DE102018208928A1 - A method for tearing a blocked water pump and water injection system of an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer in zwei Drehrichtungen betreibbaren Wasserpumpe 2 in einem Wassereinspritzsystem 1, um eine blockierte Wasserpumpe 2 zu lösen, umfassend die Schritte in einem ersten Schritt Ansteuern der Wasserpumpe 2 in einer ersten Drehrichtung für einen vorbestimmten ersten Zeitraum, in einem zweiten Schritt Ansteuern der Wasserpumpe 2 in einer zweiten Drehrichtung, welche entgegengesetzt zur ersten Drehrichtung ist, für einen vorbestimmten zweiten Zeitraum, und mehrfaches Abwechseln des Wiederholens des ersten und zweiten Schritts. Ferner betrifft die Erfindung ein Wassereinspritzsystem einer Brennkraftmaschine.The present invention relates to a method of operating a two-way water pump 2 in a water injection system 1 to release a blocked water pump 2, comprising the steps of, in a first step, driving the water pump 2 in a first direction of rotation for a predetermined first period of time a second step of driving the water pump 2 in a second rotational direction, which is opposite to the first rotational direction, for a predetermined second period of time, and multiple alternation of repeating the first and second steps. Furthermore, the invention relates to a water injection system of an internal combustion engine.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer in zwei Drehrichtungen betreibbaren Wasserpumpe, um eine Blockade der Wasserpumpe zu lösen und die blockierte Wasserpumpe loszureißen. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Wassereinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, welches in der Lage ist, eine blockierte Wasserpumpe zu lösen. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Brennkraftmaschine mit einem derartigen Wassereinspritzsystem.The present invention relates to a method for operating a water pump operable in two directions of rotation in order to release a blockage of the water pump and to break loose the blocked water pump. Furthermore, the present invention relates to a water injection system of an internal combustion engine, which is able to solve a blocked water pump. Moreover, the present invention relates to an internal combustion engine with such a water injection system.

Brennkraftmaschinen mit Wassereinspritzsystemen sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Durch eine Wassereinspritzung können hierbei Abgastemperaturen reduziert werden und eine Klopfneigung der Brennkraftmaschine im Betrieb vermieden werden. Bekannt sind hierbei separate Wassereinspritzsysteme, wie beispielsweise in der DE 10 2015 208 476 A1 beschrieben. Im Betrieb derartiger Wassereinspritzsysteme kann es hierbei vorkommen, dass eine Wasserpumpe, welche das Wasser aus einem Wassertank fördert, um das Wasser in die Brennkraftmaschine einspritzen zu können, blockiert ist. Eine derartige Blockade kann beispielsweise durch verschmutztes Wasser hervorgerufen werden oder auch beispielsweise durch Kalk oder andere Ablagerungen, welche zu einem Verklemmen der Wasserpumpe führen. Falls die Wasserpumpe jedoch blockiert ist, wird kein Wasser mehr in die Brennkraftmaschine eingespritzt, sodass insbesondere die vorgegebenen Emissionswerte der Brennkraftmaschine aufgrund fehlender Wassereinspritzung nicht mehr eingehalten werden können.Internal combustion engines with water injection systems are known from the prior art in various configurations. In this case, exhaust gas temperatures can be reduced by a water injection and a knocking tendency of the internal combustion engine during operation can be avoided. Known here are separate water injection systems, such as in the DE 10 2015 208 476 A1 described. In the operation of such water injection systems, it may happen that a water pump, which promotes the water from a water tank in order to inject the water into the internal combustion engine, is blocked. Such a blockage can be caused for example by contaminated water or for example by lime or other deposits, which lead to jamming of the water pump. However, if the water pump is blocked, no more water is injected into the internal combustion engine, so that in particular the predetermined emission values of the internal combustion engine can not be maintained due to lack of water injection.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Wasserpumpe, welche in zwei Drehrichtungen betreibbar ist, weist dem gegenüber den Vorteil auf, dass eine Losreissfunktion integriert werden kann, sodass eine blockierte Wasserpumpe wieder aktiviert werden kann. Hierbei kann aus dem Stillstand insbesondere bei Vorliegen von erhöhter Reibung, z.B. aufgrund von Verschmutzungen oder dergleichen, eine gezielte Ansteuerstrategie der Wasserpumpe umgesetzt werden, um eine Blockade zu lösen. Hierbei umfasst das erfindungsgemäße Verfahren einen ersten Schritt des Ansteuerns der Wasserpumpe in eine erste Drehrichtung für einen vorbestimmten ersten Zeitraum und einen anschließenden zweiten Schritt des Ansteuerns der Wasserpumpe in eine zweite Drehrichtung, welche entgegengesetzt zur ersten Drehrichtung ist, für einen zweiten Zeitraum. Anschließend wird mehrfach das abwechselnde Ansteuern betreffend die Drehrichtung der Wasserpumpe wiederholt. Hierbei hat sich gezeigt, dass dadurch auch bei einer verklemmten Wasserpumpe ein sicherer Start und ein Losdrehen der Wasserpumpe möglich ist. Durch die erfindungsgemäße Losreissfunktion kann somit wieder ein betriebsfähiger Zustand der Wasserpumpe erreicht werden.The method according to the invention for operating a water pump which can be operated in two directions of rotation has the advantage over the prior art that a breakaway function can be integrated, so that a blocked water pump can be reactivated. Here, from a standstill, in particular in the presence of increased friction, e.g. due to contamination or the like, a targeted drive strategy of the water pump can be implemented to solve a blockage. Here, the inventive method comprises a first step of driving the water pump in a first direction of rotation for a predetermined first period and a subsequent second step of driving the water pump in a second direction of rotation, which is opposite to the first direction of rotation, for a second period. Subsequently, the alternating driving with respect to the direction of rotation of the water pump is repeated several times. It has been shown that thereby a safe start and a loosening of the water pump is possible even with a jammed water pump. As a result of the detachment function according to the invention, an operable state of the water pump can thus again be achieved.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims show preferred developments of the invention.

Vorzugsweise ist eine erste Ansteuerzeit der Wasserpumpe in die erste Drehrichtung gleich lang wie eine zweite Ansteuerzeit der Wasserpumpe in die zweite Drehrichtung. Hierdurch kann eine besonders einfache und kostengünstige Ansteuerung der Wasserpumpe in beide Drehrichtungen realisiert werden.Preferably, a first drive time of the water pump in the first direction of rotation is the same length as a second drive time of the water pump in the second direction of rotation. This allows a particularly simple and cost-effective control of the water pump can be realized in both directions.

Weiter bevorzugt wird nach dem mehrfachen abwechselnden Wiederholen des ersten und zweiten Schritts des Losreissverfahrens eine Pause ausgeführt, um dann anschließend wieder abwechselnd mehrfach den ersten und zweiten Schritt zu wiederholen. Hierdurch wird insbesondere eine Beschädigung, beispielsweise infolge von Überhitzung, des Antriebs der Wasserpumpe vermieden.More preferably, after repeating the first and second steps of the tear-free method several times in alternation, a pause is carried out, and then again alternately repeating the first and second steps alternately. As a result, in particular damage, for example as a result of overheating, the drive of the water pump is avoided.

Um das erfindungsgemäße Verfahren sofort abbrechen zu können, wenn die blockierte Wasserpumpe gelöst ist, wird vorzugsweise beim Ausführen des ersten und zweiten Schritts überprüft, ob die Wasserpumpe gefördert hat. Diese Überprüfung erfolgt besonders bevorzugt durch Überprüfung einer Drehung eines Pumpenbauteils der Wasserpumpe, insbesondere einer Pumpenwelle.In order to be able to abort the method according to the invention immediately when the blocked water pump is released, it is preferably checked during the execution of the first and second steps whether the water pump has delivered. This check is particularly preferably carried out by checking a rotation of a pump component of the water pump, in particular a pump shaft.

Weiter bevorzugt wird nach einem mehrfachen Wiederholen des ersten und zweiten Schritts sowie ggf. mehrfachen Pausen durch die Steuereinheit bestimmt, dass die Pumpe defekt ist. Hier wird dann vorzugsweise ein Signal, z.B. ein akustisches Signal und/oder ein optisches Signal, abgegeben. Wenn die Wasserpumpe beispielsweise in einem Wassereinspritzsystem in einer Brennkraftmaschine verwendet wird, kann hierbei eine entsprechende Warnleuchte aktiviert werden, welche dem Nutzer der Brennkraftmaschine signalisiert, dass ein Fehler im Wassereinspritzsystem vorliegt.More preferably, after a multiple repetition of the first and second steps and optionally multiple breaks by the control unit determines that the pump is defective. Here, then, preferably a signal, e.g. an acoustic signal and / or an optical signal delivered. If the water pump is used for example in a water injection system in an internal combustion engine, in this case a corresponding warning light can be activated, which signals to the user of the internal combustion engine that there is a fault in the water injection system.

Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Wassereinspritzsystem einer Brennkraftmaschine mit einer in zwei Drehrichtungen betreibbaren Wasserpumpe und einer Steuereinheit. Die Steuereinheit ist eingerichtet, bei einem Blockieren der Wasserpumpe die Wasserpumpe abwechselnd in eine erste Drehrichtung für einen ersten vorbestimmten Zeitraum zu betreiben und nach Ablauf des ersten vorbestimmten Zeitraums die Wasserpumpe in eine zweite Drehrichtung, entgegengesetzt zur ersten Drehrichtung für einen zweiten vorbestimmten Zeitraum anzutreiben. Hierdurch kann eine durch Verschmutzung, Alterung, Verkalkung oder dergleichen blockierte Wasserpumpe wieder in Betrieb genommen werden.Furthermore, the present invention relates to a water injection system of an internal combustion engine with a water pump operated in two directions of rotation and a control unit. The control unit is configured to operate the water pump alternately in a first rotational direction for a first predetermined period of time when the water pump is blocked, and to drive the water pump in a second rotational direction opposite to the first rotational direction for a second predetermined period of time after the first predetermined period of time has elapsed. This can be a through Pollution, aging, calcification or the like blocked water pump can be put back into operation.

Besonders bevorzugt ist die Steuereinheit des Wassereinspritzsystems eingerichtet, die Wasserpumpe bei jedem Start der Brennkraftmaschine abwechselnd zumindest jeweils einmal in die erste und zweite Drehrichtung zu betreiben. Hierbei wird bevorzugt die Funktion der Wasserpumpe überwacht, sodass dann bei Erkennen einer Fehlfunktion das Losreissverfahren durch die Steuereinheit gestartet wird.Particularly preferably, the control unit of the water injection system is set up to operate the water pump alternately at least once each time in the first and second rotational direction with each start of the internal combustion engine. Here, the function of the water pump is preferably monitored, so that then upon detection of a malfunction, the detachment process is started by the control unit.

Eine besonders einfache Ansteuerung der Wasserpumpe ist möglich, wenn die Steuereinheit eingerichtet ist, das abwechselnde Betreiben der Wasserpumpe in beide Drehrichtungen bei jedem Start der Brennkraftmaschine auszuführen.A particularly simple control of the water pump is possible if the control unit is set up to carry out the alternating operation of the water pump in both directions of rotation at each start of the internal combustion engine.

Weiter bevorzugt umfasst das Wassereinspritzsystem ferner einen Sensor zu Überwachung einer Funktion der Wasserpumpe. Der Sensor ist mit der Steuereinheit verbunden und gibt entsprechend ein Signal an die Steuereinheit ab, falls die Pumpe aus welchem Grunde auch immer blockiert ist. Anschließend ist dann die Steuereinheit eingerichtet, die Losreissfunktion durch abwechselndes Betreiben der Wasserpumpe in beide Drehrichtungen auszuführen.More preferably, the water injection system further comprises a sensor for monitoring a function of the water pump. The sensor is connected to the control unit and accordingly sends a signal to the control unit if the pump is blocked for whatever reason. Subsequently, the control unit is then configured to perform the breakaway function by alternately operating the water pump in both directions of rotation.

Der Sensor ist vorzugsweise ein Sensor zur Erfassung einer Rotation einer Welle der Wasserpumpe.The sensor is preferably a sensor for detecting a rotation of a shaft of the water pump.

Optional kann zur Überprüfung der Pumpenfunktion auch ein Drucksensor verwendet werden, der den Förderdruck der Pumpe auf der Druckseite bewertet. Übersteigt dieser Druck eine vorher definierte Schwelle, wird die Pumpenfunktion als in Ordnung bewertet und das Verfahren der Losreißfunktion kann gestoppt werden. Liegt der gemessene Druck unterhalb einer vorher definierten zweiten Schwelle, wird die Pumpenfunktion als nicht in Ordnung bewertet und das Verfahren der Losreißfunktion wieder gestartet.Optionally, a pressure sensor can be used to check the pump function, which evaluates the delivery pressure of the pump on the discharge side. If this pressure exceeds a pre-defined threshold, the pumping function is judged to be in order and the process of the breakaway function can be stopped. If the measured pressure is below a previously defined second threshold, the pump function is rated as not in order and the process of the breakaway function is restarted.

Weiter bevorzugt umfasst das Wassereinspritzsystem einen Wasserinjektor, welcher mittels einer Wasserleitung mit der Wasserpumpe verbunden ist. Der Wasserinjektor ist bevorzugt direkt an einem Brennraum einer Brennkraftmaschine angeordnet. Alternativ ist der Wasserinjektor an einem Saugbereich der Brennkraftmaschine angeordnet.More preferably, the water injection system comprises a water injector, which is connected by means of a water pipe to the water pump. The water injector is preferably arranged directly on a combustion chamber of an internal combustion engine. Alternatively, the water injector is arranged at a suction region of the internal combustion engine.

Weiter bevorzugt umfasst das Wassereinspritzsystem eine Wasserleitung, welche mit einem Kraftstoffeinspritzsystem verbunden ist. Hierdurch kann auf einen separaten Wasserinjektor zur Einspritzung des Wassers vermieden werden, da das Wasser des Wassereinspritzsystems zum Kraftstoffeinspritzsystem zugeführt wird und Kraftstoffinjektoren des Kraftstoffeinspritzsystems dann ein Wasser-Kraftstoff-Gemisch einspritzen. Das Wasser-Kraftstoff-Gemisch kann dabei in einem Brennraum der Brennkraftmaschine und/oder in einen Saugbereich der Brennkraftmaschine eingespritzt werden. Besonders bevorzugt ist das Wassereinspritzsystem mit einer Kraftstoffpumpe des Kraftstoffeinspritzsystems der Brennkraftmaschine verbunden.More preferably, the water injection system comprises a water pipe connected to a fuel injection system. This can be avoided on a separate water injector for injecting the water, since the water of the water injection system is supplied to the fuel injection system and then inject fuel injectors of the fuel injection system, a water-fuel mixture. The water-fuel mixture can be injected in a combustion chamber of the internal combustion engine and / or in a suction region of the internal combustion engine. Particularly preferably, the water injection system is connected to a fuel pump of the fuel injection system of the internal combustion engine.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Brennkraftmaschine mit einem erfindungsgemäßen Wassereinspritzsystem.Furthermore, the present invention relates to an internal combustion engine with a water injection system according to the invention.

Figurenlistelist of figures

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:

  • 1 eine schematische Ansicht eines Wassereinspritzsystems gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
  • 2 ein schematisches Diagramm, welches das erfindungsgemäße Verfahren zum Losreissen der Wasserpumpe des Wassereinspritzsystems zeigt und
  • 3 ein Wassereinspritzsystem gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Hereinafter, embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawing is:
  • 1 a schematic view of a water injection system according to a first preferred embodiment of the invention,
  • 2 a schematic diagram showing the inventive method for rupture of the water pump of the water injection system and
  • 3 a water injection system according to a second embodiment of the invention.

Bevorzugte Ausführungsformen der ErfindungPreferred embodiments of the invention

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 ein Wassereinspritzsystem 1 gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben.The following is with reference to the 1 and 2 a water injection system 1 according to a first preferred embodiment of the invention described in detail.

1 zeigt schematisch eine Brennkraftmaschine 100 mit einem Wassereinspritzsystem 1. Aus Übersichtlichkeitsgründen ist in 1 ein Kraftstoffeinspritzsystem nicht dargestellt. Schematisch ist mit dem Bezugszeichen 7 ein Brennraum der Brennkraftmaschine 100 bezeichnet. Am Brennraum ist unmittelbar ein Wasserinjektor 6 angeordnet. Aus Übersichtlichkeitsgründen ist bei der 4-Zylinderbrennkraftmaschine von 1 nur ein Brennraum eingezeichnet. 1 schematically shows an internal combustion engine 100 with a water injection system 1 , For clarity, is in 1 a fuel injection system not shown. Schematically, the reference numeral 7 a combustion chamber of the internal combustion engine 100 designated. At the combustion chamber is directly a water injector 6 arranged. For clarity, in the 4-cylinder engine of 1 only one combustion chamber drawn.

Das Wassereinspritzsystem 1 umfasst neben den Wasserinjektoren 6 einen Wassertank 3, eine Wasserleitung 4 und ein Wasserrail 5. Am Wasserrail 5 sind vier Wasserinjektoren 6 angeordnet. In der Wasserleitung 4, welche den Wassertank 3 mit dem Wasserrail 5 verbindet, ist eine Wasserpumpe 2 angeordnet.The water injection system 1 includes beside the water injectors 6 a water tank 3 , a water pipe 4 and a water trail 5 , At the water rail 5 are four water injectors 6 arranged. In the water pipe 4 which the water tank 3 with the water trail 5 connects, is a water pump 2 arranged.

Die Wasserpumpe 2 ist in zwei Richtungen betreibbar. D.h., die Wasserpumpe 2 kann Wasser aus dem Tank 3 ansaugen und in Richtung zum Wasserrail 5 fördern und umgekehrt Wasser aus dem Wasserrail 5 ansaugen und in Richtung zum Wassertank 3 fördern.The water pump 2 is operable in two directions. That is, the water pump 2 can water from the tank 3 suck in and towards the water Rail 5 promote and vice versa water from the Wasserrail 5 suck in and towards the water tank 3 promote.

Ferner umfasst das Wassereinspritzsystem 1 eine Steuereinheit 10. Die Steuereinheit 10 ist eingerichtet, die Wasserpumpe 2 anzusteuern.Furthermore, the water injection system includes 1 a control unit 10 , The control unit 10 is set up, the water pump 2 driving.

Im Detail ist die Steuereinheit 10 eingerichtet, die Wasserpumpe insbesondere bei einem Blockieren der Wasserpumpe abwechselnd in die beiden entgegengesetzten Drehrichtungen anzutreiben. Hierbei ist die Steuereinrichtung 10 eingerichtet, die Wasserpumpe abwechselnd in eine erste Drehrichtung für einen ersten vorbestimmten Zeitraum und nach Ablauf des vorbestimmten ersten Zeitraums die Wasserpumpe 2 in eine zweite Drehrichtung, entgegengesetzt zur ersten Drehrichtung für einen zweiten vorbestimmten Zeitraum anzutreiben.In detail is the control unit 10 set up to drive the water pump alternately in a blocking of the water pump in the two opposite directions of rotation. Here is the control device 10 set, the water pump alternately in a first rotational direction for a first predetermined period of time and after the predetermined first period of time, the water pump 2 in a second direction of rotation, opposite to the first direction of rotation for a second predetermined period of time to drive.

Die Wasserpumpe 2 kann im Betrieb beispielsweise durch Verschmutzung oder Verkalkung oder Abnutzung von Bauteilen verklemmen oder dergleichen. Hierzu ist dann die Steuereinheit 10 des Wassereinspritzsystems 1 eingerichtet, eine sog. Losreissfunktion auszuführen, bei der die Wasserpumpe 2 abwechselnd in die beiden entgegengesetzten Drehrichtungen angetrieben wird. Durch das auf die Pumpenwelle ausgeübte wechselnde Drehmoment ist es möglich, dass eine derart verklemmte Wasserpumpe wieder frei wird.The water pump 2 can jam in operation, for example, by contamination or calcification or wear of components or the like. This is then the control unit 10 of the water injection system 1 set up to perform a so-called. Losreissfunktion, in which the water pump 2 is driven alternately in the two opposite directions of rotation. By the force exerted on the pump shaft changing torque, it is possible that such a jammed water pump is free again.

Das oben beschriebene Verklemmen der Wasserpumpe 2 tritt häufig nach einem längeren Stillstand der Wasserpumpe auf. Es ist besonders vorteilhaft, wenn bei jedem Start der Brennkraftmaschine, was auch einen Start des Wassereinspritzsystems bedingt, die Wasserpumpe 2 im Losreissbetrieb betrieben wird, d.h. dass die Wasserpumpe 2 abwechselnd für vorbestimmte Zeiträume jeweils in die erste und zweite Drehrichtung betrieben wird. Somit kann bei jedem Start der Brennkraftmaschine sichergestellt werden, dass die Wasserpumpe 2 funktionsfähig ist.The above-described jamming of the water pump 2 often occurs after a long shutdown of the water pump. It is particularly advantageous if, at each start of the internal combustion engine, which also causes a start of the water injection system, the water pump 2 is operated in the ripping mode, ie that the water pump 2 is operated alternately for predetermined periods of time in each of the first and second directions of rotation. Thus, it can be ensured at each start of the engine that the water pump 2 is functional.

Das Wassereinspritzsystem 1 umfasst ferner einen Sensor 8, welcher bevorzugt an der Wasserpumpe 2 angeordnet ist. Der Sensor 8 erfasst vorzugsweise eine Drehung der Pumpenwelle der Wasserpumpe 2. Der Sensor 8 ist mit der Steuereinheit 10 verbunden und übermittelt der Steuereinheit 10 entsprechend ein Signal, ob sich die Pumpenwelle der Wasserpumpe 2 dreht oder nicht. Falls sich die Pumpenwelle nicht dreht, wird entsprechend dem an die Steuereinheit 10 mittels des Sensors 8 übersandten Signals der Losreissbetrieb gestartet. Hierdurch kann dann versucht werden, die verklemmte Wasserpumpe 2 zu lösen.The water injection system 1 further includes a sensor 8th which prefers to the water pump 2 is arranged. The sensor 8th preferably detects a rotation of the pump shaft of the water pump 2 , The sensor 8th is with the control unit 10 connected and transmitted to the control unit 10 according to a signal, whether the pump shaft of the water pump 2 turns or not. If the pump shaft does not turn, it will turn to the control unit accordingly 10 by means of the sensor 8th signal sent on the tear-off operation started. This can then be tried, the jammed water pump 2 to solve.

Somit kann durch das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer in zwei Drehrichtungen betreibbaren Wasserpumpe 2 in einem Wassereinspritzsystem 1 eine blockierte Wasserpumpe gelöst werden. Die beiden Schritte des Ansteuerns der Wasserpumpe in eine erste und eine zweite Drehrichtung jeweils für einen vorbestimmten Zeitraum ermöglicht dabei ein relativ sicheres Lösen einer verklemmten Wasserpumpe. Hierbei werden die beiden Schritte mehrfach abwechselnd wiederholt, sodass durch das wechselnde Drehmoment auf die Pumpenwelle der Wasserpumpe 2 ein Losreissen der Pumpenwelle ermöglicht wird.Thus, by the method according to the invention for operating a water pump which can be operated in two directions of rotation 2 in a water injection system 1 a blocked water pump will be released. The two steps of driving the water pump in a first and a second rotational direction in each case for a predetermined period thereby allows a relatively safe release of a jammed water pump. Here, the two steps are repeated several times alternately, so that by the changing torque on the pump shaft of the water pump 2 a tearing of the pump shaft is made possible.

Vorzugsweise wird beim erfindungsgemäßen Verfahren hierbei die Wasserpumpe 2 in die beiden Drehrichtungen jeweils gleich lang betrieben. Weiter bevorzugt kann hierbei nach Durchführung einer vorbestimmten Anzahl von Wiederholungen der Umkehr der Drehrichtung der Wasserpumpe 2 auch eine Pause eingelegt werden. Weiterhin kann bevorzugt, falls mehrfach erfolglos versucht wurde, die Wasserpumpe loszureißen, auch nach einer vorbestimmten Anzahl, beispielsweise drei- oder fünfmal des wiederholten Versuchs des Losreissens mit entsprechend dazwischenliegenden Pausen eine Meldung durch die Steuereinheit ausgegeben werden, dass die Wasserpumpe 2 einen Defekt aufweist. Hier kann beispielsweise dann eine Warnung an einen Nutzer der Brennkraftmaschine ausgegeben werden, dass die Wassereinspritzung aufgrund einer defekten Wasserpumpe nicht funktioniert und entsprechende Reparaturmaßnahmen vorgenommen werden müssen.In the process according to the invention, the water pump is preferably used here 2 operated in the two directions of rotation in each case the same length. More preferably, in this case, after carrying out a predetermined number of repetitions of the reversal of the direction of rotation of the water pump 2 also take a break. Furthermore, if it has been attempted several times unsuccessfully to tear off the water pump, a message may be issued by the control unit even after a predetermined number, for example three or five times of the repeated attempt of the loosening with corresponding intermediate pauses, that the water pump 2 has a defect. Here, for example, a warning to a user of the internal combustion engine can be issued that the water injection due to a defective water pump does not work and appropriate repairs must be made.

2 zeigt dabei die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. In 2 sind zwei Diagramme dargestellt, im oberen Teil ist die Ansteuerung der Pumpe als Stromstärke I über der Zeit t dargestellt. Im unteren Teil von 2 ist eine Fördermenge M der Wasserpumpe über der Zeit t dargestellt. 2 shows the implementation of the method according to the invention. In 2 Two diagrams are shown, in the upper part is the control of the pump as current I over time t shown. In the lower part of 2 is a flow rate M the water pump over time t shown.

Wie aus 2 ersichtlich ist, sind in dem Diagramm drei Losreissversuche A, B und C dargestellt. Zwischen dem ersten Losreissversuch A und dem zweiten Losreissversuch B sowie dem zweiten Losreissversuch B und dem dritten Losreissversuch C ist jeweils eine Pause P vorgesehen.How out 2 it can be seen, in the diagram are three breakaway attempts A . B and C shown. Between the first breakaway attempt A and the second breakaway attempt B as well as the second breakaway attempt B and the third breakaway attempt C is a break P intended.

Wie im oberen Teil der 2 gezeigt, wird die Ansteuerung der Pumpe dabei abwechselnd mit einer jeweils gleich großen Stromstärke I vorgenommen. Hierbei sind die jeweiligen Ansteuerphasen der Wasserpumpe in die erste und die zweite Drehrichtung jeweils gleich lang.As in the upper part of the 2 shown, the control of the pump is thereby alternately with a respective same magnitude current I performed. In this case, the respective drive phases of the water pump in the first and the second rotational direction are each the same length.

Wie weiter in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt, ist in dem unteren Teil des Diagramms von 2 beim dritten Losreissversuch C ein erfolgreiches Losreissen der vorher verklemmten Wasserpumpe 2 erreicht worden, was sich durch die Fördermengen M bzw. -M in 2 schematisch zeigt. Je nach Drehrichtung fördert die Wasserpumpe 2 dabei in Richtung des Rails oder in Richtung des Wassertanks.As further shown in this embodiment, in the lower part of the diagram of FIG 2 at the third breakaway attempt C a successful ripping of the previously jammed water pump 2 has been achieved, which is reflected by the flow rates M respectively. -M in 2 schematically shows. Depending on the direction of rotation promotes the water pump 2 in the direction of the rail or in the direction of the water tank.

3 zeigt ein Wassereinspritzsystem 1 einer Brennkraftmaschine 100 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Gleich bzw. funktional gleiche Teile sind mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet. 3 shows a water injection system 1 an internal combustion engine 100 according to a second embodiment of the invention. Equal or functionally identical parts are designated by the same reference numerals.

Beim zweiten Ausführungsbeispiel ist der Aufbau des Wassereinspritzsystems 1 derart vereinfacht, dass das Wassereinspritzsystem 1 zu einem Kraftstoffeinspritzsystem 11 führt. Über das Kraftstoffeinspritzsystem 11 wird dann ein Wasser-Kraftstoff-Gemisch durch die Komponenten des Kraftstoffeinspritzsystems eingespritzt.In the second embodiment, the structure of the water injection system 1 so simplified that the water injection system 1 to a fuel injection system 11 leads. About the fuel injection system 11 Then, a water-fuel mixture is injected through the components of the fuel injection system.

Wie aus 3 ersichtlich ist, umfasst das Kraftstoffeinspritzsystem 11 einen Kraftstofftank 12, eine Kraftstoffleitung 13, eine Niederdruckpumpe 15 und eine Hochdruckpumpe 16. Ferner ist ein Kraftstoffrail 14 vorgesehen, an welchem mehrere Kraftstoffinjektoren 17 (in 3 nur einer schematisch dargestellt) angeordnet sind.How out 3 can be seen, includes the fuel injection system 11 a fuel tank 12 , a fuel line 13 , a low pressure pump 15 and a high pressure pump 16 , Further, a fuel rail 14 provided on which a plurality of fuel injectors 17 (in 3 only one shown schematically) are arranged.

Die Kraftstoffleitung 13 verbindet den Kraftstofftank 12 mit dem Kraftstoffrail 14. Ein Leitungsabschnitt 13a von der Hochdruckpumpe 16 zum Kraftstoffrail 14 kann dabei sowohl ausschließlich Kraftstoff als auch ein Wasser-Kraftstoff-Gemisch zum Kraftstoffrail 14 fördern. Das Wasser-Kraftstoff-Gemisch wird dann über den Kraftstoffinjektor 17 direkt in einen Brennraum 7 der Brennkraftmaschine 100 eingespritzt.The fuel line 13 connects the fuel tank 12 with the fuel rail 14 , A line section 13a from the high pressure pump 16 to the fuel rail 14 can be both exclusively fuel and a water-fuel mixture to the fuel rail 14 promote. The water-fuel mixture is then via the fuel injector 17 directly into a combustion chamber 7 the internal combustion engine 100 injected.

Wie weiter aus 3 ersichtlich ist, verbindet die Wasserleitung 4 den Wassertank 3 mit der Hochdruckpumpe 16 des Kraftstoffeinspritzsystems. Dabei ist ein Dosierventil 9 zwischen der Wasserpumpe 2 und der Hochdruckpumpe 16 angeordnet. Das Dosierventil 2 ist mit einer Steuereinheit 10 verbunden und dosiert die in Abhängigkeit eines Betriebszustandes der Brennkraftmaschine 100 erforderliche Wassermenge zur Hochdruckpumpe 16. In der Hochdruckpumpe 16 wird das Wasser mit dem Kraftstoff vermischt und das Wasser-Kraftstoff-Gemisch dann über den Kraftstoffinjektor 17 direkt in den Brennraum 7 eingespritzt.How farther 3 it can be seen connects the water pipe 4 the water tank 3 with the high pressure pump 16 of the fuel injection system. There is a metering valve 9 between the water pump 2 and the high pressure pump 16 arranged. The metering valve 2 is with a control unit 10 connected and dosed depending on an operating condition of the internal combustion engine 100 required amount of water to the high pressure pump 16 , In the high pressure pump 16 the water is mixed with the fuel and then the water-fuel mixture through the fuel injector 17 directly into the combustion chamber 7 injected.

Die Steuereinheit 10 ist dabei eingerichtet, wie im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, eine Losreissfunktion auszuführen, falls die Wasserpumpe 2, welche ebenfalls in zwei Drehrichtungen antreibbar ist, loszureißen, falls diese blockiert ist. Wie im ersten Ausführungsbeispiel ist hierbei auch ein Sensor 8 vorgesehen, um eine Funktion der Wasserpumpe 2 zu überprüfen.The control unit 10 is set up, as described in the first embodiment to perform a breakaway function, if the water pump 2 , which is also drivable in two directions of rotation, to break loose, if it is blocked. As in the first embodiment, this is also a sensor 8th provided a function of the water pump 2 to check.

Zu den beiden beschriebenen Ausführungsbeispielen sei grundsätzlich angemerkt, dass statt einer Direkteinspritzung des Wassers bzw. des Wasser-Kraftstoff-Gemischs in einen Brennraum 7 auch eine Einspritzung in ein Saugbereich der Brennkraftmaschine möglich ist. Weiterhin ist es auch bei beiden Ausführungsbeispielen möglich, dass das Wasser in einen Saugbereich der Brennkraftmaschine eingespritzt wird und der Kraftstoff direkt in einen Brennraum der Brennkraftmaschine.With regard to the two exemplary embodiments described, it should be noted in principle that instead of a direct injection of the water or the water-fuel mixture into a combustion chamber 7 an injection into a suction region of the internal combustion engine is possible. Furthermore, it is also possible in both embodiments that the water is injected into a suction region of the internal combustion engine and the fuel directly into a combustion chamber of the internal combustion engine.

Weiterhin wurden in 2 jeweils gleich lange Ansteuerzeiten für die erste Drehrichtung und die zweite Drehrichtung der Wasserpumpe 2 dargestellt. Es sei jedoch angemerkt, dass es auch möglich ist, dass versucht wird, die Wasserpumpe 2 in der ersten und zweiten Drehrichtung jeweils mit unterschiedlich langen Ansteuerzeiten anzusteuern. Weiterhin sind in 2 auch die Pausen zwischen verschiedenen Losreissversuchen gleich lang dargestellt. Es sei jedoch angemerkt, dass diese Pausen P auch unterschiedlich lang sein können.Furthermore, in 2 in each case the same length of activation times for the first direction of rotation and the second direction of rotation of the water pump 2 shown. It should be noted, however, that it is also possible to try the water pump 2 in the first and second directions of rotation each with different drive times to control. Furthermore, in 2 also the breaks between different break-away attempts are displayed the same length. It should be noted, however, that these pauses P can also be of different lengths.

Somit kann die vorliegende Erfindung eine Wasserpumpe 2 eines Wassereinspritzsystems 1 einer Brennkraftmaschine einen sicheren Start der Wasserpumpe auch bei einer erhöhten Reibung aufgrund von Verschmutzung, Verkalkung, Abnutzung von Bauteilen oder dergleichen ermöglichen.Thus, the present invention can provide a water pump 2 a water injection system 1 an internal combustion engine enable a safe start of the water pump even with increased friction due to contamination, calcification, wear of components or the like.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102015208476 A1 [0002]DE 102015208476 A1 [0002]

Claims (10)

Verfahren zum Betreiben einer in zwei Drehrichtungen betreibbaren Wasserpumpe (2)in einem Wassereinspritzsystem (1), um eine blockierte Wasserpumpe (2) zu lösen, umfassend die Schritte: - in einem ersten Schritt Ansteuern der Wasserpumpe (2) in einer ersten Drehrichtung für einen vorbestimmten ersten Zeitraum, - in einem zweiten Schritt Ansteuern der Wasserpumpe (2) in einer zweiten Drehrichtung, welche entgegengesetzt zur ersten Drehrichtung ist, für einen vorbestimmten zweiten Zeitraum, und - mehrfaches abwechselndes Wiederholens des ersten und zweiten Schritts.A method of operating a two-way water pump (2) in a water injection system (1) to release a blocked water pump (2) comprising the steps of: in a first step, activating the water pump (2) in a first direction of rotation for a predetermined first time period, - In a second step, driving the water pump (2) in a second direction of rotation, which is opposite to the first direction of rotation, for a predetermined second period, and - repeating the first and second steps several times in alternation. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine erste Ansteuerzeit der Wasserpumpe (2) in die erste Drehrichtung gleich lang ist wie eine zweite Ansteuerzeit der Wasserpumpe (2) in die zweite Drehrichtung.Method according to Claim 1 wherein a first drive time of the water pump (2) in the first direction of rotation is the same length as a second drive time of the water pump (2) in the second direction of rotation. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei nach dem mehrfachen abwechselnden Wiederholen des ersten und zweiten Schritts eine Pause (P) gemacht wird und nach Ablauf der Pause (P) wieder abwechselnd, mehrfach der erste und zweite Schritt ausgeführt wird.Method according to Claim 1 or 2 wherein, after repeating the first and second steps a plurality of times alternately, a pause (P) is made and, after the pause (P) has elapsed, alternately repeating the first and second steps. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach dem Ausführen des ersten und zweiten Schritts überprüft wird, ob die Wasserpumpe (2) gefördert hat.Method according to one of the preceding claims, wherein it is checked after carrying out the first and second step, whether the water pump (2) has promoted. Verfahren nach Anspruch 4, wobei eine Drehung eines Pumpenbauteils, insbesondere einer Pumpenwelle, überprüft wird, um festzustellen, ob die Wasserpumpe (2) gefördert hat oder nicht.Method according to Claim 4 wherein a rotation of a pump component, in particular a pump shaft, is checked to determine whether the water pump (2) has conveyed or not. Wassereinspritzsystem einer Brennkraftmaschine umfassend - eine in zwei Drehrichtungen betreibbare Wasserpumpe (2), - eine Steuereinheit (10), welche eingerichtet ist, bei einem Blockieren der Wasserpumpe (2) die Wasserpumpe (2) abwechselnd in eine erste Drehrichtung für einen vorbestimmten ersten Zeitraum zu betreiben und nach Ablauf des vorbestimmten ersten Zeitraums die Wasserpumpe (2) in eine zweite Drehrichtung für einen vorbestimmten zweiten Zeitraum anzutreiben.Water injection system comprising an internal combustion engine a water pump (2) which can be operated in two directions of rotation, - A control unit (10) which is adapted to operate the water pump (2) alternately in a first rotational direction for a predetermined first period of time at a blocking of the water pump (2) and after the predetermined first period, the water pump (2) in a second direction of rotation for a predetermined second period to drive. Wassereinspritzsystem nach Anspruch 6, wobei die Steuereinheit (10) eingerichtet ist, die Wasserpumpe (2) nach jedem Start der Brennkraftmaschine abwechselnd zumindest jeweils einmal, vorzugsweise mehrfach in die erste und zweite Drehrichtung zu betreiben.Water injection system after Claim 6 , wherein the control unit (10) is arranged to operate the water pump (2) alternately at least once each time, preferably several times in the first and second rotational direction after each start of the internal combustion engine. Wassereinspritzsystem nach Anspruch 6 oder 7, ferner umfassend einen Sensor (8), welcher mit der Steuereinheit (10) verbunden ist, und eingerichtet ist, eine Funktion der Wasserpumpe (2) zu überwachen.Water injection system after Claim 6 or 7 further comprising a sensor (8) connected to the control unit (10) and adapted to monitor a function of the water pump (2). Wassereinspritzsystem nach einem der Ansprüche 6 bis 8, - ferner umfassend einen Wasserinjektor (6), wobei die Wasserpumpe (2) mittels einer Wasserleitung (4) mit dem Wasserinjektor (6) verbunden ist, oder - wobei das Wassereinspritzsystem (11) ferner eine Wasserleitung (4) umfasst, welche mit einem Kraftstoffeinspritzsystem (11) der Brennkraftmaschine, insbesondere an einer Hochdruckpumpe (16) des Kraftstoffeinspritzsystems (11), verbunden ist.Water injection system according to one of Claims 6 to 8th - further comprising a water injector (6), wherein the water pump (2) by means of a water line (4) with the water injector (6) is connected, or - wherein the water injection system (11) further comprises a water pipe (4), which with a Fuel injection system (11) of the internal combustion engine, in particular to a high pressure pump (16) of the fuel injection system (11) is connected. Brennkraftmaschine umfassend ein Wassereinspritzsystem nach einem der Ansprüche 6 bis 9.Internal combustion engine comprising a water injection system according to one of Claims 6 to 9 ,
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