DE10155113A1

DE10155113A1 - Verfahren zur Kontrolle eines ausreichenden Gehalts an Gefrierschutzmittel in einer Flüssigkeit und Einrichtung hierfür

Info

Publication number: DE10155113A1
Application number: DE2001155113
Authority: DE
Inventors: Thomas Schuler; Juergen Nies
Original assignee: Valeo Auto Electric Wischer und Motoren GmbH
Current assignee: Valeo Wischersysteme GmbH
Priority date: 2001-11-09
Filing date: 2001-11-09
Publication date: 2003-05-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontrolle eines ausreichenden Gehaltes an Gefrierschutzmittel (46) in einer Flüssigkeit (14), insbesondere von Gefrierschutzmittel in Waschflüssigkeit einer Scheibenwascheranlage (10) eines Fahrzeuges, enthaltend folgende Schritte: DOLLAR A a) Abkühlen wenigstens eines Teils der Flüssigkeit (14), bis die Flüssigkeit (14) gefriert, DOLLAR A b) Bestimmen der Gefriertemperatur (GT) des abgekühlten Teils der Flüssigkeit, DOLLAR A c) Vergleich der Gefriertemperatur mit einem Referenzwert (RW) und DOLLAR A d) Zugeben von Gefrierschutzmittel (46) in die Flüssigkeit (14), wenn die Gefriertemperatur (GT) größer oder gleich dem Referenzwert (RW) ist. DOLLAR A Die Erfindung betrifft außerdem eine Einrichtung und eine Wascheranlage hierfür.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontrolle eines ausreichenden Gehaltes an Gefrierschutzmittel in einer Flüssigkeit, insbesondere von Gefrierschutzmittel in Waschflüssigkeit einer Scheibenwaschanlage eines Fahrzeuges. Die Erfindung betrifft außerdem eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahren sowie eine Wascheranlage.
Technische Flüssigkeiten werden durch gefrierpunktserniedrigende Mittel vor Gefrieren geschützt. Solche Frost- oder Gefrierschutzmittel, insbesondere Glysantin, finden insbesondere ihren Einsatz in Waschflüssigkeit von Scheibenwascheranlagen bei Fahrzeugen. Gerade Waschflüssigkeit unterliegt beim Betrieb der Wascheranlage einem Verbrauch. Regelmäßig wird Waschwasser sowie Gefrierschutzmittel von Hand aufgefüllt. Das Mischungsverhältnis von Waschwasser und Gefrierschutzmittel ist hierbei nicht bekannt. Ist der Gehalt von Gefrierschutzmittel zu gering, so kommt es in der kalten Jahreszeit zum Gefrieren der Waschflüssigkeit bzw. zum Anfrieren der Flüssigkeit beim Aufsprühen auf die Windschutzscheibe. Wird hingegen zuviel Frostschutzmittel verwendet, so wird einerseits beim Wischvorgang kein optimales Reinigungsergebnis erzielt und andererseits wird die Umwelt unnötigerweise belastet.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Kontrolle eines ausreichenden Gehaltes an Gefrierschutzmittel in einer Flüssigkeit sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, das sich durch folgende Schritte auszeichnet:

a) Abkühlen wenigstens eines Teils der Flüssigkeit, bis die Flüssigkeit gefriert,
b) Bestimmen der Gefriertemperatur des abgekühlten Teils der Flüssigkeit,
c) Vergleich der Gefriertemperatur mit einem Referenzwert, und
d) Zugeben von Gefrierschutzmittel in die Flüssigkeit, wenn die Gefriertemperatur größer oder gleich dem Referenzwert ist.

Ein derartiges Verfahren hat den Vorteil, dass mit sehr geringem technischem Aufwand zuverlässig bestimmt werden kann, ob die Gefriertemperatur der Flüssigkeit ober- oder unterhalb eines vorgegebenen Referenzwertes liegt. Der Referenzwert kann beispielsweise -30°C betragen. Gefriert die Flüssigkeit bei einer Temperatur die unterhalb von -30°C liegt, so wird der Flüssigkeit Gefrierschutzmittel zur Senkung der Gefriertemperatur der Flüssigkeit beigemengt. Bei Wiederholen des Verfahrens kann festgestellt werden, ob die Gefriertemperatur der Flüssigkeit, die nun einen größeren Anteil von Gefrierschutzmitteln aufweist, immer noch größer oder gleich dem Referenzwert ist. Sollte dies der Fall sein, so kann nochmals Gefrierschutzmittel zugegeben werden. Somit kann einem Gefrieren der Flüssigkeit vorgebeugt werden.
Der Referenzwert kann hierbei ein fest einstellbarer oder ein voreingestellter Wert sein. Beträgt der Referenzwert beispielsweise -30°C, so wird dann Gefrierschutzmittel in die Flüssigkeit zugegeben, wenn die Flüssigkeit in dem Temperaturbereich zwischen 0°C und -30°C gefrieren sollte. Damit wird sichergestellt, dass auch in der kalten Jahreszeit ein Gefrieren der Flüssigkeit nicht erfolgt.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Referenzwert abhängig von Messwerten ist. Der Referenzwert ist folglich nicht fest voreingestellt, sondern ist beispielsweise von der Umgebungstemperatur oder anderen Parametern, wie beispielsweise der Jahreszeit, abhängig. Dies hat den Vorteil, dass nur dann Gefrierschutzmittel zugegeben wird, wenn tatsächlich mit dem Gefrieren der Flüssigkeit, sprich mit einem Kälteeinbruch, zu rechnen ist.
Dabei ist denkbar, dass der Referenzwert abhängig von der Umgebungstemperatur ist. Bei hohen Umgebungstemperaturen ist die Zugabe von Gefrierschutzmittel in die Flüssigkeit nicht erforderlich. Werden, beispielsweise in der kalten Jahreszeit, tiefere Umgebungstemperaturen gemessen, so kann automatisch eine Beimengung von Gefrierschutzmittel in die Flüssigkeit erfolgen. Dies hat den Vorteil, dass nur dann Gefrierschutzmittel zugemischt wird, wenn tatsächlich die Gefahr des Gefrierens der Flüssigkeit besteht.
Ferner ist erfindungsgemäß möglich, dass der Referenzwert der Umgebungstemperatur minus einem Sicherheitswert entspricht. Beträgt beispielsweise die Umgebungstemperatur -10°C und ist ein Sicherheitswert von 10°C vorgesehen, so gelangt man zu einem Referenzwert in Höhe von -20°C. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird dann Gefrierschutzmittel beigemischt, wenn der Gefrierpunkt der Flüssigkeit oberhalb dem Referenzwert, also oberhalb von -20°C, liegt. Durch den Sicherheitswert wird vorteilhafterweise erreicht, dass ein Gefrieren der Flüssigkeit erst dann stattfindet, wenn eine Temperatur erreicht wird, die der Umgebungstemperatur minus des Sicherheitswerts entspricht.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Referenzwert abhängig von der Temperatur des nicht abgekühlten Teils der Flüssigkeit ist. Da ein Gefrieren dieses Teiles der Flüssigkeit verhindert werden soll, empfiehlt es sich, einen Referenzwert zu wählen, der insbesondere linear abhängig von der Temperatur der Flüssigkeit ist. Dabei ist denkbar, dass der Referenzwert der Temperatur des nicht abgekühlten Teils der Flüssigkeit minus einem Sicherheitswert entspricht.
Der Sicherheitswert kann vorteilhafterweise zwischen 0,1 und 15 K, insbesondere zwischen 5 und 10 K, betragen.
Bei einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass gemäß Verfahrensschritt d) die Zugabe von Gefrierschutzmittel in Abhängigkeit der Menge der gesamten Flüssigkeit erfolgt. Aufgrund der bekannten Menge der gesamten Flüssigkeit kann Einfluss darauf genommen werden, wie groß die Menge des zuzugebenden Gefrierschutzmittels sein soll. Bei sehr großen Mengen der gesamten Flüssigkeit kann im Verfahrensschritt d) mehr Gefrierschutzmittel zugegeben werden, als wenn die Menge der gesamten Flüssigkeit sehr klein ist.
Dabei ist denkbar, dass beim Verfahrensschritt d) so viel Gefrierschutzmittel zugegeben wird, dass die Gefriertemperatur kleiner oder gleich dem Referenzwert ist. Dabei kann schon bei einmaligem Durchführen der Verfahrensschritte a) bis d) ein optimales Mischungsverhältnis der Flüssigkeit erzielt werden.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass gemäß Verfahrensschritt d) die Zugabe von Gefrierschutzmittel in geeigneten kleinen Mengen erfolgt, wobei die Verfahrensschritte a) bis d) so oft wiederholt werden, bis die Gefriertemperatur kleiner oder gleich dem Referenzwert ist. Ein derartiges Verfahren hat den Vorteil, dass es unabhängig von der Art und Zusammensetzung der Waschflüssigkeit zum einen und des Gefrierschutzmittels zum anderen erfolgen kann. Die Gefriertemperatur wird durch iteratives Herantasten an den Referenzwert in kleinen Schritten gesenkt.
Vorteilhafterweise wird das erfindungsgemäße Verfahren in regelmäßigen Abständen oder bei bestimmten Ereignissen durchgeführt. Die regelmäßigen Abstände können hierbei in Minuten-, Stunden-, Tages- oder auch Wochenintervallen erfolgen. Bestimmte Ereignisse, bei denen das Verfahren durchgeführt wird, können beispielsweise Unterschreiten von bestimmten Außentemperaturen, Nachfüllen von der Flüssigkeit als solcher, mit oder ohne Gefrierschutzmittel, Anlassen des Fahrzeugmotors, Betätigen der Wascheranlage od. dgl. sein. Vorteilhafterweise wird das Verfahren in sehr kurzen Abständen nacheinander so lange durchgeführt, bis die Gefriertemperatur kleiner oder gleich dem Referenzwert ist. Nachdem folglich der ausreichende Gehalt an Gefrierschutzmittel in der Flüssigkeit vorliegt, kann das Verfahren in größeren Abständen kontrollehalber wiederholt werden.
Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem durch eine Einrichtung gelöst, die zur Durchführung des im Vorhergehenden beschriebenen Verfahrens geeignet ist. Eine derartige Einrichtung umfasst:

- einen die Flüssigkeit aufnehmenden Flüssigkeitsbehälter,
- eine Kühleinheit zur Abkühlung wenigstens eines Teiles der Flüssigkeit,
- Messmittel zur Bestimmung der Gefriertemperatur der Flüssigkeit,
- Zugabemittel zur Zugabe von Gefrierschutzmittel in die Flüssigkeit, und
- eine Regel- und/oder Steuergerät zur Regelung und/oder Steuerung der Zugabemittel in Abhängigkeit der Gefriertemperatur der Flüssigkeit und des Referenzwertes.

Eine derartige Einrichtung ist einfach im Aufbau und gewährleistet eine sichere Kontrolle eines ausreichenden Gehalts an Gefrierschutzmittel in der Flüssigkeit.
Vorteilhafterweise wird das Kühlelement von der Auswerteeinheit geregelt und/oder gesteuert. Dabei kann bei Bedarf, nämlich bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, das Kühlelement gezielt angesteuert werden.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass ein von der Auswerteeinheit regelbares und/oder steuerbares Heizelement zum Schmelzen des gefrorenen Teils der Flüssigkeit vorgesehen ist. Dies hat den Vorteil, dass das Verfahren in relativ kurzen Zeitabständen wiederholt werden kann. Das Abschmelzen der gefrorenen Flüssigkeit wird durch das Heizelement beschleunigt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kühlelement und gegebenenfalls das Heizelement in einem von dem Flüssigkeitsbehälter unterschiedlichen Abkühlraum angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass eine bestimmte, vorzugsweise eine relativ kleine Menge von Flüssigkeit gezielt abgekühlt und gefroren wird. Der Großteil der Flüssigkeit, der sich in dem Flüssigkeitsbehälter befindet, ist davon nicht betroffen.
Vorteilhafterweise ist der Flüssigkeitsbehälter mit dem Abkühlraum trennbar verbunden. Bei Abkühlung der Flüssigkeit in dem Abkühlraum wird die Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsbehälter nicht beeinträchtigt.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfassen die Messmittel auch Mittel zur Bestimmung des Gefrierpunktes. Nachdem der Gefrierpunkt bestimmt ist, kann vorteilhafterweise die Gefriertemperatur im Gefrierpunkt bestimmt werden.
Die Messmittel zur Bestimmung des Gefrierpunktes können beispielsweise optische Sensoren umfassen. Aufgrund des sich ändernden Brechungsindexes bzw. des sich ändernden Reflexionsverhaltens der Flüssigkeit im Phasenübergang von flüssig nach fest ist der Gefrierpunkt bestimmbar.
Die Messmittel zur Bestimmung des Gefrierpunktes können auch Schwingungssensoren umfassen. Beim Phasenübergang von flüssig nach fest ändert die Flüssigkeit ihr Schwingungsverhalten.
Ferner ist der Gefrierpunkt auch durch Betrachtung des Temperaturverlaufes bestimmbar, da aufgrund der Erstarrungswärme beim Gefrieren der Flüssigkeit die Temperatur der Flüssigkeit für eine gewisse Zeit gleich bleibt. Mit einer geeigneten Auswertelogik kann hieraus der Gefrierpunkt bzw. die Gefriertemperatur bestimmt werden.
Eine andere Ausbildung der Erfindung sieht vor, dass das Kühlelement von einem Klimaaggregat eines Fahrzeuges gespeist wird. Zusätzliche Mittel zur Erzeugung von Kälte können demnach entfallen.
Eine andere, besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Kühlelement wenigstens ein Peltier-Element umfasst. Dies hat den Vorteil, dass mit relativ wenig Energieaufwand eine starke Kühlung erzielt werden kann. Bei Umpolung des Peltier-Elements kann es gleichzeitig als Heizelement Verwendung finden. Ein Abschmelzen des gefrorenen Anteils der Flüssigkeit kann folglich ohne zusätzliche Mittel rasch erfolgen.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind mit den Auswertemitteln verbundene Mittel zur Bestimmung der Menge der gesamten Flüssigkeit vorgesehen. Bei bekannter Menge der gesamten Flüssigkeit kann hieraus die Zugabemenge von Gefrierschutzmittel in die Flüssigkeit optimiert werden.
Erfindungsgemäß ist ferner denkbar, dass die Flüssigkeit Waschflüssigkeit einer Wischeranlage, Kühlflüssigkeit einer Antriebseinheit, Bremsflüssigkeit eines Bremssystems od. dgl. ist. Bei all diesen Flüssigkeiten ist zu gewährleisten, dass ein vorgegebener Gefrierpunkt nicht unterschritten werden darf.
Zur Bestimmung des Referenzwertes kann erfindungsgemäß ein Umgebungstemperaturfühler vorgesehen sein. Der Umgebungstemperaturfühler kann hierbei vorteilhafterweise an der Windschutzscheibe eines Fahrzeugs angeordnet sein. Dies hat den Vorteil, dass die Temperatur der Windschutzscheibe bekannt ist und die Flüssigkeit derart eingestellt werden kann, dass ein Anfrieren der Flüssigkeit auf der Windschutzscheibe nicht erfolgt.
Entsprechend kann der Umgebungstemperaturfühler an einem Scheinwerferglas eines Fahrzeuges angeordnet sein. Auch hierdurch kann durch die Auswertemittel und eine entsprechende Einstellung der Menge des zuzugebenden Gefrierschutzmittels verhindert werden, dass die Flüssigkeit an dem Scheinwerferglas anfriert.
Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem durch eine Wascheranlage eines Fahrzeuges mit einer im Vorhergehenden beschriebenen Einrichtung gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert ist.
Es zeigen:
Fig. 1 ein das erfindungsgemäße Verfahren wiedergebendes Ablaufdiagramm;
Fig. 2 u. 3 zwei Temperaturachsen zur Erläuterung des Referenzwertes; und
Fig. 4 eine erfindungsgemäße Wascheranlage eines Fahrzeuges.
Das Diagramm gemäß Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Kontrolle eines ausreichenden Gehaltes an Gefrierschutzmittel in einer Flüssigkeit, nämlich von Gefrierschutzmittel in Waschflüssigkeit einer Wascheranlage eines Fahrzeuges. Das Verfahren weist dabei verschiedene Schritte auf. Im Schritt a) wird wenigstens ein Teil der Flüssigkeit derart abgekühlt, dass die Flüssigkeit gefriert. Im Schritt b) wird die Gefriertemperatur des abgekühlten Teils der Flüssigkeit bestimmt. Daran anschließend wird im Schritt c) die im Schritt b) bestimmte Gefriertemperatur mit einem Referenzwert verglichen. Im Schritt e) wird der Referenzwert entweder fest eingestellt oder abhängig von bestimmten Messwerten bestimmt.
Wenn der Vergleich gemäß Schritt c) ergibt, dass die Gefriertemperatur der Flüssigkeit größer oder gleich dem Referenzwert ist, so wird im Schritt d) Gefrierschutzmittel in die Flüssigkeit gegeben. Durch die Zugabe des Gefrierschutzmittels wird die Gefriertemperatur der Flüssigkeit gesenkt.
Wird im Schritt c) festgestellt, dass die Gefriertemperatur unterhalb des Referenzwerts liegt, so wird Schritt d) umgangen; es wird kein Gefrierschutzmittel der Flüssigkeit hinzugefügt.
Das Verfahren kann beispielsweise in vorgegebenen Intervallen wiederholt werden. Dann beginnt nach einem Δτ das Verfahren mit Verfahrensschritt a) von Neuem. Denkbar ist auch, das Verfahren bei bestimmten Ereignissen durchzuführen, beispielsweise, wenn das Fahrzeug gestartet wird oder wenn bestimmte Außentemperaturen unterschritten werden.
In den Fig. 2 und 3 wird auf den Referenzwert RW näher eingegangen. In der Fig. 2 ist der Referenzwert RW fest eingestellt und weist einen Betrag von 243 K bzw. -30°C auf. Ergibt der Vergleich gemäß Verfahrensschritt c), dass die Gefriertemperatur oberhalb des Referenzwertes RW in dem Bereich x liegt, so wird gemäß Verfahrensschritt d) Gefrierschutzmittel zugegeben. Ist hingegen die Gefriertemperatur der Flüssigkeit niederer als der Referenzwert, liegt die Gefriertemperatur also in dem Bereich y, so wird kein Gefrierschutzmittel hinzugegeben.
In der Fig. 3 ist der Referenzwert RW abhängig von dem Messwert der Umgebungstemperatur UT des Fahrzeuges. Die Umgebungstemperatur beträgt beispielhaft 263 K (= -10°C). Damit bei dieser Temperatur die Flüssigkeit nicht gefriert, ist ein Sicherheitswert SW von 10 K vorgesehen. Der Referenzwert RW berechnet sich dabei folgendermaßen: RW = UT - SW. Im vorliegenden Beispiel, bei einer Umgebungstemperatur UT von 263 K, beträgt folglich der Referenzwert RW 253 K (= -20°C). Der Referenzwert RW ist also linear abhängig von der Umgebungstemperatur UT. Bei sich ändernder Umgebungstemperatur UT ändert sich folglich der Referenzwert RW.
Ist bei einem Vergleich gemäß Verfahrensschritt c) die Gefriertemperatur größer oder gleich dem Referenzwert RW, liegt die Gefriertemperatur also in dem Bereich x, so wird Gefrierschutzmittel der Flüssigkeit zugegeben. Liegt hingegen die Gefriertemperatur der Flüssigkeit im Bereich y, d. h. die Flüssigkeit gefriert erst dann, wenn sie eine Temperatur kleiner dem Referenzwert RW aufweist, wird kein Gefrierschutzmittel der Flüssigkeit zugegeben. Es wird also bei einer gemessenen Umgebungstemperatur von 263 K (= -10°C) Gefrierschutzmittel dann zugegeben, wenn die Flüssigkeit bei einer Temperatur bis -20°C gefriert.
Die zu Fig. 3 beschriebene Umgebungstemperatur UT kann beispielsweise an der zu wischenden Windschutzscheibe gemessen werden. Hierdurch wird gewährleistet, dass ein Anfrieren der Flüssigkeit beim Spritzen der Flüssigkeit auf die Windschutzscheibe nicht erfolgt. Andererseits ist denkbar, die Umgebungstemperatur in dem Teil der Flüssigkeit zu messen, der nicht abgekühlt wird.
Die Festlegung des Referenzwertes gemäß Fig. 3 hat den Vorteil, dass immer nur so viel Gefrierschutzmittel zugegeben wird, wie abhängig von der Umgebungstemperatur erforderlich ist, um ein Gefrieren der Flüssigkeit zu vermeiden.
Die Fig. 4 gibt eine schematische Darstellung einer Wascheranlage 10 eines Fahrzeuges wieder. Dargestellt ist ein Flüssigkeitsbehälter 12, in dem Waschflüssigkeit 14 vorhanden ist. Ferner ist ein mit dem Behälter 12 über Leitungen 16 verbundener Abkühlraum 18 dargestellt. In dem Abkühlraum 18 ist ein Kühl- und Heizelement 20 in Form eines Peltier-Elements angeordnet. Je nach der Richtung, in der elektrischer Strom das Peltier-Element 20 durchsetzt, kühlt es oder beheizt es den Abkühlraum 18. Zur Bestimmung der Temperatur der Flüssigkeit in dem Abkühlraum 18 ist ein Temperatursensor 22 vorgesehen. Das Peltier-Element 20 und der Temperatursensor 22 sind jeweils über Leitungen mit einem Regel- und Steuergerät 24 verbunden.
Ferner ist in Fig. 4 eine Windschutzscheibe 26 eines Fahrzeuges angedeutet, die mit Scheibenwischern 28 wischbar ist. Die Scheibenwischer 28 sind hierbei um die Achsen 30 schwenkbar angeordnet. Zum Aufbringen von Waschflüssigkeit 14 auf die Scheibe 26 sind Düsen 32 vorgesehen, die über Leitungen 34 über eine Pumpe 36 mit dem Behälter 12 verbunden sind.
Im Bereich der Scheibe 26 ist ein Temperaturfühler 38 zur Messung der Temperatur der Scheibe 26 angeordnet. Der Temperaturfühler 38 ist über eine Leitung mit dem Regel- und Steuergerät 24 verbunden. Ferner ist ein Temperaturfühler 40 vorgesehen, der die Außentemperatur des Fahrzeuges bestimmt. Ein weiterer Temperaturfühler 42 ist in der Waschflüssigkeit 14 vorgesehen. Auch dieser Temperaturfühler ist mit dem Regel- und Steuergerät 24 verbunden.
Im Bereich des Behälters 12 ein Gefrierschutzmittelspender 44 vorgesehen, mit dem Gefrierschutzmittel 46 in vorgegebenen Dosen der Waschflüssigkeit 14 zugegeben werden kann. Der Spender 44 wird dabei von dem Regel- und Steuergerät 24 gesteuert.
An dem Behälter 12 ist außerdem ein Füllstandsensor 48 angeordnet, der den Füllstand des Behälters 12 bzw. die in dem Behälter 12 vorhandene Menge an Waschflüssigkeit bestimmt. Über eine Leitung wird der jeweils momentane Füllstand des Behälters 12 dem Regel- und Steuergerät 24 mitgeteilt.
Im Betrieb der Wascheranlage 10 wird ein Teil der Flüssigkeit 14 in dem Abkühlraum 18 abgekühlt. Die Abkühlung erfolgt hierbei durch entsprechende Polung des Peltier- Elements 20. Während des Abkühlvorganges wird mit dem Temperatursensor 22 der Temperaturverlauf der abgekühlten Flüssigkeit über die Zeit bestimmt. Im Gefrierpunkt der Flüssigkeit nimmt aufgrund der Erstarrungswärme der Flüssigkeit die Temperatur für eine gewisse Zeit nicht mehr ab. Aufgrund des spezifischen Temperaturverlaufes kann mit dem Regel- und Steuergerät 24 der Gefrierpunkt ermittelt werden. Über den Temperatursensor 22 wird die Gefriertemperatur bestimmt. Zur Bestimmung des Gefrierpunktes können auch optische oder Schwingungssensoren Verwendung finden, die jeweils charakteristische Eigenschaften beim Phasenübergang der Flüssigkeit detektieren.
Über die Temperaturfühler 38, 40 und/oder 42 werden Messwerte erfasst. Der Referenzwert wird in Abhängigkeit wenigstens eines dieser Messwerte bestimmt.
Vorteilhafterweise ist gemäß Fig. 3 der Referenzwert linear abhängig von der Umgebungstemperatur, wobei ein Sicherheitswert im Bereich von 0,1 bis 15 K vorgesehen werden kann.
Das Regel- und Steuergerät 24 vergleicht gemäß Verfahrensschritt c) die Gefriertemperatur der Flüssigkeit 14 mit dem Referenzwert. Liegt im Verfahrensschritt d) der Gefrierpunkt oberhalb des Referenzwerts, so steuert das Regel- und/oder Steuergerät 24 den Gefrierschutzmittelspender an; eine vorgesehene Menge von Gefrierschutzmittel 46 wird damit der Flüssigkeit 14 zugegeben. Der Gefrierpunkt der Flüssigkeit 14 senkt sich hierdurch. Bei bekanntem Füllstand des Flüssigkeitsbehälters 12 kann die Dosierung von Gefrierschutzmittel 46 derart erfolgen, dass mit einmaligem Zugeben von Gefrierschutzmittel 46 die Gefriertemperatur so weit abgesenkt wird, dass sie kleiner oder gleich dem Referenzwert ist.
Andererseits ist denkbar, über kleine Dosen von Gefrierschutzmittel 46 den Referenzwert iterativ zu erreichen. Dazu wird das Verfahren in relativ kleinen Zeitabständen wiederholt durchgeführt. Um ein schnelles Abschmelzen der gefrorenen Flüssigkeit in dem Abkühlraum 18 zu erreichen, wird das Peltier-Element 20 derart umgepolt, dass es sich erwärmt und die gefrorene Flüssigkeit zum Schmelzen bringt.
Wird die Umgebungstemperatur mit dem Temperaturfühler 38 auf der Scheibe 26 bestimmt, so kann die Waschflüssigkeit 14 mit Gefrierschutzmittel 46 so eingestellt werden, dass ein Gefrieren der Waschflüssigkeit 14 beim Aufsprühen auf die Scheibe 26 unterbunden wird.
Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Claims

1. Verfahren zur Kontrolle eines ausreichenden Gehaltes an Gefrierschutzmittel (46) in einer Flüssigkeit (14), insbesondere von Gefrierschutzmittel in Waschflüssigkeit einer Scheibenwascheranlage (10) eines Fahrzeuges, enthaltend folgende Schritte:

a) Abkühlen wenigstens eines Teils der Flüssigkeit (14), bis die Flüssigkeit (14) gefriert,

b) Bestimmen der Gefriertemperatur (GT) des abgekühlten Teils der Flüssigkeit,

c) Vergleich der Gefriertemperatur mit einem Referenzwert (RW), und

d) Zugeben von Gefrierschutzmittel (46) in die Flüssigkeit (14), wenn die Gefriertemperatur (GT) größer oder gleich dem Referenzwert (RW) ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzwert (RW) ein fest einstellbarer oder voreingestellter Wert ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzwert (RW) abhängig von Messwerten ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzwert (RW) abhängig von der Umgebungstemperatur (UT) ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzwert der Umgebungstemperatur (UT) minus einem Sicherheitswert (SW) entspricht.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzwert (RW) abhängig von der Temperatur des nicht abgekühlten Teils der Flüssigkeit (14) ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzwert (RW) der Temperatur des nicht abgekühlten Teils der Flüssigkeit (14) minus einem Sicherheitswert (SW) entspricht.

8. Verfahren nach Anspruch 5 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitswert (SW) zwischen 0,1 und 15 K, insbesondere zwischen 5 und 10 K, liegt.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gefriertemperatur (GT) aus der Betrachtung der Temperatur der Flüssigkeit (14) über der Zeit bestimmt wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß Verfahrensschritt d) die Zugabemenge von Gefrierschutzmittel (46) in Abhängigkeit der Menge der gesamten Flüssigkeit (14) erfolgt.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verfahrensschritt d) so viel Gefrierschutzmittel (46) zugegeben wird, dass die Gefriertemperatur (GT) kleiner oder gleich dem Referenzwert (RW) ist.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß Verfahrensschritt d) die Zugabe von Gefrierschutzmittel (46) in geeigneten kleinen Mengen erfolgt, wobei die Verfahrensschritte a) bis d) so oft wiederholt werden, bis die Gefriertemperatur (GT) kleiner oder gleich dem Referenzwert (RW) ist.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren in regelmäßigen Abständen (Δτ) oder bei bestimmten Ereignissen durchgeführt wird.

14. Einrichtung (10) zur Durchführung des Verfahrens nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend:
einen die Flüssigkeit (14) aufnehmenden Flüssigkeitsbehälter (12),
eine Kühleinheit (20) zur Abkühlung wenigstens eines Teiles der Flüssigkeit (14),
Messmittel (22) zur Bestimmung der Gefriertemperatur (GT) der Flüssigkeit (14),
Zugabemittel (44) zur Zugabe von Gefrierschutzmittel (46) in die Flüssigkeit (14), und
ein Regel- und/oder Steuergerät zur Regelung und/oder Steuerung der Zugabemittel (44) in Abhängigkeit der Gefriertemperatur (GT) der Flüssigkeit (14) und des Referenzwertes (RW).

15. Einrichtung (10) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlelement (22) von dem Regel- und/oder Steuergerät (24) geregelt und/oder gesteuert wird.

16. Einrichtung (10) nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein von dem Regel- und/oder Steuergerät (24) regelbares und/oder steuerbares Heizelement (22) zum Schmelzen des gefrorenen Teils der Flüssigkeit (14) vorgesehen ist.

17. Einrichtung (10) nach Anspruch 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlelement (22) und gegebenenfalls das Heizelement (22) in einem von dem Flüssigkeitsbehälter unterschiedlichen Abkühlraum (18) angeordnet ist.

18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsbehälter (12) mit dem Abkühlraum (18) trennbar verbunden ist.

19. Einrichtung (10) nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmittel (22) einen Temperatursensor umfassen.

20. Einrichtung (10) nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmittel (22, 24) Mittel zur Bestimmung des Gefrierpunktes der Flüssigkeit (14) umfassen.

21. Einrichtung (10) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmittel zur Bestimmung des Gefrierpunktes optische Sensoren umfassen.

22. Einrichtung (10) nach einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmittel zur Bestimmung des Gefrierpunktes Schwingungssensoren umfassen.

23. Einrichtung (10) nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlelement von einem Klimaaggregat eines Fahrzeuges gespeist wird.

24. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlelement und/oder das Heizelement wenigstens ein Peltier-Element (22) umfasst.

25. Einrichtung (10) nach einem der Ansprüche 14 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Regel- und/oder Steuergerät (24) verbundene Mittel (46) zur Bestimmung der Menge der Flüssigkeit (14) vorgesehen sind.

26. Einrichtung (10) nach einem der Ansprüche 14 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit (14) Waschflüssigkeit einer Wischeranlage (10), Kühlflüssigkeit einer Antriebseinheit, Bremsflüssigkeit eines Bremssystems od. dgl. ist.

27. Einrichtung (10) nach einem der Ansprüche 14 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Umgebungstemperaturfühler (38, 40, 42) vorgesehen ist.

28. Einrichtung (10) nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Umgebungstemperaturfühler (38) an der Windschutzscheibe (26) eines Fahrzeuges angeordnet ist.

29. Einrichtung (10) nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Umgebungstemperaturfühler an einem Scheinwerferglas eines Fahrzeuges angeordnet ist.

30. Wascheranlage (10) eines Fahrzeuges mit einer Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 29.