Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs.The invention is based on a method for operating a vehicle with an internal combustion engine according to the preamble of the independent claim.
Aus der DE 39 28 611 A1 ist bereits ein Verbrennungsmotor mit einer Einspritzung von Wasser in einen Brennraum bekannt. From the DE 39 28 611 A1 An internal combustion engine with an injection of water into a combustion chamber is already known.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor hat demgegenüber den Vorteil, dass bei einem Verbrennungsmotor, bei dem bei einem ersten Betriebsmodus nur Kraftstoff und bei einem zweiten Betriebsmodus Kraftstoff und Wasser in den Brennraum eingebracht wird, kontinuierlich eine Differenz des Kraftstoffverbrauchs der beiden unterschiedlichen Betriebsmodi ermittelt wird. Diese Differenz wird dann zur Auslösung mindestens eines weiteren Vorgangs in dem Fahrzeug verwendet. Es kann so angepasst an den jeweiligen Kraftstoffverbrauch bzw. einen Verbrauchsvorteil unterschiedliche Betriebsstrategien verwendet werden.The inventive method for operating a vehicle with an internal combustion engine has the advantage that in an internal combustion engine, in which in a first mode of operation only fuel and a second mode of operation fuel and water is introduced into the combustion chamber, continuously a difference in the fuel consumption of the two different Operating modes is determined. This difference is then used to trigger at least one further operation in the vehicle. It can be used adapted to the respective fuel consumption and a consumption advantage different operating strategies.
Weitere Vorteile und Verbesserungen ergeben sich durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche. Durch die Ableitung des Kraftstoffverbrauchs aus einer Messung wird die Genauigkeit der Bestimmung der Differenz des Kraftstoffverbrauchs der beiden Betriebsmodi verbessert. Alternativ können natürlich beide Werte auch berechnet werden, wobei jedoch eine Messung vorzuziehen ist, da sie genauer ist als eine Berechnung. Für die zur Ermittlung der Differenz notwendigen Berechnungen kann insbesondere der Einfluss einer kühlenden Kraftstoffeinbringung in den Brennraum in einem thermisch hoch belasteten Betriebszustand des Verbrennungsmotors berücksichtigt werden. In einem thermisch hoch belasteten Betriebszustand, insbesondere bei einem längeren Betrieb mit Volllast, ist es erforderlich, einen Überschuss an Kraftstoff einzuspritzen, um den Motor zu kühlen. Durch diesen zusätzlichen Kraftstoff ist somit der Kraftstoffverbrauch bei einem Betrieb ohne Wassereinspritzung deutlich erhöht gegenüber einem Betrieb mit Wassereinspritzung. Weiterhin kann eine Wirkungsgradverbesserung des Verbrennungsmotors aufgrund der Wassereinbringung berücksichtigt werden. Durch die zusätzliche Kühlung mittels Wassereinbringung verringert sich die Klopfneigung und somit ist ein Verschieben des Zündwinkels in einen Wirkungsgrad verbesserten Bereich möglich. Auch dieser Effekt ist bei der Berechnung der Differenz des Kraftstoffverbrauchs zwischen den beiden unterschiedlichen Betriebsmodi zu berücksichtigen. Durch die Berücksichtigung des Füllstandes des Tanks für das Wasser können sinnvolle Betriebsstrategien realisiert werden. Insbesondere können bei einem geringen Füllstand des Tanks weitere Vorgänge ausgelöst werden. Diese können zusätzlich weiterhin vom Füllstand des Tanks für den Kraftstoff abhängig gemacht werden. Wenn der Füllstand des Tanks für das Wasser gering ist, kann insbesondere ein Umschalten in den zweiten Betriebsmodus von einem Schwellwert der Differenz abhängig gemacht werden. Dies hat den Vorteil, dass eine Wassereinspritzung nur noch in Betriebsbereichen erfolgt, in denen die Differenz besonders hoch ist, d. h. dass pro eingespritzter Wassermenge eine besonders große Menge an Kraftstoff eingespart wird. Weiterhin kann eine Mitteilung an den Fahrer des Fahrzeugs erfolgen das Wasser wieder aufzufüllen, wobei ihm zusätzlich noch die Information zur Verfügung gestellt wird, welche Menge an Kraftstoff er in der Vergangenheit durch die Wassereinbringung eingespart hat. Dies erhöht die Motivation eines Fahrers, den Tank für das Wasser wieder aufzufüllen.Further advantages and improvements result from the features of the dependent claims. Deriving the fuel consumption from a measurement improves the accuracy of determining the difference in fuel consumption of the two modes of operation. Alternatively, of course, both values can also be calculated, but a measurement is preferable since it is more accurate than a calculation. For the calculations necessary to determine the difference, it is possible in particular to take into account the influence of a cooling fuel introduction into the combustion chamber in a thermally highly loaded operating state of the internal combustion engine. In a high thermal load operating condition, especially during extended periods of full load operation, it is necessary to inject an excess of fuel to cool the engine. This additional fuel thus significantly increases the fuel consumption during operation without water injection compared to operation with water injection. Furthermore, an improvement in the efficiency of the internal combustion engine due to the introduction of water can be taken into account. The additional cooling by introducing water reduces the tendency to knock and thus a shift of the ignition angle in an improved efficiency range is possible. This effect should also be taken into account when calculating the fuel consumption difference between the two different operating modes. By considering the level of the tank for the water meaningful operating strategies can be realized. In particular, further operations can be triggered at a low level of the tank. These can additionally be made dependent on the fuel level of the tank. In particular, when the level of the tank for the water is low, switching to the second mode of operation may be made dependent on a threshold value of the difference. This has the advantage that a water injection takes place only in operating areas in which the difference is particularly high, d. H. that a particularly large amount of fuel is saved per injected amount of water. Furthermore, a message to the driver of the vehicle can be made to replenish the water, in addition to the information is still provided, which amount of fuel he has saved in the past by the water input. This increases the motivation of a driver to replenish the tank for the water.
Zeichnungdrawing
Es zeigen:Show it:
1 bis 3 verschiedene Ausgestaltungen eines Systems zum Einbringen von Kraftstoff und Wasser in einen Brennraum eines Verbrennungsmotors, 1 to 3 various embodiments of a system for introducing fuel and water into a combustion chamber of an internal combustion engine,
4 eine Übersichtsansicht der Differenzberechnung, 4 an overview view of the difference calculation,
5 Details der Differenzberechnung aufgrund thermisch notwendiger Kühlung und 5 Details of the difference calculation due to thermally necessary cooling and
6 Details der Differenzberechnung einer Wirkungsgrad verbessernden Kühlung eines Verbrennungsmotors. 6 Details of the difference calculation of an efficiency-improving cooling of an internal combustion engine.
Beschreibungdescription
In der 1 wird schematisch ein Verbrennungsmotor mit einem Zylinder 10 gezeigt. In dem Zylinder 10 wird durch einen Kolben 100 ein Brennraum 101 definiert. Dem Zylinder 10 bzw. dem Brennraum 101 wird durch ein Saugrohr 11 Luft für eine Verbrennung und durch einen Kraftstoffinjektor 13 Kraftstoff für eine Verbrennung im Zylinder 10 zugeführt. Die dabei entstehenden Abgase werden durch das Abgasrohr 12 von dem Zylinder 10 weggeführt. Es handelt sich hierbei um einen üblichen Otto-Motor oder Diesel-Motor, der in der 1 nur schematisch dargestellt ist. Insbesondere sind weitere Steuerungselemente wie Lufteinlass- und Abgasauslass-Ventile, Mittel zur Beeinflussung des Luftstroms durch das Saugrohr 11 (wie beispielsweise eine Drosselklappe), eine Zündkerze oder eine Glühkerze und andere Elemente üblicher Otto-Motoren und Diesel-Motoren nicht dargestellt, da sie für das Verständnis der Erfindung nicht von Bedeutung sind. Weiterhin wird in der 1 eine Wassereinspritzung in das Saugrohr 11 gezeigt. Die Wassereinspritzung besteht aus einem Wassertank 2, der durch eine Verbindungsleitung 5 mit einer elektrischen Pumpe 1 verbunden ist. Durch die Verbindungsleitung 5 kann Wasser aus dem Tank 2 zur elektrischen Pumpe 1 fließen beziehungsweise von der elektrische Pumpe 1 aus dem Tank heraus angesaugt werden. Die Seite der elektrischen Pumpe 1, die über die Verbindungsleitung 5 mit dem Wassertank 2 verbunden ist, wird im Folgenden Zulauf genannt. Weiterhin weist die elektrische Pumpe 1 einen Hochdruckausgang auf, der über die Verbindungsleitung 5 mit einem Wasserrail 3 verbunden ist. Bei dem Wasserrail 3 handelt es sich um einen Wasserspeicher der mit dem Wasser von der elektrischen Pumpe befüllt werden kann und mit einem Druck beaufschlagt wird. Insbesondere bei der Einspritzung in das Saugrohr ist der Druck relativ gering, so dass das Wasserrail 3 auch als einfacher Schlauch oder als Schlauchverteiler ausgebildet sein kann. Das Wasserrail 3 ist dann über eine weitere Verbindungsleitung 5 mit einem Wasserinjektor 4 verbunden, der in das Saugrohr 11 mündet. Das Wasser in dem Tank 2 wird somit über den Zulauf der elektrischen Pumpe 1 zugeführt und am Hochdruckausgang der Pumpe 1 mit erhöhtem Druck zur Verfügung gestellt. Dieses Wasser wird dann im Wasserrail 3 zwischengespeichert bis es durch eine entsprechende Öffnung des Wasserinjektors 4 in das Saugrohr 11 eingespritzt wird. In the 1 schematically is an internal combustion engine with a cylinder 10 shown. In the cylinder 10 is by a piston 100 a combustion chamber 101 Are defined. The cylinder 10 or the combustion chamber 101 is through a suction tube 11 Air for combustion and through a fuel injector 13 Fuel for combustion in the cylinder 10 fed. The resulting exhaust gases are through the exhaust pipe 12 from the cylinder 10 led away. This is a conventional gasoline engine or diesel engine, in the 1 is shown only schematically. In particular, other control elements such as air inlet and exhaust gas outlet valves, means for influencing the Air flow through the intake manifold 11 (Such as a throttle valve), a spark plug or a glow plug and other elements of conventional gasoline engines and diesel engines are not shown, since they are not important for the understanding of the invention. Furthermore, in the 1 a water injection into the suction pipe 11 shown. The water injection consists of a water tank 2 passing through a connecting line 5 with an electric pump 1 connected is. Through the connection line 5 can water from the tank 2 to the electric pump 1 flow or from the electric pump 1 be sucked out of the tank. The side of the electric pump 1 passing through the connection line 5 with the water tank 2 is connected, is called in the following feed. Furthermore, the electric pump 1 a high-pressure outlet, via the connecting line 5 with a water trail 3 connected is. At the water trail 3 it is a water reservoir which can be filled with the water from the electric pump and is pressurized. In particular, in the injection into the intake manifold, the pressure is relatively low, so that the Wasserrail 3 can also be designed as a simple hose or hose distributor. The water trail 3 is then over another connection line 5 with a water injector 4 connected to the suction pipe 11 empties. The water in the tank 2 is thus about the inlet of the electric pump 1 supplied and at the high pressure outlet of the pump 1 provided with increased pressure. This water is then in Wasserrail 3 cached until it through a corresponding opening of the water injector 4 in the suction pipe 11 is injected.
An dem Wasserrail 3 kann auch eine Vielzahl von Wasserinjektoren 4 angeschlossen sein, die eine Mehrzahl von Zylindern 10 mit Wasser versorgt. Dies ist insbesondere bei Mehrzylindermotoren, wie sie heute bei Kraftfahrzeugen üblich sind, eine Ausgestaltung mit der jeder Zylinder individuell mit einer auf ihn abgestimmten Menge Wasser versorgt werden kann. At the water rail 3 can also use a variety of water injectors 4 be connected, which has a plurality of cylinders 10 supplied with water. This is especially in multi-cylinder engines, as is common in motor vehicles today, an embodiment with each cylinder individually with a tuned to him amount of water can be supplied.
Durch die Einspritzung von Wasser in das Saugrohr 11 wird in dem Brennraum 101 des Zylinders 10, zusammen mit dem durch den Kraftstoffinjektor 13 eingespritzten Kraftstoff, eine Mischung von Luft, Kraftstoff und Wasser erzeugt. Durch eine entsprechende Zündung, entweder durch eine Zündkerze oder durch einen Selbstentzündungsprozess bei einem Diesel-Motor erfolgt dann eine Verbrennung des Kraftstoff-Luftgemisches in dem Brennraum des Zylinders 10. Durch das in dieser Luft-Kraftstoffmischung enthaltene Wasser erfolgt eine effektive Kühlung des Brennraums 101 im Zylinder 10, wodurch die Verbrennungstemperatur verringert und bei der Anwendung im Ottomotor die Klopfneigung verringert wird. Hierdurch ist ein optimierter Zündzeitpunkt möglich, welcher sich positiv auf Effizienz bzw. Verbrauch des Ottomotors auswirkt. Bei Otto- und Dieselmotor kann weiterhin auch die Entstehung von schädlichen Abgasen verringert werden. Das Einbringen von Wasser in einen Brennraum ist daher eine Maßnahme, mit der die Qualität der Verbrennung im Brennraum eines Zylinders 10 positiv beeinflusst werden kann. Durch diese Maßnahme kann sowohl die Qualität des Abgases wie auch die thermische Belastung des Zylinders 10, die Leistung und auch der Kraftstoffbedarf positiv beeinflusst werden. By injecting water into the intake manifold 11 is in the combustion chamber 101 of the cylinder 10 , along with through the fuel injector 13 injected fuel, a mixture of air, fuel and water produced. By a corresponding ignition, either by a spark plug or by a self-ignition process in a diesel engine then takes place combustion of the fuel-air mixture in the combustion chamber of the cylinder 10 , Due to the water contained in this air-fuel mixture, an effective cooling of the combustion chamber takes place 101 in the cylinder 10 , which reduces the combustion temperature and when used in the gasoline engine, the tendency to knock is reduced. As a result, an optimized ignition is possible, which has a positive effect on efficiency or consumption of the gasoline engine. In gasoline and diesel engine can continue to reduce the formation of harmful exhaust gases. The introduction of water into a combustion chamber is therefore a measure by which the quality of combustion in the combustion chamber of a cylinder 10 can be positively influenced. By this measure, both the quality of the exhaust gas and the thermal load of the cylinder 10 , the performance and fuel consumption are positively influenced.
In der 2 wird ebenfalls ein Motor mit einer Wassereinspritzung in den Brennraum eines Zylinders 10 gezeigt. Mit den Bezugszeichen 10, 11, 12, 13, 1, 2, 3, 4, 5, 100, 101 werden wieder die gleichen Gegenstände bezeichnet, wie in der 1. Im Unterschied zur 1 ist jedoch der Wasserinjektor 4 nicht so angeordnet, dass er im Saugrohr 11 mündet, sondern direkt im Brennraum 101 des Zylinders 10. Eine Einspritzung von Wasser unmittelbar in den Brennraum des Zylinders 10 erfordert deutlich höhere Drücke als eine Einspritzung in das Saugrohr. Für eine Einspritzung von Wasser in das Saugrohr 11 ist ein Wasserdruck von einigen wenigen bar ausreichend. Da die Einspritzung in den Brennraum des Zylinders 10 erfolgen kann, wenn bereits das Lufteinlassventil in Richtung des Saugrohrs 11 geschlossen ist und sich der Zylinder in einer Verdichtungsphase befindet, ist für die Einspritzung von Wasser in einen Brennraum ein deutlich höherer Druck bis zu einer Größenordnung von 200 bar erforderlich. In dem Wasserrail 3 muss daher Wasser mit einem deutlich höheren Druck gespeichert sein, um eine Einspritzung unmittelbar in den Brennraum des Zylinders 10 zu ermöglichen. Dazu ist der elektrischen Pumpe 1 eine Hochdruckpumpe 6 nachgeordnet. Der Zulauf der Hochdruckpumpe 6 ist über eine Verbindungsleitung 5 mit dem Hochdruckausgang der elektrischen Pumpe 1 verbunden. Der Hochdruckausgang der Hochdruckpumpe 6 ist über eine Verbindungsleitung 5 mit dem Wasserrail 3 verbunden. Es wird so eine Anordnung geschaffen, bei der ein ausreichend hoher Druck erzeugt wird, um eine Einspritzung von Wasser unmittelbar direkt in den Brennraum des Motors zu ermöglichen. In the 2 also becomes an engine with a water injection into the combustion chamber of a cylinder 10 shown. With the reference numerals 10 . 11 . 12 . 13 . 1 . 2 . 3 . 4 . 5 . 100 . 101 again the same objects are called as in the 1 , In contrast to 1 is however the water injector 4 not arranged so that he is in the intake manifold 11 opens, but directly in the combustion chamber 101 of the cylinder 10 , An injection of water directly into the combustion chamber of the cylinder 10 requires significantly higher pressures than an injection into the intake manifold. For an injection of water into the intake manifold 11 is a water pressure of a few bar is sufficient. As the injection into the combustion chamber of the cylinder 10 can take place when already the air inlet valve in the direction of the suction pipe 11 is closed and the cylinder is in a compression phase, for the injection of water into a combustion chamber, a significantly higher pressure up to an order of 200 bar is required. In the water trail 3 Therefore, water must be stored at a significantly higher pressure to allow an injection directly into the combustion chamber of the cylinder 10 to enable. This is the electric pump 1 a high pressure pump 6 downstream. The inlet of the high pressure pump 6 is via a connection line 5 with the high pressure outlet of the electric pump 1 connected. The high pressure outlet of the high pressure pump 6 is via a connection line 5 with the water trail 3 connected. It is thus provided an arrangement in which a sufficiently high pressure is generated to allow injection of water directly directly into the combustion chamber of the engine.
In der 3 wird eine weitere Form eines Motors mit einem Wassereinspritzsystem gezeigt. Mit den Bezugszeichen 1, 2, 3, 4, 5, 10, 11, 12, 13, 100, 101 werden wieder die gleichen Gegenstände bezeichnet wie in der 1. Weiterhin wird in der 3 noch das Kraftstoffversorgungssystem gezeigt mit einem Kraftstofftank 21, der durch eine Verbindungsleitung 5 mit einer Vorpumpe 22 verbunden ist. Die Vorpumpe 22 ist über eine Verbindungsleitung 5 mit einer Hochdruckpumpe 6 verbunden. Die Hochdruckpumpe 6 ist dann durch eine Verbindungsleitung 5 mit dem Rail 3 verbunden. Die Hochdruckpumpe 6 weist hier zwei Zulaufanschlüsse auf, wobei der eine Zulaufanschluss mit der elektrischen Pumpe 1, durch die Wasser gepumpt wird, verbunden ist, und der andere Zulauf der Hochdruckpumpe 6 mit der Kraftstoffvorpumpe 22 verbunden ist. Die Hochdruckpumpe 6 pumpt beide Medien und stellt an ihrem Hochdruckausgang eine Emulsion der beiden Flüssigkeiten mit einem für die Einspritzung unmittelbar in den Brennraum geeigneten Druck zur Verfügung. Da sich Kraftstoff und Wasser i.d.R. nicht mischen, ist dem Wasser ein Emulgator zugegeben, so dass es durch die Vermischung von Wasser und Kraftstoff zur Ausbildung einer Emulsion von Kraftstoff und Wasser kommt. Diese Emulsion wird dann in dem Rail 3 mit einem entsprechend hohen Druck gespeichert und durch den Injektor 4 unmittelbar in den Brennraum 101 des Zylinders 10 eingespritzt. Durch den Injektor 4 werden somit gleichzeitig Kraftstoff und Wasser in den Brennraum 101 eingespritzt.In the 3 Another form of engine with a water injection system is shown. With the reference numerals 1 . 2 . 3 . 4 . 5 . 10 . 11 . 12 . 13 . 100 . 101 again the same objects are called as in the 1 , Furthermore, in the 3 nor the fuel supply system shown with a fuel tank 21 passing through a connecting line 5 with a forepump 22 connected is. The forepump 22 is via a connection line 5 with a high pressure pump 6 connected. The high pressure pump 6 is then through a connection line 5 with the rail 3 connected. The high pressure pump 6 has here two inlet connections, wherein the an inlet connection with the electric pump 1 , is pumped through the water, connected, and the other inlet of the high-pressure pump 6 with the fuel pump 22 connected is. The high pressure pump 6 pumps both media and provides at its high pressure outlet an emulsion of the two liquids with a suitable for injection directly into the combustion chamber pressure. Since fuel and water usually do not mix, an emulsifier is added to the water, so that it comes through the mixing of water and fuel to form an emulsion of fuel and water. This emulsion is then in the rail 3 stored with a correspondingly high pressure and through the injector 4 directly into the combustion chamber 101 of the cylinder 10 injected. Through the injector 4 Thus, at the same time fuel and water in the combustion chamber 101 injected.
Weitere Variationen von Verbrennungsmotoren mit einer Wassereinspritzung sind ebenfalls möglich und ergeben sich durch Abwandlungen der in den 1–3 gezeigten Motoren. Beispielsweise kann die Kraftstoffeinspritzung auch in das Saugrohr mit einer Wassereinspritzung ebenfalls in Saugrohr oder aber in den Zylinder direkt erfolgen. Als weitere Variante kann eine doppelte Kraftstoffeinspritzung sowohl in Saugrohr wie auch Zylinder verwendet werden. Bei Mehrzylindermotoren können nur einzelne Zylinder, insbesondere thermisch hoch belastete Zylinder, für eine Wassereinspritzung vorgesehen sein. Other variations of internal combustion engines with a water injection are also possible and result from modifications of the in 1 - 3 shown engines. For example, the fuel injection can also be done directly in the intake manifold with a water injection in the intake manifold or in the cylinder. As a further variant, a double fuel injection can be used in both intake manifold and cylinder. In multi-cylinder engines, only individual cylinders, in particular thermally highly loaded cylinders, can be provided for water injection.
In der 4 wird übersichtsmäßig Verfahrensschritte zur Berechnung einer Differenz eines Kraftstoffverbrauchs in einem ersten und zweiten Betriebsmodus dargestellt. Bei dem ersten Betriebsmodus handelt es sich um den Betriebsmodus, bei dem nur Kraftstoff in den Brennraum 101 eines Verbrennungsmotors nach den 1 bis 3 eingebracht wird. Bei dem zweiten Betriebsmodus handelt es sich um den Betriebsmodus, bei dem Kraftstoff und Wasser in den Brennraum 101 des Verbrennungsmotors eingebracht werden. Durch die Begriffe Wassereinspritzung und Wassereinbringung wird der gleiche Inhalt beschrieben, da eine Wassereinbringung in der Regel durch eine Einspritzung mittels eines Ventils erfolgt. Durch das Einbringen von Wasser in den Brennraum, zusammen mit dem Kraftstoff wird eine Kühlung der Verbrennung in dem Brennraum 101 erreicht. Diese Kühlung kann zum einen zu einem Schutz des Verbrennungsmotors vor übergroßen Temperaturen notwendig sein (thermisch notwendige Kühlung) oder aber zu einer Wirkungsgradverbesserung des Verbrennungsprozesses in dem Brennraum genutzt werden. In the 4 An overview of method steps for calculating a difference of a fuel consumption in a first and second operating mode is shown in an overview. The first operating mode is the operating mode where only fuel enters the combustion chamber 101 an internal combustion engine after the 1 to 3 is introduced. The second operating mode is the operating mode, with the fuel and water entering the combustion chamber 101 of the internal combustion engine are introduced. By the terms water injection and water introduction of the same content is described, since a water introduction is usually carried out by an injection by means of a valve. By introducing water into the combustion chamber, together with the fuel, a cooling of the combustion in the combustion chamber 101 reached. This cooling may be necessary for a protection of the internal combustion engine from excessive temperatures (thermally necessary cooling) or be used to improve the efficiency of the combustion process in the combustion chamber.
Ein Schutz des Verbrennungsmotors ist insbesondere bei thermisch hoch belasteten Betriebsphasen, beispielsweise einem längeren Volllastbetrieb erforderlich. Bei herkömmlichen Verbrennungsmotoren erfolgt daher eine so genannte Volllastanfettung, d. h. das Kraftstoffluftverhältnis in dem Brennraum wird bei herkömmlichen Motoren zu einem stärkeren Kraftstoffüberschuss verschoben, wodurch sich mehr Kraftstoff in dem Brennraum befindet als durch die eingebrachte Luft tatsächlich verbrannt werden kann. Dieser zusätzliche Kraftstoff bewirkt eine Abkühlung des Brennraums und ist daher eine geeignete Maßnahme, um die Verbrennungstemperatur in dem Brennraum zu verringern. Wenn statt der zusätzlichen Menge Kraftstoff in diesen Betriebsphasen Wasser eingespritzt wird, so lässt sich der gleiche kühlende Effekt erreichen, wodurch, wie bei herkömmlichen Motoren notwendige Volllastanfettung nicht mehr erforderlich ist. Es kann somit in diesen thermisch hoch belasteten Betriebsphasen ein Teil des Kraftstoffs unmittelbar durch Wasser ersetzt werden, ohne dass dies mit einer Leistungseinbuße des Verbrennungsmotors verbunden ist. Dieser Effekt ergibt somit unmittelbar eine Einsparung an Kraftstoff, da statt des Kraftstoffs Wasser in den Brennraum eingebracht wird. A protection of the internal combustion engine is required in particular during periods of high thermal load, for example a longer full-load operation. In conventional internal combustion engines, therefore, a so-called Volllastanfettung, d. H. The fuel air ratio in the combustion chamber is shifted to a larger fuel surplus in conventional engines, which is more fuel in the combustion chamber than can actually be burned by the introduced air. This additional fuel causes cooling of the combustion chamber and is therefore a suitable measure to reduce the combustion temperature in the combustion chamber. If water is injected instead of the additional amount of fuel in these operating phases, then the same cooling effect can be achieved, whereby, as in conventional engines necessary Volllastanfettung is no longer required. It can thus be directly replaced by water in these thermally highly stressed operating phases, a part of the fuel without this being associated with a loss of power of the internal combustion engine. This effect thus immediately results in a saving of fuel, since instead of the fuel water is introduced into the combustion chamber.
Weiterhin bewirkt ein Einbringen von Wasser in den Brennraum auch in anderen thermisch nicht so hoch belasteten Betriebsphasen eine Abkühlung der Verbrennung und damit verbunden eine Erhöhung des thermodynamischen Wirkungsgrades. Dieser Effekt äußert sich insbesondere darin, dass der Schwerpunkt der Verbrennung besser gewählt werden kann, da insbesondere Grenzen, die sonst durch klopfende Verbrennungen in dem Motor berücksichtigt werden müssen, verschoben werden. Durch ein Einbringen von Wasser in den Brennraum 101 kann somit ein optimalerer Zündwinkel mit einem verbesserten Wirkungsgrad gewählt werden. Da so der Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors erhöht wird, wird auch eine Kraftstoffersparnis realisiert, da mit einer geringeren Kraftstoffmenge die gleiche Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors erreicht wird. Furthermore, introducing water into the combustion chamber also in other operating phases which are not subjected to high thermal loads causes cooling of the combustion and, associated therewith, an increase in the thermodynamic efficiency. This effect manifests itself in particular in the fact that the center of gravity of the combustion can be better selected, in particular because limits which otherwise have to be taken into account by knocking burns in the engine are shifted. By introducing water into the combustion chamber 101 Thus, an optimum ignition angle can be selected with improved efficiency. Since the efficiency of the internal combustion engine is thus increased, a fuel saving is also realized since the same output of the internal combustion engine is achieved with a smaller quantity of fuel.
Diese beiden Effekte werden nun übersichtsmäßig in der 4 dargestellt. In der 5 werden die Details der Ermittlung der Verbrauchsvorteile aufgrund eines Ersatzes der Volllastanfettung und in 6 die Details der Wirkungsgradverbesserung durch die Wassereinspritzung dargestellt. These two effects are now clearly in the 4 shown. In the 5 the details of the determination of the consumption advantages due to a replacement of the full load lubrication and in 6 the details of efficiency improvement represented by the water injection.
In der 4 wird schematisch die Ermittlung der Differenz des Kraftstoffverbrauchs zwischen einem ersten Betriebsmodus nur mit Kraftstoff und einem zweiten Betriebsmodus mit Kraftstoff und Wasser im Brennraum dargestellt. In einem ersten Prozessschritt 401 werden die Betriebsparameter des Verbrennungsmotors, wie beispielsweise Last, Drehzahl und ggf. ein Kraftstoffluftverhältnis (Lambda) ermittelt. Diese Betriebsparameter ergeben sich durch den aktuellen Betriebszustand des Verbrennungsmotors und eine Eingabe eines Fahrers des Fahrzeugs. Die so ermittelten Betriebsparameter stellen die Eingangswerte für die nachfolgenden Ermittlungsblöcke 402, 403 und 405 dar. Im Block 402 wird die Kraftstoffmenge während eines thermisch hoch belasteten Betriebszustandes, bei dem eine Volllastanfettung erfolgen müsste, unter der Voraussetzung, dass zusätzlich Wasser in den Brennraum eingebracht wird, berechnet. Im Prozessschritt 403 wird eine Kraftstoffmasse während der Betriebszuständen, in den eine Volllastanfettung erfolgen muss, ohne eine Wassereinbringung in den Brennraum ermittelt. Je nachdem, in welchem Betriebszustand sich der Verbrennungsmotor gerade befindet, erfolgt eine der Berechnungen in den Blöcken 402 und 403 nur aufgrund von theoretischen Werten, während sich der andere Berechnungsblock zusätzlich noch auf aktuelle Messwerte an dem Verbrennungsmotors stützen kann. Die so bestimmten Werte werden dann einem nachfolgenden Berechnungsblock 404 zugeleitet, der die Differenz der beiden Kraftstoffmengen bildet, wobei dieser Anteil ausschließlich auf die Vermeidung der Volllastanfettung zurückzuführen ist. Weiterhin erfolgt in dem Schritt 405 und folgende, die Berechnung einer Kraftstoffdifferenz aufgrund der Verbesserung des Wirkungsgrades. Im Schritt 405 wird damit eine äquivalente Motorlast abgeleitet, d. h. eine Veränderung der Motorlast durch das Einbringen von Wasser oder nicht Einbringen von Wasser in den Brennraum. In dem darauf folgenden Schritt 406 wird dann eine Differenz zu der aktuellen Motorlast gebildet und in Schritt 407 wird eine durch diese Veränderung der Motorlast realisierte Differenz der Kraftstoffmenge ermittelt. In dem nachfolgenden Schritt 408 werden die in den Schritten 404 und 407 ermittelten Differenzen der Kraftstoffmasse addiert zu einer Gesamtdifferenz der Kraftstoffmenge. Auf den Schritt 408 folgt der Schritt 409, in dem die Kraftstoffmenge durch Aufsummierung in eine Kraftstoffmenge pro Zeit überführt wird. In dem darauf folgenden Schritt 410 kann aus dieser Kraftstoffmenge pro Zeit in Verbindung mit der gefahrenen Strecke eine Kraftstoffmenge pro Strecke oder eine Strecke pro Kraftstoffmenge ermittelt werden. Daraus kann dann im folgenden Schritt 411 eine Kraftstoffersparnis in Prozent oder in Liter pro 100 km oder aber eine Verbesserung der Restreichweite des Fahrzeugs ermittelt werden. Jede der in den Schritten 408 bis 411 ermittelten Differenzen kann zur Steuerung eines Vorgangs in dem Fahrzeug genutzt werden.In the 4 schematically shows the determination of the difference in fuel consumption between a first operating mode only with fuel and a second operating mode with fuel and water in the combustion chamber. In a first process step 401 The operating parameters of the internal combustion engine, such as load, speed and possibly a fuel air ratio (lambda) are determined. These operating parameters result from the current operating state of the internal combustion engine and an input of a driver of the vehicle. The operating parameters determined in this way represent the input values for the subsequent determination blocks 402 . 403 and 405 in the block 402 the amount of fuel is calculated during a thermally highly loaded operating state, in which a Volllastanfettung would take place, provided that additional water is introduced into the combustion chamber. In the process step 403 A fuel mass is determined during the operating conditions in which a Volllastanfettung must be done without a water injection into the combustion chamber. Depending on the operating state of the internal combustion engine, one of the calculations takes place in the blocks 402 and 403 only on the basis of theoretical values, while the other calculation block can additionally rely on current measured values on the internal combustion engine. The values determined in this way then become a subsequent calculation block 404 fed, which forms the difference of the two fuel quantities, this proportion is due solely to the prevention of Volllastan greasing. Further, in the step 405 and following, the calculation of a fuel difference due to the improvement of the efficiency. In step 405 Thus, an equivalent engine load is derived, ie a change in the engine load by the introduction of water or not introducing water into the combustion chamber. In the following step 406 then a difference to the current engine load is formed and in step 407 a difference in fuel quantity realized by this change in engine load is determined. In the following step 408 be the ones in the steps 404 and 407 determined differences of the fuel mass added to a total difference in the amount of fuel. On the step 408 follows the step 409 in which the amount of fuel is transferred by summation in a fuel amount per time. In the following step 410 can be determined from this amount of fuel per time in conjunction with the distance traveled a fuel quantity per route or a distance per fuel amount. This can then be done in the following step 411 A fuel saving in percent or in liters per 100 km or an improvement in the remaining range of the vehicle can be determined. Each one in the steps 408 to 411 determined differences can be used to control an operation in the vehicle.
In der 5 werden noch einmal die Details der Differenz der Kraftstoffmengenermittlung aufgrund einer notwendigen Volllastanfettung oder eben das Ausbleibens der Volllastanfettung durch Wassereinspritzung gezeigt. Im ersten Schritt 501 wird ein Betriebspunkt des Verbrennungsmotors erkannt, bei dem eine Volllastanfettung erforderlich ist. Dazu werden die Betriebspunkte, wie Last, Drehzahl, Motortemperatur, Kraftstoffqualität, Luftdichte und weitere Parameter ermittelt und es wird so festgestellt, dass der aktuelle Betriebspunkt des Verbrennungsmotors eine zusätzliche Kühlung erfordert. Auf den Schritt 501 folgt der Schritt 504, in dem die Kraftstoffmenge mit Wassereinbringung ermittelt wird und der Schritt 508, in dem die Kraftstoffmenge bzw. der Kraftstoffverbrauch ohne Wassereinbringung in den Brennraum 101 ermittelt wird. Je nachdem, ob eine Wassereinspritzung möglich ist oder nicht, erfolgt einer dieser Ermittlungsstränge rein rechnerisch, während sich der andere auf aktuelle Betriebszustände und insbesondere auf Messwerte von Sensoren des Verbrennungsmotors stützen kann. Im Schritt 504 erfolgt die Berechnung der Kraftstoffmenge pro Zeit mit Wassereinspritzung aus den Betriebsparametern des Verbrennungsmotors und daraus im Schritt 505 die Kraftstoffmenge pro Strecke oder die Strecke pro Kraftstoffmenge. Im Schritt 508 erfolgt die gleiche Berechnung der Kraftstoffmenge pro Zeit in einem Betrieb ohne Wassereinbringung und im Schritt 509 die Kraftstoffmenge pro Strecke oder die Strecke pro Kraftstoffmenge. Dieser Wert ist in der Regel höher als der im Schritt 504 oder 505 ermittelte Wert. Die Ergebnisse des Schrittes 504 und des Schrittes 508 beziehungsweise 505 und 509 werden im Schritt 510 voneinander abgezogen, um so eine Differenz der Kraftstoffmenge bzw. die Kraftstoffersparnis durch einen Betrieb mit Wassereinbringung zu ermitteln. Der Schritt 510 entspricht somit dem Schritt 404 der 4. In the 5 Once again, the details of the difference in the fuel quantity determination due to a necessary full load lubrication or just the absence of Volllastan enrichment by water injection are shown. In the first step 501 an operating point of the internal combustion engine is detected in which a Volllastanfettung is required. For this purpose, the operating points, such as load, speed, engine temperature, fuel quality, air density and other parameters are determined and it is determined that the current operating point of the engine requires additional cooling. On the step 501 follows the step 504 in which the fuel quantity is determined with water introduction and the step 508 in which the amount of fuel or the fuel consumption without water introduction into the combustion chamber 101 is determined. Depending on whether a water injection is possible or not, one of these determination strands is purely mathematical, while the other can be based on current operating conditions and in particular on measured values of sensors of the internal combustion engine. In step 504 The calculation of the amount of fuel per time with water injection from the operating parameters of the internal combustion engine and from it in the step 505 the amount of fuel per route or the distance per fuel amount. In step 508 the same calculation of the amount of fuel per time takes place in an operation without water injection and in the step 509 the amount of fuel per route or the distance per fuel amount. This value is usually higher than the one in the step 504 or 505 determined value. The results of the step 504 and the step 508 respectively 505 and 509 be in step 510 subtracted from each other, so as to determine a difference in the amount of fuel or the fuel economy through operation with water introduction. The step 510 thus corresponds to the step 404 of the 4 ,
In der 6 werden die Details der Berechnung der Kraftstoffersparnis aufgrund einer Wirkungsgradverbesserung durch die Wassereinbringung dargestellt. Im Schritt 601 werden dazu Betriebspunkte des Verbrennungsmotors identifiziert, bei denen eine Wirkungsgradverbesserung durch Wassereinspritzung möglich ist. Beispielsweise bei einem Leerlaufbetrieb lässt sich keine Wirkungsgradverbesserung durch Wassereinspritzung erzielen, da in diesem Betrieb eine bestimmte Mindestmenge an Kraftstoff erforderlich ist, um die Verbrennung aufrecht zu erhalten und daher keine Verbesserung des Wirkungsgrades durch Wassereinspritzung zu erwarten ist. Wenn ein derartiger Betriebspunkt, bei dem mittels einer Wassereinbringung in den Brennraum 101 eine Wirkungsgradverbesserung erzielt werden kann, so folgen auf den Schritt 601 nachfolgende Schritte: in den Schritten 602 bis 604 erfolgen Ermittlungen bei einem Betrieb mit Wassereinspritzung und in den Schritten 605 bis 607 Ermittlungen ohne eine Wassereinbringung. Im Schritt 602 wird zunächst ein Zündzeitpunkt, zu dem durch einen Zündfunken an einer Zündkerze die Verbrennung gestartet wird, ermittelt. Auf diese Ermittlung des Zündzeitpunktes erfolgt dann im Schritt 603 die Ermittlung eines Zündwinkelwirkungsgrades, woraus dann im Schritt 604 ein modelliertes Motormoment für diesen Betrieb mit Wassereinbringung berechnet wird. Im Schritt 605 erfolgt die Berechnung eines Zündzeitpunktes ohne Wassereinbringung, im Schritt 606 die Berechnung eines sich daraus ergebenden Zündwinkelwirkungsgrades und im Schritt 607 wird daraus ein modelliertes Motormoment für den Betrieb ohne Wassereinbringung berechnet. Bei diesen Berechnungsschritten 602 bis 604 bzw. 605 bis 607 handelt es sich entweder um vollständige Modellberechnungen oder aber es werden reale Messwerte von Sensoren des Verbrennungsmotors für diese Berechnungen berücksichtigt. Wenn gemessene Sensorwerte des Verbrennungsmotors berücksichtigt werden, so wird diese Ermittlung als „gemessene“ Ermittlung bezeichnet und wenn die Berechnung nur auf einer Modellierung beruht, wird diese Berechnung als „theoretische“ Ermittlung bezeichnet. Je nachdem, ob ein Betrieb mit oder ohne Wassereinbringung realisiert wird, wird mal der eine oder der andere Zweig dieser Berechnungen gemessen ermittelt oder rein theoretisch modelliert. Die Ergebnisse der Ermittlungen in den Schritten 602 bis 607 werden als Eingangswerte für die weiteren Ermittlungen des Berechnungsblocks 611 verwendet. Je nach Betriebszustand werden dabei unterschiedliche Eingangsparameter für den Berechnungsblock 611 verwendet. In der 6 dargestellt ist der Zustand, wenn ein Betrieb mit Wassereinspritzung möglich ist. In diesem Fall dienen als Eingangswert für den Block 611 das modellierte Motormoment mit Wassereinbringung, welches im Schritt 604 ermittelt wurde und der Zündwinkelwirkungsgrad ohne Wassereinspritzung, welcher im Schritt 606 ermittelt wurde. Falls gleiche Berechnungen für einen Betrieb ohne Wassereinspritzung erfolgen sollen, so wären die Eingangsgrößen für den Block 611 das modellierte Motormoment ohne Wassereinbringung aus dem Block 607 und der Zündwinkelwirkungsgrad mit Wassereinbringung aus dem Block 603. In dem in der 6 dargestellten Beispiel, wird in dem Block 611 durch Vergleich des modellierten Motormoments mit Wassereinbringung mit dem Zündwinkelwirkungsgrad ohne Wassereinbringung ein Äquivalenzbetriebspunkt, mit dem ein äquivalentes Moment erreicht wird, berechnet. Dieses äquivalente Motormoment wird dann im Block 612 in eine äquivalente Motorlast umgerechnet, die dann im Schritt 613 in eine Differenz der Motorlast mit Wassereinbringung und der im Schritt 612 ermittelten Äquivalenzmotorlast ermittelt wird. Diese Differenz der Motorlast wird dann im darauf folgenden Schritt 614 in eine Differenz der Kraftstoffmasse umgerechnet. Entsprechend wird dann die Differenz der Kraftstoffmasse im Schritt 615 in eine Kraftstoffersparnis bzw. im Schritt 616 in einen Verbrauchsvorteil pro Zeit oder in einen prozentualen Verbrauchsvorteil oder in ein Verbrauchsvorteil in Liter pro 100 km umgerechnet. Dieser Wert, der im Block 616 ermittelt wurde, entspricht somit dem Block 407 der 4. Durch diese Berechnung wurde somit ermittelt, welche Kraftstoffersparnis sich aufgrund eines verbesserten Wirkungsgrades des Verbrennungsmotors aufgrund der Wassereinspritzung ergeben. In the 6 the details of the calculation of the fuel economy due to an efficiency improvement by the introduction of water are presented. In step 601 For this purpose, operating points of the internal combustion engine are identified in which an improvement in efficiency through water injection is possible. For example, in an idling operation can be achieved by water injection efficiency improvement, since in this operation a certain minimum amount of fuel is required to maintain the combustion and therefore no improvement in the efficiency is expected by water injection. If such an operating point, in which by means of a water introduction into the combustion chamber 101 An improvement in efficiency can be achieved, so follow the step 601 following steps: in the steps 602 to 604 Investigations are made in a water injection operation and in the steps 605 to 607 Investigations without a water input. In step 602 First, an ignition point, to which a spark on a spark plug, the combustion is started, determined. This determination of the ignition timing then takes place in the step 603 the determination of a Zündwinkelwirkungsgrades, then from the step 604 a modeled engine torque is calculated for this operation with water injection. In step 605 the calculation of an ignition point without water injection takes place, in step 606 the Calculation of a resulting Zündwinkelwirkungsgrades and in the step 607 it is calculated from a modeled engine torque for operation without water input. In these calculation steps 602 to 604 respectively. 605 to 607 These are either complete model calculations or real measured values of sensors of the internal combustion engine are taken into account for these calculations. If measured sensor values of the internal combustion engine are taken into account, this determination is referred to as "measured" determination and if the calculation is based only on a modeling, this calculation is called "theoretical" determination. Depending on whether an operation is realized with or without water input, one or the other branch of these calculations is measured or modeled purely theoretically. The results of the investigation in the steps 602 to 607 are used as input values for the further determinations of the calculation block 611 used. Depending on the operating state, different input parameters for the calculation block are generated 611 used. In the 6 the state is shown when operation with water injection is possible. In this case, serve as the input value for the block 611 the modeled engine torque with water input, which in step 604 was determined and the Zündwinkelwirkungsgrad without water injection, which in step 606 was determined. If the same calculations are to be made for operation without water injection, then the input variables for the block would be 611 the modeled engine torque without water input from the block 607 and the ignition angle efficiency with water injection from the block 603 , In the in the 6 Example shown is in the block 611 by comparing the modeled engine torque with water input with the spark angle efficiency without water injection, an equivalence operating point at which an equivalent torque is achieved is calculated. This equivalent engine torque is then in the block 612 converted into an equivalent engine load, which then in step 613 in a difference of the engine load with water input and in the step 612 determined equivalent engine load is determined. This difference in engine load then becomes the next step 614 converted into a difference of the fuel mass. Accordingly, then the difference of the fuel mass in the step 615 in a fuel economy or in the step 616 in a consumption advantage per time or in a percentage consumption advantage or in a consumption advantage in liters per 100 km converted. This value, in the block 616 was determined, thus corresponds to the block 407 of the 4 , By this calculation, it was thus determined which fuel savings result from an improved efficiency of the internal combustion engine due to the water injection.
Als weitere Berechnung wird in der 6 noch eine Leistungsverbesserung des Verbrennungsmotors berechnet. Dazu werden das Motormoment mit Wassereinbringung (Schritt 604) und das Motormoment ohne Wassereinbringung (Schritt 607) im Schritt 608 miteinander verglichen. Es wird im Schritt 609 diese Differenz des Motormoments in eine entsprechende Leistungsdifferenz umgerechnet, was dann im nachfolgenden Schritt 610 als Leistungsdifferenz in Kilowatt oder in Prozent der aktuellen Leistung umgerechnet wird. Es steht somit ein Wert für eine Leistungsverbesserung durch die Wassereinspritzung bzw. ein Wert für die Leistungsverschlechterung aufgrund einer fehlenden Wassereinspritzung zur Verfügung. Dem Fahrer eines Fahrzeugs mit einem entsprechenden Verbrennungsmotors kann so dargestellt werden, welche Kraftstoffersparnis bzw. welche Leistungsverbesserung ein regelmäßiges Auffüllen des Wassertanks für die Wassereinspritzung ergibt bzw. welche Kraftstoffverbrauchserhöhung bzw. welche Leistungseinbuße aufgrund eines Versäumens des Auffüllens des Wassertanks der Wassereinspritzung nicht realisiert wurde. Es kann so die Motivation eines Fahrers eines Fahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor mit einer potentiellen Wassereinspritzung zum regelmäßigen Auffüllen des Wassertanks erhöht werden.As further calculation is in the 6 still calculated a performance improvement of the internal combustion engine. For this purpose, the engine torque with water input (step 604 ) and the engine torque without water injection (step 607 ) in step 608 compared to each other. It is in the step 609 this difference of the engine torque converted into a corresponding power difference, which then in the subsequent step 610 is converted as a power difference in kilowatts or as a percentage of the current power. Thus, there is a value for performance improvement by the water injection and a value for performance deterioration due to lack of water injection, respectively. The driver of a vehicle with a corresponding internal combustion engine can thus be shown which fuel saving or performance improvement results in a regular filling of the water tank for the water injection or which fuel consumption increase or performance loss was not realized due to a failure to fill the water tank of the water injection. It may thus increase the motivation of a driver of a vehicle with an internal combustion engine with a potential water injection for the regular filling of the water tank.
In der 7 wird nun die Nutzung der berechneten Kraftstoffdifferenzen zur Steuerung des Verbrennungsmotors dargestellt. Im ersten Schritt 701 erfolgt zunächst ein Einlesen der Differenz der Kraftstoffmenge bzw. der Differenz des Kraftstoffverbrauchs oder der über einen bestimmten Zeitraum aufsummierten Kraftstoffdifferenz oder Differenz des Kraftstoffverbrauchs. Auf den Schritt 701 erfolgt der Schritt 702, in dem der Tankstand des Tanks für das Wasser für die Wassereinspritzung in den Brennraum 101 und ggf. zusätzlich der Stand eines Kraftstofftanks in dem Fahrzeug ermittelt wird. Auf den Schritt 702 erfolgt dann der Schritt 703, bei dem die so ermittelten Werte für die Steuerung des Fahrzeugs, insbesondere zum Auslösen von Vorgängen in dem Fahrzeug verwendet werden. In the 7 the use of the calculated fuel differences to control the internal combustion engine is now shown. In the first step 701 The first step is to read in the difference between the fuel quantity or the difference in fuel consumption or the fuel difference or difference in fuel consumption accumulated over a certain period of time. On the step 701 the step follows 702 in which the tank level of the tank for the water for water injection into the combustion chamber 101 and, if necessary, additionally determining the level of a fuel tank in the vehicle. On the step 702 then the step is done 703 in which the values thus determined are used for the control of the vehicle, in particular for triggering operations in the vehicle.
In dem Schritt 703 ergeben sich insbesondere Vorteile für die Steuerung des Fahrzeugs bei einem geringen Restbestand im Tank für das Wasser für die Wassereinspritzung. Wenn der Tank für die Wassereinspritzung vollständig gefüllt ist, so wird, wann immer ein Betrieb mit Wassereinspritzung möglich und sinnvoll ist, diese auch realisiert. Wenn der Tank für die Wassereinspritzung leer ist, so kann keine Wassereinspritzung realisiert werden, und es wird daher nur ein Betrieb ohne Wassereinspritzung realisiert. In diesen beiden Situationen erfolgt die Berechnung der Differenz nur zum Zweck der Information des Fahrers, insbesondere wird ihm dargestellt, welche Ersparnis oder welchen Mehrverbrauch sich durch die Verfügbarkeit oder nicht Verfügbarkeit der Wassereinspritzung aufgrund eines vollen oder leeren Tanks für das Wasser ergeben. In the step 703 In particular, there are advantages for the control of the vehicle with a low residual inventory in the tank for the water for water injection. When the tank for water injection is completely filled, whenever a water injection operation is possible and meaningful, it is also realized. When the tank for water injection is empty, water injection can not be realized, and therefore, only operation without water injection is realized. In these two situations, the calculation of the difference takes place only for the purpose of informing the driver; in particular, it shows what savings or which additional consumption is due to the availability or not availability of the driver Water injection due to a full or empty tank for the water result.
Eine Optimierung ergibt sich insbesondere dann, wenn ein Restbestand in dem Tank für das Wasser vermutlich nicht ausreicht, um bis zum nächsten Auffüllen des Wassers kontinuierlich einen Betrieb mit Wassereinspritzung zu realisieren. Zur Vorhersage, ob die Wassermenge im Tank für das Wasser nicht mehr ausreicht, um kontinuierlich einen Betrieb mit Wassereinspritzung zu realisieren, wird insbesondere der Füllstand des Kraftstofftanks herangezogen. Üblicher Weise ist zu erwarten, dass ein Fahrer eines Fahrzeugs die Auffüllung des Kraftstofftanks und des Wassertanks zeitgleich vornimmt, insbesondere dann, wenn ihn ein zu geringer Stand im Kraftstofftank zum Nachtanken zwingt. Da zwar ein Betrieb des Kraftfahrzeugs ohne Wassereinspritzung möglich ist, aber nicht ohne Kraftstoff, ist davon auszugehen, dass ein Nachfüllen des Tanks für das Wasser erst dann erfolgt, wenn auch ein Nachfüllen des Kraftstofftanks erforderlich ist. Wenn aufgrund des Füllstandes des Kraftstofftanks nicht zu erwarten ist, dass der Füllstand des Wassertanks ausreicht, um einen kontinuierlichen Betrieb mit Wassereinspritzung zu realisieren, sollten Vorkehrungen getroffen werden, den Wasserverbrauch zu optimieren. Dazu kann beispielsweise vorgesehen sein, die Wassereinspritzung nur noch in Betriebszuständen zu realisieren, in denen die durch die Wassereinspritzung realisierte Kraftstoffersparnis besonders groß ist. Dazu wird in Abhängigkeit von der Restmenge an Wasser in dem Tank für das Wasser ein Schwellwert für die Kraftstoffdifferenz definiert, in dem erst eine Umschaltung von dem Betriebsmodus ohne Wassereinspritzung in den Betriebsmodus mit Wassereinspritzung erfolgt. Es kann somit ein Betrieb realisiert werden, der trotz einer geringen Restmenge an Wasser noch einen möglichst geringen Verbrauch an Kraftstoff realisiert. An optimization results in particular when a residual stock in the tank for the water is probably not sufficient to realize until the next replenishment of water continuously running with water injection. To predict whether the amount of water in the tank for the water is no longer sufficient to continuously implement a water injection operation, in particular the level of the fuel tank is used. Conventionally, it is to be expected that a driver of a vehicle will fill the fuel tank and the water tank at the same time, in particular if an insufficient level in the fuel tank forces him to refuel. Since operation of the motor vehicle without water injection is possible, but not without fuel, it can be assumed that refilling of the tank for the water takes place only when refueling of the fuel tank is required. If, due to the level of the fuel tank, it is not expected that the level of the water tank will be sufficient to achieve continuous operation with water injection, precautions should be taken to optimize water consumption. For this purpose, for example, be provided to realize the water injection only in operating conditions in which the fuel injection realized by the water injection is particularly large. For this purpose, a threshold value for the fuel difference is defined as a function of the residual amount of water in the tank for the water, in which only a switchover from the operating mode without water injection into the operating mode with water injection. It can thus be realized an operation that still realizes the lowest possible fuel consumption despite a small residual amount of water.
Alternativ kann auch ein Betrieb realisiert werden, der zu einem besonders sauberen Abgas führt. Wie bereits zur 5 ausgeführt, erfordert die Volllastanfettung die Einspritzung von zusätzlichem Kraftstoff in den Brennraum, der dann nicht vollständig verbrannt an die Umwelt abgegeben wird. Dieses Abgas ist daher als besonders schädlich zu betrachten, zumindestens schädlicher als die Abgase, die durch einen erhöhten Verbrauch aber bei vollständiger Verbrennung des Kraftstoffs entstehen. Bei einem geringen Reststand im Wassertank für die Einspritzung kann daher vorgesehen sein, diese nur noch in einen Betriebszustand zu verwenden, bei dem eine Volllastanreicherung erfolgen muss. Es kann so die Qualität des Abgases verbessert werden.Alternatively, an operation can be realized, which leads to a particularly clean exhaust gas. As already for 5 executed, the Volllastan greasing requires the injection of additional fuel into the combustion chamber, which is then not completely burned discharged to the environment. This exhaust gas is therefore considered to be particularly harmful, at least more harmful than the exhaust gases resulting from increased consumption but with complete combustion of the fuel. With a low residual level in the water tank for injection can therefore be provided to use this only in an operating condition in which a full load enrichment must be carried out. It can be improved so the quality of the exhaust gas.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE 3928611 A1 [0002] DE 3928611 A1 [0002]
