DE102018122644A1

DE102018122644A1 - Verfahren zum Auffangen und zur Nutzung von Wasser in einem Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102018122644A1
Application number: DE102018122644.6A
Authority: DE
Inventors: Thomas Niemann; Bastian Kanning; Anatoli BYSTROW
Original assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2018-09-17
Filing date: 2018-09-17
Publication date: 2020-03-19
Also published as: CN110901557A

Abstract

Bei einem Verfahren zum Auffangen und zur Nutzung von Wasser in einem Kraftfahrzeug, bei dem Wasser mit einer Wassersammeleinrichtung aufgefangen und einem Wassersammeltank zugeführt wird, wird das Wasser in der Radhausschale aufgefangen und zu dem Wassersammeltank befördert. Das in der Radhausschale aufgefangene Wasser wird auf die aufgefangene Menge pro Zeit untersucht. Daraus wird eine Information über die Feuchtigkeit auf der Fahrbahn ermittelt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auffangen und zur Nutzung von Wasser in einem Kraftfahrzeug, bei dem Wasser mit einer Wassersammeleinrichtung aufgefangen und einem Wassersammeltank zugeführt wird. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung zum Auffangen von Wasser, zur Nutzung des aufgefangenen Wassers in dem Kraftfahrzeug, wobei die Vorrichtung eine Wassersammeleinrichtung und einen Wassersammeltank aufweist und wobei die Wassersammeleinrichtung mit dem Wassersammeltank verbunden ist.
Das gesammelte Wasser wird dabei typischerweise zur Scheibenreinigung verwendet.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung und ein gattungsgemäßes Kraftfahrzeug sind aus der WO 2007/059926 A1 bekannt. Mit einer Auffangwanne wird auf das Fahrzeug treffendes Regenwasser aufgefangen, gesammelt und einem Wasserbehälter zugeführt. Dabei wird das Wasser ein- oder mehrstufig gereinigt.
Weitere vergleichbare Wasseraufbereitungsanlagen sind aus der DE 202 10 864 U1 und der DE 10 2008 033 685 A1 bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art weiterzuentwickeln.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und mit einem Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Bei einem Verfahren zum Auffangen und zur Nutzung von Wasser in einem Kraftfahrzeug, bei dem Wasser mit einer Wassersammeleinrichtung aufgefangen und einem Wassersammeltank zugeführt wird, ist erfindungswesentlich vorgesehen, dass das Wasser in der Radhausschale aufgefangen wird und zu einem Wassersammeltank befördert wird. Dadurch kann Wasser nicht nur während Regenfällen aufgefangen werden, so wie dies im Stand der Technik erfolgt, sondern auch noch nach Regenfällen, jedenfalls so lange, wie Feuchtigkeit auf der Straße ist. Das von den Reifen von der Straße mitgenommene Wasser wird in die Radhausschale gespritzt und das dort ablaufende Wasser wird mit in der Radhausschale angebrachten Rinnen, Trichtern und anderen Sammeleinrichtungen aufgefangen und dann zu einem Wassersammeltank befördert. Dadurch wird der mögliche Zeitraum, in dem Wasser aufgefangen werden kann, deutlich erweitert.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird das in der Radhausschale aufgefangene Wasser auf die aufgefangene Menge pro Zeit untersucht und daraus wird eine Information über die Feuchtigkeit auf der Fahrbahn ermittelt. Auf diese Weise wird das Verfahren zum Auffangen von Wasser zusätzlich als sensorisches Verfahren zur Ermittlung der Fahrbahnfeuchte genutzt.
In einer anderen Weiterbildung der Erfindung wird das in der Radhausschale aufgefangene Wasser einer UV-Bestrahlungseinheit zugeführt. Die UV-Bestrahlungseinheit reinigt das Wasser und funktioniert auch abnutzungsfrei. Sporen, zum Beispiel Algen, werden abgetötet und feine Partikel verklumpen. Dadurch wird eine weitere Filtration deutlich erleichtert. Insbesondere wird dann bevorzugt das in der Radhausschale aufgefangene Wasser nach Verlassen der Radhausschale und nach Durchlaufen der UV-Bestrahlungseinheit einem ersten Sensor zugeführt und aufgrund des Sensorergebnisses und weiterer Informationen das Wasser entweder einem zweiten Sensor, einem ersten Filter oder einem Ablauf zugeführt. Bevorzugt ist dann auch dem zweiten Sensor noch ein zweiter Filter zugeordnet. Die Reinigung erfolgt bevorzugt mehrstufig, wobei jedem möglichen Filter bevorzugt ein Sensor zugeordnet ist, so dass geprüft werden kann, ob das Wasser durch den Filter gereinigt werden kann oder das Wasser möglicherweise den Filter zu sehr zusetzen würde und besser dem Ablauf zugeführt wird oder ob der Filter das Wasser nicht weiter reinigen kann, so dass das Wasser gleich dem nächsten Filter bzw. dessen Sensor zugeführt wird.
In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Wassersammeltank einen Füllstandssensor auf und die Information des Füllstandssensors wird mit der Sensorinformation verknüpft, so dass bei gefülltem Wassersammeltank neu aufgefangenes Wasser einem Ablauf zugeführt wird und nicht weiter gereinigt wird. Bevorzugt wird bei dieser Information das Wasser auch schon unmittelbar nach dem Auffangen einem Ablauf zugeführt, so dass das Wasser auch nicht mehr der UV-Bestrahlungseinheit zugeführt wird.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung zum Auffangen von Wasser, zur Nutzung des aufgefangenen Wassers in dem Kraftfahrzeug, wobei die Vorrichtung eine Wassersammeleinrichtung und einen Wassersammeltank aufweist, wobei die Wassersammeleinrichtung mit dem Wassersammeltank verbunden ist. Erfindungsgemäß ist in dem Kraftfahrzeug die Wassersammeleinrichtung in der Radhausschale des Kraftfahrzeugs angeordnet. In einem solchen Kraftfahrzeug kann Wasser auch nach Regenphasen gesammelt werden, nämlich immer dann, wenn Feuchtigkeit auf der Straße ist, die von den Reifen hochgewirbelt wird. Dies erfolgt zum Teil sogar bei vermeintlich trockener Straße, da die Reifen auch Feuchtigkeit aus dem Straßenbelag nach oben ziehen.
Bevorzugt ist dazu in der Radhausschale eine Sammelrinne vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich können in der Radhausschale Trichter oder andere Abläufe vorgesehen sein, in denen das in der Radhausschale aufgefangene Wasser gesammelt wird und dann zum Wassersammeltank geleitet wird. Bevorzugt ist dazu der Wassersammeleinrichtung eine Pumpe zugeordnet, mit der das Wasser aus der Radhausschale zu dem Wassersammeltank gefördert wird. Der Wassersammeltank ist bevorzugt benachbart zu der Radhausschale angeordnet. Dadurch sind die Leitungswege kurz und es ist ein günstiger Einbau möglich.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zwischen der Wassersammeleinrichtung und dem Wassersammeltank ein Durchflusssensor angeordnet. Der Durchflusssensor misst den Wasserstrom bzw. die Wassermenge pro Zeiteinheit, der durch die Verbindungsleitung zwischen Radhausschale und Wassersammeltank fließt. Dadurch ist es möglich, eine Information über die Feuchtigkeit auf der Straße zu gewinnen.
In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen der Wassersammeleinrichtung und dem Wassersammeltank mindestens ein Filter angeordnet. Bevorzugt ist dem Filter ein Sensor vorgeschaltet. Dies kann beispielsweise ein Partikelsensor sein. Sind Partikel vorhanden, die nachfolgende Einheiten, wie beispielsweise den Filter oder Düsen eines Wischersystems verstopfen würden, wird das Wasser durch den Filter geleitet und gereinigt. Sind keine solchen Partikel vorhanden, wird das Wasser nicht durch den Filter sondern direkt weitergeleitet. Sollte festgestellt werden, dass die Verschmutzung zu stark ist und durch den Filter nicht zu reinigen ist, so kann das Wasser auch an einen Ablauf gegeben werden.
Besonders bevorzugt sind mehrere Filter vorhanden, die nacheinander durchlaufen werden können und jedem Filter ist bevorzugt ein Sensor vorgeschaltet, aufgrund dessen Messergebnis der Fluss des gesammelten Wassers entweder durch den Filter oder zum Ablauf oder zum nächsten Sensor erfolgt. Je nach gewünschtem Umfang der Aufbereitung werden unterschiedliche Sensoren und Filter verwendet bis das Wasser schließlich im Wassersammeltank ankommt.
Bevorzugt ist dem oder den Filtern auch noch eine UV-Bestrahlungseinheit in Förderrichtung gesehen vorgeschaltet. Bevor das Wasser den Filtern zugeführt wird, wird also eine UV-Bestrahlung vorgenommen, bei der Sporen und Algen abgetötet werden und feine Partikel auch verklumpen. Dadurch wird die Lebensdauer der Filter deutlich erhöht. Weiterhin weist der Wassersammeltank bevorzugt einen Füllstandssensor auf. Das Ergebnis des Füllstandssensors wird an die jeweiligen Sensoren und Regler übermittelt, so dass, wenn kein Nachfüllbedarf besteht, das Wasser an einen Ablauf geleitet werden kann.
In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Kraftfahrzeug mindestens einen Zusatztank zur Aufnahme eines Additivs auf und der Zusatztank ist mit dem Wassersammeltank verbunden. Bevorzugt sind mehrere Zusatztanks zur Aufnahme verschiedener Additive vorgesehen. Je nach gewünschtem Reinheitsgrad und in Abhängigkeit von den sensierten Ergebnissen können dem Wassersammeltank daher zusätzliche Additive in der gewünschten Menge und nach der gewünschten Art zugegeben werden.
Durch entsprechende Aufbereitung kann auch deionisiertes Wasser (DI-Wasser) hergestellt werden. Der Wassersammeltank ist dann bevorzugt auch mit der Motorsteuerung zur Nutzung als DI-Wasser und zur entsprechenden Einspritzung in den Motor verbunden. Eine andere bzw. die weitere Anwendung ist die Verwendung als Reinigungswasser zur Reinigung von Windschutzscheibe und Scheinwerfern.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Vorrichtung zum Auffangen von Wasser in einem Kraftfahrzeugtank, wobei diese Vorrichtung in dem oben beschriebenen Kraftfahrzeug verbaut wird, um das Kraftfahrzeug entsprechend auszubilden und in der Radhausschale das Wasser aufzunehmen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens und des Wasserflusses in einem entsprechend ausgerüsteten erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug.
In der einzigen Figur der Zeichnung ist eine Radhausschale 1 angedeutet. In dieser fängt sich das von den Reifen von der Fahrbahn aufgewirbelte Wasser und wird mit einer Wassersammeleinrichtung 2 aufgefangen. Das aufgefangene Wasser wird über ein Leitungssystem einem UV-Filters 5 zugeführt. Auf dem Weg dahin wird der Durchfluss mit einem Durchflusssensor 3 gemessen und das Ergebnis wird an die Fahrzeugsteuerung 4 gegeben und dort ausgewertet. Dadurch kann auch entsprechend ein Wischersystem 17 gesteuert werden, da Vorhersagen über das auf die Windschutzscheibe gelangende Spritzwasser und/oder Regenwasser möglich sind. Aus der Wassersammeleinrichtung 2 wird das aufgefangene Wasser dem UV-Filter 5 zugeführt und dort mit UV-Licht bestrahlt. Die UV-Bestrahlungseinheit, die auch als UV-Filter 5 bezeichnet werden kann, reinigt das Wasser und arbeitet vor allem auch abnutzungsfrei. Sporen, Algen und Bakterien werden abgetötet. Feine Partikel verklumpen. Dadurch ist danach eine bessere Reinigung des Wassers danach mit mechanischen und anderen Filtern möglich. Hinter dem UV-Filter 5 wird das Wasser einem ersten Sensor 6 zugeführt. Dieser detektiert das Wasser darauf, ob die Reinigung durch einen ersten Filter 10 notwendig und möglich ist. Falls ja, wird das Wasser durch den ersten Filter 10 geleitet und danach zu einem zweiten Sensor 7, der eine ähnliche Prüfung für den zweiten Filter 11 vornimmt. Dieser Vorgang kann mehrfach wiederholt werden bis zu einem n-ten Sensor 8 und einem n-ten Filter 12. Nach der Reinigung durch die Filter 10, 11, 12 wird das so aufgereinigte Wasser in einem Wassersammeltank 14 gespeichert. Vom Wassersammeltank 14 kann das Wasser zu dem Wischersystem 17 oder zu anderen Verwendungen in dem Kraftfahrzeug weitergeleitet werden. Eine weitere Verwendung kann insbesondere auch die Verwendung als deionisiertes Wasser im Motor des Kraftfahrzeugs sein. Erforderlichenfalls werden dem Wassersammeltank 14 aus einem ergänzenden Zusatztank 15 und/oder weiteren Zusatztanks 16 Additive, zum Beispiel Reinigungs- und/oder Frostschutzmittel beigefügt. Der Wassersammeltank 14 ist auch mit einem Füllstandssensor 11 versehen, der mit der gesamten Vorrichtung und insbesondere dem ersten Sensor 6, zweiten Sensor 7 und allen weiteren Sensoren 8 verbunden ist. Falls der Wassersammeltank 14 ausreichend gefüllt ist, so wird das noch zu reinigende Wasser nicht den entsprechenden Filtern 10, 11, 12, sondern einem Ablauf 9 (in der Figur als „Exit“ bezeichnet) zugeführt. Ebenso sind die Sensoren 6, 7, 8 mit einer Logik versehen, die bei Feststellung eines zu hohen und nicht zu reinigenden Verschmutzungsgrads das Wasser dem Ablauf 9 zuführen.
Alle in der vorstehenden Beschreibung und in den Ansprüchen genannten Merkmale sind in einer beliebigen Auswahl mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs kombinierbar. Die Offenbarung der Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen bzw. beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt, vielmehr sind alle im Rahmen der Erfindung sinnvollen Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten.
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

WO 2007/059926 A1 [0003]
DE 20210864 U1 [0004]
DE 102008033685 A1 [0004]

Claims

Verfahren zum Auffangen und zur Nutzung von Wasser in einem Kraftfahrzeug, bei dem Wasser mit einer Wassersammeleinrichtung (2) aufgefangen und einem Wassersammeltank (14) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser in der Radhausschale (1) aufgefangen wird und zu dem Wassersammeltank (14) befördert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das in der Radhausschale (1) aufgefangene Wasser auf die aufgefangene Menge pro Zeit untersucht wird und daraus eine Information über die Feuchtigkeit auf der Fahrbahn ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das in der Radhausschale (1) aufgefangene Wasser einer UV-Bestrahlungseinheit (5) zugeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das in der Radhausschale (1) aufgefangene Wasser nach Verlassen der Radhausschale (1) und nach Durchlaufen der UV-Bestrahlungseinheit (5) einem ersten Sensor (6) zugeführt wird und aufgrund des Sensorergebnisses und weiterer Informationen das Wasser entweder einem zweiten Sensor (7), einem ersten Filter (10) oder einem Ablauf (9) zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wassersammeltank (14) einen Füllstandsensor (13) aufweist und Informationen des Füllstandsensors (13) mit Informationen der Sensoren (6, 7) verknüpft werden.
Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung zum Auffangen von Wasser, zur Nutzung des aufgefangenen Wassers in dem Kraftfahrzeug, wobei die Vorrichtung eine Wassersammeleinrichtung (2) und einen Wassersammeltank (14) aufweist, wobei die Wassersammeleinrichtung (2) mit dem Wassersammeltank (14) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wassersammeleinrichtung (2) in einer Radhausschale (1) angeordnet ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wassersammeleinrichtung (2) eine in oder an der Radhausschale (1) angeordnete Sammelrinne aufweist.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wassersammeleinrichtung (2) eine Pumpe zugeordnet ist.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Wassersammeltank (14) benachbart zur Radhausschale (1) angeordnet ist.
Kraftfahrzeug nach den Ansprüchen 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Wassersammeleinrichtung (2) und dem Wassersammeltank (14) ein Durchflusssensor (3) angeordnet ist.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Wassersammeleinrichtung (2) und dem Wassersammeltank (14) mindestens ein Filter (10, 11, 12) angeordnet ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass dem Filter (10, 11, 12) ein Sensor (6, 7, 8) vorgeschaltet ist.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Filter (10, 11, 12) vorhanden sind, die nacheinander durchlaufen werden können, und jedem Filter (10, 11, 12) ein Sensor (6, 7, 8) vorgeschaltet ist, aufgrund dessen Messergebnis der Fluss des gesammelten Wassers entweder durch den Filter (10, 11, 12) oder einem Ablauf (9) oder zum nächsten Sensor (7, 8) erfolgt.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass dem oder den Filtern (10, 11, 12) eine UV-Bestrahlungseinheit (5) in Förderrichtung gesehen vorgeschaltet ist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wassersammeltank (14) einen Füllstandsensor (13) aufweist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens einen Zusatztank (15, 16) zur Aufnahme eines Additivs aufweist und dass der Zusatztank (15, 16) mit dem Wassersammeltank (14) verbunden ist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wassersammeltank (14) mit der Motorsteuerung zur Nutzung als DI-Wasser verbunden ist.
Vorrichtung zum Auffangen von Wasser in einem Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Wassersammeleinrichtung aufweist, die zur Montage in der Radhausschale ausgebildet und dazu vorgesehen und ausgebildet ist, um ein Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 17 auszubilden.