Steuereinrichtung 44 in Schritt 111 den
Schalter 48 aktiviert, um die heizbare Schicht 8 von
der Stromversorgung zu trennen, und die Fahrerdialogeinrichtung 46 aktiviert,
um die Warnleuchte 50 am Armaturenbrett des Fahrzeugs aufleuchten
zu lassen, damit der Fahrer auf das Problem aufmerksam wird und
geeignete Abhilfemaßnahmen
eingeleitet werden können.
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Falls
in Schritt 105 festgestellt wird, dass der gemessene Widerstand
nicht äußerst unwahrscheinlich
ist, dann wird der Widerstandswert (Pfeil 62 folgend) in
Schritt 112 in die Liste der vorangegangenen Messungen
eingefügt.
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Falls
die zehn Widerstandswerteintragungen vorhanden sind, bildet die
Schwellwertbestimmungseinrichtung 38 (Pfeil 61 folgend)
in Schritt 106 zum Erzeugen eines durchschnittlichen Widerstandswerts den
Durchschnittswert der letzten zehn Werte.
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Der
Schwellwiderstand kann auf verschiedene Arten festgelegt werden.
Gegenwärtig
ist er auf einen Wert 0,01% oberhalb des durchschnittlichen Widerstandswerts
festgelegt (in einigen Ausführungsformen
kann er auf 0,001% herunter, auf 0,1% herauf oder auf einen beliebigen
Wert dazwischen gesetzt werden).
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Sobald
von der Schwellwertbestimmungseinrichtung 38 ein anfänglicher
durchschnittlicher Widerstandswert berechnet wurde, wird in Schritt 108 jedes
Mal, wenn von der Widerstandsmesseinrichtung 32 ein Widerstandswert
gemessen wurde, der Wert von der Vergleichseinrichtung 40 mit
dem durchschnittlichen Widerstandswert verglichen, um zu ersehen,
ob ein Schwellwiderstand überschritten wurde.
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Falls
ein eingegangener Widerstandswert den von der Schwellwertbestimmungseinrichtung 38 bestimmten
Schwellwiderstand überschreitet – dies wird
von der Vergleichseinrichtung 40 festgestellt –, wird
festgestellt, dass eine Wahrscheinlichkeit für das Vorhandensein eines Bruchs
in der heizbaren Schicht 8 besteht, woraufhin nachfolgend
zu Schritt 110 (dem Pfeil 64 folgend) in Schritt 111 die
Steuereinrichtung 44 den Schalter 48 aktiviert,
um die heizbare Schicht 8 von der Stromversorgung zu trennen, und
die Fahrerdialogeinrichtung 46 aktiviert, um die Warnleuchte 50 an
dem Armaturenbrett des Fahrzeugs aufleuchten zu lassen, damit der
Fahrer auf das Problem aufmerksam wird und geeignete Abhilfemaßnahmen
eingeleitet werden können.
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Falls
der von der Widerstandsmesseinrichtung 32 empfangene Widerstandswert
den von der Schwellwertbestimmungseinrichtung 38 berechneten
Schwellwiderstand nicht überschreitet,
wird (dem Pfeil 65 folgend) in Schritt 112 der
eingegangene Widerstandswert in die Liste der vorangegangenen Messungen
eingefügt.
Fall der Widerstandswert den Schwellwiderstand überschreitet, wird der Widerstandswert
nicht in der Liste der vorangegangenen Messungen zum Erzeugen eines
Durchschnittswerts verwendet.
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Wenn
sich der neue Wert innerhalb des Schwellwiderstands bewegt, wird
die Windschutzscheibe, falls die Windschutzscheibenheizung durch einen
Benutzer angefordert wurde (Schritt 113), (Pfeil 66 folgend)
weiterhin mit Strom versorgt (Schritt 114), bis entschieden
wird, dass die Stromversorgung nicht mehr länger benötigt wird (weiter entlang Pfeil 67).
Falls die Windschutzscheibenheizung nicht angefordert wurde, wird
das Verfahren entlang Pfeil 68 fortgesetzt. In Schritt 116 wartet
die Vorrichtung eine von dem Zeitgeber gemessene, vorgegebene Zeitspanne,
bevor es zu Schritt 102 zurückgekehrt.
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Der
Bruchdetektor 30 wiederholt die Widerstandsmessung in zeitlichen
Abständen,
wobei im Flussdiagramm mit Schritt 102 fortgefahren wird. Üblicherweise
wird eine Messung des Widerstandswerts regelmäßig genau so, wie es der Zeitgeber 34 festlegt
(Schritt 116), alle 30 Minuten vorgenommen (obwohl dies
selbstverständlich
je nach Wunsch abgeändert
werden kann). Falls die heizbare Schicht 8 bei der Vornahme
einer Widerstandsmessung gerade nicht aufgeheizt ist, dann wird
an die heizbare Schicht ein Teststrom oder eine Testspannung für einen
Zeitraum angelegt, der ausreichend lange ist, damit sich der Widerstand
der heizbaren Schicht stabilisieren kann; in dieser Ausführungsform
sind dies 30 Sekunden.
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Der
von dem Bruchdetektor 30 zur Bestimmung des wahrscheinlichen
Vorliegens eines Bruchs verwendete Schwellwiderstandswert verändert sich entsprechend
den im Lauf der Zeit erhaltenen Widerstandswerten, die über an der
heizbaren Schicht 8 vorgenommene Messungen gewonnen wurden.
Daraus folgt, dass sich der Widerstand der heizbaren Schicht 8 langsam
verändert – dies wird
mit der Zeit sicherlich auftreten – und folglich wird sich eine
entsprechende Änderung
des durchschnittlichen Widerstandswerts und somit des für die Entscheidung,
ob ein Bruch vorhanden ist, festgelegten Schwellwerts ergeben.
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Auch
wenn es nicht für
alle erfindungsgemäßen Ausführungsformen
erforderlich ist, kann eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zur Vervollkommnung des Schwellwiderstands
eine Temperaturmessung der Temperaturmesseinrichtung 42 verwenden,
denn die Temperatur kann einigen Einfluss auf den Widerstand der
heizbaren Schicht 8, wie er von der Widerstandsmesseinrichtung 32 bestimmt
wird, besitzen.
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In
dieser Ausführungsform
besitzt der Widerstand der elektrisch leitfähigen Beschichtung einen Temperaturkoeffizienten ɑ von
ungefähr
0,001°C–1 (es
wird angenommen, dass ɑ im Bereich von 0,01 bis 0,0001°C–1 liegt).
Dies kann zur Temperaturkompensierung des gemessenen Widerstandswerts
entsprechend der Gleichung (1) verwendet werden: R0 = RT/(ɑT
+ 1)worin:
- T
- die Temperatur (in °C) darstellt,
bei der der Widerstand bestimmt wird;
- RT
- der bei der Temperatur
T gemessene Widerstand ist;
- ɑ
- den Temperaturkoeffizienten
des Widerstands angibt und
- R0
- den entsprechenden
Widerstandswert bei einer Temperatur von 0 °C darstellt.
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Falls
von dieser Möglichkeit
Gebrauch gemacht wird, dann wird der Widerstand als zusätzlicher
Teilschritt wie in 4 veranschaulicht bezüglich der
gemessenen Temperatur in Schritt 102 kompensiert, indem
er gemäß der obigen
Gleichung (1) unter Verwendung eines vorgegebenen Werts für ɑ normalisiert
wird.
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Auch
der in der Datenregistriereinrichtung gespeicherte Wert wird auf
diese Weise angepasst, so dass sich alle gespeicherten Einträge auf eine
gemeinsame Bezugstemperatur beziehen.
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Eine
Trennung kann zusätzlich
zu Schritt 111, bei dem die Steuereinrichtung 44 den
Schalter 48 zum Trennen der heizbaren Schicht 8 von
der Stromversorgung aktiviert, auch mittels einer Sicherheitsschaltuhr
oder eines (nicht gezeigten) Schalters erfolgen, der die Stromversorgung
für die
heizbare Schicht 8 automatisch abschaltet, wenn diese eine vorgegebene
Temperatur erreicht oder wenn eine bestimmte Zeitspanne vergangen
ist.
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In
weiteren Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung kann die Fahrerinformationseinrichtung
zur Ausführung
einer Vielzahl von anderen Aktionen bei Feststellung eines Bruchs
ausgebildet sein.
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In
einer Ausführungsform
kann die Fahrerinformationseinrichtung mit einem satellitengestützten System
zur weltweiten Positionsbestimmung (GPS) innerhalb des Fahrzeugs
und/oder mit einer Kommunikationseinrichtung gekoppelt sein, die
ein Mobiltelefon im Fahrzeuginneren verwendet. Beim Feststellen
eines Bruchs können
eine oder mehrere der folgenden Vorgänge ausgeführt werden:
- a)
Feststellen der aktuellen Position des Fahrzeugs;
- b) Dem Benutzer den Standort eines sachkundigen Glasers mitteilen;
- c) Erstellen einer Anfahrtsbeschreibung zu einem sachkundigen
Glaser für
den Benutzer;
- d) An den Fahrzeugstandort durch Zustellen einer automatischen
Nachricht einen Reparaturdienst anfordern; oder
- e) Angeben der Telefonnummer eines in der Nähe des Fahrzeugs befindlichen
Glasers;
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Die
Möglichkeit
a) kann unter Verwendung von GPS 54 ausgeführt werden.
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Die
Möglichkeit
b) kann ausgeführt
werden durch:
- b1) Feststellen der aktuellen
Position des Fahrzeugs wie bei Möglichkeit
a);
- b2) Verwenden einer Datenbank für die Satellitennavigation,
die Verglasungsdaten zum Auffinden einer nahe gelegenen Glaserniederlassung
enthält;
und
- b3) Dem Benutzer den Standort eines sachkundigen Glasers mitteilen,
beispielsweise über
die Anzeige einer Satellitennavigation.
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Die
Möglichkeit
c) kann ausgeführt
werden durch:
- c1) Feststellen der aktuellen
Position des Fahrzeugs wie bei Möglichkeit
a); und
- c2) Verwenden einer Datenbank für die Satellitennavigation,
die Glaserdaten zum Erstellen einer Anfahrtsbeschreibung für den Benutzer
zu einem nahe gelegenen Glaser enthält.
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Die
Möglichkeit
d) kann ausgeführt
werden durch:
- d1) Feststellen der aktuellen
Position des Fahrzeugs wie bei Möglichkeit
a);
- d2) Auffinden eines nahe gelegenen Glasers unter Verwendung
einer Datenbank für
die Satellitennavigation, die Glaserdaten enthält.
- d3) Senden einer automatischen Nachricht an den aufgefundenen
Glaser, die die Position des Fahrzeugs umfasst. Andere Daten, die
fakultativ aufgenommen werden können
und von denen einige durch den Benutzer eingegeben werden müssen, umfassen:
• Fahrzeugmarke
und Modell; und
• Telefonnummer
zur Kontaktaufnahme mit dem Benutzer.
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Die
automatische Nachricht kann beispielsweise von einer automatischen
Email oder Sprachmitteilung gebildet werden, wobei eine jede der
beiden über
die Kommunikationseinrichtung 56 übertragen werden kann.
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Die
Möglichkeit
e) kann ausgeführt
werden durch:
- e1) Feststellen der aktuellen
Position des Fahrzeugs wie bei Möglichkeit
a);
- e2) Verwenden einer Datenbank für die Satellitennavigation,
die Verglasungsdaten zum Auffinden einer nahe gelegenen Glaserniederlassung
enthält;
- e3) Dem Benutzer die Telefonnummer des Glasers mitteilen, beispielsweise
unter Verwendung der Anzeige einer Satellitennavigation, der Anzeige
einer Fahrerinformation oder einer Sprachausgabe.
-
Auch
wenn der erfindungsgemäße Bruchdetektor
in Verbindung mit der Windschutzscheibe eines Fahrzeugs beschrieben
wurde, ist es selbstverständlich,
dass die Erfindung auch in Verbindung mit einer beliebigen Verglasung
verwendet werden kann, die eine elektrisch leitfähige, heizbare Schicht, Beschichtung
oder Folie (gleich ob auf oder im Inneren der Verglasung) umfasst,
und bei denen sich der elektrische Widerstand sowohl mit der Zeit
als auch aufgrund einer Beschädigung
verändern
kann.