DE102008021382A1

DE102008021382A1 - Method for computer aided current determination of fluid level of tank of motor vehicle windshield wiper system, involves determining fluid level of tank by discharges

Info

Publication number: DE102008021382A1
Application number: DE102008021382A
Authority: DE
Inventors: Roman Dr. Morawek; Jörg Sandmann
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2008-04-29
Filing date: 2008-04-29
Publication date: 2009-11-12
Anticipated expiration: 2028-04-30
Also published as: DE102008021382B4

Abstract

The method involves determining fluid level of a tank (3) by discharges with manipulations of a windshield wiper system (2). The tank is refilled by provided supplies and computation of the difference between the discharges. An independent claim is included for a device for current determination of fluid level of a tank of a motor vehicle windshield wiper system.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur rechnergestützten laufenden Ermittlung des Füllstands eines Flüssigkeitsbehälters einer Kraftfahrzeug-Scheibenwaschanlage.The The invention relates to a method and a device for computer-aided running Determination of the level a liquid container of a Motor vehicle windscreen washer.

In Kraftfahrzeugen gibt es in der Regel keine Füllstandsmessung von Scheibenwaschanlagen, und demgemäß werden Kraftfahrzeugfahrer immer wieder in unangenehmer Weise überrascht, wenn der Flüssigkeitsbehälter der Scheibenwaschanlage leer ist und keine Waschflüssigkeit mehr zur Reinigung etwa der Windschutzscheibe zur Verfügung steht. Dies ist nicht nur unangenehm, sondern auch gefährlich, da dann wegen der nicht möglichen Reinigung der Windschutzscheibe die Sicht wesentlich behindert wird. Nichtsdestoweniger wird selbst in modernen Kraftfahrzeugen der gehobeneren Klassen in der Regel keine elektronische Messung des Füllstandes der Scheibenwaschanlage vorgesehen, da eine elektronische Füllstands-Messeinrichtung mit einem im Behälter eingebauten Pegelsensor, der mit entsprechenden Stromversorgungsmitteln sowie Anzeigeelementen im Kraftfahrzeuginneren verbunden werden muss, im Hinblick auf diese Messeinrichtung sowie die notwendige Verkabelung im Kraftfahrzeug verhältnismäßig hohe Kosten verursacht. Es gibt daher keine Warnung für den Lenker des Kraftfahrzeugs, wenn sich der Füllstand im Waschmittelbehälter dem Leerzustand nähert, und die einzige Möglichkeit, hier vorzusorgen, besteht darin, dass der Kraftfahrzeuglenker von Zeit zu Zeit selbst direkt im Motorraum den Flüssigkeitsstand im Flüssigkeitsbehälter der Scheibenwaschanlage überprüft. Dies wird jedoch sehr häufig vergessen bzw. vernachlässigt.In Motor vehicles there is usually no level measurement of windscreen washers, and accordingly Automobile driver repeatedly surprised in an unpleasant way, when the liquid container of Windscreen washer is empty and no more washing liquid for cleaning about the windshield is available. this is not only unpleasant, but also dangerous because then because of the impossible Cleaning the windscreen significantly obstructs the view. Nonetheless, even in modern motor vehicles, the more upmarket Classes usually no electronic level measurement the windscreen washer provided as an electronic level measuring device with one in the container built-in level sensor, with appropriate power supply means and display elements are connected in the vehicle interior must, with regard to this measuring device as well as the necessary Cabling in the motor vehicle causes relatively high costs. There is therefore no warning for the handlebar of the motor vehicle when the level in the detergent container the Empty condition approaches, and the only way to provide here, is that the driver of From time to time, even in the engine compartment, the fluid level in the fluid container Windscreen washer checked. This but it becomes very common forgotten or neglected.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine kostengünstige Technik zur zumindest ungefähren laufenden Ermittlung des Füll stands der Waschflüssigkeit im Flüssigkeitsbehälter einer Kfz-Scheibenwaschanlage vorzuschlagen, ohne dass hierfür ein eigener Füllstandsmesser mit entsprechender Schaltung erforderlich wäre. Die Erfindung zielt dabei darauf ab, bereits vorhandene elektronische Elemente im jeweiligen Kraftfahrzeug zu nützen. Insofern ist es auch Aufgabe der Erfindung, eine Technik zur Ermittlung des Füllstands der Scheibenwaschanlage vorzuschlagen, die auch in bestehenden Kraftfahrzeugen im Nachhinein noch implementiert werden kann. Die Erfindung basiert dabei auf dem Gedanken, den Füllstand nicht durch zusätzliche Messelemente zu erfassen, sondern anhand von zur Verfügung stehenden Informationen zu berechnen.task The invention is therefore an inexpensive technique for at least approximate ongoing determination of the filling level the washing liquid in the liquid container one To propose car windscreen washer system, without having its own level meter would be required with appropriate circuit. The invention aims from existing electronic elements in each To use motor vehicle. In this respect, it is also an object of the invention to provide a technique for detection the level to suggest the windscreen washer system, which is also used in existing motor vehicles in hindsight still can be implemented. The invention is based doing so on the thought, the level not by additional To detect measuring elements, but on the basis of available To calculate information.

Zur Lösung der gestellten Aufgaben sieht die Erfindung ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zur Füllstandsermittlung wie in den unabhängigen Ansprüchen definiert vor. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.to solution the tasks set, the invention provides a method or a Device for level detection as in the independent ones claims defined before. Advantageous embodiments and further developments are specified in the dependent claims.

Bei der vorliegenden Technik gelingt es, ohne direkte Rückmeldung aus dem Flüssigkeitskreislauf der Scheibenwaschanlage die Füllstandsmenge im Flüssigkeitsbehälter zu bestimmen. Dies wird im Wesentlichen dadurch bewerkstelligt, dass alle Zuflüsse zum und Abflüsse vom Behälter erfasst und über die Zeit „integriert” werden. Im Einzelnen können dabei die Zuflüsse, also das Nachfüllen des Behälters, einfach so erfasst werden, dass auf einen vorgegebenen ursprünglichen Voll-Füllstand, also den Ausgangszustand, zurückgekehrt wird, etwa in Form eines System-Resets. Im Zuge einer derartigen Rücksetzung des Systems kann ein in einem Speicher abgelegter vorgegebener Voll-Füllstand für den neuerlichen Beginn der Füllstandserfassung ausgelesen und zugrundegelegt werden. Was die Abflüsse bzw. Abflussmengen betrifft, so können diese bei den einzelnen Betätigungen der Scheibenwaschanlage abhängig von der Dauer dieser Betätigungen ermittelt werden, wobei die so im Laufe der Zeit erhaltenen Abflussmengen jeweils vom gerade gegebenen Füllstand subtrahiert werden, und zwar solange, bis der Behälter wieder nachgefüllt wird, wobei dann bei einer entsprechenden Rücksetz-Eingabe das jeweilige bisherige Ermittlungsergebnis verworfen und die Füllstands-Ermittlung ausgehend von dem Voll-Füllstand neu gestartet wird. Für diese Datenspeicherung ebenso wie für die zeitliche Erfassung der Betätigungen der Scheibenwaschanlage können als Erfassungsmittel bzw. Rechenmittel im jeweiligen Kraftfahrzeug vorhandene Mittel, wie insbesondere ein mehr oder weniger aufwendig gestalteter Bordcomputer, eingesetzt werden. Es ist bereits Stand der Technik, einen Betätigungshebel zur Aktivierung der Scheibenwaschanlage über den Bordcomputer mit dem zum Pumpen der Waschflüssigkeit vorgesehenen Pumpen-Motor zu verbinden, so dass der Beginn und das Ende von derartigen Aktivierungen der Scheibenwaschanlage als Information im Bordcomputer bzw. in einem sogenannten Body Control Modul, nachstehend auch kurz Steuereinheit genannt, zur Verfügung stehen. Die beispielsweise durch den Bordcomputer realisierten Rechenmittel können weiters zur möglichst genauen Füllstandsermittlung nicht nur eine einfache lineare Mengenberechnung durchführen, sondern auch Systemparameter mitberücksichtigen. Beispielsweise können Konstanten, die die Pumpe mit ihrem Motor sowie die Flüssigkeitsleitung zu jeweiligen Düsen beschreiben, der Berechnung zugrunde gelegt werden, ebenso wie die jeweils am Motor anliegende elektrische Betriebsspannung, die erfahrungsgemäß nicht konstant ist, sondern sogar in relativ starkem Ausmaß schwanken kann. Für besonders genaue Berechnungen ist es auch denkbar, dass das Anlaufen der Pumpe bei einer Betätigung der Waschanlage durch eine empirisch ermittelten Korrekturgröße berücksichtigt wird.at The present technique succeeds without direct feedback from the fluid circuit the windscreen washer the level in the liquid container too determine. This is essentially accomplished by all inflows to and from from the container captured and over the time will be "integrated". In detail, you can while the tributaries, So the refilling the container, just be captured that on a given original Full-level, So the initial state, returned is, for example in the form of a system reset. In the course of such a reset The system may store a predetermined full level stored in a memory for the renewed Start of level detection be read out and used as a basis. What the drains or Flow rates are concerned, so this at the individual actuations the windscreen washer system dependent on the duration of these activities be determined, with the thus obtained in the course of time drainages each of the currently given level be subtracted, and that until the container again refilled is, then in a corresponding reset input the respective previous Evaluation result discarded and the level determination starting from the full level is restarted. For This data storage as well as for the time recording of operations the windscreen washer can as detection means or computing means in the respective motor vehicle existing means, in particular a more or less expensive designed on-board computer, are used. It is already standing technology, an operating lever to activate the windscreen washer system via the on - board computer with the for pumping the washing liquid provided pump motor to connect, so the beginning and the End of such activations of the windscreen washer as information in the on-board computer or in a so-called body control module, below also called control unit for short, will be available. The example Computer resources realized by the on-board computer can continue as possible exact level determination not just perform a simple linear quantity calculation, but also take system parameters into account. For example, you can Constants that the pump with its motor as well as the fluid line to respective nozzles describe the calculation, as well as the respective ones on the motor voltage applied electrical operating voltage, the experience does not is constant, but may even fluctuate to a relatively large extent. For special accurate calculations, it is also conceivable that the startup of the pump at one operation the car wash taken into account by an empirically determined correction value becomes.

Ganz allgemein hat es sich bei Versuchen als vorteilhaft erwiesen, für die laufende Füllstandsermittlung, die durch die Pumpe bewirkten zeitabhängigen momentanen Flüssigkeitsströme I(t) gemäß der linearen Bezeichnung I(t) = I0 + k·(U(t) – U0)zu berechnen, wobei

I₀: ein durch die Pumpe bei Nenn-Pumpleistung bewirkter konstanter Flüssigkeitsstrom,
U(t): die momentane Betriebsspannung,
U₀: die Nenn-Betriebsspannung am Pumpen-Motor, z. B. 12 V, und
k: eine von der jeweiligen Anlage abhängige, empirisch ermittelbare Konstante ist.

In general, it has proved to be advantageous in experiments, for the current level determination, the time-dependent instantaneous liquid flows I (t) caused by the pump in accordance with the linear designation I (t) = I 0 + k · (U (t) - U 0 ) to calculate, where

I ₀: a constant fluid flow caused by the pump at rated pump power,
U (t): the instantaneous operating voltage,
U ₀: the nominal operating voltage at the pump motor, z. B. 12 V, and
k: is an empirically determined constant dependent on the respective system.

Beim Ermitteln des jeweiligen Füllstands hängt die Genauigkeit der Füllstandsermittlung naturgemäß davon ab, wie genau der Flüssigkeitsbehälter beim Nachfüllen „voll” gefüllt wird. Hier sind gewisse Schwankungen gegeben, und insofern reicht es in den meisten Fällen auch aus, für die Berechnung der Ablaufmengen bei Betätigung der Scheibenwaschanlage Vereinfachungen vorzunehmen. Es ist, wie sich gezeigt hat, daher güstig, wenn die momentane Betriebsspannung U(t) für das jeweilige Wasch-Betätigungsintervall Δt näherungsweise konstant gesetzt und die jeweilige (negative) Füllstandsänderung Q_ab durch Multiplizieren des Flüssigkeitsstroms I(t) mit dem Zeitintervall Δt, also Q_ab = Δt·I(t), berechnet wird.When determining the respective fill level, the accuracy of the fill level detection naturally depends on how accurately the liquid container is "filled" during refilling. There are certain fluctuations here, and to that extent, in most cases it is also sufficient to make simplifications for the calculation of the discharge quantities when the windscreen washer is operated. It has, as has been shown, therefore benign when the current operating voltage U (t) for the respective wash actuation interval .DELTA.t set approximately constant and the respective (negative) level change Q _ab by multiplying the fluid flow I (t) with the time interval .DELTA.t , ie Q _ab = Δt · I (t), is calculated.

Vorzugsweise wird weiters ein Mindest-Füllstand, beispielsweise 10% des Voll-Füllstands, vorgegeben, und der ermittelte Füllstandswert wird durch Vergleichsmittel laufend mit dem vorgegebenen Mindest-Füllstand verglichen; beim Unterschreiten des Mindest-Füllstands wird durch die Vergleichsmittel ein Warnsignal ausgelöst, d. h. ein Warnmittel aktiviert, wobei es sich hierbei bevorzugt um ein optisches Warnmittel, d. h. eine Warnlampe, oder aber um eine Anzeige im Display eines entsprechend ausgebildeten Bordcomputers handeln kann.Preferably will also be a minimum level, for example, 10% of the full level, predetermined, and the determined level value becomes constant by comparing means with the given minimum level compared; falls below the minimum level is by the comparison means a warning signal is triggered, d. H. a warning means activated, which is preferably to an optical warning means, d. H. a warning lamp, or one at a time Display in the display of a suitably trained on-board computer can act.

Die Rechenmittel können von Betriebsspannungs-Messmitteln, die die tatsächliche am Pumpen-Motor anliegende Spannung erfassen, entsprechende Spannungswerte übermittelt erhalten, um so abhängig von dieser tatsächlichen Betriebsspannung und somit von der durch die Pumpe tatsächlich bewirkte Durchflussmenge die Abflussmengen über die Zeit zu ermitteln. Alterna tiv kann dazu der Spannungspegel an der Steuereinheit gemessen und als Rechengröße für alle Pumpen verwendet werden. Dies ist deshalb möglich, weil die Bordnetzspannung zwar stark zwischen 9 und 16 V schwankt, dann aber im ganzen Fahrzeug ähnlich hoch ist.The Calculation means can of operating voltage measuring means, the actual voltage applied to the pump motor Capture voltage, corresponding voltage values received, so depending on this actual Operating voltage and thus of the actually caused by the pump Flow rate to determine the flow rates over time. Alternatively, the voltage level at the control unit can be measured and as a calculation size for all pumps be used. This is possible because the vehicle electrical system voltage varies greatly between 9 and 16 V, but then the same height throughout the vehicle is.

Es sei erwähnt, dass eine Kfz-Scheibenwaschanlage in der Praxis nicht nur zur Reinigung einer Windschutzscheibe, sondern auch zur Reinigung einer Heckscheibe sowie auch zur Reinigung von Frontscheinwerfern eingesetzt werden kann und häufig wird, so dass die vorliegende Technik entsprechend auf die Überwachung der Betätigungen der Pumpen für die Windschutzscheibenreinigung, für die Heckscheibenreinigung und gegebenenfalls auch für die Frontscheinwerfer, sofern diese getrennt von der Windschutzscheibenreinigung angesteuert wird, in Summe zu beziehen ist. Mit anderen Worten, es sind die einzelnen Betätigungen von beispielsweise insgesamt drei Pumpen gesondert zu erfassen und hinsichtlich der dadurch gegebenen Abflussmengen zu addieren, wenn die Gesamt-Abflussmengen vom jeweiligen Behälter-Füllstand subtrahiert werden. Sofern dabei gesonderte Pumpen bzw. Pumpen-Motoren eingesetzt werden, sind auch dementsprechend unterschiedliche Parameter zu berücksichtigen, wenn die jeweiligen Abflussmengen ermittelt werden, ebenso wie durch die unterschiedlichen Leitungssysteme und Düsen gegebenen verschiedenen Systemkonstanten.It be mentioned that a car windscreen washer in practice is not just for cleaning a windscreen, but also for cleaning a rear window as well as for the cleaning of headlights are used can and often so that the present technique to monitor accordingly the actuations the pumps for the windshield cleaning, for the rear window cleaning and possibly also for the headlights, provided they are separate from the windshield cleaning is driven, in sum is to refer. In other words, These are the individual activities For example, to detect a total of three pumps separately and in terms to add the discharge amounts given by it, if the total outflow amounts of the respective Tank level be subtracted. If there are separate pumps or pump motors are used accordingly, are also correspondingly different parameters to take into account, though the respective outflow quantities are determined, as well as by the different piping systems and nozzles given different System constants.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Zeichnung noch weiter erläutert. Im Einzelnen zeigen in der Zeichnung:The Invention will be described below by means of embodiments and below Reference to the drawings further explained. Show in detail in the drawing:

1 ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung zur laufenden Ermittlung des Füllstands einer Scheibenwaschanlage, die in wesentlichen Teilen ebenfalls veranschaulicht ist; 1 a schematic block diagram of an apparatus for continuously determining the level of a windscreen washer, which is also illustrated in essential parts;

2 ein schematisches Diagramm zur Darstellung von Zuflüssen (Füllungen) und Abflüssen einer solchen Scheibenwaschanlage über der Zeit; und 2 a schematic diagram showing the inflows (fillings) and outflows of such a windscreen washer system over time; and

3 schematisch in einem Detail-Diagramm einen Anlaufvorgang bei einer Pumpenbetätigung, mit einer entsprechenden Auswirkung bei der Ermittlung der zugehörigen Ablaufmenge bzw. einer zur Berücksichtigung dieses Umstands möglichen Korrekturgröße. 3 schematically in a detailed diagram of a start-up process in a pump operation, with a corresponding effect in the determination of the associated flow rate or a possible to take account of this circumstance correction value.

In 1 ist schematisch eine Vorrichtung 1 zur laufenden Ermittlung des Füllstands einer Scheibenwaschanlage in Zuordnung zu einer Scheibenwaschanlage 2 veranschaulicht. Bei einer herkömmlichen Scheibenwaschanlage 2 ist der Behälter 3 für die Waschflüssigkeit über ein Schlauch- oder Leitungssystem 4 mit entsprechenden Pumpen P1, P2, P3 (allgemein P) verbunden, die von elektrischen Motoren M1, M2, M3 (allgemein M) angetrieben werden. Jeder Motor M bzw. jede Pumpe P steuert das Waschen einer Komponente, wie z. B. einer Windschutzscheibe, einer Heckscheibe und der Frontscheinwerfer (nicht dargestellt). Der Flüssigkeitsbehälter 3 ist üblicherweise im Motorraum des Kraftfahrzeugs (nicht gezeigt) untergebracht und wird in der Regel vom Benützer des Kraftfahrzeugs befüllt. Je nach Ausführung des Kraftfahrzeugs kann es auch sein, dass keine Waschanlage für eine Heckscheibe vorhanden ist, etwa im Fall von herkömmlichen Limousinen, und auch für die Reinigung der Frontscheinwerfer ist häufig keine Waschanlage eingebaut. In einem solchen Fall reduziert sich der gezeigte Flüssigkeitskreislauf auf ein System mit einer einzigen Pumpe P (bzw. P1) samt zugehörigem Motor M (bzw. M1) für die Reinigung der Windschutzscheibe. Wenn daher nachstehend von einer Pumpe P bzw. einem Motor M die Rede ist, so ist dies immer so zu verstehen, dass darunter auch zwei oder mehr (drei) Pumpen bzw. Motoren fallen.In 1 is schematically a device 1 for the continuous determination of the level of a windscreen washer in association with a windscreen washer 2 illustrated. In a conventional windscreen washer 2 is the container 3 for the washing liquid via a hose or pipe system 4 connected to respective pumps P1, P2, P3 (generally P) driven by electric motors M1, M2, M3 (generally M). Each motor M or pump P controls the washing of a component, such. As a windshield, a rear window and the headlight (not shown). The liquid container 3 is usually housed in the engine compartment of the motor vehicle (not shown) and is used in the Usually filled by the user of the motor vehicle. Depending on the design of the motor vehicle, it may also be that no washer for a rear window is present, such as in the case of conventional sedans, and also for the cleaning of the headlights often no car wash is installed. In such a case, the fluid circuit shown reduced to a system with a single pump P (or P1) and associated motor M (or M1) for cleaning the windshield. Therefore, if below a pump P or a motor M is mentioned, it is always to be understood that fall under two or more (three) pumps or motors.

Zur Betätigung der Waschanlage, d. h. des oder der Pumpen-Motoren M, gibt es ein Bedieninstrument, d. h. Betätigungselement S, im Bereich des Lenkrads, im Allgemeinen einen Taster oder Hebel, so dass der Benützer des Kraftfahrzeugs den gewünschten Waschvorgang starten kann. Zumeist ist ein Intervall vorgegeben, während dessen Flüssigkeit aus dem Behälter 3 gepumpt und auf die zu reinigende Komponente gespritzt wird. Denkbar ist es aber auch, mit Hilfe des jeweiligen Betätigungselements S1, S2 oder S3 (allgemein S) das Betätigungsintervall vorzugeben, d. h. nicht nur den Startzeitpunkt, sondern auch den Endzeitpunkt des Spritzvorgangs festzulegen. So oder so wird während des Betätigungsintervalls, während der Aktivierung des jeweiligen Motors M und damit der Pumpe P, Flüssigkeit aus dem Behälter 3 gepumpt und der zu reinigenden Komponente zugeführt. Diese zeitliche Information über die Betätigung des jeweiligen Pumpen-Motors M liegt in einer Steuereinheit 5, auch Body Control Modul genannt, vor. Diese Steuereinheit 5 ist für die Aktivierung des jeweiligen Pumpen-Motors M verantwortlich, wie auch im Übrigen für die mechanische Betätigung eines zugehörigen – hier nicht näher veranschaulichten – Scheibenwischers. Um diese vorhandenen Informationen auszuwerten, und um daraus den jeweiligen Füllstand zu ermitteln, ist es grundsätzlich notwendig, alle Zuflüsse zum Behälter 3 und Abflüsse aus dem Behälter 3 über die Zeit aufzusummieren bzw. zu integrieren.For actuating the washing system, ie, the one or more pump motors M, there is an operating instrument, ie actuating element S, in the region of the steering wheel, generally a button or lever, so that the user of the motor vehicle can start the desired washing process. In most cases, an interval is given while the liquid from the container 3 pumped and sprayed onto the component to be cleaned. It is also conceivable, however, with the help of the respective actuating element S1, S2 or S3 (generally S) to specify the actuation interval, ie not only the start time, but also the end time of the injection process. Either way, during the actuation interval, during the activation of the respective motor M and thus of the pump P, liquid will escape from the container 3 pumped and fed to the component to be cleaned. This time information about the operation of the respective pump motor M is located in a control unit 5 , also called body control module, before. This control unit 5 is responsible for the activation of the respective pump motor M, as well as otherwise for the mechanical actuation of an associated - not illustrated here - windscreen wiper. In order to evaluate this existing information, and to determine the respective level, it is basically necessary to all inflows to the container 3 and drains from the container 3 Sum up or integrate over time.

Die Steuereinheit 5 kann wie in 1 schematisch gezeigt im Detail ein Ansteuerungsmodul 6 für die Motoren M enthalten, und zusätzlich ist ein Timer (Zeitmesskreis) 7 zugeordnet, so dass über eine entsprechende Schnittstelle 8 ein entsprechendes Zeitsignal betreffend die Aktivierungszeit an Rechenmittel 9 abgegeben werden kann.The control unit 5 can be like in 1 schematically shown in detail a drive module 6 for the motors M included, and additionally a timer (timing circuit) 7 assigned so that via an appropriate interface 8th a corresponding time signal relating to the activation time to computing means 9 can be delivered.

Diesem Rechenmittel 9 ist eine Eingabeeinheit 10 zur Eingabe von Systemparametern zugeordnet, wobei die Systemparameter als Konstante in einem Speicher 11 abgelegt werden können. Weiters ist dem Rechenmittel 9 ein Messwertspeicher 12 zugeordnet, in dem laufend der berechnete Füllstand abgespeichert wird.This means of calculation 9 is an input unit 10 assigned to the input of system parameters, the system parameters as a constant in a memory 11 can be stored. Furthermore, the means of calculation 9 a measured value memory 12 assigned, in which the calculated level is constantly stored.

Die Rechenmittel 9 erhalten weiters von Spannungsüberwachungsmitteln 13 der Steuereinheit 5 laufend Informationen über die tatsächliche Höhe der (jeweiligen) Betriebsspannung U bzw. U1, U2, U3 der Pumpen-Motoren M bzw. M1, M2, M3. Im Idealfall ist die Betriebsspannung der Pumpen-Motoren konstant und gleich einem Nennwert U1', U2' bzw. U3'. Insbesondere kann auch vorgesehen sein, dass die Nenn-Betriebsspannungen für alle drei Motoren M1, M2, M3 (sofern drei Motoren vorhanden sind) gleich sind, z. B. 12 V betragen. Erfahrungsgemäß kann jedoch die Bordnetzspannung in einem Kraftfahrzeug beträchtlich schwanken, beispielsweise zwischen 9 V und 16 V, und dementsprechend kann sich die Ist-Betriebsspannung U1, U2, U3 von der Nenn-Betriebsspannung U1', U2', U3' unterscheiden. Es ist aber auch vielfach gerechtfertigt, davon auszugehen, dass die Ist-Betriebsspannung für alle drei Motoren der Spannung an der Steuereinheit 6 entspricht. Eine derartige variierende Ist-Betriebsspannung wirkt sich naturgemäß auf die Förderleistung der zugehörigen Pumpen P aus, so dass auch die Ablaufmengen dementsprechend unterschiedlich sein können. Daher sieht die vorliegende Vorrichtung 1 eine Berücksichtigung der jeweiligen tatsächlichen Ist-Betriebsspannung U(t) vor.

Bezeichnet

Q(t): die Flüssigkeitsmenge zum Zeitpunkt t
Q_fill(t₀, t₁): die vom Benützer nachgefüllte Flüssigkeitsmenge im Zeitintervall von t₀ bis t₁
I_k(t): den Flüssigkeitsstrom des k-ten Motors (mit z. B. k = 1, 2, 3) zum Zeitpunkt t und
n: die Anzahl der Motoren (also z. B. n = 3),

dann gilt:

The calculating means 9 get further from voltage monitors 13 the control unit 5 information about the actual level of the (respective) operating voltage U or U1, U2, U3 of the pump motors M or M1, M2, M3. Ideally, the operating voltage of the pump motors is constant and equal to a nominal value U1 ', U2' or U3 '. In particular, it can also be provided that the rated operating voltages for all three motors M1, M2, M3 (if three motors are present) are the same, z. B. 12 V amount. Experience has shown, however, that the vehicle electrical system voltage in a motor vehicle can fluctuate considerably, for example between 9 V and 16 V, and accordingly the actual operating voltage U1, U2, U3 may differ from the nominal operating voltage U1 ', U2', U3 '. However, it is also often justified to assume that the actual operating voltage for all three motors is the voltage at the control unit 6 equivalent. Such a varying actual operating voltage naturally has an effect on the delivery rate of the associated pumps P, so that the outflow quantities can also be correspondingly different. Therefore, the present device provides 1 a consideration of the respective actual actual operating voltage U (t).

Designated

Q (t): the amount of liquid at time t
Q _fill (t ₀ , t ₁ ): the amount of liquid replenished by the user in the time interval from t ₀ to t ₁
I _k (t): the fluid flow of the k-th engine (with eg k = 1, 2, 3) at time t and
n: the number of motors (eg, n = 3),

then:

Es lässt sich daher die Änderung des Flüssigkeitsstandes beobachten, indem 1. die nachgefüllte Flüssigkeitsmenge Q_fill und 2. der Flüssigkeitsstrom I_k der Motoren M_k (k = 1, 2, 3) gemessen wird.It is therefore possible to observe the change in the liquid level by measuring 1. the refilled liquid quantity Q _fill and 2. the liquid flow I _{k of} the motors M _k (k = 1, 2, 3).

Die nachgefüllte Flüssigkeitsmenge Q_fill lässt sich nicht direkt bestimmen. Üblicherweise erfolgt das Nachfüllen der Reinigungsflüssigkeit jedoch derart, dass der Behälter 3 danach voll gefüllt ist. Es ist daher ausreichend, in diesem Fall über ein vorhandenes Eingabe- bzw. Bedienelement 14 den Voll-Zustand zu melden. Dafür können beispielsweise bereits vorhandene Elemente, wie der Knopf für den Tageskilometerzähler oder ein Bedienelement des Bordcomputers, verwendet werden. Der Benützer bzw. die nachfüllende Werkstatt muss jedoch darauf achten, das Nachfüllen zu melden. Diese Meldung dient gleichzeitig zum Rücksetzen bzw. Initialisieren des Systems. Eventuell in der Vergangenheit aufgetretene Messungenauigkeiten oder Fehlbedienungen werden dadurch wieder eliminiert. Sollte der Benützer diese Initialisierung beim Nachfüllen vergessen (oder er füllt den Behälter nicht vollständig nach), so führt dies zwar zu einer potentiell falschen Füllstandsanzeige, hat aber sonst keine negativen Auswirkungen. Bei einem folgenden Nachfüllen ist der Fehler auch wieder behoben. Sofern eine derartige Rücksetzung bzw. Initialisierung nicht vorgenommen oder aber der Behälter 3 nicht vollständig gefüllt wird, kann zwar ein niedrigerer oder aber höherer Füllstand als tatsächlich gegeben von der Vorrichtung 1 ermittelt werden, jedoch ist es nicht notwendig, den jeweiligen Füllstand laufend anzuzeigen, vielmehr genügt es, wenn – wie nachstehend noch näher erläutert werden wird – für den Benützer bei Unterschreiten eines vorgegeben Schwellwerts, d. h. Mindest-Füllstands, ein Warnsignal, beispielsweise durch Aktivieren einer Warnlampe 15, erzeugt wird. Diese Anzeige kommt im Fall einer nicht durchgeführten Rücksetzung des Systems früher als notwendig, im Fall eines nicht vollständigen Befüllens des Behälters 3 verspätet, wobei jedoch genügend Sicherheit gegeben sein kann, wenn als Mindest-Füllstand beispielsweise 10% des Voll-Füllstands vorgegeben werden, da kaum anzunehmen ist, dass beim Nachfüllen des Behälters dieser nur zu 90% gefüllt wird.The refilled liquid quantity Q _fill can not be determined directly. Usually, however, the refilling of the cleaning liquid takes place in such a way that the container 3 then it is full. It is therefore sufficient, in this case via an existing input or operating element 14 to report the full condition. For example, existing elements, such as the button for the trip odometer or a control of the on-board computer, can be used. However, the user or the refilling workshop must be careful to report the refilling. This message serves at the same time to reset or initialize the system. Any measurement inaccuracies or incorrect operations that have occurred in the past will be eliminated. If the user forgets this initialization during refilling (or he does not completely refill the container), this leads to a potentially incorrect level indicator, but otherwise has no negative effects. In a subsequent refilling the error is also fixed again. Unless such a reset or initialization is made or the container 3 is not completely filled, although a lower or higher level than actually given by the device 1 be determined, but it is not necessary to constantly display the respective level, but it is sufficient if - as will be explained in more detail below - for the user falls below a predetermined threshold, ie minimum level, a warning signal, for example by activating a warning light 15 , is produced. This indication occurs earlier than necessary in the case of a failure to reset the system, in case of incomplete filling of the container 3 delayed, but with sufficient security can be given if the minimum level, for example, 10% of the full level specified, since it is unlikely that when refilling the container this is filled to only 90%.

In 1 ist veranschaulicht, dass mit Hilfe des Rücksetz-Eingabeelements 14 beispielsweise der Messwert-Speicher 12, der dem Rechenmittel 9 zugeordnet ist, rückgesetzt wird, d. h. auf den vollen Füllstand gesetzt wird, der vorgegeben ist. Für diese Eingabe kann, wie erwähnt, beispielsweise der Knopf für den Tageskilometerzähler verwendet werden, wobei durch entsprechende Implementierung etwa des Bordcomputers vorgesehen wird, dass dieser Rücksetzvorgang dann ausgelöst wird, wenn der Knopf des Tageskilometerzählers länger als beispielsweise 3 Sekunden gedrückt gehalten wird.In 1 is illustrated with the help of the reset input element 14 for example, the measured value memory 12 that's the means of calculation 9 is assigned, is reset, that is set to the full level, which is predetermined. For this input, as mentioned, for example, the button for the trip odometer are used, it being provided by appropriate implementation of about the onboard computer that this reset operation is triggered when the button of the trip meter is pressed longer than for example 3 seconds.

Wie weiter aus 1 ersichtlich ist, ist ein Vergleichsmittel 16 an den Ausgang der Rechenmittel 9 angeschlossen, um so den von den Rechenmitteln 9 ermittelten und abgegebenen Füllstand mit dem durch Referenzwert-Vorgabemittel 17 vorgegebenen, in Speichermitteln 18 abgespeicherten Mindest-Füllstand zu vergleichen und so bei Unterschreitung dieses Mindest-Füllstands die Warnmittel, z. B. die Warnlampe 15, zu aktivieren.How farther 1 is apparent, is a comparison means 16 to the output of the computing means 9 connected, so by the means of calculation 9 determined and delivered level with the by reference value specification means 17 predetermined, in storage means 18 to compare stored minimum level and so falls below this minimum level, the warning means, such. B. the warning lamp 15 , to activate.

Die Steuereinheit 5, die Rechenmittel 9 samt Speichermitteln 11, 12 sowie die Vergleichsmittel 16 samt Speichermittel 18 können durch das jeweilige Kfz-Bordcomputersystem realisiert sein, wie in 1 schematisch mit gestrichelter Linie 19 veranschaulicht ist.The control unit 5 , the calculating means 9 including storage devices 11 . 12 and the comparison means 16 including storage media 18 can be realized by the respective on-board computer system, as in 1 schematic with dashed line 19 is illustrated.

Ganz allgemein entspricht der vom Behälter 3 von der jeweiligen Pumpe P abgepumpte, d. h. abfließende, Flüssigkeitsstrom I(t), der der zu reinigenden Komponente, z. B. Windschutzscheibe, zugeführt wird, einer Funktion f, die abhängig ist von Parametern des k-ten Motors, der k-ten Pumpe und dem zugehörigen k-ten Leitungssystem; weiters ist dieser Flüssigkeitsstrom I(t) auch wie erwähnt abhängig von der Betriebsspannung U, und allgemein kann, wenn die Aktivierungszeit der k-ten Pumpe mit t₀ bis t₁ bezeichnet wird, der Flüssigkeitsstrom I_k(t) wie folgt als Funktion angeschrieben werden: Ik(t) = fk·(t0, t, U) In general, it corresponds to the container 3 pumped from the respective pump P, ie effluent, liquid flow I (t) of the component to be cleaned, for. As windshield, a function f, which is dependent on parameters of the k-th engine, the k-th pump and the associated k-th pipe system; Further, as noted, this liquid flow I (t) is also dependent upon the operating voltage U, and generally, when the activation time of the k-th pump is designated t ₀ through t ₁ , the fluid flow I _k (t) is written as a function as follows become: I k (t) = f k · (T 0 , t, U)

Diese Funktion hängt somit vom verwendeten Motor M_k, von der Bordnetzspannung U, vom Startzeitpunkt t₀, der Pumpaktivierung sowie der aktuellen Zeit t ab. Die Abhängigkeit von der Startzeit t₀ zusammen mit der aktuellen Zeit t ergibt sich daraus, dass die Pumpleistung im Motoranlauf steigend ist, bis diese den stationären Wert einnimmt. Als Vereinfachung kann – wie erwähnt – auch lediglich ständig mit dem stationären Wert gerechnet werden, was eine Vernachlässigung des Pumpen-Anlaufs bedingt. Die Funktion f entspricht direkt der Charakteristik der eingesetzten Pumpe in Zusammenhang mit dem Strömungswiderstand des hydraulischen Systems. Es handelt sich daher um Systemkonstanten, die einmalig berechnet bzw. gemessen werden können und als Parameter in geeigneter Weise im Steuergerät (Speicher 11) abgelegt werden. Ist dies für die Charakteristik einer speziellen Pumpe P notwendig, können auch weitere Parameter in die Berechnung des Flüssigkeitsstroms aufgenommen werden, wie beispielsweise die Umgebungstemperatur.This function thus depends on the motor M _{k used} , on the vehicle electrical system voltage U, on the starting time t ₀ , the pump activation and the current time t. The dependence on the starting time t ₀ together with the current time t results from the fact that the pump power at the motor starting is increasing until it assumes the steady state value. As a simplification, as mentioned, only the steady-state value can be constantly calculated, which neglects the pump start-up. The function f corresponds directly to the characteristics of the pump used in connection with the flow resistance of the hydraulic system. They are therefore system constants that can be calculated or measured once and used as parameters in the control unit (memory 11 ) are stored. If this is necessary for the characteristic of a specific pump P, other parameters can also be included in the calculation of the liquid flow, such as the ambient temperature.

Durch das beschriebene permanente Bestimmen der Flüssigkeitsstands-Änderung kann eine Verfolgung der Füllmenge erreicht werden. Beim eingestellten Schwellenwert, wie beispielsweise einer Restmenge von 10%, erfolgt eine Warnungsmitteilung (Warnlampe 15). Damit wird vermieden, dass der Fahrer durch den Umstand überrascht wird, plötzlich keine Scheibenwaschflüssigkeit mehr zu haben.By the described permanent determination of the liquid level change, a tracking of the filling amount can be achieved. When set threshold, such as a residual amount of 10%, a warning message (warning lamp 15 ). This avoids that the driver is surprised by the fact suddenly to have no more windshield washer fluid.

Für eine Vereinfachung der Berechnung eines allgemeinen Pumpen-Flüssigkeitsstroms I(t) kann auch eine bloße lineare Abhängigkeit von der Bordnetzspannung U(t) wie folgt angenommen werden: I(t) = I0 + k·(U(t) – U0) For a simplification of the calculation of a general pump fluid flow I (t), a mere linear dependence on the vehicle electrical system voltage U (t) can also be assumed as follows: I (t) = I 0 + k · (U (t) - U 0 )

Darin ist U₀ die Nenn-Betriebsspannung oder Bezugsspannung, zumeist U₀ = 12 V, so dass die vorstehende Beziehung für I(t) wie folgt angeschrieben werden kann: I(t) = I0 + k·(U(t) – U0) In which U _{0 is} the rated operating voltage or reference voltage, usually U ₀ = 12 V, so that the above relationship for I (t) can be written as follows: I (t) = I 0 + k · (U (t) - U 0 )

I₀ ist dabei der konstante Flüssigkeitsstrom, der sich abhängig von den Parametern der Pumpe und des Leitungssystems samt Düse ergibt, wenn die tatsächliche Betriebsspannung der Nenn-Betriebsspannung gleich ist, so dass in der Zeit keine Variationen im Flüssigkeitsstrom I auftreten.In this case, I ₀ is the constant liquid flow, which depends on the parameters of the pump and the piping system together with the nozzle when the actual operating voltage is equal to the nominal operating voltage, so that no variations in the liquid flow I occur over time.

k ist in der vorstehenden Beziehung ein Proportionalitätsfaktor, der anfänglich empirisch für das jeweilige System durch Messen bestimmt wird.k is a proportionality factor in the above relationship; the initial one empirically for the respective system is determined by measuring.

Wenn nun kurze Aktivierungszeiten, d. h. kurzzeitige Betätigungen der jeweiligen Scheibenwaschanlage (wobei hierunter auch z. B. die Anlage für die Reinigung der Frontscheinwerfer zu verstehen ist) angenommen werden, wobei in den jeweiligen kurzen Zeiten die Betriebsspannung nicht schwankt, so ergibt sich für den jeweiligen Kreislauf samt Pumpe ein konstanter Flüssigkeitsstrom I₀. Die vom Behälter 3 abgepumpte Abflussmenge Q kann dann einfach durch Multiplizieren des Flüssigkeitsstroms I₀ mal der Zeit Δt, für die die jeweilige Waschanlage aktiviert wurde, berechnet werden.If now short activation times, ie short-term actuation of the respective windscreen washer system (which is also to be understood, for example, the system for the cleaning of the headlights) are assumed, in which the operating voltage does not fluctuate in the respective short times, the result for the respective Circuit with pump a constant liquid flow I ₀ . The from the container 3 pumped outflow quantity Q can then be calculated simply by multiplying the fluid flow I ₀ times the time Δt for which the respective washer has been activated.

In 2 ist nur ganz schematisch und übertrieben, was die Abflussmengen bei Betätigungen der Scheibenwaschanlage anlangt, ein Verlauf der Füllmenge Q über der Zeit t gezeigt. Dabei ist der vollgefüllte Zustand bei Q_max veranschaulicht, und bei Betätigungen der Scheibenwaschanlage, in den linear abfallenden Bereichen 20, 21 usw., liegen Abflüsse Q_ab vom Behälter 3 vor, die den Füllstand Q im Behälter 3 reduzieren. Dies kann solange geschehen, bis bei einem Punkt 22, zum Zeitpunkt t_x, die vorgegebene Mindest-Füllstandsmenge Q_ref (z. B. 10% von Q_max) unterschritten wird, und ab diesem Zeit punkt ist die Warnlampe 15 aktiviert, bis der Behälter 3 wieder zumindest über die Warnschwelle, bevorzugt natürlich auf den vollen Füllstand Q_max, aufgefüllt wird, was in 2 bei 23 veranschaulicht ist. Mit dem Auffüllen muss natürlich nicht bis zum Unterschreiten des Mindest-Füllstands Q_ref gewartet werden, vielmehr kann auch davor der Behälter 3 wieder aufgefüllt werden, wie in 2 bei 24 gezeigt ist.In 2 is only very schematic and exaggerated, as regards the outflow quantities when operating the windscreen washer system, a curve of the filling amount Q over the time t shown. In this case, the fully filled state at Q _{max is} illustrated, and in operations of the windscreen washer, in the linear sloping areas 20 . 21 etc., drains Q are _off the tank 3 before, the level Q in the container 3 to reduce. This can happen as long as one point 22 , At the time t _x , the predetermined minimum level set Q _ref (eg 10% of Q _max ) is exceeded, and from this point on is the warning lamp 15 activated until the container 3 again at least over the warning threshold, preferably of course to the full level Q _max , is refilled, which is in 2 at 23 is illustrated. Of course, filling does not have to wait until the minimum fill level Q _{ref is} undershot, but the container can also be maintained before that 3 be replenished as in 2 at 24 is shown.

In 3 ist schließlich in einem Detail und auch nur ganz schematisch gezeigt, wie nach dem Starten einer Pumpe zum Zeitpunkt t₀ während eines kurzen Zeitintervalls τ in einer Anlaufphase die Pumpe von einer Förderleistung gleich 0 auf die Betriebs-Förderleistung ansteigt, so dass erst allmählich der Flüssigkeitsstrom I₀ (der sich im Abfall der Kurve 25 in 3 widerspiegelt) erreicht wird. Im Idealfall, d. h. ohne Berücksichtigung eines derartigen Anlaufverhaltens, würde sich ein sofortiges volles Abpumpen und damit ein Verlauf der Abflussmenge gemäß der Kurve 25' in 3 ergeben. Die Differenz kann als Korrekturgröße ΔQ in die Füllstandsermittlung einbezogen werden, wobei diese Korrekturgröße ΔQ ebenfalls einmal für eine bestimmte Pumpe anfangs ermittelt und dann als Parameter abgespeichert wird. Diese Korrektur kann beispielsweise gemäß folgender Beziehung berücksichtigt werden: Q(t) = Qmax – I0Δt + ΔQ In 3 is finally shown in a detail and also only very schematically, as after starting a pump at time t ₀ during a short time interval τ in a start-up phase, the pump increases from a flow rate equal to 0 on the operating flow rate, so that only gradually the liquid flow I ₀ (which is in the fall of the curve 25 in 3 reflects) is achieved. In the ideal case, ie without taking into account such a start-up behavior, an immediate full pumping out and thus a course of the discharge amount according to the curve 25 ' in 3 result. The difference can be included as a correction quantity .DELTA.Q in the filling level determination, wherein this correction quantity .DELTA.Q is also initially determined once for a specific pump and then stored as a parameter. This correction can be taken into account, for example, according to the following relationship: Q (t) = Q Max - I 0 Δt + ΔQ

Die beschriebene Technik ermöglicht somit ein laufendes Ermitteln bzw. Überwachen des Füllstands im Flüssigkeitsbehälter einer Kfz-Scheibenwaschanlage einfach durch Ermitteln bzw. Abschätzen der abfließenden, zum Reinigen von Scheiben bzw. Frontscheinwerfern benötigten Flüssigkeitsmengen bei Aktivieren der Waschanlage, und insbesondere auch unter Vorgabe eines vorgegebenen maximalen Füllstands (Voll-Füllstands), auf den beim Nachfüllen des Behälters immer wieder zurückgestellt wird. Dadurch ist es möglich, vorhandene Elektronikkomponenten im Bordcomputersystem auszunutzen, so dass eine einfache, preiswerte und effiziente Füllstandsüberwachung er möglicht wird, wobei insbesondere auch keine zusätzliche Verkabelung notwendig ist.The described technique allows thus a continuous determination or monitoring of the level in the liquid container one Car windscreen washer system simply by determining or estimating the flowing, to clean disks or headlamps required amounts of liquid when activating the car wash, and especially under default a predetermined maximum level (Full level), on the refill of the container repeatedly reset becomes. This makes it possible to use existing electronic components in the on-board computer system, allowing a simple, inexpensive and efficient level monitoring he allows is, in particular, no additional wiring necessary is.

Claims

Method for the computer-aided continuous determination of the filling level (Q (t)) of a liquid container ( 3 ) a motor vehicle windscreen washer system ( 2 ), characterized in that the level of the liquid container ( 3 ) by detecting all discharges (Q _ab ) taking place when the windscreen washer is actuated, and by refilling the container ( 3 ) and determining the difference between inflows and outflows.

A method according to claim 1, characterized in that when refilling the container ( 3 ) is a given full-level (Q _max ) is used as inflow detection.

A method according to claim 2, characterized in that when entering a full-level (Q _max ) previous investigation results deleted and the level determination is restarted by calculating the difference.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that falls below a predetermined minimum level (Q _ref ) a, z. B. optical, warning signal is emitted.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that for the detection of the outflows by at least one electric pump (P) caused liquid flows (I) depending on the pump, including liquid lines, of the pump motor (M) applied electric Be operating voltage (U), from the start time (t ₀ ) of the respective pump activation, the current time or the end time is determined.

A method according to claim 5, characterized in that the time-dependent instantaneous liquid flows I (t) effected by the pump (P) are in accordance with the linear relationship I (t) = I 0 + k · (U (t) - U 0 ) where I _{0 is} a constant fluid flow caused by the pump at rated pump power, U (t) is the instantaneous operating voltage, U _{0 is} the rated operating voltage at the pump motor, e.g. B. 12 V, and k is dependent on the respective system, empirically ascertainable constant.

A method according to claim 6, characterized in that the instantaneous operating voltage (U (t)) for the respective washing actuation interval (.DELTA.t) set approximately constant and the level change (Q _ab ) by multiplying the liquid flow (I (t)) with the time interval (.DELTA.t), that is Q _ab = .DELTA.t · I (t), is calculated.

A method according to claim 5, characterized in that the start-up of the pump (P) during actuation of the washer ( 2 ) is taken into account by adding an empirically determined correction quantity (ΔQ).

Contraption ( 1 ) for the continuous determination of the level (Q) of a liquid container ( 3 ) a motor vehicle windscreen washer system ( 2 ), which is associated with at least one actuating switch (S) for activating at least one pump (P) or its motor (M), characterized by means ( 6 . 7 ) for the time acquisition of pump actuations and computing means ( 9 ) for determining discharge quantities (Q _ab ) caused thereby from the liquid container ( 3 ) and for subtracting the outflow amounts from a previously given, in storage means ( 12 ) to calculate a new, reduced level and in the storage means ( 12 ) store.

Apparatus according to claim 9, characterized by reset means ( 14 ) when filling the container ( 3 ) a predetermined full level in the storage means ( 12 ) save.

Apparatus according to claim 9 or 10, characterized by comparison means ( 16 ) to compare the respective level with a predetermined minimum level (Q _ref ), and by, for. B. optical, warning means ( 15 ), which falls below the minimum level (Q _ref ) by the comparison means ( 16 ) are activated.

Device according to one of claims 9 to 11, characterized in that the computing means ( 9 ) with means ( 13 ) for detecting the voltage applied to the motor (M) of the pump (P) operating voltage (U) and are arranged to determine the discharge amounts (Q _from ) in the time dependent on the operating voltage (U).