DE102021133869A1

DE102021133869A1 - Reinigungssystem, Fahrzeug mit einem Reinigungssystem, Verfahren zum Überprüfen eines Druckverlaufs in einem Reinigungssystem, Computerprogrammprodukt und Speichermittel

Info

Publication number: DE102021133869A1
Application number: DE102021133869.7A
Authority: DE
Inventors: Ralf Carstens
Original assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2021-12-20
Filing date: 2021-12-20
Publication date: 2023-06-22

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Reinigungssystem (10) für ein Fahrzeug (100), aufweisend einen Injektor (11, 12) zum Ausgeben eines Reinigungsfluids (13) auf eine zu reinigende Oberfläche (61), eine Fluidfördereinheit (14) zum Förderndes Reinigungsfluids (13) über eine Fluidleitung (15) von einem Tank (16) zum Injektor (11, 12), eine Sensorik (21) zum Ermitteln eines Druckverlaufs (25, 26) in der Fluidleitung (15) und ein Steuergerät (30) zum Überprüfen des durch die Sensorik (21) ermittelten Druckverlaufs (25, 26). Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug (100), ein Verfahren zum Überprüfen eines Druckverlaufs (25, 26) in einem erfindungsgemäßen Reinigungssystem (10), ein Computerprogrammprodukt (31), ein Speichermittel (32) sowie ein Steuergerät (30).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Reinigungssystem, insbesondere ein Reinigungssystem für ein Fahrzeug zum Reinigen von Oberflächen von Leuchten und/oder Sensoren. Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug mit einem solchen Reinigungssystem, ein Verfahren zum Überprüfen und Kontrollieren eines Druckverlaufs in einem solchen Reinigungssystem, ein Computerprogrammprodukt zum Durchführen des Verfahrens sowie ein Speichermittel, auf dem ein solches Computerprogrammprodukt gespeichert ist.
Es zeigt sich, dass die Reinigung von Oberflächen in Fahrzeugen zukünftig deutlich komplexer wird. Ferner ist davon auszugehen, dass die Anzahl an zu reinigenden Bauteilen stetig ansteigen wird. Unter den zu reinigenden Oberflächen sind neben Scheinwerferoberflächen auch Sensoroberflächen zu verstehen, die in Fahrzeugen immer stärker Einzug finden. Heute wir die Reinigung von derartigen Oberflächen über die Betriebsdauer einer Fluidfördereinheit wie einer Pumpe des Reinigungssystems rein passiv gesteuert. Bei diesem Vorgehen kann nicht sichergestellt werden, dass der Reinigungszyklus fehlerfrei durchlaufen wird oder wurde. Des Weiteren können Umwelteinflüsse wie beispielsweise verschiedene Temperaturen und dadurch bedingt eine variierende Viskosität des Reinigungsfluids nicht berücksichtigt werden.
Gattungsgemäße Scheibenreinigungsvorrichtungen sind beispielsweise aus den Schutzschriften DE 10 2005 051 454 A1 und DE 20 2017 101 340 U1 bekannt. Aus der deutschen Patentanmeldung DE 10 2020 202 571 A1 ist eine Reinigungsvorrichtung für Sensoroberflächen bekannt, die wenigstens eine Düse und wenigstens eine Pumpe umfasst, die aus einem Vorratsbehälter zur Reinigung einer Fahrzeugscheibe dienende Flüssigkeit ansaugt und diese über eine Flüssigkeits-Leitungsanordnung der wenigstens einen Düse zuführt, die einen Flüssigkeitsstrahl auf die zu reinigende Scheibe sprüht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, der voranstehend beschriebenen Problematik zumindest teilweise Rechnung zu tragen. Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte, möglichst fehlerfreie Oberflächenreinigung, insbesondere an einem Fahrzeug, zu schaffen.
Die voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Insbesondere wird die voranstehende Aufgabe durch das Reinigungssystem gemäß Anspruch 1, das Fahrzeug gemäß Anspruch 6, das Verfahren gemäß Anspruch 7, das Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 13, das Speichermittel gemäß Anspruch 14 sowie das Steuergerät gemäß Anspruch 15 gelöst. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren. Dabei gelten Merkmale, die im Zusammenhang mit der Ventilanordnung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeug, dem erfindungsgemäßen Verfahren, dem erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukt, dem erfindungsgemäßen Speichermittel, dem erfindungsgemäßen Steuergerät und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird und/oder werden kann.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Reinigungssystem für ein Fahrzeug vorgeschlagen. Das Reinigungssystem umfasst einen Injektor zum Ausgeben eines Reinigungsfluids auf eine zu reinigende Oberfläche, eine Fluidfördereinheit zum Förderndes Reinigungsfluids über eine Fluidleitung von einem Tank zum Injektor, eine Sensorik zum Ermitteln eines Druckverlaufs in der Fluidleitung und ein Steuergerät zum Überprüfen des durch die Sensorik ermittelten Druckverlaufs.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass durch das Implementieren einer geeigneten Sensorik zur Drucküberwachung im Reinigungssystem die Qualität der Oberflächenreinigung sowie die Sicherheit bei der Oberflächenreinigung auf einfache und zuverlässige Weise verbessert werden kann. Die Drucküberwachung in Fluidleitungen ist grundsätzlich bekannt. Gleichwohl wurde eine spezifische Implementierung in einem gattungsgemäßen Reinigungssystem bislang nicht in Betracht gezogen. Mit dem vorgeschlagenen Reinigungssystem ist es möglich, den Reinigungszyklus auf einfache Weise zu überwachen. Abhängig vom Überwachungs- bzw. Überprüfungsergebnis können geeignete Gegenmaßnahmen initialisiert werden.
Die Sensorik kann mehrere Mess- und/oder Berechnungsmittel, insbesondere Sensoren, aufweisen. Die Sensorik weist insbesondere wenigstens einen, bevorzugt mehrere Drucksensoren an unterschiedlichen Stellen in und/oder an der Fluidleitung auf. So kann im Reinigungssystem an verschiedenen Stellen in der Fluidleitung der jeweilige Druckverlauf ermittelt und mit einem zu erwartenden Druckverlauf verglichen werden. Bei Abweichungen zwischen dem ermittelten Druckverlauf und dem verglichenen bzw. einem entsprechenden Referenz-Druckverlauf können in den Betrieb des Reinigungssystems eingegriffen, eine Statusmeldung abgesetzt und/oder ein Warnhinweis ausgegeben werden. Unter dem Überprüfen des durch die Sensorik ermittelten Druckverlaufs kann demnach ein Vergleich zwischen wenigstens einem ermittelten Druckverlauf und wenigstens einem vordefinierten und/oder vordefinierbaren Referenz-Druckverlauf verstanden werden. Unter dem Überprüfen kann ferner das Durchführen einer entsprechenden Analyse zum Analysieren des Druckverlaufs verstanden werden. Anhand der Analyse bzw. des Vergleichs und/oder eines daraus resultierenden Vergleichsergebnisses können anschließend, wie vorstehend beschrieben, weitere Maßnahmen vorgenommen werden. Entsprechend kann das Steuergerät zum Durchführen dieser Maßnahmen basierend auf den Vergleichsergebnissen konfiguriert sein. Das Reinigungssystem kann ferner eine Vergleichseinheit, beispielsweise implementiert in das Steuergerät oder in Form einer dezentralen Vergleichseinheit, zum Durchführen des beschriebenen Vergleichs aufweisen.
Unter dem Injektor kann insbesondere eine Reinigungsvorrichtung verstanden werden, die ein Reinigungsgehäuse, einen teleskopartig aus dem Reinigungsgehäuse heraus bewegbaren Düsenträger mit einer Reinigungsdüse zum Ausgeben des Reinigungsfluids und eine Rückstellfeder zum Rückstellen des Düsenträgers aus einer Reinigungsposition in eine Ausgangsposition aufweist. Der Injektor kann ferner eine statische Düse aufweisen und/oder als ortsfeste oder bewegbare Fluidausgabeeinheit verstanden werden. Die Fluidleitung kann mehrere Leitungsabschnitte aufweisen, in und/oder an welchen Funktionsbauteile des Reinigungssystems wie beispielsweise die Sensorik, eine Ventilanordnung, der Tank und/oder der Injektor positioniert sein können. Das Reinigungssystem weist wenigstens einen Tank, wenigstens eine Fluidfördereinheit, wenigstens einen Injektor und wenigstens ein Steuergerät auf.
Zum Überprüfen des durch die Sensorik ermittelten Druckverlaufs steht das Steuergerät mit der Sensorik mittels Signalleitungen oder drahtlos in Signalverbindung. Ferner kann das Steuergerät mit der Fluidfördereinheit, beispielsweise in Form einer Pumpe, und/oder mit dem Injektor in Signalverbindung stehen, um diese Funktionsbauteile abhängig von der Überprüfung des ermittelten Druckverlaufs zu kontrollieren bzw. zu steuern und/oder zu regeln. Unter der Fluidfördereinheit kann eine Pumpe zum Pumpen von flüssigen Fluiden oder ein Gebläse bzw. ein Kompressor zum Fördern von gasförmigen Fluiden verstanden werden. Die Fluidfördereinheit kann auch in Form einer Überdruckerzeugungseinheit zum Erzeugen eines Überdrucks im Tank konfiguriert sein oder eine solche Überdruckerzeugungseinheit aufweisen.
Darunter, dass das Reinigungssystem für ein Fahrzeug konfiguriert ist kann verstanden werden, dass das Reinigungssystem zur Implementierung in einem Fahrzeug, insbesondere in einem Straßenfahrzeug wie einem PKW, einem Bus oder einem LKW, implementiert ist. Gleichwohl kann das Reinigungssystem auch zur Verwendung in einem Schienenfahrzeug, einem Wasserfahrzeug, einem Luftfahrzeug, einem Roboter und/oder einer stationären Vorrichtung konfiguriert sein. Das Steuergerät kann als Fahrzeugsteuergerät ausgestaltet sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Reinigungssystem eine Ventilanordnung zum Kontrollieren einer Fluidströmung des Reinigungsfluids zwischen der Fluidfördereinheit, beispielsweise in Form einer Pumpe, und dem Injektor aufweisen, wobei die Sensorik einen ersten Drucksensor zum Ermitteln eines Fluidfördereinheit-Druckverlaufs in einem ersten Leitungsabschnitt zwischen der Fluidfördereinheit und der Ventilanordnung aufweist und wobei das Steuergerät zum Überprüfen des durch den ersten Drucksensor ermittelten Fluidfördervorrichtung-Druckverlaufs konfiguriert ist. So kann das Steuergerät insbesondere konfiguriert sein, den Druck bzw. den Druckverlauf an einem Ausgang der Fluidfördereinheit, beispielsweise in Form eines Pumpenausgangs, zu überprüfen. Wie vorstehend bereits beschrieben, kann durch das Überprüfen beispielsweise auf den Betriebszustand des Reinigungssystems und/oder den Zustand des Reinigungsfluids geschlossen werden, wodurch mittels Eingriffes in den Betrieb des Reinigungssystems und/oder mittels Warn- und/oder Informationsausgabe wiederum entsprechend reagiert werden kann. Wird der Fluidfördervorrichtung-Druckverlauf bzw. der Druckverlauf an der Fluidfördereinheit überprüft, kann beispielsweise herausgefunden werden, ob das Druckniveau zu hoch oder zu niedrig ist, die Betriebsspannung der Fluidfördereinheit zu hoch oder zu niedrig ist, oder in welchem Zustand sich das Reinigungsfluid befindet, also ob es beispielsweise zu dickflüssig ist oder nicht. Ist das Druckniveau zu hoch, wird unnötig viel Reinigungsfluid verbraucht. Ist das Druckniveau zu niedrig, kann ggf. kein ausreichender Reinigungseffekt erzielt werden. Zum Kontrollieren einer Fluidströmung des Reinigungsfluids zwischen der Fluidfördereinheit und dem Injektor ist die Ventilanordnung in und/oder an der Fluidleitung insbesondere stromabwärts der Fluidfördereinheit und stromaufwärts des Injektors positioniert. Zum Ermitteln des Fluidfördervorrichtung-Druckverlaufs im ersten Leitungsabschnitt kann der Drucksensor in und/oder an der Fluidleitung stromabwärts der Fluidfördereinheit und stromaufwärts der Ventilanordnung positioniert sein. Die Ventilanordnung weist bevorzugt wenigstens ein Wegeventil auf. In diesem Fall kann das Reinigungssystem mehrere Injektoren sowie mehrere Drucksensoren aufweisen, wobei die Drucksensoren zum Ermitteln des jeweiligen Druckverlaufs in einem jeweiligen Leitungsabschnitt zwischen dem wenigstens einen Wegeventil und jedem Injektor positioniert sein können und wobei das Steuergerät zum entsprechenden Überprüfen der durch die Drucksensoren ermittelten Druckverläufe konfiguriert sein kann. Unter dem Kontrollieren kann ein Steuern und/oder Regeln der Fluidströmung verstanden werden. Das Kontrollieren kann insbesondere mittels entsprechender Ansteuerung der Fluidfördereinheit und/oder der Ventilanordnung realisiert werden.
Weiterhin ist es möglich, dass ein erfindungsgemäßes Reinigungssystem eine Ventilanordnung zum Kontrollieren einer Fluidströmung des Reinigungsfluids zwischen der Fluidfördereinheit und dem Injektor aufweist, wobei die Sensorik einen zweiten Drucksensor zum Ermitteln eines Injektor-Druckverlaufs in einem zweiten Leitungsabschnitt zwischen der Ventilanordnung und dem Injektor aufweist und wobei das Steuergerät zum Überprüfen des durch den zweiten Drucksensor ermittelten Injektor-Druckverlaufs konfiguriert ist. So kann das Steuergerät insbesondere konfiguriert sein, den Druck bzw. den Druckverlauf an einem Eingang des Injektors, beispielsweise an einem Teleskopeingang des Injektors, zu überprüfen. Wie vorstehend bereits beschrieben, kann durch das Überprüfen beispielsweise auf die Qualität des Reinigungsvorgangs (beispielsweise Reinigung zu lange oder zu kurz, Düse verstopft, Reinigungsfluid zu dickflüssig) geschlossen werden, wodurch wiederum entsprechend mittels Eingriffes in den Betrieb des Reinigungssystems und/oder mittels Warn- und/oder Informationsausgaben reagiert werden kann. Zum Ermitteln des Injektor-Druckverlaufs im zweiten Leitungsabschnitt kann der Drucksensor in und/oder an der Fluidleitung stromabwärts der Ventilanordnung und stromaufwärts des Injektors positioniert sein. Für den Fall, dass kein wie vorstehend beschriebener erster Drucksensor benötigt wird, ist der zweite Drucksensor nicht dahingehend zu verstehen, dass ein weiterer, also erster, Drucksensor benötigt werden würde. Die Nummerierung der Drucksensoren dient lediglich zur sprachlichen Unterscheidung voneinander.
Außerdem ist es bei einem Reinigungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, dass das Steuergerät zum Kontrollieren der Ventilanordnung abhängig von einer Überprüfung des durch die Sensorik ermittelten Druckverlaufs konfiguriert ist. Das heißt, das Steuergerät ist konfiguriert, abhängig von der Überprüfung bzw. von dem wenigstens einen überprüften Druckverlauf die Ventilanordnung zu steuern und/oder zu regeln. Zusätzlich oder ergänzend ist es möglich, dass das Steuergerät in einem erfindungsgemäßen Reinigungssystem konfiguriert ist, abhängig von einer Überprüfung des durch die Sensorik ermittelten Druckverlaufs ein Informations- und/oder Warnsignal auszugeben. Wie vorstehend bereits erwähnt, kann das Steuergerät also dahingehend konfiguriert sein, dass abhängig von der Überprüfung bzw. abhängig von dem ermittelten Überprüfungsergebnis das Reinigungssystem entsprechend eingestellt wird und/oder mit der Umgebung des Reinigungssystems kommuniziert wird, sodass auf das Überprüfungsergebnis entsprechend reagiert werden kann. Die Ventilanordnung kann insbesondere zum Verändern des Fluiddrucks in verschiedenen Bereichen der Fluidleitung und/oder zum Verändern eines Volumenstroms in verschiedenen Bereichen der Fluidleitung kontrolliert werden. Das Informations- und/oder Warnsignal kann insbesondere akustisch oder visuell ausgegeben werden. Das Warnsignal kann als Lichtsignal im Fahrzeug, beispielsweise in der Armatur des Fahrzeugs, als Textnachricht auf einem Bildschirm im Fahrzeug und/oder als Sprachnachricht durch einen Lautsprecher im Fahrzeug ausgegeben werden. Das Warnsignal kann außerdem über ein Netzwerk, beispielsweise das Internet, an ein Mobilgerät und/oder eine dezentrale Recheneinheit, beispielsweise einen Rechner in einer Werkstatt, übermittelt werden. Dasselbe trifft auf analoge Weise auf das Informationssignal zu. Unter dem Informationssignal kann eine akustische oder visuelle Mitteilung verstanden werden, in welcher beispielsweise der Funktions- und/oder Betriebszustand des Reinigungssystems mitgeteilt werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug mit einem wie vorstehend beschriebenen Reinigungssystem zum Reinigen einer Oberfläche am und/oder im Fahrzeug vorgeschlagen. Damit bringt das erfindungsgemäße Fahrzeug die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf das erfindungsgemäße Reinigungssystem beschrieben worden sind. Unter dem Fahrzeug kann insbesondere ein Straßenfahrzeug, beispielsweise in Form eines PKW oder eines LKW, verstanden werden. Unter der Oberfläche ist vorzugsweise die Oberfläche eines Leuchtmittels, beispielsweise eines Scheinwerfers, und/oder die Oberfläche einer Sensorik zu verstehen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen eines Druckverlaufs in einem wie vorstehend beschriebenen Reinigungssystem, wobei der Druckverlauf in der Fluidleitung mittels der Sensorik ermittelt wird und der ermittelte Druckverlauf mittels des Steuergerätes überprüft wird. Damit bringt auch das erfindungsgemäße Verfahren die bereits beschriebenen Vorteile mit sich. Im Rahmen der Überprüfung bzw. des Überprüfens kann wenigstens ein Vergleich zwischen wenigstens einem ermittelten Druckverlauf und wenigstens einem vordefinierten oder vordefinierbaren Referenz-Druckverlauf durchgeführt werden. Anhand des Vergleichs bzw. eines daraus resultierenden Vergleichsergebnisses kann beispielsweise auf den Betriebszustand des Reinigungssystems und/oder den Zustand des Reinigungsfluids geschlossen werden, wodurch wiederum entsprechend in den Betrieb des Reinigungssystems eingegriffen und/oder eine Warn- und/oder Informationsausgabe durchgeführt werden kann. Im Rahmen des wenigstens einen Vergleichs kann der ermittelte Druckverlauf geglättet und/oder als geglätteter Druckverlauf berechnet werden. Unter Berücksichtigung eines geglätteten Druckverlaufs kann der Vergleich mit entsprechend geglätteten bzw. relativ einfachen Referenz-Druckverläufen verglichen werden. Dadurch kann der Vergleich schnell und mit einer relativ niedrigen Rechenleistung durchgeführt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass das Reinigungssystem eine Ventilanordnung zum Kontrollieren einer Fluidströmung des Reinigungsfluids zwischen der Fluidfördereinheit und dem Injektor aufweist, der Fluidfördervorrichtung-Druckverlauf im ersten Leitungsabschnitt zwischen der Fluidfördereinheit und der Ventilanordnung mittels des ersten Drucksensors ermittelt wird und der durch den ersten Drucksensor ermittelte Fluidfördervorrichtung-Druckverlauf mittels des Steuergerätes überprüft wird. Ferner ist es möglich, dass bei einem erfindungsgemäßen Verfahren das Reinigungssystem eine Ventilanordnung zum Kontrollieren einer Fluidströmung des Reinigungsfluids zwischen der Fluidfördereinheit und dem Injektor aufweist, der Injektor-Druckverlauf im zweiten Leitungsabschnitt zwischen der Ventilanordnung und dem Injektor mittels des zweiten Drucksensors ermittelt wird und der durch den zweiten Drucksensor ermittelte Injektor-Druckverlauf mittels des Steuergerätes überprüft wird. Die Ventilanordnung kann bei einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung abhängig von einer Überprüfung des durch die Sensorik ermittelten Druckverlaufs, insbesondere mittels des Steuergerätes, kontrolliert werden. Abhängig von einer Überprüfung des durch die Sensorik ermittelten Druckverlaufs kann, insbesondere mittels des Steuergerätes, ein Informations- und/oder Warnsignal ausgegeben werden.
Bei einer weiteren Variante eines erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, dass das Informations- und/oder Warnsignal hinweist auf und/oder warnt vor:

- Betriebsparameter der Fluidfördereinheit,
- Funktionszustand der Fluidfördereinheit,
- Zustand des Reinigungsfluids,
- Wasserverbrauch,
- Funktion der Sensorik,
- Funktion der Ventilanordnung,
- Dauer zum Ausgeben des Reinigungsfluids, und/oder
- Betriebsparameter des Injektors.

Die jeweilige Überprüfung wird insbesondere anhand eines Vergleichs zwischen dem ermittelten Druckverlauf und wenigstens einem Referenz-Druckverlauf bzw. anhand eines daraus resultierenden Vergleichsergebnisses durchgeführt. Der Funktionszustand der Fluidfördereinheit kann beispielsweise über den Druckaufbau bestimmt werden. Stellt sich anhand des ermittelten Druckverlaufs und/oder des Vergleichs beispielsweise heraus, dass der Druckverlauf zu stark vom Referenz-Druckverlauf bzw. einem entsprechenden Soll-Druckverlauf abweicht, kann auf das Erfordernis zur Überprüfung der Betriebsspannung der Fluidfördereinheit, zur Überprüfung des Reinigungsfluids, zur Überprüfung der Dauer zum Ausgeben des Reinigungsfluides und/oder zur Überprüfung des Zustandes des Injektors hingewiesen und/oder entsprechend gewarnt werden. Unter der Überprüfung der Dauer zum Ausgeben des Reinigungsfluides kann hierbei verstanden werden, dass zu überprüfen ist, über welche Zeit das Reinigungsfluid bei einem Reinigungsvorgang ausgegeben wird bzw. ob das Reinigungsfluid während des Reinigungsvorgangs zu lange oder zu kurz ausgegeben wird. Hinsichtlich des Zustands des Injektors kann beispielsweise darauf hingewiesen werden, dass die Düse des Injektors ggf. verstopft ist und/oder dass eine Rückstellfeder des Injektors ggf. nicht wie gewünscht funktioniert.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, das Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Computerprogrammprodukts durch einen Computer diesen veranlassen, das vorstehend im Detail beschriebene Verfahren, insbesondere mittels eines erfindungsgemäßen Reinigungssystems, auszuführen. Zudem wird ein computerlesbares, insbesondere nichtflüchtiges, Speichermittel vorgeschlagen, auf welchem ein solches Computerprogrammprodukt gespeichert ist. Darüber hinaus wird ein Steuergerät vorgeschlagen, in welchem ein Computerprogrammprodukt installiert ist, das zum Durchführen eines wie vorstehend beschriebenen Verfahrens konfiguriert und ausgestaltet ist. Damit bringen das Computerprogrammprodukt, das Speichermittel und das Steuergerät ebenfalls die zum Reinigungssystem beschriebenen Vorteile mit sich.
Das Computerprogrammprodukt kann als computerlesbarer Anweisungscode in jeder geeigneten Programmiersprache und/oder Maschinensprache wie beispielsweise in JAVA, C++, C# und/oder Python implementiert sein. Das Computerprogrammprodukt kann auf einem computerlesbaren Speichermittel wie einer Datendisk, einem Wechsellaufwerk, einem flüchtigen oder nichtflüchtigen Speicher, oder einem eingebauten Speicher/Prozessor abgespeichert sein. Der Anweisungscode kann einen Computer oder andere programmierbare Geräte wie das Steuergerät derart programmieren, dass die gewünschten Funktionen ausgeführt werden. Ferner kann das Computerprogrammprodukt in einem Netzwerk wie beispielsweise dem Internet bereitgestellt werden und/oder sein, von dem es bei Bedarf von einem Nutzer heruntergeladen werden kann. Das Computerprogrammprodukt kann sowohl mittels einer Software, als auch mittels einer oder mehrerer spezieller elektronischer Schaltungen, das heißt in Hardware oder in beliebig hybrider Form, also mittels Software-Komponenten und Hardware-Komponenten, realisiert werden und/oder sein.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Figuren hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen können sowohl für sich als auch in den verschiedenen Kombinationen erfindungswesentlich sein.
Es zeigen jeweils schematisch:

1 ein Reinigungssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
2 bis 11 Diagramme zum Erläutern einer Funktionsweise des Reinigungssystems,
12 ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
13 ein Speichermittel mit einem darauf gespeicherten Computerprogrammprodukt gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform, und
14 ein Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Reinigungssystem.

Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt ein Reinigungssystem 10 für ein in 14 dargestelltes Fahrzeug 100. Das Reinigungssystem 10 weist zwei Injektoren 11, 12 auf, die jeweils zum Ausgeben eines Reinigungsfluids 13 auf eine zu reinigende Oberfläche 61 im Fahrzeug 100 konfiguriert sind. Die zu reinigende Oberfläche 61 ist die Oberfläche 61 eines Scheinwerfers 60, kann in einer Ausführungsvariante jedoch auch eine andere Oberfläche, beispielsweise die Oberfläche einer anderen Lichtquelle oder eine Sensoroberfläche, sein. Das Reinigungssystem 10 weist ferner eine Fluidfördereinheit 14 in Form einer Pumpe auf, mittels welcher das Reinigungsfluid 13 über eine Fluidleitung 15 des Reinigungssystems 10 von einem Tank 16 zum Injektor 11, 12 gefördert werden kann. Darüber hinaus weist das Reinigungssystem 10 eine Sensorik 21 zum Ermitteln eines Druckverlaufs 25, 26 in der Fluidleitung 15 und ein Steuergerät 30 zum Überprüfen des durch die Sensorik 21 ermittelten Druckverlaufs 25, 26 auf. Das gezeigte Reinigungssystem 10 umfasst außerdem eine Ventilanordnung 20 in Form eines Wegeventils zum Kontrollieren von Fluidströmungen des Reinigungsfluids 13 zwischen der Fluidfördereinheit 14 und den Injektoren 11, 12. Die Injektoren 11, 12 weisen jeweils eine Düse 24, einen Kolben 34 und eine Kolbenstange bzw. Teleskopstange 35 auf. Außerdem weisen die Injektoren 11, 12 jeweils eine Rückstellfeder 36 auf.
Die Sensorik 21 weist einen ersten Drucksensor 17 zum Ermitteln eines Fluidfördervorrichtung-Druckverlaufs 25 in einem ersten Leitungsabschnitt 22 zwischen der Fluidfördereinheit 14 und der Ventilanordnung 20 auf, wobei das Steuergerät 30 zum Überprüfen des durch den ersten Drucksensor 17 ermittelten Fluidfördervorrichtung-Druckverlaufs 25 konfiguriert ist. Die Sensorik 21 weist zudem einen zweiten Drucksensor 18 zum Ermitteln eines Injektor-Druckverlaufs 26 in einem zweiten Leitungsabschnitt 23 zwischen der Ventilanordnung 20 und einem ersten Injektor 11 sowie einen dritten Drucksensor 19 zum Ermitteln eines Injektor-Druckverlaufs in einem dritten Leitungsabschnitt 33 zwischen der Ventilanordnung 20 und einem zweiten Injektor 12 auf. Das Steuergerät 30 ist zum Überprüfen der durch den zweiten Drucksensor 18 und durch den dritten Drucksensor 19 ermittelten Injektor-Druckverläufe 26 konfiguriert. Das Steuergerät 30 ist ferner konfiguriert und ausgestaltet, die Ventilanordnung 20 abhängig von einer Überprüfung des durch die Sensorik 21 ermittelten Druckverlaufs 25, 26 bzw. der jeweiligen Druckverläufe, also unter Berücksichtigung der ermittelten Druckverläufe, zu kontrollieren und/oder Informations- und/oder Warnsignale auszugeben. Hierzu steht das Steuergerät 30 mit der Fluidfördereinheit 14, mit den Drucksensoren 17, 18, 19 sowie mit der Ventilanordnung 20 über Signalleitungen 28 in Signalverbindung. In dem Steuergerät 30 ist ein Computerprogrammprodukt 31 installiert, das zum Durchführen eines später beschriebenen Verfahrens konfiguriert ist.
Mit Bezug auf die 2 bis 11 wird anschließend die Funktionsweise des Reinigungssystems 10 erläutert. Genauer gesagt werden verschiedene Beispiele zum Überprüfen des ermittelten Druckverlaufs in der Fluidleitung 15 erläutert. Anhand der jeweiligen Überprüfung können anschließend geeignete Maßnahmen zum Kontrollieren der Fluidströmung im Reinigungssystem und/oder zum Ausgeben von entsprechenden Informations- und/oder Warnsignalen durchgeführt werden.
2 zeigt zunächst ein Diagramm, in welchem ein ermittelter Fluidfördervorrichtung-Druckverlauf 25, ein ermittelter Injektor-Druckverlauf 26 sowie eine ermittelte Pumpenspannung 27 bzw. einer Spannung der als Pumpe ausgestalteten Fluidfördervorrichtung 14 dargestellt sind. Unter dem Fluidfördervorrichtung-Druckverlauf 25 kann ein Druckverlauf an einem Fluidausgang der Fluidfördereinheit 14 verstanden werden. Unter dem Injektor-Druckverlauf 26 kann ein Druckverlauf an einem Fluideingang eines Injektors 11, 12 verstanden werden. Im Zeitpunkt t1 startet ein Reinigungszyklus. Bis zum Zeitpunkt t2 steigt der Druck am jeweiligen Kolben 34 an, bis der Kolben im Zeitpunkt t2 losbricht und der Druck anschließend wieder abnimmt. Über eine Zeit, in welcher der Zeitpunkt t3 liegt, findet der Kolbenhub statt. Kurz vor dem Zeitpunkt t4 befindet sich der Kolben 34 jeweils in einer Endlage, wodurch der Druck bis zum Zeitpunkt t4 wieder deutlich ansteigt. Sobald im Zeitpunkt t4 das Reinigungsfluid 13 aus der Düse 24 tritt, nimmt der Druck während des Aufbaus des Sprühstrahls zunächst schnell ab. Bis zum Ende des Reinigungszyklus im Zeitpunkt t5 bleibt der Druck relativ stabil. Erst danach nimmt der Druck wieder ab.
Wie in 3 gezeigt, wird aus dem ermittelten Fluidfördervorrichtung-Druckverlauf 25 eine vereinfachte Pumpenkurve abgeleitet, um anschließende Berechnungen möglichst effizient durchzuführen. Die vereinfachte Pumpenkurve wird nachfolgend weiterhin als Fluidfördervorrichtung-Druckverlauf 25 bezeichnet. Eine mögliche Variante zum Überprüfen bzw. Analysieren des Fluidfördervorrichtung-Druckverlaufs 25 ist in 4 gezeigt. Hierzu kann der Fluidfördervorrichtung-Druckverlauf 25 mit einem oberen Referenz-Druckverlauf und einem unteren Referenz-Druckverlauf verglichen werden. Wird im Rahmen der Überprüfung nun ein zu hoher und/oder erhöhter Fluidfördervorrichtung-Druckverlauf 25a erkannt, kann beispielsweise auf eine zu hohe Betriebsspannung an der Fluidfördereinheit 14 geschlossen werden. Wird im Rahmen der Überprüfung ein zu niedriger und/oder verringerter Fluidfördervorrichtung-Druckverlauf 25b erkannt, kann beispielsweise auf eine zu niedrige Betriebsspannung an der Fluidfördereinheit 14 und/oder auf ein zu dickflüssiges Reinigungsfluid 13 geschlossen werden.
5 zeigt eine weitere Betriebsweise des Reinigungssystems 10. Wird zwischen den Zeitpunkten t2a und t2b beispielsweise ein zu hoher Fluidfördervorrichtung-Druckverlauf 25c oder ein zu niedriger Fluidfördervorrichtung-Druckverlauf 25d ermittelt bzw. im Rahmen der Überprüfung erkannt, kann durch ein Ansteuern der Fluidfördereinheit 14 und/oder der Ventilanordnung 20 eine geeignete Korrektur vorgenommen werden, sodass der Fluidfördervorrichtung-Druckverlauf 25 nach dem Zeitpunkt t2 möglichst zeitnah wieder einem Soll-Fluidfördervorrichtung-Druckverlauf entspricht.
In 6 ist eine Vereinfachung des Injektor-Druckverlaufs 26 dargestellt. Auch dieser Druckverlauf kann überprüft werden, um basierend darauf über mögliche weitere Maßnahmen zur Betriebsweise des Reinigungssystems 10 und/oder zur Signalausgabe entscheiden zu können. Falls, wie in 7 gezeigt, beispielsweise ein Injektor-Druckverlauf 26a erkannt wird, bei welchem sich der Zeitpunkt t4 nach vorne verschiebt und/oder ein leicht steilerer Anstieg des Druckverlaufs als gewünscht zu erkennen ist, kann auf eine hohe bzw. zu hohe Umgebungstemperatur, eine hohe bzw. zu hohe Temperatur des Reinigungsfluids und/oder eine zu lange Reinigungsdauer bzw. einen zu hohen Reinigungsfluidverbrauch geschlossen werden. Verschiebt sich der Zeitpunkt t4 gemäß dem gezeigten Injektor-Druckverlauf 26b und/oder weist der Druckverlauf einen im Vergleich zu einem Referenz-Druckverlauf zu flachen Druckanstieg auf, kann auf ein zu kaltes Reinigungsfluid 13, Verschleiß und/oder eine zu kurze Reinigungszeit und eine entsprechend ungenügende Reinigungswirkung geschlossen werden.
8 zeigt eine Möglichkeit zum Reagieren auf den in 7 erkannten Injektor-Druckverlauf 26a. Wird erkannt, dass sich der Zeitpunkt t4 gemäß Injektor-Druckverlauf 26a nach vorne verschiebt, kann mittels einer entsprechenden Ansteuerung der Ventilanordnung 20 durch das Steuergerät 30 ein vorzeitiges Beenden des Reinigungszyklus gemäß dem in 8 alternativ gezeigten Injektor-Druckverlauf 26c veranlasst werden.
Wird ein wie in 9 dargestellter alternativer Injektor-Druckverlauf 26d erkannt, kann darauf geschlossen werden, dass der Kolbenhub nicht, wie gewünscht, gleichmäßig, sondern ruckhaft verläuft. In diesem Fall kann, beispielsweise mittels Steuergerät 30, ein entsprechendes Warnsignal bzw. eine Warnmeldung ausgegeben werden. Wird der in 10 dargestellte alternative Injektor-Druckverlauf 26e erkannt, bei welchem der Druckanstieg nach dem Zeitpunkt t4 stärker als gewünscht ansteigt, kann darauf geschlossen werden, dass die Düse 24 verstopft ist und/oder der Injektor 11 nicht wie gewünscht funktioniert. In diesem Fall können ein Warnsignal ausgegeben und/oder der Reinigungszyklus abgebrochen werden.
In 10 ist ein Beispiel dargestellt, in welchem sich der Kolben 34 im Zeitpunkt t2 nicht wie gewünscht bewegt, sodass der Druck gemäß dem alternativen Injektor-Druckverlauf 26f weiterhin ansteigt. Wird dies im Rahmen der Überprüfung erkannt, können beispielsweise der Reinigungsvorgang deaktiviert und/oder ein Warnsignal ausgegeben werden. Würde der Reinigungsbetrieb gemäß dem alternativen Injektor-Druckverlauf 26g weitergeführt werden, könnte das Reinigungsfluid 13 sein Reinigungsziel bzw. die entsprechende Oberfläche nicht erreichen. Außerdem würde ein unnötig hoher Reinigungsfluidverbrauch erzeugt werden.
Die mit Bezug auf die 2 bis 11 dargestellten Druckverläufen sind nur beispielhaft für die Reinigung mit einem Teleskopinjektor und nicht als abschließend zu betrachten. Ferner sei erwähnt, dass sich mit der gleichen Systematik auch statische Düsen ohne Hubbewegung überwachen bzw. analysieren lassen.
Mit Bezug auf 12 wird anschließend ein Verfahren zum Überprüfen eines Druckverlaufs 25, 26 in einem wie vorstehend dargestellten Reinigungssystem 10 beschrieben. Hierzu wird in einem ersten Schritt S1 zunächst wenigstens ein Druckverlauf 25, 26 in der Fluidleitung 15 mittels der Sensorik 21 ermittelt. In einem zweiten Schritt S2 wird anschließend der ermittelte Druckverlauf 25, 26 mittels des Steuergerätes 30 und/oder einer alternativen Überprüfungseinheit überprüft. In einem dritten Schritt können nun, basierend auf der Überprüfung bzw. einer entsprechenden Analyse, Gegenmaßnahmen eingeleitet und/oder Warn- und/oder Informationssignale in die Umgebung des Reinigungssystems 10 geschickt werden. Hierbei können Informationen zur Betriebsspannung der Fluidfördervorrichtung, zum Zustand des Reinigungsfluids 13, zur Dauer zum Ausgeben des Reinigungsfluids 13, zum Zustand des Injektors 11, 12 und/oder zu weiteren, mit Bezug auf die 2 bis 11 beschriebenen Zuständen, übermittelt bzw. ausgegeben werden.
13 zeigt ein nichtflüchtiges und computerlesbares Speichermittel 32 mit einem darauf gespeicherten Computerprogrammprodukt 31, das zum Ausführen des Verfahrens konfiguriert ist bzw. mittels welchem das Reinigungssystem 10, wie mit Bezug auf die 2 bis 11 erläutert, betrieben werden kann. 14 zeigt ein Fahrzeug 100 mit einem Scheinwerfer 60 und dem Reinigungssystem 10 zum Reinigen einer Oberfläche 61 des Scheinwerfers 60.
Die Erfindung lässt neben den dargestellten Ausführungsformen weitere Gestaltungsgrundsätze zu. Das heißt, die Erfindung soll nicht auf die mit Bezug auf die Figuren erläuterten Ausführungsbeispiele beschränkt betrachtet werden.
Bezugszeichenliste

10: Reinigungssystem
11: Injektor
12: Injektor
13: Reinigungsfluid
14: Fluidfördervorrichtung
15: Fluidleitung
16: Tank
17: Drucksensor
18: Drucksensor
19: Drucksensor
20: Ventilanordnung
21: Sensorik
22: erster Leitungsabschnitt
23: zweiter Leitungsabschnitt
24: Düse
25: Fluidfördervorrichtung-Druckverlauf
25a-d: alternative Fluidfördervorrichtung-Druckverläufe
26: Injektor-Druckverlauf
26a-g: alternative Injektor-Druckverläufe
27: Pumpenspannung
28: Signalleitung
30: Steuergerät
31: Computerprogrammprodukt
32: Speichermittel
33: dritter Leitungsabschnitt
34: Kolben
35: Teleskopstange
36: Rückstellfeder
60: Scheinwerfer
61: Oberfläche
100: Fahrzeug

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005051454 A1 [0003]
DE 202017101340 U1 [0003]
DE 102020202571 A1 [0003]

Claims

Reinigungssystem (10) für ein Fahrzeug (100), aufweisend einen Injektor (11, 12) zum Ausgeben eines Reinigungsfluids (13) auf eine zu reinigende Oberfläche (61), eine Fluidfördereinheit (14) zum Fördern des Reinigungsfluids (13) über eine Fluidleitung (15) von einem Tank (16) zum Injektor (11, 12), eine Sensorik (21) zum Ermitteln eines Druckverlaufs (25, 26) in der Fluidleitung (15) und ein Steuergerät (30) zum Überprüfen des durch die Sensorik (21) ermittelten Druckverlaufs (25, 26).
Reinigungssystem (10) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Ventilanordnung (20) zum Kontrollieren einer Fluidströmung des Reinigungsfluids (13) zwischen der Fluidfördereinheit (14) und dem Injektor (11, 12), wobei die Sensorik (21) einen ersten Drucksensor (17) zum Ermitteln eines Fluidfördervorrichtung-Druckverlaufs (25) in einem ersten Leitungsabschnitt (22) zwischen der Fluidfördereinheit(14) und der Ventilanordnung (20) aufweist und wobei das Steuergerät (30) zum Überprüfen des durch den ersten Drucksensor (17) ermittelten Fluidfördervorrichtung-Druckverlaufs (25) konfiguriert ist.
Reinigungssystem (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Ventilanordnung (20) zum Kontrollieren einer Fluidströmung des Reinigungsfluids (13) zwischen der Fluidfördereinheit (14) und dem Injektor (11, 12), wobei die Sensorik (21) einen zweiten Drucksensor (18) zum Ermitteln eines Injektor-Druckverlaufs (26) in einem zweiten Leitungsabschnitt (23) zwischen der Ventilanordnung (20) und dem Injektor (11, 12) aufweist und wobei das Steuergerät (30) zum Überprüfen des durch den zweiten Drucksensor (18) ermittelten Injektor-Druckverlaufs (26) konfiguriert ist.
Reinigungssystem (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (30) zum Kontrollieren der Ventilanordnung (20) abhängig von einer Überprüfung des durch die Sensorik (21) ermittelten Druckverlaufs (25, 26) konfiguriert ist.
Reinigungssystem (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (30) konfiguriert ist, abhängig von einer Überprüfung des durch die Sensorik (21) ermittelten Druckverlaufs (25, 26) ein Informations- und/oder Warnsignal auszugeben.
Fahrzeug (100) mit einem Reinigungssystem (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche zum Reinigen einer Oberfläche (61) am und/oder im Fahrzeug (100).
Verfahren zum Überprüfen eines Druckverlaufs (25, 26) in einem Reinigungssystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Druckverlauf (25, 26) in der Fluidleitung (15) mittels der Sensorik (21) ermittelt wird und der ermittelte Druckverlauf (25, 26) mittels des Steuergerätes (30) überprüft wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungssystem (10) eine Ventilanordnung (20) zum Kontrollieren einer Fluidströmung des Reinigungsfluids (13) zwischen der Fluidfördereinheit (14) und dem Injektor (11, 12) aufweist, der Fluidfördervorrichtung-Druckverlauf (25) im ersten Leitungsabschnitt (22) zwischen der Fluidfördereinheit (14) und der Ventilanordnung (20) mittels des ersten Drucksensors (17) ermittelt wird und der durch den ersten Drucksensor (17) ermittelte Fluidfördervorrichtung-Druckverlauf (25) mittels des Steuergerätes (30) überprüft wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungssystem (10) eine Ventilanordnung (20) zum Kontrollieren einer Fluidströmung des Reinigungsfluids (13) zwischen der Fluidfördereinheit (14) und dem Injektor (11, 12) aufweist, der Injektor-Druckverlauf (26) im zweiten Leitungsabschnitt (22) zwischen der Ventilanordnung (20) und dem Injektor (11, 12) mittels des zweiten Drucksensors (18) ermittelt wird und der durch den zweiten Drucksensor (18) ermittelte Injektor-Druckverlauf (26) mittels des Steuergerätes (30) überprüft wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung (20) abhängig von einer Überprüfung des durch die Sensorik (21) ermittelten Druckverlaufs (25, 26) kontrolliert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von einer Überprüfung des durch die Sensorik (21) ermittelten Druckverlaufs (25, 26) ein Informations- und/oder Warnsignal ausgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Informations- und/oder Warnsignal hinweist auf und/oder warnt vor: - Betriebsparameter der Fluidfördereinheit (14), - Funktionszustand der Fluidfördereinheit (14), - Zustand des Reinigungsfluids (13), - Wasserverbrauch, - Funktion der Sensorik (21), - Funktion der Ventilanordnung (20), - Dauer zum Ausgeben des Reinigungsfluids (13), und/oder - Betriebsparameter des Injektors (11, 12).
Computerprogrammprodukt (31) umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogrammprodukts (31) durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12 auszuführen.
Computerlesbares Speichermittel (32) mit einem darauf gespeicherten Computerprogrammprodukt (31) nach Anspruch 13.
Steuergerät (30) mit einem darauf installierten Computerprogrammprodukt (31), das zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 7 bis 12 konfiguriert und ausgestaltet ist.