JP6591500B2 - ウォッシャ液供給システム - Google Patents
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図1及び図2に示すように、本発明の第一の実施形態に係るウォッシャ液供給システム1Aは、ウォッシャ液Wを、車両CのフロントガラスであるウィンドウパネルC1に供給するシステムである。ウォッシャ液Wは、水、アルコール等を含んで不凍液化して構成される。ウォッシャ液供給システム1Aは、ウォッシャタンク10と、ポンプ(送出部)2と、保温タンク(加熱部)20Aと、接続部材30Aと、ワイパーアーム3と、ワイパーブレード4と、供給部6Aと、制御部7と、を備える。ウォッシャタンク10、保温タンク20A、接続部材30A及び供給部6Aは、ウォッシャ液Wが流通可能な通路部8によって直列に接続されている。通路部8は、可撓性を有するチューブ等によって構成される。
図3に示すように、ウォッシャタンク10は、車両Cの前部に構成される動力源室C2内に設けられており、ウォッシャ液Wが貯蔵されるタンクである。ウォッシャタンク10に貯蔵されるウォッシャ液Wは、通路部8(図1参照)を介してウォッシャタンク10外に流通し、供給部6Aまで送出される。ウォッシャタンク10は、有底円筒形状を呈する樹脂製部材であって、平面視で円形状を呈する底壁部11及び上壁部12と、底壁部11及び上壁部12の周縁部を繋ぐように上下方向に延設されており、平面視で円環形状を呈する側壁部13と、を一体に備える。側壁部13の内周面には、溝部14が形成されている。
溝部14は、ウォッシャタンク10の軸線を中心とした螺旋形状を呈しており、第一傾斜部14aと、第二傾斜部14bと、を有する。第一傾斜部14aは、上方に向かうにつれてウォッシャタンク10の径方向内側へ向かうように傾斜する面である。第二傾斜部14bは、下方に向かうにつれてウォッシャタンク10の径方向内側へ向かうように傾斜する面である。第一傾斜部14a及び第二傾斜部14bは、高さ方向において連続して交互に現れるように設けられている。すなわち、連続する下側の第一傾斜部14a及び上側の第二傾斜部14bは、ウォッシャタンク10の径方向内側へ突出する凸部を構成する。また、連続する上側の第一傾斜部14a及び下側の第二傾斜部14bは、ウォッシャタンク10の径方向外側へ窪む凹部を構成する。凸部及び凹部は、それぞれ、断面視三角形状を呈する。また、ウォッシャタンク10の側壁部13の同一高さにおいて、溝部14の凸部の頂点14cと対向する部位には、溝部14の凹部の頂点14dが設けられている。
かかるウォッシャタンク10において、内部に貯蔵されるウォッシャ液Wの液面は、車両Cの走行等に伴う振動によって上下動する。図4に示すように、水面付近のウォッシャ液Wは、第二傾斜部14bによって持ち上げられて第一傾斜部14aによって跳ね返り、液滴となってウォッシャ液Wの液面に落下することによって、ウォッシャ液Wに気泡を発生させる。
図1及び図2に示すように、ポンプ2は、ウォッシャタンク10に貯蔵されるウォッシャ液Wを保温タンク20Aを介して供給部6Aへ送出するための流れを発生させる。本実施形態において、ポンプ2は、通路部8のうち、ウォッシャタンク10と保温タンク20Aとの間に設けられている。
保温タンク20Aは、ウォッシャタンク10と供給部6Aとの間に設けられており、ウォッシャタンク10から供給部6Aへ送られるウォッシャ液Wが一時的に貯蔵されるタンクである。保温タンク20Aは、当該保温タンク20A内に一時的に貯蔵されるウォッシャ液Wを加熱する加熱機能、及び、加熱されたウォッシャ液Wの温度を保つ保温機能を有する。保温タンク20Aは、かかる加熱機能及び保温機能によって、当該保温タンク20A内に一時的に貯蔵されるウォッシャ液Wの洗浄能力を向上したり、ウォッシャ液Wに霜取りの機能を持たせたりする。すなわち、保温タンク20Aは、ウォッシャ液Wを加熱する加熱部でもある。図5に示すように、保温タンク20Aは、タンク本体21と、流入側通路部22と、吐出側通路部23と、デフレクタ24と、ヒータ25と、液量検出部26Aと、アルコール濃度検出部27と、液温検出部28と、制御基板(制御部)29と、を備える。
タンク本体21は、ウォッシャ液Wが一時的に貯蔵される樹脂製又は金属製のタンクである。タンク本体21は、発泡材、空気等が介在する二層構造等によって、内部のウォッシャ液Wの温度を保つ保温機能を有する。
流入側通路部22は、ウォッシャタンク10から送られたウォッシャ液Wをタンク本体21内へ流入させる。吐出側通路部23は、タンク本体41内のウォッシャ液Wを供給部6A側へ吐出させる。各通路部22,23は、チューブ等によって構成されており、タンク本体21の底壁部からタンク本体21内へ挿入されている。
デフレクタ24は、タンク本体21内において、流入側通路部22の開口22aよりも高く吐出側通路部23の開口23aよりも低い位置であって、流入側通路部22の開口22aと対向する位置に設けられている。
ヒータ25は、タンク本体21内に設けられており、タンク本体21内に一時的に貯蔵されるウォッシャ液Wを加熱する加熱部本体である。
液量検出部26Aは、タンク本体21内に設けられており、タンク本体21内に一時的に貯蔵されるウォッシャ液Wの液量を検出する。本実施形態において、液量検出部26Aは、タンク本体21内に一時的に貯蔵されるウォッシャ液Wの液面を検出するレベルセンサである。液量検出部26Aは、検出結果を制御部7(図2参照)へ出力する。
アルコール濃度検出部27は、タンク本体21内に設けられており、タンク本体21内に一時的に貯蔵されるウォッシャ液Wのアルコール濃度を検出する。アルコール濃度検出部27は、検出結果を制御基板29へ出力する。本実施形態において、アルコール濃度検出部27は、流入側通路部22の開口22aよりも吐出側通路部23の開口23aに近い位置で、ウォッシャ液Wのアルコール濃度を検出する。
液温検出部28は、タンク本体21内に設けられており、タンク本体21内に一時的に貯蔵されるウォッシャ液Wの温度(液温)を検出する。液温検出部28は、検出結果を制御基板29へ出力する。
制御基板29は、アルコール濃度検出部27の検出結果に基づいて、液温検出部28によって検出される液温を、予め設定される目標温度に近づけるようにヒータ25を制御する。制御基板29によるヒータ25の制御手法については、後記する。
図1及び図2に示すように、接続部材30Aは、ウォッシャタンク10と供給部6Aとの間、詳細には、保温タンク20Aと供給部6Aとの間に設けられている。接続部材30Aは、当該接続部材30Aを流通するウォッシャ液Wに気泡を含ませる気泡部である。図6から図9に示すように、接続部材30Aは、円筒形状を呈する金属製部材である。接続部材30Aには、上流側から順に、流入通路部31と、接続通路部32と、吐出通路部33と、が形成されている。接続部材30Aの上流側端部には、可撓性を有する第一チューブ8aが接続されており、接続部材30Aの下流側端部には、可撓性を有する第二チューブ8bが接続されている。ここで、第一チューブ8aは、ウォッシャタンク10(本実施形態では、保温タンク20A)と接続部材30Aとを接続する第一通路部の少なくとも一部を構成する。第二チューブ8bは、供給部6Aと接続部材30Aとを接続する第二通路部の少なくとも一部を構成する。
図10に示すように、水は、飽和蒸気圧曲線の液体側から気体側へ状態変化する際に、キャビテーションを発生させる。また、ウォッシャ液Wは、液温が高いほど高い圧力で気体となり、キャビテーションを発生させやすい。図6から図9に示すように、かかる接続部材30Aにおいて、絞り部32cは、ウォッシャ液Wの流速を上げることによって、液圧を下げて液中に溶解している空気を析出させ、ウォッシャ液W内に気泡を発生させる。また、拡径部32dは、ウォッシャ液Wの流速を下げることによって、液圧を上げてウォッシャ液W内に気泡をマイクロバブルとして撹拌させる。
図1及び図2に示すように、ワイパーアーム3の基端部は、ウィンドウパネルC1の下端部に揺動可能に支持されている。ワイパーブレード4は、ウィンドウパネルC1を払拭するためのものである。ワイパーブレード4の幅方向中間部は、ワイパーアーム3の先端部に回動可能に支持されている。
供給部6Aは、ウォッシャタンク10からのウォッシャ液WをウィンドウパネルC1へ吐出して供給する、ウォッシャ液供給システム1Aにおける対象物側端部の部品である。供給部6Aは、ワイパーアーム3又はワイパーブレード4に一体的に設けられている。図11に示すように、本実施形態に係る供給部6Aは、ワイパーアーム3の先端部に一体的に設けられており、ワイパーアーム3の払拭範囲へウォッシャ液Wを噴射するノズルとしての機能を有する。
制御部7は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read-Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入出力回路等によって構成されている。制御部7は、液量検出部26A及びアルコール濃度検出部27の検出結果に基づいて、ポンプ20を制御する。
車両Cの運転者が図示しない操作部を操作すると、制御部7は、ポンプ2を駆動させることによって、ウィンドウパネルC1にウォッシャ液Wを供給させる。ここで、ウォッシャ液Wの供給が長時間実施されない場合等には、保温タンク20Aのタンク本体21内でウォッシャ液Wの水分が蒸発したりアルコール分が揮発したりすることによって、ウォッシャ液Wの液面が吐出側通路部23の開口23aよりも低くなってしまう。かかる状況でウォッシャ液WをウィンドウパネルC1へ供給しようとすると、ウォッシャ液Wの液面が吐出側通路部23の開口23aまで達するまでの時間が、ウォッシャ液WのウィンドウパネルC1への供給遅れとなる(図12(a)参照)。
ここで、液量検出部26Aの検出結果が、ウォッシャ液Wの液面レベルが吐出側通路部23の開口23aの高さ以上を示すものである場合には、制御部7は、送出量の増大量(すなわち、ポンプ2の出力の増大量α)をゼロに設定する(図12(b)参照)。
また、液量検出部26Aの検出結果が、ウォッシャ液Wの液面レベルが吐出側通路部23の開口23aの高さ未満であることを示すものである場合には、制御部7は、増大量を設定する(図12(c)参照)。
ここで、制御部7は、ウォッシャ液Wの液面レベルが開口23aの高さよりも低いほど、増大量が大きくなるように当該増大量を設定することができる。
保温タンク20Aのタンク本体21に貯蔵されるウォッシャ液Wをヒータ25によって加熱すると、ウォッシャ液Wに含まれるアルコールの揮発が進行し、ウォッシャ液Wのアルコール濃度が低下する。このようにウォッシャ液Wのアルコール濃度が低下した状態でヒータによる加熱を停止すると、ウォッシャ液Wが外気温によって凍結するおそれがある。
また、ウォッシャタンク10は、螺旋状の溝部14によって第一傾斜部14aが構成されているので、ウォッシャ液Wの液量が変化しても、ウォッシャ液Wの液面に対応する位置に第一傾斜部14a及び第二傾斜部14bが存在することになり、車両Cの振動によってウォッシャ液Wに好適に気泡を含ませることができる。
続いて、本発明の第二の実施形態に係るウォッシャ液供給システムについて、第一の実施形態に係るウォッシャ液供給システム1Aとの相違点を中心に説明する。図14に示すように、本発明の第二の実施形態に係るウォッシャ液供給システム1Bは、接続部材30A及び供給部6Aに代えて、接続部材30B及び供給部6Bを備える。接続部材30Bは、第一チューブ8aと第二チューブ8bとを接続するものであって、ウォッシャ液Wに気泡を含ませる気泡部としての機能を有していない。
図15に示すように、供給部6Bは、配管側部材40Bと、ノズル側部材50Bと、気泡部60と、を備える。
配管側部材40Bは、供給部6Bの上流側部分を構成する金属製部材である。配管側部材40Bには、ウォッシャ液Wが流通可能な通路部41が形成されている。通路部41には、チェックバルブ42が設けられている。
ノズル側部材50Bは、供給部6Bの下流側部分を構成する円筒形状の金属製部材である。ノズル側部材50Bには、収容部51及びノズル52が形成されている。収容部51には、気泡部60が収容されている。ノズル52は、ノズル側部材50Bの下流側端部に形成されており、気泡部60を流通したウォッシャ液WをウィンドウパネルC1へ噴射する。
気泡部60は、供給部6Bに一体的に設けられており、ウォッシャ液Wに気泡を含ませる。本実施形態において、気泡部60は、ノズル側部材50B内に組み込まれている。すなわち、気泡部60は、配管側部材40B及びノズル側部材50Bの合わせ面Y1に設けられており、詳細には、配管側部材40B及びノズル側部材50Bの合わせ面Y1とノズル52との間に設けられている。気泡部60は、ウォッシャ液Wが流通する通路として、上流側から順に、下流に向かうにつれて縮径して通路断面積が小さくなる縮径部61と、絞り部62と、下流に向かうにつれて拡径して通路断面積が大きくなる拡径部63と、を備える。縮径部61の下流側端部の通路断面積、及び、拡径部63の上流側端部の通路断面積は、絞り部62の通路断面積と等しい。縮径部61、絞り部62及び拡径部63の通路断面積及び通路長の関係は、接続部材30Aにおける縮径部32b、絞り部32c及び拡径部32dの通路断面積及び通路長の関係と同様であってもよい。また、気泡部60は、縮径部61の上流側に大径部32aと同様の大径部が設けられていたり、拡径部63の下流側に小径部32eと同様の小径部が設けられている構成であってもよい。
かかるノズル側部材50Bにおいて、絞り部62は、ウォッシャ液Wの流速を上げることによって、液圧を下げて液中に溶解している空気を析出させ、ウォッシャ液W内に気泡を発生させる。また、拡径部63は、ウォッシャ液Wの流速を下げることによって、液圧を上げてウォッシャ液W内に気泡をマイクロバブルとして撹拌させる。
また、ウォッシャ液供給システム1Bは、気泡部60が合わせ面Y1に設けられるので、組付作業性を向上することができる。
続いて、本発明の第三の実施形態に係るウォッシャ液供給システムについて、第二の実施形態に係るウォッシャ液供給システム1Bとの相違点を中心に説明する。図16に示すように、本発明の第三の実施形態に係るウォッシャ液供給システム1Cは、供給部6Bに代えて供給部6Cを備える。
供給部6Cは、配管側部材40B及びノズル側部材50Bに代えて、配管側部材40C及びノズル側部材50Cを備える。
配管側部材40Cは、チェックバルブ42及び取付部44を備えていない。
ノズル側部材50Cは、供給部6Cを他装置(ワイパーアーム3、ワイパーブレード4等)に取り付けるための取付部54を備える。
続いて、本発明の第四の実施形態に係るウォッシャ液供給システムについて、第一の実施形態に係るウォッシャ液供給システム1Aとの相違点を中心に説明する。図17に示すように、本発明の第四の実施形態に係るウォッシャ液供給システム1Dは、保温タンク20Aに代えて保温タンク20Dを備える。
保温タンク20Dは、液量検出部26Aに代えて液量検出部26Dを備える。液量検出部26Dは、タンク本体21内に一時的に貯蔵されるウォッシャ液Wの重量を検出する重量センサである。液量検出部26Dは、検出結果を制御部7(図2参照)へ出力する。
また、ウォッシャ液供給システム1Dは、デフレクタ24を用いることによって、簡易な構成でウォッシャ液Wの重量を検出することができる。
続いて、本発明の第五の実施形態に係るウォッシャ液供給システムについて、第一の実施形態に係るウォッシャ液供給システム1Aとの相違点を中心に説明する。図18に示すように、本発明の第五の実施形態に係るウォッシャ液供給システム1Eは、バイパス通路部8Eと、切替部9Eと、外気温検出部101と、を備える。
バイパス通路部8Eは、通路部8におけるポンプ2及び保温タンク20Aの間と、保温タンク20A及び接続部材30Aの間と、をウォッシャ液Wが流通可能に接続する通路部である。すなわち、バイパス通路部8Eは、保温タンク20Aをバイパスする。
切替部9Eは、通路部8におけるポンプ2及び保温タンク20Aの間と、バイパス通路部8Eとの接続部位に設けられており、制御部7による制御に基づいて、ウォッシャ液Wの流通方向を切り替える。切替部9Eは、電磁弁等を有しており、以下の状態を切替可能に構成されている。
・ポンプ2からのウォッシャ液Wの保温タンク20Aへの流通を許容するとともに、バイパス通路部8Eへの流通を禁止する状態(第一状態)
・ポンプ2からのウォッシャ液Wの保温タンク20Aへの流通を許容するとともに、バイパス通路部8Eへの流通を許容する状態(第二状態)
・ポンプ2からのウォッシャ液Wの保温タンク20Aへの流通を禁止するとともに、バイパス通路部8Eへの流通を許容する状態(第三状態)
外気温検出部101は、車両C(図1参照)の周囲の気温すなわち外気温を検出する温度センサである。外気温検出部101は、検出結果を制御部7へ出力する。
外気温検出部101の検出結果が予め設定される所定温度(例えば、30度)以上である場合は、制御部7は、切替部9Eを第三状態とする。
一方、外気温検出部101の検出結果が前記所定温度未満である場合であって、液量検出部26Aの検出結果が、ウォッシャ液Wの液面のレベルが吐出側通路部23の開口23aよりも低いことを示す場合には、制御部7は、ウォッシャ液Wの供給初期に、切替部9Eを第二状態とする。また、制御部7は、切替部9Eを第二状態としてから所定時間経過後に、切替部9Eを第一状態とする。
制御部7は、外気温検出部101によって検出された外気温が低いほど、閾値を高くする(図13参照)。
続いて、本発明の第六の実施形態に係るウォッシャ液供給システムについて、第一の実施形態に係るウォッシャ液供給システム1Aとの相違点を中心に説明する。図19に示すように、本発明の第六の実施形態に係るウォッシャ液供給システム1Fは、リターン通路部8Fと、切替部9Fと、を備える。
リターン通路部8Fは、通路部8における保温タンク20Aと供給部6A(本実施形態では接続部材30A)との間と、ウォッシャタンク10と、をウォッシャ液Wが流通可能に接続する通路部である。すなわち、リターン通路部8Fは、保温タンク20Aから吐出されたウォッシャ液Wをウォッシャタンク10へ戻す。
切替部9Fは、通路部8における保温タンク20Aと供給部6A(本実施形態では接続部材30A)との間と、リターン通路部8Fとの接続部位に設けられており、制御部7による制御に基づいて、ウォッシャ液Wの流通方向を切り替える。切替部9Fは、電磁弁等を有しており、以下の状態を切替可能に構成されている。
・保温タンク20Aからのウォッシャ液Wの供給部6Aへの流通を許容するとともに、リターン通路部8Fへの流通を禁止する状態(第一状態)
・保温タンク20Aからのウォッシャ液Wの供給部6Aへの流通を禁止するとともに、リターン通路部8Fへの流通を許容する状態(第二状態)
アルコール濃度検出部27によって検出されたアルコール濃度が閾値以下である場合には、制御部7は、ポンプ2を駆動させるとともに、切替部9Fを第二状態とする。かかる状態において、アルコール濃度が低下した保温タンク20Aのタンク本体21内のウォッシャ液Wは、ポンプ2によって、切替部9F及びリターン通路部8Fを介してウォッシャタンク10へ戻される。また、ウォッシャタンク10内のアルコール濃度が比較的高いウォッシャ液Wが、ポンプ2によって、保温タンク20Aのタンク本体21内へ送出される。
また、合わせ面Y1,Y4の形状は、側面視で直線状に限定されない。
また、チェックバルブがノズル側部材に組み込まれており、気泡部が配管側部材に組み込まれている構成であってもよい。
2 ポンプ(送出部)
6A,6B,6C 供給部
7 制御部
8 通路部
8E バイパス通路部
9F リターン通路部
9E,9F 切替部
10 ウォッシャタンク
20A,20D 保温タンク
23 吐出側通路部
25 ヒータ(加熱部)
26A 液量検出部(レベルセンサ)
26D 液量検出部(重量センサ)
27 アルコール濃度検出部
29 制御基板(制御部)
30A 接続部材(気泡部)
60 気泡部
C1 ウィンドウパネル(対象物)
W ウォッシャ液
Claims (6)
- 車両に搭載され、ウォッシャ液が貯蔵されるとともに前記ウォッシャ液を加熱する加熱部を有する保温タンクと、
車両に搭載され、前記保温タンク内の前記ウォッシャ液を前記車両の対象物へ供給する供給部と、
前記保温タンクに貯蔵される前記ウォッシャ液のアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出部と、
前記アルコール濃度検出部の検出結果に基づいて、前記加熱部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記アルコール濃度が閾値以下である場合に、前記加熱部を停止する
ことを特徴とするウォッシャ液供給システム。 - 外気温を検出する外気温検出部を備え、
前記制御部は、前記外気温が低いほど前記閾値を高くする
ことを特徴とする請求項1に記載のウォッシャ液供給システム。 - 前記保温タンクは、
前記ウォッシャ液が貯蔵されるタンク本体と、
前記タンク本体の底面よりも上方に開口を有し、前記タンク本体内の前記ウォッシャ液を前記供給部側へ吐出する吐出側通路部と、
前記吐出側通路部の開口よりも低い位置に開口を有し、当該保温タンク内に前記ウォッシャ液を流入させる流入側通路部と、
を備え、
前記アルコール濃度検出部は、前記流入側通路部の開口よりも前記吐出側通路部の開口に近い位置のアルコール濃度を検出する
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のウォッシャ液供給システム。 - 車両に搭載され、ウォッシャ液が貯蔵されるとともに前記ウォッシャ液を加熱する加熱部を有する保温タンクと、
車両に搭載され、前記保温タンク内の前記ウォッシャ液を前記車両の対象物へ供給する供給部と、
前記保温タンクに貯蔵される前記ウォッシャ液のアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出部と、
前記アルコール濃度検出部の検出結果に基づいて、前記加熱部を制御する制御部と、
を備え、
前記保温タンクは、
前記ウォッシャ液が貯蔵されるタンク本体と、
前記タンク本体の底面よりも上方に開口を有し、前記タンク本体内の前記ウォッシャ液を前記供給部側へ吐出する吐出側通路部と、
前記吐出側通路部の開口よりも低い位置に開口を有し、当該保温タンク内に前記ウォッシャ液を流入させる流入側通路部と、
を備え、
前記アルコール濃度検出部は、前記流入側通路部の開口よりも前記吐出側通路部の開口に近い位置のアルコール濃度を検出する
ことを特徴とするウォッシャ液供給システム。 - 前記制御部は、前記アルコール濃度に基づいて、前記加熱部による前記ウォッシャ液の目標温度を設定する
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のウォッシャ液供給システム。 - 車両に搭載され、ウォッシャ液が貯蔵されるウォッシャタンクと、
前記車両に搭載され、前記ウォッシャタンク内の前記ウォッシャ液を前記車両の対象物へ供給する供給部と、
前記車両に搭載され、前記ウォッシャタンクと前記供給部の間に設けられ、前記ウォッシャタンクから前記供給部へ送られる前記ウォッシャ液が一時的に貯蔵されるとともに前記ウォッシャ液を加熱する加熱部を有する保温タンクと、
前記保温タンクに貯蔵される前記ウォッシャ液のアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出部と、
前記車両に搭載され、前記ウォッシャタンクに貯蔵される前記ウォッシャ液を、前記保温タンクを介して前記供給部へ送出する送出部と、
前記保温タンクと前記供給部との間に設けられる切替部と、
前記切替部から前記ウォッシャタンクへ前記ウォッシャ液を戻すリターン通路部と、
前記送出部及び前記切替部を制御する制御部と、
を備え、
前記切替部は、前記保温タンクからの前記ウォッシャ液の流通先を前記供給部と前記リターン通路部とで切替可能であり、
前記制御部は、前記アルコール濃度が閾値以下である場合に、前記送出部及び前記切替部を制御することによって、前記ウォッシャタンク内に前記ウォッシャ液を前記保温タンクへ送出するとともに、前記保温タンクから吐出される前記ウォッシャ液を前記切替部及び前記リターン通路部を介して前記ウォッシャタンクへ戻す
ことを特徴とするウォッシャ液供給システム。
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