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Die Erfindung betrifft eine Wasserbereitstellungsanordnung für ein Fahrzeug gemäß der Gattung des Patentanspruchs 1.
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Wasserbereitstellungsanordnungen für Fahrzeuge sind in zahlreichen Variationen bekannt und werden beispielsweise für eine Scheibenwaschanordnung verwendet. Diese Wasserbereitstellungsanordnungen umfassen einen Vorratsbehälter, eine Wasserquelle, welche geeignet ist, während eines Betriebs des Fahrzeugs Wasser zu erzeugen, und eine Zulaufverbindung zwischen der Wasserquelle und dem Vorratsbehälter. Die Zulaufverbindung leitet Wasser der Wasserquelle zum Vorratsbehälter, wobei das Wasser mit mindestens einem Zusatz mischbar ist und das korrespondierende wasserbasierte Gemisch beispielsweise eine Waschflüssigkeit ausbildet. Hierbei kann der Zusatz dem Wasser im Vorratsbehälter zugefügt werden. Dies kann manuell durch einen Fahrzeugnutzer erfolgen. Alternativ kann in der Zulaufverbindung eine Mischanordnung angeordnet werden, welche das Wasser mit dem Zusatz mischt, wobei das korrespondierende wasserbasierte Gemisch im Vorratsbehälter gespeichert wird.
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Aus der
DE 10 2008 010 493 A1 ist eine gattungsgemäße Wasserbereitstellungsanordnung für eine Scheibenwaschanordnung eines Fahrzeugs bekannt, welche durch Mischen von bei einem Betrieb einer Brennstoffzelle erzeugten Wasser mit konzentrierten Zusätzen Waschflüssigkeit erzeugt. Der konzentrierte Zusatz wird in einem nachfüllbaren Behälter gespeichert. Eine Mischpumpe dosiert automatisch das Wasser und den konzentrierten Zusatz. Hierbei werden das Wasser und der konzentrierte Zusatz aus den korrespondierenden Quellen gesaugt und gemischt. Die erzeugte Waschflüssigkeit kann direkt zu einem Verbraucher geleitet oder in einem Vorratsbehälter gespeichert werden.
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Aus der
DE 100 60 395 A1 ist eine Wisch-Waschanlage eines Fahrzeugs bekannt. Das Fahrzeug erzeugt im Betrieb Abgas und leitet dieses an eine Umgebung ab. Hierbei wird, vor dem Ableiten des Abgases an die Umgebung, in dem Abgas enthaltendes Wasser abgetrennt. Zu diesem Zweck umfasst die Wisch- Waschanlage eine Einrichtung zum Auskondensieren von Wasser aus dem Abgas. Die Einrichtung zum Auskondensieren von Wasser führt das auskondensierte Wasser einem Wischwasservorrat zu.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Wasserbereitstellungsanordnung für ein Fahrzeug bereitzustellen, welche bei gleicher Funktionalität einfacher aufgebaut und kostengünstiger umsetzbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Wasserbereitstellungsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Um eine Wasserbereitstellungsanordnung für ein Fahrzeug bereitzustellen, welche bei gleicher Funktionalität einfacher aufgebaut und kostengünstiger umsetzbar ist, ist in der mindestens einen Zulaufverbindung zwischen mindestens einer Wasserquelle und mindestens einem Vorratsbehälter mindestens ein Zusatzbehälter angeordnet, in welchem der mindestens eine Zusatz gespeichert ist, wobei sich der mindestens eine Zusatz mit dem den korrespondierenden Zusatzbehälter durchströmenden Wasser mischt und das Gemisch in den mindestens einen Vorratsbehälter leitbar ist.
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Unter einer Wasserbereitstellungsanordnung für ein Fahrzeug wird im Folgenden eine Baugruppe mit mindestens einem Vorratsbehälter, mindestens einer Wasserquelle, welche geeignet ist, während eines Betriebs des Fahrzeugs Wasser zu erzeugen, und mindestens einer Zulaufverbindung zwischen der mindestens einen Wasserquelle und dem mindestens einen Vorratsbehälter verstanden.
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Unter einem Fahrzeug kann im Folgenden ein Fahrzeug mit einem Brennstoffzellenantrieb oder mit einem Verbrennungsmotor verstanden werden. Im Zuge des autonomen Fahrens können zusätzlich Sensoren, wie beispielsweise Kameras oder Abstandssensoren usw. zur Erfassung der Fahrzeugumgebung im Fahrzeug verbaut werden, für welche unter Umständen eine regelmäßige Reinigung durch eine Scheibenwaschanordnung erforderlich sein kann. Zudem kann das Fahrzeug eine Wassereinspritzanordnung umfassen, welche ein aus einem Alkohol und Wasser gebildetes Gemisch in einen Ansaugtrakt oder einen Brennraum eines Verbrennungsmotors einspritzt.
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Durch die mindestens eine Zulaufverbindung wird Wasser von der mindestens einen Wasserquelle zu dem mindestens einen Vorratsbehälter geleitet. Das Wasser wird in dem in der mindestens einen Zulaufverbindung angeordneten mindestens einen Zusatzbehälter mit mindestens einem Zusatz gemischt, wobei das korrespondierende wasserbasierte Gemisch im Vorratsbehälter gespeichert wird. Dieses wasserbasierte Gemisch wird bei Bedarf mindestens einem Verbraucher zugeführt. Hierbei kann durch den mindestens einen Zusatz im korrespondierenden mindestens einen Zusatzbehälter für unterschiedliche Verbraucher ein passendes wasserbasiertes Gemisch zusammengestellt und im korrespondierenden Vorratsbehälter bereitgestellt werden. Hierbei kann durch die Wassererzeugung während des Fahrzeugbetriebs die Anzahl an Verbrauchern in vorteilhafter Weise erhöht werden, ohne das Volumen des mindestens einen Vorratsbehälters signifikant zu vergrößern. Die Wahrscheinlichkeit, dass das Wasser zum Mischen des mindestens einen wasserbasierten Gemisches während des Betriebs des Fahrzeugs zu Neige geht, kann in vorteilhafter Weise reduziert werden, da die mindestens eine Wasserquelle während des Fahrzeugbetriebs Wasser erzeugt. Der mindestens eine Zusatzbehälter kann so dimensioniert werden, dass das Auffüllen oder ein Austausch des mindestens einen Zusatzbehälters in Fahrzeugwartungsintervallen erfolgen kann, ohne dass in der Zwischenzeit ein Engpass entsteht. Die Anzahl der Zusatzbehälter und der korrespondierenden Vorratsbehälter kann an die Anzahl der Verbraucher und an die Mengen der von den Verbrauchern verwendeten wasserbasierten Gemische angepasst werden. Zudem kann die Anordnung der Zusatzbehälter und der Vorratsbehälter an einen vorhandenen Bauraum im Fahrzeug angepasst werden. Der mindestens eine Zusatz im Zusatzbehälter wird getrennt von dem wasserbasierten Gemisch in dem mindestens einen Vorratsbehälter gespeichert, wodurch ein Stoffaustausch zwischen dem mindestens einen Zusatz und dem fertiggemischten wasserbasierten Gemisch unterbunden werden kann. Zudem kann der mindestens eine Zusatzbehälter in vorteilhafter Weise bei Bedarf vollständig ausgetauscht werden oder der mindestens eine Zusatz kann bei Bedarf im Zusatzbehälter aufgefüllt werden. Hierbei kann eine Auswerte- und Steuereinheit, welche beispielsweise als Bordcomputer ausgeführt ist, eine verbrauchte Menge des korrespondierenden mindestens einen wasserbasierten Gemisches und eine daraus resultierende Menge des verbrauchten mindestens einen Zusatzes abschätzen. Zu diesem Zweck kann die Auswerte- und Steuereinheit Informationen über die Dauer und/oder die Anzahl der Verwendungen des korrespondierenden mindestens einen Verbrauchers empfangen und auswerten. Durch eine geeignete Anordnung des mindestens einen Vorratsbehälters und des mindestens einen Zusatzbehälters kann auf Pumpen verzichtet werden, welche das Wasser zum Vermischen über den mindestens einen Zusatzbehälter in den Vorratsbehälter fördern. Durch das Reduzieren der Bauteile können Fehleranfälligkeit und Kosten der erfindungsgemäßen Wasserbereitstellungsanordnung in vorteilhafter Weise reduziert werden. Zudem können mehrere Verbraucher mit Wasser oder einem passenden wasserbasierten Gemisch versorgt werden. Zudem kann der Komfort für einen Fahrzeugnutzer erhöht werden, da das Auffüllen des Wassers und das Mischen mit dem mindestens einen Zusatz automatisch erfolgen kann. Lediglich das Auffüllen des mindestes einen Zusatzes oder der Austausch des Zusatzbehälters kann durch den Fahrzeugnutzer erforderlich sein. Das Auffüllen des mindestens einen Zusatzes kann unter Umständen auch bei einer Inspektion in einer Werkstatt erfolgen.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Wasserbereitstellungsanordnung kann die mindestens eine Wasserquelle als Befeuchter einer Brennstoffzelle oder als Wasserabscheider einer Klimaanlage oder als Wasserabscheider einer Abgasanlage ausgeführt werden. Durch den Befeuchter oder durch die Wasserabscheider kann während des Fahrzeugbetriebs lastabhängig eine Wassergewinnung durch bereits im Fahrzeug vorhandene Baugruppen erzielt werden. Beispielsweise kann die Brennstoffzelle eine Membran umfassen, welche mit Wasser befeuchtet wird. Der Befeuchter der Brennstoffzelle gewinnt Wasser aus Reaktionsgasen der Brennstoffzelle. Dieses Wasser kann auch zur Befeuchtung der Membran genutzt werden. Der Wasserabscheider der Klimaanlage kann zur Regulierung der Luftfeuchtigkeit Wasserdampf oder Kondenswasser aus einem zu klimatisierenden Luftstrom abscheiden. Der Wasserabscheider der Abgasanlage kann in den Abgasen vorhandenen Wasserdampf oder aus Reaktionsgasen in der Abgasanlage entstandenes Wasser oder Wasserdampf abscheiden. Überschüssiges Wasser des Befeuchters oder der Wasserabscheider kann in die Abgasanlage eingeleitet oder über die mindestens eine Zulaufverbindung in den mindestens einen Vorratsbehälters geleitet werden. Durch die Wassergewinnung während des Betriebs des Fahrzeugs kann verhindert oder zumindest erschwert werden, dass das Wasser zum Mischen des mindestes einen wasserbasierten Gemisches und das mindestens eine wasserbasierte Gemisch in dem mindestens einen Vorratsbehälter zu Neige geht. Hierbei kann die erfindungsgemäße Wasserbereitstellungsanordnung eine oder mehrere Wasserquellen aufweisen. Das von mehreren Wasserquellen erzeugte Wasser kann vorzugsweise in einer gemeinsamen Sammelleitung zusammengeführt werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Wasserbereitstellungsanordnung kann der mindestens eine Vorratsbehälter mehreren Verbrauchern oder nur einem Verbraucher zugeordnet werden. Zudem kann mindestens ein Zusatzbehälter mehreren Verbrauchern oder nur einem Verbraucher zugeordnet werden. Beispielsweise kann einem ersten Verbraucher ein erster Vorratsbehälter und mindestens ein korrespondierender Zusatzbehälter zugeordnet werden, und einem zweiten Verbraucher kann ein zweiter Vorratsbehälter und mindestens ein korrespondierender Zusatzbehälter zugeordnet werden. Dadurch können die wasserbasierten Gemische für die beiden Verbraucher unabhängig voneinander erzeugt werden. Verwenden mehrere Verbraucher identische wasserbasierte Gemische, dann kann ein gemeinsamer Vorratsbehälter und mindestens ein gemeinsamer Zusatzbehälter für diese Verbraucher verwendet werden. So kann beispielsweise das Wasser oder das wasserbasierte Gemisch des gemeinsamen Vorratsbehälters durch mindestens einen Verbraucherauslass zu dem mindestens einen Verbraucher geleitet werden. Alternativ können Verbrauchern, welche identische wasserbasierte Gemische verwenden, jeweils ein Vorratsbehälter und mindestens ein gemeinsamer Zusatzbehälter zugeordnet werden. Durch die Vielzahl an möglichen Anordnungen der Vorratsbehälter und der Zusatzbehälter, kann die erfindungsgemäße Wasserbereitstellungsanordnung an einen Bauraum im Fahrzeug und an einen Bedarf der bereitzustellenden wasserbasierten Gemische angepasst werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Wasserbereitstellungsanordnung kann der mindestens eine Verbraucher als Scheibenwaschanordnung oder als Wassereinspritzanordnung ausgeführt werden. Dadurch kann das wasserbasierte Gemisch beispielsweise als Waschflüssigkeit zur Reinigung oder zum Waschen einer Scheibe verwendet werden. Zusätzlich oder alternativ kann ein aus Alkohol und Wasser gebildetes Gemisch der Wassereinspritzanordnung eines Verbrennungsmotors zugeführt werden. Unter einer Scheibe kann im Folgenden eine Abdeckung eines Scheinwerfers, eine Abdeckung eines Sensors, eine Frontscheibe und eine Heckscheibe des Fahrzeugs verstanden werden. Diese Scheiben können gewaschen oder gereinigt werden, indem sie von einer Spritzdüse oder einem anderen geeigneten Element mit der Waschflüssigkeit befeuchtet oder mit der Waschflüssigkeit abgespritzt oder begossen werden. Zusätzlich kann ein Wischer gelösten Schmutz und Waschflüssigkeit aus einem zu säubernden Bereich der Scheibe wischen. Alternativ kann der gelöste Schmutz mit der Waschflüssigkeit die Scheibe entlang fließen und sich so aus dem zu säubernden Bereich bewegen. Die Waschflüssigkeit kann eine an eine jeweilige Jahreszeit angepasste Zusammensetzung für eine jahreszeitspezifische Waschfunktion aufweisen. Dadurch kann die Waschflüssigkeit zur Verkehrssicherheit beitragen. Im Sommer kann beispielsweise ein spezieller Zusatz zur Beseitigung von Insekten in der Waschflüssigkeit enthalten sein. Im Winter kann beispielsweise ein alkoholhaltiges Frostschutzmittel in der Waschflüssigkeit enthalten sein. Zudem kann Wasser ohne Zusatz die Waschflüssigkeit ausbilden. Durch das aus Alkohol und Wasser gebildete Gemisch, welches über die Wassereinspritzanordnung in einen Ansaugtrakt oder einen Brennraum eines Verbrennungsmotors eingespritzt wird, kann eine Leistungssteigerung oder eine Senkung von Emissionen oder des Kraftstoffverbrauchs erzielt werden. Zudem kann mindestens einer der Zusätze ein Mittel sein, welches ein Algen- oder Bakterienwachstum erschwert oder vollständig verhindert. Der Wassereinspritzanordnung und der Scheibenwaschanordnung kann ein gemeinsamer Vorratsbehälter zugeordnet werden. Das wasserbasierte Gemisch kann über einen korrespondierenden ersten Verbraucherauslass und eine erste Förderpumpe zu Spritzdüsen der Scheibenwaschanordnung geleitet werden und zum Säubern oder Reinigen oder Waschen von Scheinwerfern, Fensterscheiben und Sensoren genutzt werden. Zudem kann das wasserbasierte Gemisch über einen korrespondierenden zweiten Verbraucherauslass und eine zweite Förderpumpe zu der Wassereinspritzanordnung des Verbrennungsmotors geleitet werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Wasserbereitstellungsanordnung kann in dem mindestens einen Zusatzbehälter ein poröses Material angeordnet werden, welches eine Durchflussgeschwindigkeit des Wassers vorgibt und in welchem der korrespondierende Zusatz bzw. Zusatzstoff chemisch gebunden ist. Der in dem porösen Material gebundene Zusatz wird durch den Kontakt mit Wasser gelöst, um das korrespondierende wasserbasierte Gemisch zu bilden. Zudem kann eine Konzentration des mindestens einen Zusatzes in dem den Zusatzbehälter durchströmenden Wasser von Eigenschaften des porösen Materials und von der Löslichkeit bzw. der Mischbarkeit des mindestens Zusatzes im Wasser abhängig sein. Durch die von dem porösen Material vorgegebene Durchflussgeschwindigkeit des Wassers oder durch andere geeignete Eigenschaften des porösen Materials und die Löslichkeit des mindestens einen Zusatzes kann in vorteilhafter Weise gesteuert werden, welche Menge des Zusatzes mit dem Wasser gemischt oder im Wasser gelöst wird. Dadurch kann eine Konzentration des mindestens einen Zusatzes im Wassers vorgegeben werden. Dadurch kann in vorteilhafter Weise auf Sensoren zur Überwachung der Konzentration verzichtet werden, da sich die vorgegebene Konzentration automatisch einstellen kann. Zudem kann das poröse Material in vorteilhafter Weise ungewollte Partikel aus dem Wasser filtern.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Wasserbereitstellungsanordnung kann der mindestens eine Zusatzbehälter in Fahrzeughochrichtung oberhalb des Vorratsbehälters angeordnet werden. Hierbei kann die Schwerkraft das Wasser antreiben und durch den mindestens einen Zusatzbehälter in den Vorratsbehälter leiten. Dadurch kann in vorteilhafter Weise auf eine Pumpe, welche das Wasser durch den mindestens einen Zusatzbehälter in den Vorratsbehälter leitet, verzichtet werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Wasserbereitstellungsanordnung können mehrere Zusatzbehälter nebeneinander angeordnet werden. Durch diese Anordnung können unterschiedliche Zusätze bei Bedarf zum Mischen mit dem Wasser durch das Durchströmen des korrespondierenden Zusatzbehälters ausgewählt werden. Hierbei kann ein erster Zusatzbehälter mindestens einen ersten Zusatz für mindestens ein erstes wasserbasiertes Gemisch, und ein zweiter Zusatzbehälter mindestens einen zweiten Zusatz für mindestens ein zweites wasserbasiertes Gemisch aufweisen. Der mindestens eine erste Zusatz kann beispielsweise Alkohol oder Frostschutzmittel sein, und der mindestens eine zweite Zusatz kann beispielsweise Reinigungsmittel sein. Zudem kann ein weiterer Zusatz das Mittel sein, welches ein Algen- oder Bakterienwachstum erschwert oder vollständig verhindert. Das Frostschutzmittel kann beispielsweise reinem Ethylenglykol oder einem anderen geeigneten Mittel entsprechen. Da im mindestens einen Vorratsbehälter und im korrespondierenden mindestes einen Zusatzbehälter Frostschutzmittel vorhanden ist, kann ein prozesssicherer Frostschutz in dem wasserbasierten Gemisch und im Vorratsbehälter umgesetzt werden. Das Reinigungsmittel kann das Reinigen oder Waschen der Scheiben und die Beseitigung von hartnäckigem Schmutz, wie beispielsweise von Insekten oder Vogelkot erleichtern. Durch das aus Alkohol und Wasser gebildete Gemisch, welches über die Wassereinspritzanordnung in einen Ansaugtrakt oder einen Brennraum eines Verbrennungsmotor eingespritzt werden kann, lässt sich eine Leistungssteigerung oder eine Senkung von Emissionen oder des Kraftstoffverbrauchs erzielen.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Wasserbereitstellungsanordnung kann in der mindestens einen Zulaufverbindung mindestens ein erstes Ventil angeordnet werden, welches mindestens einem Zusatzbehälter zugeordnet ist und einen korrespondierenden Einlass des mindestens einen Zusatzbehälters bei einem vorgegeben ersten Füllstand des mindestens einen Vorratsbehälters freigibt und bei einem vorgegebenen zweiten Füllstand des mindestens einen Vorratsbehälters verschließt. Hierbei kann das Ventil alle vorhandenen oder zumindest mehrere Einlässe freigeben oder verschließen. Alternativ kann jedem Zusatzbehälter jeweils ein Ventil zugeordnet werden, welches den korrespondierenden Einlass freigibt oder verschließt. Da das Wasser aus der mindestens einen Wasserquelle über den mindestens einen Zusatzbehälter in den Vorratsbehälter gelangt, kann durch das Verschließen der Einlässe der Zusatzbehälter verhindert werden, dass der korrespondierende Vorratsbehälter überläuft. Durch das Freigeben des mindestens einen Einlasses kann Wasser in den korrespondierenden mindestens einen Zusatzbehälter und dadurch das wasserbasierte Gemisch in den Vorratsbehälter nachgefüllt werden. Dadurch kann verhindert werden, dass das wasserbasierte Gemisch im Vorratsbehälter zur Neige geht. Dadurch kann dem korrespondierenden Verbraucher im Betrieb des Fahrzeugs eine ausreichende Menge an wasserbasierten Gemisch sicher zur Verfügung gestellt werden. Das Wasser kann im verschlossenen Zustand des mindestens einen Einlasses über die Abgasanlage abgegeben werden. Zudem kann mindestens ein Sensorelement den Füllstand des mindestens einen Vorratsbehälters überwachen. Das mindestens eine Ventil, welches in der mindestens einen Zulaufverbindung angeordnet ist, kann über das mindestens eine Sensorelement angesteuert werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Wasserbereitstellungsanordnung kann jedem Zusatzbehälter jeweils ein zweites Ventil zugeordnet werden, welches einen korrespondierenden Einlass des jeweiligen Zusatzbehälters in Abhängigkeit eines Parameters freigibt oder verschließt.
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Beispielsweise kann der Parameter eine Umgebungstemperatur sein, wobei der Einlass eines Zusatzbehälters, welcher ein Forstschutzmittel als Zusatz speichert, unterhalb einer ersten Temperatur freigegeben und oberhalb einer zweiten Temperatur verschlossen wird. Dadurch kann in dem korrespondierenden mindestens einem Vorratsbehälter nur dann Frostschutzmittel vorhanden sein, wenn dieses auch aufgrund der aktuellen Umgebungstemperaturen erforderlich ist. Ein weitere Parameter kann einer Jahreszeit oder einer Vorgebe eines Nutzers entsprechen. Durch die verschiedenen freigebaren und verschließbaren Vorratsbehälter kann das wasserbasierte Gemisch im korrespondierenden mindestens einen Vorratsbehälter an vorgegebene Parameter angepasst werden. Dadurch kann das dem korrespondierenden Verbraucher zur Verfügung gestellte wasserbasierte Gemisch besser an vorgegebene Bedingungen angepasst werden.
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Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen. Hierbei zeigen:
- 1 ein schematisches Blockdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Wasserbereitstellungsanordnung; und
- 2 ein schematisches Blockdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Wasserbereitstellungsanordnung.
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Wie aus 1 und 2 ersichtlich ist, umfasst eine Wasserbereitstellungsanordnung 10A, 10B für ein Fahrzeug mindestens einen Vorratsbehälter 20A, 20B, mindestens eine Wasserquelle 40, welche geeignet ist, während eines Betriebs des Fahrzeugs Wasser zu erzeugen, und mindestens eine Zulaufverbindung 30, 30A, 30B zwischen der mindestens einen Wasserquelle 40 und dem mindestens einen Vorratsbehälter 20A, 20B. Die mindestens eine Zulaufverbindung 30, 30A, 30B leitet Wasser von der mindestens einen Wasserquelle 40 zu dem mindestens einen Vorratsbehälter 20A, 20B, wobei das Wasser mit mindestens einem Zusatz mischbar ist und mindestens einen Verbraucher 70 zuführbar ist.
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Erfindungsgemäß ist in der mindestens einen Zulaufverbindung 30, 30A, 30B zwischen der mindestens einen Wasserquelle 40 und dem mindestens einen Vorratsbehälter 20A, 20B mindestens ein Zusatzbehälter 60, 60A, 60B angeordnet, in welchem der mindestens eine Zusatz gespeichert ist, wobei sich der mindestens eine Zusatz mit dem den Zusatzbehälter 60, 60A, 60B durchströmenden Wasser mischt und das wasserbasierte Gemisch in den mindestens einen Vorratsbehälter 20A, 20B leitbar ist.
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Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, umfassen die dargestellten erfindungsgemäßen Wasserbereitstellungsanordnungen 10A, 10B nur einen Vorratsbehälter 20A, 20B. Das Wasser oder das wasserbasierte Gemisch in dem Vorratsbehälter 20A, 20B wird durch mindestens einen Auslass 22A, 22B und eine mit dem mindestens einen Auslass 22A, 22B gekoppelte Auslassverbindung 71A, 71B zu dem mindestens einen Verbraucher 70 geleitet. Alternative nicht dargestellte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Wasserbereitstellungsanordnung 10A, 10B können mehr als einen Vorratsbehälter 20A, 20B aufweisen.
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Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, ist dem dargestellten Vorratsbehälter 20A, 20B in den dargestellten Ausführungsbeispielen der Wasserbereitstellungsanordnung 10A, 10B ein Verbraucher 70 zugeordnet, welcher im dargestellten Ausführungsbeispiel als Scheibenwaschanordnung 70A ausgeführt ist. Die Scheibenwaschanordnung 70A ist über eine erste Auslassverbindung 71A mit einem ersten Verbraucherauslass 22A des Vorratsbehälters 20A, 20B verbunden. Eine erste Pumpe 50A fördert das wasserbasierte Gemisch vom Vorratsbehälter 20A, 20B zur Scheibenwaschanordnung 70A. Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, kann dem dargestellten Vorratsbehälter 20A, 20B aber auch noch ein zweiter gestrichelt dargestellter Verbraucher 70 zugeordnet werden, welcher beispielsweise als Wassereinspritzanordnung 70B eines Verbrennungsmotors ausgeführt ist und über eine zweite Auslassverbindung 71B mit einem zweiten Verbraucherauslass 22B des Vorratsbehälters 20A, 20B verbunden ist. Eine zweite Pumpe 50B fördert das wasserbasierte Gemisch vom Vorratsbehälter 20A, 20B zur Wassereinspritzanordnung 70B. Bei der Ausführungsform als gemeinsamer Vorratsbehälter 20A, 20B für mehrere Verbraucher 70 verwenden die Verbraucher 70 vorzugsweise ein identisches wasserbasiertes Gemisch. Verwenden die Verbraucher 70 verschiedene wasserbasierte Gemische, dann umfasst die Wasserbereitstellungsanordnung 10A, 10B bei einem solchen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel mehrere Vorratsbehälter 20A, 20B, welchen zur Erzeugung von verschiedenen wasserbasierten Gemischen verschiedene Zusätze über mindestens einen korrespondierenden Zusatzbehälter 60, 60A, 60B zugeführt werden. Des Weiteren können zwei Vorratsbehälter 20A, 20B in Reihe geschaltet werden. Das bedeutet, dass einem ersten Vorratsbehälter 20A, 20B ein erster Zusatzbehälter 60, 60A, 60B mit einem ersten Zusatz, beispielsweise ein Frostschutzmittel, zugeordnet wird, und das erzeugte erste wasserbasierte Gemisch über den ersten Verbraucherauslass 22A einem ersten Verbraucher 70 zugeleitet wird. Über den zweiten Verbraucherauslass 22B kann einem zweiten Vorratsbehälter 20A, 20B das erste wasserbasierte Gemisch zugeleitet werden, wobei in der korrespondierenden Auslassverbindung 71B mindestens ein weiterer Zusatzbehälter 60, 60A, 60B mit mindestens einem weiteren Zusatz angeordnet ist. Dadurch wird dem in Reihe geschalteten zweiten Vorratsbehälter 20A, 20B ein zweiter Zusatz, beispielweise ein Reinigungsmittel zugeführt, so dass der zweite Vorratsbehälter 20A, 20B ein zweites wasserbasiertes Gemisch erzeugt, welches dann einem zweiten Verbraucher 70 zugeführt wird.
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Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, weist die erfindungsgemäße Wasserbereitstellungsanordnung 10A, 10B im dargestellten Ausführungsbeispiel drei Wasserquellen 40 auf. Eine erste Wasserquelle 40 ist als Befeuchter 40A für eine Brennstoffzelle ausgeführt. Eine zweite Wasserquelle 40 ist als Wasserabscheider 40B einer Klimaanlage ausgeführt. Eine dritte Wasserquelle 40 ist als Wasserabscheider 40C einer Abgasanlage 80 ausgeführt. In einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wasserbereitstellungsanordnung 10A, 10B kann diese weniger als drei oder mehr als drei Wasserquellen 40 aufweisen. Zudem ist eine andere Kombination der genannten Wasserquellen 40 und anderen geeigneten Wasserquellen 40 umsetzbar.
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Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, unterscheiden sich die dargestellten Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Wasserbereitstellungsanordnung 10A 10B in der Anzahl der Zusatzbehälter 60, 60A, 60B. Das in 1 dargestellte erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wasserbereitstellungsanordnung 10A umfasst nur einen Zusatzbehälter 60 und das in 2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wasserbereitstellungsanordnung 10B umfasst zwei Zusatzbehälter 60A, 60B. Es sind auch Ausführungen mit mehr als zwei Zusatzbehältern 60A, 60B vorstellbar. In den Zusatzbehältern 60, 60A, 60B ist ein poröses Material angeordnet, welches eine Durchflussgeschwindigkeit des Wasser vorgibt und den mindestens einen Zusatz chemisch bindet. Der Zusatz in den Zusatzbehältern 60, 60A, 60B kann ein Mittel sein, welches ein Algen- oder Bakterienwachstum erschwert oder vollständig verhindert. Zusätzlich oder alternativ kann der Zusatz Alkohol oder ein Frostschutzmittel oder ein Reinigungsmittel sein. Die dargestellten Ausführungsbeispiele der Zusatzbehälter 60, 60A, 60B weisen einen sich nach unten verjüngenden Querschnitt auf. Eine Konzentration des mindestens einen Zusatzes in dem den Zusatzbehälter 60, 60A, 60B durchströmenden Gemisch, ist von Eigenschaften des porösen Materials und von der Löslichkeit bzw. der Mischbarkeit des mindestens einen Zusatzes im Wasser abhängig. Das poröse Material kann ein Aktivkohlefilter sein. Dieser filtert zudem ungewollte Partikel aus dem Wasser. Durch das poröse Material und die Löslichkeit des korrespondierenden Zusatzes kann gesteuert werden, welche Menge des Zusatzes mit dem Wasser gemischt wird. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wasserbereitstellungsanordnung 10A, 10B können mindestens zwei Zusatzbehälter 60, 60A, 60B in Fahrzeughochrichtung z untereinander angeordnet werden. In den korrespondierenden Zusatzbehältern 60, 60A, 60B können unterschiedliche Zusätze gespeichert und unterschiedliche poröse Materialien angeordnet werden. Dadurch können wasserbasierte Gemische mit mehreren Zusätzen erzeugt werden, wobei die Konzentration der Zusätze durch die korrespondierenden Zusatzbehälter 60, 60A, 60B fein eingestellt werden kann.
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Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, sind die Zusatzbehälter 60, 60A, 60B in Fahrzeughochrichtung z oberhalb des mindestens einen Vorratsbehälters 20A, 20B angeordnet ist. Zudem sind die Zusatzbehälter 60, 60A, 60B in Fahrzeughochrichtung z unterhalb der Wasserquellen 40 angeordnet. Dadurch fördert die Schwerkraft das Wasser in die Zusatzbehälter 60, 60A, 60B und das erzeugte wasserbasierte Gemisch in den Vorratsbehälter 20A, 20B. Durch diesen Aufbau kann auf eine Förderpumpe verzichtet werden. Die Zusatzbehälter 60, 60A, 60B können in einer Werkstatt ausgetauscht werden. Alternativ kann das poröse Material mit dem mindestens einen Zusatz aufgefüllt werden. Zur Bestimmung von Wechselintervallen kann über den Bordcomputer bestimmt werden, wie oft und damit welche Menge an wasserbasiertem Gemisch im Vorratsbehälter 20A, 20B durch den Verbraucher oder durch die Verbraucher in Summe verwendet wurde.
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Zudem unterscheiden sich die in 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Wasserbereitstellungsanordnungen 10A, 10B durch die Ausführung der Zulaufverbindung 30, 30A, 30B. Bei dem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wasserbereitstellungsanordnung 10A umfasst die Zulaufverbindung 30A einen Pfad, um die Wasserquellen 40 über den Zusatzbehälter 60 mit dem Vorratsbehälter 20A zu verbinden. Bei dem in 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wasserbereitstellungsanordnung 10B teilt sich die Zulaufverbindung 30B in zwei Pfade auf, um die Wasserquellen 40 über die beiden Zusatzbehälter 60A, 60B mit dem Vorratsbehälter 20B zu verbinden.
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Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, umfassen die dargestellten Zulaufverbindungen 30A, 30B jeweils eine Sammelleitung 42. In der Sammelleitung 42 wird das von den drei Wasserquellen 40 erzeugte Wasser, gesammelt. Hierbei kann die Sammelleitung 42 drei Zuläufe und eine Verbindung zu mindestens einen Einlass 61, 61A, 61B des mindestens einen Zusatzbehälters 60, 60A, 60B aufweisen. In einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wasserbereitstellungsanordnung 10A, 10B kann auf die Sammelleitung 42 verzichtet oder mehr als eine Sammelleitung 42 für das erzeugte Wasser verbaut werden. Zudem kann in einem weiteren alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wasserbereitstellungsanordnung 10A, 10B mindestens eine Wasserquelle 40 direkt mit dem mindestens einen Zusatzbehälter 60, 60A, 60B gekoppelt werden.
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Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, verbindet im dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wasserbereitstellungsanordnung 10A die Zulaufverbindung 30A die Wasserquellen 40 mit dem Zusatzbehälter 60 und dem Vorratsbehälter 20A. In der Zulaufverbindung 30A ist ein erstes Ventil 31 angeordnet, welches einen korrespondierenden Einlass 61 des Zusatzbehälters 60 bei einem vorgegeben ersten Füllstand des Vorratsbehälters 20A freigibt und bei einem vorgegebenen zweiten Füllstand des Vorratsbehälters 20A verschließt. Wird der Einlass 61 des Zusatzbehälters 60 verschlossen, kann kein Wasser und kein wasserbasiertes Gemisch in den Vorratsbehälters 20A gelangen. Dadurch wird ein Überlaufen des Vorratsbehälters 20A verhindert. Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, ist das erste Ventil 31 im dargestellten Ausführungsbeispiel als Umschaltventil ausgeführt und weist einen Wasserauslass 44 in Richtung der Abgasanlage 80 auf. In dem in 1 dargestellten ersten Schaltzustand verbindet das Ventil 31 die Sammelleitung 42 mit dem Einlass 61 des korrespondierenden Zusatzbehälters 60. In einem nicht dargestellten zweiten Schaltzustand verbindet das Ventil 31 die Sammelleitung 42 mit dem Wasserauslass 44, so dass das Wasser der Wasserquellen 40 zur Abgasanlage 80 geleitet wird.
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Wie aus 2 weiter ersichtlich ist, sind die dargestellten Zusatzbehälter 60A, 60B nebeneinander angeordnet. Hierbei teilt sich die Zulaufverbindung 30B im dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wasserbereitstellungsanordnung 10B in zwei Pfade auf, wobei ein erster Pfad der Zulaufverbindung 30B die Wasserquellen 40 mit einem ersten Zusatzbehälter 60A und dem Vorratsbehälter 20B verbindet. Ein zweiter Pfad der Zulaufverbindung 30B verbindet die Wasserquellen 40 mit einem zweiten Zusatzbehälter 60B und dem Vorratsbehälter 20B. Wie aus 2 weiter ersichtlich ist, ist vor der Aufteilung der Zulaufverbindung 30B ein erstes Ventil 31 angeordnet, welches die Zulaufverbindung 30B freigibt oder verschließt. Das erste Ventil 31 gibt die Zulaufverbindung 30B bei einem vorgegeben ersten Füllstand des Vorratsbehälters 20B frei und verschließt die Zulaufverbindung 30B bei einem vorgegebenen zweiten Füllstand des Vorratsbehälters 20B. Wird die Zulaufverbindung 30B verschlossen, kann kein Wasser und kein wasserbasiertes Gemisch in den gemeinsamen Vorratsbehälter 20B gelangen. Dadurch wird ein Überlaufen des Vorratsbehälters 20B verhindert. Analog zu 1, ist das erste Ventil 31 im dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls als Umschaltventil ausgeführt und weist einen Wasserauslass 44 in Richtung der Abgasanlage 80 auf. In dem in 2 dargestellten ersten Schaltzustand verbindet das erste Ventil 31 die Sammelleitung 42 mit dem Einlass 61A des ersten Zusatzbehälters 60A und mit dem Einlass 61B des zweiten Zusatzbehälters 60B. In einem nicht dargestellten zweiten Schaltzustand verbindet das erste Ventil 31 die Sammelleitung 42 mit dem Wasserauslass 44, so dass das Wasser der Wasserquellen 40 zur Abgasanlage 80 geleitet wird.
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Wie aus 2 weiter ersichtlich ist, ist jedem Zusatzbehälter 60A, 60B jeweils ein zweites Ventil 32A, 32B zugeordnet, welches einen korrespondierenden Einlass 61A, 61B des jeweiligen Zusatzbehälters 60A, 60B in Abhängigkeit eines Parameters freigibt oder verschließt. Die Ventile 32A, 32B sind im dargestellten Ausführungsbeispiel als Schaltventile ausgeführt, welche das Wasser der Wasserquellen 40 entweder in den korrespondierenden Zusatzbehälter 60A, 60B leiten oder nicht. Hierbei weist der erste Zusatzbehälter 60A mindestens einen ersten Zusatz für mindestens ein erstes wasserbasiertes Gemisch auf, und ein zweiter Zusatzbehälter 60B weist mindestens einen zweiten Zusatz für mindestens ein zweites wasserbasiertes Gemisch auf. Beispielsweise kann der erste Zusatz ein Reinigungsmittel sein, welches das Reinigen der Scheiben in der warmen Jahreszeit erleichtert. Der zweite Zusatz kann ein Frostschutzmittel sein, welches in der kalten Jahreszeit ein Gefrieren des wasserbasierten Gemisches im Vorratsbehälter 20B verhindert oder zumindest erschwert. Das Wasser wird, wenn der erste Füllstand im Vorratsbehälters 20B noch nicht erreicht und die Zulaufverbindung 30B geöffnet ist, entweder durch Öffnen des zweiten Ventils 32A des ersten Pfades und Schließen des zweiten Ventils 32B im zweiten Pfad nur durch den ersten Zusatzbehälter 60A geleitet, oder durch Öffnen des zweiten Ventils 32B im zweiten Pfad und Schließen des zweiten Ventils 32B im ersten Pfad nur durch den zweiten Zusatzbehälter 62B geleitet, oder durch Öffnen des zweiten Ventils 32B im ersten Pfad und durch Öffnen des zweiten Ventils 32B im zweiten Pfad durch den ersten Zusatzbehälter 61B und den zweiten Zusatzbehälter 61B geleitet. In der dargestellten Schaltstellung der beiden zweiten Ventile 32A, 32B ist das zweite Schaltventil 32A im ersten Pfad geöffnet und das zweite Schaltventil 32B im zweiten Pfad geschlossen, so dass nur der erste Einlass 61A des ersten Zusatzbehälter 60A geöffnet und der zweite Einlass 61B des zweiten Zusatzbehälter 60B geschlossen ist und das Wasser der Wasserquellen 40 nur in den ersten Zusatzbehälter 60A zum Erzeugen des ersten wasserbasierten Gemisches geleitet wird, welches anschließend in den gemeinsamen Vorratsbehälter geleitet wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht der Parameter einer Umgebungstemperatur oder einer Jahreszeit.
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In einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wasserbereitstellungsanordnung 10A, 10B kann der Wasserauslass 44 auch an einem anderen geeigneten Bereich mit mindestens einer Zulaufverbindung 30, 30A, 30B verbunden werden. Zudem sind mehrere Wasserauslässe 44 umsetzbar. Im verschlossenen Zustand der Einlässe 61, 61A. 61B wird das überschüssige Wasser der Wasserquellen 40 über den Wasserauslass 44 in Richtung Abgasanlage 80 geleitet. Die Abgasanlage 80 leitet das Wasser aus dem Fahrzeug aus. In den dargestellten Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Wasserbereitstellungsanordnung 10A, 10B ermittelt ein Sensorelement 24 den Füllstand des Vorratsbehälters 20A, 20B und gibt korrespondierende Sensorsignale an eine nicht dargestellte Auswerte- und Steuereinheit aus, welche das erste Ventil 31 in Abhängigkeit des Füllstands und die zweiten Ventile 32A, 32B in Abhängigkeit des Parameters in die freigebende oder verschließende Stellung überführt.
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Bezugszeichenliste
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- 10A, 10B
- Wasserbereitstellungsanordnung
- 20A, 20B
- Vorratsbehälter
- 22A, 22B
- Verbraucherauslass
- 24
- Sensorelement
- 30, 30A, 30B
- Zulaufverbindung
- 31
- erstes Ventil
- 32A, 32B
- zweites Ventil
- 40
- Wasserquelle
- 40A
- Befeuchter einer Brennstoffzelle
- 40B
- Wasserabscheider einer Klimaanlage
- 40C
- Wasserabscheider einer Abgasanlage
- 42
- Sammelleitung
- 44
- Wasserauslass
- 50A, 50B
- Pumpe
- 60
- Zusatzbehälter
- 60A
- erster Zusatzbehälter
- 60B
- zweiter Zusatzbehälter
- 61
- Einlass
- 61A
- erster Einlass
- 61B
- zweiter Einlass
- 70
- Verbraucher
- 70A
- Scheibenwaschanordnung
- 70B
- Wassereinspritzanordnung
- 71A, 71B
- Auslassverbindung
- 80
- Abgasanlage
- z
- Fahrzeughochrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008010493 A1 [0003]
- DE 10060395 A1 [0004]
