WO2012019883A1 - System and method for exhaust gas after-treatment of an internal combustion engine - Google Patents

System and method for exhaust gas after-treatment of an internal combustion engine Download PDF

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WO2012019883A1 PCT/EP2011/062310 EP2011062310W WO2012019883A1 WO 2012019883 A1 WO2012019883 A1 WO 2012019883A1 EP 2011062310 W EP2011062310 W EP 2011062310W WO 2012019883 A1 WO2012019883 A1 WO 2012019883A1
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Definitions

  • the invention relates to a system and a method for operating a vehicle according to the preamble of the independent claims.
  • water separators are used which deposit a large part of the free water dissolved in the fuel.
  • Such a water separator is known from DE 10 2004 032 251 B4.
  • Water in components of exhaust aftertreatment systems, injection systems or compressed air systems of a motor vehicle can lead to corrosion.
  • the significantly reduced lubricity of water compared to diesel fuel can additionally increase the wear of the components during operation.
  • the quality of the fluid, such as diesel fuel can be increased, however, it can remain fluid residues in the extracted water, so far the extracted water had to be disposed of consuming and expensive as a potential hazardous substance.
  • water in the exhaust line can be dispensed with a costly disposal of water, since the fluid residues in the water here support the exhaust aftertreatment and in for the environment, especially the groundwater, harmless components, especially carbon dioxide and water.
  • the inventive system and the inventive method for exhaust aftertreatment solve the task with little design effort, the benefits of extraction of water from a fuel such as compressed air or fuel with the exhaust aftertreatment of an internal combustion engine.
  • the effort of manual water drainage is saved from a sump of a water separator, as the system automatic water draining, even while driving, is possible.
  • test means are present which check whether a predetermined first operating state exists and that control means are provided which in the case of a positive test result of the test equipment enable the dosing of the extracted water in a functional unit of the motor vehicle.
  • This makes it possible with little design effort, the benefits of extraction of water from a fuel such. Compressed air or fuel with the exhaust aftertreatment, in particular the metering of an auxiliary medium to support the exhaust aftertreatment in the exhaust system of an internal combustion engine to connect. It is particularly advantageous that the expense of manually draining water from a collecting container is saved by means for extracting water from a fluid, since the system enables automatic draining of the water, in particular during operation of the internal combustion engine.
  • an automated emptying of the means for the extraction of water from a fluid can be carried out in a simple and cost-effective manner, wherein the means in particular comprise a water separator, so that the expense of manual water drainage can be saved.
  • the extracted water can thus be used or disposed of elsewhere in the motor vehicle.
  • the functional unit is the exhaust system of the internal combustion engine.
  • the fluid supply to the exhaust line can be regulated or controlled in terms of time and volume, so that the extracted water in the time in which no fluid is needed to support the exhaust aftertreatment, is metered and not supply the fluid supply for optimum exhaust aftertreatment disturbs.
  • An advantageous development of the system consists in that, in the case of a second predetermined operating state of the internal combustion engine detected by the testing means, the control means release the metering in of the fluid, in particular after extraction of the water from the fluid, into the exhaust gas line of the internal combustion engine.
  • the fluid contains a reduced proportion of water, whereby the lubricating properties of the fluid are better than for the same fluid with a relatively higher proportion of water, especially in diesel fuel, so that the wear of the components of the exhaust aftertreatment system is reduced.
  • the exhaust aftertreatment can be improved by the reduction of the water content in the exhaust aftertreatment fluid, since the fluid has a higher energy density than the same fluid with a relatively higher water content, thereby raising the exhaust gas temperature under the same boundary conditions.
  • the effectiveness of the exhaust aftertreatment can potentially increase because higher conversion rates can be achieved in other devices for exhaust aftertreatment, such as an oxidation catalyst by the higher exhaust gas temperatures.
  • a common control device for the metering of water and fluid can be used in the exhaust system, which limits the number of additional components.
  • control means release the metering of the fluid independently of the detected operating state. It is advantageous that the fluid can thus be metered independently of the extracted water or in addition to the extracted water.
  • the control means release the metering of the extracted water into the exhaust gas line and block the metering of the fluid and, in the case of the second operating state detected by the checking means, metering the fluid into the meter Release the exhaust system and block the metering of the extracted water into the exhaust system.
  • the fluid for exhaust gas aftertreatment for example diesel fuel for regeneration of a diesel particulate filter or compressed air
  • the first operating state the extracted, potentially contaminated with fluid residues water can be made harmless through the exhaust system and disposed of.
  • test means detect the second operating state when they detect the completion of the release of the dosing of the extracted water into the exhaust line after a release of the dosing of the extracted water in the exhaust system.
  • the extracted water is removed as quickly as possible from these components. Therefore, it is beneficial if, after the first operating state in which the metering of the extracted water into the exhaust gas line is released, the control device switches over to the second operating state in which the metering of the fluid is released in order to flush the system and the water to remove from the components of the system.
  • test means recognize the second predetermined operating state when, in particular, starting from a different operating state from the second operating state, recognize a shutdown request of the internal combustion engine.
  • the checking means for example a control unit used to control the internal combustion engine, determine with a test program realized, for example, in software form, that a shutdown request of the internal combustion engine is present, to start the flushing process, so that when the engine is switched off no water in the components for exhaust aftertreatment remains and here the risk of corrosion is minimized.
  • control means are designed as a valve, in particular as a 3/2-way valve or as a solenoid valve, or as a throttle.
  • the execution of the control means as a valve allows a particularly simple and thus cost-effective design of the control means, in particular a 3/2-way valve, which either releases the connection from the fluid outlet of the water separator to the metering element and at the same time blocks the connection between the water outlet of the water separator and the metering element or releases the connection from the water outlet of the water separator to the metering element and at the same time blocks the connection from the fluid outlet of the water separator to the metering element.
  • only the metering in of one of the two media, water or fluid is released at the same time.
  • Solenoid valves are particularly suitable for releasing or blocking the dosing of the extracted water.
  • a throttle in particular a controllable throttle, is also suitable for controlling the supply of the extracted water or the fluid to the exhaust line and for releasing or blocking the metering.
  • a further advantageous development is characterized in that the means for extracting water have a membrane, in particular a semipermeable membrane.
  • a membrane that is permeable to water, but impermeable to fuel, the water can be separated from the medium in a simple and cost-effective manner.
  • the means for extracting water additionally comprise a water purification module.
  • the extracted water can be freed again of impurities and contamination, the cleaning facilitates the use of the extracted water in other functional units of the vehicle, for example for headlight or windscreen cleaning or moistening the vehicle air in the vehicle.
  • the water purification module has a semi-permeable membrane, wherein the membrane is permeable to water and largely impermeable to fuel.
  • a further advantageous development consists in that the means for extracting water are designed as hollow bodies, in particular as hollow-fiber membrane modules.
  • a hollow body in which the medium flows through the interior of the hollow body and the water is deposited to the outside is advantageous.
  • a favorable ratio of surface area of the water separator to volume flow through the hollow body and thus a high Wasserabscheide- rate is achieved.
  • the use of a hollow-fiber membrane module is particularly advantageous, since this advantage is further enhanced by a multiplicity of thin channels and correspondingly enveloping surfaces.
  • the membrane consists of an ionomer, in particular a sulfonated tetrafluoroethylene polymer.
  • the use of an ionomer for the membrane has the advantage that the ionomer membrane has the desired property of being permeable to water and permeable to fuel.
  • the group of tetrafluoroethylene polymers is particularly advantageous here for functional, production and durability reasons.
  • test means comprise detection means, comparison means and detection means.
  • the determining means in particular investigators for detecting temperatures, especially temperatures of fluid, water or exhaust gas, for time measurement and / or for level measurement, in particular for level measurement of a collecting container of the water separator can thus determine a measured variable, which with a in a comparison means, in particular software stored Comparison values are compared and detecting means which recognize the presence of an operating state of the system when comparing the determined measured variable with the comparison value predetermined in the comparison means.
  • the process steps running in the system can be automated and / or controlled or regulated.
  • the determination means comprise a level gauge, which determines the amount of extracted water, that the comparison means compare the determined amount with a set threshold value (M s ) and that the detection means recognize the first operating state, if the determined Amount of extracted water exceeds the predetermined amount threshold (M s ).
  • M s set threshold value
  • M s predetermined amount threshold
  • the determination means comprise a timer which determines an operating time of the internal combustion engine that the comparison means compare the determined operating time with a predetermined time threshold (t s ) and that the detection means recognize the first operating state, if the determined operating time exceeds the predetermined time threshold (t s ).
  • the metering of the water can be released when a defined operating time of the internal combustion engine is reached in order to overflow the extracted water from the To avoid collecting container, wherein an automation of the process control over the comparison means and / or detection means is made possible.
  • the detection means comprise a temperature sensor which determines the exhaust gas temperature, that the comparison means compare the determined exhaust gas temperature with a predetermined temperature threshold (T s ) and the detection means only recognize the first operating state when the temperature determined by the temperature sensor reaches or exceeds the predetermined temperature threshold value (T s ).
  • T s predetermined temperature threshold
  • the extracted water does not evaporate when metered into the exhaust system, which can lead to corrosion damage, especially corrosion damage in the exhaust system, and / or contained in the extracted water fluid residues not by further devices for exhaust aftertreatment, especially in the exhaust system Internal combustion engine arranged further devices for exhaust aftertreatment, be sufficiently cleaned and / or converted into harmless to the environment substances.
  • a further advantageous development is that downstream of the control means dosing means for metering the extracted water and / or the fluid are arranged in the exhaust line.
  • dosing means for metering the extracted water and / or the fluid are arranged in the exhaust line.
  • the dosing accuracy and direction of the amount to be dosed of the water and / or the fluid can be improved.
  • an undesirable wall wetting of the exhaust gas line can be reduced by the extracted water.
  • the dosing means comprise a metering unit and an injection unit.
  • the injection unit can be optimally positioned in or on the exhaust gas line in order to meter in the extracted water and / or the fluid into the exhaust gas flowing through the exhaust gas line.
  • a further advantageous development of the system consists in that the injection unit is designed as an injection valve, in particular as an outwardly opening injection valve or as an outwardly opening poppet valve.
  • the use of an injection valve as an injection unit offers the advantage that when the injection valve is closed there is a secure separation of exhaust gas in the exhaust gas line and water or fluid in the system.
  • the advantage here is the use of an outwardly opening valve, since outwardly opening valve reduce the risk of coking of the fluid at the valve seat and thus a change in the metered amount.
  • Outwardly opening poppet valve additionally offer the advantage that the water or the fluid arrive in a wide cone angle in the exhaust system and are thus well distributed in the exhaust gas flow.
  • a further advantageous development is that at least two of the amount of the means for extracting water, the control means, the dosing and the test means are at least partially integrated in a common device, in particular with a common housing. This reduces the number of components to be assembled, resulting in time savings and cost reduction in assembly.
  • control means release the metering of the extracted water downstream of the metering unit and upstream of the injection unit. This corrosion damage to the metering unit can be avoided because it is not flowed through by the extracted water. This also allows the use of cheaper materials in the metering unit.
  • control means release the metering of the fluid upstream of the metering unit or via a second injection unit. Due to the separate metering of extracted water and fluid, the variability of the system can be increased since the water and the fluid are metered into the exhaust line at different locations, whereby an individual optimization of the metering point for water and fluid is made possible.
  • use of a second injection unit allows the simultaneous metering of extracted water and fluid, which increases the application possibilities of the exhaust aftertreatment system.
  • control means comprise a solenoid valve, a check valve and / or a throttle.
  • a check valve By using a check valve, a solenoid valve or a throttle in a connecting line from the water outlet of the water separator to the injection unit, a backflow of the fluid via the connecting line to the water separator, in particular to a collecting container for the extracted water can be prevented.
  • the control means comprise a connection line which connects a fluid outlet at the means for extraction of water or a fluid source directly to the metering unit or the second injection unit. This development has the positive effect that only the supply of the extracted water must be blocked or released, so that the use of a simple and inexpensive valve is possible here for control.
  • the functional unit is a cleaning system for vehicle windows or vehicle headlights, in particular a collecting container of this cleaning system. It is advantageous that the cleaning liquid can be replenished by the extracted water.
  • the functional unit is an automotive air conditioning system, in particular a unit for moistening the air of a vehicle interior. It is advantageous that the water for moistening the room air during driving occurs and does not need to be refilled externally.
  • An advantageous method for operating a vehicle is characterized in that a predetermined mixing ratio of extracted water and the fluid is adjusted by the control means in the time average.
  • a predetermined mixing ratio of extracted water and the fluid is adjusted by the control means in the time average.
  • control means in particular a solenoid valve with a frequency greater than 1 Hz is driven in order to achieve a dispersion or mixture of extracted water and the fluid. Due to the high drive frequency, in the event that the fluid does not mix with the water, a dispersion of extracted water and fluid can be prepared and this dispersion can be metered into the functional unit. In the event that water and fluid can be mixed, a homogeneous mixture can be achieved. In this case, a solenoid valve for the required drive frequencies is particularly suitable.
  • a further advantageous development of the method consists in detecting physical input variables of extracted water and the fluid in a first method step and specifying a desired value for a mixing ratio of extracted water and the fluid, and in a second method step as a function of Setpoint and the determined physical input variables, the mixing ratio over a drive time or drive frequency of the control means, in particular a solenoid valve or a 3/2-way valve is set.
  • the physical properties of the extracted water or of the fluid for example the temperature or the pressure during the preparation of a mixture or a dispersion can be taken into account in a simple manner.
  • FIG. 1 and Fig. 2 show the inventive system for exhaust aftertreatment in a schematic representation
  • Fig. 3 to Fig. 6 show concrete embodiments of the system in a schematic representation
  • Fig. 7 shows details of the means for extracting water used in the exhaust aftertreatment system of the present invention
  • Fig. 8 shows a flow chart for controlling mixture formation of extracted water and fluid
  • Fig. 1 the inventive system for exhaust aftertreatment is shown in a schematic manner.
  • the exhaust gas aftertreatment system has a tank 12 filled with fluid 12, which is connected via connecting lines 13, 14 to the means 30 for the extraction of water 31, the connecting lines comprising a conveying means 20.
  • the means 30 are connected via a line 19 to a functional unit 100 and via a line 17 to an exhaust line 40 of an internal combustion engine 5 of a motor vehicle. Furthermore, the system comprises test means 80 for detecting an operating state of the internal combustion engine 5 and control means 90.
  • the conveying means 20 delivers the fluid 12 from the tank via the connecting lines to the means 30 for the extraction of water 31.
  • the test means 80 determine whether a first operating state is present and influence the control means 90 such that in the case of a positive test result of the test means 80, the dosing of the extracted water 31 via the connecting line 19 in a functional unit 100 of the motor vehicle is released.
  • the functional unit 100 can be, for example, the collecting container of the wiper water, a collecting container for moistening the air for vehicle interior air conditioning or the exhaust tract 40 of the internal combustion engine 5.
  • the claimed exhaust aftertreatment system comprises the components within the dashed line in FIG. 1, but may also comprise one or more of the further components, in particular the components shown outside the dashed line to illustrate and explain the function.
  • the functional unit 100 is the exhaust tract 40 of the internal combustion engine.
  • the means 30 for the extraction of water 31 are shown as a water separator, which is connected via two connecting lines 17, 19 with the control means 90.
  • a first connection line 17 for the fluid 12 leads from a fluid outlet of the means 30 for extraction of water 31 to the control means 90 and a second connection line 19 for the extracted water 31 from a water outlet of the means 30 for extraction of water 31 to the Control means 90.
  • a further connecting line 42 leads into the exhaust line 40 of the internal combustion engine. 5
  • FIG. 3 a first concrete embodiment of the inventive system for exhaust aftertreatment is shown.
  • the system has a tank 12 filled with fluid 12, which is connected via supply line 13 to a conveyor element 20.
  • the conveying element 20 is connected via a further supply line 14 with a filter 25, which is connected via a further supply line 16 with the means 30 for the extraction of water 31, here shown as a water separator 30 with a semi-permeable membrane 71.
  • a water separator 30 with a semi-permeable membrane 71.
  • two outlet openings are formed, which are referred to below as fluid outlet 32 and water outlet 34.
  • the water separator 30 is connected via the fluid outlet 32 and a connecting line 17 to a high-pressure pump 99 of a fuel injection system under further with an internal combustion engine 5.
  • the water separator 30 is further connected via the fluid outlet 32 and connecting lines 17,18 with a control means 35, in the example shown a 3/2 -way valve connected.
  • the water separator 30 is connected to the control means 35 via the water outlet 34 and a connecting pipe 19, the connecting pipe 19 comprising an extracted water collecting tank 31.
  • the control means 35 is connected via a connecting line 42 with a dosing means 50, which at one with the Internal combustion engine 5 connected exhaust line 40 is arranged.
  • the illustrated system has a temperature sensor 47 arranged in the exhaust line 40.
  • the lying within the dashed line components represent components of the claimed system for exhaust aftertreatment, the other components are only to illustrate and explain the function of the system.
  • a fluid 12 mixed with water 31 can lead to damage of injection components up to failure of the injection system.
  • the water 31 contained in the fluid 12 can already lead to these damages, which is why some manufacturers for high-pressure injection systems already water separator with deposition rates of> 95% of the fluid 12, i. be required in the fuel, dissolved water.
  • the separated water 31 may contain residues of the fluid 12.
  • this water 31 can be disposed of easily and without environmental hazard by the extracted water 31 is disposed of from the water 30 via the dosing 50 in the exhaust line 40.
  • Existing residues of fluid 12, in particular fuel are burned in the exhaust line 40 and thus made harmless.
  • the fluid 12, in particular fuel, is conveyed out of the tank 10 via the connecting lines 13, 14 to the water separator 30 by means of the conveying element 20, wherein the fluid 12 flows through the filter 25, which filters out particles and impurities from the fluid 12, which the water separator 30 or damage other system components or could reduce the effectiveness of the water separator 30.
  • the fluid 12 continues to flow to the high-pressure pump 99 and is supplied to the internal combustion engine 5 in a known manner.
  • the delivery element 20 can be dispensed with if the fluid 12 is sucked out of the tank 10 by the high-pressure pump 99 or a pre-delivery pump, not shown, upstream of the high-pressure pump 99.
  • the filter 25 can also be arranged between the tank 10 and the conveying element 20.
  • the system may be run without filter 25. As it flows through the water separator 30, the water 31 dissolved in the fluid 12 is extracted and fed to a collecting container 29.
  • a very effective water separator 30 for example, a hollow body shown in FIG. 7, for example, a so-called hollow fiber membrane module 76 may be used, in which the fluid 12 flows within thin pipes 78 and the extracted water through the thin pipes 78 formed as a semipermeable membrane the gaps 79 are extracted.
  • the hollow-fiber membrane module 76 with its many thin pipes 78 is characterized by having a large surface area and high separation rates of water 31 from the fluid 12.
  • a level meter 36 is arranged on the collecting container 29, via which the amount of extracted water 31 in the collecting container 29 can be measured.
  • the collecting container 29 may also be integrated in the water separator 30.
  • the fluid 12 flows via the fluid outlet 32 through the connecting lines 17,18 to the control means 35 and the extracted water 31 from the collecting container 29 via the connecting line to the control means 35th
  • the system comprises test means 80 which check whether a predetermined operating state is present and control means 90 which release the dosing of the extracted water 31 in the case of a positive test result of the test means 80.
  • the control means 90 comprise those actuators which are suitable for releasing and blocking the dosing of the extracted water 31.
  • the control means 90 is formed as a 3/2-way valve 35, alternatively, solenoid valves 27 or throttles 28, in particular adjustable throttles, can be used as a control means 90.
  • the test means 80 comprise detection means, comparison means, and detection means.
  • the detection means comprise sensors 36 for determining the amount of extracted water 31, in particular a level gauge 36 on the collecting container 29, timers for determining an operating time of the internal combustion engine 5, in particular a timer 37 and temperature sensors 47 for determining the exhaust gas temperature.
  • the comparison means compare a measured variable determined by the determination means with a predetermined comparison quantity.
  • the comparison means may for example be stored in software in the control unit 24, wherein the control unit 24 itself also belongs to the test means 80.
  • the detection means detect an operating state by the comparison of a determined measured variable of the determination means with a predetermined comparison variable from the comparison means.
  • the first operating state is when the test means 80 recognize that a defined level of the collecting container 29 has been reached or a predetermined time interval of the operating time has elapsed. If the test result is positive, the dosing of the extracted water 31 is released by the control means 90.
  • a second predetermined operating state is present when the first operating state is not detected and the test means 80, in particular the temperature sensor 37, additionally recognize that the exhaust gas temperature is above a temperature threshold value.
  • control means 90 release the dosing of the fluid 12, in particular after extraction of the water 31 from the fluid 12, into the exhaust line 40 of the internal combustion engine 5.
  • control means 90 for example valves, in particular 3/2-way valves 35, advantageous in the case of the detected by the test means 80 first operating state, the metering of the extracted water 31 in the exhaust line 40 and lock the metering of the fluid 12 and in the case of the detected by the test means 80 second operating state, the metering of the fluid 12 in the exhaust line 40 and release the metering of the extracted water 31 into the exhaust line 40.
  • the test means 80 recognize the second operating state when they detect the completion of the release of the dosing of the extracted 31 in the exhaust line 40 after a release of the dosing of the extracted water 31 in the exhaust line 40.
  • the water remaining in the components after metering in the extracted water 31 is flushed out by the fluid 12 from the components of the exhaust aftertreatment system, in particular from the control means 90 and downstream of the control means 90, so that the residence time of water 31 in the conduit 42 and in the dosing means 50 are as short as possible to avoid corrosion damage by the water 31. It is particularly desirable that when stopping the engine 5, no water 31 remains in the control means 35 or the dosing means 50 and in the conduit 42, since with the internal combustion engine 5, the risk of corrosion by the water 31 is the highest.
  • the checking means 80 also recognize the predetermined second operating state if they detect a shutdown request of the internal combustion engine 5, in particular on the basis of an operating state different from the second operating state.
  • the detection of the shutdown request of the internal combustion engine can be done for example via the control unit 24.
  • the system may be further developed by the level gauge 36, which determines the amount of extracted water 31 in the sump, sending a signal to the comparison means 38, the comparison means 38 providing the determined amount of extracted water 31 with a predetermined amount threshold (M s ) and the detection means 39 detect the first operating state when the determined amount of the extracted water 31 exceeds the predetermined quantity threshold value (M s ).
  • the system comprises a timer 37, which determines an operating time of the internal combustion engine 5, wherein the determined operating time of the comparing means with a predetermined time threshold (t s ) is compared and the detection means recognize the first operating state, when the determined operating time the exceeds the predetermined time threshold (t s ).
  • the system comprises the temperature sensor 47, which determines the exhaust gas temperature, wherein the comparison means compare the determined exhaust gas temperature with a predetermined temperature threshold (T s ) and the detection means recognize the first operating state only when the temperature detected by the temperature sensor 47 predetermined temperature threshold (T s ) reached or exceeded.
  • T s predetermined temperature threshold
  • the control means 90 is connected via a connecting line 42 to the exhaust line 40, wherein between the control means 90, in particular a 3-2-way valve 35, and the exhaust line metering means 50 may be arranged.
  • These dosing means 50 can be carried out both in one piece, as well as in several parts, the dosing means 50 comprising a metering unit 51 and an injection unit 52.
  • the injection unit is preferably designed as an injection valve in order to achieve a dense separation of the exhaust gas in the exhaust line 40 and the fluid 12 and / or the water 31.
  • Outwardly opening valves have the advantage that they are more robust in terms of coking and associated problems such as changing injection quantities or leaks than inwardly opening valves.
  • Particularly advantageous is the use of an outwardly opening poppet valve, since in addition a broad injection cone of the fluid 12 and / or of the water 31 is achieved in the exhaust line 40, wherein the eindo- The fluid 12 and / or the metered-in water can mix well with the exhaust gas in the exhaust line 40.
  • Fig. 4 shows an alternative embodiment, wherein the water outlet 34 of the water separator 30 is connected via a connecting line 19 with a connecting line 43 between the metering unit 51 and the injection unit 52 of the dosing.
  • a solenoid valve 27 and a throttle 28 are arranged, with which the dosing of the extracted water can be released and limited.
  • the solenoid valve 27 or the throttle 28, in particular a controllable throttle can be used to release the dosing of the extracted water 31.
  • the throttle 28 is arranged as close as possible to the connecting line 43 in order to avoid a backflow of the fluid 12 into the connecting line 19 and to reduce pressure oscillations in the connecting lines 19, 43.
  • the use of a check valve instead of the throttle 28 in the connecting line 19 is possible.
  • a further embodiment is shown, wherein the fluid outlet 32 of the water separator 30 is connected via a connecting line 17 with a dosing means 50.
  • a control means 90 in particular a solenoid valve 27 or a throttle 28 may additionally be arranged in the connecting line 17 here as well.
  • the water outlet 34 of the water separator 30 is connected via a connecting line 19 with a further dosing means 54, wherein control means 90 are arranged in the connecting line 19.
  • control means 90 are arranged in the connecting line 19.
  • a solenoid valve 27 and a throttle 28 are arranged, with which the metering of the extracted water 31 can be released and limited.
  • only the solenoid valve 27 or the throttle 28, in particular a controllable throttle, can be used to release the dosing of the extracted water 31.
  • control means 90 in particular the solenoid valve 27 or the throttle 28, can release the metering independently of the detected operating state. This makes it possible to simultaneously meter in the extracted water 31 and the fluid 12 into the exhaust line 40 of the internal combustion engine.
  • FIG. 6 shows an alternative embodiment of the system for exhaust aftertreatment, wherein the fluid 12 is not fuel, but compressed air, in particular the compressed air from the compressed air system is a utzmarkedes.
  • a tank 10 in this example a compressed air reservoir, is connected via a line 12 to a conveying element 20 which is designed as a pressure generator and to a further line 14, 16 with a water separator 30, which is preceded by a filter element 25.
  • a fluid outlet 32 and a water outlet 34 is formed at the water separator 30, a fluid outlet 32 and a water outlet 34 is formed.
  • the water outlet 34 opens into the collecting container 29, which is connected via the line 19,42 with the dosing means 50.
  • the fluid outlet 32 is also connected via the line 17,18,42 with the dosing means 50, but has a further connecting line which connects the fluid outlet 32 with the pneumatic brake system 60 of a utzberges. Between the water separator 30 and the metering element 50, the control 35 is arranged.
  • the fluid 12 is pressurized by the conveying element 20 and flows from the tank 10 to the water separator 30.
  • the water separator 30 for example, by cooling the air, the water from the air is condensed and separated.
  • the metering of the fluid 12, i. the compressed air, is analogous to the description of FIG. 1.
  • FIG. 8 shows a flow chart for controlling a mixture formation of extracted water 31 and fluid 12.
  • a method for operating a vehicle is proposed in which the control means 90, or by the control of the 3/2-way valve 35 or of the solenoid valve 27, a predetermined mixing ratio of extracted water 31 and the fluid 12 is set in the time average.
  • a duration of a control of the control means 90, in particular of the solenoid valve 27 and the 3/2-way valve 35, is varied during an operating state in which extracted water 31 is metered in, so that the desired mixing ratio of extracted water 31 and fluid 12 sets.
  • Frequencies greater than 1 Hz, ie a drive time less than one second, are advantageous, since a fine dispersion or mixture can be achieved with such a short drive time.
  • the maximum drive time is determined by the reciprocal of the drive frequency. Based on the physical input variables, for example, pressure p 3 of the fluid 12, pressure pi of the extracted water 31, back pressure p 2 in the functional unit, temperatures ⁇ / ⁇ 2 of the extracted water 31 and the fluid 12, possibly further input variables and a desired value of the mixing ratio between extracted water 31 and fluid 12, the driving duration and driving frequency of the control means 90 are determined.

Abstract

The invention relates to a system and method for operating a vehicle, the system comprising means for extracting water from a fluid, in particular a fluid for supporting an exhaust gas after-treatment of the vehicle, characterized in that testing means are provided for testing whether a prescribed first operating state is present, and that control means are provided for enabling the metering out of extracted water into a functional unit of the vehicle in event of a positive test result of the testing means.

Description

Beschreibung  description
Titel: Title:
System und Verfahren zur Abgasnachbehandlung einer Brennkraftmaschine Stand der Technik  System and method for exhaust aftertreatment of an internal combustion engine State of the art
Die Erfindung geht aus von einem System und einem Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche. The invention relates to a system and a method for operating a vehicle according to the preamble of the independent claims.
Es sind bereits Fahrzeuge bekannt, insbesondere mit direkt einspritzenden Dieselmotoren, bei denen das im Kraftstoff oder in der Druckluft enthaltene Wasser zu Schädigungen von Bauteilen bis hin zum Ausfall von Komponenten der Einspritzeinlage oder Komponenten der Abgasnachbehandlung führen kann. Das im Kraftstoff gelöste Wasser reduziert insbesondere bei Dieselkraftstoff die Schmiereigenschaften und führt somit zu erhöhtem Verschleiß. Parallel kann es durch in Kraftstoff oder Druckluft gelöstes Wasser zu Korrosion an den Komponenten von Einspritz- und Abgasnachbehandlungssystem kommen. There are already known vehicles, in particular with directly injecting diesel engines, in which the water contained in the fuel or in the compressed air can lead to damage of components to the failure of components of the injection liner or components of the exhaust aftertreatment. The water dissolved in the fuel reduces the lubricating properties especially with diesel fuel and thus leads to increased wear. In parallel, water dissolved in fuel or compressed air can cause corrosion to the components of the injection and exhaust aftertreatment system.
Bei Kraftstoffeinspritzsystemen werden Wasserabscheider eingesetzt, die einen großen Teil des im Kraftstoff gelösten freien Wassers abscheiden. Ein solcher Wasserabscheider ist aus der DE 10 2004 032 251 B4 bekannt. In fuel injection systems, water separators are used which deposit a large part of the free water dissolved in the fuel. Such a water separator is known from DE 10 2004 032 251 B4.
Zur Abgasnachbehandlung sind aus der DE 44 36 415 AI Systeme bekannt, bei denen Kraftstoff zur Abgasnachbehandlung über ein Dosierelement in den Abgasstrang einer Brennkraftmaschine eindosiert wird. Das Einbringen von Kraftstoff in den Abgasstrang wird beispielsweise genutzt, um die Abgastemperatur zu erhöhen, da gewisse katalytische Reaktionen in der Abgasnachbehandlung, beispielsweise die Reduktion von Stickstoffoxiden (NOx) oder das Abbrennen der Partikelbeladung eines Rußpartikelfilters bei Temperaturen ablaufen, für die die Abgastemperatur der Brennkraftmaschine in definierten Betriebszustän- den unzureichend ist. For exhaust aftertreatment systems are known from DE 44 36 415 AI, in which fuel is metered for exhaust aftertreatment via a metering in the exhaust system of an internal combustion engine. The introduction of fuel into the exhaust system is used, for example, to increase the exhaust gas temperature, as certain catalytic reactions in the exhaust aftertreatment, such as the reduction of nitrogen oxides (NOx) or the burning of the particulate matter of a particulate filter at temperatures expire, for the exhaust gas temperature of the internal combustion engine is insufficient in defined operating conditions.
Wasser in Komponenten von Abgasnachbehandlungssystemen, Einspritzsystemen oder Druckluftsystemen eines Kraftfahrzeuges kann zu Korrosion führen. Die gegenüber Dieselkraftstoff deutlich reduzierte Schmierfähigkeit von Wasser kann zusätzlich den Verschleiß der Komponenten im Betrieb erhöhen. Beim Abscheiden von Wasser aus einem Fluid kann die Qualität des Fluids, beispielsweise Dieselkraftstoffs, gesteigert werden, es können jedoch Fluidreste in dem extrahierten Wasser verbleiben, wodurch das extrahierte Wasser bislang aufwendig und teuer als potenzieller Gefahrstoff entsorgt werden musste. Durch die Eindo- sierung des extrahierten, aber potenziell mit Fluidresten kontaminierten, Wassers in den Abgasstrang kann auf eine aufwendige Entsorgung des Wassers verzichtet werden, da die Fluidreste im Wasser hier die Abgasnachbehandlung unterstützen und in für die Umwelt, insbesondere das Grundwasser, ungefährliche Komponenten, insbesondere Kohlenstoffdioxid und Wasser, umgewandelt werden. Water in components of exhaust aftertreatment systems, injection systems or compressed air systems of a motor vehicle can lead to corrosion. The significantly reduced lubricity of water compared to diesel fuel can additionally increase the wear of the components during operation. When separating water from a fluid can the quality of the fluid, such as diesel fuel can be increased, however, it can remain fluid residues in the extracted water, so far the extracted water had to be disposed of consuming and expensive as a potential hazardous substance. By injecting the extracted, but potentially contaminated with fluid residues, water in the exhaust line can be dispensed with a costly disposal of water, since the fluid residues in the water here support the exhaust aftertreatment and in for the environment, especially the groundwater, harmless components, especially carbon dioxide and water.
Das erfindungsgemäße System und das erfindungsgemäße Verfahren zur Abgasnachbehandlung lösen die Aufgabe mit geringem konstruktivem Aufwand die Vorteile der Extraktion von Wasser aus einem Betriebsstoff wie Druckluft oder Kraftstoff mit der Abgasnachbehandlung einer Brennkraftmaschine. Insbesondere wird der Aufwand des manuellen Wasserablassens aus einem Sammelbehälter eines Wasserabscheiders eingespart, da durch das System ein automatisches Wasserablassen, auch im Fahrbetrieb, ermöglicht wird.  The inventive system and the inventive method for exhaust aftertreatment solve the task with little design effort, the benefits of extraction of water from a fuel such as compressed air or fuel with the exhaust aftertreatment of an internal combustion engine. In particular, the effort of manual water drainage is saved from a sump of a water separator, as the system automatic water draining, even while driving, is possible.
Vorteile der Erfindung: Advantages of the invention:
Das erfindungsgemäße System und das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass Prüfmittel vorhanden sind, die prüfen, ob ein vorgegebener erster Betriebszustand vorliegt und dass Steuermittel vorgesehen sind, die im Falle eines positiven Prüfergebnisses der Prüfmittel die Eindosierung des extrahierten Wassers in eine Funktionseinheit des Kraftfahrzeuges freigeben. Dadurch gelingt es, mit geringem konstruktivem Aufwand die Vorteile der Extraktion von Wasser aus einem Betriebsstoff wie z.B. Druckluft oder Kraftstoff mit der Abgasnachbehandlung, insbesondere der Eindosierung eines Hilfsmediums zur Unterstützung der Abgasnachbehandlung in den Abgasstrang einer Brennkraftmaschine zu verbinden. Besonders vorteilhaft ist, dass der Aufwand des manuellen Wasserablassens aus einem Sammelbehälter von Mitteln zur Extraktion von Wasser aus einem Fluid eingespart wird, da durch das System ein automatisches Wasserablassen, insbesondere während des Betriebs der Brennkraftmaschine, ermöglicht wird. The system according to the invention and the method according to the invention for operating a vehicle with the features of the independent claims have the advantage that test means are present which check whether a predetermined first operating state exists and that control means are provided which in the case of a positive test result of the test equipment enable the dosing of the extracted water in a functional unit of the motor vehicle. This makes it possible with little design effort, the benefits of extraction of water from a fuel such. Compressed air or fuel with the exhaust aftertreatment, in particular the metering of an auxiliary medium to support the exhaust aftertreatment in the exhaust system of an internal combustion engine to connect. It is particularly advantageous that the expense of manually draining water from a collecting container is saved by means for extracting water from a fluid, since the system enables automatic draining of the water, in particular during operation of the internal combustion engine.
Somit kann auf einfache und kostengünstige Weise eine automatisierte Entleerung der Mittel zur Extraktion von Wasser aus einem Fluid erfolgen, wobei die Mittel insbesondere einen Wasserabscheider umfassen, so dass der Aufwand eines manuellen Wasserablassens eingespart werden kann. Das extrahierte Wasser kann somit an anderer Stelle des Kraftfahrzeuges genutzt oder entsorgt werden. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Systems möglich. Thus, an automated emptying of the means for the extraction of water from a fluid can be carried out in a simple and cost-effective manner, wherein the means in particular comprise a water separator, so that the expense of manual water drainage can be saved. The extracted water can thus be used or disposed of elsewhere in the motor vehicle. The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of the main claim system are possible.
Eine vorteilhafte Ausführung besteht darin, dass die Funktionseinheit der Abgasstrang der Brennkraftmaschine ist. Somit kann zusätzlich die Fluidzufuhr in den Abgasstrang zeitlich und mengenmäßig geregelt oder gesteuert werden kann, so dass das extrahierte Wasser in der Zeit, in der kein Fluid zur Unterstützung der Abgasnachbehandlung benötigt wird, eindosiert wird und dabei nicht die Versorgung der Fluidzufuhr für eine optimale Abgasnachbehandlung stört. An advantageous embodiment is that the functional unit is the exhaust system of the internal combustion engine. Thus, in addition, the fluid supply to the exhaust line can be regulated or controlled in terms of time and volume, so that the extracted water in the time in which no fluid is needed to support the exhaust aftertreatment, is metered and not supply the fluid supply for optimum exhaust aftertreatment disturbs.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Systems besteht darin, dass die Steuermittel im Falle eines von den Prüfmitteln detektierten zweiten vorgegebenen Betriebszustandes der Brennkraftmaschine die Eindosierung des Fluids, insbesondere nach Extraktion des Wassers aus dem Fluid, in den Abgasstrang der Brennkraftmaschine freigeben. An advantageous development of the system consists in that, in the case of a second predetermined operating state of the internal combustion engine detected by the testing means, the control means release the metering in of the fluid, in particular after extraction of the water from the fluid, into the exhaust gas line of the internal combustion engine.
Dabei enthält das Fluid einen reduzierten Wasseranteil, wodurch insbesondere bei Dieselkraftstoff die Schmiereigenschaften des Fluids besser als bei dem gleichen Fluid mit einem relativ höheren Wasseranteil sind, so dass der Verschleiß der Komponenten des Systems zur Abgasnachbehandlung reduziert ist. Die Abgasnachbehandlung kann durch die Reduktion des Wasseranteils in dem Fluid zur Abgasnachbehandlung verbessert werden, da das Fluid eine höhere Energiedichte hat als das gleiche Fluid mit einem relativ höheren Wasseranteil und dadurch die Abgastemperatur bei gleichen Randbedingungen angehoben wird. Auf diese Weise lässt sich die Wirksamkeit der Abgasnachbehandlung potenziell steigern lässt, da sich durch die höhere Abgastemperaturen höhere Konvertierungsraten in weiteren Vorrichtungen zur Abgasnachbehandlung, beispielsweise einem Oxidations-katalysator, erzielen lassen. Gleichzeitig kann eine gemeinsame Steuereinrichtung für das Eindosierung von Wasser und Fluid in den Abgasstrang genutzt werden, was die Anzahl der zusätzlichen Komponenten begrenzt.  In this case, the fluid contains a reduced proportion of water, whereby the lubricating properties of the fluid are better than for the same fluid with a relatively higher proportion of water, especially in diesel fuel, so that the wear of the components of the exhaust aftertreatment system is reduced. The exhaust aftertreatment can be improved by the reduction of the water content in the exhaust aftertreatment fluid, since the fluid has a higher energy density than the same fluid with a relatively higher water content, thereby raising the exhaust gas temperature under the same boundary conditions. In this way, the effectiveness of the exhaust aftertreatment can potentially increase because higher conversion rates can be achieved in other devices for exhaust aftertreatment, such as an oxidation catalyst by the higher exhaust gas temperatures. At the same time, a common control device for the metering of water and fluid can be used in the exhaust system, which limits the number of additional components.
Eine alternative vorteilhafte Ausgestaltung des Systems besteht darin, dass die Steuermittel die Eindosierung des Fluids unabhängig von dem detektierten Betriebszustand freigeben. Vorteilhaft ist dabei, dass das Fluid somit unabhängig vom extrahierten Wasser oder zusätzlich zum extrahierten Wasser eindosiert werden kann. An alternative advantageous embodiment of the system is that the control means release the metering of the fluid independently of the detected operating state. It is advantageous that the fluid can thus be metered independently of the extracted water or in addition to the extracted water.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass die Steuermittel im Falle des von den Prüfmitteln detektierten ersten Betriebszustand die Eindosierung des extrahierten Wassers in den Abgasstrang freigeben und die Eindosierung des Fluids sperren und im Fall des von den Prüfmitteln detektierten zweiten Betriebszustand die Eindosierung des Fluids in den Abgasstrang freigeben und die Eindosierung des extrahierten Wassers in den Abgasstrang sperren. Im zweiten Betriebszustand kann so das Fluid zur Abgasnachbehandlung, beispielsweise Dieselkraftstoff zur Regeneration eines Dieselpartikelfilters oder Druckluft in den Abgasstrang eindosiert werden, während im ersten Betriebszustand das extrahierte, potenziell mit Fluidresten kontaminierte Wasser über den Abgasstrang unschädlich gemacht werden und entsorgt werden kann. Durch das jeweilige Sperren der Eindosierung des anderen Mediums kann dadurch in vorteilhafter Weise die Eindosierung von Fluid und Wasser gesteuert oder geregelt werden. In the case of the first operating state detected by the testing means, the control means release the metering of the extracted water into the exhaust gas line and block the metering of the fluid and, in the case of the second operating state detected by the checking means, metering the fluid into the meter Release the exhaust system and block the metering of the extracted water into the exhaust system. In the second operating state, the fluid for exhaust gas aftertreatment, for example diesel fuel for regeneration of a diesel particulate filter or compressed air, can be metered into the exhaust line, while in the first operating state the extracted, potentially contaminated with fluid residues water can be made harmless through the exhaust system and disposed of. By the respective blocking of the metering of the other medium, the metering of fluid and water can be controlled or regulated in an advantageous manner.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass die Prüfmittel den zweiten Betriebszustand erkennen, wenn sie nach einer Freigabe der Eindosierung des extrahierten Wassers in den Abgasstrang die Beendigung der Freigabe der Eindosierung des extrahierten Wassers in den Abgasstrang erkennen. A further advantageous development is that the test means detect the second operating state when they detect the completion of the release of the dosing of the extracted water into the exhaust line after a release of the dosing of the extracted water in the exhaust system.
Um Korrosion an Komponenten des Systems zur Abgasnachbehandlung weitestgehend zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn das extrahierte Wasser möglichst schnell aus diesen Komponenten entfernt wird. Daher ist es förderlich, wenn die Steuermittel nach dem ersten Betriebszustand, bei dem die Eindosierung des extrahierte Wasser in den Abgasstrang freigegeben wird, auf den zweiten Betriebszustand, bei dem die Eindosierung des Fluids freigegeben wird, umschalten, um das System zu spülen und das Wasser aus den Komponenten des Systems zu entfernen.  In order to avoid corrosion of components of the system for exhaust aftertreatment as far as possible, it is advantageous if the extracted water is removed as quickly as possible from these components. Therefore, it is beneficial if, after the first operating state in which the metering of the extracted water into the exhaust gas line is released, the control device switches over to the second operating state in which the metering of the fluid is released in order to flush the system and the water to remove from the components of the system.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass die Prüfmittel den zweiten vorgegebenen Betriebszustand erkennen, wenn sie, insbesondere ausgehend von einem vom zweiten Betriebszustand verschiedenen Betriebszustand, einen Abschaltewunsch der Brennkraftmaschine erkennen. A further advantageous development is that the test means recognize the second predetermined operating state when, in particular, starting from a different operating state from the second operating state, recognize a shutdown request of the internal combustion engine.
Da die Spülung des Systems mit Fluid insbesondere vor einem Abschaltewunsch der Brennkraftmaschine vorteilhaft, ist es vorteilhaft, wenn die Prüfmittel, beispielsweise ein zur Steuerung der Brennkraftmaschine eingesetztes Steuergerät mit einem, beispielsweise als in Softwareform realisierten, Prüfprogramm feststellen, dass ein Abschaltewunsch der Brennkraftmaschine vorliegt, um den Spülvorgang zu starten, damit bei abgeschalteter Brennkraftmaschine kein Wasser in den Komponenten zur Abgasnachbehandlung verbleibt und hier die Korrosionsgefahr minimiert wird.  Since the flushing of the system with fluid is advantageous, in particular, before a shutdown request of the internal combustion engine, it is advantageous if the checking means, for example a control unit used to control the internal combustion engine, determine with a test program realized, for example, in software form, that a shutdown request of the internal combustion engine is present, to start the flushing process, so that when the engine is switched off no water in the components for exhaust aftertreatment remains and here the risk of corrosion is minimized.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass die Steuermittel als Ventil, insbesondere als 3/2-Wege-Ventil oder als Magnetventil, oder als Drossel ausgebildet sind. Die Ausführung der Steuermittel als Ventil ermöglich eine besonders einfach und somit kostengünstige Gestaltung der Steuermittel, wobei insbesondere ein 3/2-Wege- Ventil, welches entweder die Verbindung vom Fluidausgang des Wasserabscheiders zum Dosierelement freigibt und gleichzeitig die Verbindung zwischen dem Wasserauslass des Wasserabscheiders und dem Dosierelement sperrt oder die Verbindung vom Wasserauslass des Wasserabscheiders zum Dosierelement freigibt und gleichzeitig die Verbindung vom Fluidsausgang des Wasserabscheiders zum Dosierelement sperrt, vorteilhaft ist. Damit wird zeitgleich immer nur die Eindosierung von einem der beiden Medien, Wasser oder Fluid, freigegeben. Magnetventile eignen sind insbesondere, um die Eindosierung des extrahierten Wassers freizugeben oder zu sperren. Alternativ eignet sich auch eine Drossel, insbesondere eine regelbare Drossel, um die Zufuhr von dem extrahierten Wasser oder dem Fluid zum Abgasstrang zu steuern und die Eindosierung freizugeben oder zu sperren. A further advantageous development is that the control means are designed as a valve, in particular as a 3/2-way valve or as a solenoid valve, or as a throttle. The execution of the control means as a valve allows a particularly simple and thus cost-effective design of the control means, in particular a 3/2-way valve, which either releases the connection from the fluid outlet of the water separator to the metering element and at the same time blocks the connection between the water outlet of the water separator and the metering element or releases the connection from the water outlet of the water separator to the metering element and at the same time blocks the connection from the fluid outlet of the water separator to the metering element. At the same time, only the metering in of one of the two media, water or fluid, is released at the same time. Solenoid valves are particularly suitable for releasing or blocking the dosing of the extracted water. Alternatively, a throttle, in particular a controllable throttle, is also suitable for controlling the supply of the extracted water or the fluid to the exhaust line and for releasing or blocking the metering.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass die Mittel zur Extraktion von Wasser eine Membran, insbesondere eine semipermeable Membran aufweisen. Durch eine Membran, die für Wasser durchlässig ist, für Kraftstoff jedoch undurchlässig, kann auf einfache und kostengünstige Weise das Wasser aus dem Medium separiert werden. A further advantageous development is characterized in that the means for extracting water have a membrane, in particular a semipermeable membrane. Through a membrane that is permeable to water, but impermeable to fuel, the water can be separated from the medium in a simple and cost-effective manner.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass die Mittel zur Extraktion von Wasser zusätzlich ein Wasserreinigungsmodul umfassen. Durch ein zusätzliches Wasserreinigungsmodul kann das extrahierte Wasser nochmals von Verunreinigungen und Kontaminationen befreit werden, wobei die Reinigung die Verwendung des extrahierten Wassers in weiteren Funktionseinheiten des Fahrzeugs, beispielsweise zur Scheinwerfer- oder Scheibenreinigung oder zur Anfeuchtung der Fahrzeugluft im Fahrzeug erleichtert. A further advantageous development is that the means for extracting water additionally comprise a water purification module. By an additional water purification module, the extracted water can be freed again of impurities and contamination, the cleaning facilitates the use of the extracted water in other functional units of the vehicle, for example for headlight or windscreen cleaning or moistening the vehicle air in the vehicle.
Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn das Wasserreinigungsmodul eine semipermeable Membran aufweist, wobei die Membran für Wasser durchlässig und für Kraftstoff weitestgehend undurchlässig ist. Somit lassen sich die Vorteile der beiden vorgehend genannten Weiterbildungen kombinieren. It is particularly advantageous if the water purification module has a semi-permeable membrane, wherein the membrane is permeable to water and largely impermeable to fuel. Thus, the advantages of the two developments mentioned above can be combined.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass die Mittel zur Extraktion von Wasser als Hohlkörper, insbesondere als Hohlfaser-Membranmodul ausgebildet sind. Vorteilhaft ist dabei ein Hohlkörper, bei dem das Medium durch das innere des Hohlkörpers strömt und das Wasser nach außen hin abgeschieden wird. Dabei wird ein günstiges Verhältnis von Oberfläche des Wasserabscheiders zu Volumenstrom durch den Hohlkörper und somit eine hohe Wasserabscheide- Rate erreicht. Besonders vorteilhaft ist dabei die Verwendung eines Hohlfaser-Membranmoduls, da dabei durch eine Vielzahl von dünnen Kanälen und entsprechend ummantelnden Flächen dieser Vorteil noch verstärkt wird. Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass die Membran aus einem lonomer, insbesondere einem sulfonierten Tetrafluorethylen-Polymer, besteht. A further advantageous development consists in that the means for extracting water are designed as hollow bodies, in particular as hollow-fiber membrane modules. A hollow body in which the medium flows through the interior of the hollow body and the water is deposited to the outside is advantageous. In this case, a favorable ratio of surface area of the water separator to volume flow through the hollow body and thus a high Wasserabscheide- rate is achieved. In this case, the use of a hollow-fiber membrane module is particularly advantageous, since this advantage is further enhanced by a multiplicity of thin channels and correspondingly enveloping surfaces. A further advantageous development is that the membrane consists of an ionomer, in particular a sulfonated tetrafluoroethylene polymer.
Die Verwendung eines lonomers für die Membran bietet den Vorteil, dass der lonomer- Membran die gewünschte Eigenschaft, für Wasser durchlässig und für Kraftstoff durchlässig zu sein, aufweist. Die Gruppe der Tetraflourethylen-Polymere ist hier aus Funktions-, Ferti- gungs- und Haltbarkeitsgründen besonders vorteilhaft. The use of an ionomer for the membrane has the advantage that the ionomer membrane has the desired property of being permeable to water and permeable to fuel. The group of tetrafluoroethylene polymers is particularly advantageous here for functional, production and durability reasons.
Eine weitere vorteilhaft Weiterbildung des Systems besteht darin, da dass die Prüfmittel Ermittlungsmittel, Vergleichsmittel und Erkennungsmittel umfassen. Die Ermittlungsmittel, insbesondere Ermittlungsglieder zur Erfassung von Temperaturen, speziell Temperaturen von Fluid, Wasser oder Abgas, zur Zeitmessung und/oder zur Füllstandsmessung, insbesondere zur Füllstandsmessung eines Sammelbehälters des Wasserabscheiders können so eine Messgröße ermitteln, welche mit einem in einem Vergleichsmittel, insbesondere softwaretechnisch abgelegten Vergleichs-werten, verglichen werden und Erkennungsmittel, welche bei Vergleich der ermittelten Messgröße mit den in den Vergleichsmitteln vorgegebenen Vergleichswert das Vorliegen eines Betriebszustandes des Systems erkennen. Dadurch können die im System ablaufenden Prozessschritte automatisiert und/oder gesteuert bzw. geregelt werden. A further advantageous development of the system consists in that the test means comprise detection means, comparison means and detection means. The determining means, in particular investigators for detecting temperatures, especially temperatures of fluid, water or exhaust gas, for time measurement and / or for level measurement, in particular for level measurement of a collecting container of the water separator can thus determine a measured variable, which with a in a comparison means, in particular software stored Comparison values are compared and detecting means which recognize the presence of an operating state of the system when comparing the determined measured variable with the comparison value predetermined in the comparison means. As a result, the process steps running in the system can be automated and / or controlled or regulated.
Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass die Ermittlungs mittel einen Füllstandsmesser umfassen, der die Menge des extrahierten Wassers ermittelt, dass die Vergleichsmittel die ermittelte Menge mit einem Mengen-Schwellwert (Ms) vergleichen und dass die Erkennungsmittel den ersten Betriebszustand erkennen, wenn die ermittelte Menge des extrahierten Wassers den vorgegebenen Mengen-Schwellwert (Ms) überschreitet. Auf diese Weise kann die Eindosierung des Wassers freigegeben werden, wenn der Wasserabscheider einen gewissen Füllstand erreicht hat, um ein Überlaufen des extrahierten Wassers aus dem Sammelbehälter zu vermeiden, wobei eine Automatisierung der Prozesssteuerung über die Vergleichsmittel und/oder Erkennungsmittel ermöglicht ist. An advantageous development is that the determination means comprise a level gauge, which determines the amount of extracted water, that the comparison means compare the determined amount with a set threshold value (M s ) and that the detection means recognize the first operating state, if the determined Amount of extracted water exceeds the predetermined amount threshold (M s ). In this way, the metering of the water can be released when the water has reached a certain level to avoid overflow of the extracted water from the sump, with automation of the process control through the comparison means and / or detection means is possible.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Systems besteht darin, dass die Ermittlungsmittel ein Zeitglied umfassen, das eine Betriebszeit der Brennkraftmaschine ermittelt, dass die Vergleichsmittel die ermittelte Betriebszeit mit einem vorgegebenen Zeit-Schwellwert (ts) vergleichen und dass die Erkennungsmittel den ersten Betriebszustand erkennen, wenn die ermittelte Betriebszeit den vorgegebenen Zeit-Schwellwert (ts) überschreitet. Auf diese Weise kann die Eindosierung des Wassers freigegeben werden, wenn eine definierte Betriebszeit der Brennkraftmaschine erreicht ist, um ein Überlaufen des extrahierten Wassers aus dem Sammelbehälter zu vermeiden, wobei eine Automatisierung der Prozesssteuerung über die Vergleichsmittel und/oder Erkennungsmittel ermöglicht ist. A further advantageous development of the system consists in that the determination means comprise a timer which determines an operating time of the internal combustion engine that the comparison means compare the determined operating time with a predetermined time threshold (t s ) and that the detection means recognize the first operating state, if the determined operating time exceeds the predetermined time threshold (t s ). In this way, the metering of the water can be released when a defined operating time of the internal combustion engine is reached in order to overflow the extracted water from the To avoid collecting container, wherein an automation of the process control over the comparison means and / or detection means is made possible.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Systems zur Abgasnachbehandlung besteht darin, dass die Erkennungsmittel einen Temperatursensor umfassen, der die Abgastemperatur ermittelt, dass die Vergleichsmittel die ermittelte Abgastemperatur mit einen vorgegebenen Temperatur-Schwellwert (Ts) vergleichen und das die Erkennungsmittel den ersten Betriebszustand nur dann erkennen, wenn die vom Temperatursensor ermittelte Temperatur den vorgegebenen Temperatur-Schwellwert (Ts) erreicht oder überschreitet. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass das extrahierte Wasser bei der Eindosierung in den Abgasstrang nicht verdampft, was zu Korrosionsschäden, insbesondere Korrosionsschäden im Abgasstrang, führen kann und/oder im extrahierten Wasser enthaltene Fluidreste nicht durch weitere Vorrichtungen zur Abgasnachbehandlung, insbesondere im Abgasstrang der Brennkraftmaschine angeordnete weitere Vorrichtungen zur Abgasnachbehandlung, ausreichend gereinigt werden und/oder in für die Umwelt unschädliche Stoffe konvertiert werden. A further advantageous development of the system for exhaust aftertreatment is that the detection means comprise a temperature sensor which determines the exhaust gas temperature, that the comparison means compare the determined exhaust gas temperature with a predetermined temperature threshold (T s ) and the detection means only recognize the first operating state when the temperature determined by the temperature sensor reaches or exceeds the predetermined temperature threshold value (T s ). In this way it can be avoided that the extracted water does not evaporate when metered into the exhaust system, which can lead to corrosion damage, especially corrosion damage in the exhaust system, and / or contained in the extracted water fluid residues not by further devices for exhaust aftertreatment, especially in the exhaust system Internal combustion engine arranged further devices for exhaust aftertreatment, be sufficiently cleaned and / or converted into harmless to the environment substances.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass stromabwärts der Steuermittel Dosiermittel zum Eindosieren des extrahierten Wassers und/oder des Fluid in den Abgasstrang angeordnet sind. Durch Dosiermittel, insbesondere direkt am oder im Abgasstrang angeordnete Dosiermittel, kann die Dosiergenauigkeit und Richtung der einzudosierenden Menge des Wassers und/oder des Fluids verbessert werden. So kann beispielsweise eine unerwünschte Wandbenetzung des Abgasstrangs durch das extrahierte Wasser reduziert werden. Zusätzlich kann durch die Dosiermittel ein Rückströmen von Abgasen aus dem Abgastrakt zu den Steuermitteln verhindert werden. A further advantageous development is that downstream of the control means dosing means for metering the extracted water and / or the fluid are arranged in the exhaust line. By metering, in particular directly on or arranged in the exhaust line dosing, the dosing accuracy and direction of the amount to be dosed of the water and / or the fluid can be improved. For example, an undesirable wall wetting of the exhaust gas line can be reduced by the extracted water. In addition, can be prevented by the dosing a backflow of exhaust gases from the exhaust gas to the control means.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Systems besteht darin, dass die Dosiermittel eine Zumesseinheit und eine Einspritzeinheit umfassen. Durch die Funktionstrennung von Zumessen der Menge an Fluid oder Wasser und der Einspritzeinheit erhält man eine größere Flexibilität bei der Gestaltung und Positionierung der Bauteile. Insbesondere die Einspritzeinheit kann so optimal im oder am Abgasstrang positioniert werden, um das extrahierte Wasser und/oder das Fluid in das durch den Abgasstrang strömende Abgas einzudosieren. A further advantageous development of the system consists in that the dosing means comprise a metering unit and an injection unit. By segregating the function of metering the amount of fluid or water and the injection unit gives greater flexibility in the design and positioning of the components. In particular, the injection unit can be optimally positioned in or on the exhaust gas line in order to meter in the extracted water and / or the fluid into the exhaust gas flowing through the exhaust gas line.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Systems besteht darin, dass die Einspritzeinheit als Einspritzventil, insbesondere als nach außen öffnendes Einspritzventil oder als nach außen öffnendes Tellerventil, ausgebildet ist. Die Verwendung eines Einspritzventils als Einspritzeinheit bietet den Vorteil, dass es bei geschlossenem Einspritzventil zu einer sicheren Trennung von Abgas im Abgasstrang und Wasser oder Fluid im System kommt. Besonders vorteilhaft ist dabei die Verwendung eines nach außen öffnenden Ventils, da nach außen öffnende Ventil die Gefahr einer Verkokung des Fluids am Ventilsitz und somit eine Veränderung der eindosierten Menge reduzieren. Nach außen öffnende Tellerventil bieten zusätzlich den Vorteil, dass das Wasser oder das Fluid in einem breiten Kegelwinkel in den Abgasstrang eintreffen und somit gut in der Abgasströmung verteilt werden. A further advantageous development of the system consists in that the injection unit is designed as an injection valve, in particular as an outwardly opening injection valve or as an outwardly opening poppet valve. The use of an injection valve as an injection unit offers the advantage that when the injection valve is closed there is a secure separation of exhaust gas in the exhaust gas line and water or fluid in the system. Especially The advantage here is the use of an outwardly opening valve, since outwardly opening valve reduce the risk of coking of the fluid at the valve seat and thus a change in the metered amount. Outwardly opening poppet valve additionally offer the advantage that the water or the fluid arrive in a wide cone angle in the exhaust system and are thus well distributed in the exhaust gas flow.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass mindestens zwei aus der Menge der Mittel zur Extraktion von Wasser, der Steuermittel, der Dosiermittel und der Prüfmittel zumindest teilweise in einer gemeinsamen Vorrichtung, insbesondere mit einem gemeinsamen Gehäuse, integriert sind. Dadurch wird die Anzahl der zu montierenden Komponenten reduziert, was zur Zeitersparnis und Kosten red uktion in der Montage führt. A further advantageous development is that at least two of the amount of the means for extracting water, the control means, the dosing and the test means are at least partially integrated in a common device, in particular with a common housing. This reduces the number of components to be assembled, resulting in time savings and cost reduction in assembly.
Eine alternative vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass die Steuermittel die Eindosie- rung des extrahierten Wassers stromab der Zumesseinheit und stromauf der Einspritzeinheit freigeben. Dabei werden Korrosionsschäden an der Zumesseinheit vermieden, da diese nicht vom extrahierten Wasser durchströmt wird. Dies ermöglicht auch die Verwendung von günstigeren Werkstoffen in der Zumesseinheit. An alternative advantageous development consists in that the control means release the metering of the extracted water downstream of the metering unit and upstream of the injection unit. This corrosion damage to the metering unit can be avoided because it is not flowed through by the extracted water. This also allows the use of cheaper materials in the metering unit.
Eine weitere alternative vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass die Steuermittel die Eindosierung des Fluids stromauf der Zumesseinheit oder über eine zweite Einspritzeinheit freigeben. Durch die separate Eindosierung von extrahiertem Wasser und Fluid kann die Variabilität des Systems erhöht werden, da das Wasser und des Fluid an unterschiedlichen Stellen in den Abgasstrang eindosiert werden, wobei eine individuelle Optimierung der Eindosierstelle für Wasser und Fluid ermöglicht wird. Zusätzlich ermöglicht die Verwendung einer zweiten Einspritzeinheit die gleichzeitige Eindosierung von extrahiertem Wasser und Fluid, was die Applikationsmöglichkeiten des Systems zur Abgasnachbehandlung vergrößert. A further alternative advantageous development is that the control means release the metering of the fluid upstream of the metering unit or via a second injection unit. Due to the separate metering of extracted water and fluid, the variability of the system can be increased since the water and the fluid are metered into the exhaust line at different locations, whereby an individual optimization of the metering point for water and fluid is made possible. In addition, the use of a second injection unit allows the simultaneous metering of extracted water and fluid, which increases the application possibilities of the exhaust aftertreatment system.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass die Steuermittel ein Magnetventil, ein Rückschlagventil und/oder eine Drossel umfassen. Durch die Verwendung eines Rückschlagventil, eines Magnetventils oder einer Drossel in einer Verbindungsleitung vom Was- serauslass des Wasserabscheiders zu der Einspritzeinheit kann ein Rückströmen des Fluids über die Verbindungsleitung zum Wasserabscheider, insbesondere zu einem Sammelbehälter für das extrahierte Wasser, verhindert werden. Somit kann die Gefahr einer erneuten Vermischung des Fluids mit dem extrahierten Wasser vermieden werden. Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Systems besteht darin, dass die Steuermittel eine Verbindungsleitung umfassen, die einen Fluidauslass an den Mitteln zur Extraktion von Wasser oder eine Fluidquelle direkt mit der Zumesseinheit oder der zweiten Einspritzeinheit verbinden. Diese Weiterbildung hat den positiven Effekt, dass die lediglich die Zufuhr des extrahierten Wassers gesperrt oder freigegeben werden muss, so dass hier zur Steuerung die Verwendung ein einfachen und kostengünstigen Ventils möglich ist. A further advantageous development is that the control means comprise a solenoid valve, a check valve and / or a throttle. By using a check valve, a solenoid valve or a throttle in a connecting line from the water outlet of the water separator to the injection unit, a backflow of the fluid via the connecting line to the water separator, in particular to a collecting container for the extracted water can be prevented. Thus, the risk of re-mixing of the fluid with the extracted water can be avoided. A further advantageous development of the system consists in that the control means comprise a connection line which connects a fluid outlet at the means for extraction of water or a fluid source directly to the metering unit or the second injection unit. This development has the positive effect that only the supply of the extracted water must be blocked or released, so that the use of a simple and inexpensive valve is possible here for control.
Eine alternative vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass die Funktionseinheit ein Reinigungssystem für Fahrzeugscheiben oder Fahrzeugscheinwerfer, insbesondere ein Sammelbehälter dieses Reinigungssystems, ist. Vorteilhaft ist dabei, dass die Reinigungsflüssigkeit durch das extrahierte Wasser nachgefüllt werden kann. An alternative advantageous development is that the functional unit is a cleaning system for vehicle windows or vehicle headlights, in particular a collecting container of this cleaning system. It is advantageous that the cleaning liquid can be replenished by the extracted water.
Eine weitere alternative vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass die Funktionseinheit eine Kraftfahrzeug- Klimaanlage, insbesondere eine Einheit zur Anfeuchtung der Luft eines Fahrzeuginnenraums, ist. Vorteilhaft ist dabei, dass das Wasser zur Anfeuchtung der Raumluft während des Fahrbetriebs entsteht und nicht extern nachgefüllt werden muss. Another alternative advantageous development is that the functional unit is an automotive air conditioning system, in particular a unit for moistening the air of a vehicle interior. It is advantageous that the water for moistening the room air during driving occurs and does not need to be refilled externally.
Ein vorteilhaftes Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges zeichnet sich dadurch aus, dass durch Steuermittel im zeitlichen Mittel ein vorgegebenes Mischungsverhältnis von extrahiertem Wasser und dem Fluid eingestellt wird. Dadurch können nicht nur das extrahierte Wasser oder das Fluid in die Funktionseinheit eindosiert werden, sonder auch beliebige Mischungsverhältnisse von extrahiertem Wasser und dem Fluid, so dass beispielsweise das Fluid durch das extrahierte Wasser gekühlt oder besser zerstäubt werden können. An advantageous method for operating a vehicle is characterized in that a predetermined mixing ratio of extracted water and the fluid is adjusted by the control means in the time average. As a result, not only the extracted water or the fluid can be metered into the functional unit, but also any mixing ratios of extracted water and the fluid, so that, for example, the fluid can be cooled by the extracted water or better atomized.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens besteht darin, dass das Steuermittel, insbesondere ein Magnetventil mit einer Frequenz größer als 1 Hz angesteuert wird, um eine Dispersion oder Mischung von extrahiertem Wasser und dem Fluid zu erreichen. Durch die hohe Ansteuerfrequenz kann, für den Fall, dass sich das Fluid nicht mit dem Wasser vermischt, eine Dispersion von extrahiertem Wasser und Fluid hergestellt werden und diese Dispersion in die Funktionseinheit eindosiert werden. Für den Fall, dass sich Wasser und Fluid mischen lassen, kann damit eine homogene Mischung erreicht werden. Dabei ist ein Magnetventil für die benötigten Ansteuerfrequenzen besonders geeignet. An advantageous development of the method is that the control means, in particular a solenoid valve with a frequency greater than 1 Hz is driven in order to achieve a dispersion or mixture of extracted water and the fluid. Due to the high drive frequency, in the event that the fluid does not mix with the water, a dispersion of extracted water and fluid can be prepared and this dispersion can be metered into the functional unit. In the event that water and fluid can be mixed, a homogeneous mixture can be achieved. In this case, a solenoid valve for the required drive frequencies is particularly suitable.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens besteht darin, dass in einem ersten Verfahrensschritt physikalische Eingangsgrößen von extrahiertem Wasser und dem Fluid erfasst werden und ein Sollwert für ein Mischungsverhältnis von extrahiertem Wasser und dem Fluid vorgegeben wird, und in einem zweiten Verfahrensschritt in Abhängigkeit des Sollwerts und der ermittelten physikalischen Eingangsgrößen das Mischungsverhältnis über ein Ansteuerdauer bzw. Ansteuerfrequenz des Steuermittels, insbesondere eines Magnetventils oder eines 3/2-Wege- Ventils, eingestellt wird. Dadurch können auf einfache Art und Weise die physikalischen Eigenschaften des extrahierten Wassers bzw. des Fluid, z.b. die Temperatur oder der Druck bei der Herstellung einer Mischung bzw. einer Dispersion berücksichtigt werden. A further advantageous development of the method consists in detecting physical input variables of extracted water and the fluid in a first method step and specifying a desired value for a mixing ratio of extracted water and the fluid, and in a second method step as a function of Setpoint and the determined physical input variables, the mixing ratio over a drive time or drive frequency of the control means, in particular a solenoid valve or a 3/2-way valve is set. As a result, the physical properties of the extracted water or of the fluid, for example the temperature or the pressure during the preparation of a mixture or a dispersion can be taken into account in a simple manner.
Zeichnungen: Drawings:
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.
Fig. 1 und Fig. 2 zeigen das erfindungsgemäße System zur Abgasnachbehandlung in sche- matischer Darstellung Fig. 1 and Fig. 2 show the inventive system for exhaust aftertreatment in a schematic representation
Fig. 3 bis Fig. 6 zeigen konkrete Ausführungsbeispiele des Systems in schematischer Darstellung Fig. 3 to Fig. 6 show concrete embodiments of the system in a schematic representation
Fig. 7 zeigt Details der in dem erfindungsgemäßen System zur Abgasnachbehandlung verwandten Mittel zur Extraktion von Wasser Fig. 7 shows details of the means for extracting water used in the exhaust aftertreatment system of the present invention
Fig. 8 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Steuerung einer Gemischbildung von extrahiertem Wasser und Fluid Fig. 8 shows a flow chart for controlling mixture formation of extracted water and fluid
Kurze Beschreibung der Ausführungsbeispiele Short description of the embodiments
In der Fig. 1 ist in schematischer Weise das erfindungsgemäße System zur Abgasnachbehandlung dargestellt. In Fig. 1, the inventive system for exhaust aftertreatment is shown in a schematic manner.
Das System zur Abgasnachbehandlung weist einen mit Fluid 12 gefüllten Tank auf, der über Verbindungsleitungen 13, 14 mit den Mitteln 30 zur Extraktion von Wasser 31 verbunden ist, wobei die Verbindungsleitungen ein Fördermittel 20 umfassen.  The exhaust gas aftertreatment system has a tank 12 filled with fluid 12, which is connected via connecting lines 13, 14 to the means 30 for the extraction of water 31, the connecting lines comprising a conveying means 20.
Die Mittel 30 sind über eine Leitung 19 mit einer Funktionseinheit 100 und über eine Leitung 17 mit einem Abgasstrang 40 einer Brennkraftmaschine 5 eines Kraftfahrzeuges verbunden. Ferner umfasst das System Prüfmittel 80 zur Erkennung eines Betriebszustandes der Brennkraftmaschine 5 und Steuermittel 90.  The means 30 are connected via a line 19 to a functional unit 100 and via a line 17 to an exhaust line 40 of an internal combustion engine 5 of a motor vehicle. Furthermore, the system comprises test means 80 for detecting an operating state of the internal combustion engine 5 and control means 90.
Das Fördermittel 20 fördert das Fluid 12 aus dem Tank über die Verbindungsleitungen zu den Mitteln 30 zur Extraktion von Wasser 31. Durch die Mittel wird dem Fluid 12 das Wasser 31 entzogen. Die Prüfmittel 80 stellen fest, ob ein erster Betriebszustand vorliegt und beeinflussen die Steuermittel 90 derart, dass im Falle eines positiven Prüfergebnisses der Prüfmittel 80 die Eindosierung des extrahierten Wassers 31 über die Verbindungsleitung 19 in eine Funktionseinheit 100 des Kraftfahrzeuges freigegeben wird. Dabei kann die Funktionseinheit 100 beispielsweise der Sammelbehälter des Wischwassers, ein Sammelbehälter zur Anfeuchtung der Luft zur Fahrzeug-Innenraum-Klimatisierung oder der Abgasstrang 40 der Brennkraftmaschine 5 sein. Dabei umfasst das beanspruchte System zur Abgasnachbehandlung die innerhalb der gestrichelten Linie in Fig. 1 liegenden Komponenten, kann aber auch eine oder mehrere der weitere Komponenten, insbesondere die zur Illustration und Erklärung der Funktion dargestellten Komponenten außerhalb der gestrichelten Linie, umfassen. The conveying means 20 delivers the fluid 12 from the tank via the connecting lines to the means 30 for the extraction of water 31. By the means, the fluid 12, the water 31 withdrawn. The test means 80 determine whether a first operating state is present and influence the control means 90 such that in the case of a positive test result of the test means 80, the dosing of the extracted water 31 via the connecting line 19 in a functional unit 100 of the motor vehicle is released. In this case, the functional unit 100 can be, for example, the collecting container of the wiper water, a collecting container for moistening the air for vehicle interior air conditioning or the exhaust tract 40 of the internal combustion engine 5. In this case, the claimed exhaust aftertreatment system comprises the components within the dashed line in FIG. 1, but may also comprise one or more of the further components, in particular the components shown outside the dashed line to illustrate and explain the function.
In dem in Fig. 2 dargestellen Beispiel ist die Funktionseinheit 100 der Abgasstrang 40 der Brennkraftmaschine. In Fig. 2 sind die Mittel 30 zur Extraktion von Wasser 31 als Wasserabscheider dargestellt, der über zwei Verbindungsleitungen 17, 19 mit den Steuermitteln 90 verbunden ist. Dabei führt eine erste Verbindungsleitung 17 für das Fluid 12 von einem Flui- dausgang der Mittel 30 zur Extraktion von Wasser 31 zu den Steuermitteln 90 und eine zweite Verbindungsleitung 19 für das extrahierte Wasser 31 von einem Wasserauslass der Mittel 30 zur Extraktion von Wasser 31 zu den Steuermitteln 90. Von den Steuermitteln 90 führt eine weitere Verbindungsleitung 42 in den Abgasstrang 40 der Brennkraftmaschine 5. In the example shown in FIG. 2, the functional unit 100 is the exhaust tract 40 of the internal combustion engine. In Fig. 2, the means 30 for the extraction of water 31 are shown as a water separator, which is connected via two connecting lines 17, 19 with the control means 90. Here, a first connection line 17 for the fluid 12 leads from a fluid outlet of the means 30 for extraction of water 31 to the control means 90 and a second connection line 19 for the extracted water 31 from a water outlet of the means 30 for extraction of water 31 to the Control means 90. Of the control means 90, a further connecting line 42 leads into the exhaust line 40 of the internal combustion engine. 5
In Fig. 3 ist ein erstes konkretisiertes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems zur Abgasnachbehandlung dargestellt. Das System weist einem mit Fluid 12 gefüllten Tank 10 auf, der über Versorgungsleitung 13 mit einem Förderelement 20 verbunden ist. Das Förderelement 20 ist über eine weitere Versorgungsleitung 14 mit einem Filter 25 verbunden, welcher über eine weitere Versorgungsleitung 16 mit den Mitteln 30 zur Extraktion von Wasser 31, hier als Wasserabscheider 30 mit einer semipermeablen Membran 71 dargestellt, verbunden ist. Am Wasserabscheider 30 sind zwei Auslassöffnungen ausgebildet, welche im Folgenden als Fluidausgang 32 und Wasserauslass 34 bezeichnet werden. Der Wasserabscheider 30 ist über den Fluidausgang 32 und eine Verbindungsleitung 17 mit einer Hochdruckpumpe 99 eines Kraftstoffeinspritzsystems unter weiter mit einer Brennkraftmaschine 5 verbunden. Der Wasserabscheider 30 ist ferner über den Fluidausgang 32 und Verbindungsleitungen 17,18 mit einem Steuermittel 35, im dargestellten Beispiel einem 3/2 -Wege -Ventil, verbunden. Zusätzlich ist der Wasserabscheider 30 über den Wasserauslass 34 und eine Verbindungsleitung 19 mit dem Steuermittel 35 verbunden, wobei die Verbindungsleitung 19 einen Sammelbehälter 29 für extrahiertes Wasser 31 umfasst. Das Steuermittel 35 ist über eine Verbindungsleitung 42 mit einem Dosiermittel 50 verbunden, welches an einem mit der Brennkraftmaschine 5 verbundenen Abgasstrang 40 angeordnet ist. Zusätzlich weist das dargestellte System einen im Abgasstrang 40 angeordneten Temperatursensor 47 auf. Weiterhin sind an dem Sammelbehälter 29 ein Füllstandsmesser 36 und an dem Steuermittel 35 ein Zeitglied 37 angeordnet, wobei der Temperatursensor 47, der Füllstandsmesser 36 und/oder das Zeitglied 37 über Signalleitungen mit einem Steuergerät 24 verbunden sind, welches Vergleichsmittel 38 und Erkennungsmittel 39 enthält, die softwaremäßig und/oder hardwaremäßig ausgebildet sein können. Die innerhalb der gestrichelten Linie liegenden Komponenten stellen dabei Komponenten des beanspruchten Systems zur Abgasnachbehandlung dar, die weiteren Komponenten dienen nur zur Illustration und Erklärung der Funktion des Systems. In Fig. 3, a first concrete embodiment of the inventive system for exhaust aftertreatment is shown. The system has a tank 12 filled with fluid 12, which is connected via supply line 13 to a conveyor element 20. The conveying element 20 is connected via a further supply line 14 with a filter 25, which is connected via a further supply line 16 with the means 30 for the extraction of water 31, here shown as a water separator 30 with a semi-permeable membrane 71. At the water separator 30, two outlet openings are formed, which are referred to below as fluid outlet 32 and water outlet 34. The water separator 30 is connected via the fluid outlet 32 and a connecting line 17 to a high-pressure pump 99 of a fuel injection system under further with an internal combustion engine 5. The water separator 30 is further connected via the fluid outlet 32 and connecting lines 17,18 with a control means 35, in the example shown a 3/2 -way valve connected. In addition, the water separator 30 is connected to the control means 35 via the water outlet 34 and a connecting pipe 19, the connecting pipe 19 comprising an extracted water collecting tank 31. The control means 35 is connected via a connecting line 42 with a dosing means 50, which at one with the Internal combustion engine 5 connected exhaust line 40 is arranged. In addition, the illustrated system has a temperature sensor 47 arranged in the exhaust line 40. Furthermore, a level indicator 36 and arranged on the control means 35, a timer 37, wherein the temperature sensor 47, the level meter 36 and / or the timer 37 are connected via signal lines to a control unit 24 which contains comparison means 38 and detection means 39, to the collecting container 29 which may be formed by software and / or hardware. The lying within the dashed line components represent components of the claimed system for exhaust aftertreatment, the other components are only to illustrate and explain the function of the system.
Bei Brennkraftmaschinen 5 kann ein mit Wasser 31 vermischtes Fluid 12 zu Schädigungen von Einspritzkomponenten bis hin zum Ausfall des Einspritz-Systems führen. Das im Fluid 12 enthaltene Wasser 31 kann bereits zu diesen Schädigungen führen, weshalb von einigen Herstellern für Hochdruck- Einspritzsysteme bereits Wasserabscheider mit Abscheideraten von >95% des im Fluid 12, d.h. im Kraftstoff, gelösten Wasser gefordert werden. Dabei kann das separierte Wasser 31 Reste des Fluids 12 enthalten. Durch das erfindungsgemäße System zur Abgasnachbehandlung kann dieses Wasser 31 einfach und ohne Umweltgefährdung entsorgt werden, indem das extrahierte Wasser 31 aus dem Wasserabscheider 30 über das Dosiermittel 50 in den Abgasstrang 40 entsorgt wird. Vorhandene Reste von Fluid 12, insbesondere von Kraftstoff, werden im Abgasstrang 40 verbrannt und somit unschädlich gemacht. In internal combustion engines 5, a fluid 12 mixed with water 31 can lead to damage of injection components up to failure of the injection system. The water 31 contained in the fluid 12 can already lead to these damages, which is why some manufacturers for high-pressure injection systems already water separator with deposition rates of> 95% of the fluid 12, i. be required in the fuel, dissolved water. In this case, the separated water 31 may contain residues of the fluid 12. By the inventive system for exhaust aftertreatment, this water 31 can be disposed of easily and without environmental hazard by the extracted water 31 is disposed of from the water 30 via the dosing 50 in the exhaust line 40. Existing residues of fluid 12, in particular fuel, are burned in the exhaust line 40 and thus made harmless.
Das Fluid 12, insbesondere Kraftstoff, wird mittels des Förderelements 20 aus dem Tank 10 über die Verbindungsleitungen 13,14 zu dem Wasserabscheider 30, wobei das Fluid 12 den Filter 25 durchströmt, der Partikel und Verunreinigungen aus dem Fluid 12 herausfiltert, welche den Wasserabscheider 30 oder weitere Systemkomponten beschädigen oder die Wirksamkeit des Wasserabscheiders 30 reduzieren könnten. The fluid 12, in particular fuel, is conveyed out of the tank 10 via the connecting lines 13, 14 to the water separator 30 by means of the conveying element 20, wherein the fluid 12 flows through the filter 25, which filters out particles and impurities from the fluid 12, which the water separator 30 or damage other system components or could reduce the effectiveness of the water separator 30.
Über den Fluidausgang 32 des Wasserabscheiders 30 und die Verbindungsleitungen 17 strömt das Fluid 12 weiter zu der Hochdruckpumpe 99 und wird in bekannter Art der Brennkraftmaschine 5 zugeführt.  Via the fluid outlet 32 of the water separator 30 and the connecting lines 17, the fluid 12 continues to flow to the high-pressure pump 99 and is supplied to the internal combustion engine 5 in a known manner.
Alternativ kann auch das Förderelement 20 entfallen, wenn das Fluid 12 von der Hochdruckpumpe 99 oder einen nicht dargestellten, der Hochdruckpumpe 99 vorgeschalteten, Vorför- derpumpe aus dem Tank 10 angesaugt wird. Weiterhin kann der Filter 25 auch zwischen Tank 10 und Förderelement 20 angeordnet sein.  Alternatively, the delivery element 20 can be dispensed with if the fluid 12 is sucked out of the tank 10 by the high-pressure pump 99 or a pre-delivery pump, not shown, upstream of the high-pressure pump 99. Furthermore, the filter 25 can also be arranged between the tank 10 and the conveying element 20.
Bei Fluiden 12 mit geringer Partikelbelastung oder Verunreinigung kann das System auch ohne Filter 25 ausgeführt werden. Beim Durchströmen des Wasserabscheiders 30 wird das im Fluid 12 gelöste Wasser 31 extrahiert und einem Sammelbehälter 29 zugeführt. Als ein sehr wirksamer Wasserabscheider 30 kann beispielsweise ein Fig. 7 dargestellter Hohlkörper, beispielsweise ein sogenanntes Hohlfaser- Membranmodul 76 verwandt werden, bei dem das Fluid 12 innerhalb von dünnen Rohrleitungen 78 strömt und das extrahierte Wasser durch die als semipermeable Membran ausgebildeten dünnen Rohrleitungen 78 in die Zwischenräume 79 extrahiert wird. Dabei zeichnet sich das Hohlfaser-Membranmodul 76 mit seinen vielen dünnen Rohrleitungen 78 durch aus, dass es eine große Oberfläche hat und hohe Seperationsraten von Wasser 31 aus dem Fluid 12 aufweist. Zur Füllstandsmessung des extrahierten Wassers 31 ist am Sammelbehälter 29 ein Füllstandsmesser 36 angeordnet, über welchen sich die Menge des extrahierten Wassers 31 im Sammelbehälter 29 messen lässt. Alternativ kann der Sammelbehälter 29 auch im Wasserabscheider 30 integriert sein. For low particulate contaminants or fluids 12, the system may be run without filter 25. As it flows through the water separator 30, the water 31 dissolved in the fluid 12 is extracted and fed to a collecting container 29. As a very effective water separator 30, for example, a hollow body shown in FIG. 7, for example, a so-called hollow fiber membrane module 76 may be used, in which the fluid 12 flows within thin pipes 78 and the extracted water through the thin pipes 78 formed as a semipermeable membrane the gaps 79 are extracted. In this case, the hollow-fiber membrane module 76 with its many thin pipes 78 is characterized by having a large surface area and high separation rates of water 31 from the fluid 12. For level measurement of the extracted water 31, a level meter 36 is arranged on the collecting container 29, via which the amount of extracted water 31 in the collecting container 29 can be measured. Alternatively, the collecting container 29 may also be integrated in the water separator 30.
Aus dem Wasserabscheider 30 strömt das Fluid 12 über den Fluidausgang 32 durch die Verbindungsleitungen 17,18 zu dem Steuermittel 35 und das extrahierte Wasser 31 aus dem Sammelbehälter 29 über die Verbindungsleitung zu dem Steuermittel 35. From the water separator 30, the fluid 12 flows via the fluid outlet 32 through the connecting lines 17,18 to the control means 35 and the extracted water 31 from the collecting container 29 via the connecting line to the control means 35th
Dabei umfasst das System Prüfmittel 80, die prüfen, ob ein vorgegebener Betriebszustand vorliegt und Steuermittel 90, die im Falle eines positiven Prüfergebnisses der Prüfmittel 80 die Eindosierung des extrahierten Wassers 31 freigeben. Die Steuermittel 90 umfassen dabei jene Stellglieder, die zur Freigabe und zur Sperrung der Eindosierung des extrahierten Wassers 31 geeignet sind. In der Fig. 3 ist das Steuermittel 90 als 3/2-Wege-Ventil 35 ausgeprägt, alternativ können auch Magnetventile 27 oder Drosseln 28, insbesondere verstellbare Drosseln, als Steuermittel 90 verwendet werden. In this case, the system comprises test means 80 which check whether a predetermined operating state is present and control means 90 which release the dosing of the extracted water 31 in the case of a positive test result of the test means 80. The control means 90 comprise those actuators which are suitable for releasing and blocking the dosing of the extracted water 31. In Fig. 3, the control means 90 is formed as a 3/2-way valve 35, alternatively, solenoid valves 27 or throttles 28, in particular adjustable throttles, can be used as a control means 90.
Die Prüfmittel 80 umfassen Ermittlungsmittel, Vergleichsmittel, und Erkennungsmittel. Dabei umfassen die Ermittlungsmittel Sensoren 36 zur Ermittlung der Menge des extrahierten Wassers 31, insbesondere einen Füllstandsmesser 36 an dem Sammelbehälter 29, Zeitglieder zur Ermittlung einer Betriebszeit der Brennkraftmaschine 5, insbesondere ein Timer 37 und Temperatursensoren 47 zur Ermittlung der Abgastemperatur.  The test means 80 comprise detection means, comparison means, and detection means. In this case, the detection means comprise sensors 36 for determining the amount of extracted water 31, in particular a level gauge 36 on the collecting container 29, timers for determining an operating time of the internal combustion engine 5, in particular a timer 37 and temperature sensors 47 for determining the exhaust gas temperature.
Die Vergleichsmittel vergleichen eine von den Ermittlungsmitteln ermittelten Messgröße mit eine vorgegebenen Vergleichsgröße. Dabei können die Vergleichsmittel beispielsweise softwaretechnisch in dem Steuergerät 24 abgelegt sein, wobei das Steuergerät 24 selbst auch zu den Prüfmitteln 80 gehört.  The comparison means compare a measured variable determined by the determination means with a predetermined comparison quantity. In this case, the comparison means may for example be stored in software in the control unit 24, wherein the control unit 24 itself also belongs to the test means 80.
Die Erkennungsmittel erkennen einen Betriebszustand durch den Abgleich einer ermittelten Messgröße der Ermittlungsmittel mit einer vorgegebenen Vergleichsgröße aus dem Vergleichsmittel. Der erste Betriebszustand liegt vor, wenn die Prüfmittel 80 erkennen, dass ein definierter Füllstand des Sammelbehälters 29 erreicht ist oder ein vorgegebenes Zeitintervall der Betriebszeit verstrichen ist. Bei positivem Prüfergebnis wird die Eindosierung des extrahierten Wassers 31 durch das Steuermittel 90 freigegeben. The detection means detect an operating state by the comparison of a determined measured variable of the determination means with a predetermined comparison variable from the comparison means. The first operating state is when the test means 80 recognize that a defined level of the collecting container 29 has been reached or a predetermined time interval of the operating time has elapsed. If the test result is positive, the dosing of the extracted water 31 is released by the control means 90.
Ein zweiter vorgegebener Betriebszustand liegt vor, wenn der erste Betriebszustand nicht detektiert wird und die Prüfmittel 80, insbesondere der Temperatursensor 37, zusätzlich erkennen, dass die Abgastemperatur oberhalb eines Temperatur-Schwellwertes liegt.  A second predetermined operating state is present when the first operating state is not detected and the test means 80, in particular the temperature sensor 37, additionally recognize that the exhaust gas temperature is above a temperature threshold value.
Detektieren die Prüfmittel 80 den zweiten vorgegebenen Betriebszustand, geben die Steuermittel 90 die Eindosierung des Fluids 12, insbesondere nach Extraktion des Wassers 31 aus dem Fluid 12, in den Abgasstrang 40 der Brennkraftmaschine 5 frei. If the test means 80 detect the second predetermined operating state, the control means 90 release the dosing of the fluid 12, in particular after extraction of the water 31 from the fluid 12, into the exhaust line 40 of the internal combustion engine 5.
Dabei sind solche Steuermittel 90, beispielsweise Ventile, insbesondere 3/2-Wege- Ventile 35, vorteilhaft, welche im Falle des von den Prüfmitteln 80 detektierten ersten Betriebszustand die Eindosierung des extrahierten Wassers 31 in den Abgasstrang 40 freigeben und die Eindosierung des Fluids 12 sperren und im Falle des von den Prüfmitteln 80 detektierten zweiten Betriebszustandes die Eindosierung des Fluids 12 in den Abgasstrang 40 freigeben und die Eindosierung des extrahierten Wassers 31 in den Abgasstrang 40 sperren. In this case, such control means 90, for example valves, in particular 3/2-way valves 35, advantageous in the case of the detected by the test means 80 first operating state, the metering of the extracted water 31 in the exhaust line 40 and lock the metering of the fluid 12 and in the case of the detected by the test means 80 second operating state, the metering of the fluid 12 in the exhaust line 40 and release the metering of the extracted water 31 into the exhaust line 40.
Die Prüfmittel 80 erkennen den zweiten Betriebszustand, wenn sie nach einer Freigabe der Eindosierung des extrahierten Wassers 31 in den Abgasstrang 40 die Beendigung der Freigabe der Eindosierung des extrahierten 31 in den Abgasstrang 40 erkennen. Dadurch wird das, nach der Eindosierung des extrahierten Wassers 31 in den Komponenten verbleibende, Wasser durch das Fluid 12 aus den Komponenten des Systems zur Abgasnachbehandlung, insbesondere aus dem Steuermittel 90 und stromabwärts des Steuermittels 90 angeordneten Systemkomponenten ausgespült, so dass die Verweildauer von Wasser 31 in der Leitung 42 und in den Dosiermitteln 50 möglichst kurz sind, um Korrosionsschäden durch das Wasser 31 zu vermeiden. Dabei ist es insbesondere wünschenswert, dass beim Abstellen der Brennkraftmaschine 5 kein Wasser 31 in den Steuermitteln 35 oder den Dosiermitteln 50 und in der Leitung 42 verbleibt, da bei abgeschalteter Brennkraftmaschine 5 die Gefahr von Korrosion durch das Wasser 31 am Höchsten ist. The test means 80 recognize the second operating state when they detect the completion of the release of the dosing of the extracted 31 in the exhaust line 40 after a release of the dosing of the extracted water 31 in the exhaust line 40. As a result, the water remaining in the components after metering in the extracted water 31 is flushed out by the fluid 12 from the components of the exhaust aftertreatment system, in particular from the control means 90 and downstream of the control means 90, so that the residence time of water 31 in the conduit 42 and in the dosing means 50 are as short as possible to avoid corrosion damage by the water 31. It is particularly desirable that when stopping the engine 5, no water 31 remains in the control means 35 or the dosing means 50 and in the conduit 42, since with the internal combustion engine 5, the risk of corrosion by the water 31 is the highest.
Die Prüfmittel 80 erkennen ebenfalls den vorgegebenen zweiten Betriebszustand, wenn sie, insbesondere ausgehend von einem vom zweiten Betriebszustand verschiedenen Betriebszustand, einen Abschaltewunsch der Brennkraftmaschine 5 erkennen. Die Erkennung des Abschaltewunsches der Brennkraftmaschine kann beispielsweise über das Steuergerät 24 erfolgen. Das System kann dadurch weitergebildet werden, dass der Füllstandsmesser 36, der die Menge des extrahierten Wassers 31 im Sammelbehälter ermittelt, ein Signal an die Vergleichsmittel 38 sendet, wobei die Vergleichsmittel 38 die ermittelte Menge des extrahierten Wassers 31 mit einem vorgegebenen Mengen-Schwellwert (Ms) vergleichen und die Erkennungsmittel 39 den ersten Betriebszustand erkennen, wenn die ermittelte Menge des extrahierten Wasser 31 den vorgegebenen Mengen-Schwellwert (Ms) überschreitet. The checking means 80 also recognize the predetermined second operating state if they detect a shutdown request of the internal combustion engine 5, in particular on the basis of an operating state different from the second operating state. The detection of the shutdown request of the internal combustion engine can be done for example via the control unit 24. The system may be further developed by the level gauge 36, which determines the amount of extracted water 31 in the sump, sending a signal to the comparison means 38, the comparison means 38 providing the determined amount of extracted water 31 with a predetermined amount threshold (M s ) and the detection means 39 detect the first operating state when the determined amount of the extracted water 31 exceeds the predetermined quantity threshold value (M s ).
Alternativ oder zusätzlich umfasst das System ein Zeitglied 37, das eine Betriebszeit der Brennkraftmaschine 5 ermittelt, wobei die ermittelte Betriebszeit von den Vergleichsmitteln mit einem vorgegebenen Zeit-Schwellwert (ts) verglichen wird und die Erkennungsmittel den ersten Betriebszustand erkennen, wenn die ermittelte Betriebszeit den vorgegebenen Zeit- Schwellwert (ts) überschreitet. Alternatively or additionally, the system comprises a timer 37, which determines an operating time of the internal combustion engine 5, wherein the determined operating time of the comparing means with a predetermined time threshold (t s ) is compared and the detection means recognize the first operating state, when the determined operating time the exceeds the predetermined time threshold (t s ).
Dadurch kann verhindert werden, dass der Wasserabscheider 30 oder der Sammelbehälter 29 überfüllt werden. Zusätzlich kann durch eine regelmäßige Entleerung kann verhindert werden, das Wasser 31 im Wasserabscheider verdampft und sich an unerwünschter Stelle wieder mit dem Fluid 12 vermischt. This can prevent the water separator 30 or the collecting container 29 from being overfilled. In addition, it can be prevented by a regular emptying, the water evaporates 31 in the water and mixed at an undesirable location with the fluid 12 again.
Alternativ oder zusätzlich umfasst das System den Temperatursensor 47, der die Abgastemperatur ermittelt, wobei die Vergleichsmittel die ermittelte Abgastemperatur mit einem vorgegebenen Temperatur-Schwellwert (Ts) vergleichen und die Erkennungsmittel den ersten Betriebszustand nur dann erkennen, wenn die vom Temperatursensor 47 ermittelte Temperatur den vorgegebenen Temperatur-Schwellwert (Ts) erreicht oder überschreitet. Alternatively or additionally, the system comprises the temperature sensor 47, which determines the exhaust gas temperature, wherein the comparison means compare the determined exhaust gas temperature with a predetermined temperature threshold (T s ) and the detection means recognize the first operating state only when the temperature detected by the temperature sensor 47 predetermined temperature threshold (T s ) reached or exceeded.
Das Steuermittel 90 ist über eine Verbindungsleitung 42 mit dem Abgasstrang 40 verbunden, wobei zwischen dem Steuermittel 90, insbesondere einem 3-2-Wege Ventil 35, und dem Abgasstrang Dosiermittel 50 angeordnet sein können. Diese Dosiermittel 50 können sowohl einteilig, als auch mehrteilig ausgeführt werden, wobei die Dosiermittel 50 eine Zumesseinheit 51 und ein Einspritzeinheit 52 umfassen. The control means 90 is connected via a connecting line 42 to the exhaust line 40, wherein between the control means 90, in particular a 3-2-way valve 35, and the exhaust line metering means 50 may be arranged. These dosing means 50 can be carried out both in one piece, as well as in several parts, the dosing means 50 comprising a metering unit 51 and an injection unit 52.
Die Einspritzeinheit wird dabei bevorzugt als Einspritzventil ausgeführt, um eine dichte Trennung des Abgases im Abgasstrang 40 und dem Fluid 12 und/oder dem Wasser 31 zu erreichen. Dabei zeigen nach außen öffnende Ventil den Vorteil, dass sie bezüglich Verkokung und damit verbundenen Problemen wie sich ändernden Einspritzmengen oder Undichtheit robuster sind als nach innen öffnende Ventile. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines nach außen öffnenden Tellerventils, da dabei zusätzlich ein breiter Einspritzkegel des Fluids 12 und/oder des Wassers 31 in den Abgasstrang 40 erreicht wird, wobei das eindo- sierte Fluid 12 und/oder das eindosierte Wasser sich gut mit dem Abgas im Abgasstrang 40 vermischen können. The injection unit is preferably designed as an injection valve in order to achieve a dense separation of the exhaust gas in the exhaust line 40 and the fluid 12 and / or the water 31. Outwardly opening valves have the advantage that they are more robust in terms of coking and associated problems such as changing injection quantities or leaks than inwardly opening valves. Particularly advantageous is the use of an outwardly opening poppet valve, since in addition a broad injection cone of the fluid 12 and / or of the water 31 is achieved in the exhaust line 40, wherein the eindo- The fluid 12 and / or the metered-in water can mix well with the exhaust gas in the exhaust line 40.
Fig. 4 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel, wobei der Wasserauslass 34 des Wasserabscheiders 30 über eine Verbindungsleitung 19 mit einer Verbindungsleitung 43 zwischen der Zumesseinheit 51 und der Einspritzeinheit 52 des Dosiermittels verbunden ist. In der Verbindungsleitung 19 sind ein Magnetventil 27 und eine Drossel 28 angeordnet, mit denen die Eindosierung des extrahierten Wassers freigegeben und begrenzt werden kann. Alternativ kann auch nur das Magnetventil 27 oder die Drossel 28, insbesondere eine regelbare Drossel, verwendet werden, um die Eindosierung des extrahierten Wassers 31 freizugeben. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Drossel 28 möglichst dicht an der Verbindungsleitung 43 angeordnet ist, um ein Rückströmen des Fluids 12 in die Verbindungsleitung 19 zu vermeiden sowie Druckschwingungen in den Verbindungsleitungen 19, 43 zu reduzieren. Alternativ ist auch die Verwendung eines Rückschlagventils anstelle der Drossel 28 in der Verbindungsleitung 19 möglich. Fig. 4 shows an alternative embodiment, wherein the water outlet 34 of the water separator 30 is connected via a connecting line 19 with a connecting line 43 between the metering unit 51 and the injection unit 52 of the dosing. In the connecting line 19, a solenoid valve 27 and a throttle 28 are arranged, with which the dosing of the extracted water can be released and limited. Alternatively, only the solenoid valve 27 or the throttle 28, in particular a controllable throttle, can be used to release the dosing of the extracted water 31. It is advantageous if the throttle 28 is arranged as close as possible to the connecting line 43 in order to avoid a backflow of the fluid 12 into the connecting line 19 and to reduce pressure oscillations in the connecting lines 19, 43. Alternatively, the use of a check valve instead of the throttle 28 in the connecting line 19 is possible.
In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei der Fluidausgang 32 des Wasserabscheiders 30 über eine Verbindungsleitung 17 mit einem Dosiermittel 50 verbunden ist. Alternativ kann hier auch zusätzlich ein Steuermittel 90, insbesondere ein Magnetventil 27 oder eine Drossel 28 in der Verbindungsleitung 17 angeordnet sein. 5, a further embodiment is shown, wherein the fluid outlet 32 of the water separator 30 is connected via a connecting line 17 with a dosing means 50. Alternatively, a control means 90, in particular a solenoid valve 27 or a throttle 28 may additionally be arranged in the connecting line 17 here as well.
Der Wasserauslass 34 des Wasserabscheiders 30 ist über eine Verbindungsleitung 19 mit einem weiteren Dosiermittel 54 verbunden, wobei Steuermittel 90 in der Verbindungsleitung 19 angeordnet sind. Als Steuermittel 90 sind ein Magnetventil 27 und eine Drossel 28 angeordnet, mit denen die Eindosierung des extrahierten Wassers 31 freigegeben und begrenzt werden kann. Alternativ kann auch nur das Magnetventil 27 oder die Drossel 28, insbesondere eine regelbare Drossel, verwendet werden, um die Eindosierung des extrahierten Wassers 31 freizugeben. The water outlet 34 of the water separator 30 is connected via a connecting line 19 with a further dosing means 54, wherein control means 90 are arranged in the connecting line 19. As a control means 90, a solenoid valve 27 and a throttle 28 are arranged, with which the metering of the extracted water 31 can be released and limited. Alternatively, only the solenoid valve 27 or the throttle 28, in particular a controllable throttle, can be used to release the dosing of the extracted water 31.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten System zur Abgasnachbehandlung können die Steuermittel 90, insbesondere das Magnetventil 27 oder die Drossel 28, die Eindosierung unabhängig von dem detektierten Betriebszustand freigeben. Dadurch wird es möglich, das extrahierte Wasser 31 und das Fluid 12 gleichzeitig in den Abgasstrang 40 der Brennkraftmaschine ein- zudosieren.  In the system for exhaust gas aftertreatment shown in FIG. 3, the control means 90, in particular the solenoid valve 27 or the throttle 28, can release the metering independently of the detected operating state. This makes it possible to simultaneously meter in the extracted water 31 and the fluid 12 into the exhaust line 40 of the internal combustion engine.
Fig. 6 zeigt eine alternative Ausführungsform des Systems zur Abgasnachbehandlung, wobei das Fluid 12 kein Kraftstoff, sondern Druckluft, insbesondere die Druckluft aus dem Druckluftsystem einen utzfahrzeuges ist. Ein Tank 10, in diesem Beispiel ein Druckluftspeicher, ist über eine Leitung 12 mit einem Förderelement 20, welches als Druckerzeuger ausgebildet ist verbunden und mit einer weiteren Leitung 14, 16 mit einem Wasserabscheider 30, welchen ein Filterelement 25 vorgeschaltet ist. Am Wasserabscheider 30 ist ein Fluidausgang 32 und ein Wasserauslass 34 ausgebildet. Der Wasserauslass 34 mündet in den Sammelbehälter 29, welcher über die Leitung 19,42 mit dem Dosiermittel 50 verbunden ist. Der Fluidausgang 32 ist über die Leitung 17,18,42 ebenfalls mit dem Dosiermittel 50 verbunden, besitzt aber eine weitere Verbindungsleitung, welche den Fluidausgang 32 mit der Pneumatik der Bremsanlage 60 eines utzfahrzeuges verbindet. Zwischen dem Wasserabscheider 30 und dem Dosierelement 50 ist das Steuerelement 35 angeordnet. Fig. 6 shows an alternative embodiment of the system for exhaust aftertreatment, wherein the fluid 12 is not fuel, but compressed air, in particular the compressed air from the compressed air system is a utzfahrzeuges. A tank 10, in this example a compressed air reservoir, is connected via a line 12 to a conveying element 20 which is designed as a pressure generator and to a further line 14, 16 with a water separator 30, which is preceded by a filter element 25. At the water separator 30, a fluid outlet 32 and a water outlet 34 is formed. The water outlet 34 opens into the collecting container 29, which is connected via the line 19,42 with the dosing means 50. The fluid outlet 32 is also connected via the line 17,18,42 with the dosing means 50, but has a further connecting line which connects the fluid outlet 32 with the pneumatic brake system 60 of a utzfahrzeuges. Between the water separator 30 and the metering element 50, the control 35 is arranged.
Das Fluid 12 wird durch das Förderelement 20 unter Druck gesetzt und strömt aus dem Tank 10 zum Wasserabscheider 30. Im Wasserabscheider 30 wird beispielsweise durch Abkühlung der Luft das Wasser aus der Luft kondensiert und abgeschieden. Die Eindosierung des Fluids 12, d.h. der Druckluft, erfolgt analog der Beschreibung zu Fig. 1.  The fluid 12 is pressurized by the conveying element 20 and flows from the tank 10 to the water separator 30. In the water separator 30, for example, by cooling the air, the water from the air is condensed and separated. The metering of the fluid 12, i. the compressed air, is analogous to the description of FIG. 1.
Fig. 8 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Steuerung einer Gemischbildung von extrahiertem Wasser 31 und Fluid 12. Dabei wird ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges vorgeschlagen, bei dem durch das Steuermittel 90, bzw. durch die Ansteuerung des 3/2-Wege-Ventils 35 bzw. des Magnetventils 27, im zeitlichen Mittel ein vorgegebenes Mischungsverhältnis von extrahiertem Wasser 31 und dem Fluid 12 eingestellt wird. Dabei wird während eines Betriebszustandes, bei dem extrahiertes Wasser 31 eindosiert wird, eine Dauer einer Ansteuerung des Stuermittels 90, insbesondere des Magnetventils 27 bzw. des 3/2-Wege-Ventils 35, variiert, so dass sich im zeitlichen Mittel das gewünschte Mischungsverhältnis von extrahiertem Wasser 31 und Fluid 12 einstellt. Vorteilhaft sind dabei Frequenzen größer als 1 Hz, d.h. eine Ansteuerdauer kleiner als eine Sekunde, da bei einer so kurzen Ansteuerdauer eine feine Dispersion bzw. Mischung erreicht werden kann. Die maximale Ansteuerdauer wird dabei vom Kehrwert der Ansteuerfrequenz bestimmt. Basierend auf den physikalischen Eingangsgrößen, beispielsweise Druck p3 des Fluides 12, Druck pi des extrahierten Wassers 31, Gegendruck p2 in der Funktionseinheit, Temperaturen Τι/Τ2 des extrahierten Wassers 31 bzw. des Fluids 12, evtl. weiterer Eingangsgrößen sowie einem Sollwert des Mischungsverhältnisses zwischen extrahiertem Wasser 31 und Fluid 12 werden Ansteuerdauer bzw. Ansteuerfrequenz des Steuermittels 90 bestimmt. FIG. 8 shows a flow chart for controlling a mixture formation of extracted water 31 and fluid 12. A method for operating a vehicle is proposed in which the control means 90, or by the control of the 3/2-way valve 35 or of the solenoid valve 27, a predetermined mixing ratio of extracted water 31 and the fluid 12 is set in the time average. In this case, a duration of a control of the control means 90, in particular of the solenoid valve 27 and the 3/2-way valve 35, is varied during an operating state in which extracted water 31 is metered in, so that the desired mixing ratio of extracted water 31 and fluid 12 sets. Frequencies greater than 1 Hz, ie a drive time less than one second, are advantageous, since a fine dispersion or mixture can be achieved with such a short drive time. The maximum drive time is determined by the reciprocal of the drive frequency. Based on the physical input variables, for example, pressure p 3 of the fluid 12, pressure pi of the extracted water 31, back pressure p 2 in the functional unit, temperatures Τι / Τ 2 of the extracted water 31 and the fluid 12, possibly further input variables and a desired value of the mixing ratio between extracted water 31 and fluid 12, the driving duration and driving frequency of the control means 90 are determined.

Claims

Ansprüche: Claims:
1. System zum Betrieb eines Fahrzeuges, wobei das System Mittel (30) zur Extraktion von Wasser (31) aus einem Fluid (12), insbesondere einem Fluid (12) zur Unterstützung einer Abgasnachbehandlung des Fahrzeuges, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass Prüfmittel (80) vorgesehen sind, die prüfen, ob ein vorgegebener erster Betriebszustand vorliegt und dass Steuermittel (90) vorgesehen sind, die im Falle eines positiven Prüfergebnisses der Prüfmittel (80) die Eindosierung des extrahierten Wassers (31) in eine Funktionseinheit (100) des Kraftfahrzeuges freigeben. A system for operating a vehicle, the system comprising means (30) for extracting water (31) from a fluid (12), in particular a fluid (12) for assisting exhaust gas aftertreatment of the vehicle, characterized in that test equipment ( 80) are provided, which check whether a predetermined first operating state exists and that control means (90) are provided, which in the case of a positive test result of the test means (80) the metering of the extracted water (31) in a functional unit (100) of the motor vehicle release.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionseinheit (100) ein Abgasstrang (40) des Fahrzeuges ist. 2. System according to claim 1, characterized in that the functional unit (100) is an exhaust line (40) of the vehicle.
3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel (90) im Falle eines von den Prüfmitteln (80) detektierten zweiten vorgegebenen Betriebszustandes die Eindosierung des Fluids (12), insbesondere nach Extraktion des Wassers (31) aus dem Fluid (12), in den Abgasstrang (40) des Fahrzeuges freigeben. 3. System according to claim 2, characterized in that the control means (90) in the case of one of the test means (80) detected second predetermined operating state, the metering of the fluid (12), in particular after extraction of the water (31) from the fluid (12 ), in the exhaust line (40) of the vehicle release.
4. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel (90) die Eindosierung des Fluids (12) unabhängig von dem detektierten Betriebszustand freigeben. 4. System according to claim 1 or 2, characterized in that the control means (90) release the metering of the fluid (12) independently of the detected operating state.
5. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel (90) im Falle des von den Prüfmitteln (80) detektierten ersten Betriebszustand die Eindosierung des extrahierten Wassers (31) in den Abgasstrang (40) freigeben und die Eindosierung des Fluids (12) sperren und im Fall des von den Prüfmitteln detektierten zweiten Betriebszustandes die Eindosierung des Fluids (12) in den Abgasstrang (40) freigeben und die Eindosierung des extrahierten Wassers (31) in den Abgasstrang (40) sperren. 5. The system according to claim 3, characterized in that the control means (90) in the case of the test means (80) detected first operating state, the metering of the extracted water (31) in the exhaust line (40) release and the metering of the fluid (12 ) and, in the case of the second operating state detected by the testing means, release the metering of the fluid (12) into the exhaust line (40) and block the metering of the extracted water (31) into the exhaust line (40).
6. System nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfmittel (80) den zweiten Betriebszustand erkennen, wenn sie nach einer Freigabe der Eindosierung des extrahierten Wassers (31) in den Abgasstrang (40) die Beendigung der Freigabe der Eindosierung des extrahierten Wassers (31) in den Abgasstrang (40) erkennen. 6. System according to any one of claims 2, 3 or 5, characterized in that the test means (80) recognize the second operating state when, after a release of the dosing of the extracted water (31) in the exhaust line (40) the completion of the release the dosing of the extracted water (31) in the exhaust line (40) recognize.
7. System nach einem der Ansprüche 2, 3 ,5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfmittel (80) den zweiten vorgegebenen Betriebszustand erkennen, wenn sie, insbesondere ausgehend von einem vom zweiten Betriebszustand verschiedenen Betriebszustand, einen Abschaltewunsch des Fahrzeuges erkennen. 7. System according to any one of claims 2, 3, 5 or 6, characterized in that the test means (80) recognize the second predetermined operating state, if they recognize, in particular starting from a different operating state from the second operating state, a shutdown request of the vehicle.
8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel (90) als Ventil, insbesondere als 3/2-Wege-Ventil (35) oder als Magnetventil (27) oder als Drossel (28) ausgebildet sind. 8. System according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the control means (90) as a valve, in particular as a 3/2-way valve (35) or as a solenoid valve (27) or as a throttle (28) are formed.
9. System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (30) zur Extraktion von Wasser (31) eine Membran (71), insbesondere eine semipermeable Membran (71), aufweisen. 9. System according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the means (30) for the extraction of water (31) comprises a membrane (71), in particular a semipermeable membrane (71).
10. System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (30) zur Extraktion von Wasser (31) zusätzlich ein Wasserreinigungsmodul (70) umfassen. 10. System according to one of claims 1 to 9, characterized in that the means (30) for the extraction of water (31) additionally comprise a water purification module (70).
11. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserreinigungsmodul (70) eine semipermeable Membran (71) aufweist, wobei die Membran (71) für Wasser (31) durchlässig und für Kraftstoff weitestgehend undurchlässig ist. 11. System according to claim 10, characterized in that the water purification module (70) has a semi-permeable membrane (71), wherein the membrane (71) for water (31) is permeable and largely impermeable to fuel.
12. System nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (30) zur Extraktion von Wasser (31) als Hohlkörper (75), insbesondere als Hohlfaser- Membranmodul (76) ausgebildet sind. 12. System according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the means (30) for the extraction of water (31) as a hollow body (75), in particular as a hollow fiber membrane module (76) are formed.
13. System nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die 13. System according to any one of claims 9 to 12, characterized in that the
Membran (71) aus einem lonomer, insbesondere einem sulfonierten Tetraflourethy- len- Polymer, besteht.  Membrane (71) consists of an ionomer, in particular a sulfonated Tetraflourethy- len- polymer exists.
14. System nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die 14. System according to one of claims 1 to 14, characterized in that the
Prüfmittel (80) Ermittlungsmittel, Vergleichsmittel und Erkennungsmittel umfassen.  Test means (80) comprise detection means, comparison means and detection means.
15. System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlungsmittel einen Füllstandsmesser (36) umfassen, der die Menge des extrahierten Wassers (31) ermittelt, dass die Vergleichsmittel die ermittelte Menge des extrahierten Wassers (31) mit einem vorgegebenen Mengen-Schwellwert (Ms) vergleichen und dass die Erken- nungsmittel den ersten Betriebszustand erkennen, wenn die ermittelte Menge des extrahierten Wassers (31) den vorgegeben Mengen-Schwellwert (Ms) überschreitet. 15. System according to claim 14, characterized in that the determining means comprise a level gauge (36) which determines the amount of extracted water (31) that the comparison means the determined amount of the extracted water (31) with a predetermined amount threshold ( M s ) and that the recognition Detect the first operating state, when the determined amount of the extracted water (31) exceeds the predetermined amount threshold (M s ).
16. System nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlungsmittel ein Zeitglied (37) umfassen, das eine Betriebszeit einer Brennkraftmaschine (5) des Fahrzueges (1) ermittelt, dass die Vergleichsmittel die ermittelte Betriebszeit mit einem vorgegebenen Zeit-Schwellwert (ts) vergleichen und dass die Erkennungsmittel den ersten Betriebszustand erkennen, wenn die ermittelte Betriebszeit den vorgegebenen Zeit-Schwellwert (ts) überschreitet. 16. System according to one of claims 14 or 15, characterized in that the determining means comprise a timer (37), which determines an operating time of an internal combustion engine (5) of the Fahrzueges (1) that the comparison means the determined operating time with a predetermined time Compare threshold (t s ) and that the detection means recognize the first operating state when the determined operating time exceeds the predetermined time threshold (t s ).
17. System nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlungsmittel einen Temperatursensor (47) umfassen, der die Abgastemperatur ermittelt, dass die Vergleichsmittel die ermittelte Abgastemperatur mit einem vorgegebenen Temperatur-Schwellwert (Ts) vergleichen und das die Erkennungsmittel den ersten Betriebszustand nur dann erkennen, wenn die vom Temperatursensor (47) ermittelte Temperatur den vorgegebenen Temperatur-Schwellwert (Ts) erreicht oder überschreitet. 17. The system according to any one of claims 15 or 16, characterized in that the determining means comprise a temperature sensor (47) which determines the exhaust gas temperature that the comparison means compare the determined exhaust gas temperature with a predetermined temperature threshold (T s ) and the detection means recognize the first operating state only if the temperature detected by the temperature sensor (47) reaches or exceeds the predetermined temperature threshold value (T s ).
18. System nach einem der Ansprüche 2 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts der Steuermittel (90) Dosiermittel (50, 54) zum Eindosieren des extrahierten Wassers (31) und/oder des Fluids (12) in den Abgasstrang (40) angeordnet sind. 18. System according to one of claims 2 to 17, characterized in that downstream of the control means (90) dosing means (50, 54) for metering the extracted water (31) and / or the fluid (12) into the exhaust line (40) are.
19. System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiermittel (50, 54) eine Zumesseinheit (51) und eine Einspritzeinheit (52) umfassen. 19. System according to claim 18, characterized in that the dosing means (50, 54) comprise a metering unit (51) and an injection unit (52).
20. System nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzeinheit (52) als Einspritzventil, insbesondere als nach außen öffnendes Einspritzventil oder als nach außen öffnendes Tellerventil, ausgebildet ist. 20. System according to claim 19, characterized in that the injection unit (52) is designed as an injection valve, in particular as an outwardly opening injection valve or as an outwardly opening poppet valve.
21. System nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei aus der Menge der Mittel (30) zur Extraktion von Wasser (31), der Steuermittel (90), der Dosiermittel (50,54) und der Prüfmittel (80) zumindest teilweise in einer gemeinsamen Vorrichtung, insbesondere mit einem gemeinsamen Gehäuse, integriert sind. 21. System according to any one of claims 1 to 20, characterized in that at least two of the quantity of the means (30) for extracting water (31), the control means (90), the dosing means (50, 54) and the test means ( 80) are at least partially integrated in a common device, in particular with a common housing.
22. System nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel (90) die Eindosierung des extrahierten Wassers (31) stromab der Zumesseinheit (51) und stromauf der Einspritzeinheit (52) freigeben. A system according to any one of claims 19 to 21, characterized in that the control means (90) enable the metered addition of the extracted water (31) downstream of the metering unit (51) and upstream of the injection unit (52).
23. System nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel (90) die Eindosierung des Fluids (12) stromauf der Zumesseinheit (51) oder über eine zweite Einspritzeinheit (54) freigeben. 23. System according to any one of claims 19 to 21, characterized in that the control means (90) to release the metering of the fluid (12) upstream of the metering unit (51) or via a second injection unit (54).
24. System nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel (90) ein Magnetventil (27), ein Rückschlagventil und/oder eine Drossel (28) umfassen. 24. System according to claim 23, characterized in that the control means (90) comprise a solenoid valve (27), a check valve and / or a throttle (28).
25. System nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel (90) eine Verbindungsleitung (17) umfassen, die einen Fluidauslass (32) an den Mitteln (30) zur Extraktion von Wasser (31) oder eine Fluidquelle direkt mit der Zumesseinheit (51) oder der zweiten Einspritzeinheit (54) verbinden. 25. System according to claim 23 or 24, characterized in that the control means (90) comprise a connection line (17) having a fluid outlet (32) on the means (30) for the extraction of water (31) or a fluid source directly with the Connect the metering unit (51) or the second injection unit (54).
26. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionseinheit (100) ein Reinigungssystem für Fahrzeugscheiben oder Fahrzeugschein-werfern, insbesondere ein Sammelbehälter dieses Reinigungssystems, ist. 26. System according to claim 1, characterized in that the functional unit (100) is a cleaning system for vehicle windows or vehicle headlights-werfern, in particular a collecting container of this cleaning system is.
27. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionseinheit (100) eine Kraftfahrzeug- Klimaanlage, insbesondere eine Einheit zur Anfeuchtung der Luft eines Fahrzeuginnenraums, ist. 27. System according to claim 1, characterized in that the functional unit (100) is an automotive air conditioning system, in particular a unit for humidifying the air of a vehicle interior.
28. Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges, wobei Wasser (31) aus einem Fluid (12), insbesondere einem Fluid (12) zur Unterstützung einer Abgasnachbehandlung des Fahrzeuges extrahiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass geprüft wird, ob ein erster vorgegebener Betriebszustand vorliegt und dass im Falle eines positiven Prüfergebnisses die Eindosierung des extrahierten Wassers (31) in eine Funktionseinheit (100) des Fahrzeuges freigeben wird. 28. A method for operating a vehicle, wherein water (31) from a fluid (12), in particular a fluid (12) is extracted to support an exhaust aftertreatment of the vehicle, characterized in that it is checked whether a first predetermined operating condition exists and that in the case of a positive test result, the dosing of the extracted water (31) into a functional unit (100) of the vehicle will be released.
29. Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges nach Anspruch 28 dadurch gekennzeichnet, dass durch Steuermittel (90), insbesondere durch ein 3/2-Wege-Ventil (35) oder ein Magnetventil (27), im zeitlichen Mittel ein vorgegebenes Mischungsverhältnis von extrahiertem Wasser (31) und dem Fluid (12) eingestellt wird. 29. A method for operating a vehicle according to claim 28, characterized in that by control means (90), in particular by a 3/2-way valve (35) or a solenoid valve (27), on average over time, a predetermined mixing ratio of extracted water ( 31) and the fluid (12) is adjusted.
30. Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermittel (90), insbesondere ein Magnetventil (27), mit einer Frequenz höher als 1 Hz angesteuert wird, um eine feine Dispersion oder Mischung von extrahiertem Wasser (31) und dem Fluid (12) zu erreichen. 30. A method for operating a vehicle according to claim 29, characterized in that the control means (90), in particular a solenoid valve (27), is driven at a frequency higher than 1 Hz to a fine dispersion or mixture of extracted water (31). and to reach the fluid (12).
31. Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges nach einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Verfahrensschritt physikalische Eingangsgrößen von extrahiertem Wasser (31) und dem Fluid (12) erfasst werden und ein Sollwert für ein Mischungsverhältnis von dem extrahierten Wasser (31) und dem Fluid (12) vorgegeben wird, und in einem zweiten Verfahrensschritt in Abhängigkeit des Sollwerts und der ermittelten physikalischen Eingangsgrößen das Mischungsverhältnis über eine Ansteuerdauer oder Ansteuerfrequenz des Steuermittels (90), insbesondere eines Magnetventils (27) oder eines 3/2-Wege-Ventils (35), eingestellt wird. 31. A method for operating a vehicle according to one of claims 28 to 30, characterized in that in a first method step, physical input variables of extracted water (31) and the fluid (12) are detected and a desired value for a mixing ratio of the extracted water ( 31) and the fluid (12) is predetermined, and in a second method step depending on the desired value and the determined physical input variables, the mixing ratio over a drive time or drive frequency of the control means (90), in particular a solenoid valve (27) or a 3/2 Way valve (35), is set.
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