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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wassereinspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, bei der eine neue Wasserquelle für die Wasserinjektoren der Wassereinspritzvorrichtung verwendet wird. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Brennkraftmaschine, die eine derartige Wassereinspritzvorrichtung umfasst. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, welches eine derartige Brennkraftmaschine und/oder Wassereinspritzvorrichtung umfasst.
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Aufgrund steigender Anforderungen an reduzierte Kohlenstoffdioxidemissionen werden Brennkraftmaschinen zunehmend hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs optimiert. Allerdings können bekannte Brennkraftmaschinen in Betriebspunkten mit hoher Last nicht optimal im Hinblick auf den Verbrauch betrieben werden, da der Betrieb durch Klopfneigung und hohe Abgastemperaturen begrenzt ist. Eine mögliche Maßnahme zur Reduzierung der Klopfneigung und zur Senkung der Abgastemperaturen ist die Einspritzung von Wasser.
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Im Stand der Technik sind Wassereinspritzvorrichtungen bekannt, bei welchen das Wasser aus verschiedenen Quellen bereitgestellt wird. So ist zum Beispiel aus der
DE 10 2007 050 511 A1 ein Wassereinspritzsystem bekannt, in dem ein Wasserkondensat einer Klimaanlage für die Wassereinspritzung verwendet wird. Ein weiteres Wassereinspritzsystem ist in der
DE 10 2012 207 906 A1 beschrieben. Dabei wird ein Kondensator zum Kondensieren von im Abgas der Brennkraftmaschine enthaltenem Wasserdampf zu flüssigem Wasser für die Wassereinspritzvorrichtung benutzt. Allerdings können die vorgeschlagenen Lösungen unter Umständen nachteilig sein. Die Bildung von Wasser am Klimaanlagenverdampfer bedingt ein Klima mit Taupunkt oberhalb von 5°C bis 10°C, was einem Arbeitspunkt des Verdampfers entspricht, um Kondensat entstehen zu lassen. Dieses ist jedoch gerade in Europa oder anderen Ländern nur in wenigen Monaten des Jahres der Fall, das heißt, die Zeit der Wassergewinnung ist sehr eingeschränkt. Das hat die Notwendigkeit eines sehr großen Wassertanks zur Folge. Weiterhin birgt die Verwendung des Abgaskondensats den Nachteil, dass das Kondensat durch weitere Abgasbestandteile sauer ist und damit die Komponenten des Wassereinspritzsystems stark belastet. So lässt sich unter Umständen eine Korrosion der Komponenten nicht vermeiden. Des Weiteren ist bei einem kompakten Wassertank ein regelmäßiges Nachfüllen des Wassertanks erforderlich, was zeitaufwändig ist und Kosten durch den Kauf von Wasser verursacht.
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Offenbarung der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Wassereinspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass das durch eine Karosserie des Fahrzeugs aus der Umgebung gesammelte Wasser, welches durch Niederschlag, Fahrzeugwäsche, Scheibenreiniger oder Ähnliches zur Verfügung steht, aufgefangen und zur Wassereinspritzung verwendet wird. Dieses Wasser ist nicht so korrosiv wie beispielsweise ein Abgaskondensat. So belastet das aus der Umgebung aufgefangene Wasser die wasserführenden Komponenten der Wassereinspritzvorrichtung weniger stark. Um zu vermeiden, dass feste und gelöste Verunreinigungen, die sich im Wasser befinden können, die wasserführenden Komponenten der Wassereinspritzvorrichtung beschädigen, wird zuerst die Qualität des Wassers mittels einer Wasserqualitäts-Erfassungseinrichtung erfasst. Dies wird erfindungsgemäß durch eine Wassereinspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs erreicht, welche mindestens einen Wasserinjektor zum Einspritzen von Wasser, einen Wassertank und ein Förderelement zum Fördern von Wasser aus dem Wassertank zum Wasserinjektor umfasst. Bei der Wassereinspritzvorrichtung ist eine Zufuhrleitung vorgesehen, die eingerichtet ist, den Wassertank mit mindestens einem Ablauf einer Karosserie des Fahrzeugs zu verbinden. Dabei ist Wasser, das in den Ablauf gelangt, über die Zufuhrleitung dem Wassertank zuführbar. Ferner ist eine Wasserqualitäts-Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Wasserqualität von Wasser in der Zufuhrleitung vorgesehen. Des Weiteren umfasst die Wassereinspritzvorrichtung ein Ventilelement und eine Steuereinheit zum Steuern des Ventilelements. Dabei ist die Steuereinheit eingerichtet, das Ventilelement in eine erste Stellung zu bringen, wenn die erfasste Wasserqualität gleich oder größer als eine vorbestimmte Qualitätsschwelle ist, wobei in der ersten Stellung des Ventilelements Wasser dem Wassertank zuführbar ist. Die Steuereinheit ist ferner eingerichtet, in einer zweiten Stellung des Ventilelements kein Wasser dem Wassertank zuzuführen, wenn die Qualitätsschwelle des Wassers unterschritten ist. Durch die Nutzung von Wasser aus der Umgebung mit einer Wasserqualität, die die vorbestimmten Qualitätskriterien erfüllt, kann ferner ein Kosten- und Zeitaufwand wegen eines anderenfalls erforderlichen regelmäßigen Nachfüllvorgangs reduziert werden. Insbesondere in Ländern mit einem hohen durchschnittlichen Jahresniederschlag kann dies zu einer erheblichen Kostenersparnis führen.
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Die Wasserqualität wird durch eine Anzahl bzw. Massenkonzentration von ungelösten, mechanischen Partikeln bzw. Feststoffen wie zum Beispiel Staub oder Schmutz, und/oder eine Konzentration von gelösten Komponenten im Wasser wie etwa Salz, Reinigungsmittel, Frostschutzmittel, oder Mineralien definiert. Im weiteren Verlauf des Texts ist der Begriff „Anzahl“ in Bezug auf die ungelösten Partikel auch als „Massenkonzentration“ zu verstehen. Je höher die Anzahl der mechanischen Partikel und/oder die Konzentration der gelösten Komponenten im Wasser sind, desto niedriger ist die Wasserqualität. Die Wasserqualität kann mithilfe von Ordinalgrößen bezeichnet werden. Dabei kann eine vorbestimmte Anzahl oder ein vorbestimmter Wertebereich über die Anzahl von Partikeln und/oder die Konzentration von gelösten Komponenten im Wasser beispielweise als „niedrig“, „ausreichend“, „mittel“ oder „hoch“ bezeichnet werden. Alternativ kann die Wasserqualität als eine arithmetische Größe definiert werden, wobei eine vorbestimmte Anzahl oder ein vorbestimmter Wertebereich über die Anzahl von Partikeln und/oder die Konzentration gelösten Komponenten im Wasser einem Wert einer vorbestimmten Skala für die Wasserqualität entspricht. Beispielsweise kann eine Nullanzahl von Partikeln oder eine Nullkonzentration von gelösten Komponenten eine Wasserqualität von 100% andeuten. So ist bei der Wassereinspritzvorrichtung die Steuereinheit eingerichtet, das Ventilelement in eine erste Stellung zu bringen, wenn eine erfasste Anzahl von Partikeln und/oder eine erfasste Konzentration kleiner als eine vorbestimmte Anzahl- und/oder Konzentrationsschwelle ist, wobei in der ersten Stellung des Ventilelements Wasser zum Wassertank zuführbar ist. Als eine ausreichende Wasserqualität wird insbesondere eine Massenkonzentration von ungelösten Partikeln kleiner als 30mg/l und/oder einen TDS-Wert von gelösten Komponenten kleiner als 150mg/l bezeichnet. Der TDS-Wert („TDS, total dissolved solids“) ist ein chemischer Parameter und repräsentiert die Gesamtheit aller in einem Lösungsmittel gelösten anorganischen und organischen Stoffe. Wasser mit ausreichender Qualität kann zur Wassereinspritzung benutzt werden.
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Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Vorzugsweise umfasst die Wassereinspritzvorrichtung ferner eine Abfuhrleitung, in die in der zweiten Stellung des Ventilelements das Wasser der Zufuhrleitung ableitbar ist, wenn die erfasste Wasserqualität kleiner als die vorbestimmte Qualitätsschwelle ist. Eine erfasste Wasserqualität kleiner als die vorbestimmte Qualitätsschwelle entspricht einer Anzahl bzw. eine Massenkonzentration von Partikeln und/oder einer Konzentration von gelösten Komponenten im Wasser größer als die vorbestimmte Anzahl- und/oder Konzentrationsschwelle. So kann Wasser, das nicht die vorgesetzten Qualitätskriterien erfüllt, abgeschieden und dem Wassertank nicht zugeführt werden. Somit werden wasserführende Komponenten der Wassereinspritzvorrichtung vor Schädigung durch die Partikel und/oder die sauren gelösten Komponenten geschützt.
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Bevorzugt ist das Ventilelement als ein 3/2-Wegeventil ausgebildet. In der ersten Stellung des Wegeventils ist das Wasser über die Zufuhrleitung dem Wassertank zuführbar. In der zweiten Stellung des Wegeventils ist das Wasser in die Abfuhrleitung ableitbar. Die erste Stellung des Wegeventils ist als eine offene Stellung des Ventilelements zu verstehen, wobei die zweite Stellung des Wegeventils als eine geschlossene Stellung des Ventilelements verstanden wird. Besonders bevorzugt ist die zweite Stellung durch ein Rückstellelement, insbesondere eine Feder, definiert. Wenn das Wegeventil nicht bestromt wird, wird das 3/2-Wegeventil von der ersten Stellung in die zweite Stellung gestellt und verbleibt da. Ferner verbleibt bevorzugt das 3/2-Wegeventil in der zweiten Stellung, wenn die Wasserqualität aufgrund von einer Inaktivität der Wassereinspritzvorrichtung, zum Beispiel wenn das Fahrzeug abgestellt ist und die Zündung ausgeschaltet ist, nicht gemessen werden kann.
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Um zunächst mechanische Partikel aus dem Wasser abzutrennen, um die nachfolgenden wasserführenden Komponenten der Wassereinspritzvorrichtung, insbesondere die Wasserqualitäts-Erfassungseinrichtung, nicht zu schädigen, ist in der Zufuhrleitung ein Filterelement in Strömungsrichtung zum Wassertank vor der Wasserqualitäts-Erfassungseinrichtung angeordnet. Insbesondere ist das Filterelement als Sieb ausgebildet. Somit können grobe Partikel bzw. Feststoffe abfiltriert werden.
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Ferner bevorzugt ist bei der Wassereinspritzvorrichtung eine Überlaufleitung vorgesehen, wobei bei einer verschlossenen (verstopften) Zufuhrleitung Wasser in die Überlaufleitung leitbar ist. Das Verschließen der Zufuhrleitung kann beispielsweise durch ein verstopftes Filterelement und/oder einen vollen Wassertank verursacht werden. Dadurch kann die Situation vermieden werden, dass ein zu hoher Druck im Wassertank und/oder der Zufuhrleitung oder anderen Leitungen der Wassereinspritzvorrichtung entsteht.
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Ferner bevorzugt kann ein Füllstandsensor vorgesehen sein, der eingerichtet ist, einen Füllstand des Wassertanks zu erfassen. Wenn der Füllstand eine vorbestimmte Grenze erreicht, steuert vorzugsweise die Steuereinheit das Ventilelement, so dass das Ventilelement in die zweite Stellung gebracht wird oder verbleibt. Ferner wird in diesem Fall bevorzugt die Wasserqualität durch die Wasserqualitätsvorrichtung nicht erfasst. Wasser kann dann in die Abfuhrleitung geleitet werden. Dies kann bei einem starken Niederschlag von Vorteil sein, da Wasser durch die Überlaufleitung und die Abfuhrleitung in die Umgebung schneller freigegeben werden kann.
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Weiter bevorzugt ist die Abfuhrleitung eingerichtet, mit einem weiteren Ablauf der Karosserie zu kommunizieren.
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In ähnlicher Weise ist ferner bevorzugt die Überlaufleitung eingerichtet, mit einem weiteren Ablauf der Karosserie zu kommunizieren.
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Besonders bevorzugt sind die Abfuhrleitung und die Überlaufleitung mit demselben weiteren Ablauf der Karosserie verbunden.
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Somit kann Wasser, welches in die Abfuhrleitung und/oder die Überlaufleitung leitbar ist, durch den weiteren Ablauf der Karosserie in die Umgebung als ein Wasserstrom freigegeben werden.
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Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Wassereinspritzvorrichtung ist die Wasserqualitäts-Erfassungseinrichtung derart eingerichtet, eine elektrische Leitfähigkeit und/oder eine Permittivität des Wassers zu erfassen. Je höher die elektrische Leitfähigkeit und/oder Permittivität ist, desto kleiner ist die Wasserqualität, da sich mehr elektrisch leitfähige gelöste Komponenten im Wasser befinden.
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So ist bei der Wassereinspritzvorrichtung vorzugsweise die Steuereinheit eingerichtet, das Ventilelement in die erste Stellung zu bringen, wenn eine erfasste elektrische Leitfähigkeit und/oder Permittivität kleiner als eine vorbestimmte Leitfähigkeits- und/oder Permittivitätsschwelle ist, wobei in der ersten Stellung des Ventilelements Wasser zum Wassertank zuführbar ist. Eine Wasserqualität wird als ausreichend bezeichnet, wenn das Wasser eine elektrische Leitfähigkeit bzw. Permittivität kleiner als 300 μS/cm aufweist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Brennkraftmaschine, die eine zuvor beschriebene Wassereinspritzvorrichtung, und einen Einspritzraum umfasst, in welchen der Wasserinjektor der Wassereinspritzvorrichtung eingerichtet ist, Wasser einzuspritzen.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Fahrzeug, welches eine Wassereinspritzvorrichtung gemäß der vorgehenden Beschreibung und eine Karosserie mit mindestens einem Ablauf umfasst, welcher über die Zufuhrleitung mit dem Wassertank kommuniziert.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bereitstellen von Wasser zur Wassereinspritzung mittels einer Wassereinspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, die mindestens einen Wasserinjektor zum Einspritzen von Wasser, einen Wassertank, und ein Förderelement zum Fördern von Wasser aus dem Wassertank zum Wasserinjektor umfasst. Das Verfahren umfasst die Schritte des Verbindens des Wassertanks mittels einer Zufuhrleitung mit einem Ablauf einer Karosserie des Fahrzeugs, in welchen Wasser aus der Umgebung gelangt, das Erfassen einer Wasserqualität von Wasser in der Zufuhrleitung mittels einer Wasserqualitäts-Erfassungseinrichtung, und das Ansteuern eines Ventilelements, welches durch eine Steuereinheit in eine erste Stellung bringbar ist, wenn die erfasste Wasserqualität gleich oder größer als eine vorbestimmte Qualitätsschwelle ist. In der ersten Stellung des Ventilelements ist Wasser dem Wassertank zuführbar. In einer zweiten Stellung wird kein Wasser zum Wassertank zugeführt.
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Die schon in Bezug auf die Wassereinspritzvorrichtung beschriebenen Vorteile sind auch hier gegeben.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
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1 eine stark vereinfachte schematische Ansicht einer Brennkraftmaschine mit einer Wassereinspritzvorrichtung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
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2 eine vereinfachte schematische Ansicht der Wassereinspritzvorrichtung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei Wasser aus einem Ablauf eines Fahrzeugs, in dem die Wassereinspritzvorrichtung benutzt ist, einem Wassertank der Wassereinspritzvorrichtung zugeführt ist,
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3 eine vereinfachte schematische Ansicht der Wassereinspritzvorrichtung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei Wasser aus dem Ablauf des Fahrzeugs in eine Abfuhrleitung der Wassereinspritzvorrichtung abgeleitet ist, und
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4 eine stark vereinfachte schematische Ansicht des Fahrzeugs, in dem die Wassereinspritzvorrichtung von 2 und 3 vorgesehen ist.
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Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 einer Wassereinspritzvorrichtung 1 einer Brennkraftmaschine 50 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel im Detail beschrieben. Insbesondere wird die Brennkraftmaschine 50 nach dem Otto-Prinzip und mit Benzindirekteinspritzung betrieben.
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In 1 ist die Brennkraftmaschine 50, welche eine Vielzahl von Zylindern aufweist, sowie ein Teil der erfindungsgemäßen Wassereinspritzvorrichtung 1 schematisch dargestellt. Die Brennkraftmaschine 50 umfasst pro Zylinder einen Brennraum 52, in welchem ein Kolben 53 hin und her bewegbar ist. Ferner weist vorzugsweise die Brennkraftmaschine 50 pro Zylinder einen Einspritzraum 51 auf, in welchen Wasser eingespritzt wird.
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Der Einspritzraum 51 ist bevorzugt als ein Einlasskanal ausgebildet. Über den Einlasskanal wird Luft zum Brennraum 52 zugeführt. Abgas wird über einen Abgaskanal 54 abgeführt. Hierzu sind am Einlasskanal ein Einlassventil 55 und am Abgaskanal 54 ein Auslassventil 56 angeordnet. Das Bezugszeichen 57 bezeichnet ferner ein Kraftstoffeinspritzventil.
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Zum Einspritzen von Wasser ist am Einspritzraum 51 ein Wasserinjektor 2 angeordnet, welcher über eine Steuereinheit 10 Wasser in den Einspritzraum 51 der Brennkraftmaschine 50 einspritzt.
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Alternativ kann der Wasserinjektor 2 Wasser direkt in den Brennraum 52 einspritzen. In einem solchen Fall ist der Brennraum 52 als der Einspritzraum 51 anzusehen.
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Der Wasserinjektor 2 ist Teil der Wassereinspritzvorrichtung 1, welche in 2 im Detail gezeigt ist. Die Wassereinspritzvorrichtung 1 umfasst ein als Pumpe ausgebildetes Förderelement 4. Des Weiteren ist ein Wassertank 3 vorgesehen, welcher durch eine Förderleitung 12 mit dem Förderelement 4 verbunden ist.
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Durch das Förderelement 4 wird Wasser aus dem Wassertank 3 zum Wasserinjektor 2 gefördert. Alternativ kann das Förderelement 4 im Wassertank 3 angeordnet sein und Wasser direkt, ohne zusätzliche Leitung aus dem Wassertank 3 ansaugen.
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Ferner umfasst die Wassereinspritzvorrichtung 1 eine Zufuhrleitung 5, welche eingerichtet ist, den Wassertank 3 mit mindestens einem Ablauf 102 einer Karosserie 101 eines Fahrzeugs 100 (4) zu verbinden. Dabei ist Wasser, das aus der Umgebung in den Ablauf 102 gelangt, über die Zufuhrleitung 5 dem Wassertank 3 zuführbar. Der Ablauf 102 entspricht einem ersten Ablauf.
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In der Wassereinspritzvorrichtung 1 ist weiterhin eine Wasserqualitäts-Erfassungseinrichtung 6 vorgesehen, welche eingerichtet ist, eine Wasserqualität von Wasser zu erfassen, das sich in der Zufuhrleitung 5 befindet.
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Die Wasserqualität ist durch eine Anzahl von Partikeln wie etwa Staub oder Schmutz im Wasser und/oder eine Konzentration von im Wasser gelösten Komponenten wie beispielsweise Salz, Reinigungsmittel, usw. definiert. Das bedeutet, dass, je höher die Anzahl der Partikel im Wasser und/oder die Konzentration von gelösten Komponenten sind, desto schlechter ist die Wasserqualität.
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Die Wassereinspritzvorrichtung umfasst ferner ein Ventilelement 7, welches zum Freischalten oder Zuschalten des Wegs über die Zufuhrleitung 5 zum Wassertank 3 dient.
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Zum Steuern des Ventilelements 7 und/oder der Wasserqualitäts-Erfassungseinrichtung 6 ist die Steuereinheit 10 vorgesehen. Vorzugsweise wird die Steuereinheit 10 auch zum Steuern des Wasserinjektors 2 benutzt. Alternativ können aber unterschiedliche Steuereinheiten für die unterschiedlichen Komponenten der Wassereinspritzvorrichtung 1 benutzt werden.
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Die Steuereinheit 10 ist eingerichtet, das Ventilelement 7 in eine erste Stellung A (2) zu bringen, wenn die erfasste Wasserqualität des Wassers in der Zufuhrleitung 5 gleich oder größer als eine vorbestimmte Qualitätsschwelle ist. Dies ist der Fall, wenn die Anzahl der Partikel und/oder der gelösten Komponenten im Wasser kleiner als eine vorbestimmte Anzahl- und/oder Konzentrationsschwelle ist. Dabei ist Wasser über die Zufuhrleitung 5 dem Wassertank 3 zuführbar.
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Eine zweite Stellung B des Ventilelements 7 ist in 3 gezeigt. In dieser Stellung ist das Wasser der Zufuhrleitung 5 in eine Abfuhrleitung 8 leitbar, wenn die erfasste Wasserqualität kleiner als die vorbestimmte Qualitätsschwelle ist bzw. wenn die die Anzahl der Partikel und/oder die Konzentration der gelösten Komponenten im Wasser größer als die vorbestimmte Anzahl- und/oder Konzentrationsschwelle ist.
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Insbesondere ist das Ventilelement 7 als ein 3/2-Wegeventil ausgebildet.
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Die erste Stellung A des Wegeventils entspricht einer offenen Stellung des Ventilelements 7. Die zweite Stellung B des Wegeventils entspricht einer geschlossenen Stellung des Ventilelements 7.
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Um aus dem Wasser, das sich im Ablauf 102 der Karosserie 101 des Fahrzeugs 100 sammelt, von großen Partikeln abzutrennen, ist ein Filterelement 9 vorgesehen. Insbesondere ist das Filterelement 9 als Sieb ausgebildet.
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Das Filterelement 9 ist vorzugsweise in der Zufuhrleitung 5 in Strömungsrichtung zum Wassertank 3 vor der Wasserqualitäts-Erfassungseinrichtung 6 und dem Ventilelement 7 angeordnet. Somit wird eine Schädigung des Ventilelements 7 und der Wasserqualitäts-Erfassungseinrichtung 6 durch im Wasser befindliche Partikel vermieden. Dadurch wird eine ausfallsichere Funktion der des Ventilelements 7 und der Wasserqualitäts-Erfassungseinrichtung 6 sichergestellt.
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Im Falle eines Verschlusses der Zufuhrleitung 5, die z.B. durch eine Verstopfung des Filterelements 9 und/oder einen vollen Wassertank 3 bedingt wird, ist das Wasser in eine Überlaufleitung 11 leitbar. Die Überlaufleitung 11 ist vorzugsweise mit der Zufuhrleitung 5 in Strömungsrichtung der Zufuhrleitung 5 zum Wassertank 3 vor dem Filterelement 9 verbunden.
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Weiterhin ist bevorzugt die Überlaufleitung 11 mit der Abfuhrleitung 8 verbunden.
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Des Weiteren sind vorteilhafterweise die Abfuhrleitung 8 und die Überlaufleitung 11 eingerichtet, mit einem weiteren Ablauf 103 der Karosserie 101 zu kommunizieren. Der weitere Ablauf 103 entspricht einem zweiten Ablauf der Karosserie 101.
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Alternativ kann die Überlaufleitung 11 selbst als ein Ablauf der Karosserie ausgebildet sein.
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Um die Wasserqualität von Wasser in der Zufuhrleitung 5 zu erfassen, ist besonders bevorzugt die Wasserqualitäts-Erfassungseinrichtung 6 derart eingerichtet, eine elektrische Leitfähigkeit und/oder eine Permittivität des Wassers zu erfassen.
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Eine erfasste elektrische Leitfähigkeit und/oder Permittivität des Wassers, die größer als eine vorbestimmte Leitfähigkeitsschwelle und/oder Permittivitätsschwelle ist, ist ein Indikator einer niedrigen bzw. nicht ausreichenden Wasserqualität des Wassers in der Zufuhrleitung 5.
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Mit anderen Worten stehen die elektrische Leitfähigkeit und/oder Permittivität des Wassers in einem umgekehrt proportionalen Verhältnis zu der Wasserqualität.
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Durch die Wassereinspritzvorrichtung 1 wird aus der Umgebung stammendes, durch die Karosserie 101 bzw. eine Windschutzscheibe des Fahrzeugs 100 gesammeltes Wasser, wie beispielsweise Regenwasser, aufgetauter Schnee, Waschwasser, Wasser in der Form eines Scheibenreinigers, zur Wassereinspritzung benutzt. Das Wasser wird vom Ablauf 102 in die Zufuhrleitung 5 geleitet (Pfeil P1).
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Aus diesem Wasser werden zunächst große Partikel mittels des Filterelements 9 abgetrennt, um die nachfolgenden Komponenten der Wassereinspritzvorrichtung 1 nicht zu schädigen. Anschließend wird das Wasser durch die Wasserqualitäts-Erfassungseinrichtung 6 geleitet, die eine Wasserqualitätsmessung durchführt.
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Ist die erfasste Wasserqualität ausreichend für die Verwendung des Wassers zum Zwecke einer Wassereinspritzung, wird das Ventilelement 7, in diesem Ausführungsbeispiel das 3/2-Wegeventil, elektrisch angesteuert, und schaltet den Weg der Zufuhrleitung 5 zum Wassertank 3 frei, sodass das Wasser dem Wassertank 3 zugeführt wird (Pfeil P2, 2).
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Ist das Wasser durch Partikel oder gelöste Komponenten zu stark belastet oder kann die Wasserqualität aufgrund von einer Inaktivität der Wassereinspritzvorrichtung 1 nicht gemessen werden, so verbleibt das 3/2-Wegeventil in der zweiten Stellung B (3). Die zweite Stellung B ist über eine Feder mechanisch definiert. In der zweiten Stellung B wird das Wasser zuerst über die Abfuhrleitung 8 (Pfeil P3) und anschließend durch den weiteren Ablauf 103 in die Umgebung (Pfeil P4) abgeleitet.
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Wenn das Filterelement 9 verstopft ist und/oder der Wassertank 3 voll ist, wird das Wasser in die Überlaufleitung 11 geleitet (gestrichelter Pfeil P5 in 3).
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Durch die Benutzung von Wasser aus der Umgebung und dessen Qualitätskontrolle wird ein schonender Betrieb mit einem reduzierten Kosten- und Zeitaufwand der Wassereinspritzvorrichtung 1 erzielt. Allerdings kann die Wassereinspritzvorrichtung 1 auch in Kombination mit anderen Wasserquellen betrieben werden. So ist es auch vorstellbar, dass Kondensat aus einer Klimaanlage des Fahrzeugs über eine Klimaanlageleitung direkt dem Wassertank 3 oder der Zufuhrleitung 5 zufuhrbar ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007050511 A1 [0003]
- DE 102012207906 A1 [0003]
