DE102009012010A1

DE102009012010A1 - Vorrichtung zur Steuerung der Zusammensetzung des Waschwassers

Info

Publication number: DE102009012010A1
Application number: DE200910012010
Authority: DE
Inventors: Holger Dipl.-Ing.(Fh) Fitterer; Alexander Dipl.-Ing.(BA) Mittler; Hans Dipl.-Ing. Multhaupt; Jürgen Dipl.-Ing. Schrader; Andreas Dr. Zygan
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2009-03-07
Filing date: 2009-03-07
Publication date: 2010-09-09

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung der Zusammensetzung des Waschwassers für Scheibenwaschanlagen (10) für ein Kraftfahrzeug. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Mischeinrichtung für Flüssigkeiten von Scheibenwaschanlagen (10) zum Besprühen einer Windschutzscheibe (7) zu schaffen, mittels der ein den äußeren Gegebenheiten angepasst Mischung des Wischwassers mit Frostschutzmittel (9a) und/oder Waschkonzentraten (9b, 9c) einfach und zuverlässig zur Verfügung gestellt werden kann. Der Kern der Erfindung besteht darin, zusätzlich zu einem Waschwasserbehälter (1) einen mehrkammerigen Konzentratvorratsbehälter (3) zur Aufnahme verschiedener flüssiger Konzentrate (9a, 9b, 9c) mit einer Frostschutzmittelkammer (3a) und mehreren Waschkonzentratkammern (3b, 3c) vorzusehen, wobei unabhängige Vorrichtungen einerseits zur Zumischung von Frostschutzmittel (9a) in den Waschwasserbehälter (1) und andererseits zur Beimischung von verschiedenen Waschkonzentraten (9b, 9c) in die Leitungsverbindung zwischen Waschwasserbehälter (1) und einer Waschdüse (6) zum Besprühen der Windschutzscheibe (7) als Scheibenwaschanlage (10) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung der Zusammensetzung des Waschwassers für Scheibenwaschanlagen für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Personenkraftwagen.
Scheibenwaschanlagen der eingangs genannten Art mit verschiedenen, angepassten Zusammensetzungen des Waschwassers sind bekannt. Beispielswiese offenbart die DE 195 01 210 A1 eine Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug, welches eine Scheibenwischeranlage und eine Scheibenwaschanlage aufweist, wobei ein Behältnis, welches zum großen Teil als Flüssigkeitsbehälter ausgebildet ist, so geformt ist, dass es die Scheibenwischeranlage umgibt und als Abdeckung des Wasserkastens der Fahrzeugkarosserie dient. Die Scheibenwaschanlage besitzt mehrere, voneinander unabhängige, separat befüllbare Tanks und zwar einen Tank für Waschflüssigkeit und einen Tank für Frostschutzmittel oder einen Tank für Waschflüssigkeit und einen Tank für Frostschutzmittel und einen Tank für Intensivreinigungsmittel. Die Scheibenwaschanlage beinhaltet für jeden Tank eine diesem Tank zugeordnete Pumpe. Der Ausgang der Pumpe für Frostschutzmittel mündet über eine Flüssigkeitsleitung in den Tank für Waschflüssigkeit ein; bei der Gefahr des Einfrierens der Waschflüssigkeit wird Frostschutzmittel in den Tank für Waschflüssigkeit übergepumpt, somit bleibt in dem Tank für Waschflüssigkeit jedoch immer eine Mindestkonzentration von Frostschutzmittel bestehen, auch wenn keine Gefahr des Einfrierens der Waschflüssigkeit durch wieder steigende Temperaturen mehr besteht.
Die DE 100 20 945 A1 zeigt eine Scheibenwasch-Anlage mit einem Waschwasser-Vorratsbehälter zur Aufnahme von Waschwasser zur Reinigung von Scheiben, einem Frostschutzmittel-Vorratsbehälter zur Aufnahme eines Frostschutzmittels zur Reduktion des Gefrierpunktes des Waschwassers, einer Misch- und Dosier-Einrichtung zur Herstellung einer Mischung aus Frostschutzmittel und Waschwasser mit einem vorbestimmten Mischungsverhältnis. Dabei ist die Misch- und Dosier-Einrichtung mit dem Waschwasser- Vorratsbehälter über eine Waschwasser-Verbindungsleitung und mit dem Frostschutzmittel-Vorratsbehälter über eine Frostschutzmittel-Verbindungsleitung verbunden. Eine Düsen-Einrichtung ist zum Sprühen der Mischung aus Frostschutzmittel und Waschwasser auf die zu reinigenden Scheiben vorgesehen, wobei die Düsen-Einrichtung mit der Misch- und Dosier- Einrichtung über eine Zufuhrleitung verbunden ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Mischeinrichtung für Flüssigkeiten von Scheibenwaschanlagen zum Besprühen der Windschutzscheibe der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels der ein den äußeren Gegebenheiten angepasste Mischung des Wischwassers einfach und zuverlässig zur Verfügung gestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, zusätzlich zu einem Waschwasserbehälter einen mehrkammerigen Konzentratvorratsbehälter zur Aufnahme verschiedener flüssiger Konzentrate mit einer Frostschutzmittelkammer und mehreren Waschkonzentratkammern vorzusehen, wobei unabhängige Vorrichtungen einerseits zur Zumischung von Frostschutzmittel in den Waschwasserbehälter und andererseits zur Beimischung von verschiedenen Waschkonzentraten in die Leitungsverbindung zwischen Waschwasserbehälter und einer Waschdüse zum Besprühen der Windschutzscheibe als Scheibenwaschanlage angeordnet sind. Erfindungsgemäß wird bei Temperaturen des Waschwassers nahe oder unterhalb des Gefrierpunkts in den Waschwasserbehälter ein Frostschutzmittel aus der Frostschutzmittelkammer des mehrkammerigen Konzentratvorratsbehälters über eine Leitungsverbindung in den Waschwasserbehälter eingeleitet. Funktionell davon unabhängig wird bei einer Verschmutzung der Windschutzscheibe ein Waschkonzentrat oder eine Mischung verschiedener Waschkonzentrate aus zumindest einem der Waschkonzentratvorratsbehälter des mehrkammerigen Konzentratvorratsbehälters über eine andere dafür vorgesehene Leitungsverbindung und über die Mischvorrichtung mit zugemischtem Waschwasser zu den Waschdüsen geleitet.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist an dem Waschwasserbehälter eine Sensoreinheit so angeordnet, dass der Messkopf des Sensors das Waschwasser kontaktiert. Die Sensoreinheit beinhaltet einen Sensor zur Erfassung der Zusammensetzung des Wasser- und Konzentratgemischs und dabei besonders der Konzentration des schon im Waschwasserbehälter befindlichen Frostschutzmittels. Dies kann durch einen speziellen Ultraschallsensor gemessen werden, welcher anhand der Schallrückkopplung auf die Dichte der Flüssigkeit und somit auf das Konzentratgemisch des Wischwassers schließen lässt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung beinhaltet die Sensoreinheit einen Temperaturfühler zur Messung der Temperatur des Wasser- und Konzentratgemischs im Waschwasserbehälter. Dies kann beispielsweise durch ein temperaturempfindliches Halbleiterelement mit entsprechender Messelektronik zur Auswertung des Signals geschehen.
Die beiden vorangegangenen Ausgestaltungen werden in vorteilhafter Weise so kombiniert, dass die notwendige Menge an neu zugeführtem Frostschutzmittel aus dem Frostschutzmittelvorratsbehälter in den Waschwasserbehälter zum effektiven Verhindern des Einfrierens des Wischwassers aus den von der Sensoreinheit erfassten Parametern für die Zusammensetzung des Wasser- und Konzentratgemischs sowie der aktuellen Temperatur des Wasser- und Konzentratgemischs im Waschwasserbehälter anhand von vorab gespeicherten Datensätzen errechnet wird. Dazu wird dem Wert der Dichte der Flüssigkeit und dem dazu zugeordneten Konzentratgemisch des Wischwassers ein entsprechender Wert für den Gefrierpunkt zugeordnet. Wird durch den Sensor zur Erfassung der Zusammensetzung des Wasser- und Konzentratgemischs ein kritischer Wert nahe dem Gefrierpunkt indiziert und gleichzeitig durch die Sensoreinheit mit dem Temperaturfühler eine Temperatur nahe dem Gefrierpunkt gemessen, wird frisches Frostschutzmittel aus der Frostschutzmittelvorratskammer in den Waschwasserbehälter bspw. durch eine kleine Membranpumpe über die Leitungsverbindung vom Frostschutzmittelvorratsbehälter zum Waschwasserbehälter eingebracht. Indiziert der Sensor zur Erfassung der Zusammensetzung des Wasser- und Konzentratgemischs einen ausreichenden Gefrierpunktswert des Gemisches, wird die Pumpe für das Frostschutzmittel wieder abgestellt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die die Menge und das Mischungsverhältnis des Waschkonzentrats, welche aus zumindest einem der Waschkonzentratvorratsbehälter des mehrkammerigen Konzentratvorratsbehälters über zumindest eine der Leitungsverbindungen zu der Mischvorrichtung fließt, durch eine manuelle Ansteuerung durch Bedienelemente des Fahrers gesteuert. Je nach Reinigungsanforderung können verschiedene Waschkonzentrate durch den Fahrer nach Bedarf ausgewählt werden. So kann in einer Waschkonzentratvorratskammer ein spezielles Waschkonzentrat zum Loslösen von Fliegen und Mückenresten gespeichert sein, während in der anderen Waschkonzentratvorratskammer ein angepasstes Waschkonzentrat zum Wegwaschen von Wachsen aus Waschanlagen aufbewahrt wird und nur für diese Anwendung zum Einsatz kommt. Da diese Waschkonzentrate eben nur kurzzeitig für spezielle Anwendung in der Scheibenwaschanlage zum Einsatz kommen, wäre ein Einfüllen in den Waschwasserbehälter kontraproduktiv und verschwenderisch, da diese dann auch noch im Wasser- und Konzentratgemisch zu finden wären, wenn sie nicht mehr zweckmäßig gebraucht würden.
Aus diesem Grund wird eines der Waschkonzentrate, welches aus zumindest einem der Waschkonzentratvorratsbehälter des mehrkammerigen Konzentratvorratsbehälters geholt wird, durch eine Leitungsverbindung direkt über die Mischvorrichtung, welche zwischen der Waschwasserpumpe und Waschdüse geschaltet ist, auf die Scheibe gesprüht.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung wird die Menge und das Mischverhältnis des Waschkonzentrats, welches aus zumindest einem der Waschkonzentratvorratsbehälter des mehrkammerigen Konzentratvorratsbehälters über zumindest eine der Leitungsverbindungen zu der Mischvorrichtung fließt, durch eine sensorisch automatische Erfassung in Abhängigkeit eines Verschmutzungsgrades sowie einer Verschmutzungsart gesteuert.
Dazu ist zumindest ein optischer Sensor auf oder in der Scheibe angeordnet, welcher die optische Transparenz der Scheibe misst und aus den Änderungen der Transparenzwerte auf eine mögliche Verschmutzung der Scheibe schließt. Durch mehrere Sensoren und eine nachgeschaltete Auswerteelektronik kann auch auf die Art der Verschmutzung geschlossen werden und das für die Art der Verunreinigung der Scheibe passende Waschkonzentrat aus einer der Waschkonzentratvorratskammern eingespeißt werden.
Die Erfindung wird anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, unter Bezugnahme auf eine schematische Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur folgendes:
Die Scheibenwaschanlage 10 besteht aus einem Waschwasserbehälter 1 bspw. im Motorraum zur Aufnahme des Waschwassers mit einem nicht näher dargestellten Einfüllstutzen. An dem Waschwasserbehälter 1 ist eine Sensoreinheit 2 so angeordnet, dass der Messkopf des Sensors das Waschwasser kontaktiert. Die Sensoreinheit 2 beinhaltet einen Sensor zur Erfassung der Zusammensetzung des Wasser- und Konzentratgemischs und dabei besonders der Konzentration des schon im Waschwasserbehälter befindlichen Frostschutzmittels sowie funktionell zusätzlich einen Temperaturfühler zur Messung der Temperatur des Wasser- und Konzentratgemischs im Waschwasserbehälter.
Zentrale Einheit der Scheibenwaschanlage 10 ist ein üblicherweise im Motorraum nahe beim Waschwasserbehälter 1 angeordneter Konzentratvorratsbehälter 3 mit mehreren voneinander separierten flüssigheitsdichten und chemisch beständigen Kammern.
Die erste Kammer stellt eine Frostschutzmittelvorratskammer 3a zur Speicherung eines Frostschutzmittels 9a dar. Ein solches Frostschutzmittel 9a kann bspw. eine handelsübliche Alkohol- oder Ethanolmischung sein. Die Frostschutzmittelvorratskammer 3a ist über eine Leitungsverbindung 8a mit dem Waschwasserbehälter 1 verbunden. Zur Dosierung der Menge des in den Waschwasserbehälter 1 einzubringenden Frostschutzmittels 9a ist an der Leitungsverbindung 8a zwischen dem Frostschutzmittelvorratsbehälter 3 und dem Waschwasserbehälter 1 eine Pumpe 11 angeordnet, welche von der Steuerungselektronik des Temperaturfühlers zur Messung der Temperatur des Wasser- und Konzentratgemischs im Waschwasserbehälter in der Sensoreinheit 2 entsprechend angesteuert wird.
Die erste Kammer stellt eine Waschkonzentratvorratskammer I 3b zur Speicherung eines Waschkonzentrats I 9b dar. Ein solches Waschkonzentrat 9b kann bspw. eine handelsübliche Seifen- oder Spülmischung sein. Zusätzlich ist eine weitere Waschkonzentratvorratskammer II 3c zur Speicherung eines anderen Waschkonzentrats II 9c neben der Waschkonzentratvorratskammer I 3b in dem Konzentratvorratsbehälter angeordnet.
Die Waschkonzentratvorratskammern I und II 3b, 3c sind mit jeweils einer Leitungsverbindung 8b, 8c an eine Mischvorrichtung 4 angebunden. Die Mischvorrichtung 4 ist zwischen einer Waschwasserpumpe 5, welche das Waschwasser aus dem Waschwasserbehälter 1 fördert und den Waschdüsen 6, welche das Waschwasser auf eine Windschutzscheibe 7 sprühen, angeordnet. Die Mischvorrichtung 4 beinhaltet zwei nicht detailliert dargestellte kleine Pumpen, um die unterschiedlichen Waschkonzentrat I oder II dem Wischwasser dosiert zuzumischen. Diese Dosierpumpen werden entweder manuell vom Fahrer angesteuert, wenn dieser eine Verschmutzung der Windschutzscheibe 7 feststellt oder sie werden automatisch aktiviert, wenn der nicht dargestellte optische Sensor in der Windschutzscheibe 7 eine entsprechende Verunreinigung der Scheibe identifiziert hat.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19501210 A1 [0002]
- DE 10020945 A1 [0003]

Claims

Vorrichtung zur Steuerung der Zusammensetzung des Waschwassers für Scheibenwaschanlagen (10) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Personenkraftwagen, mit einem Waschwasserbehälter (1), einer Sensoreinheit (2) an dem Waschwasserbehälter (1), einem mehrkammerigen Konzentratvorratsbehälter (3) zur Aufnahme verschiedener flüssiger Konzentrate (9) mit zumindest einer Frostschutzmittelkammer (3a), einer Waschkonzentratkammer (3b) und zumindest einer weiteren Waschkonzentratkammer (3c) sowie einer Mischvorrichtung (4), einer Waschwasserpumpe (5) am Auslauf des Waschwasserbehälters (1) sowie einer Windschutzscheibe (7) welche über zumindest eine Waschdüse (6) mit Waschwasser und den dazu gemischten Konzentraten (9) besprüht werden kann dadurch gekennzeichnet, dass bei Temperaturen des Waschwassers nahe oder unterhalb des Gefrierpunkts in dem Waschwasserbehälter (1) ein Frostschutzmittel (9a) aus der Frostschutzmittelkammer (3a) des mehrkammerigen Konzentratvorratsbehälters (3) über eine Leitungsverbindung (8a) in den Waschwasserbehälter (1) eingeleitet wird und davon unabhängig bei einer Verschmutzung der Windschutzscheibe (7) zumindest ein Waschkonzentrat (9b, 9c) aus zumindest einem der Waschkonzentratvorratsbehälter (3b, 3c) des mehrkammerigen Konzentratvorratsbehälters (3) über zumindest eine der Leitungsverbindungen (8b, 8c) zu der Mischvorrichtung (4) geleitet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (2) einen Sensor zur Erfassung der Zusammensetzung des Wasser- und Konzentratgemischs und dabei besonders der Konzentration des schon im Waschwasserbehälter (1) befindlichen Frostschutzmittel (9a) enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (2) einen Temperaturfühler zur Messung der Temperatur des Wasser- und Konzentratgemischs im Waschwasserbehälter (1) enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die notwendige Menge an neu zugeführtem Frostschutzmittel (9a) aus dem Frostschutzmittelvorratsbehälter (3a) in den Waschwasserbehälter (1) zum Verhindern des Einfrierens des Wischwassers aus den von der Sensoreinheit (2) erfassten Parametern für die Zusammensetzung des Wasser- und Konzentratgemischs sowie der aktuellen Temperatur des Wasser- und Konzentratgemischs im Waschwasserbehälter (1) anhand von vorab gespeicherten Datensätzen errechnet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Menge und das Mischverhältnis des Waschkonzentrats (9b, 9c) welche aus zumindest einem der Waschkonzentratvorratsbehälter (3b, 3c) des mehrkammerigen Konzentratvorratsbehälters (3) über zumindest eine der Leitungsverbindungen (8b, 8c) zu der Mischvorrichtung (4) fließt, durch eine manuelle Ansteuerung vorzugswiese des Fahrers des Kraftfahrzeugs gesteuert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Menge und das Mischverhältnis des Waschkonzentrats (9a, 9b), welches aus zumindest einem der Waschkonzentratvorratsbehälter (3b, 3c) des mehrkammerigen Konzentratvorratsbehälters (3) über zumindest eine der Leitungsverbindungen (8b, 8c) zu der Mischvorrichtung (4) fließt, durch eine sensorisch automatische Erfassung in Abhängigkeit eines Verschmutzungsgrades sowie einer Verschmutzungsart der Windschutzscheibe (7) gesteuert wird.