DE102020202570A1 - Reinigungsvorrichtung - Google Patents
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Abstract
Es wird eine Reinigungsvorrichtung 2 für ein Fahrzeug vorgeschlagen, mit welcher zumindest eine Reinigungsstelle bedarfs- und wahlweise mit druckbeaufschlagter Reinigungsflüssigkeit und/oder druckbeaufschlagter Umgebungsluft reinigbar ist, umfassend:• einen Luftpfad LP, der eine Fluidverteilungseinrichtung 10 mit der druckbeaufschlagten Umgebungsluft speist, wobei die Fluidverteilungseinrichtung 10 an die Reinigungsstelle 12, 13, 14 fluidisch angebunden ist,• einen Reinigungsflüssigkeitstank 6, welcher an die Fluidverteilungseinrichtung 10 über eine Pumpenstufe 20 zur Vorförderung der Reinigungsflüssigkeit in die Fluidverteilungseinrichtung fluidisch angebunden ist, sowie• eine Druckluftquelle zur Ansaugung und Förderung der Umgebungsluft und zur Druckbeaufschlagung des Luftpfades LP.Es wird ferner ein Fahrzeug mit einer solchen Reinigungsvorrichtung, eine Verwendung einer solchen Reinigungsvorrichtung sowie ein Reinigungsverfahren für ein Fahrzeug vorgeschlagen.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung für ein Fahrzeug, ein Fahrzeug mit einer solchen Reinigungsvorrichtung, eine Verwendung einer solchen Reinigungsvorrichtung sowie ein Reinigungsverfahren für ein Fahrzeug.
- Unter einem Fahrzeug ist dabei jede Art von Fahrzeug zu verstehen, welches entweder verbrennungsmotorisch und/oder elektromotorisch betrieben wird, insbesondere aber Personenkraftwagen und/oder Nutzfahrzeuge. Dabei handelt es sich vorzugsweise um teilautonom und insbesondere um vollautonom betriebene Fahrzeuge.
- Eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist es, eine verbesserte Fahrzeugreinigung zu ermöglichen. Eine weitere der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist es, eine Reinigungsvorrichtung für ein Fahrzeug zu verbessern.
- Diese Aufgabe wird durch eine gemäß Anspruch 1 vorgeschlagene und unter Schutz gestellte Reinigungsvorrichtung gelöst. Es wird ferner ein Fahrzeug mit einer solchen Reinigungsvorrichtung vorgeschlagen und unter Schutz gestellt (vgl. Anspruch 6). Des Weiteren werden ein Reinigungsverfahren für ein Fahrzeug vorgeschlagen und unter Schutz gestellt (vgl. Anspruch 7) sowie eine Verwendung der vorgeschlagenen Reinigungsvorrichtung (vgl. Ansprüche 8). Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
- Es wird eine Reinigungsvorrichtung für ein Fahrzeug vorgeschlagen, mit welcher zumindest eine Reinigungsstelle des Fahrzeugs bedarfs- und wahlweise mit druckbeaufschlagter Reinigungsflüssigkeit und/oder druckbeaufschlagter Umgebungsluft reinigbar ist.
- Die vorgeschlagene Reinigungsvorrichtung umfasst dabei:
- • einen Luftpfad, der eine Fluidverteilungseinrichtung mit der druckbeaufschlagten Umgebungsluft speist, wobei die Fluidverteilungseinrichtung an die Reinigungsstelle fluidisch angebunden ist,
- • einen Reinigungsflüssigkeitstank, welcher an die Fluidverteilungseinrichtung über eine Pumpenstufe zur Vorförderung der Reinigungsflüssigkeit in die Fluidverteilungseinrichtung fluidisch angebunden ist, sowie
- • eine Druckluftquelle zur Druckbeaufschlagung des Luftpfades.
- Die Druckluftquelle kann dabei eine Verdichter-Stufe zur Ansaugung und Förderung der Umgebungsluft und zur Druckbeaufschlagung des Luftpfades sein. Zusätzlich oder alternativ zur Verdichter-Stufe kann auch ein separates Druckluftsystem im Sinne der Druckluftquelle zur Druckbeaufschlagung des Luftpfades fungieren, welches die druckbeaufschlagte Umgebungsluft bereitstellt.
- Unter einer Reinigungsstelle kann dabei eine einem Fahrzeugsensor zugeordnete Reinigungsstelle verstanden werden - etwa eine einer Kamera zugeordnete Reinigungsstelle etc. -, wobei die Reinigungsstelle als solche sogar Teil des jeweiligen Fahrzeugsensors oder beabstandet zu diesem angeordnet sein kann, so zum Beispiel eine Stelle auf einer Windschutzscheibe und dergleichen mehr. Eine Reinigungsstelle kann aber auch eine andere Stelle des Fahrzeugs sein, die als solche keinem Fahrzeugsensor zugeordnet ist, beispielsweise eine weitere Stelle auf der besagten Windschutzscheibe, eine Stelle auf einem Scheinwerfer und dergleichen mehr.
- Unter einer Reinigungsflüssigkeit kann dabei im einfachsten Fall Wasser verstanden werden, vorteilhafterweise jedoch eine wässrige Reinigungsmittellösung, d.h. Wasser in Verbindung mit einem Reinigungsmittelzusatz. Die Reinigungsflüssigkeit kann zudem vorteilhafterweise ein Gefrier- bzw. Frostschutzmittel enthalten, welches als solches den Gefrierpunkt der Reinigungsflüssigkeit herabsetzt.
- Unter Umgebungsluft kann dabei zusätzlich oder alternativ zur Luft einer tatsächlichen Fahrzeugumgebung auch die Luft eines Fahrzeuginnenraums verstanden werden, bei der es sich um eine zweckmäßigerweise gefilterte und ggf. auch vorgeheizte Luft handelt. Zur Filterung dieser Fahrzeuginnenraumluft kann dabei vorteilhafterweise ein ohnehin schon in einem HVAC-System (Heating, Ventilation and Air Conditioning → dt. Heizung, Lüftung, Klimatechnik) bzw. einer Klimaanlage vorgesehener Luftfilter verwendet werden. Letzteres trägt zu einer Kostenreduktion bei.
- Die Verwendung einer solch vorgeheizten und gefilterten Fahrzeuginnenraumluft bzw. Warmluft hat den Vorteil, dass bei kalten Außentemperaturen einer Fahrzeugumgebung einer Einfrierung der Reinigungsflüssigkeit auf der jeweiligen Reinigungsstelle entgegengewirkt wird, etwa auf einer Reinigungsstelle, die einer Sensoroptik zugeordnet sein kann. Zudem erweist sich diese Warmluft als vorteilhaft zur Trocknung und Enteisung der jeweiligen Reinigungsstelle.
- Für stromabwärts der Fluidverteilungseinrichtung angeordnete, Umgebungsluft- und/oder Reinigungsflüssigkeit führende bzw. leitende Fluidleitungen, die zu den einzelnen Reinigungsstellen führen, gilt dabei, dass der jeweilige zuvor von der Reinigungsflüssigkeit durchströmte Fluidpfad bzw. Luft- und Flüssigkeitspfad von der durchströmenden Umgebungsluft getrocknet bzw. freigeblasen wird.
- Dadurch kann der jeweilige Fluidpfad, der infolge der Umgebungsluftförderung freigeblasen wird, vorteilhafterweise nicht einfrieren.
- Ferner wird durch die Umgebungsluftförderung auch der Entstehung einer Biomasse im Fluidpfad entgegengewirkt und somit auch einer dadurch bedingten Faulung des Fluidpfads. Idealerweise werden sowohl die Entstehung der Biomasse als auch die Faulung gänzlich unterbunden.
- Ferner wird mittels der vorgeschlagenen Reinigungsvorrichtung eine Reichweite einer verwendeten Menge an Reinigungsflüssigkeit gegenüber einer Vorrichtung, die als solche nur Reinigungsflüssigkeit fördert, signifikant erhöht bzw. gesteigert.
- Indem der mindestens einen Reinigungsstelle über die Fluidverteilungseinrichtung - entsprechend der zuvor beschriebenen „und/oder-Verknüpfung“ - in einem sogenannten Mischmodus sogar Reinigungsflüssigkeit und Umgebungsluft gleichzeitig zugeführt werden, kann die besagte Reichweite der Reinigungsflüssigkeit vorteilhafterweise noch weiter erhöht bzw. gesteigert werden (sog. Mischmodus der Reinigungsvorrichtung).
- Es wird zudem vorgeschlagen, stromabwärts der Druckluftquelle, etwa in Gestalt der besagten Verdichter-Stufe einen Druckluftspeicher vorzusehen. Dadurch ließe sich die Verdichter-Stufe vorteilhafterweise nur bei Bedarf betreiben, was energetisch vorteilhaft ist.
- Es wird ferner vorgeschlagen, die Verdichter-Stufe und/oder die Pumpenstufe elektrisch anzutreiben. Die Verdichter-Stufe kann dabei in Gestalt einer Verdrängungsverdichterstufe oder Strömungsverdichterstufe ausgebildet sein. Die Pumpenstufe kann dabei in Gestalt einer Verdrängungspumpenstufe und/oder Strömungspumpenstufe ausgebildet sein.
- Es wird ferner ein Fahrzeug mit einer Reinigungsvorrichtung der zuvor beschriebenen Art vorgeschlagen.
- Des Weiteren wird ein Reinigungsverfahren für ein Fahrzeug vorgeschlagen, bei dem zumindest eine Reinigungsstelle bedarfs- und wahlweise mit druckbeaufschlagter Reinigungsflüssigkeit und/oder druckbeaufschlagter Umgebungsluft gereinigt wird.
- Dabei wird mittels der besagten Druckluftquelle über einen Luftpfad eine Fluidverteilungseinrichtung, welche an die Reinigungsstelle fluidisch angebunden ist, mit der druckbeaufschlagten Umgebungsluft gespeist.
- Ein Reinigungsflüssigkeitstank wird dabei an die Fluidverteilungseinrichtung über eine Pumpenstufe zur Vorförderung der Reinigungsflüssigkeit in die Fluidverteilungseinrichtung fluidisch angebunden.
- Zudem wird eine Verwendung einer Reinigungsvorrichtung der zuvor beschriebenen Art zur zumindest Reinigung einer Mehrzahl von jeweils einem Sensor zugeordneten Reinigungsstellen vorgeschlagen.
- Im Weiteren wird die Erfindung unter Bezugnahme auf eine Figurendarstellung im Einzelnen erläutert. Aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen ergeben sich weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. Hierzu zeigt schematisch:
-
1 eine erste Ausführung einer vorgeschlagenen, erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung, sowie -
2 eine zweite Ausführung einer vorgeschlagenen, erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung. - Die vorgeschlagene Reinigungsvorrichtung
RV nach1 weist einen Verdichter2 , auch als Verdichter-Stufe2 bezeichnet, als Teil einer eine Umgebungsluft fördernden Einheit auf, wobei die Einheit zudem einen Elektromotor umfasst, welcher den Verdichter2 über eine entsprechende Welle antreibt. - Die Umgebungsluft wird dabei stromaufwärts des Verdichters
2 über einen Luftfilter1 und einen zugeordneten Fluidpfad- bzw. Luftpfadabschnitt angesaugt und gefördert. Der Verdichter2 kann dabei in Gestalt einer Verdrängungs- und/oder Strömungsverdichter-Stufe ausgebildet sein. - In Sachen der gefilterten Umgebungsluft sei darauf hingewiesen, dass es sich entweder um eine aus einer Fahrzeugumgebung und/oder eine aus einem Fahrzeuginnerraum angesaugte Luft handeln kann (vgl. dazu auch die einleitende Definition der Umgebungsluft).
- Stromabwärts des Verdichters
2 , in der Fortsetzung des Luftpfades LP, ist ein Rückschlagventil3 angeordnet sowie ein Druckluftspeicher4 , dessen Druck mittels eines Drucksensors17 überwacht wird. Stromabwärts des Druckluftspeichers4 ist eine Fluidverteilungseinrichtung10 angeordnet, in welche der Luftpfad LP zur Speisung der Einrichtung10 über ein Einlass-Drosselventil5a mündet. - In einer weiteren Ausführung kann zusätzlich oder alternativ zum Verdichter
2 und/oder dem Druckluftspeicher4 ein im Fahrzeug verbautes, separates Druckluftsystem im Sinne einer alternativen Druckluftquelle zum Einsatz kommen, welches als solches druckbeaufschlagte bzw. verdichtete Luft bzw. Umgebungsluft bereitstellt. - Im letzteren Fall bedient man sich beispielsweise eines separaten Druckluftspeichers eines bspw. Fahrzeugluftfederungs- oder Fahrzeugbremssystems, die als solche jeweils einen separaten Druckluftspeicher aufweisen. Dadurch ließen sich der Verdichter
2 und auch der Druckluftspeicher4 vorteilhafterweise einsparen. - An diese Fluidverteilungseinrichtung
10 ist ferner ein Reinigungsflüssigkeitstank6 über einen eine Reinigungsflüssigkeit führenden/leitenden, separaten Fluid- bzw. Flüssigkeitspfad FP fluidisch angebunden, und zwar über ein zugeordnetes - nicht dargestelltes - Einlass-Drosselventil, welches an der Fluidverteilungseinrichtung10 vorgesehen sein kann. Alternativ dazu kann dieses Einlass-Drosselventil auch am Reinigungsflüssigkeitstank6 oder in der zugeordneten Leitung vorgesehen sein. - Im Flüssigkeitspfad FP ist dabei eine Pumpenstufe
20 zur Vorförderung der Reinigungsflüssigkeit in die Fluidverteilungseinrichtung10 vorgesehen. Stromabwärts der Pumpenstufe20 ist zudem ein weiteres Rückschlagventil3 angeordnet. Zur Füllstandsmessung des Tanks6 ist ein Füllstandsensor18 vorgesehen. - Zudem weist die Ausführung nach
1 einen sog. Rücklaufpfad16 auf, oder auch nur Rücklauf16 genannt, über welchen von der Fluidverteilungseinrichtung10 über ein Rückstromventil8 an der Einrichtung10 sowohl druckbeaufschlagte Reinigungsflüssigkeit und/oder druckbeaufschlagte bzw. verdichtete Umgebungsluft dem Reinigungsflüssigkeitstank6 rückgeführt werden können. - Da auch druckbeaufschlagte Umgebungsluft über den Rücklauf
16 in den Tank6 gelangen kann, wird vorgeschlagen, den Druck innerhalb des Tanks6 mittels eines zugeordneten - nicht dargestellten - Drucksensors zu überwachen. - Der
1 nach kann die Reinigungsflüssigkeit auch quasi druckfrei in die Fluidverteilungseinrichtung10 vorgefördert werden (→ druckfreie Zudosierung; quasi druckloser Reinigungsflüssigkeitsbehälter6 ). Das heißt, dass bei der Vorförderung quasi kein Systemdruck zur überwinden ist (quasi drucklose Befüllung). In diesem Fall ließe sich das zuvor genannte, dem Fluidpfad FP zugeordnete - nicht dargestellte - Einlass-Drosselventil sogar einsparen. Die Fluidverteilungseinrichtung10 wird dabei bspw. vollständig gefüllt, indem die Pumpenstufe20 ausreichend lange bei geschlossenem Einlass- Drosselventil5a und geöffnetem Rückstromventil8 betätigt bzw. betrieben wird. - An der Fluidverteilungseinrichtung
10 sind ferner eine Vielzahl bzw. Mehrzahl von Auslass-Dosierventilen9 vorgesehen, welche jeweils über eine zugeordnete Fluidleitung15 an eine einer Reinigungsstelle12 ,13 ,14 zugeordnete Düse11 fluidisch angebunden sind. - Über die Fluidverteilungseinrichtung
10 wird somit wahlweise und bedarfsweise das jeweilige Reinigungsmedium bzw. -fluid - d.h. druckbeaufschlagte Reinigungsflüssigkeit und/oder druckbeaufschlagte Umgebungsluft - einer Vielzahl bzw. Mehrzahl von möglichen Reinigungsstellen12 ,13 ,14 eines Fahrzeugs zugeführt. Dabei kann es sich um jeweils einem Fahrzeugsensor zugeordnete Reinigungsstellen12 handeln - etwa eine einer Kamera zugeordnete Reinigungsstelle auf einer Windschutzscheibe14 etc. - und/oder andere Reinigungsstellen, etwa eine weitere Stelle auf der Windschutzscheibe14 , eine Stelle eines Scheinwerfers13 und dergleichen mehr. - Nach einer weiteren, alternativ vorgeschlagenen Ausführung, die durch die
1 nicht abgedeckt ist, ist die ReinigungsvorrichtungRV ohne einen Rücklauf16 , d.h. rücklauflos ausgeführt. Dabei kann anstelle des Rückstromventils8 (vgl.1 ) ein - hier nicht dargestelltes - Entlüftungsventil, etwa an der Fluidverteilungseinrichtung10 vorgesehen sein. Dieses Entlüftungsventil kann dabei vorteilhafterweise gasdurchlässig, aber nicht flüssigkeitsdurchlässig ausgeführt sein. - Auch wird eine alternative Ausführung ohne den Druckluftspeicher
4 vorgeschlagen, die durch die1 nicht abgedeckt ist. Der Vorteil eines solchen Druckluftspeichers4 liegt darin, dass der Verdichter2 nur zweitweise bzw. bedarfsweise in Betrieb genommen werden muss, um entweder den Druckluftspeicher4 zu dessen Auffüllung zu speisen und/oder den Fluid- bzw. Luftpfadabschnitt LP stromabwärts des Druckluftspeichers4 mit verdichteter Umgebungsluft zu beaufschlagen. Insofern ist diese Ausführung ohne den Druckluftspeicher4 aus energetischer Sicht vorteilhafter. - Der
2 nach ist im Luftpfad LP sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts des Druckluftspeichers4 jeweils ein Rückschlagventil3 bzw.10 angeordnet. Analog zur1 ist auch in der2 ein Einlass-Drosselventil im Luftpfad vorgesehen, nur nicht dargestellt. - Der
2 nach wird die Reinigungsflüssigkeit unter Druck in die Fluidverteilungseinrichtung10 vorgefördert (→ Zudosierung unter Druck). Das heißt, dass bei der Vorförderung ein Systemdruck zur überwinden ist (Befüllung unter Druck). Während des Betriebs der Pumpenstufe20 wird dabei das in2 - nicht dargestellte - Einlass-Drosselventil des Luftpfades LP geschlossen sowie das das in2 - nicht dargestellte - Einlass-Drosselventil des Fluidpfades FP geöffnet. Grundsätzlich ließe sich das Einlass-Drosselventil des Fluidpfades FP auch einsparen, sofern die Pumpenstufe20 als eine Verdrängungspumpenstufe ausgeführt ist. - Die einzelnen Auslass-Dosierventile
9 können dabei vorteilhafterweise in der Gebrauchslage der Fluidverteilungseinrichtung10 unten angeordnet sein, um Reinigungsflüssigkeitsfehldosierungen zu vermeiden. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Fluidverteilungseinrichtung10 eine entsprechend vorteilhafte Formgebung aufweisen, um die besagten Reinigungsflüssigkeitsfehldosierungen zu vermeiden. - Die hier vorgeschlagenen Reinigungsvorrichtungen
RV sind dabei jeweils Teil eines Fahrzeugs, vorzugsweise in Gestalt eines zumindest teilautonom, insbesondere aber vollautonom betriebenen Fahrzeugs. - Mittels dieser Reinigungsvorrichtungen
RV kann somit bedarfs- und wahlweise entweder die besagte Reinigungsflüssigkeit und/oder die besagte Umgebungsluft druckbeaufschlagt zumindest einer der genannten Reinigungsstellen12 ,13 ,14 zugeführt werden. - Gegenüber einer lediglich eine Reinigungsflüssigkeit fördernden Reinigungsvorrichtung lässt sich erfindungsgemäß die mit der Reinigungsflüssigkeit des Reinigungsflüssigkeitsbehälters
6 erreichbare Reichweite signifikant erhöhen bzw. steigern. - Insbesondere gilt dies für zukünftig vollautonom fahrende Fahrzeuge, die gegenüber bisherigen Fahrzeugen eine signifikant höhere Anzahl an Sensoren, insbesondere sicherheitsrelevanten Sensoren aufweisen werden, deren Funktionsfähigkeit sichergestellt werden muss.
- Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert werden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist. Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere im Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt.
Claims (7)
- Reinigungsvorrichtung für ein Fahrzeug, mit welcher zumindest eine Reinigungsstelle (12, 13, 14) bedarfs- und wahlweise mit druckbeaufschlagter Reinigungsflüssigkeit und/oder druckbeaufschlagter Umgebungsluft reinigbar ist, umfassend: einen Luftpfad (LP), der eine Fluidverteilungseinrichtung (10) mit der druckbeaufschlagten Umgebungsluft speist, wobei die Fluidverteilungseinrichtung (10) an die Reinigungsstelle (12, 13, 14) fluidisch angebunden ist, einen Reinigungsflüssigkeitstank (6), welcher an die Fluidverteilungseinrichtung (10) über eine Pumpenstufe (20) zur Vorförderung der Reinigungsflüssigkeit in die Fluidverteilungseinrichtung fluidisch angebunden ist, sowie eine Druckluftquelle zur Druckbeaufschlagung des Luftpfades (LP).
- Reinigungsvorrichtung nach
Anspruch 1 , wobei die Druckluftquelle eine Verdichter-Stufe (2) zur Ansaugung und Förderung der Umgebungsluft und zur Druckbeaufschlagung des Luftpfades (LP, LPI, LPII) und/oder ein separates Druckluftsystem des Fahrzeugs zur Druckbeaufschlagung des Luftpfades (LP, LPI, LPII) ist. - Reinigungsvorrichtung nach
Anspruch 1 oder2 , wobei stromabwärts der Druckluftquelle ein Druckspeicher (4) angeordnet ist. - Reinigungsvorrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis3 , wobei die Verdichter- Stufe (2) und/oder die Pumpenstufe (20) elektrisch antrieben ist/sind. - Fahrzeug mit einer Reinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
- Reinigungsverfahren für ein Fahrzeug, bei dem zumindest eine Reinigungsstelle (12, 13, 14) bedarfs- und wahlweise mit druckbeaufschlagter Reinigungsflüssigkeit und/oder druckbeaufschlagter Umgebungsluft gereinigt wird, wobei mittels einer Druckluftquelle über einen Luftpfad (LP) eine Fluidverteilungseinrichtung (10), welche an die Reinigungsstelle (12, 13, 14) fluidisch angebunden ist, mit der druckbeaufschlagten Umgebungsluft gespeist wird, wobei ein Reinigungsflüssigkeitstank (6) an die Fluidverteilungseinrichtung (10) über eine Pumpenstufe (20) zur Vorförderung der Reinigungsflüssigkeit in die Fluidverteilungseinrichtung (10) fluidisch angebunden wird.
- Verwendung einer Reinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche 1 bis4 zur zumindest Reinigung einer Mehrzahl von jeweils einem Sensor (12) zugeordneten Reinigungsstellen.
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