DE102017121740A1 - System und Verfahren zum Extrahieren von Wasser aus einer elektrischen Klimaanlage zur Wassereinspritzung - Google Patents

System und Verfahren zum Extrahieren von Wasser aus einer elektrischen Klimaanlage zur Wassereinspritzung Download PDF

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Thomas G. Leone
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Ford Global Technologies LLC
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Abstract

Es werden Verfahren und Systeme zum Einstellen eines Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativer Bremsleistung und zum Betreiben eines Kompressors einer elektrischen Klimaanlage bereitgestellt, um kondensiertes Wasser zur Wassereinspritzung in einen Verbrennungsmotor zu sammeln. In einem Beispiel kann ein Verfahren Einstellen der Klimakompressorlast der elektrischen Klimaanlage und des Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativer Bremsleistung auf der Grundlage eines Wasserstands in einem Wasserspeichertank des Wassereinspritzsystems beinhalten. Ferner kann das Verfahren Leiten von Energie vom regenerativen Bremsen an eine Batterie und/oder den AC-Kompressor als Reaktion auf den Batterieladestatus beinhalten.

Description

  • Gebiet
  • Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme für eine elektrische Klimaanlage und ein Wassereinspritzsystem eines Verbrennungsmotors.
  • Hintergrund/Kurzdarstellung
  • Verbrennungsmotoren können Wassereinspritzsysteme beinhalten, die Wasser aus einem Speichertank in eine Vielzahl von Stellen, einschließlich eines Ansaugkrümmers, die den Verbrennungsmotorzylindern vorgelagert sind, oder direkt in die Verbrennungsmotorzylinder einspritzen. Durch Einspritzen von Wasser in die Verbrennungsmotoransaugluft können die Kraftstoffeffizienz und die Verbrennungsmotorleistung erhöht und Verbrennungsmotoremissionen reduziert werden. Wenn Wasser in den Verbrennungsmotoreinlass oder in die Zylinder eingespritzt wird, wird Wärme von der Ansaugluft und/oder den Verbrennungsmotorkomponenten auf das Wasser übertragen. Diese Wärmeübertragung verursacht eine Verdunstung, was zu einer Kühlung führt. Das Einspritzen von Wasser in die Ansaugluft (z. B. in den Ansaugkrümmer) senkt sowohl die Temperatur der Ansaugluft als auch eine Verbrennungstemperatur bei den Verbrennungsmotorzylindern. Durch das Kühlen der Ansaugluftladung kann eine Klopftendenz verringert werden, ohne das Verbrennungsluft-Kraftstoff-Verhältnis anzureichern. Dies kann auch ein höheres Verdichtungsverhältnis, einen vorgezogenen Zündzeitpunkt und eine verringerte Abgastemperatur ermöglichen. Infolgedessen wird die Kraftstoffeffizienz erhöht. Außerdem kann ein höherer Liefergrad zu einem erhöhten Drehmoment führen. Des Weiteren kann eine gesenkte Verbrennungstemperatur mit Wassereinspritzung NOx reduzieren, während ein effizienteres Kraftstoffgemisch Kohlenmonoxid- und Kohlenwasserstoffemissionen reduzieren kann. Wie oben erwähnt, kann Wasser in einem Fahrzeug gespeichert werden, um Wasser bei Bedarf für die Einspritzung bereitzustellen. Um jedoch die Wassereinspritzanforderungen eines Verbrennungsmotors zu erfüllen, muss das Fahrzeug über eine ausreichende Wasserversorgung verfingen. In einem Beispiel kann ein Wasserspeichertank einer Wassereinspritzung manuell von einem Fahrzeugbediener nachgefüllt werden. In manchen Situationen allerdings kann Wasser zum Nachfüllen des Tanks nicht leicht zugänglich sein, weshalb das Nachfüllen des Tanks für den Bediener unerwünscht sein kann.
  • Andere Ansätze zum Nachfüllen eines Wasserspeichertanks beinhalten das Sammeln von Wasser (oder Kondensat) aus anderen Fahrzeugsystemen an Bord des Fahrzeugs, wie etwa Sammeln von Wasser aus einer Klimaanlage (AC-Anlage). So beinhaltet z. B. der von Kohavi und Peretz in US 20110048039 dargestellte Ansatz ein Extrahieren von Wasser aus einer Klimaanlage. Darin basiert das Sammeln von Kondensat auf einer Menge von in einem Wasserspeicherbehälter (z. B. Tank) gespeichertem Wasser. Die Erfinder haben jedoch mögliche Probleme bei solchen Verfahren erkannt. Insbesondere kann es unzureichend sein, Wasser auf opportunistische Weise aus einer AC-Anlage zu sammeln, wenn die AC-Anlage bereits betrieben wird, um die Wassereinspritzanforderungen eines Verbrennungsmotors zu erfüllen. Wenn ein AC-Kompressor des AC-Systems unter Verwendung von Energie betrieben wird, die in einer Batterie gespeichert ist (z. B. eine elektrische AC-Anlage), wie es in einem Hybridelektrofahrzeug der Fall sein kann, kann die Batterie außerdem nicht über genug gespeicherte elektrische Energie verfügen, um die AC-Anlage zu betreiben, wenn Wasser benötigt wird. Wenn überschüssige elektrische Energie verfügbar ist, kann der AC-Kompressor ferner betrieben werden, um die Wassersammlung unter Bedingungen mit einem reduzierten Kraftstoffeffizienznachteil zu maximieren.
  • In einem Beispiel können die vorstehend beschriebenen Probleme durch ein Verfahren für ein Hybridfahrzeug angegangen werden, das Folgendes umfasst: Einstellen einer AC-Kompressorlast einer elektrischen AC-Anlage und eines Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativem Bremsmoment während des Bremsens auf der Grundlage eines Wasserstands in einem an ein Wassereinspritzsystem gekoppelten Wasserbehälter. Ein Wassereinspritzsystem, einschließlich des Wasserbehälters, kann mit der elektrischen AC-Anlage fluidgekoppelt sein. Somit kann, wenn der AC-Kompressor betrieben wird (z. B. mit ansteigender AC-Kompressorlast), Wasser von der elektrischen AC-Anlage gesammelt und im Wasserbehälter zur Verwendung in dem Wassereinspritzsystem gespeichert werden. Während eines Bremsereignisses kann ein Anteil der elektrischen Leistung, die während des Bremsereignisses erzeugt wird, verwendet werden, um den AC-Kompressor auf der Grundlage des Wasserstands in einem Wasserbehälter zu betreiben. Auf diese Weise kann der AC-Kompressor während eines Bremsereignisses betrieben werden, um Wasser für ein Wassereinspritzsystem zu sammeln, wodurch Wasser zur Einspritzung über das Wassereinspritzsystem bereitgestellt wird. Zum Beispiel kann das Einstellen der AC-Kompressorlast und des Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativem Bremsen das Verringern des Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativem Bremsen und das Betrieben des AC-Kompressors mit Energie beinhalten, die durch das regenerative Bremssystem erzeugt wird, um die AC-Kompressorlast als Reaktion darauf zu erhöhen, dass der Wasserstand in dem Wasserbehälter (z. B. Tank) unter einem Schwellenwertstand liegt. Wenn eine Batterie des Hybridfahrzeugs nicht in der Lage ist, Ladung zu speichern, kann die gesamte Energie, die durch das regenerative Bremsen gewonnen wird, zum Betreiben des AC-Kompressors geleitet werden. Wenn die Wassersammlung für das Wassereinspritzsystem benötigt wird und die Batterie in der Lage ist, Energie zu speichern, kann die durch das regenerative Bremsen gewonnene Energie jedoch sowohl an den AC-Kompressor als auch an die Batterie geleitet werden, wodurch dem AC-Kompressor und der Batterie Energie als Reaktion auf den Bedarf bereitgesellt wird. Auf diese Weise kann durch das regenerative Bremssystem gewonnene Energie zum Betreiben des AC-Kompressors und zum Sammeln von Wasser für das Wassereinspritzsystem verwendet werden. Infolgedessen kann der Wasserbehälter des Wassereinspritzsystems automatisch ohne manuelles Befüllen und ohne die Batterie des Hybridfahrzeugs zu leeren aufgefüllt werden. Ferner kann der AC-Kompressor betrieben werden und Wasser zur Einspritzung gesammelt werden, und zwar auch dann, wenn die Batterie keine Ladung vom regenerativen Bremssystem annehmen kann.
  • Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt wird, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung näher beschrieben sind. Es ist nicht beabsichtigt, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Umfang einzig in den Patentansprüchen im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die Nachteile lösen, die oben oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung erwähnt sind.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotorsystems, das ein Wassereinspritzsystem beinhaltet.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Hybridelektrofahrzeugsystems, das ein Wassereinspritzsystem, eine Klimaanlage und ein regeneratives Bremssystem beinhaltet.
  • 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Einspritzen von Wasser in einen Verbrennungsmotor auf der Grundlage einer Einspritzanforderung.
  • 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Sammeln von Kondensat aus einer Klimaanlage und Speichern des extrahierten Kondensates zur Wassereinspritzung bei einem Verbrennungsmotor.
  • 5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Leiten von Energie, die durch regeneratives Bremsen gewonnen wurde, an einen Klimakompressor einer oder eine Batterie.
  • 6 zeigt ein Diagramm, das Einstellungen eines Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativem Bremsen und einer Klimakompressorlast als Reaktion auf einen Füllstand eines Wasserspeichertanks und eine gewünschte Wassereinspritzmenge darstellt.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Einstellen einer Klima(AC)-Kompressorlast und eines Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativem Bremsen auf der Grundlage des Wasserstands in einem Wasserspeichertank eines Fahrzeugsystems. Energie, die durch regeneratives Bremsen während eines Bremsereignisses gewonnen wird, kann zum Betreiben des AC-Kompressors in einer elektrischen AC-Anlage geleitet werden, um Wasser zur Einspritzung in einen Verbrennungsmotor zu sammeln. Das gesammelte Wasser kann in dem Wasserspeichertank eines Wassersammelsystems gespeichert und dann über eine oder mehrere mit dem Verbrennungsmotor gekoppelte Wassereinspritzvorrichtungen eingespritzt werden. Eine schematische Darstellung eines beispielhaften Verbrennungsmotorsystems, das ein Wassersammelsystem beinhaltet, das gesammeltes Kondensat aus einer AC-Anlage empfängt und das gesammelte Wasser in den Verbrennungsmotor einspritzt, wird in 1 gezeigt. In 2 wird eine schematische Darstellung eines beispielhaften Fahrzeugsystems gezeigt, das im Wesentlichen das gleiche Verbrennungsmotorsystem und Wassereinspritzsystem wie das in 1 dargestellte beinhaltet. Überdies zeigt 2 die mechanische und elektrische Kopplung zwischen Reibungs- und regenerativen Bremsen, der elektrischen AC-Anlage, einer Batterie, dem Verbrennungsmotor und dem Wassersammelsystem. Durch Einstellen des Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativer Bremsleistung und der AC-Kompressorlast auf der Grundlage des Wasserstands in dem Wasserspeichertank kann elektrische Energie aus dem regenerativen Bremssystem verwendet werden, um den AC-Kompressor zu betreiben, und Wasser kann durch das Betreiben der AC-Anlage gesammelt werden, um den Wasserspeichertank im Wassereinspritzsystem nachzufüllen, um Wasser zur Wassereinspritzung in den Verbrennungsmotor bereitzustellen. Die 3-5 veranschaulichen beispielhafte Verfahren zum Sammeln von Kondensat aus der AC-Anlage durch das Verringern des Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativer Bremsleistung und das Erhöhen der AC-Kompressorlast. Konkret zeigt 3 ein Verfahren zum Bestimmen, ab Wasser in einen Verbrennungsmotor eingespritzt werden soll, auf Grundlage der Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen. 4 zeigt ein Verfahren zum Sammeln von Wasser (z. B. Kondensat oder kondensiertem Wasser) durch das Einstellen des Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativem Bremsen während eines Bremsereignisses und der AC-Kompressorlast als Reaktion auf einen Wasserstand in dem Wasserspeichertank auf Verbrennungsmotorbetriebsparameter, einschließlich eines Ladestatus (SOC) einer Batterie und eines angeforderten Klirnatisierungsniveaus. In einem Beispiel kann das Verhältnis von Reibungs- zu regenerativem Bremsen verringert und die AC-Kompressorlast erhöht werden, um das Ausmaß des Wassersammeln in Reaktion auf einen niedrigen Wasserstand in dem Wasserspeichertank zu erhöhen. 5 zeigt ein Verfahren zum Leiten von Energie, die durch regeneratives Bremsen gewonnen wird, an die Batterie oder den AC-Kompressor auf der Grundlage des Batterie SOC und der Wassereinspritzmenge. Schließlich stellt 6 Einstellungen an dem Verhältnis von Reibungs- zu regenerativem Bremsen und der AC-Kompressorlast als Reaktion auf einen Füllstand eines Wasserspeichertanks grafisch dar. Außerdem stellt 6 das Leiten der Energie, die durch regeneratives Bremsen gewonnen wird, an den AC-Kompressor und/oder die Batterie auf der Grundlage des Batterie-SOC und der gewünschten oder aktuellen Wassereinspritzmenge dar. Zum Beispiel kann ein erster Anteil der Energie, der in der Batterie gespeichert wird, erhöht werden und ein zweiter Anteil, der zum Betreiben des AC-Kompressors geleitet wird, kann verringert werden, und zwar als Reaktion auf einen niedrigen Batterie-SOC und eine niedrige Wassereinspritzmenge. Auf diese Weise können Wasserkondensatsammelparameter auf Grundlage des Wasserstands im Wasserspeichertank und der Wassereinspritzanforderungen des Verbrennungsmotors eingestellt werden. Infolgedessen kann der Wasserspeichertank automatisch mit Kondensat, das aus der AC-Anlage gesammelt wurde, zur nachfolgenden Verwendung in einem Wassereinspritzsystem nachgefüllt werden. Außerdem kann Energie, die durch regeneratives Bremsen gewonnen wird, in Abhängigkeit von den Wassereinspritzbedürfnissen und dem Batterie-SOC zu der Batterie und/oder dem AC-Kondensator geleitet werden. Durch das Koordinieren der Wassereinspritzbedürfnisse und der Batteriespeicherstandbedürfnisse können sowohl ein Wasserstand in dem Wasserspeichertank und eine Menge an elektrischer Energie, die in der Batterie gespeichert ist, bei ausreichenden Ständen/Mengen zum Betrieb des Hybridfahrzeugs und des Wassereinspritzsystems gehalten werden.
  • In Bezug auf die Figuren zeigt 1 eine Ausführungsform eines Wassereinspritzsystems 60 und eines Verbrennungsmotorsystems 100 in einem Kraftfahrzeug 102, die schematisch dargestellt ist. In der abgebildeten Ausführungsform ist der Verbrennungsmotor 10 ein aufgeladener Verbrennungsmotor, der an einen Turbolader 13, einschließlich eines Verdichters 14, gekoppelt ist, welcher von einer Turbine 16 angetrieben wird. Insbesondere wird Frischluft entlang des Ansaugkanals 142 über den Luftreiniger 11 in den Verbrennungsmotor 10 eingespeist und strömt zu dem Verdichter 14. Der Verdichter kann ein geeigneter Ansaugluftverdichter, wie z. B. ein von einem Verbrennungsmotor angetriebener oder von einer Antriebswelle angetriebener Kompressor, sein. In dem Verbrennungsmotorsystem 100 ist der Verdichter als Turboladerverdichter dargestellt, der über eine Welle 19 mechanisch mit der Turbine 16 gekoppelt ist, wobei die Turbine 16 durch sich ausdehnende Verbrennungsmotorabgase angetrieben wird. In einer Ausführungsform können der Verdichter und die Turbine innerhalb eines Twin-Scroll-Turboladers gekoppelt sein. In einer anderen Ausführungsform kann der Turbolader ein Variable-Geometrie-Lader (VGT-Lader) sein, wobei die Turbinengeometrie aktiv in Abhängigkeit der Verbrennungsmotordrehzahl und anderer Betriebsbedingungen variiert wird.
  • Wie in 1 dargestellt, ist der Verdichter 14 durch einen Ladeluftkühler (Charge Air Cooler – CAC) 18 an ein Drosselventil (z. B. die Ansaugdrossel) 20 gekoppelt. Der CAC kann zum Beispiel ein Luft-Luft- oder Luft-Kühlmittel-Wärmetauscher sein. Das Drosselventil 20 ist mit einem Verbrennungsmotoransaugkrümmer 22 gekoppelt. Aus dem Verdichter 14 tritt die warme verdichtete Luftladung in den Einlass des CAC 18 ein, kühlt ab, während sie durch den CAC strömt, und tritt dann aus, um durch das Drosselventil 20 zum Ansaugkrümmer 22 zu gelangen. In der in 1 dargestellten Ausführungsform wird der Druck der Luftladung im Ansaugkrümmer durch einen Krümmerluftdruck(Manifold Air Pressure – MAP)-Sensor 24 erfasst und wird ein Ladedruck durch einen Ladedrucksensor 124 erfasst. Ein Verdichter-Bypass-Ventil (nicht dargestellt) kann zwischen dem Einlass und dem Auslass des Verdichters 14 in Reihe gekoppelt sein. Das Verdichter-Bypass-Ventil kann ein normal geschlossenes Ventil sein, das dazu ausgelegt ist, sich unter ausgewählten Betriebsbedingungen zu öffnen, um übermäßigen Ladedruck abzulassen. Beispielsweise kann das Verdichter-Bypass-Ventil während Bedingungen einer abnehmenden Verbrennungsmotordrehzahl geöffnet werden, um ein Verdichterpumpen zu verhindern.
  • Der Ansaugkrümmer 22 ist durch eine Reihe von Einlassventilen (nicht dargestellt) an eine Reihe von Brennräumen oder Zylindern 180 gekoppelt. Wie in 1 dargestellt, ist der Ansaugkrümmer 22 allen Brennräumen 180 des Verbrennungsmotors 10 vorgelagert. Sensoren wie etwa ein Krümmerladungstemperatur(Manifold Charge Temperature – MCT)-Sensor 23 und Luftladungstemperatur(Air Charge Temperature – ACT)-Sensor 125 können enthalten sein, um die Temperatur der Ansaugluft an den jeweiligen Stellen im Ansaugkanal zu bestimmen. In manchen Beispielen können die MCT- und die ACT-Sensoren Thermistoren sein und kann die Ausgabe der Thermistoren verwendet werden, um die Temperatur der Ansaugluft im Kanal 142 zu bestimmen. Der MCT-Sensor 23 kann zwischen der Drossel 20 und den Einlassventilen der Brennräume 180 positioniert sein. Der ACT-Sensor 125 kann dem CAC 18, wie dargestellt, vorgelagert sein, in alternativen Ausführungsformen kann der ACT-Sensor 125 jedoch dem Verdichter 14 vorgelagert sein. Die Lufttemperatur kann ferner in Verbindung mit einer Verbrennungsmotorkiühlmitteltemperatur verwendet werden, um zum Beispiel die Menge an Kraftstoff zu berechnen, die dem Verbrennungsmotor zugeführt wird.
  • Die Brennräume sind ferner über einen Satz von Auslassventilen (nicht dargestellt) an den Abgaskrümmer 136 gekoppelt. In der abgebildeten Ausführungsform ist ein einzelner Abgaskrümmer 136 dargestellt. In anderen Ausführungsformen kann der Abgaskrümmer jedoch eine Vielzahl von Abgaskrümmerabschnitten beinhalten. Konfigurationen, die eine Vielzahl von Abgaskrümmerabschnitten aufweisen, können ermöglichen, dass Abwasser aus unterschiedlichen Brennkammern an unterschiedliche Stellen in dem Verbrennungsmotorsystem geleitet wird. Der Darstellung nach ist eine Breitbandlambda(Universal Exhaust Gas Oxygen – UEGO)-Sonde 126 an den Abgaskrümmer 136 gekoppelt, welcher der Turbine 16 vorgelagert ist. Alternativ dazu kann die UEGO-Sonde 126 durch eine binäre Lambdasonde ersetzt werden.
  • Wie in 1 dargestellt, wird Abgas zum Antreiben der Turbine aus einem oder mehreren Abgaskrümmerabschnitten zu der Turbine 16 geleitet. Wenn ein reduziertes Turbinendrehmoment gewünscht ist, kann etwas Abgas stattdessen durch ein Wastegate (nicht dargestellt) geleitet werden und damit die Turbine umgehen. Der kombinierte Strom aus der Turbine und dem Wastegate strömt dann durch die Emissionssteuervorrichtung 70. Im Allgemeinen können eine oder mehrere Emissionssteuervorrichtungen 70 einen oder mehrere Katalysatoren zur Abgasnachbehandlung beinhalten, die dazu ausgelegt sind, den Abgasstrom katalytisch zu behandeln und dadurch eine Menge von einer oder mehreren Substanzen im Abgasstrom zu reduzieren. In einem Beispiel kann die Emissionssteuervorrichtung 70 einen Dreiwegekatalysator (TWC) beinhalten.
  • Das behandelte Abgas aus der Emissionssteuervorrichtung 70 kann ganz oder teilweise über einen Abgaskanal 35 in die Atmosphäre abgegeben werden. Je nach Betriebsbedingungen kann stattdessen jedoch etwas Abgas zu einem Abgasrückführungs(AGR)-Kanal 151, durch einen AGR-Kühler 50 und ein AGR-Ventil 152, zum Einlass des Verdichters 14 umgeleitet werden. Auf diese Weise ist der Verdichter dazu ausgelegt, Abgas, das einer Turbine 16 nachgelagert abgegriffen (z. B. entnommen) wird, aufzunehmen. Das AGR-Ventil 152 kann geöffnet werden, um eine kontrollierte Menge an gekühltem Abgas für eine wünschenswerte Verbrennungs- und Emissionssteuerleistung zu dem Verdichtereinlass aufzunehmen. Dadurch ist das Verbrennungsmotorsystem 100 dafür eingerichtet, eine externe Niederdruck(LP)-AGR bereitzustellen. In anderen Ausführungsformen kann das AGR-System ein Hochdruck-AGR-System mit einem AGR-Kanal 151 sein, der eine Verbindung von vor der Turbine 16 bis hinter dem Verdichter 14 bereitstellt. In einigen Ausführungsformen kann der MCT-Sensor 23 positioniert sein, um die Krümmerladungstemperatur zu bestimmen, und kann durch den AGR-Kanal 151 rückgeführte Luft und rückgeführtes Abgas beinhalten.
  • Die Brennräume 180 sind durch einen Zylinderkopf 182 abgedeckt und sind an Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 179 gekoppelt (während in 1 nur eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung dargestellt ist, beinhaltet jeder Brennraum eine daran gekoppelte Kraftstoffeinspritzvorrichtung). Kraftstoff kann der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 179 durch ein Kraftstoffsystem (nicht dargestellt) zugeführt werden, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und einen Kraftstoffzuteiler beinhaltet. Ferner saugt der Brennraum 180 Wasser und/oder Wasserdampf an, das/der durch die Wassereinspritzvorrichtung 33 in den Verbrennungsmotoreinlass eingespritzt werden kann. Wie in 1 dargestellt, ist die Wassereinspritzvorrichtung 33 im Ansaugkrümmer 22 der Drossel 20 nachgelagert und allen Brennräumen (z. B. Zylindern) 180 des Verbrennungsmotors 10 vorgelagert angeordnet. In einer anderen Ausführungsform kann die Wassereinspritzung 33 der Drossel 20 nachgelagert in einem oder mehreren Saugrohren (z. B. Anschlüssen; nicht gezeigt), die zu einer der Brennkammern 180 führen, oder in einer oder mehreren Brennkammmern 180, um Wasser direkt einzuspritzen, positioniert sein. In einer wieder anderen Ausführungsform kann das Wassereinspritzsystem eine Vielzahl von Wassereinspritzvorrichtungen beinhalten, die an einer oder mehreren dieser Stellen positioniert sind. Beispielsweise kann ein Verbrennungsmotor in einer Ausführungsform jeweils eine Wassereinspritzvorrichtung, die in einem Ansaugkrümmer 22 positioniert ist, Wassereinspritzvorrichtungen, die an jedem Saugrohr positioniert sind, und Wassereinspritzvorrichtungen, die an jedem Brennraum positioniert sind, beinhalten. Wasser kann den Wassereinspritzvorrichtungen 33 durch das Wassereinspritzsystem 60 zugeführt werden.
  • Das Wassereinspritzsystem 60 beinhaltet einen Wasserspeichertank (oder -behälter) 63, eine Wasserpumpe 62 und einen Wasserfüllkanal (z. B. manuellen Wasserfüllkanal) 69. Zusätzlich ist das Wassereinspritzsystem 60 an ein Wassersammelsystem 72 gekoppelt, das Wasser (z. B. in Form eines flüssigen Kondensats) aus einer Klimaanlage extrahiert, wie weiter unten beschrieben. Im Wasserspeichertank 63 gespeichertes Wasser wird der Wassereinspritzvorrichtung 33 über einen Wasserkanal 61 zugeführt. In einer anderen Ausführungsform kann im Wasserspeichertank 63 gespeichertes Wasser mehreren Wassereinspritzvorrichtungen zugeführt werden, die an den Einlass gekoppelt sind, wie oben beschrieben. In Ausführungsformen, die mehrere Einspritzvorrichtungen beinhalten, kann der Wasserkanal 61 ein oder mehrere Ventile und Wasserkanäle (nicht dargestellt) beinhalten, um zwischen verschiedenen Wassereinspritzvorrichtungen oder einer oder mehreren Wasserpumpen auszuwählen, die jeweils an einen Wassereinspritzkanal für eine oder mehrere Einspritzvorrichtungen gekoppelt ist. Die Wasserpumpe 62 kann durch eine Steuerung 12 betrieben werden, um der Wassereinspritzvorrichtung 33 über den Kanal 61 Wasser bereitzustellen.
  • Der Wasserspeichertank 63 kann einen Wasserstandssensor 65, einen Wasserqualitätssensor 66 und einen Wassertemperatursensor 67 beinhalten, die Informationen an die Steuerung 12 übertragen können. Zum Beispiel erkennt der Wassertemperatursensor 67 bei Frostbedingungen, ob das Wasser in dem Tank 63 gefroren oder zur Einspritzung verfügbar ist. In einigen Ausführungsformen kann ein Verbrennungsmotorkühlmittelkanal (nicht dargestellt) mit dem Speichertank 63 wärmegekoppelt sein, um gefrorenes Wasser aufzutauen. Der Wasserqualitätssensor 66 kann erkennen, ob das Wasser im Wasserspeichertank 63 für die Einspritzung geeignet ist. Als ein Beispiel kann der Wasserqualitätssensor 66 ein Leitfähigkeitssensor sein. Der Stand des im Wassertank 63 gespeicherten Wassers, wie durch den Wasserstandssensor 65 festgestellt, kann dem Fahrzeugführer übermittelt und/oder zur Einstellung des Verbrennungsmotorbetriebs verwendet werden. Zum Beispiel kann ein Wasserstandsanzeiger oder eine Angabe auf einem Fahrzeugarmaturenbrett (nicht dargestellt) verwendet werden, um den Wasserstand zu übermitteln. In einem anderen Beispiel kann der Wasserstand im Wassertank 63 verwendet werden, um zu bestimmen, ob genügend Wasser zur Einspritzung verfügbar ist, wie weiter unten in Bezug auf 3 beschrieben. In der abgebildeten Ausführungsform kann der Wasserspeichertank 63 über den Wasserfüllkanal 69 manuell nachgefüllt werden und/oder automatisch durch das Sammelsystem 72 über den Wassertankfüllkanal 76 nachgefüllt werden. Das Sammelsystem 72 kann an eine oder mehrere Komponenten 74 gekoppelt sein, die den Wasserspeichertank mit Kondensat, das aus verschiedenen Verbrennungsmotor- oder Fahrzeugsystemen gesammelt wurde, nachfüllen. In einem Beispiel kann das Sammelsystem 72 an ein AGR-System gekoppelt sein, um Wasser, das aus Abgas kondensiert, welches das AGR-System durchströmt, zu sammeln. In einem anderen Beispiel kann das Sammelsystem 72 an eine Klimaanlage gekoppelt sein (wie zum Beispiel eine elektrische Klimaanlage, wie in 2 dargestellt). Der manuelle Füllkanal 69 kann an ein Filter 68 fluidgekoppelt sein, das geringfügige im Wasser enthaltene Verunreinigungen entfernen kann, die Verbrennungsmotorkomponenten möglicherweise beschädigen könnten.
  • 1 zeigt ferner ein Steuersystem 28. Das Steuersystem 28 kann kommunikativ an verschiedene Komponenten des Verbrennungsmotorsystems 100 gekoppelt sein, um die hier beschriebenen Steuerroutinen und -vorgänge durchzuführen. Wie in 1 dargestellt, kann das Steuersystem 28z. B. eine elektronische digitale Steuerung 12 beinhalten. Die Steuerung 12 kann ein Mikrocomputer sein, der eine Mikroprozessoreinheit, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, Direktzugriffsspeicher, Keep-Alive-Speicher und einen Datenbus beinhaltet. Der Darstellung nach kann die Steuerung 12 Eingaben von einer Vielzahl von Sensoren 30 empfangen, was Benutzereingaben und/oder Sensoren (wie z. B. Getriebegangstellung, Gaspedaleingabe (z. B. Pedalstellung), Bremseingabe, Getriebewählhebelstellung, Fahrzeuggeschwindigkeit, Verbrennungsmotordrehzahl, Luftmassenstrom durch den Verbrennungsmotor, Ladedruck, Umgebungstemperatur, Umgebungsluftfeuchtigkeit, Ansauglufttemperatur, Lüfterdrehzahl usw.), Kühlsystemsensoren (wie z. B. ECT-Sensor, Lüfterdrehzahl, Temperatur in der Fahrgastzelle, Umgebungsluftfeuchtigkeit usw.), CAC-Sensoren 18 (wie z. B. CAC-Ansauglufttemperatur, ACT-Sensor 125 und -Druck, CAC-Auslasslufttemperatur, MCT-Sensor 23 und -Druck usw.), Klopfsensoren 183 zum Bestimmen der Zündung von Endgasen und/oder der Wasserverteilung zwischen Zylindern, Wassereinspritzsystemsensoren (wie z. B. Wasserstandssensor 65, Wasserqualitätssensor 66 und Wassertemperatursensor 67) und andere beinhalten kann. Ferner kann die Steuerung 12 mit verschiedenen Aktoren 32 kommunizieren, die Verbrennungsmotoraktoren (wie z. B. Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, eine elektronisch gesteuerte Ansaugluft-Drosselklappe, Zündkerzen, Wassereinspritzvorrichtungen, Wasserpumpen usw.) beinhalten können. In einigen Beispielen kann das Speichermedium (z. B. Speicher) mit computerlesbaren Daten programmiert sein, die Anweisungen darstellen, welche durch den Prozessor durchführbar sind, um die weiter unten beschriebenen Verfahren sowie andere Varianten, die vorgesehen, aber nicht konkret aufgeführt sind, durchzuführen.
  • Die Steuerung 12 empfängt Signale von den verschiedenen Sensoren aus 1 und setzt die verschiedenen Aktoren aus 1 ein, um den Verbrennungsmotorbetrieb auf Grundlage der empfangenen Signale und Anweisungen, die in einem Speicher der Steuerung gespeichert sind, einzustellen. Beispielsweise kann das Einspritzen von Wasser in den Verbrennungsmotor Einstellen eines Aktors der Einspritzvorrichtung 33 zum Einspritzen von Wasser beinhalten und das Einstellen der Wassereinspritzung kann Einstellen einer Wassermenge, die über die Einspritzvorrichtung eingespritzt wird, oder eines Zeitpunkts davon beinhalten. In einem anderen Beispiel kann das Sammeln von Kondensat für ein Wassereinspritzsystem 60 ein Einstellen des Betriebs des Wassersammelsystems 72, wie z. B. einer Klimaanlage, beinhalten.
  • 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Klimaanlage 240, die mit einem regenerativen Bremssystem 260 in einem Hybridelektrofahrzeug 202 gekoppelt ist, in schematischer Darstellung. Das in 2 dargestellte Hybridelektrofahrzeug 202 kann ähnliche Elemente wie das in 1 dargestellte Fahrzeug 102 aufweisen, wie z. B. einen in 1 dargestellten Verbrennungsmotor 10. Daher sind der Kürze halber Komponenten in 2, die jenen aus 1 ähnlich sind, ähnlich gekennzeichnet und werden nachfolgend nicht wiederholt beschrieben.
  • Das Hybridelektrofahrzeugsystem 202 beinhaltenen einen Verbrennungsmotor 10, Energieumwandlungsvorrichtungen 212 und 216, wie zum Beispiel Elektromotoren, Hydraulikmotoren oder Schwungräder, die in einem regenerativen Bremssystems 260 enthalten sein können, eine Klimaanlage 240 und ein Wassersammelsystem 72. Ferner kann das Fahrzeugsystem 202 einen Achsantrieb/Räder 218 beinhalten, die eine Fahrbahn berühren können. Darüber hinaus können die Räder 218 Bremsen (z. B. Reibungsbremsen) 222 beinhalten, um dem Fahrzeugsystem 202 eine Reibungsbremsung bereitzustellen. Die Energieumwandlungsvorrichtungen 212 und 216 können konfiguriert sein, um eine andere Energiequelle zu verwenden oder zu verbrauchen als der Verbrennungsmotor 10. Zum Beispiel kann der Verbrennungsmotor 10 einen flüssigen Kraftstoff (z. B. Benzin) verbrauchen, um eine Verbrennungsmotorausgabe zu produzieren, während die Umwandlungsvorrichtungen 212 und 216 für elektrische Energie als Verbrennungsmotoren betrieben werden können und elektrische Energie in Ausgangsdrehmoment umzuwandeln. Daher kann das Fahrzeugsystem 202 als ein Hybridelektrofahrzeug (HEV) bezeichnet werden. Ferner können die Umwandlungsvorrichtungen 212 und 216 für elektrische Energie als Generatoren betrieben werden und Drehmoment in elektrische Energie umwandeln. Es ist anzumerken, dass die Umwandlungsvorrichtungen 212 und 216 für elektrische Energie hier als mindestens eines von einem Verbrennungsmotor und einem Generator bezeichnet werden können. In einigen Ausführungsformen kann eine Energieumwandlungsvorrichtung wie zum Beispiel ein Wechselrichter zwischen der Batterie und einem Elektromotor, wie zum Beispiel die Elektromotoren 212 und 216, angeschlossen sein, um den DC-Ausgang der Batterie in einen AC-Ausgang zur Verwendung durch den Elektromotor umzuwandeln. In alternativen Ausführungsformen kann der Wechselrichter jedoch in dem Elektromotor konfiguriert sein. In einem Beispiel kann es sich bei der ersten Umwandlungsvorrichtung 212 für elektrische Energie um einen kurbelwellenintegrierten Anlasser/Generator (crank integrated starter generator – CISG) handeln. Der CISG 212 kann mit dem Ausgang des Verbrennungsmotors 10 verbunden sein und kann ferner mit dem Getriebe 214 verbunden sein, wodurch Anlasser/Generator-Fähigkeiten bereitgestellt werden. In einigen Ausführungsformen kann ein Drehmomentwandler zwischen dem Ausgang des CISG 212 und dem Eingang des Getriebes angeordnet sein. Die zweite Umwandlungsvorrichtung 216 für elektrische Energie kann eine elektrische Hinterachsantriebs(electric rear axle drive – ERAD)-Vorrichtung sein. Der ERAD 216 kann dem Ausgang des Getriebes 214 nachgelagert mit dem Antriebsstrang gekoppelt sein und kann den Antriebsrädern 218 Drehmoment liefern. In einigen Ausführungsformen kann der ERAD 216 Drehmoment über einen Antriebsriemen oder einen anderen geeigneten Mechanismus an den Antriebsstrang übertragen. In einigen Ausführungsformen kann der ERAD 216 Drehmoment über einen Planetenradsatz, welcher mit den Antriebsrädern 218 verbunden sein kann, an den Antriebsstrang übertragen, wodurch Antriebsfähigkeiten in entweder einem elektrischen Antriebs- oder einem Hybridantriebmodus bereitgestellt werden.
  • Das Fahrzeugsystem 202 kann eine Reihe von verschiedenen Betriebsmodi je nach den vorliegenden Betriebsbedingungen nutzen, um das Fahrzeug anzutreiben oder abzubremsen (z. B. Bremsen in Reaktion auf eine Bedieneranforderung durch Betätigen eines Bremspedals des Fahrzeugs in einem Beispiel). Einige dieser Modi kennen ermöglichen, dass der Verbrennungsmotor 110 in einem abgeschalteten Zustand (d. h. auf einen deaktivierten Zustand festgelegt) gehalten wird, in dem die Verbrennung von Kraftstoff an dem Verbrennungsmotor unterbrochen wird. Während ausgewählter Betriebsbedingungen kann der Verbrennungsmotor 10 zum Beispiel betrieben werden, um das Fahrzeug 202 über das Antriebsrad 218 anzutreiben, während der Elektromotor 120 deaktiviert ist. Der Verbrennungsmotor 10 kann durch das Verbrennen von Kraftstoff betrieben werden, der aus dem Kraftstoffsystem (nicht gezeigt) aufgenommen wird. Unter anderen Betriebsbedingungen kann der Elektromotor 120 das Fahrzeug über das Antriebsrad 218 antreiben, während der Verbrennungsmotor 10 deaktiviert ist. Unter wieder anderen Betriebsbedingungen, wenn ein Fahrzeug nicht beschleunigt, wie zum Beispiel ein Bremsereignis, kann der Verbrennungsmotor 10 auf einen deaktivierten Zustand eingestellt werden, während der ERAD 216 betrieben werden kann, um die Energiespeichervorrichtung 220 zu laden. Zum Beispiel kann der ERAD 216 ein Raddrehmoment von den Antriebsrädern 218 empfangen, wobei der Elektromotor die kinetische Energie des Fahrzeugs zum Speichern in der Energiespeichervorrichtung 220 in elektrische Energie umwandeln kann. Dieser Betrieb kann als regeneratives Bremsen des Fahrzeugs bezeichnet werden. Demnach kann der ERAD 216 in einigen Ausführungsformen eine Generatorfunktion bereitstellen. Jedoch kann der CISG 212 in anderen Ausführungsformen stattdessen ein Raddrehmoment von dem Antriebsrad 218 empfangen, wodurch der Generator die kinetische Energie des Fahrzeugs zum Speichern in der Energiespeichervorrichtung 220 in elektrische Energie umwandeln kann. Auf diese Weise können der CISG 212 und der ERAD 216 elektrisch mit der Energiespeichervorrichtung 220 verbunden sein.
  • In der dargestellten Ausführungsform ist die Energiespeichervorrichtung 220 eine Systembatterie. In einigen Ausführungsformen kann die Batterie 220 zum Speichern von elektrischer Energie konfiguriert sein, die zu anderen elektrischen Lasten geleitet werden kann, die sich an Bord des Fahrzeugs befinden (mit Ausnahme des Elektromotors), darunter Kabinenheizung und -klimatisierung, Verbrennungsmotorstarten, Scheinwerfer, Kabinenaudio- und -videosysteme usw. Ferner sind die Batterie 220 und der CISG 212 in der dargestellten Ausführungsform zum Beispiel elektrisch mit der Klimaanlage 240 gekoppelt, um elektrische Energie aus dem regenerativen Bremssystem 260 an die Klimaanlage 240 zu leiten.
  • Die Klimaanlage 240 beinhaltet einen Kompressor 230, einen Kondensator 232 und einen Verdampfer 236 zum Bereitstellen von gekühlter Luft an die Fahrgastzelle 204 des Fahrzeugs. Der Kompressor 230 empfingt Kühlgas vom Verdampfer 236 und verdichtet das Kühlmittel. Energie zum Antreiben des Kompressors 230 wird von einer Energiequelle bereitgestellt. In einem Beispiel wird Energie zum Betreiben des Kompressors 230 durch eine Energiespeichervorrichtung, wie zum Beispiel die Batterie 220, bereitgestellt. In einem weiteren Beispiel wird Energie zum Antreiben des Kompressors 230 durch eine Energieumwandlungsvorrichtung, wie zum Beispiel der CISG 212, bereitgestellt. Zum Beispiel kann eine Energieumwandlungsvorrichtung, wie zum Beispiel der CISG 212, Energie von einer Vielzahl von Quellen empfangen, darunter eins oder mehrere des Verbrennungsmotors 10, des regenerativen Bremssystems 260 oder der Batterie 220. Mechanische Radleistung und Verbrennungsmotorleistung können über das Getriebe 214 übertragen werden. Dann treibt die durch die Energieumwandlungsvorrichtung bereitgestellte Energie einen Elektromotor zum Betreiben des Kompressors 230 an. Auf diese Weise wird dem AC-Kompressor Energie über einen Elektromotorbereitgestellt, um Kühlmittel zu verdichten. Dem verdichteten Kühlmittel wird Wärme entzogen, sodass das Kühlmittel bei dem Kondensator 232 verflüssigt wird. Ein Trockner 233 kann an den Kondensator 232 gekoppelt sein, um unerwünschte Feuchtigkeit (z. B. Wasser) aus der Klimaanlage 240 zu reduzieren. In einigen Ausführungsformen kann der Trockner 233 ein Filter (nicht dargestellt) beinhalten, um Feinstaub abzuscheiden. Nachdem es in den Kondensator 232 gepumpt wurde, wird das Kühlmittel dem Verdampfer 236 über ein Verdampferventil 234 zugeführt. Das verflüssigte Kühlmittel dehnt sich nach dem Durchtritt durch das Verdampferventil 234 aus und bewirkt, dass sich die Temperatur des Verdampfers 236 verringert. Auf diese Weise lässt sich die Lufttemperatur senken, indem die Luft über den Verdampfer 236 durch den Lüfter 237 geleitet wird. Der Verdampfer 236 ist ferner an ein Wassersammelsystem 72 fluidgekoppelt, das zu dem in 1 dargestellten Wassersammelsystem 72 im Wesentlichen ähnlich ist, um Wasser aus der Klimaanlage 240 zur Wassereinspritzung in den Verbrennungsmotor 10 zu extrahieren. Am Verdampfer 236 bildet sich Kondensat, während sich die Luft abkühlt, und das Kondensat wird dann dem Wassersammelsystem 72 über einen Kondensatabfluss 238 und einen Wassertankfüllkanal 76 zugeführt.
  • Daraufhin kann gekühlte Luft vom Verdampfer 236 zur Fahrgastzelle 204 durch einen Lüftungskanal 291 geleitet werden, wie durch Pfeile veranschaulicht. Die Steuerung 12 betreibt einen Lüfter 237 gemäß Bedienereinstellungen, die über das Fahrzeugarmaturenbrett 198 eingegeben werden können, sowie Klimasensoren. In der Fahrgastzelle (z. B. Kabine) kann ein Fahrzeugbediener oder Insasse gewünschte Klimaparameter über ein Fahrzeugarmaturenbrett 198 eingeben. In einem Beispiel kann das Fahrzeugarmaturenbrett 198 einen oder mehrere Eingabeabschnitte zum Empfangen einer Benutzereingabe umfassen, wie z. B. Knöpfe, Berührungsbildschirme, Spracheingabe/-erkennung usw. In dem abgebildeten Beispiel kann das Fahrzeugarmaturenbrett 198 Eingabeabschnitte zum Empfangen von Bedienereingaben für die Klimaanlage 240 (z. B. Ein/Aus-Zustand der Klimaanlage, gewünschte Fahrgastzellentemperatur, Lüfterdrehzahl und Verteilungsweg für klimatisierte Kabinenluft) beinhalten. Ferner kann das Fahrzeugarmaturenbrett 198 eine oder mehrere Anzeigeleuchten und/oder eine textbasierte Anzeige beinhalten, über die Nachrichten an einen Bediener angezeigt werden. In einem anderen Beispiel kann eine Vielzahl von Sensoren 30 einen oder mehrere Klimasensoren beinhalten, welche die Temperatur des Verdampfers 236 und der Fahrgastzelle 204 sowie die Umgebungstemperatur an die Steuerung 12 anzeigen. Ferner können die Sensoren 30 Luftfeuchtigkeitssensoren beinhalten, um die Luftfeuchtigkeit in der Fahrgastzelle 204 sowie die Luftfeuchtigkeit von durch die Klimaanlage 240 geleiteter Luft zu messen.
  • 2 zeigt ferner ein Steuersystem 28. Das Steuersystem 28 ist dem in 1 dargestellten Steuersystem 28 im Wesentlichen ähnlich und beinhaltet eine Steuerung 12, die Eingaben von einer Vielzahl von Sensoren 30 empfangen und mit verschiedenen Aktoren 32 kommunizieren kann. Die Steuerung 12 empfängt Signale von den verschiedenen Sensoren aus 2 und setzt die verschiedenen Aktoren aus 2 ein, um den Verbrennungsmotor- und Elektromotorbetrieb auf Grundlage der empfangenen Signale und Anweisungen, die in einem Speicher der Steuerung gespeichert sind, einzustellen. Zum Beispiel kann das Sammeln von Wasser aus einer Klimaanlage Einstellen eines Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativem Bremsen, wie zum Beispiel Bremsen 222 und regeneratives Bremssystem 260. Wie hier bezeichnet, ist das Verhältnis von Reibungs- zu regenerativem Bremsen ein Verhältnis des Ausmaßes an Bremsleistung, die über die Reibungsbremsen angewendet wird, zu dem Ausmaß an Bremsleistung, die über das regenerative Bremssystem angewendet wird. In einem Beispiel ist Bremsleistung Bremskraft. In einem weiteren Beispiel ist ein Ausmaß an Bremsleistung eine Menge an Bremsmoment. Die Steuerung kann Signale von Sensoren, wie zum Beispiel Signale über Ausmaß an Bremspedalbetätigung, einen Batterie-SOC oder einen Wasserstand in einem Wasserspeichertank, empfangen und kann Aktoren der Reibungsbremsen und des regenerativen Bremssystems einsetzen, zum Beispiel über Elektromotoren, um das Verhältnis von Reibungs- zu regenerativem Bremsen einzustellen. In einem Beispiel kann die Steuerung das Verhältnis von Reibungs- zu regenerativem Bremsen als Reaktion auf ein Signal von der Batterie, dass die Batterie zum Speichern von Ladung in der Lage ist (z. B. ist ein Batterie-SOC oder Batterieleistungsgrenze unter einem oberen Schwellenwert), verringern. In einem weiteren Beispiel kann die Steuerung das Verhältnis von Reibungs- zu regenerativem Bremsen als Reaktion auf ein Signal von einem Wasserstandssensor des Wasserspeichertanks, wie zum Beispiel der in 1 gezeigte Wasserstandssensor 65, verringern. In noch einem weiteren Beispiel kann die Steuerung das Verhältnis von Reibungs- zu regenerativem Bremsen als Reaktion auf Signale, dass ein Batterie-SOC und/oder eine Batterieleistungsgrenze über einem oberen Schwellenwert liegt und ein Wasserstand in dem Wasserspeichertank über einem oberen Schwellenwert liegt, erhöhen. Ferner kann das Sammeln von Kondensat aus einer Klimaanlage Einstellen einer Klimakompressorlast des Kompressors 230 und Extrahieren von kondensiertem Wasser aus dem Kondensator 232 beinhalten. Insbesondere kann das Verringern des Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativem Bremsen und das Betreiben des AC-Kompressors 230 die Menge an Kondensat bei dem Kondensator 232 erhöhen, wodurch eine Wassermenge erhöht wird, die zum Sammeln durch die AC-Anlage 240 bereitsteht.
  • Damit stellen die Systeme aus den 1 und 2 beispielhafte Systeme dar, die verwendet werden können, um Wasser (z. B. Kondensat) aus einer elektrischen Klimaanlage zu extrahieren und gesammeltes Wasser zur Einspritzung beim Verbrennungsmotor aus einem Wassereinspritzsystem zu speichern. Die Verwendung eines Wassereinspritzsystems kann durch die Wassermenge, die in einem Wasserspeichertank gespeichert ist, begrenzt sein. So kann durch Koppeln einer Klimaanlage an ein Wassersammelsystem zum Sammeln von Wasser an einem Kondensator einer Klimaanlage, wie in den 1 und 2 dargestellt, ein Wassersammelsystem Wasser für das Wassereinspritzsystem bereitstellen. Das Sammeln von Wasser für ein Wassersammelsystem kann als Reaktion auf eines oder mehrere von einem Wasserspeicherstand, Wassereinspritzanforderungen und verschiedenen Verbrennungsmotorbetriebsparametern, wie in den in den 3-5 abgebildeten Verfahren dargestellt, eingestellt werden. Beispielsweise können die Klimakompressorlast und Verhältnis von reibungs- zu regenerativern Bremsen während des Bremsens eingestellt werden, um Wasser für das Wassersammelsystem als Reaktion auf eines oder mehrere von einem Wasserstand in einem Wasserspeichertank und einem Batterieladestatus, wie in den in den 4 und 5 abgebildeten Verfahren dargestellt, zu sammeln.
  • In Bezug auf 3 wird ein beispielhaftes Verfahren 300 zum Einspritzen von Wasser in einen Verbrennungsmotor dargestellt. Anweisungen zum Durchführen des Verfahrens 300 und der übrigen hier aufgeführten Verfahren können durch eine Steuerung (wie z. B. die in den 1–2 dargestellte Steuerung 12) auf der Grundlage von auf einem Speicher der Steuerung gespeicherten Anweisungen und in Verbindung mit von Sensoren des Verbrennungsmotorsystems, wie zum Beispiel den oben im Zusammenhang mit 1 beschriebenen Sensoren, und/oder des regenerativen Bremssystems des Hybridfahrzeugs, wie zum Beispiel den oben im Zusammenhang mit 2 beschrieben Sensoren, empfangenen Signalen ausgeführt werden. Die Steuerung kann Verbrennungsmotoraktoren des Verbrennungsmotorsystems einsetzen, um den Verbrennungsmotorbetrieb gemäß den nachfolgend beschriebenen Verfahren einzustellen. In einem Beispiel kann Wasser über eine oder mehrere Wassereinspritzvorrichtungen unter Verwendung von Wasser, das in einem Wasserspeichertank eines Wassereinspritzsystems (wie z. B. dem Wasserspeichertank 63 des in 1 dargestellten Wassereinspritzsystems 60) gespeichert ist, eingespritzt werden.
  • Das Verfahren 300 beginnt bei 302 mit dem Schätzen und/oder Messen der Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen. Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen können Druck im Ansaugkrümmer (MAP), Luft-Kraftstoff-Verhältnis (air-fuel ratio – A/F), Zündzeitpunkt, Menge oder Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung, eine Abgasrückführungs(AGR)-Rate, Luftmassenstrom (MAF), Verteilerladungstemperatur (MCT), Verbrennungsmotordrehzahl und/oder -last, ein Niveau des Verbrennungsmotorklopfens usw. beinhalten. Als nächstes, bei 304, beinhaltet das Verfahren das Bestimmen, ob Wassereinspritzung angefordert wurde. In einem Beispiel kann die Wassereinspritzung als Reaktion darauf, dass eine Krümmertemperatur größer als ein Schwellenwert ist, angefordert werden. Zusätzlich kann die Wassereinspritzung angefordert werden, wenn eine Schwellendrehzahl oder -last des Verbrennungsmotors erreicht wurde. In einem wieder anderen Beispiel kann die Wassereinspritzung auf der Grundlage eines Verbrennungsmotorklopfpegels, der über einem Schwellenwert liegt, angefordert werden. Ferner kann die Wassereinspritzung als Reaktion auf eine Abgastemperatur, die über einer Schwellentemperatur liegt, angefordert werden, wobei die Schwellentemperatur eine Temperatur ist, über der eine Verschlechterung der den Zylindern nachgelagerten Verbrennungsmotorkomponenten auftreten kann. Zusätzlich kann Wasser eingespritzt werden, wenn die abgeleitete Oktanzahl des verwendeten Kraftstoffs einen Schwellenwert unterschreitet.
  • Wurde keine Wassereinspritzung angefordert, so fährt der Verbrennungsmotorbetrieb bei 306 fort, ohne Wasser einzuspritzen. Wenn eine Wassereinspritzung angefordert wurde, fährt das Verfahren alternativ dazu bei 308 fort, um die Verfügbarkeit von Wasser zur Einspritzung zu schätzen und/oder zu messen. Die Wasserverfügbarkeit zur Einspritzung kann auf Grundlage der Ausgabe einer Vielzahl von Sensoren, wie z. B. eines Wasserstandssensors und/oder eines Wassertemperatursensors, die im Wasserspeichertank des Wassereinspritzsystems des Verbrennungsmotors angeordnet sind (wie z. B. der in den 1–3 dargestellte Wasserstandssensor 65 und Wassertemperatursensor 67), bestimmt werden. Zum Beispiel kann es sein, dass Wasser im Wasserspeichertank unter Frostbedingungen (z. B., wenn die Wassertemperatur im Tank einen Schwellenwert unterschreitet, wobei sich der Schwellenwert bei oder nahe einer Gefriertemperatur befindet) nicht für eine Einspritzung zur Verfügung steht. In einem anderen Beispiel kann der Wasserstand im Wasserspeichertank einen Schwellenwert unterschreiten, wobei der Schwellenwert auf einer Wassermenge, die für ein Einspritzereignis oder einen Zeitraum von Einspritzzyklen erforderlich ist, beruhen kann. Als Reaktion darauf, dass der Wasserstand des Wasserspeichertanks den Schwellenwert unterschreitet, kann ein Nachfüllen des Tanks angezeigt werden. Bei 310 beinhaltet das Verfahren das Bestimmen, ob Wasser zur Einspritzung verfügbar ist. Wenn Wasser zur Einspritzung nicht verfügbar ist, fährt das Verfahren bei 312 fort, um Verbrennungsmotorbetriebsparameter einzustellen, um Wasser zu sammeln. Dies kann Sammeln von Wasser aus Fahrzeugsystemen, wie z. B. einer elektrischen Klimaanlage, beinhalten, wie nachfolgend unter Bezugnahme auf die 4 und 5 beschrieben. Das Verfahren bei 312 kann ferner ein Speichern des gesammelten Wassers im Wasserspeichertank beinhalten. In einer Ausführungsform kann die Steuerung zusätzlich eine Benachrichtigung an einen Fahrzeugbediener senden, um den Tank manuell nachzufüllen. Wenn jedoch Wasser zur Einspritzung verfügbar ist, fährt das Verfahren bei 314 fort, um Wasser (das im Wasserspeichertank gespeichert ist) auf der Grundlage der Wassereinspritzanforderung einzuspritzen. Das Einspritzen von Wasser kann das Betätigen eines Aktors einer oder mehrerer Wassereinspritzvorrichtungen (wie z. B. der in 1 dargestellten Wassereinspritzvorrichtung 33) des Verbrennungsmotors über eine Steuerung beinhalten, um im Wasserspeichertank gespeichertes Wasser in einen Ansaugkrümmer (oder an eine andere Stelle im Einlass des Verbrennungsmotors und/oder in Verbrennungsmotorzylindern des Verbrennungsmotors) einzuspritzen. Das Einspritzen von Wasser kann das Einspritzen einer angeforderten Wassermenge über einen Zeitraum oder als ein oder mehrere Impulse beinhalten.
  • 4 zeigt ein beispielhaftes Verfahren 400 zum Extrahieren von Wasser (z. B. in Farm eines Kondensats) aus einer elektrischen Klimaanlage eines Fahrzeugs. Wie oben beschrieben, kann Wasser für ein Wassereinspritzsystem aus einem fahrzeuginternen System, wie z. B. einer Klimaanlage (z. B. der in 2 dargestellten Klimaanlage 240), gesammelt werden. Das Extrahieren von Kondensat aus der Klimaanlage, wie z. B. der in 2 dargestellten Klimaanlage 240, kann das Extrahieren von Wasser unter Verwendung eines Wassersammelsystems, wie z. B. des in den 1 und 2 dargestellten Wassersammelsystems 72, beinhalten.
  • Das Verfahren 400 beginnt bei 402 mit dem Schätzen und/oder Messen der Fahrzeugbetriebsbedingungen. Fahrzeugbetriebsbedingungen können Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen, wie zum Beispiel Druck im Ansaugkrümmer (MAP), Luft-Kraftstoff-Verhältnis (A/F), Zündzeitpunkt, Menge oder Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung, Menge oder Zeitpunkt der Wassereinspritzung und Verbrennungsmotordrehzahl und/oder -last, beinhalten. Außerdem kann sich ein Verbrennungsmotor während eines regenerativen Bremsereignisses in einem deaktivierten Zustand befinden, wie bereits im Zusammenhang mit 1 beschrieben. Andere Fahrzeugbetriebsbedingungen können den Wasserstand im Wasserspeichertank, Bremsausmaß, Ladezustand (SOC) einer Energiespeichervorrichtung des Fahrzeugs, wie zum Beispiel eine Fahrzeugbatterie, Batterieleistungsgrenzen usw., beinhalten. Der Wasserstand im Wasserspeichertank kann auf der Grundlage einer Ausgabe von einem Sensor bestimmt werden, wie zum Beispiel einem Wassertankstandssensor, der in einem Wasserspeichertank eines Wassereinspritzsystems des Verbrennungsmotors (wie etwa der in 1 gezeigte Wasserstandssensor 65) angeordnet ist. Der Wasserstand des Wasserspeichertanks kann z. B. über einen innerhalb des Tanks gekoppelten Sensor gemessen werden. Als Nächstes beinhaltet das Verfahren bei 404 ein Bestimmen, ob der Wasserstand im Wasserspeichertank einen Schwellenwert unterschreitet. In einem Beispiel basiert der Schwellen auf einer Wassermenge, die für ein angefordertes Einspritzereignis oder einen Zeitraum von Einspritzzyklen erforderlich (z. B. angefordert) ist. In einem anderen Beispiel kann der Schwellenwert für Wasser in dem Wasserspeichertank ein festgelegter Füllstand sein, der größer als null, aber kleiner als ein voller Wassertankstand ist.
  • Wenn der Wasserstand unter dem Schwellenwert liegt, fährt das Verfahren mit 406 fort, um zu bestimmen, ob ein Bremsereignis stattfindet. Ein Bremsereignis kann stattfinden, wenn die Steuerung ein Signal von einem Fahrzeugführer empfängt, der ein Bremsen des Fahrzeugs anfordert (z. B. ein Signal, das durch Betätigen eines Bremspedals des Fahrzeugs erzeugt wird). Beispielsweise kann das Bremsereignis dadurch ausgelöst werden, dass der Fahrzeugführer das Bremspedal des Fahrzeugs betätigt. Als Reaktion darauf, dass die Steuerung das durch das Betätigen des Bremspedals erzeugte Signal empfängt, bremst die Steuerung das Fahrzeug entweder über das Senden eines Signals an einen Aktor der Reibungsbremsen (wie zum Beispiel die in 2 gezeigten Reibungsbremsen 222) oder des regenerativen Bremssystems (wie zum Beispiel das in 2 gezeigte regenerative Bremssystem 260). Wenn das Bremsereignis nicht stattfindet, dann beinhaltet das Verfahren bei 410 das Sammeln von Wasser zur Einspritzung aus einem alternativen System des Fahrzeugs. Das Verfahren kann bei 410 das Extrahieren von Kondensat aus einem anderen Wassersammelsystem des Fahrzeugs, wie z. B. einem Abgasrückführungssystem, in einem Beispiel beinhalten. Zusätzlich oder alternativ dazu kann das Verfahren bei 410 das Anzeigen einer Nachfüllanforderung für den Wasserspeichertank beinhalten. In einem Beispiel kann die Steuerung eine Benachrichtigung (z. B. eine visuelle Anzeige oder ein hörbares Signal) an den Fahrzeugbediener zum manuellen Nachfüllen des Wasserspeichertanks senden.
  • Alternativ dazu fährt das Verfahren bei 406, wenn das Bremsen stattfindet, mit 414 fort, um zu bestimmen, ob eine Batterie des Fahrzeugs in der Lage ist, Energie zu speichern. Wie vorstehend erläutert kann die Batterie eine Batterie eines Hybridfahrzeugs sein, die zum Speichern von Energie und zum Verwenden von gespeicherter Energie verwendet wird, um das Fahrzeug mindestens teilweise zu betreiben. Die Batterie kann in der Lage sein, Ladung anzunehmen, wenn der SOC der Batterie unter einem Schwellenwert-SOC liegt (z. B. ein oberer Schwellenwert-SOC). Im Gegensatz dazu kann die Batterie nicht in der Lage sein, zusätzliche Ladung zu speichern (d. h., die Batterie kann bei einer Ladungsgrenze sein), wenn der SOC der Batterie über einem Schwellenwert SOC liegt (z. B. ein unterer Schwellenwert-SOC). Ferner kann die Batterie in der Lage sein, Ladung anzunehmen, wenn eine Leistungsgrenze einer Batterie unter einer Schwellenwertbatterieleistungsgrenze liegt (z. B. eine obere Schwellenwertleistungsgrenze). Die Leistungsgrenze einer Batterie kann eins oder mehrere des SOC der Batterie, einer Menge an Strom der Batterie, eines Alters der Batterie und/oder der Batterietemperatur beinhalten. In einem Beispiel kann die Batterie nicht in der Lage sein, weitere Ladung anzunehmen oder kann eine verringerte Batterieladungsgrenze aufweisen, wenn die Batterietemperatur nicht innerhalb eines Schwellenwerttemperaturbereichs liegt. Der Schwellenwerttemperaturbereich kann einen Temperaturbereich zwischen einer oberen Schwellenwerttemperatur und einer unteren Schwellenwerttemperatur beinhalten. Zum Beispiel kann die Temperatur bei der Batterie über (z. B. über der oberen Schwellenwerttemperatur) oder unter (z. B. unter der unteren Schwellenwerttemperatur) dem Schwellenwerttemperaturbereich zum Speichern elektrischer Energie liegen und somit nicht in der Lage sein, mehr Energie zu speichern.
  • Wenn die Batterie nicht in der Lage ist, Energie zu speichern, dann beinhaltet das Verfahren bei 418 das Verringern des Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativem Bremsen und das Betreiben des Klimakompressors. Wie vorstehend beschrieben, ist das Verhältnis von Reibungs- zu regenerativem Bremsen ein Verhältnis des Ausmaßes an Bremsmoment, das über die Reibungsbremsen angewendet wird, zu dem Ausmaß an Bremsmoment, das über das regenerative Bremssystem angewendet wird. In einem Beispiel beinhaltet das Verringern des Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativem Bremsen das Verringern des Ausmaßes an Reibungsbremsen relativ zu dem Ausmaß an regenerativem Bremsen. In einem weiteren Beispiel beinhaltet das Verringern des Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativem Bremsen das Erhöhen des Ausmaßes an regenerativem Bremsen relativ zu dem Ausmaß an Reibungsbremsen. In noch einem weiteren Beispiel beinhaltet das Verringern des Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativem Bremsen das Verringern des Ausmaßes an Reibungsbremsen und das Erhöhen des Ausmaßes an regenerativern Bremsen. Zum Beispiel kann die Steuerung ein an die Aktoren der Reibungsbremsen und des regenerativen Bremssystems zu sendendes Steuersignal auf der Grundlage des bestimmten Ausmaßes des Verringerns des Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativem Bremsen bestimmen. Als ein Beispiel beinhaltet das Betreiben des AC-Kompressors bei 418 außerdem das Verwenden von Energie, die durch regeneratives Bremsen gewonnen wurde, zum Betreiben des AC-Kompressors und/oder zum Einstellen der AC-Kompressorlast. Zum Beispiel kann das Einstellen der AC-Kompressorlast eins oder mehr des Einstellens der Leistung, Drehzahl und/oder des Drehmoments des AC-Kompressors beinhalten. In einem Beispiel kann das Betreiben des AC-Kompressors bei 418 das Einstellen der AC-Kompressorleistung beinhalten. Ferner erhöht sich bei 418 das Ausmaß, um welches das Verhältnis von Reibungs- zu regenerativem Bremsen verringert wird, wenn sich der Wasserstand in dem Wasserspeichertank senkt. Wenn sich das Verhältnis von Reibungs- zu regenerativem Bremsen verringert, wird die überschüssige gewonnene Energie an den AC-Kompressor geleitet und nicht in der Batterie gespeichert. Auf diese Weise wird durch regeneratives Bremsen gewonnene Energie zum Betreiben des AC-Kompressors verwendet, derart, dass zusätzliche Energie (z. B. Energie, die in der Batterie gespeichert ist, oder durch den Verbrennungsmotor erzeugte Energie) nicht zum Betreiben des AC-Kompressors zum Sammeln von Wasser aus der AC-Anlage benötigt wird.
  • Wenn die Batterie bei 414 in der Lage ist, Energie zu speichern, fährt das Verfahren bei 422 fort, um das Verhältnis von Reibungs- zu regenerativem Bremsen zu verringern, den AC-Kompressor auf der Grundlage des Wasserbedarfs zu betreiben und zusätzliche Energie zu speichern, die nicht durch den AC-Kompresser benötigt wird, in der Batterie zu speichern, und zwar gemäß dem weiter unten in Bezug auf 5 beschriebenen Verfahren 500. Sowohl das Verfahren bei 418 als auch das Verfahren bei 422 fahren mit 428 fort.
  • Bei 428 beinhaltet das Verfahren das Sammeln von Wasser aus der Klimaanlage und das Speichern des Wassers im Wasserspeichertank. Beispielsweise beinhaltet das Sammeln von Wasser aus der AC-Anlage das Sammeln von Kondensat, das sich an einem Verdampfer einer AC-Anlage (wie Z. B. dem in 2 dargestellten Verdampfer 236) bildet, während Luft über den Verdampfer zum Abkühlen der Luft strömt, und dann das Leiten des gesammelten Kondensats (z. B. über einen Wasserkanal) zum Wasserspeichertank. Daraufhin beinhaltet das Verfahren bei 430 das Bestimmen, ob Klimatisierung angefordert wurde. In einem Beispiel kann Klimatisierung durch einen Fahrzeugbediener unter Verwendung eines Bedienfelds in einer Fahrgastzelle eines Fahrzeugs (wie z. B. des in 2 dargestellten Bedienfelds 298) angefordert werden. Beispielsweise kann die Steuerung ein Signal von dem Bedienfeld empfangen, das anfordert, dass die AC-Anlage eingeschaltet und auf einem festgelegten Temperaturniveau betrieben wird. Wenn Klimatisierung bei 430 angefordert wurde, dann beinhaltet das Verfahren bei 434 das Verringern der Beimischung von warmer Luft, während der AC-Kompressor läuft. Wenn Klimatisierung angefordert wurde, kann die Steuerung z. B. den AC-Kompressor zum Wassersammeln und Kühlen der Fahrgastzelle betreiben. In einem Beispiel kann jedoch eine gewünschte Temperatur in der Fahrgastzelle auf Grundlage eines durch die Steuerung vom Bedienfeld empfangenen Signals im Verhältnis zur Temperatur von über den Verdampfer strömender gekühlter Luft höher sein. Als Reaktion darauf, dass die gewünschte Fahrgastzellentemperatur wärmer als die Luft aus der AC-Anlage ist, kann die Steuerung eine Menge an warmer Luft (wie z. B. Umgebungsluft oder Luft von unter einer Motorhaube des Fahrzeugs) mit der gekühlten Luft aus der AC-Anlage mischen und dann die gemischte Luft in die Fahrgastzelle leiten, wobei die Menge an warmer Luft auf einer Menge basiert, die nötig ist, um ein festgelegtes Temperaturniveau zu erreichen. In einem Beispiel kann die Steuerung die Menge an beigemischter warmer Luft mit abnehmender Differenz zwischen der festgelegten Fahrgastzellentemperatur und der AC-Lufttemperatur verringern. Auf diese Weise kann die Steuerung den AC-Kompressor betreiben, um Wasser zu sammeln, während immer noch gekühlte Luft mit der gewünschten Temperatur an die Fahrgastzelle des Fahrzeugs bereitgestellt wird. Wenn keine Klimatisierung bei 430 angefordert wurde, fährt das Verfahren mit 432 fort und beinhaltet das Erhöhen der Beimischung von warmer Luft auf einen Schwellenwert. Die Schwellenmenge an beigemischter warmer Luft kann auf Eingabesignalen von einem Fahrzeugführer in Bezug auf eine gewünschte Fahrgastzellentemperatur und Ausgaben einer Vielzahl von Sensoren, wie z. B. Sensoren für Umgebungstemperatur und Fahrgastzellentemperatur, beruhen. Beispielsweise kann die Steuerung Signale von einem AC-Temperatursensor, einem Fahrgastzellentemperatursensor und einem Umgebungslufttemperatursensor empfangen. In einem Beispiel kann, wenn keine Klimatisierung angefordert wurde, die Steuerung die Menge an beigemischter warmer Luft mit steigender Differenz zwischen der Fahrgastzellentemperatur und der AC-Lufttemperatur erhöhen. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Steuerung die gekühlte Luft aus der Klimaanlage ablassen und die gekühlte Luft nicht in die Fahrgastzelle leiten.
  • Wenn bei 404 der Wasserstand im Wasserspeichertank nicht unter dem Schwellenwert liegt, fährt das Verfahren mit 408 fort, um zu bestimmen, ob ein Bremsereignis stattfindet. Wenn kein Bremsen stattfindet, dann beinhaltet das Verfahren das Fortsetzen des Verbrennungsmotorbetriebs bei 412. Zum Beispiel kann der aktuelle Verbrennungsmotorbetrieb beibehalten werden, ohne den Betrieb der AC-Anlage abweichend von der Anforderung durch den Fahrzeugbediener einzustellen. Darüber hinaus kann, wenn die AC-Anlage während des Verbrennungsmotarbetriebs läuft, während kein Bremsen stattfindet, Wasser dennoch für das Wassereinspritzsystem gesammelt werden, wenn der Wasserspeichertank imstande ist, Wasser zu speichern. Beispielsweise kann die Steuerung ein Steuersignal an einen Aktor des Wassersammelsystems senden, wenn die AC-Anlage läuft, um Wasser auf Grundlage des Wasserstands im Wasserspeichertank zu sammeln. Auf diese Weise kann Wasser opportunistisch aus der AC-Anlage während des Betriebs der AC-Anlage gesammelt werden, wenn der Wasserspeichertank Wasser speichern kann.
  • Wenn jedoch ein Bremsereignis bei 408 vorliegt, fährt das Verfahren mit 416 fort, wobei das Verfahren das Bestimmen beinhaltet, ob die Batterie zum Speichern von Ladung in der Lage ist, wie oben in Bezug auf das Verfahren bei 414 beschrieben. Wenn die Batterie nicht in der Lage ist, Energie zu speichern, fährt das Verfahren mit 420 fort, wo das Verfahren das Erhöhen des Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativern Bremsen beinhaltet. In einem Beispiel beinhaltet das Erhöhen des Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativem Bremsen das Erhöhen des Ausmaßes an Reibungsbremsen relativ zu dem Ausmaß an regenerativem Bremsen. In einem weiteren Beispiel beinhaltet das Erhöhen des Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativem Bremsen das Verringern des Ausmaßes an regenerativem Bremsen relativ zu dem Ausmaß an Reibungsbremsen. In noch einem weiteren Beispiel beinhaltet das Erhöhen des Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativem Bremsen das Erhöhen des Ausmaßes an Reibungsbremsen und das Verringern des Ausmaßes an regenerativem Bremsen. Wenn die Batterie in der Lage ist, Energie zu speichern, fährt das Verfahren mit 424 fort, was das Verringern des Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativem Bremsen beinhaltet (ähnlich wie das Verfahren bei 418, wie oben beschrieben). Sowohl das Verfahren bei 420 als auch das Verfahren bei 424 fahren mit 426 fort, wo das Verfahren das Betreiben des AC-Kompressors nur auf der Grundlage einer Bedieneranforderung beinhaltet. Beispielsweise kann die Steuerung die Betriebslast des AC-Kompressors auf Grundlage der Bedienereingabe (z. B. einer festgelegten Temperatur für die AC-Anlage und einer aktuellen Fahrgastzellentemperatur) und nicht auf Grundlage des Wasserstands im Wasserspeichertank bestimmen. Konkret kann die Steuerung eine logische Bestimmung der gewünschten AC-Kompressorlast auf Grundlage von Logikregeln durchführen, die von der Bedienereingabe (z. B. Temperaturanforderung oder Ein/Aus-Zustand der AC-Anlage) und nicht vom Wasserstand abhängen. Daraufhin kann die Steuerung ein Signal auf Grundlage der logischen Bestimmung an einen Aktor des AC-Kompressors senden, um den AC-Kompressor auf Grundlage der bestimmten Betriebslast zu betreiben. Auf diese Weise veranschaulicht das Verfahren 400 ein Verfahren zum Sammeln von Kondensat aus einer elektrischen AC-Anlage. Mit steigender AC-Kompressorlast (z. B. wenn der AC-Kompressor auf einem höheren Pegel betrieben wird und dem AC-Kompressor mehr elektrische Energie zugeführt wird) kann mehr Kondensat aus der AC-Anlage zur Verwendung im Wassereinspritzsystem extrahiert werden. Während eines Bremsereignisses kann das regenerative Bremssystem opportunistisch verwendet werden, um das Fahrzeugabzubremsen, das Bremsmoment in elektrische Energie umzuwandeln und die elektrische Energie zum Betreiben des AC-Kompressors zu verwenden, sodass mehr Wasser bei dem Wasserspeichertank gesammelt werden kann.
  • 5 zeigt ein beispielhaftes Verfahren 500 zum Leiten von Anteilen der Energie, die durch regeneratives Bremsen erzeugt wird, zu der Batterie des Fahrzeugs und/oder zu dem AC-Kompressor der elektrischen AC-Anlage. Das Verfahren 500 fährt von dem Verfahren bei 422 aus 4 als Reaktion auf das Bestimmen, dass der Wasserstand im Speichertank unter dem Schwellenwasserstand liegt und die Batterie in der Lage ist, Ladung zu speichern, fort.
  • Das Verfahren 500 beginnt bei 502 durch das Bestimmen, ab der Batterie-SOC unter einem Schwellenwert-SOC liegt. Der Schwellenwert-SOC kann ein Pegel sein, der unter dem Pegel liegt, auf welchen sich bei 414 des Verfahrens 400 zum Bestimmen, ob die Batterie in der Lage, beliebige Ladung zu speichern, bezogen wird. Zum Beispiel kann der Schwellenwert-SOC bei 502 ein unterer Schwellenwert-SOC sein, unter welchem die Batterie nicht über ausreichend gespeicherte elektrische Energie verfingt, um zukünftige elektrische Bedürfnisse des Fahrzeugs zu erfüllen (z. B. zum Antreiben des Fahrzeugs). Wenn der Batterie-SOC nicht unter dem Schwellenwert-SOC liegt, dann fährt das Verfahren mit 504 fort und beinhaltet das Betreiben des AC-Kompressors auf der Grundlage eines Wasserbedarfs und das Speichern zusätzlicher Energie, die nicht durch den AC-Kompressor benötigt wird, in der Batterie. Zum Beispiel kann die Steuerung den AC-Kompressor betreiben, um Kondensat auf der Grundlage des Wasserstands in dem Wasserspeichertank und/oder einer Wassereinspritzmenge aus dem Wassereinspritzsystem zu sammeln. Die Steuerung kann eine logische Bestimmung eines Steuersignals, das an den Aktor des AC-Kompressors zu senden ist, wie zum Beispiel eine AC-Kompressorlast, auf der Grundlage von Logikregeln treffen, die von einem bestimmten Wasserbedarf abhängig sind. Die Steuerung kann den Wasserbedarf auf der Grundlage von Signalen bestimmen, die von den Sensoren des Wassereinspritzsystems empfangen werden, wie zum Beispiel ein Wasserstandssensor, über den Wasserstand im Wasserspeichertank und eine Wassereinspritzmenge/rate. Zum Beispiel kann die Steuerung eine logische Bestimmung des Wasserbedarfs auf Grundlage von Logikregeln treffen, die von dem Wasserstand des Wasserspeichertanks und/oder einer Wassereinspritzmenge/-rate abhängig sind, die durch die Wassereinspritzvorrichtungen einzuspritzen ist. In einem Beispiel kann die Steuerung die AC-Kompressorlast erhöhen, wenn der Wasserstand sinkt, um das Sammeln von Wasser zu erhöhen. In einem weiteren Beispiel kann die Steuerung die AC-Kompressorlast erhöhen, wenn sich die Wassereinspritzmenge (z. B. eine aktuelle Wassereinspritzmenge in einen Verbrennungsmotor oder eine angeforderte einzuspritzende Menge) erhöht. Außerdem kann die Steuerung beliebige überschüssige Energie, die durch regeneratives Bremsen gewonnen wird und die nicht vom AC-Kompressor benötigt wird, derart zuführen, dass sie in der Batterie gespeichert wird.
  • Wenn der Batterie-SOC bei 502 alternativ unter dem Schwellenwert-SOC liegt, fährt das Verfahren mit 506 fort, um zu bestimmen, ob die Batterielast über einer Schwellenwertbatterielast liegt. Die Batterielast kann die Menge an Energie sein, die aus der Batterie entzogen wird und durch andere Fahrzeugkomponenten verbraucht wird. Die Schwellenwertbatterielast kann auf einem Niveau des elektrischen Bedarfs beruhen, wobei die Menge an Energie, die in der Batterie gespeichert ist, zum Betreiben von einer oder mehreren elektrischen Komponenten des Fahrzeugs verwendet werden kann. Zum Beispiel kann die Batterielast über der Schwellenwertbatterielast liegen, wenn der elektrische Bedarf von einer oder mehreren elektrischen Komponenten des Fahrzeugs hoch ist. Wenn die Batterielast nicht über der Schwellenwertbatterielast liegt, dann beinhaltet das Verfahren bei 508 das Bestimmen, ob die Wassereinspritzmenge über einer Schwellenwertwassereinspritzmenge liegt. Die Wassereinspritzmenge kann eine aktuelle Wassermenge (oder Rate von Wasser) sein, die über eine oder mehrere Wassereinspritzvorrichtungen des Wassereinspritzsystems in den Verbrennungsmotor eingespritzt werden soll (oder von der angefordert ist, dass sie eingespritzt werden soll). Die Schwellenwertwassereinspritzmenge kann auf einem aktuellen Wasserstand des Wasserspeichertanks basieren, sodass eine gewünschte Wassereinspritzmenge über diesem Schwellenwert zu einem Rückgang des Wassers im Wasserspeichertank führt. Wenn die Einspritzmenge über der Schwellenwertwassereinspritzmenge liegt, fährt das Verfahren mit 504 fort, um den AC-Kompressor auf der Grundlage des Wasserbedarfs zu betreiben und zusätzliche Energie, die nicht von der AC benötigt wird, in der Batterie zu speichern, wie vorstehend beschrieben. Wenn die Wassereinspritzmenge jedoch nicht über dem Schwellenwert liegt, fährt das Verfahren mit 510 fort. Bei 510 beinhaltet das Verfahren das Speichern eines ersten Anteils der Energie, die durch regeneratives Bremsen gewonnen wird, in der Batterie und das Zuführen eines zweiten, übrigen Anteils der Energie zum Betreiben des AC-Kompressors, wobei der erste und der zweite Anteil auf der Grundlage der Batterielast und der Wassereinspritzmenge/-rate eingestellt werden (z. B. die Menge oder Rate an Wasser, die über das Wassereinspritzsystem in den Verbrennungsmotor eingespritzt werden soll). In einem Beispiel ist der erste Anteil eine Menge der Energie, die durch regeneratives Bremsen gewonnen wird und die benötigt wird, um einen oberen Pegel des Batterie-SOC zu erreichen. Der obere SOC kann ein Pegel sein, der über dem Pegel liegt, auf welchen sich bei 414 des Verfahrens 400 zum Bestimmen, ob die Batterie in der Lage, beliebige Ladung zu speichern, bezogen wird. In einem Beispiel kann der erste Anteil an Energie, der bei 510 in der Batterie gespeichert wird, ein Batterie-SOC-Pegel sein, über welchem die Batterie in der Lage ist, die elektrischen Bedürfnisse des Fahrzeugs zu erfüllen. In einem weiteren Beispiel kann der erste Anteil an Energie, der bei 510 in der Batterie gespeichert wird, ein Batterie-SOC-Pegel sein, über welchem die Batterie nicht in der Lage sein kann, zusätzliche Ladung zu speichern (z. B. eine Ladungsgrenze der Batterie). Der zweite Anteil an Energie, der zum Betreiben des AC-Kompressors zugeführt wird, Energie, die durch regeneratives Bremsen gewonnen wird und die nicht zum Speichern in der Batterie benötigt wird. Zum Beispiel kann die Steuerung die Menge an Energie in dem ersten und dem zweiten Anteil auf der Grundlage von Signalen bestimmen, die von den Sensoren in Bezug auf den Batterie-SOC, die Batterielast und die Wassereinspritzmenge/-rate empfangen werden. Zum Beispiel kann die Steuerung als Reaktion auf empfange Signale über einen Batterie-SOC den ersten Anteil an Energie, der in der Batterie gespeichert wird, erhöhen, wenn sich der Batterie-SOC verringert. Im Gegensatz dazu kann die Steuerung den ersten Anteil an Energie, der in der Batterie gespeichert wird, verringern und den zweiten Anteil erhöhen, der zum Betreiben des AC-Kompressors zugeführt wird, wenn sich der Batterie-SOC erhöht. In einem weiteren Beispiel kann die Steuerung den ersten Anteil, der in der Batterie gespeichert wird, verringern und den zweiten Anteil erhöhen, der dem AC-Kompressor zugeführt wird, wenn sich die Wassereinspritzmenge/-rate erhöht. Auf diese Weise kann die Energie, die durch regencratives Bremsen gewonnen wird, zum Laden der Batterie verwendet werden und die AC-Anlage kann die überschüssige gewonnene Energie zum Betreiben des AC-Kompressors zum Sammeln von Wasser verbrauchen.
  • Wenn die Batterielast bei 506 über dem Schwellenwert liegt, fährt das Verfahren mit 512 fort, um zu bestimmen, ob die Wassereinspritzmenge (oder -rate) über der Schwellenwertwassereinspritzmenge (oder -rate) liegt. Die Schwellenwertwassereinspritzmenge (oder -rate) kann derselbe Schwellenwert sein, der oben in Bezug auf das Verfahren bei 508 beschrieben wurde. Wenn die Wassereinspritzmenge nicht über dem Schwellenwert liegt, fährt das Verfahren mit 514 fort, um den ersten Anteil an Energie, welcher der Batterie zugeführt wird, relativ zu dem zweiten Anteil an Energie, weicher dem AC-Kompressor zugeführt wird, zu erhöhen. Auf diese Weise kann eine größere Menge an Energie, die über das regenerative Bremssystem während des Bremsereignisses gewonnen wird, in der Batterie gespeichert werden als für das Betreiben des AC-Kompressors verwendet wird. Folglich kann weniger Wasser aus der AC-Anlage zur Wassereinspritzung gesammelt werden, als wenn der zweite Anteil größer als der erste Anteil ist. Wenn die Wassereinspritzmenge über dem Schwellenwert liegt, fährt das Verfahren mit 516 fort, um den zweiten Anteil an Energie, welcher dem AC-Kompressor zugeführt wird, relativ zu dem ersten Anteil, welcher der Batterie zugeführt wird, zu erhöhen. Auf diese Weise wird ein größerer zweiter Anteil an Energie, der durch das regenerative Bremsen gewonnen wird, zum Betreiben des AC-Kompressors zugeführt. Folglich kann mehr Wasser aus der AC-Anlage zur Wassereinspritzung gesammelt werden. Außerdem kann weniger Energie in der Batterie gespeichert werden, als wenn der erste Anteil größer als der zweite Anteil ist.
  • Schließlich zeigt 6 ein Diagramm 600, das Einstellungen eines Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativem Bremsmoment und einer AC-Kompressorlast als Reaktion auf einen Wasserstand in einem Wasserspeichertank und verschiedene Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen veranschaulicht. Der Wasserspeichertank kann ein Wasserspeichertank eines Wassereinspritz- und Wassersammelsystems sein, wie oben beschrieben. Der AC-Kompressor kann Teil einer elektrischen AC-Anlage, wie z. B. der oben beschriebenen AC-Anlage, sein. Ferner kann Wasser zur Wassereinspritzung aus der AC-Anlage gesammelt werden, während der AC-Kompressor betrieben wird, und im Wasserspeichertank gespeichert werden. Die in dem Diagramm 600 veranschaulichten Betriebsparameter beinhalten Wassertankstand bei Verlauf 602, Wassereinspritzmenge (eingespritzt über eine oder mehrere Wassereinspritzvorrichtungen des Wassereinspritzsystems) bei Verlauf 604, das Verhältnis von Reibungs- zu regenerativem Bremsen bei Verlauf 606, Batterie-SOC bei Verlauf 610, eine AC-Kompressorlast des AC-Kompressors bei Verlauf 608 und eine Gesamtmenge an Energie, die durch das regenerative Bremssystem gewonnen wurde, bei Verlauf 612 (dargestellt als eine durchgezogene Linie), mit dem Anteil der gewonnenen Energie, der dem AC-Kompressor zugeführt wird, bei Verlauf 614 (dargestellt als eine gestrichelte Linie) und dem Abschnitt, der in der Batterie gespeichert wird, bei Verlauf 616 (dargestellt als eine Punktlinie). Eine Punktlinie 605 entspricht einem Verhältnis von Reibungs- zu regenerativem Bremsen von gleich 1. Schwellenwerte für verschiedene Betriebsparameter (wie z. B. Wasserstand, Wassereinspritzmenge und Batterie-SOC) sind als gestichelte horizontale Linie dargestellt. Bei jedem Betriebsparameter ist die Zeit auf der horizontalen Achse dargestellt und sind die Werte jedes entsprechenden Betriebsparameters auf der vertikalen Achse dargestellt.
  • Vor dem Zeitpunkt t1 nimmt der Wasserstand (Verlauf 602) im Wasserspeichertank des Wassereinspritzsystems ab, sodass der Wasserstand bei Zeitpunkt t1 einen Schwellenwert T1 unterschreitet. Der Wasserstand im Wasserspeichertank kann durch einen Wasserstandssensor (wie z. B. den in 1 dargestellten Wasserstandssensor 65) angezeigt werden. Darüber hinaus findet bei Zeitpunkt t1 ein Bremsereignis statt. Als Reaktion darauf, dass der Wasserstand im Wasserspeichertank unter dem Schwellenwert T1 liegt, während das Bremsen stattfindet, verringert die Steuerung das Verhältnis von Reibungs- zu regenerativem Bremsen (Verlauf 606) und sammelt Wasser für das Wassereinspritzsystem aus der AC-Anlage bei Zeitpunkt t1. Da ein SOC der Batterie über einem Schwellenwert T3 liegt und keine zusätzliche Ladung annehmen kann, führt die Steuerung die gesamte Energie, die durch regeneratives Bremsen gewonnen wird, dem AC-Kompressor zu (Verläufe 612–616). Infolge des Verringerns des Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativem Bremsen und des Betreibens des AC-Kompressors mit der gewonnenen Energie zum Sammeln von Wasser erhöht sieh der Wasserstand im Wasserspeichertank (Verlauf 602) bis zum Zeitpunkt t2 über den Schwellenwert T1.
  • Bei Zeitpunkt t3 findet ein Bremsen statt. Als Reaktion darauf, dass der Wasserstand im Wasserspeichertank (Verlauf 602) über dem Schwellenwert T1 liegt und der Batterie-SOC über dem T3 liegt (Verlauf 608), erhöht die Steuerung das Verhältnis von Reibungs- zu regenerativem Bremsen bei Zeitpunkt t3. Folglich verringert sich die über regeneratives Bremsen gewonnene Energie (Verlauf 612) nach Zeitpunkt t3. Darüber hinaus verringert die Steuerung die AC-Kompressorlast (Verlauf 610) als Reaktion darauf, dass keine Klimatisierung durch einen Fahrzeugbediener angefordert wird. In einem anderen Beispiel kann die Steuerung den AC-Kompressor als Reaktion auf eine Anforderung von Klimatisierung in einer Fahrgastzelle des Fahrzeugs betreiben. Weiterhin erhöht sieh die Wassereinspritzmenge (Verlauf 604) vom Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t3. Anschließend verringert sich der Wasserstand im Wasserspeichertank zwischen dem Zeitpunkt t3 und dem Zeitpunkt t4.
  • Bei Zeitpunkt t4 liegt der Wasserstand im Wasserspeichertank unter dem Schwellenwert T1 und Bremsen findet statt. Außerdem ist die Batterie in der Lage, Ladung zu speichern (z. B. liegt der Batterie-SOC unter dem Schwellenwert T3). Als Reaktion darauf, dass der Wasserstand unter dem Schwellenwert T1 liegt (Verlauf 602) und der SOC der Batterie unter dem Schwellenwert T3 liegt (Verlauf 608), verringert die Steuerung das Verhältnis von Reibungs- zu regenerativem Bremsen und betreibt den AC-Kompressor, um Wasser zu sammeln (z. B. auch dann, wenn der Bediener keine Klimatisierung angefordert hat oder die Temperatur der Fahrzeugkabine kühler als eine Temperatur ist, die über den Bediener angefordert wird). Ferner speichert die Steuerung einen ersten Anteil der Gesamtenergie, die durch regeneratives Bremsen gewonnen wird (Verlauf 612) in der Batterie (Verlauf 616) und ein zweiter Anteil wird dem AC-Kompressor auf der Grundlage der Bedürfnisse des Wassereinspritzsystems und der Batterielast zugeführt (Verlauf 614). Zum Beispiel kann die Steuerung den ersten Anteil an Energie, der in der Batterie gespeichert wird, erhöhen und den zweiten Anteil verringern, der dem AC-Kompressors zugeführt wird, wenn sich die Batterielast erhöht. In einem weiteren Beispiel kann sich der zweite Anteil an Energie, der dem AC-Kompressor zugeführt wird, erhöhen, wenn der Wasserstand im Wasserspeichertank unter den Schwellenwert T1 sinkt und/oder die Wassereinspritzmenge über einen Schwellenwert T2 ansteigt. Infolge des Verringerns des Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativem Bremsen und des Zuführens des ersten Anteils an Energie zu dem AC-Kompressor und des Speicherns des zweiten Abteils in der Batterie erhöhen sich bei Zeitpunkt t5 der Batterie-SOC und der Wasserstand im Wasserspeichertank.
  • Auf diese Weise können das Verhältnis von Reibungs- zu regenerativem Bremsmoment in einem Hybridfahrzeug und eine Klimakompressorlast eingestellt werden, um Wasser aus der Klimaanlage für ein Wassereinspritzsystem auf Grundlage eines Wasserstands in einem Wasserspeichertank zu sammeln. Außerdem kann der Klimakompressor betrieben werden, wenn überschüssige Energie zur Verfügung steht, um Wasser aus der elektrischen AC-Anlage zu sammeln. Zum Beispiel kann während eines Bremsereignisses das Verhältnis von Reibungs- zu regenerativem Bremsen als Reaktion darauf, dass der Wasserstand unter einem Schwellenwert liegt, verringert werden. Durch das Einstellen des Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativern Bremsen und das Betreiben des AC-Kompressors kann Wasser auch dann zur Wassereinspritzung gesammelt werden, wenn der SOC einer Batterie über einem Schwellenwertpegel liegt. Infolgedessen kann Wasser zur Wassereinspritzung nach Bedarf während eines Bremsereignisses gesammelt werden, ohne dass zusätzliche Energie verwendet wird, um den AC-Kompressor zu betreiben (z. B. kann nur Energie, die durch Bremsen gewonnen wurde, verwendet werden, um den AC-Kompressor zu betreiben, sodass Wasser erzeugt und im Wasserspeichertank gespeichert wird). Dies kann eine Wahrscheinlichkeit dafür verringern, dass Wasser zur Wassereinspritzung zur Neige geht. Ferner kann auf diese Weise das Sammeln von Wasser aus der AC-Anlage eine Belastung für den Fahrzeugbediener hinsichtlich des Nachfüllens des Wasserspeichertanks reduzieren. Außerdem kann Energie, die durch regeneratives Bremsen gewonnen wird, dem AC-Kompressor und/oder einer Batterie als Reaktion auf einen Batterie-SOC, den Wasserstand in dem Wasserspeichertank und eine Wassereinspritzmenge zugeführt werden, wodurch die Energie sowohl dem AC-Kompressor als auch der Batterie nach Bedarf bereitgestellt wird. Durch das Koordinieren der elektrischen Bedürfnisse der Batterie mit den Wasserspeicheranforderungen des Wassereinspritzsystems können sowohl ein Batterie-SOC und Wasserspeichertankstand bei ausreihenden Pegeln zum Betreiben der Systeme des Fahrzeugs gehalten werden. Der technische Effekt des Einstellens des Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativem Bremsen und der AC-Kompressorlast während eines Bremsereignisses besteht darin, der AC-Anlage auch dann elektrische Energie, die durch ein regeneratives Bremssystem gewonnen wird, bereitzustellen, wenn der Batterie-SOC hoch ist und der Fahrzeugbediener die Klimatisierung nicht angefordert hat. Überdies besteht der technische Effekt des Einstellens der AC-Kompressorlast auf Grundlage des Wasserstands des Wasserspeichertanks darin, Wasser zur Wassereinspritzung in einen Verbrennungsmotor bereitzustellen.
  • Als eine Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren Einstellen einer AC-Kompressorlast einer elektrischen AC-Anlage und eines Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativer Bremsleistung während des Bremsen auf der Grundlage eines Wasserstands in einem an ein Wassereinspritzsystem gekoppelten Wasserbehälter. In einem ersten Beispiel des Verfahrens beinhaltet das Verfahren ferner, dass Einstellen der AC-Kompressorlast und des Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativer Bremsleistung während des Bremsens Betreiben eines AC-Kompressors der elektrischen AC-Anlage zum Erhöhen der AC-Kompressorlast und Verringern des Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativer Bremsleistung als Reaktion darauf beinhaltet, dass der Wasserstand unter einem Wasserstandschwellenwert liegt. Ein zweites Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional das erste Beispiel und umfasst ferner, als Reaktion darauf, dass ein Batterieladestatus des Hybridfahrzeugsystems über einem Ladestatusschwellenwert liegt, Übertragen der gesamten Energie aus dem regenerativen Bremsen auf den AC-Kompressor und Nichtspeichern der Energie aus dem regenerativen Bremsen in der Batterie; und wobei sich ein Ausmaß des Verringerns des Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativer Bremsleistung erhöht, wenn sich der Wasserstand weiter unter den Wasserstandschwellenwert verringert. Ein drittes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional eins oder mehrere des ersten und zweiten Beispiels und umfasst ferner, als Reaktion darauf, dass ein Batterieladestatus des Hybridfahrzeugsystems unter einem Ladestatusschwellenwert liegt, Verringern des Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativer Bremsleistung, um Energie zu erzeugen, und Speichern eines ersten Anteils der erzeugten Energie in der Batterie und Verwenden eines übrigen, zweiten Anteils der erzeugten Energie zum Betreiben des AC-Kompressors. Ein viertes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional eins oder mehrere des ersten bis dritten Beispiels und beinhaltet ferner, dass der erste Anteil und der zweite Anteil auf einer Wassermenge beruhen, die über das Wassereinspritzsystem eingespritzt werden soll. Ein fünftes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional eins oder mehrere des ersten bis vierten Beispiels und umfasst ferner Sammeln von Wasser, das durch die elektrische AC-Anlage während des Betreibens des AC-Kompressors erzeugt wird, und Speichern des gesammelten Wassers im Wasserbehälter. Ein sechstes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional das erste bis fünfte Beispiel und umfasst ferner Einspritzen des im Wasserbehälter gespeicherten Wassers in eines oder mehrere eines Ansaugkrümmers, eines Saugrohrs eines Verbrennungsmotorzylinders und eines Verbrermungsmotorzylinders über eine oder mehrere Wassereinspritzvorrichtungen des Wassereinspritzsystems auf Grundlage von Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen. Ein siebtes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional das erste bis sechste Beispiel und umfasst ferner, als Reaktion darauf, dass Klimatisierung nicht durch einen Benutzer in einer Kabine des Hybridfahrzeugsystems während des Bremsens und Betreibens des AC-Kompressors als Reaktion darauf, dass der Wasserstand unter dem Schwellenwert liegt, angefordert wird, Erhöhen des Beimischens von warmer Luft in der Kabine. Ein achtes Beispiel für das Verfahren beinhaltet ferner das erste bis siebte Beispiel und beinhaltet ferner, dass Einstellen der AC-Kompressorlast und des Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativer Bremsleistung während des Bremsens Betreiben eines AC-Kompressors der elektrischen AC-Anlage nur auf der Grundlage einer Anforderung des Bedieners und nicht auf der Grundlage des Wasserstands und Verringern des Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativer Bremsleistung als Reaktion darauf beinhaltet, dass der Wasserstand über einem Wasserstandschwellenwert liegt und der Batterieladestatus des Hybridfahrzeugsystems unter einem Ladestatusschwellenwert liegt. Ein neuntes Beispiel für das Verfahren beinhaltet ferner das erste bis achte Beispiel und beinhaltet ferner, dass Einstellen der AC-Kompressorlast und des Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativer Bremsleistung während des Bremsens Betreiben eines AC-Kompressors der elektrischen AC-Anlage nur auf der Grundlage einer Anforderung des Bedieners und nicht auf der Grundlage des Wasserstands und Erhöhen des Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativer Bremsleistung als Reaktion darauf beinhaltet, dass der Wasserstand über einem Wasserstandschwellenwert liegt und der Batterieladestatus des Hybridfahrzeugsystems unter einem Ladestatusschwellenwert liegt. Ein zehntes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional das erste bis neunte Beispiel und umfasst ferner, als Reaktion darauf, dass der Wasserstand unter einem Schwellenwert liegt, wenn das Bremsereignis nicht auftritt, Sammeln von Wasser für die Wassereinspritzung aus einem alternativen Wassersammelsystem des Hybridelektrofahrzeugs.
  • Als eine weitere Ausführungsform umfasst ein Verfahren während einer erste Bedingung Erhöhen eines Verhältnisses von Reibungsbremsen zu regenerativem Bremsen als Reaktion darauf, dass ein Ladestatus (SOC) einer Batterie während eines Fahrzeugbremsereignisses über einem Schwellenwert-SOC liegt; und während einer zweiten Bedingung Verringern des Verhältnisses von Reibungsbremsen zu regenerativem Bremsen und Betreiben einer elektrischen AC-Anlage, die mit der Batterie gekoppelt ist, als Reaktion darauf, dass der SOC der Batterie bei dem Fahrzeugbremsereignis über dem Schwellenwert-SOC liegt, Sammeln von Kondensat aus der AC-Anlage und Speichern des gesammelten Kondensats in einem Wasserbehälter eines Wassereinspritzsystems. In einem ersten Beispiel für das Verfahren umfasst das Verfahren ferner, dass die erste Bedingung einen Wasserstand des Wasserbehälters über einem Wasserstandsschwellenwert beinhaltet und die zweite Bedingung den Wasserstand des Wasserbehälters unter dem Schwellenwertstand beinhaltet. Ein zweites Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional das erste Beispiel umfasst ferner, während der ersten Bedingung, Betreiben des AC-Kompressors nur auf der Grundlage einer Bedieneranforderung und nicht auf der Grundlage des Wasserstands. Ein drittes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional eins oder mehrere des ersten und zweiten Beispiels und umfasst ferner, während der zweiten Bedingung, Erhöhen des Ablassens von wärmerer Luft mit der gekühlten Luft aus der AC-Anlage vor dem Strömenlassen der gekühlten Luft in eine Bedienerkabine des Hybridfahrzeugsystems als Reaktion darauf, dass Klimatisierung nicht durch einen Bediener des Hybridfahrzeugsystems angefordert wurde, wobei eine Menge an wärmerer Luft in die gekühlte Luft abgelassen wird, wenn eine Last auf dem AC-kompressor durch regeneratives Bremsen ansteigt. Ein viertes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional das erste bis dritte Beispiel und umfasst ferner, nach dem Abschluss des Fahrzeugbremsereignisses während der zweiten Bedingung, Verringern einer Ausgabe gekühlter Luft aus der AC-Anlage unter ein verlangtes Niveau, wobei das Ausmaß des Verringerns der Ausgabe der gekühlten Luft auf einer Ausgabe der gekühlten Luft aus der AC-Anlage während der zweiten Bedingung beruht. Ein fünftes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional das erste bis vierte Beispiel und umfasst ferner, während der zweiten Bedingung, Verringern des Verhältnisses von Reibungsbremsen zu regenerativem Bremsen, um Energie zu erzeugen, Speichern eines ersten Anteils der erzeugten Energie in der Batterie und Verwenden eines übrigen, zweiten Anteils der erzeugten Energie zum Betreiben des AC-Kompressors als Reaktion darauf, dass der SOC der Batterie während des Fahrzeugbremsereignisses unter dem Schwellenwert-SOC liegt, wobei der ersten Anteil und der zweite Anteil auf jedem davon, dass ein Ausmaß des SOC der Batterie unter dem Schwellenwert-SOC liegt, ein Ausmaß des Wasserstands unter dem Schwellenwertstand liegt, und der verlangten Wassereinspritzmenge aus dem Wassereinspritzsystem beruhen.
  • Als noch eine weitere Ausführungsform beinhaltet ein System eine Batterie; eine elektrische Klima(AC)-Anlage, beinhaltend einen AC-Kompressor, der mit der Batterie gekoppelt ist; ein regeneratives Bremssystem, das mit der Batterie und dem AC-Kompressor gekoppelt ist; ein Wassereinspritzsystem, beinhaltend einen Wasserbehälter, der mit der AC-Anlage fluidgekoppelt ist, und eine oder mehrere Wassereinspritzvorrichtungen, die mit einem Verbrennungsmotor des Hybridfahrzeugsystems gekoppelt sind; und eine Steuerung, beinhaltend einen nichtflüchtigen Speicher mit computerlesbaren Anweisungen für Folgendes: Betreiben des AC-Kompressors unter Verwendung von elektrischer Energie, die aus dem regenerativen Bremssystem während eines Bremsereignisses gewonnen wird, und Einstellen eines Verhältnisses von Reibungsbremsen zu regenerativem Bremsen auf der Grundlage eines Wasserstands in dem Wasserbehälter. In einem ersten Beispiel für das System beinhaltet das System ferner, dass der Wasserbehälter mit einem Kondensator der elektrischen AC-Anlage fluidgekoppelt ist, der AC-Kompressor mit jedem von der Batterie und einer Umwandlungseinheit gekoppelt ist und die eine oder die mehreren Wassereinspritzvorrichtungen jeweils mit dem Wasserbehälter und einem Ansaugsystem des Verbrennungsmotors gekoppelt sind. Ein zweites Beispiel für das System beinhaltet optional das erste Beispiel und beinhaltet ferner, dass die computerlesbaren Anweisungen ferner Anweisungen beinhalten zum: Einspritzen von Wasser aus dem Wasserbehälter über die eine oder die mehreren Wassereinspritzvorrichtungen als Reaktion auf eine Wassereinspritzanforderung und Einstellen einer Menge an Energie, die dem AC-Kompressor vom regenerativen Bremssystem während des Bremsereignisses auf Grundlage einer durch die Wassereinspritzanforderung angeforderten Wassereinspritzmenge bereitgestellt wird.
  • Es ist zu beachten, dass die hier enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hier offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert und durch das Steuersystem, einschließlich der Steuerung, in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und sonstiger Motorhardware ausgeführt werden. Die hier beschriebenen konkreten Routinen können eine oder mehrere aus einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen darstellen. Demnach können verschiedene veranschaulichte Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen in der veranschaulichten Reihenfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsläufig erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen Ausführungsbeispiele zu erzielen, sondern wird vielmehr zur übersichtlicheren Darstellung und Beschreibung bereitgestellt. Eine(r) oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen können je nach konkret eingesetzter Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der in einem nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem programmiert werden soll, in dem die beschriebenen Handlungen durch Ausführen der Anweisungen in einem System, einschließlich der verschiedenen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung, ausgeführt werden.
  • Es versteht sich, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Natur sind und diese konkreten Ausführungsformen nicht in einschränkendem Sinn aufzufassen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Zum Beispiel kann die vorstehende Technologie auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Motortypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung schließt alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und weitere hierin offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften ein.
  • Die folgenden Patentansprüche legen insbesondere bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen dar, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Patentansprüche können sich auf „ein” Element oder „ein erstes” Element oder das Äquivalent davon beziehen. Derartige Patentansprüche sind so zu verstehen, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente einschließen und zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Weitere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Patentansprüche oder durch Einreichung neuer Patentansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Patentansprüche werden unabhängig davon, ob sie im Vergleich zu den ursprünglichen Patentansprüchen einen weiteren, engeren, gleichen oder unterschiedlichen Umfang aufweisen, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen betrachtet.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 20110048039 [0003]

Claims (15)

  1. Verfahren für ein Hybridfahrzeugsystem, umfassend: Einstellen einer AC-Kompressorlast einer elektrischen AC-Anlage und eines Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativer Bremsleistung während des Bremsen auf der Grundlage eines Wasserstands in einem an ein Wassereinspritzsystem gekoppelten Wasserbehälter.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Einstellen der AC-Kompressorlast und des Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativer Bremsleistung während des Bremsens Betreiben eines AC-Kompressors der elektrischen AC-Anlage zum Erhöhen der AC-Kompressorlast und Verringern des Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativer Bremsleistung, was Bremsleistungsfähigkeit beinhaltet, als Reaktion darauf beinhaltet, dass der Wasserstand unter einem Wasserstandschwellenwert liegt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend: als Reaktion darauf, dass ein Batterieladestatus des Hybridfahrzeugsystems über einem Ladestatusschwellenwert liegt, Übertragen der gesamten Energie aus dem regenerativen Bremsen auf den AC-Kompressor und Nichtspeichern der Energie aus dem regenerativen Bremsen in der Batterie.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei sich ein Ausmaß des Verringerns des Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativer Bremsleistung erhöht, wenn sich der Wasserstand weiter unter den Wasserstandschwellenwert verringert.
  5. Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend, als Reaktion darauf, dass ein Batterieladestatus des Hybridfahrzeugsystems unter einem Ladestatusschwellenwert liegt, Verringern des Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativer Bremsleistung, um Energie zu erzeugen, und Speichern eines ersten Anteils der erzeugten Energie in der Batterie und Verwenden eines übrigen, zweiten Anteils der erzeugten Energie zum Betreiben des AC-Kompressors.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der erste Anteil und der zweite Anteil auf einer Wassermenge, die über das Wassereinspritzsystem eingespritzt werden soll, und dem Batterieladestatus beruhen.
  7. Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend Sammeln von Wasser, das durch die elektrische AC-Anlage während des Betreibens des AC-Kompressors erzeugt wird, und Speichern des gesammelten Wassers im Wasserbehälter.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend Einspritzen des im Wasserbehälter gespeicherten Wassers in eines oder mehrere von einem Ansaugkrümmer, einem Saugrohr eines Verbrennungsmotorzylinders und einem Verbrennungsmotorzylinder über eine oder mehrere Wassereinspritzvorrichtungen des Wassereinspritzsystems auf Grundlage von Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen.
  9. Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend, als Reaktion darauf, dass Klimatisierung nicht durch einen Benutzer in einer Kabine des Hybridfahrzeugsystems während des Bremsens und Betreibens des AC-Kompressors als Reaktion darauf, dass der Wasserstand unter dem Schwellenwert liegt, angefordert wird, Erhöhen des Beimischens von warmer Luft in der Kabine.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Einstellen der AC-Kompressorlast und des Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativer Bremsleistung während des Bremsens Betreiben eines AC-Kompressors der elektrischen AC-Anlage nur auf der Grundlage einer Anforderung des Bedieners und nicht auf der Grundlage des Wasserstands und Verringern des Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativer Bremsleistung als Reaktion darauf beinhaltet, dass der Wasserstand über einem Wasserstandschwellenwert liegt und der Batterieladestatus des Hybridfahrzeugsystems unter einem Ladestatusschwellenwert liegt.
  11. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Einstellen der AC-Kompressorlast und des Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativer Bremsleistung während des Bremsens Betreiben eines AC-Kompressors der elektrischen AC-Anlage nur auf der Grundlage einer Anforderung des Bedieners und nicht auf der Grundlage des Wasserstands und Erhöhen des Verhältnisses von Reibungs- zu regenerativer Bremsleistung als Reaktion darauf beinhaltet, dass der Wasserstand über einem Wasserstandschwellenwert liegt und der Batterieladestatus des Hybridfahrzeugsystems über einem Ladestatusschwellenwert liegt.
  12. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend, als Reaktion darauf, dass der Wasserstand unter einem Schwellenwert liegt, wenn das Bremsereignis nicht auftritt, Sammeln von Wasser für die Wassereinspritzung aus einem alternativen Wassersammelsystem des Hybridelektrofahrzeugs.
  13. Hybridfahrzeugsystem, umfassend: eine Batterie; eine elektrische Klima(AC)-Anlage, beinhaltend einen AC-Kompressor, der mit der Batterie gekoppelt ist; ein regeneratives Bremssystem, das mit der Batterie und dem AC-Kompressor gekoppelt ist; ein Wassereinspritzsystem, das einen Wasserbehälter, der mit der AC-Anlage fluidgekoppelt ist, und eine oder mehrere Wassereinspritzvorrichtungen, die mit einem Verbrennungsmotor des Hybridfahrzeugsystems gekoppelt sind, beinhaltet; und eine Steuerung, die einen nichtflüchtigen Speicher mit computerlesbaren Anweisungen beinhaltet zum: Betreiben des AC-Kompressors unter Verwendung von elektrischer Energie, die aus dem regenerativen Bremssystem während eines Bremsereignisses gewonnen wird, und Einstellen eines Verhältnisses von Reibungsbremsung zu regenerativem Bremsen auf der Grundlage eines Wasserstands in dem Wasserbehälter.
  14. Hybridfahrzeugsystem nach Anspruch 13, wobei der Wasserbehälter mit einem Kondensator der elektrischen AC-Anlage fluidgekoppelt ist, wobei der AC-Kompressor jeweils mit der Batterie und einer Energieumwandlungsvorrichtung gekoppelt ist und die eine oder die mehreren Wassereinspritzvorrichtungen jeweils mit dem Wasserbehälter und dem Ansaugsystem des Verbrennungsmotors gekoppelt sind.
  15. Hybridfahrzeugsystem nach Anspruch 14, wobei die computerlesbaren Anweisungen ferner Anweisungen beinhalten zum: Einspritzen von Wasser aus dem Wasserbehälter über die eine oder die mehreren Wassereirispritzvorrichtungen in Reaktion auf eine Wassereinspritzanforderung und Einstellen einer Menge an Energie, die dem AC-Kompressor vom regenerativen Bremssystem während des Bremsereignisses auf Grundlage einer durch die Wassereinspritzanforderung angeforderten Wassereinspritzmenge bereitgestellt wird.
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