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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Pumpeinrichtung in einer Reinigungsanlage
in einem Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Stand der Technik
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Aus
der
EP 1 024 068 A2 ist
eine Scheibenreinigungsvorrichtung mit einer als Hochdruckpumpe ausgelegten
Fördereinrichtung bekannt, die aus einem Vorratsbehälter
Reinigungsfluid fördert, das über eine Fluidaustrittsdüse
auf die zu reinigende Fahrzeugscheibe gespritzt wird. Die Einstellung
der Hochdruckpumpe erfolgt über Signale einer Steuerungseinrichtung,
die mit der Hochdruckpumpe über Datenleitungen verbunden
ist. Es handelt sich bei der Steuereinrichtung um ein zentrales
Steuergerät im Fahrzeug, das über diverse Datenleitungen
zusätzlich zur Hochdruckpumpe auch mit verschiedenen Aggregaten
bzw. Nebenaggregaten im Fahrzeug verbunden ist.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pumpeinrichtung in einer
Reinigungsanlage in einem Kraftfahrzeug mit einfachen Maßnahmen kompakt
und zugleich vielfältig einsetzbar auszubilden.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen
des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben
zweckmäßige Weiterbildungen an.
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Offenbarung der Erfindung
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Die
erfindungsgemäße Pumpeinrichtung wird in Reinigungsanlagen
in Kraftfahrzeugen eingesetzt und dient beispielsweise zur Reinigung
von Scheinwerfern, Fahrzeugscheiben, Linsen eines Nachtsichtgerätes
oder Abstandsmesseinrichtungen. Die Pumpeinrichtung umfasst eine
Pumpe zur Förderung des Fluids sowie eine der Pumpe zugeordnete
Steuerungseinrichtung, über die die Pumpe gesteuert bzw.
geregelt wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass die Steuerungseinrichtung ein Adaptergehäuse aufweist,
welches separat von dem Pumpengehäuse ausgeführt
und mittels einer Adaptersteckverbindung mit dem Pumpengehäuse
zu verbinden ist. Hierfür ist am Adaptergehäuse
ein Steckadapterteil und am Pumpengehäuse ein korrespondierendes
Steckadapterteil angeordnet, wobei die Steckadapterteile in eine
Steckverbindung zu verbringen bzw. aus dieser auch wieder zu lösen
sind. Mit der Herstellung der Steckadapterverbindung besteht zum
einen eine mechanische Verbindung zwischen Pumpe und Steuerungseinrichtung,
zum andern aber auch eine elektrische Verbindung zur Stromübertragung
bzw. der Übertragung elektrischer Stellsignale.
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Durch
die Aufteilung der Pumpeinrichtung in eine separat ausgebildete
Steuerungseinrichtung und eine Pumpe, die jedoch nach Art eines
Adapters miteinander in eine Steckverbindung zu verbringen sind,
ergeben sich verschiedene Vorteile. Es können zum einen
verschiedene Steuerungseinrichtungen und verschiedene Pumpen miteinander
kombiniert werden, indem jeweils gleichartige bzw. miteinander korrespondierende
Steckadapterteile am Pumpengehäuse bzw. am Adaptergehäuse
der Steuerungsein richtung vorgesehen werden. Dadurch ergeben sich eine
Vielzahl unterschiedlicher Kombinationsmöglichkeiten für
verschiedene Einsatzzwecke an unterschiedlichen Positionen innerhalb
eines Fahrzeuges und/oder in verschiedenen Fahrzeugtypen. Insgesamt
wird eine Kostenreduzierung durch verbesserte Gleichteileverwendung
erzielt. Beispielsweise kann die gleiche Pumpe, jedoch mit unterschiedlichen Steuerungseinrichtungen
innerhalb eines Fahrzeuges für eine Scheinwerferreinigungsanlage
und für eine Scheibenwischanlage eingesetzt werden. Andererseits
ist es auch möglich, in unterschiedlichen Fahrzeugtypen
verschiedene Pumpen, jedoch die gleiche Steuerungseinrichtung zu
verwenden.
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Ein
weiterer Vorteil liegt darin, dass die Platine der Steuerungseinrichtung
in dem Adaptergehäuse vor mechanischen und thermischen
Einflüssen gut geschützt ist, wodurch insbesondere
die Transportsicherheit verbessert sowie die Standzeit im Einsatz
der Pumpeinrichtung erhöht wird. Des Weiteren lassen sich
auftretende Fehler in der Pumpeinrichtung leichter der Pumpe bzw.
der Steuerungseinrichtung zuordnen. Außerdem können
Pumpe und Steuerungseinrichtung unabhängig voneinander
entwickelt und montiert werden. Der Einbau der Pumpanlage vor Ort
erfolgt auf Grund der Adaptersteckverbindung in einfacher Weise.
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Zweckmäßigerweise
ist am Adaptergehäuse ein zweites Steckadapterteil angeordnet,
das zur Verbindung mit einem fahrzeugseitigen Steckerteil dient.
Auf diese Weise erhält man eine maximale Flexibilität
für den Einsatz der Steuerungseinrichtung in verschiedenen
Fahrzeugtypen.
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Gemäß einer
weiteren zweckmäßigen Ausführung ist
vorgesehen, dass die Steuerungseinrichtung eine LIN-Bus-Platine
(Local Interconnect Network) umfasst. Hiermit kann ein LIN-Bus-System
realisiert werden, welches insbesondere ein Subsystem eines CAN-Busses
darstellt. Grundsätzlich sind aber auch sonstige Bus-Systeme
möglich, beispielsweise FlexRay oder MOST.
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Die
Steuerungseinrichtung kann speziell auf den verwendeten Pumpentyp
angepasste Funktionen aufweisen, beispielsweise Steuerungsfunktionen zur
Einstellung der Förderleistung in Abhängigkeit
diverser Zustands- und Betriebsgrößen. Infrage
kommen beispielhaft Fahrzeugzustandsgrößen wie
die Fahrzeuggeschwindigkeit oder fahrzeugunabhängige Umgebungsgrößen
wie die Außentemperatur. Da die Steuerungslogik in der
Steuerungseinrichtung enthalten ist und nicht in einem zentralen
Regel- bzw. Steuergerät im Kraftfahrzeug, wird durch die
Auslagerung der auf die Pumpenfunktion spezialisierten Steuerungseinrichtung
eine Entflechtung von Funktionalitäten erreicht.
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Die
Steuerungseinrichtung kann des Weiteren mit einer Speichereinheit
versehen sein, auf der fahrzeugspezifische Datensätze unterschiedlicher Fahrzeugtypen
hinterlegt sein können. Diese sind über ein Codierungssignal
zu aktivieren, wodurch fahrzeugspezifische Daten wie beispielsweise Druckprofile,
Volumenstromprofile oder Zeitprofile eines Fahrzeuges oder einer
Fahrzeugpalette eines Herstellers oder verschiedener Hersteller
abgespeichert und dem jeweiligen Einsatzzweck entsprechend aktiviert
werden können. Es können auch dem jeweiligen Einsatzort
innerhalb des Fahrzeuges entsprechende Datensätze aktiviert
werden, die beispielsweise auf die Verwendung zur Scheibenreinigung
oder zur Scheinwerferreinigung angepasst sind.
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Die
elektrische Pumpe ist zweckmäßig als drehzahlgesteuerte
Pumpe ausgeführt, deren Volumenstromförderleistung
bzw. Druck über die Drehzahl einstellbar ist. Grundsätzlich
können aber auch sonstige elektrisch betätigbare
Pumpentypen eingesetzt werden, beispielsweise Membranpumpen oder Kolbenpumpen.
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Über
die Steuerungsfunktion hinausgehend kann die Steuerungseinrichtung
mit Zusatzfunktionen ausgestattet sein, beispielsweise mit Sensoren. Infrage
kommt beispielhaft ein Füllstandssensor zur Detektierung
des Füllstandes in einem Fluid-Vorratsbehälter.
Bei dem Füllstandssensor handelt es sich insbesondere um
einen Hall-Sensor.
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Die
Pumpeinrichtung ist Bestandteil einer Reinigungsanlage in einem
Kraftfahrzeug, die vorteilhafterweise zumindest zwei Fluidaustrittsdüsen
für das Reinigungsfluid aufweist. Zur Verteilung des Reinigungsfluids
auf die verschiedenen Fluidaustrittsdüsen wird zweckmäßigerweise
ein Schaltventil benutzt, das insbesondere druckabhängig
zwischen verschie denen Ventilstellungen zu schalten ist. Die Druckabhängigkeit
kann insbesondere bei Verwendung einer drehzahlgesteuerten Pumpe
leicht realisiert werden. So ist es beispielsweise möglich,
eine gemeinsame elektrische Pumpe für eine oder mehrere
Düsen für die Frontscheibe, für die Heckscheibe, für
die Scheinwerfer des Fahrzeuges und ggf. auch für Linsen
eines Nachtsichtgerätes, eines Abstandsdetektierungsgeräts
wie ein Radarsystem oder eines sonstiges Systems vorzusehen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere
Vorteile und zweckmäßige Ausführungen
sind den weiteren Ansprächen, der Figurenbeschreibung und
den Zeichnungen zu entnehmen.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines Fahrzeuges mit einer Reinigungsanlage,
die einen elektrisch ansteuerbare Pumpe umfasst, welche zur Frontscheibenreinigung,
Heckscheibenreinigung, Scheinwerferreinigung und der Reinigung einer
Linse eines Nachtsichtsystems eingesetzt wird,
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2 eine
schematische Darstellung einer Reinigungsanlage mit einer Mehrzahl
von Fluidaustrittsdüsen, die über eine gemeinsame,
elektrisch betätigbare Pumpe mit Fluid versorgt werden,
wobei zur Verteilung des Fluids auf die einzelnen Düsen
Schaltventile vorgesehen sind,
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3 in
schematischer Darstellung eine Pumpeinrichtung in einer Reinigungsanlage,
bestehend aus einer Pumpe und einer der Pumpe zugeord neten Steuerungseinrichtung,
die mit einem fahrzeugseitigen Steckerteil zu verbinden ist.
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In
den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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Das
in 1 dargstellte Fahrzeug 1 ist mit einer
Scheibenreinigungsvorrichtung 2 versehen, die eine gemeinsame,
elektrisch betätigbare Pumpe 3 mit einem Pumpenmotor
zur Förderung von Reinigungsfluid über Hydraulikleitungen
zu Fluidaustrittsdüsen 4, 5, 6 und 7 aufweist.
Bei der Düse 4 handelt es sich um eine Düse
für die Frontscheibenreinigung, mit Bezugszeichen 5 ist
die Düse für die Heckscheibenreinigung, mit Bezugszeichen 6 die
Düse für die Scheinwerferreinigung und mit Bezugszeichen 7 die Düse
für eine zusätzliche Anwendung, beispielsweise
für die Reinigung der Linse eines Nachtsichtsystems bezeichnet.
Die Pumpe fördert das Reinigungsfluid aus einem Vorratsbehälter,
dessen Füllstand zweckmäßigerweise über
Sensoren permanent überwacht wird.
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Zur
Ansteuerung der Pumpe 3 ist eine Steuerungsvorrichtung
vorgesehen, die vorteilhafterweise unmittelbar mit der Pumpe 3 verbunden
ist. Diese Steuerungsvorrichtung ist an das fahrzeuginterne Datenleitungssystem
angeschlossen. Die Pfeile 8 und 9 zur Pumpe bzw.
von dieser weg symbolisieren Eingangs- bzw. Ausgangsparameter zur
Beeinflussung der Pumpenfunktion, wobei als Eingangsparameter allgemeine
Zustands- und Betriebsgrößen oder auch Umgebungsgrößen
wie die Außentemperatur, die Fahrgeschwindigkeit, die Stellung
des Wischerblattes oder die Codierung des aktuellen Fahrzeugtyps
Verwendung finden, wohingegen als Ausgangsparameter in erster Linie
die Pumpenleistung zu nennen ist, die insbesondere bei Verwendung
einer drehzahlgesteuerten elektrischen Pumpe als Funktion der Drehzahl
bzw. äquivalent hierzu als Funktion des Drucks und des
Volumenstromes zu ermitteln ist.
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In 2 ist
schematisch eine Scheibenreinigungsvorrichtung 2 dargestellt,
die über eine gemeinsame elektrisch ansteuerbare Pumpe 3 verfügt,
welche Reinigungsfluid aus einem Vorratsbehälter 13 über
diverse Fluidleitungen zu den Fluidaustrittsdüsen 4 bis 7 fördert.
Die Einstellung, welche der Düsen 4 bis 7 aktuell
mit Reinigungsfluid beaufschlagt wird, erfolgt zum einen über
die Drehrichtung des elektrischen Pumpenmotors der Pumpe 3,
was mit dem eingetragenen Pfeil 19 charakterisiert ist,
und zum andern über die Höhe der Pumpendrehzahl,
also über den Druck, mit dem das Reinigungsfluid von der Pumpe
gefördert wird. Diese zwei Einstellgrößen – Drehrichtung
und Drehzahl – reichen aus, um die insgesamt vier verschiedenen
Fluidaustrittsdüsen wahlweise zu beaufschlagen. Dies erfolgt
im Zusammenspiel mit einem Schaltventil 14 sowie Öffnungsventilen 15 bis 17,
die jeweils den verschiedenen Fluidaustrittsdüsen zugeordnet
sind. Hierbei ist das Schaltventil 14 als Zweiwegeventil
ausgebildet, über das bei definiertem Druck zwei Fluidleitungen 20 und 21 freizuschalten
bzw. zu sperren sind, über die die Fluidaustrittsdüse 6 versorgt
wird.
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Die
Fluidaustrittsdüse 6, die der Scheinwerferreinigungsanlage
zugeordnet ist, ist als Hubdüse ausgebildet und umfasst
ein Ventilteil 18, das einen translatorischen Ventilhub
ausführen kann. Hierfür sind die zwei Fluidleitungen 20 und 21 an
zwei verschiedenen Stellen mit einem Zylinder des Ventilteils 18 diesseitig
und jenseitig eines Hubkolbens im Zylinder verbunden. Über
eine entsprechende Einstellung des Schaltventils 14 und
einer entsprechenden Drehbeaufschlagung und Drehzahl der Pumpe 3 wird wahlweise
entweder über die Leitung 20 oder die Leitung 21 Fluid
in den Zylinder gefördert und hierdurch entweder das Ventilteil 18 ausgefahren,
wobei in der ausgefahrenen Stellung auch automatisch Fluid über die
Düse austritt, oder das Ventilteil 18 wieder in
die zurückgefahrene Stellung verstellt.
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Von
der Fluidleitung 21 verzweigt eine weitere Fluidleitung 22,
die zu der Fluidaustrittsdüse 7 geführt
ist, bei der es sich um die Düse zur Reinigung der Düse
eines Nachtsichtsystems handelt. In der Fluidleitung 22 ist
ein Öffnungsventil 16 angeordnet, welches bei Überschreitung
eines ventilspezifischen Mindestdrucks in Öffnungsstellung
versetzt wird.
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Weitere Öffnungsventile 15 bzw. 17 befinden sich
in Fluidleitungen 23 und 24, die zu den Fluidaustrittsdüsen 4 und 5 für
die Frontscheibe bzw. die Heckscheibe geführt sind.
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3 zeigt
in schematischer Darstellung eine Pumpeinrichtung 12, die
zum einen die Pumpe 3 und zum anderen die Steuerungseinrichtung 11 umfasst.
Pumpe 3 und Steuerungseinrichtung 11 sind als
separate, jedoch zu verbindende Bauteile ausgeführt. Die
Pumpe 3 weist ein eigenständiges Pumpengehäuse 10 auf,
in welchem der elektrische Pumpenmotor angeordnet ist. Die Steuerungseinrichtung 11 besitzt
ein eigenständiges Adaptergehäuse 26,
in welchem eine Platine 29 mit Halbleiterelementen aufgenommen
ist, die insbesondere als LIN-Bus-Platine ausgeführt ist.
Die Verbindung von Pumpe 3 und Steuerungseinrichtung 11 ist
als Steckverbindung ausgeführt; hierfür ist am
Pumpengehäuse 10 ein Steckadapterteil 25 und
am Adaptergehäuse 26 ein hierzu korrespondierendes
Adapterteil 27 angeordnet. Die Adapterteile 25 und 27 sind
in eine Steckverbindung zu verbringen bzw. können aus dieser
Steckverbindung ohne weiteres wieder gelöst werden. Über
die Steckverbindung wird ein elektrischer Kontakt zwischen der Pumpe 3 und
der Steuerungseinrichtung 11 hergestellt. Außerdem
bewirkt die Steckverbindung auch eine mechanische Verbindung zwischen
dem Pumpengehäuse 10 und dem Adaptergehäuse 26.
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Das
Adaptergehäuse 26 ist mit einem weiteren Steckadapterteil 28 versehen,
welches bevorzugt auf der dem ersten, der Pumpe 3 zugeordneten Steckadapterteil 27 gegenüberliegenden
Seite des Adaptergehäuses angeordnet ist. Über
das zweite Steckadapterteil 28 kann eine Steckverbin dung
mit einem Steckerteil 30 hergestellt werden, wobei diese Steckverbindung
ebenso wie die Steckverbindung zwischen Pumpe und Steuerungseinrichtung
sowohl einen elektrischen Kontakt als auch eine mechanische Verbindung
ermöglicht. Das Steckerteil 30 erlaubt einen fahrzeugseitigen
Anschluss der Pumpeinrichtung und damit eine Verbindung der Pumpeinrichtung
beispielsweise zu einem zentralen Regel- bzw. Steuergerät
im Fahrzeug.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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