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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Betreiben eines Verbrennungsmotors nach der Gattung der unabhängigen Patentansprüche.
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Aus der
DE 39 38 611 A1 ist bereits ein Verbrennungsmotor bekannt, bei dem neben Wasser und Luft auch Wasser in einen Brennraum des Verbrennungsmotors eingespritzt wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteile der Erfindung
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Das Verfahren und die Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche haben den Vorteil, dass durch das Einbringen des Wassers in den Brennraum eine gezielte Optimierung des Betriebs des Verbrennungsmotors hinsichtlich Leistung oder Kraftstoffverbrauch erzielt werden kann. Es wird so der Betrieb des Verbrennungsmotors optimiert, so dass entweder die Leistung oder der Kraftstoffverbrauch verbessert wird.
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Weitere Vorteile und Verbesserungen ergeben sich durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche. Als weiteres Kriterium für die Optimierung, kann der Wasserverbrauch optimiert werden. Dabei kann ein optimierter Betrieb erfolgen, bei dem auch die verbrauchte Wassermenge berücksichtigt wird, oder aber es kann eine Optimierung ausschließlich hinsichtlich der Leistung bzw. des Kraftstoffverbrauchs erfolgen. Es kann so die Notwendigkeit des Wiederauffüllens des Wassers für die Einbringung in den Brennraum verbessert, d. h. verringert werden. Eine Möglichkeit der Auswahl der entsprechenden Betriebsmodi und Untermodi kann durch Eingabe eines Benutzers erfolgen. Es wird so dem klar geäußerten Wunsch eines Benutzers des Verbrennungsmotors entsprochen. Alternativ kann diese Auswahl auch für einen Verbrennungsmotor generell vorgegebenen werden. Dabei kann insbesondere auch eine Abhängigkeit von Betriebsbereichen des Verbrennungsmotors berücksichtigt werden, wobei je nach Betriebsbereich des Verbrennungsmotors eine der jeweils möglichen Betriebsmodi gewählt wird. Diese unterschiedlichen Betriebsmodi können insbesondere durch einen Last- und Drehzahlbereich oder anhand eines Gradienten von Last und Drehzahl festgelegt sein. Dies ermöglicht insbesondere bei der Verwendung des Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug einen besonders an den Betrieb des Kraftfahrzeugs angepasste Betätigungsstrategie. Weiterhin kann für die Auswahl der unterschiedlichen Modi, insbesondere der Untermodi, der Füllstand eines Wassertanks für das Einbringen des Wassers in den Brennraum berücksichtigt werden. Es kann so die Notwendigkeit des Wiederauffüllens des Wassertanks optimiert, d. h. verringert werden.
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Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 bis 3 verschiedene Ausgestaltungen zum Einbringen von Kraftstoff, Luft und Wasser in einen Brennraum eines Verbrennungsmotors und
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4 eine Übersicht über die verschiedenen möglichen Betriebsmodi.
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Beschreibung
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In der 1 wird schematisch ein Verbrennungsmotor mit einem Zylinder 10 gezeigt. In dem Zylinder 10 wird durch einen Kolben 100 ein Brennraum 101 definiert. Dem Zylinder 10 bzw. dem Brennraum 101 wird durch ein Saugrohr 11 Luft für eine Verbrennung und durch einen Kraftstoffinjektor 13 Kraftstoff für eine Verbrennung im Zylinder 10 zugeführt. Die dabei entstehenden Abgase werden durch das Abgasrohr 12 von dem Zylinder 10 weggeführt. Es handelt sich hierbei um einen üblichen Otto-Motor oder Diesel-Motor, der in der 1 nur schematisch dargestellt ist. Insbesondere sind weitere Steuerungselemente und Sensoren wie Lufteinlass- und Abgasauslass-Ventile, Mittel zur Beeinflussung des Luftstroms durch das Saugrohr 11 (wie beispielsweise eine Drosselklappe), eine Zündkerze oder eine Glühkerze, Temperatursensoren, Luftmengensensoren, Drehzahlsensoren, und andere Elemente üblicher Otto-Motoren und Diesel-Motoren nicht dargestellt, da sie für das Verständnis der Erfindung nicht von Bedeutung sind. Die Sensorwerte werden von einem Steuergerät 200 eingelesen, verarbeitet und durch so ermittelte Steuerwerte werden die Steuerelemente vom Steuergerät 200 angesteuert.
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Weiterhin wird in der 1 eine Wassereinspritzung in das Saugrohr 11 gezeigt. Die Wassereinspritzung besteht aus einem Wassertank 2, der durch eine Verbindungsleitung 5 mit einer elektrischen Pumpe 1 verbunden ist. Durch die Verbindungsleitung 5 kann Wasser aus dem Tank 2 zur elektrischen Pumpe 1 fließen beziehungsweise von der elektrische Pumpe 1 aus dem Tank heraus angesaugt werden. Die Seite der elektrischen Pumpe 1, die über die Verbindungsleitung 5 mit dem Wassertank 2 verbunden ist, wird im Folgenden Zulauf genannt. Weiterhin weist die elektrische Pumpe 1 einen Hochdruckausgang auf, der über die Verbindungsleitung 5 mit einem Wasserrail 3 verbunden ist. Bei dem Wasserrail 3 handelt es sich um einen Wasserspeicher der mit dem Wasser von der elektrischen Pumpe befüllt werden kann und mit einem Druck beaufschlagt wird. Insbesondere bei der Einspritzung in das Saugrohr ist der Druck relativ gering, so dass das Wasserrail 3 auch als einfacher Schlauch oder als Schlauchverteiler ausgebildet sein kann. Das Wasserrail 3 ist dann über eine weitere Verbindungsleitung 5 mit einem Wasserinjektor 4 verbunden, der in das Saugrohr 11 mündet. Das Wasser in dem Tank 2 wird somit über den Zulauf der elektrischen Pumpe 1 zugeführt und am Hochdruckausgang der Pumpe 1 mit erhöhtem Druck zur Verfügung gestellt. Dieses Wasser wird dann im Wasserrail 3 zwischengespeichert bis es durch eine entsprechende Öffnung des Wasserinjektors 4 in das Saugrohr 11 eingespritzt wird.
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An dem Wasserrail 3 kann auch eine Vielzahl von Wasserinjektoren 4 angeschlossen sein, die eine Mehrzahl von Zylindern 10 mit Wasser versorgt. Dies ist insbesondere bei Mehrzylindermotoren, wie sie heute bei Kraftfahrzeugen üblich sind, eine Ausgestaltung mit der jeder Zylinder individuell mit einer auf ihn abgestimmten Menge Wasser versorgt werden kann.
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Durch die Einspritzung von Wasser in das Saugrohr 11 wird in dem Brennraum 101 des Zylinders 10, zusammen mit dem durch den Kraftstoffinjektor 13 eingespritzten Kraftstoff, eine Mischung von Luft, Kraftstoff und Wasser erzeugt. Durch eine entsprechende Zündung, entweder durch eine Zündkerze oder durch einen Selbstentzündungsprozess bei einem Diesel-Motor erfolgt dann eine Verbrennung des Kraftstoff-Luftgemisches in dem Brennraum des Zylinders 10. Durch das in dieser Luft-Kraftstoffmischung enthaltene Wasser erfolgt eine effektive Kühlung des Brennraums 101 im Zylinder 10, wodurch die Verbrennungstemperatur verringert und bei der Anwendung im Ottomotor die Klopfneigung verringert wird. Hierdurch ist ein optimierter Zündzeitpunkt möglich, welcher sich positiv auf Effizienz bzw. Verbrauch des Ottomotors auswirkt. Bei Otto- und Dieselmotor kann weiterhin auch die Entstehung von schädlichen Abgasen verringert werden. Das Einbringen von Wasser in einen Brennraum ist daher eine Maßnahme, mit der die Qualität der Verbrennung im Brennraum eines Zylinders 10 positiv beeinflusst werden kann. Durch diese Maßnahme kann sowohl die Qualität des Abgases wie auch die thermische Belastung des Zylinders 10, die Leistung und auch der Kraftstoffbedarf positiv beeinflusst werden.
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In der 2 wird ebenfalls ein Motor mit einer Wassereinspritzung in den Brennraum eines Zylinders 10 gezeigt. Mit den Bezugszeichen 10, 11, 12, 13, 1, 2, 3, 4, 5, 100, 101 werden wieder die gleichen Gegenstände bezeichnet, wie in der 1. Im Unterschied zur 1 ist jedoch der Wasserinjektor 4 nicht so angeordnet, dass er im Saugrohr 11 mündet, sondern direkt im Brennraum 101 des Zylinders 10. Eine Einspritzung von Wasser unmittelbar in den Brennraum des Zylinders 10 erfordert deutlich höhere Drücke als eine Einspritzung in das Saugrohr. Für eine Einspritzung von Wasser in das Saugrohr 11 ist ein Wasserdruck von einigen wenigen bar ausreichend. Da die Einspritzung in den Brennraum des Zylinders 10 erfolgen kann, wenn bereits das Lufteinlassventil in Richtung des Saugrohrs 11 geschlossen ist und sich der Zylinder in einer Verdichtungsphase befindet, ist für die Einspritzung von Wasser in einen Brennraum ein deutlich höherer Druck bis zu einer Größenordnung von 200 bar erforderlich. In dem Wasserrail 3 muss daher Wasser mit einem deutlich höheren Druck gespeichert sein, um eine Einspritzung unmittelbar in den Brennraum des Zylinders 10 zu ermöglichen. Dazu ist der elektrischen Pumpe 1 eine Hochdruckpumpe 6 nachgeordnet. Der Zulauf der Hochdruckpumpe 6 ist über eine Verbindungsleitung 5 mit dem Hochdruckausgang der elektrischen Pumpe 1 verbunden. Der Hochdruckausgang der Hochdruckpumpe 6 ist über eine Verbindungsleitung 5 mit dem Wasserrail 3 verbunden. Es wird so eine Anordnung geschaffen, bei der ein ausreichend hoher Druck erzeugt wird, um eine Einspritzung von Wasser unmittelbar direkt in den Brennraum des Motors zu ermöglichen.
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In der 3 wird eine weitere Form eines Motors mit einem Wassereinspritzsystem gezeigt. Mit den Bezugszeichen 1, 2, 3, 4, 5, 10, 11, 12, 13, 100, 101 werden wieder die gleichen Gegenstände bezeichnet wie in der 1. Weiterhin wird in der 3 noch das Kraftstoffversorgungssystem gezeigt mit einem Kraftstofftank 21, der durch eine Verbindungsleitung 5 mit einer Vorpumpe 22 verbunden ist. Die Vorpumpe 22 ist über eine Verbindungsleitung 5 mit einer Hochdruckpumpe 6 verbunden. Die Hochdruckpumpe 6 ist dann durch eine Verbindungsleitung 5 mit dem Rail 3 verbunden. Die Hochdruckpumpe 6 weist hier zwei Zulaufanschlüsse auf, wobei der eine Zulaufanschluss mit der elektrischen Pumpe 1, durch die Wasser gepumpt wird, verbunden ist, und der andere Zulauf der Hochdruckpumpe 6 mit der Kraftstoffvorpumpe 22 verbunden ist. Die Hochdruckpumpe 6 pumpt beide Medien und stellt an ihrem Hochdruckausgang eine Emulsion der beiden Flüssigkeiten mit einem für die Einspritzung unmittelbar in den Brennraum geeigneten Druck zur Verfügung. Da sich Kraftstoff und Wasser i.d.R. nicht mischen, ist dem Wasser ein Emulgator zugegeben, so dass es durch die Vermischung von Wasser und Kraftstoff zur Ausbildung einer Emulsion von Kraftstoff und Wasser kommt. Diese Emulsion wird dann in dem Rail 3 mit einem entsprechend hohen Druck gespeichert und durch den Injektor 4 unmittelbar in den Brennraum 101 des Zylinders 10 eingespritzt. Durch den Injektor 4 werden somit gleichzeitig Kraftstoff und Wasser in den Brennraum 101 eingespritzt.
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Weitere Variationen von Verbrennungsmotoren mit einer Wassereinspritzung sind ebenfalls möglich und ergeben sich durch Abwandlungen der in den 1–3 gezeigten Motoren. Beispielsweise kann die Kraftstoffeinspritzung auch in das Saugrohr mit einer Wassereinspritzung ebenfalls in Saugrohr oder aber in den Zylinder direkt erfolgen. Als weitere Variante kann eine doppelte Kraftstoffeinspritzung sowohl in Saugrohr wie auch Zylinder verwendet werden. Bei Mehrzylindermotoren können nur einzelne Zylinder, insbesondere thermisch hoch belastete Zylinder, für eine Wassereinspritzung vorgesehen sein.
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Durch die Begriffe Wassereinspritzung und Wassereinbringung wird der gleiche Inhalt beschrieben, da eine Wassereinbringung in der Regel durch eine Einspritzung mittels eines Ventils erfolgt. Durch das Einbringen von Wasser in den Brennraum, zusammen mit dem Kraftstoff wird eine Kühlung der Verbrennung in dem Brennraum 101 erreicht. Diese Kühlung kann zum einen zu einem Schutz des Verbrennungsmotors vor übergroßen Temperaturen notwendig sein (thermisch notwendige Kühlung) oder aber zu einer Wirkungsgradverbesserung des Verbrennungsprozesses in dem Brennraum genutzt werden.
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Ein Schutz des Verbrennungsmotors ist insbesondere bei thermisch hoch belasteten Betriebsphasen, beispielsweise einem längeren Volllastbetrieb erforderlich. Bei herkömmlichen Verbrennungsmotoren erfolgt daher eine so genannte Volllastanfettung, d. h. das Kraftstoffluftverhältnis in dem Brennraum wird bei herkömmlichen Motoren zu einem stärkeren Kraftstoffüberschuss verschoben, wodurch sich mehr Kraftstoff in dem Brennraum befindet als durch die eingebrachte Luft tatsächlich verbrannt werden kann. Dieser zusätzliche Kraftstoff bewirkt eine Abkühlung des Brennraums und ist daher eine geeignete Maßnahme, um die Verbrennungstemperatur in dem Brennraum zu verringern. Wenn statt der zusätzlichen Menge Kraftstoff in diesen Betriebsphasen Wasser eingespritzt wird, so lässt sich der gleiche kühlende Effekt erreichen, wodurch, wie bei herkömmlichen Motoren notwendige Volllastanfettung nicht mehr erforderlich ist. Es kann somit in diesen thermisch hoch belasteten Betriebsphasen ein Teil des Kraftstoffs unmittelbar durch Wasser ersetzt werden, ohne dass dies mit einer Leistungseinbuße des Verbrennungsmotors verbunden ist. Dieser Effekt ergibt somit unmittelbar eine Einsparung an Kraftstoff, da statt des Kraftstoffs Wasser in den Brennraum eingebracht wird.
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Weiterhin bewirkt ein Einbringen von Wasser in den Brennraum auch in anderen thermisch nicht so hoch belasteten Betriebsphasen eine Abkühlung der Verbrennung und damit verbunden eine Erhöhung des thermodynamischen Wirkungsgrades. Dieser Effekt äußert sich insbesondere darin, dass der Schwerpunkt der Verbrennung besser gewählt werden kann, da insbesondere Grenzen, die sonst durch klopfende Verbrennungen in dem Motor berücksichtigt werden müssen, verschoben werden. Durch ein Einbringen von Wasser in den Brennraum 101 kann somit ein optimalerer Zündwinkel mit einem verbesserten Wirkungsgrad gewählt werden. Da so der Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors erhöht wird, wird auch eine Kraftstoffersparnis realisiert, da mit einer geringeren Kraftstoffmenge die gleiche Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors erreicht wird.
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Neben einer Kraftstoffersparnis kann die durch das Einspritzen oder Einbringen des Wassers in den Brennraum bewirkte Abkühlung auch eine Leistungssteigerung des Motors bewirken. In einem Volllastbetrieb wird durch die zusätzliche Kühlung durch die Wassereinspritzung die Temperatur der in den Brennraum 101 eingebrachten Luft herabgesetzt, wodurch die Füllung des Motors mit Luft auch in dieser Betriebsphase erhöht werden kann. Es wird somit auch eine Steigerung der maximal möglichen Motorleistung erzielt. Weiterhin hat die Abkühlung durch die Wassereinspritzung auch während einer Beschleunigung, d. h. einer Drehzahlerhöhung oder Lasterhöhung, einen positiven Effekt auf die Motorleistung, da jeweils ein optimierter Zündwinkel gewählt werden kann, wodurch eine stärkere Änderung der Drehzahl oder der Last auch in einer Beschleunigungsphase bewirkt werden kann. Beide Maßnahmen führen dazu, dass bedingt durch das Einbrennen von Wasser in den Brennraum zwei unterschiedliche Optimierungen möglich sind. Die eine Optimierung besteht darin, den Kraftstoffverbrauch durch die Einspritzung von Wasser zu verringern und die andere Optimierung besteht darin, die Leistung des Motors entweder im Sinne einer Gesamtleistung oder aber in einer Beschleunigungsphase zu steigern. Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, einen ersten und zweiten Betriebsmodus vorzusehen, wobei bei dem ersten Modus durch Einbringen des Wassers in den Brennraum die Leistung des Verbrennungsmotors optimiert wird und in dem zweiten Modus, durch das Einbringen des Wassers in den Brennraum, der Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors optimiert wird.
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In der 4 werden die unterschiedlichen möglichen Betriebsmodi, zwischen den ausgewählt werden kann, dargestellt. Auf der X-Achse nach rechts wird der Wasserverbrauch aufgetragen und auf der Y-Achse nach oben die Wirkung. Die Wirkung wird dabei mit einer Reduktion des Kraftstoffverbrauchs gleichgestellt, d. h. eine hohe Wirkung bedeutet eine hohe Reduktion des Kraftstoffverbrauchs, während eine geringe Wirkung eine geringere Reduktion des Kraftstoffverbrauchs, dafür aber eine entsprechend höhere Leistung bewirkt. Die verschiedenen Wasserverbräuche und Wirkungen führen somit zu vier unterschiedlichen Optimierungsbereichen, die mit den Zahlen von 1 bis 4 bezeichnet sind.
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Im Optimierungsbereich 1 ist der Wasserverbrauch optimiert und der Kraftstoffverbrauch möglichst reduziert. In diesem Bereich wird somit die Wassereinspritzung dazu benutzt, den Kraftstoffverbrauch möglichst zu reduzieren, ohne dass dabei ein beliebiger Verbrauch an Wasser akzeptiert würde. Es werden somit durch die Abkühlung des Brennraums möglichst optimale thermodynamische Betriebspunkte des Verbrennungsmotors gewählt, um einen deutlichen Kraftstoffverbrauch zu realisieren, ohne dass dabei der Wasserverbrauch über ein Maximum hinaus ansteigt. Dies wird insbesondere durch Auswahl eines entsprechenden Zündwinkels erreicht, so dass der Schwerpunkt der Verbrennung in einem optimalen Bereich nach dem oberen Totpunkt erfolgt. Die Festlegung wie hoch der optimale Wasserverbrauch ist, erfolgt hier in Abhängigkeit von der Verfügbarkeit von Wasser. Bei einem stationären Motor mit einer konstanten Wasserversorgung, wird dies sicherlich anders optimiert werden, als bei der Verwendung eines Verbrennungsmotors in einem Fahrzeug, bei dem dann der Fahrer von Zeit zu Zeit den Wassertank auffüllen muss. Ein optimierter Wasserverbrauch würde somit bei der Verwendung in einem Fahrzeug darin bemessen, wie oft man einem Fahrer des Fahrzeuges das Auffüllen des Wassertanks zumuten will. Dies kann auch von der Art des Fahrzeugs abhängen. Bei einem Privatfahrzeug wird der Komfort des Fahrers sicherlich anders bewertet, als bei einem Nutzfahrzeug.
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Im Optimierungsbereich 2 wird die Wassereinspritzung dahingehend optimiert, dass bei einem optimierten Wasserverbrauch die Leistung des Verbrennungsmotors optimiert wird. Dies ist insbesondere dann interessant, wenn der Verbrennungsmotor in einem sportlichen Fahrzeug verwendet wird, bei dem die Leistung des Fahrzeugs bzw. des Verbrennungsmotors in dem Fahrzeug ein wesentlicher Grund für den Kauf des Fahrzeugs ist.
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Im Optimierungsbereich 3 wird der Kraftstoffverbrauch auch unter Inkaufnahme eines hohen Wasserverbrauchs optimiert. Dieser Betriebsbereich ist insbesondere bei Verwendungen eines Verbrennungsmotors sinnvoll, bei dem die Kraftstoffkosten besonders stark zu Buche schlagen, oder aber die Versorgung mit Wasser für die Wassereinspritzung kein Problem ist. Typischerweise wäre dies ein Betriebsbereich für ein kommerzielles Fahrzeug, bei dem durch einen Berufsfahrer ohnehin täglich eine kurze Überprüfung aller Funktionen des Fahrzeugs erfolgt. Weiterhin ist dieser Optimierungsbereich dort interessante, wo eine kontinuierliche Versorgung mit Wasser, beispielsweise in einem Stationärbetrieb oder auf einem Schiff, immer sichergestellt ist. Alternativ wird dem Fahrer der Hinweis gegeben, dass durch die aktuelle Vorgabe der Optimierung ein erhöhter Wasserverbrauch auftritt und ggf. der Wassertank häufiger aufgefüllt werden muss (gleichzeitig jedoch der Kraftstoffverbrauch sinkt).
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Im Optimierungsbereich 4 wird die Leistung des Verbrennungsmotors unabhängig vom Wasserverbrauch optimiert. Dies ist insbesondere bei sehr sportlichen Fahrzeugen von Interesse, bei dem ein Benutzer des Fahrzeugs bereit ist, zum Zweck der Leistungssteigerung ein regelmäßiges Wiederauffüllen des Wassertanks in Kauf zu nehmen, z.B. in zeitlich begrenztem Motorsportbetrieb. Weiterhin kann dies auch für Stationärmotoren interessant sein, bei denen kurzfristig Leistungssteigerungen erforderlich sind, wie beispielsweise Motoren, in einem Kraftwerk, die kurzfristig eine erhöhte elektrische Leistung produzieren sollen.
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Die Auswahl der unterschiedlichen Optimierungsbereiche, kann nun nach unterschiedlichen Kriterien erfolgen. Eine besonders einfache Auswahl besteht darin, dass für einen bestimmten Verbrennungsmotor ein Optimierungsbereich in Abhängigkeit vom Einsatzzweck, fest vorgegeben wird. Beispielsweise kann für ein weniger sportliches Fahrzeug von vorneherein vorgesehen sein, dass die Reduktion des Kraftstoffverbrauchs im Vordergrund steht, und somit der Optimierungsbereich 1 fest vorgegeben ist. Ebenso kann bei einem sportlichen Fahrzeug, der Optimierungsbereich 2 oder 4 fest vorgegeben sein. Bei Stationärmotoren kann entsprechend, beispielsweise der Optimierungsbereich 3 fest eingestellt werden.
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Insbesondere in Fahrzeugen kann auch ein Betrieb der Verbrennungsmotoren in en unterschiedlichen Optimierungsberiech vorgesehen sein, und es kann ein Wechsel zwischen diesen verschiedenen Optimierungsbereichen vorgesehen werden. Besonders einfach kann ein solcher Wechsel aufgrund von Eingaben eines Fahrers des Fahrzeuges erfolgen. Der Fahrer kann somit durch Auswahl eines Kraftstoffsparmodus oder eines Leistungsmodus festlegen, ob der Verbrennungsmotor in den Optimierungsbereichen 1 und 3, oder in den Optimierungsbereich 2 oder 4 betrieben werden sollen. Weiterhin kann ein Fahrer festlegen, wie oft er bereit ist, einen Wassertank im Fahrzeug aufzufüllen, um den Betrieb des Fahrzeugs in der von ihm gewünschten Weise zu beeinflussen. Bei den Optimierungsbereichen 1 und 2 muss er den Wassertank deutlich seltener auffüllen als in den Optimierungsbereichen 3 und 4. Der Benutzer eines Fahrzeugs kann somit eigenständig entscheiden, hinsichtlich welcher Kriterien der Betrieb des Verbrennungsmotors in seinem Fahrzeug beeinflusst werden soll.
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Bei einem Fahrzeug kann die Auswahl der entsprechenden Betriebsbereiche auch in Abhängigkeit von dem jeweiligen Betriebsbereich des Fahrzeugs bzw. des Verbrennungsmotors in dem Fahrzeug ausgewählt werden. Beispielsweise kann das Fahrzeug üblicherweise im Optimierungsbereich 1, d. h. Schwerpunkt liegt auf der Kraftstoffreduzierung bei geringerem Verbrauch von Wasser. Wenn vom Fahrer durch Treten des Gaspedals eine deutlich höhere Leistung angefordert wird, so kann in den Optimierungsbereich 2 gewechselt werden, bei dem die Leistung des Verbrennungsmotors und somit auch das Fahrverhalten des Fahrzeugs verbessert wird. Wenn der Fahrer schlagartig das Gaspedal bis zum Anschlag durchdrückt (sogenannten Kickdown), so kann auch direkt in den Optimierungsbereich 4 gewechselt werden, da dann davon ausgegangen wird, dass das Fahrzeug für einen Überholvorgang benötigt wird, und der Benutzer des Fahrzeugs eine maximale Leistung des Fahrzeugs wünscht. Es kann so anhand von Betriebsbedingungen des Fahrzeugs ein Wechsel zwischen unterschiedlichen Optimierungsbereichen angestrebt werden.
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Insbesondere in einem Fahrzeug, bei dem ein Wassertank mit definierter Füllmenge zur Verfügung steht, kann die Umschaltung zwischen den verschiedenen Optimierungsbereichen auch von dem Füllstand des Wassertanks oder von einer automatischen erfolgenden Wiederauffüllung des Wassertanks abhängig gemacht werden. Neben einer Auffüllung des Wassertanks durch einen Fahrer ist nämlich eine Erzeugung von Wasser in dem Fahrzeug selbst möglich, indem beispielsweise Kondenswasser einer Klimaanlage bzw. Abgasanlage oder Regenwasser genutzt wird, um den Wassertank wiederaufzufüllen. Wenn eine Betriebssituation des Fahrzeugs erkannt wird, bei dem kontinuierlich der Wassertank wieder aufgefüllt werden kann, so kann insbesondere eine Umschaltung vom Optimierungsbereich 1 in den Optimierungsbereich 3, oder vom Optimierungsbereich 2 in den Optimierungsbereich 4 erfolgen. Umgekehrt wenn der Füllstand des Tanks geringer ist und kein Wiederauffüllen durch eine Wassererzeugung im Fahrzeug zu erwarten ist, können die Optimierungsbereiche 3 oder 4 verboten werden, oder aber ihre Benutzung deutlich verringert werden. Es kann so in Abhängigkeit von einem Füllstand des Wassertanks bzw. einem zu erwartenden Wiederauffüllen des Wassertanks, eine Auswahl der entsprechenden Optimierungsbereiche erfolgen.
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Die Steuerung aller Komponenten in dem Fahrzeug und insbesondere auch die Auswahl der verschiedenen Optimierungsbereiche, erfolgt durch ein entsprechendes Programm, in der Motorsteuerung 200. Die Motorsteuerung 200 weist dazu entsprechende Eingänge auf, um Signale von Sensoren, beispielsweise eines Füllstandsensors, oder eines Fahrpedalgebers einzulesen und bewirkt entsprechende Ansteuerungssignale um die verschiedenen Komponenten des Fahrzeugs entsprechend anzusteuern.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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