DE102021211874A1 - Method and device for detecting an expected formation of ice within a washing system of a vehicle - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zur Detektion einer zu erwartenden Eisbildung innerhalb eines Waschsystems (100) eines Fahrzeugs, wobei das Waschsystem (100) einen Tank (110), der dazu ausgebildet ist Waschflüssigkeit bereitzustellen, eine Verteilersystem (125), das dazu ausgebildet ist die Waschflüssigkeit aus dem Tank (110) an mindestens eine Anwendung (170, 180, 190) zu verteilen, und eine Sensoranordnung (120) aufweist, mit den Schritten:
- Ermitteln einer Schallgeschwindigkeit der Waschflüssigkeit mittels der Sensoranordnung (120);
- Ermitteln einer Temperatur der Waschflüssigkeit mittels der Sensoranordnung (120);
- Ermitteln eines Dichteverlaufs der Waschflüssigkeit in Abhängigkeit der ermittelten Schallgeschwindigkeit und der ermittelten Temperatur;
- Auswerten des Dichteverlaufs zur Detektion einer zu erwartenden Eisbildung innerhalb des Waschsystems (100), wobei eine zu erwartende Eisbildung erkannt wird, wenn die Dichte der Waschflüssigkeit bei sinkender Temperatur der Waschflüssigkeit weiter sinkt.

Figure DE102021211874A1_0000
The present disclosure relates to a method for detecting an expected formation of ice within a washing system (100) of a vehicle, the washing system (100) having a tank (110) designed to provide washing liquid, a distribution system (125) designed to do so to distribute the washing liquid from the tank (110) to at least one application (170, 180, 190), and having a sensor arrangement (120), with the steps:
- Determining a speed of sound of the washing liquid by means of the sensor arrangement (120);
- Determining a temperature of the washing liquid by means of the sensor arrangement (120);
- Determining a density profile of the washing liquid as a function of the determined speed of sound and the determined temperature;
- Evaluating the density profile to detect an expected formation of ice within the washing system (100), with an expected formation of ice being recognized when the density of the washing liquid continues to fall as the temperature of the washing liquid falls.
Figure DE102021211874A1_0000

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Detektion einer zu erwartenden Eisbildung innerhalb eines Waschsystems eines Fahrzeugs. Das Waschsystem weist gemäß der vorliegenden Offenbarung einen Tank, der dazu ausgebildet ist, Waschflüssigkeit bereitzustellen, ein Verteilersystem, das dazu ausgebildet ist, die Waschflüssigkeit aus dem Tank an mindestens eine Anwendung zu verteilen, und eine Sensoranordnung auf, die dazu ausgebildet ist, eine Schallgeschwindigkeit der Waschflüssigkeit und eine Temperatur der Waschflüssigkeit zu ermitteln.The present disclosure relates to a method and a device for detecting an expected formation of ice within a washing system of a vehicle. According to the present disclosure, the washing system has a tank configured to provide washing liquid, a distribution system configured to distribute the washing liquid from the tank to at least one application, and a sensor arrangement configured to measure a speed of sound of the washing liquid and to determine a temperature of the washing liquid.

Herkömmliche Waschsysteme (bzw. Washer-Systems) sind bspw. dazu ausgebildet, Kameras, Lampen/Leuchten oder Scheiben wie beispielsweise eine Windschutzscheibe eines Fahrzeugs zu reinigen. Das Waschsystem muss für eine ordnungsgemäße Funktionstüchtigkeit regelmäßig mit einer entsprechenden Waschflüssigkeit betankt werden. Bei einer falschen Betankung und bei entsprechend niedrigen Temperaturen, kann die Waschflüssigkeit innerhalb des Waschsystems einfrieren. Eine derartige Einfrierung von Waschflüssigkeit kann zu Beschädigungen von Bauteilen des Waschsystems wie bspw. Pumpen des Verteilersystems oder Schläuchen führen. Herkömmlich werden die verschiedenen Bauteile des Waschsystems derart entworfen und ausgelegt, dass diese einfriersicher sind, also selbst beim Einfrieren der Waschflüssigkeit innerhalb des Waschsystems dem zusätzlichen Druck standhalten und nicht beschädigt werden. Diese Auslegung verursacht deutlich höhere Bauteilkosten im Vergleich dazu, wenn die Bauteile nicht einen derart hohen Druck aufgrund des Einfrierens der Waschflüssigkeit innerhalb des Waschsystems aushalten müssen.Conventional washing systems (or washer systems) are designed, for example, to clean cameras, lamps/lights or panes such as a windshield of a vehicle. The washer system must be refueled regularly with an appropriate washer fluid to ensure proper functionality. If the vehicle is filled up incorrectly and the temperatures are correspondingly low, the washer fluid can freeze inside the washer system. Such freezing of washing liquid can lead to damage to components of the washing system, such as pumps in the distribution system or hoses. Conventionally, the various components of the washing system are designed and designed in such a way that they are freeze-proof, ie withstand the additional pressure and are not damaged even if the washing liquid freezes within the washing system. This design causes significantly higher component costs compared to when the components do not have to withstand such a high pressure due to the freezing of the washing liquid within the washing system.

Die Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit dem bzw. mit der ein vorteilhaftes Detektieren einer zu erwartenden Eisbildung innerhalb eines Waschsystems eines Fahrzeugs erkannt wird und entsprechend Bauteilschäden des Waschsystems möglichst vermieden werden.The object of the present disclosure is therefore to create a method and a device with which an advantageous detection of ice formation to be expected within a washing system of a vehicle is recognized and corresponding component damage of the washing system is avoided as far as possible.

Die Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren bzw. die Vorrichtung aufweisend die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The object is achieved by the method and the device having the features of the independent patent claims. Advantageous developments of the present disclosure are specified in the dependent claims.

Gemäß der vorliegenden Offenbarung weist ein Verfahren zur Detektion von Eisbildung innerhalb eines Waschsystems eines Fahrzeugs die nachfolgend aufgezählten Schritte auf. Das Waschsystem weist gemäß der vorliegenden Offenbarung einen Tank, der dazu ausgebildet ist, Waschflüssigkeit bereitzustellen, ein Verteilersystem, das dazu ausgebildet ist, die Waschflüssigkeit aus dem Tank an mindestens eine Anwendung zu leiten, und eine Sensoranordnung auf, die dazu ausgebildet ist, eine Schallgeschwindigkeit der Waschflüssigkeit und eine Temperatur der Waschflüssigkeit zu ermitteln. Das Waschsystem kann gemäß einer Ausführungsform bspw. für die Reinigung einer Windschutzscheibe, einer Kamera, oder einer Lampe oder Leuchte eines Fahrzeugs herangezogen werden. Die Verfahrensschritte gemäß der vorliegenden Offenbarung sind:

  • - Ermitteln einer Schallgeschwindigkeit der Waschflüssigkeit mittels der Sensoranordnung. Die Sensoranordnung weist dementsprechend gemäß einer Ausführungsform bspw. einen speziellen Sensor zur Ermittlung der Schallgeschwindigkeit der Waschflüssigkeit auf. Die Schallgeschwindigkeit eines Mediums, hier der Waschflüssigkeit, ist im Allgemeinen abhängig von der Elastizität, der Dichte und der Temperatur des Mediums.
  • - Ermitteln einer Temperatur der Waschflüssigkeit mittels der Sensoranordnung. Die Sensoranordnung weist gemäß einer Ausführungsform bspw. einen speziellen Temperatursensor auf, der innerhalb des Tanks angeordnet ist, um die Temperatur der Waschflüssigkeit zu ermitteln. Der Temperatursensor und der Sensor zur Ermittlung der Schallgeschwindigkeit können gemäß einer Ausführungsform in einem gemeinsamen Gehäuse innerhalb des Tanks angeordnet sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Temperatur der Waschflüssigkeit indirekt ermittelt, indem beispielsweise aufgrund einer ermittelten Umgebungstemperatur auf die Temperatur der Waschflüssigkeit rückgeschlossen wird.
  • - Ermitteln eines Dichteverlaufs der Waschflüssigkeit in Abhängigkeit der ermittelten Schallgeschwindigkeit und der ermittelten Temperatur, wenn die Temperatur der Waschflüssigkeit eine vordefinierte Schwellentemperatur unterschreitet und die Temperatur der Waschflüssigkeit weiter sinkt. In anderen Worten, wird ein Dichteverlauf der Waschflüssigkeit in Abhängigkeit der ermittelten Schallgeschwindigkeit und der ermittelten Temperatur erstellt, wenn die Temperatur der Waschflüssigkeit eine vordefinierte Schwellentemperatur, welche bspw. 3 ° Celsius beträgt, unterschreitet und die Temperatur der Waschflüssigkeit weiter sinkt. Unterschreitet die Temperatur der Waschflüssigkeit bspw. die 3 ° Celsius und sinkt bspw. weiter auf 2,5 ° Celsius wird dementsprechend der Dichteverlauf der Waschflüssigkeit ermittelt, indem der Verlauf der Schallgeschwindigkeit und der Verlauf der Temperatur der Waschflüssigkeit spätestens ab Unterschreiten der Schwellentemperatur ausgewertet werden. Die hierzu notwendigen Formeln bzw. Kennlinien zur Ermittlung des Dichteverlaufs anhand des Verlaufs der Schallgeschwindigkeit bzw. des Verlaufs der Temperatur können bspw. in einer Steuereinheit des Waschsystems hinterlegt sein.
  • - Auswerten des Dichteverlaufs zur Detektion von Eisbildung innerhalb des Waschsystems, wobei eine Eisbildung erkannt wird, wenn die Dichte der Waschflüssigkeit bei sinkender Temperatur der Waschflüssigkeit weiter sinkt.
According to the present disclosure, a method for detecting ice formation within a vehicle washer system includes the steps enumerated below. According to the present disclosure, the washing system has a tank configured to provide washing liquid, a distribution system configured to direct the washing liquid from the tank to at least one application, and a sensor arrangement configured to measure a speed of sound of the washing liquid and to determine a temperature of the washing liquid. According to one embodiment, the washing system can be used, for example, for cleaning a windshield, a camera, or a lamp or lamp of a vehicle. The method steps according to the present disclosure are:
  • - Determining a speed of sound of the washing liquid by means of the sensor arrangement. Accordingly, according to one embodiment, the sensor arrangement has, for example, a special sensor for determining the speed of sound of the washing liquid. The speed of sound of a medium, here the washing liquid, is generally dependent on the elasticity, the density and the temperature of the medium.
  • - Determining a temperature of the washing liquid by means of the sensor arrangement. According to one embodiment, the sensor arrangement has, for example, a special temperature sensor which is arranged inside the tank in order to determine the temperature of the washing liquid. According to one embodiment, the temperature sensor and the sensor for determining the speed of sound can be arranged in a common housing inside the tank. According to a further embodiment, the temperature of the washing liquid is determined indirectly, for example by inferring the temperature of the washing liquid on the basis of a determined ambient temperature.
  • - Determining a density profile of the washing liquid as a function of the determined speed of sound and the determined temperature when the temperature of the washing liquid falls below a predefined threshold temperature and the temperature of the washing liquid continues to fall. In other words, a density profile of the washing liquid is created as a function of the determined speed of sound and the determined temperature when the temperature of the washing liquid falls below a predefined threshold temperature, which is 3° Celsius, for example, and the temperature of the washing liquid continues to fall. If the temperature of the washing liquid falls below, for example, 3° Celsius and falls further to 2.5° Celsius, for example, the density curve of the washing liquid is determined accordingly by the course of the speed of sound and the course of the temperature of the washing liquid decreasing at the latest Falling below the threshold temperature can be evaluated. The formulas or characteristic curves required for this purpose for determining the density profile based on the profile of the speed of sound or the profile of the temperature can be stored, for example, in a control unit of the washing system.
  • - Evaluation of the density course for the detection of ice formation within the washing system, ice formation being recognized if the density of the washing liquid continues to fall as the temperature of the washing liquid falls.

Gemäß der vorliegenden wird die Dichteanomalie von Wasser zur Detektion der zu erwartenden Eisbildung ausgenutzt. Die Waschflüssigkeit besteht herkömmlich zu einem Großteil aus Wasser. Damit die Waschflüssigkeit bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt von Wasser nicht einfriert, weist die Waschflüssigkeit zusätzlich ein Frostschutzmittel wie bspw. Glykol auf. Die Dichte von Wasser liegt herkömmlich bei ~999,8 kg/m3. Die Dichte von Glykol liegt herkömmlich bei -1083 kg/m3. Eine Waschflüssigkeit aufweisend Glykol und Wasser weist dementsprechend eine Dichte auf, die zwischen der Dichte von Wasser und zwischen der Dichte von Glykol liegt. Die Dichte von Frostschutzmitteln wie bspw. Glykol steigt bei sinkenden Temperaturen, wohingegen die Dichte von Wasser bei Temperaturen von 4° Celsius und darunter absinkt. Sinkt dementsprechend die Dichte der Waschflüssigkeit bei sinkender Temperatur, also bei bspw. einer Temperatur von 3 ° Celsius auf 2 ° Celsius ab, kann darauf geschlossen werden, dass der Anteil von Glykol innerhalb der Waschflüssigkeit zu niedrig ist, um ein Einfrieren bzw. eine Eisbildung bei Temperaturen unterhalb des Gefrierpunkts von Wasser zu verhindern. Wäre der Anteil von Frostschutzmittel wie bspw. Glykol innerhalb der Waschflüssigkeit hoch genug, würde der Dichteverlauf der Waschflüssigkeit bei bspw. 3° Celsius auf 2° Celsius ansteigen, da wie vorhin erwähnt die Dichte von Frostschutzmittel wie Glykol bei sinkenden Temperaturen auch bei Temperaturen von bspw. 3 ° Celsius auf 2 ° Celsius ansteigt. Dementsprechend kann anhand der Auswertung des Dichteverlaufs eine zu erwartende Eisbildung detektiert werden, bevor die Eisbildung tatsächlich stattgefunden hat. Dementsprechend kann mit dem Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung eine Detektion von Eisbildung innerhalb des Waschsystems lediglich mittels einer Auswertung der erfassten Schallgeschwindigkeit der Waschflüssigkeit und der Temperatur der Waschflüssigkeit vorgenommen werden, wodurch wiederum eine Ansteuerung bspw. einer Pumpe des Waschsystems unterbunden werden kann, um entsprechende Bauteilschäden des Waschsystems zu vermeiden.According to the present, the density anomaly of water is used to detect the ice formation to be expected. The washing liquid conventionally consists largely of water. So that the washing liquid does not freeze at temperatures below the freezing point of water, the washing liquid also contains an antifreeze such as glycol. The density of water is traditionally ~999.8 kg/m 3 . The density of glycol is conventionally -1083 kg/m 3 . Accordingly, a washing liquid comprising glycol and water has a density which lies between the density of water and the density of glycol. The density of anti-freeze agents such as glycol increases with decreasing temperatures, while the density of water decreases at temperatures of 4° Celsius and below. Accordingly, if the density of the washing liquid falls as the temperature falls, e.g. at a temperature from 3° Celsius to 2° Celsius, it can be concluded that the proportion of glycol in the washing liquid is too low to prevent freezing or ice formation at temperatures below the freezing point of water. If the proportion of antifreeze such as glycol in the washer fluid was high enough, the density profile of the washer fluid would increase at e.g 3°C rises to 2°C. Accordingly, based on the evaluation of the density curve, an expected formation of ice can be detected before the formation of ice has actually taken place. Accordingly, with the method according to the present disclosure, a detection of ice formation within the washing system can be carried out simply by evaluating the recorded speed of sound of the washing liquid and the temperature of the washing liquid, which in turn can prevent activation of a pump of the washing system, for example, in order to prevent corresponding component damage of the washing system.

Gemäß einer Ausführungsform wird zur Auswertung des Dichteverlaufs der Gradient des Dichteverlaufs ermittelt und anhand des Gradienten des Dichteverlaufs die zu erwartende Eisbildung bei weiter sinkenden Temperaturen unterhalb des Gefrierpunkts von Wasser ermittelt. Der Gradient des Dichteverlaufs in dem relevanten Temperaturabschnitt bspw. von 3° Celsius auf 2° Celsius oder 1° Celsius, gibt einen vergleichsweise einfachen Aufschluss darüber, ob eine Eisbildung zu erwarten ist, wenn die Temperatur der Waschflüssigkeit unterhalb des Gefrierpunkts von Wasser weiter absinkt. Sinkt die Dichte der Waschflüssigkeit, da innerhalb der Waschflüssigkeit zu wenig Frostschutzschutzmittel vorhanden ist, ist dementsprechend der Dichteverlauf von bspw. 3° Celsius auf 2° Celsius sinkend, wodurch wiederum der Gradient des Dichteverlaufs entsprechend negativ ist, wohingegen der Dichteverlauf bei einer Waschflüssigkeit, welche ausreichend Frostschutzmittel aufweist, bei einer Temperaturänderung von bspw. 3° Celsius auf 2° Celsius ansteigt, sodass dementsprechend auch der Gradient der Dichteänderung von bspw. 3° Celsius auf 2° Celsius steigend ist und dementsprechend ein anderes Vorzeichen aufweist. Die Bildung des Gradient des ermittelten Dichteverlauf ist vergleichsweise einfach (Bildung der Ableitung des Dichteverlaufs), sodass dementsprechend auch auf vergleichsweise einfache Art und Weise auf die zu erwartende Eisbildung innerhalb des Waschsystems rückgeschlossen werden kann, sofern die Temperaturen weiter unter den Gefrierpunkt von Wasser sinken. Insgesamt kann anhand der Auswertung des Gradienten des Dichteverlaufs in vergleichsweiser einfacher Art und Weise auf eine zu erwartende Eisbildung geschlossen werden, sodass Bauteilschäden vorteilhaft verhindert werden können.According to one embodiment, the gradient of the density profile is determined for the evaluation of the density profile and the ice formation to be expected as temperatures continue to fall below the freezing point of water is determined using the gradient of the density profile. The gradient of the density profile in the relevant temperature section, for example from 3° Celsius to 2° Celsius or 1° Celsius, provides a comparatively simple indication of whether ice formation is to be expected if the temperature of the washing liquid continues to fall below the freezing point of water. If the density of the washer fluid drops because there is too little antifreeze in the washer fluid, the density curve drops from e.g. 3° Celsius to 2° Celsius, which in turn means that the gradient of the density curve is correspondingly negative, whereas the density curve for a washer fluid has sufficient antifreeze, increases with a temperature change from, for example, 3° Celsius to 2° Celsius, so that the gradient of the density change also increases from, for example, 3° Celsius to 2° Celsius and accordingly has a different sign. The formation of the gradient of the determined density curve is comparatively simple (formation of the derivation of the density curve), so that conclusions can also be drawn in a comparatively simple manner about the ice formation to be expected within the washing system if the temperatures continue to fall below the freezing point of water. Overall, based on the evaluation of the gradient of the density profile, it is possible to conclude in a comparatively simple manner that ice formation is to be expected, so that damage to components can advantageously be prevented.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Schwellentemperatur jene Temperatur, bei der Wasser bei seinem normalen Druck seine größte Dichte in flüssigem Aggregatzustand hat. Diese Temperatur beträgt gemäß einer Ausführungsform 3,98° Celsius, sodass entsprechend die Schwellentemperatur 3,98° Celsius beträgt. Unterschreitet die Temperatur der Waschflüssigkeit diese Temperatur, also 3,98° Celsius, wird der Dichteverlauf ermittelt, sofern die Temperatur der Waschflüssigkeit weiter sinkt, also die Temperatur von bspw. 3,98° Celsius auf 3° Celsius, 2° Celsius oder tiefere Temperaturen weiter sinkt. Gemäß dieser Ausführungsform wird nicht kontinuierlich der Dichteverlauf ermittelt, sondern lediglich dann, wenn eine reale Gefahr der Bildung von Eis innerhalb des Waschsystems aufgrund von niedrigen Temperaturen besteht.According to one embodiment, the threshold temperature is the temperature at which water has its greatest density in the liquid state at its normal pressure. According to one embodiment, this temperature is 3.98° Celsius, so that the threshold temperature is 3.98° Celsius accordingly. If the temperature of the washing liquid falls below this temperature, i.e. 3.98° Celsius, the density profile is determined if the temperature of the washing liquid continues to drop, i.e. the temperature from e.g. 3.98° Celsius to 3° Celsius, 2° Celsius or lower temperatures continues to fall. According to this embodiment, the density profile is not determined continuously, but only when there is a real risk of ice forming inside the washing system due to low temperatures.

Gemäß einer Ausführungsform wird die Schallgeschwindigkeit der Waschflüssigkeit mittels mindestens einem Ultraschallsensor, welcher innerhalb des Tanks angeordnet ist, ermittelt. Der Ultraschallsensor ist ein vergleichsweise einfaches und simples Bauteil, welches zur Ermittlung von Schallgeschwindigkeiten von Medien wie bspw. Fluiden herangezogen werden kann und eine geforderte Genauigkeit ermöglicht. Dementsprechend bildet der Ultraschallsensor einen vorteilhaft einfachen und kostengünstigen Weg, um eine möglichst genaue Schallgeschwindigkeit zur Ermittlung des Dichteverlaufs zu schaffen.According to one embodiment, the speed of sound of the washing liquid is determined by means of at least one ultrasonic sensor, which is arranged inside the tank. The ultrasonic sensor is a comparatively simple and simple component, which is used to detect sound velocities of media such as fluids can be used and enables a required accuracy. Accordingly, the ultrasonic sensor forms an advantageously simple and cost-effective way to create a sound velocity that is as accurate as possible for determining the density profile.

Gemäß einer Ausführungsform wird eine Ansteuerung des Verteilersystems unterbunden, wenn eine zu erwartende Eisbildung erkannt wurde. In anderen Worten, sofern eine zu erwartende Eisbildung erkannt wird, also der Anteil von Frostschutzmittel, bspw. Glykol in der Waschflüssigkeit nicht ausreichend ist oder gar nicht vorhanden ist, um eine Eisbildung bei Temperaturen unterhalb des Gefrierpunkts zu verhindern, wird eine Ansteuerung des Verteilersystems unterbunden, um Bauteilschäden des Waschsystems zu verhindern. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Ansteuerung des Verteilersystems lediglich dann unterbunden, wenn eine zu erwartende Eisbildung erkannt wird und gleichzeitig die Temperatur der Waschflüssigkeit tatsächlich unter dem Gefrierpunkt von Wasser liegt, also unter 0° Celsius liegt. Gemäß einer Ausführungsform wird gleichzeitig ein Fehler-Bit in einer Steuereinheit des Fahrzeugs gesetzt.According to one embodiment, actuation of the distribution system is prevented if ice formation that is to be expected has been detected. In other words, if an expected formation of ice is detected, i.e. the proportion of antifreeze, e.g. glycol in the washing liquid is insufficient or not present at all to prevent ice formation at temperatures below freezing point, activation of the distribution system is prevented to prevent damage to components of the washing system. According to a further embodiment, the actuation of the distribution system is only prevented if an expected formation of ice is detected and at the same time the temperature of the washing liquid is actually below the freezing point of water, ie below 0° Celsius. According to one embodiment, an error bit is set in a control unit of the vehicle at the same time.

Gemäß einer Ausführungsform wird die Ansteuerung des Verteilersystems wieder freigegeben, wenn die Temperatur der Waschflüssigkeit wieder über die Gefriertemperatur von Wasser angestiegen ist und die Dichte der Waschflüssigkeit größer als eine vordefinierte Schwellendichte ist. Gemäß einer Ausführungsform wird die Ansteuerung des Verteilersystems lediglich dann wieder freigegeben, wenn die Temperatur der Waschflüssigkeit über einer vordefinierten Schwellentemperatur bspw. größer/gleich 3° Celsius oder größer/gleich 4° Celsius angestiegen ist und die Dichte der Waschflüssigkeit gegenüber dem Wert bei der Eisbildung größer als eine vorgegebene Schwelle, bspw. einer Deltadichte größer/gleich 20 kg/m3 ist, dementsprechend wird gemäß dieser Ausführungsform sichergestellt, dass das Verteilsystem des Waschsystems lediglich dann angesteuert wird, wenn die Waschflüssigkeit im flüssigen Zustand vorliegt und kein Eis innerhalb des Tanks bzw. innerhalb des gesamten Waschsystems mehr vorhanden ist, wodurch Bauteilschäden vorteilhaft einfach vermieden werden können.According to one embodiment, the actuation of the distribution system is released again when the temperature of the washing liquid has again risen above the freezing temperature of water and the density of the washing liquid is greater than a predefined threshold density. According to one embodiment, the actuation of the distribution system is only enabled again when the temperature of the washing liquid has risen above a predefined threshold temperature, for example greater than/equal to 3° Celsius or greater than/equal to 4° Celsius and the density of the washing liquid has risen compared to the value when ice formed is greater than a predetermined threshold, e.g. a delta density greater than/equal to 20 kg/m 3 , accordingly, according to this embodiment, it is ensured that the distribution system of the washing system is only activated when the washing liquid is in the liquid state and there is no ice inside the tank or within the entire washing system is more present, whereby damage to components can be advantageously avoided easily.

Gemäß einer Ausführungsform wird die Ansteuerung des Verteilersystems wieder freigegeben, wenn erkannt wird, dass neue Waschflüssigkeit in den Tank eingefüllt wurde und die Dichte der Waschflüssigkeit in den Tank größer als eine vordefinierte Schwellendichte ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird lediglich dann das Verteilersystem freigegeben, wenn zusätzlich die Temperatur der Waschflüssigkeit über der Gefriertemperatur von Wasser ansteigt bzw. liegt. Gemäß diesen Ausführungsformen wird ermittelt, ob eine neue Waschflüssigkeit in den Tank eingefüllt wird. Dies kann bspw. mittels eines Füllstandsensors, welcher in dem Tank des Waschsystems angeordnet ist, vorgenommen werden. Wird dementsprechend erkannt, dass neue Waschflüssigkeit eingefüllt wird, wird die neue Dichte, der sich daraus ergebenden neuen Waschflüssigkeit in den Tank ermittelt. Steigt oder ist die Dichte größer als eine vorgegebene Schwellendichte, bspw. größer als 1020 kg/m3 bzw. 1030 kg/m3, kann darauf rückgeschlossen werden, dass die neu eingeführte Waschflüssigkeit eine ausreichend große Menge an Frostschutzmittel aufweist, sodass nun das Verteilersystem entsprechend zur Verteilung der Waschflüssigkeit an verschiedene Abnehmer angesteuert werden kann bzw. wieder freigegeben wird. Gemäß dieser Ausführungsform ist dementsprechend ein zuverlässiger und sicherer Betrieb oder eine zuverlässige Wiederaufnahme des Betriebs des Waschsystems realisiert.According to one embodiment, the actuation of the distribution system is enabled again when it is detected that new washing liquid has been filled into the tank and the density of the washing liquid in the tank is greater than a predefined threshold density. According to a further embodiment, the distribution system is released only when the temperature of the washing liquid rises or is above the freezing temperature of water. According to these embodiments, it is determined whether a new washing liquid is filled into the tank. This can be done, for example, by means of a level sensor, which is arranged in the tank of the washing system. Accordingly, if it is recognized that new washing liquid is being filled in, the new density of the resulting new washing liquid in the tank is determined. If the density increases or is greater than a specified threshold density, e.g. greater than 1020 kg/m 3 or 1030 kg/m 3 , it can be concluded that the newly introduced washer fluid has a sufficiently large amount of antifreeze, so that the distribution system is now can be controlled according to the distribution of the washing liquid to different consumers or is released again. Accordingly, according to this embodiment, reliable and safe operation or reliable resumption of operation of the washing system is realized.

Gemäß einer Ausführungsform wird ein Fehler-Bit in der Steuereinheit gelöscht, wenn erkannt wird, dass das Waschsystem wieder funktionsfähig ist.According to one embodiment, an error bit in the control unit is cleared when it is detected that the washing system is functional again.

Gemäß einer Ausführungsform wird mittels eines weiteren Ultraschallsensors ein Füllstand des Tanks ermittelt, wobei mittels des weiteren Ultraschallsensors erkannt wird, dass neue Waschflüssigkeit in dem Tank eingefüllt wurde, wenn der Füllstand des Tanks ansteigt. Der Ultraschallsensor ist bspw. unmittelbar neben dem bereits erwähnten Ultraschallsensor der Sensoranordnung innerhalb des Tanks derart angeordnet, dass die ausgestrahlten Ultraschallwellen an einer Wasserfüllstandkante innerhalb des Tanks reflektiert werden können, sodass der Ultraschallsensor anhand des zeitlichen Verlaufs, welche die Wellen bis zur Rückstrahlung benötigen, den Füllstand des Tanks ermitteln kann. Der Ultraschallsensor ist dementsprechend ein vergleichsweiser simpler und zuverlässiger Sensor, um den Füllstand des Tanks zu ermitteln. Andere bzw. weitere Füllstandsensoren sind gemäß anderer Ausführungsformen ebenso denkbar.According to one embodiment, a filling level of the tank is determined by means of a further ultrasonic sensor, with the further ultrasonic sensor being used to detect that new washing liquid has been filled into the tank when the filling level of the tank rises. The ultrasonic sensor is, for example, arranged directly next to the already mentioned ultrasonic sensor of the sensor arrangement inside the tank in such a way that the emitted ultrasonic waves can be reflected at a water level edge inside the tank, so that the ultrasonic sensor can use the time required for the waves to reflect back can determine the filling level of the tank. Accordingly, the ultrasonic sensor is a comparatively simple and reliable sensor for determining the filling level of the tank. According to other embodiments, other or further level sensors are also conceivable.

Gemäß einer Ausführungsform wird einem Fahrer des Fahrzeugs angezeigt, dass eine Eisbildung innerhalb des Waschsystems zu erwarten ist, und dementsprechend die Ansteuerung des Waschsystems nicht freigegeben wird, sodass der Fahrer entsprechend reagieren kann und bspw. neues Frostschutzmittel in das Waschsystem bzw. in den Tank des Waschsystems einfüllen kann. Die Anzeige kann bspw. über ein Display oder über eine Warnlampe erfolgen. Gemäß einer Ausführungsform wird die Anzeige in Abhängigkeit des Fehler-Bits geschaltet.According to one embodiment, a driver of the vehicle is shown that ice formation is to be expected within the washing system, and accordingly the activation of the washing system is not released, so that the driver can react accordingly and, for example, put new antifreeze in the washing system or in the tank of the washing system can fill. The display can, for example, take place via a display or via a warning lamp. According to one embodiment, the display is switched depending on the error bit.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist eine Vorrichtung zur Detektion von Eisbildung innerhalb eines Waschsystems eines Fahrzeugs, wobei das Waschsystem einen Tank, der dazu ausgebildet ist, Waschflüssigkeit bereitzustellen, ein Verteilersystem, das dazu ausgebildet ist, Waschflüssigkeit aus dem Tank an mindestens eine Anwendung zu verteilen, und eine Sensoranordnung aufweist, die dazu ausgebildet ist, eine Dichte der Waschflüssigkeit und eine Temperatur der Waschflüssigkeit zu ermitteln, zusätzlich Mittel auf, die dazu ausgebildet sind, eines der vorgenannten Verfahren auszuführen. Die Vorrichtung kann bspw. eine Steuereinheit zur Steuerung bzw. Regelung des Waschsystems bzw. einzelner oder aller Komponenten des Waschsystems sein. Es ist zusätzlich denkbar, dass die Vorrichtung als zusätzliche Steuereinheit innerhalb eines Fahrzeugs ausgebildet ist. Es ist auch denkbar, dass die Vorrichtung lediglich ein Teil einer Steuereinheit innerhalb des Fahrzeugs ist, welche zusätzlich weitere Funktionen zur Steuerung des Fahrzeugs wie bspw. zur Steuerung des Antriebstrangs des Fahrzeugs wahrnimmt.According to a further aspect of the present disclosure, a device for detecting ice formation within a washing system of a vehicle, the washing system having a tank which is designed to provide washing liquid, a distribution system which is designed to deliver washing liquid from the tank to at least one application to distribute, and has a sensor arrangement, which is designed to determine a density of the washing liquid and a temperature of the washing liquid, additional means that are designed to carry out one of the aforementioned methods. The device can, for example, be a control unit for controlling or regulating the washing system or individual or all components of the washing system. It is also conceivable that the device is designed as an additional control unit within a vehicle. It is also conceivable that the device is only part of a control unit within the vehicle, which also performs other functions for controlling the vehicle, such as for example controlling the drive train of the vehicle.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist ein Fahrzeug die vorgenannte Vorrichtung auf.According to a further aspect of the present disclosure, a vehicle has the aforementioned device.

Ausführungsbeispiele und Weiterbildungen des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung sind in den Figuren dargestellt und werden anhand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Exemplary embodiments and developments of the method and the device according to the present disclosure are shown in the figures and are explained in more detail on the basis of the following description.

Es zeigen:

  • 1 Eine schematische Darstellung eines Waschsystems eines Fahrzeugs gemäß einer ersten Ausführungsform,
  • 2 Eine schematische Darstellung eines Details einer Sensoranordnung gemäß einer ersten Ausführungsform,
  • 3 Eine schematische Darstellung eines ersten Diagramms gemäß einer ersten Ausführungsform.
Show it:
  • 1 A schematic representation of a washing system of a vehicle according to a first embodiment,
  • 2 A schematic representation of a detail of a sensor arrangement according to a first embodiment,
  • 3 A schematic representation of a first diagram according to a first embodiment.

Die 1 zeigt ein Waschsystem 100 gemäß einer ersten Ausführungsform in einer schematischen Art und Weise. Das Waschsystem 100 weist einen Tank 110 auf, der dazu ausgebildet ist, Waschflüssigkeit bereitzustellen. Was Waschsystem 100 weist zusätzlich eine Sensoranordnung 120 auf, die gemäß dieser Ausführungsform innerhalb des Tanks 110 angeordnet ist, und bspw. dazu ausgebildet ist, eine Schallgeschwindigkeit der Waschflüssigkeit und eine Temperatur der Waschflüssigkeit zu ermitteln. Die Sensoranordnung 120 kann gemäß einer weiteren Ausführungsform zusätzlich dazu ausgebildet sein, die Füllstandhöhe der Waschflüssigkeit innerhalb des Tanks 110 zu ermitteln. Dementsprechend ist die Sensoranordnung 120 ein vergleichsweise kompaktes Bauteil, welches innerhalb des Tanks 110 vorteilhaft einfach angeordnet ist und verschiedene Parameter der Waschflüssigkeit innerhalb des Waschsystems 100 erfasst. Das Waschsystem 100 weist gemäß dieser Ausführungsform zusätzlich ein Verteilersystem 125 auf, welches dazu ausgebildet ist, die Waschflüssigkeit aus dem Tank 110 an verschiedene Anwendungen 170, 180, 190 zu verteilen. Die erste Anwendung 170 des Wassers aus dem Waschsystem 100 ist bspw. die Reinigung einer Windschutzscheibe. Die zweite Anwendung 180 der Waschflüssigkeit aus dem Waschsystem 100 ist bspw. die Reinigung von Lampen bzw. Leuchten eines Fahrzeugs. Die dritte Anwendung 190 der Waschflüssigkeit aus dem Waschsystem 100 ist bspw. die Reinigung einer Kameralinse des Fahrzeugs. Das Verteilersystem 125 weist gemäß dieser Ausführungsform zur Verteilung der Waschflüssigkeit eine Pumpe 130, einen Verteiler 140, und Düsen 150 auf. Die Pumpe 130 ist dazu ausgebildet, die Waschflüssigkeit aus dem Tank 110 durch das Verteilersystem 125 zu pumpen. Der Verteiler 140 ist dazu ausgebildet, die Waschflüssigkeit an die verschiedenen Anwendungen bzw. an die verschiedenen Düsen 150 der verschiedenen Anwendungen zu verteilen.The 1 12 shows a washing system 100 according to a first embodiment in a schematic way. The washing system 100 has a tank 110 which is designed to provide washing liquid. The washing system 100 additionally has a sensor arrangement 120 which, according to this embodiment, is arranged inside the tank 110 and is designed, for example, to determine a speed of sound of the washing liquid and a temperature of the washing liquid. According to a further embodiment, the sensor arrangement 120 can additionally be designed to determine the fill level of the washing liquid inside the tank 110 . Accordingly, the sensor arrangement 120 is a comparatively compact component which is advantageously simply arranged within the tank 110 and detects various parameters of the washing liquid within the washing system 100 . According to this embodiment, the washing system 100 additionally has a distribution system 125 which is designed to distribute the washing liquid from the tank 110 to various applications 170 , 180 , 190 . The first application 170 of the water from the washing system 100 is, for example, cleaning a windshield. The second application 180 of the washing liquid from the washing system 100 is, for example, the cleaning of lamps or lights of a vehicle. The third application 190 of the washing liquid from the washing system 100 is, for example, cleaning a camera lens of the vehicle. According to this embodiment, the distribution system 125 has a pump 130, a distributor 140, and nozzles 150 for distributing the washing liquid. The pump 130 is designed to pump the washer fluid out of the tank 110 through the distribution system 125 . The distributor 140 is designed to distribute the washing liquid to the different applications or to the different nozzles 150 of the different applications.

In der 1 ist zusätzlich schematisch dargestellt, dass die Düsen 150 verschiedene Sprühmuster 160 je nach Anwendung abbilden können. Das Waschsystem 100 gemäß dieser Ausführungsform weist zusätzlich eine erste Steuereinheit 200 auf, die dazu ausgebildet ist, Waschanforderungen von den verschiedenen Anwendungen 170, 180, 190 in entsprechende Befehle für das Waschsystems 100 zur Bedienung der Anforderungen umzuwandeln. Das Waschsystem 100 weist zusätzlich eine zweite Steuereinheit 210 auf, die gemäß dieser Ausführungsform die Befehle der ersten Steuereinheit 200 empfängt und entsprechend die Pumpe 130 bzw. den Verteiler 140 ansteuert. Aus der 1 sind zusätzlich weitere Reinigungssysteme 220, wie bspw. Luftreinigungen oder mechanische Reinigungen, schematisch dargestellt, welche in Verbindung mit dem ersten Steuergerät 200 stehen, sodass diese Reinigungssysteme und die Reinigung mittels des Waschsystems 100 in Kombination bzw. parallel ausgeführt werden können, um eine optimale Reinigung der verschiedenen Fahrzeugkomponenten zu erreichen. In der 1 ist zusätzlich schematisch eine Gleichstromversorgung 230 dargestellt, welche das Waschsystem 100 mit dem notwendigen Strom versorgt.In the 1 is additionally shown schematically that the nozzles 150 can map different spray patterns 160 depending on the application. The washing system 100 according to this embodiment additionally has a first control unit 200 which is designed to convert washing requests from the various applications 170, 180, 190 into corresponding commands for the washing system 100 to serve the requests. The washing system 100 also has a second control unit 210 which, according to this embodiment, receives the commands from the first control unit 200 and controls the pump 130 or the distributor 140 accordingly. From the 1 are additional cleaning systems 220, such as of the various vehicle components. In the 1 a DC power supply 230 is additionally shown schematically, which supplies the washing system 100 with the necessary power.

In der 1 sind zusätzlich Informationsflüsse innerhalb des Waschsystems 100 zum Betrieb des Waschsystems 100 schematisch dargestellt. Dabei werden bspw. Tankleveldaten 300 aus der Sensoranordnung 120 der ersten Steuereinheit 200 und/oder an die zweite Steuereinheit 210 übermittelt. Gemäß einer anderen Ausführungsform ist es ebenso denkbar, dass die erste Steuereinheit 200 und die zweite Steuereinheit 210 zu einer einzigen Steuereinheit zusammengefasst sind. In the 1 additional information flows within the washing system 100 for the operation of the washing system 100 are shown schematically. For example, tank level data 300 from the sensor arrangement 120 of the first control unit 200 and/or transmitted to the second control unit 210. According to another specific embodiment, it is also conceivable for the first control unit 200 and the second control unit 210 to be combined into a single control unit.

Zusätzlich werden gemäß der in 1 gezeigten Ausführungsform Sensordaten 310 aus der Sensoranordnung 120, wie bspw. die Schallgeschwindigkeit der Waschflüssigkeit innerhalb des Tanks und die Temperatur der Waschflüssigkeit innerhalb des Tanks und/oder weitere Daten aus der Sensoranordnung 120 der ersten Steuereinheit 200 und/oder der zweiten Steuereinheit 210 bereitgestellt. Zusätzlich ist in der 1 dargestellt, dass die zweite Steuereinheit 210 Steuerbefehle 320 für die Pumpe 130 an die Pumpe 130 übermittelt. Zusätzlich ist dargestellt, dass die zweite Steuereinheit 210 Steuerbefehle 330 für den Verteiler 140 an den Verteiler 140 übermittelt. Zusätzlich sind geforderte Reinigungsbefehle 340 von den Anwendungen 170, 180, 190 in der 1 schematisch dargestellt, welche der ersten Steuereinheit 200 bereitgestellt werden, welche wiederum Anforderungsdaten 350 von den Anwendungen an die zweite Steuereinheit 210 weiterleitet, sodass dementsprechend das Waschsystem 100 zur Reinigung der verschiedenen Anwendungen 170, 180, 190 entsprechend angesteuert wird.In addition, according to in 1 embodiment shown, sensor data 310 from the sensor arrangement 120, such as the speed of sound of the washing liquid inside the tank and the temperature of the washing liquid inside the tank and/or further data from the sensor arrangement 120 of the first control unit 200 and/or the second control unit 210 are provided. Additionally in the 1 shown that the second control unit 210 transmits control commands 320 for the pump 130 to the pump 130 . In addition, it is shown that the second control unit 210 transmits control commands 330 for the distributor 140 to the distributor 140 . In addition, required cleaning commands 340 from the applications 170, 180, 190 are in the 1 shown schematically which are provided to the first control unit 200, which in turn forwards request data 350 from the applications to the second control unit 210, so that the washing system 100 for cleaning the various applications 170, 180, 190 is controlled accordingly.

Während der Anwendung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung wird dementsprechend zunächst die Schallgeschwindigkeit der Waschflüssigkeit mittels der Sensoranordnung 120 der Waschflüssigkeit innerhalb des Tanks 110 ermittelt. Gleichzeitig wird die Temperatur der Waschflüssigkeit innerhalb des Tanks 110 mittels der Sensoranordnung 120 ermittelt. Die ermittelten Daten werden anschließend anhand bspw. der zweiten oder der ersten Steuereinheit 200 ermittelt. Anschließend wird ein Dichteverlauf der Waschflüssigkeit in Abhängigkeit der ermittelten Schallgeschwindigkeit und der ermittelten Temperatur ermittelt, wobei diese Ermittlung des Dichteverlaufs der Waschflüssigkeit lediglich dann erfolgt, wenn die Temperatur der Waschflüssigkeit einen vordefinierten Schwellenwert, welcher bspw. in der ersten Steuereinheit 200 hinterlegt ist, unterschreitet und die Temperatur der Waschflüssigkeit weiter sinkt, bspw. also von 3° Celsius, welche die Schwellentemperatur ist, auf 2° Celsius weiter absinkt. Anschließend wird mittels einer Software anhand einer Funktion und/oder eines Kennlinienvergleichs der ermittelte Dichteverlauf bspw. mittels der ersten Steuereinheit dahingehend ausgewertet, ob eine zu erwartende Eisbildung innerhalb des Waschsystems passieren wird, wenn die Temperatur unter die Gefriertemperatur von Wasser weiter absinkt. Dabei wird eine zu erwartende Eisbildung erkannt, wenn die Dichte der Waschflüssigkeit bei sinkender Temperatur der Waschflüssigkeit weiter sinkt, also das bestimmende Medium der Waschflüssigkeit Wasser ist, und dementsprechend die Dichteanomalie des Wassers zu einer sinkenden Dichte bei sinkenden Temperaturen unter 4 ° Celsius vorherrscht, also kein Frostschutzmittel bzw. nicht ausreichend Frostschutzmittel bspw. Glykol innerhalb des Tanks 110 vorherrscht bzw. angeordnet ist. Frostschutzmittel weist im Gegensatz zu Wasser die Eigenschaft auf, dass die Dichte bei sinkenden Temperaturen auch zwischen 4° Celsius und 0° Celsius ansteigt. Steigt bspw. die Dichte der Waschflüssigkeit zwischen 3° und 2° Celsius an, kann dementsprechend rückgeschlossen werden, dass innerhalb des Tanks 110 Waschflüssigkeit angeordnet ist, die auch bei Unterschreiten des Gefrierpunkts von Wasser nicht gefriert.Accordingly, during the application of the method according to the present disclosure, the speed of sound of the washing liquid is first determined by means of the sensor arrangement 120 of the washing liquid within the tank 110 . At the same time, the temperature of the washing liquid inside the tank 110 is determined using the sensor arrangement 120 . The determined data are then determined using, for example, the second or the first control unit 200 . A density profile of the washing liquid is then determined as a function of the determined speed of sound and the determined temperature, with this determination of the density profile of the washing liquid only taking place if the temperature of the washing liquid falls below a predefined threshold value, which is stored in first control unit 200, for example, and the temperature of the washing liquid continues to fall, for example from 3° Celsius, which is the threshold temperature, to 2° Celsius. Then, using a function and/or a comparison of characteristics, software is used to evaluate the density profile determined, for example by means of the first control unit, to determine whether ice will form inside the washing system, which is to be expected, if the temperature falls further below the freezing temperature of water. The ice formation that is to be expected is recognized when the density of the washing liquid continues to fall with falling temperature of the washing liquid, i.e. the determining medium of the washing liquid is water, and accordingly the density anomaly of the water to a decreasing density with falling temperatures below 4 ° Celsius prevails, i.e no antifreeze or insufficient antifreeze, for example glycol, prevails or is arranged within the tank 110 . In contrast to water, antifreeze has the property that the density also increases between 4° Celsius and 0° Celsius with falling temperatures. If, for example, the density of the washing liquid increases by between 3° and 2° Celsius, it can accordingly be concluded that washing liquid is arranged inside the tank 110 and does not freeze even when the freezing point of water is undershot.

Die 2 zeigt einen Teil der Sensoreinheit 120 in einer Detailansicht gemäß einer ersten Ausführungsform. Die in 2 gezeigte Sensoranordnung 120 weist einen ersten Ultraschallsensor 400, der dazu ausgebildet ist, die Schallgeschwindigkeit des Mediums zu ermitteln, und einen zweiten Ultraschallsensor 410 auf, der dazu ausgebildet ist, einen Füllstand der Waschflüssigkeit innerhalb des Tanks 110 zu ermitteln. Beide Sensoren sind innerhalb eines Gehäuses angeordnet und innerhalb des Tanks 110 befestigt, um entsprechend die gewünschten Sensordaten der Waschflüssigkeit zu ermitteln. Das Gehäuse weist eine Öffnung auf, sodass Waschflüssigkeit in das Gehäuse eindringen kann. Der erste Ultraschallsensor 400 ist derart ausgebildet, dass seine Ultraschallwellen zunächst gegen ein Prisma gerichtet sind, wodurch sie um 90° abgelenkt werden und anschließend gegen eine erste Referenz 420 bzw. eine zweite Referenz 430 aufprallen und rückgestoßen werden und dementsprechend wiederum vom ersten Ultraschallsensor erfasst werden können. Anhand der Zeitdauer, welche die ausgestoßenen Ultraschallwellen benötigen, um wieder beim ersten Ultraschallsensor 400 anzukommen, kann auf die aktuelle Schallgeschwindigkeit in Abhängigkeit der Temperatur rückgeschlossen werden. Dies kann bspw. mittels der ersten Steuereinheit 200 und/oder der zweiten Steuereinheit 210 erfolgen. Der zweite Ultraschallsensor 410 ist innerhalb der Sensoranordnung 120 derart angeordnet, dass seine Ultraschallwellen durch eine Öffnung innerhalb der Sensoranordnung 120 bis an die Füllstandoberkante der Waschflüssigkeit innerhalb des Tanks 110 gelangen können. Die Ultraschallwellen werden an Waschflüssigkeitskante innerhalb des Tanks 110 reflektiert und anschließend von dem zweiten Ultraschallsensor 410 detektiert. Anhand der zeitlichen Dauer kann auch hier rückgeschlossen werden, wie hoch der Füllstand von Waschflüssigkeit innerhalb des Tanks 110 ist. In der 2 ist der Füllstand 450 schematisch dargestellt. Die Sensoranordnung 120 kann gemäß einer weiteren Ausführungsform zusätzlich einen Temperatursensor aufweisen, der die Temperatur der Waschflüssigkeit erfasst.The 2 shows part of the sensor unit 120 in a detailed view according to a first embodiment. In the 2 The sensor arrangement 120 shown has a first ultrasonic sensor 400, which is designed to determine the speed of sound of the medium, and a second ultrasonic sensor 410, which is designed to determine a filling level of the washing liquid inside the tank 110. Both sensors are arranged within a housing and fixed within the tank 110 in order to determine the desired sensor data of the washing liquid accordingly. The housing has an opening so that washing liquid can enter the housing. The first ultrasonic sensor 400 is designed in such a way that its ultrasonic waves are initially directed against a prism, as a result of which they are deflected by 90° and then collide against a first reference 420 or a second reference 430 and are repelled and are accordingly in turn detected by the first ultrasonic sensor can. The current speed of sound as a function of the temperature can be inferred based on the length of time which the emitted ultrasonic waves require in order to arrive again at the first ultrasonic sensor 400 . This can be done, for example, by means of the first control unit 200 and/or the second control unit 210. The second ultrasonic sensor 410 is arranged within the sensor arrangement 120 in such a way that its ultrasonic waves can pass through an opening within the sensor arrangement 120 up to the upper edge of the filling level of the washing liquid within the tank 110 . The ultrasonic waves are reflected at the edge of the washing liquid inside the tank 110 and then detected by the second ultrasonic sensor 410 . On the basis of the duration, it is also possible here to deduce how high the fill level of washing liquid inside the tank 110 is. In the 2 the fill level 450 is shown schematically. The sensor arrangement 120 can according to a further embodiment additionally have a temperature sensor that detects the temperature of the washing liquid.

Die 3 zeigt ein erstes Diagramm 500. In dem Diagramm sind die Messergebnisse des ersten Ultraschallsensors 400 während einer herkömmlichen Messung dargestellt. Der zweite Ausschlag innerhalb der Messung angegeben in 3 mit erster Referenz, zeigt dabei das Messergebnis des ersten Ultraschallsensors 400, welches auf die erste Referenz 420 aufgeprallt und rückgestoßen wurde. Der dritte Ausschlag innerhalb der Messkurve des Diagramms 500 zeigt das Ergebnis der Messungen des ersten Ultraschallsensors jener Ultraschallwellen, die auf die zweite Referenz 430 aufgeprallt und rückgestoßen wurden und anschließend von dem ersten Ultraschallsensor 400 ausgewertet wurden.The 3 shows a first diagram 500. The measurement results of the first ultrasonic sensor 400 during a conventional measurement are shown in the diagram. The second deflection within the measurement given in 3 with first reference, shows the measurement result of the first ultrasonic sensor 400, which hit the first reference 420 and was pushed back. The third deflection within the measurement curve of diagram 500 shows the result of the measurements by the first ultrasonic sensor of those ultrasonic waves that impacted second reference 430 and were repelled and were then evaluated by first ultrasonic sensor 400 .

Claims (10)

Verfahren zur Detektion einer zu erwartenden Eisbildung innerhalb eines Waschsystems (100) eines Fahrzeugs, wobei das Waschsystem (100) einen Tank (110), der dazu ausgebildet ist Waschflüssigkeit bereitzustellen, eine Verteilersystem (125), das dazu ausgebildet ist die Waschflüssigkeit aus dem Tank (110) an mindestens eine Anwendung (170, 180, 190) zu verteilen, und eine Sensoranordnung (120) aufweist, die dazu ausgebildet ist, eine Schallgeschwindigkeit der Waschflüssigkeit und eine Temperatur der Waschflüssigkeit zu ermitteln, mit den Schritten: - Ermitteln einer Schallgeschwindigkeit der Waschflüssigkeit mittels der Sensoranordnung (120); - Ermitteln einer Temperatur der Waschflüssigkeit mittels der Sensoranordnung (120); - Ermitteln eines Dichteverlaufs der Waschflüssigkeit in Abhängigkeit der ermittelten Schallgeschwindigkeit und der ermittelten Temperatur, wenn die Temperatur der Waschflüssigkeit eine vordefinierte Schwellentemperatur unterschreitet und die Temperatur der Waschflüssigkeit weiter sinkt; - Auswerten des Dichteverlaufs zur Detektion einer zu erwartenden Eisbildung innerhalb des Waschsystems (100), wobei eine zu erwartende Eisbildung erkannt wird, wenn die Dichte der Waschflüssigkeit bei sinkender Temperatur der Waschflüssigkeit weiter sinkt.Method for detecting an expected formation of ice within a washing system (100) of a vehicle, the washing system (100) having a tank (110) which is designed to provide washing liquid, a distribution system (125) which is designed to remove the washing liquid from the tank (110) to at least one application (170, 180, 190), and having a sensor arrangement (120) which is designed to determine a speed of sound of the washing liquid and a temperature of the washing liquid, with the steps: - Determining a speed of sound of the washing liquid by means of the sensor arrangement (120); - Determining a temperature of the washing liquid by means of the sensor arrangement (120); - Determining a density profile of the washing liquid as a function of the determined sound velocity and the determined temperature when the temperature of the washing liquid falls below a predefined threshold temperature and the temperature of the washing liquid continues to fall; - Evaluating the density profile to detect an expected formation of ice within the washing system (100), with an expected formation of ice being recognized when the density of the washing liquid continues to fall as the temperature of the washing liquid falls. Verfahren gemäß Patentanspruch 1, wobei zur Auswertung des Dichteverlaufs der Gradient des Dichterlaufs ermittelt wird und anhand des Gradienten des Dichteverlaufs die zu erwartende Eisbildung ermittelt wird.procedure according to Claim 1 , wherein the gradient of the seal run is determined for the evaluation of the density curve and the ice formation to be expected is determined on the basis of the gradient of the density curve. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Schwellentemperatur jene Temperatur ist, bei der Wasser bei Normaldruck seine größte Dichte in flüssigem Aggregatzustand hat.Method according to one of the preceding claims, wherein the threshold temperature is that temperature at which water has its greatest density in the liquid state of aggregation at normal pressure. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Schallgeschwindigkeit der Waschflüssigkeit mittels mindestens einem Ultraschallsensor (400), welcher innerhalb des Tanks (110) angeordnet ist, ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the speed of sound of the washing liquid is determined by means of at least one ultrasonic sensor (400) which is arranged inside the tank (110). Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei eine Ansteuerung des Verteilersystems (125) unterbunden wird, wenn die zu erwartende Eisbildung erkannt wurde.Method according to one of the preceding patent claims, in which activation of the distribution system (125) is prevented if the ice formation to be expected has been detected. Verfahren gemäß Patentanspruch 5, wobei die Ansteuerung des Verteilersystems (125) wieder freigegeben wird, wenn die Temperatur der Waschflüssigkeit wieder über die Gefriertemperatur von Wasser angestiegen ist und die Dichte der Waschflüssigkeit größer als eine vordefinierte Schwellendichte ist.procedure according to Claim 5 , wherein the control of the distribution system (125) is released again when the temperature of the washing liquid has risen above the freezing temperature of water and the density of the washing liquid is greater than a predefined threshold density. Verfahren gemäß Patenanspruch 5, wobei die Ansteuerung des Verteilersystems (124) wieder freigegeben wird, wenn erkannt wird, dass neue Waschflüssigkeit in den Tank (110) eingefüllt wurde und die Dichte der Waschflüssigkeit in dem Tank (110) größer als eine vordefinierte Schwellendichte ist.Procedure according to godfathers claim 5 , The actuation of the distribution system (124) being released again when it is detected that new washing liquid has been filled into the tank (110) and the density of the washing liquid in the tank (110) is greater than a predefined threshold density. Verfahren gemäß Patentanspruch 7, wobei mittels eines weiteren Ultraschallsensors (410) ein Füllstand des Tanks (110) ermittelt wird, wobei mittels des weiteren Ultraschallsensors (410) erkannt wird, dass neue Waschflüssigkeit in den Tank (110) eingefüllt wurde, wenn der Füllstand des Tanks (110) steigt.procedure according to Claim 7 , a fill level of the tank (110) being determined by means of a further ultrasonic sensor (410), it being recognized by means of the further ultrasonic sensor (410) that new washing liquid has been filled into the tank (110) when the fill level of the tank (110) increases. Vorrichtung zur Detektion von Eisbildung innerhalb eines Waschsystems (100) eines Fahrzeugs, wobei das Waschsystem (100) einen Tank (110), der dazu ausgebildet ist Waschflüssigkeit bereitzustellen, eine Verteilersystem (125), das dazu ausgebildet ist die Waschflüssigkeit aus dem Tank (110) an mindestens eine Anwendung (170, 180, 190) zu verteilen, und eine Sensoranordnung (120) aufweist, die dazu ausgebildet ist, eine Dichte der Waschflüssigkeit und eine Temperatur der Waschflüssigkeit zu ermitteln, wobei die Vorrichtung Mittel aufweist, die dazu ausgebildet sind eines der Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 8 auszuführen.Device for detecting ice formation within a washing system (100) of a vehicle, the washing system (100) having a tank (110) which is designed to provide washing liquid, a distribution system (125) which is designed to draw washing liquid from the tank (110 ) to at least one application (170, 180, 190), and having a sensor arrangement (120) which is designed to determine a density of the washing liquid and a temperature of the washing liquid, the device having means which are designed to do so one of the procedures according to the claims 1 until 8th to execute. Fahrzeug aufweisend die Vorrichtung gemäß Patentanspruch 9.Vehicle having the device according to Claim 9 .
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