EP3292288B1 - Verfahren zum betrieb einer vorrichtung zur wassereinspritzung in eine brennkraftmaschine - Google Patents

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EP3292288B1
EP3292288B1 EP16717331.9A EP16717331A EP3292288B1 EP 3292288 B1 EP3292288 B1 EP 3292288B1 EP 16717331 A EP16717331 A EP 16717331A EP 3292288 B1 EP3292288 B1 EP 3292288B1
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EP
European Patent Office
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water
pump
line
suction mode
control unit
Prior art date
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EP16717331.9A
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English (en)
French (fr)
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EP3292288A1 (de
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Ingmar Burak
Peter Schenk
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/022—Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/0227—Control aspects; Arrangement of sensors; Diagnostics; Actuators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/022—Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/025—Adding water
    • F02M25/028—Adding water into the charge intakes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/022—Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/032—Producing and adding steam
    • F02M25/035—Producing and adding steam into the charge intakes

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a device for injecting water into an internal combustion engine, in particular a gasoline engine, according to claim 1.
  • An alternative way of reducing the tendency to knock and lowering the exhaust gas temperatures is to inject water into the internal combustion engine, either directly into the combustion chamber or into the intake tract of the internal combustion engine.
  • Devices for injecting water into an internal combustion engine are, for example, from the documents DE 10 2012 207 907 A1 and EP 2 778 381 A2 known.
  • a particular challenge with a device for water injection is the risk of icing or freezing of the water-carrying components due to the freezing point of water at 0 ° C, especially when the device for water injection is inactive.
  • appropriate measures must be taken.
  • agents for example an antifreeze, to the water in order to lower the freezing point of the water as much as possible.
  • these agents would have an impact on the combustion process in the engine and the chemical composition of the exhaust gas, which would require post-treatment of the exhaust gas to comply with the exhaust gas limit values.
  • the object is achieved according to the invention by providing a method of the type mentioned at the beginning, the method being characterized in that when the pump is operated in the back suction mode, in which the water is pumped back in the direction of the water tank, the at least one water injector is opened so that Air flows into the second line. As a result, the water from the second line and the at least one water injector is sucked back into the water tank. A minimal amount of water remains in the second line and the at least one water injector, which cannot damage the water line and the water-carrying components when it freezes.
  • the invention provides that air flows through the open water injector into the second line while the pump is operating in back suction mode simplifies the back suction of the water, since the formation of a negative pressure in the second line and in the device for water injection is avoided. By avoiding a negative pressure in the device for water injection, the back suction is particularly efficient. The water can be sucked back from the second line within a few seconds.
  • the device for injecting water into an internal combustion engine comprises a water tank for storing water, a pump for conveying the water, the pump being connected to the water tank via a first line, a drive for driving the pump and at least one water injector which is set up for this purpose To inject water into an air line of the internal combustion engine, the water injector being connected to the pump via a second line.
  • the pump can be operated in two delivery directions: delivery mode and back suction mode.
  • delivery mode the pump delivers water from the water tank in the direction of the at least one water injector.
  • back suction mode the water is pumped in the opposite direction from the water injector towards the water tank.
  • the drive for driving the pump drives the pump in accordance with the desired delivery direction.
  • the drive is preferably an electric drive, such as an electric motor.
  • the at least one water injector has a closed and an open state. In the closed state of the at least one water injector, neither air nor water can flow through the water injector. In the open state of the at least one water injector, depending on the operating mode of the pump, water or air can flow through the water injector. While the pump is operating in the delivery mode, water is injected into, for example, an air line of an internal combustion engine via the open water injector. During operation of the pump in the back suction mode, air flows via the open water injector, for example from an air-carrying line of an internal combustion engine into the second line of the device for water injection.
  • the device for water injection can also have several water injectors, which are connected to one another and to the pump via a distributor or a rail.
  • the device for water injection is connected to an internal combustion engine via the water injector (s).
  • all water injectors are advantageously opened so that air can flow into the device for water injection.
  • the device for water injection has a control unit which controls the operation of the pump and / or the water injector.
  • the same control unit advantageously also controls the operation of the internal combustion engine.
  • the control unit for controlling the components of the device for water injection and a control unit for controlling the internal combustion engine are connected to one another and exchange information, for example about the operating state of the internal combustion engine and the operating state of the device for water injection.
  • the control unit of the device for water injection preferably controls the operating mode, delivery mode or back suction mode of the pump. According to the invention, it is provided that the control unit also controls the start time, the duration and / or the sequence of the suck back mode of the pump.
  • sequence means the time sequence and / or the speed of the pump used and, associated therewith, the delivery rate of the pump. For example, the speed of the pump and, associated therewith, the delivery rate of the pump can be varied as a function of the time.
  • the sequence of the back suction mode of the pump is also controlled on a model basis.
  • a time sequence for the speed of the pump and the duration of the operation of the pump in back suction mode is predetermined and stored in the control unit, so that based on the value stored in the control unit Model, the control unit controls the sequence of the suction mode of the pump.
  • several models for the sequence of the suck back mode are stored in the control unit and, depending on the situation, the control unit controls the operation of the pump in the suck back mode on the basis of different models.
  • the back suction mode of the pump is started after the internal combustion engine has been switched off. In particular immediately after switching off the internal combustion engine.
  • the pump starts operating in suckback mode, the control unit being able to differentiate between the various operating states of the internal combustion engine “drive” and “control unit overrun".
  • the duration of the suck back mode corresponds to at least a period of time that is required for sucking back the water volume that extends from the pump up to and including the water injector. This ensures that a sufficient amount of water is sucked back out of the water injector and the second line.
  • the length of time is calculated from the volume of water to be sucked back and the delivery rate of the pump used; factors that may lengthen the required time, such as sucking back against a negative pressure that forms in the second, go into effect Line or, for example, sucking back an air-water volume, is not included in the calculation.
  • a particularly advantageous embodiment provides for at least 75% of the water that was in the second line and the water injector before the start of the suck back mode to be sucked back after the end of the suck back mode.
  • a maximum of 25% of the original water remains in the second line and the water injector after the pump has stopped operating in back suction mode. Investigations by the applicant have shown that this amount of water in the frozen state generally does not damage the components.
  • At least 85% of the water is preferably sucked back. The end of the suck back mode is marked by switching off the pump and closing the water injector.
  • the control unit advantageously controls the point in time and / or the duration of opening of the water injector.
  • the water injector can be opened simultaneously with the start of operation of the pump in the suck back mode.
  • a period of time of +/- 50 ms is also meant in relation to the start of operation of the pump in the back suction mode.
  • the water injector is only opened with a time delay from the start of operation of the pump in the suck back mode.
  • the excess water pressure in the second line and the water injector can only be reduced by sucking back the pump and a slight negative pressure can preferably be built up before the water injector is opened and air flows into the second line.
  • the time-delayed opening of the water injector prevents part of the water from unintentionally flowing through the open water injector, for example into the air inlet duct of the internal combustion engine, due to the excess water pressure prevailing in the second line and the water injector.
  • the internal combustion engine is switched off and outside temperatures are low, the water in the air inlet duct could freeze and damage it.
  • the water injector is opened with a time delay from the start of operation of the pump in the back suction mode.
  • the water injector is opened at least 100 ms or advantageously at least 200 ms later than the start of the operation of the pump in the suck back mode.
  • the device has a pressure sensor which measures the pressure of the water in the line in the second line and that the water injector is only opened when the water pressure in the second line falls below a limit value when the pump is operated in back suction mode.
  • This limit value for the pressure is advantageously below the air pressure prevailing in the air inlet duct.
  • the limit value for the pressure can be equal to the ambient pressure when the internal combustion engine is switched off.
  • the internal combustion engine has a combustion chamber in which fuel and air enter the combustion chamber separately from one another via several inlet valves. After combustion, the air-fuel mixture flows out of the combustion chamber via an outlet valve. The air arrives at the air inlet valve via an inlet duct, a so-called suction pipe.
  • the water injector of the device for water injection is advantageously arranged on the air inlet channel, preferably in the vicinity of the air inlet valve, so that the water is injected into the air inlet channel and reaches the combustion chamber together with the air.
  • the arrangement of the water injector on the inlet channel carrying fresh air ensures that when the water injector is opened while the pump is operating in the back suction mode, only air and no air with additional gas components or particles arising during the combustion process get into the device for water injection.
  • the additional gases produced during the combustion process could damage the components of the device for water injection over time or the components would have to be designed to be corrosion-resistant in relation to the additional gases produced in the combustion process.
  • the particles produced during combustion could clog components of the water injection device and thus damage them.
  • FIG. 1 and Figure 2 a device 1 for water injection and a section of an internal combustion engine 2 are shown by way of example.
  • the device 1 for water injection comprises a pump 4 and an electric drive 5 for driving the pump 4. Furthermore, a water tank 3 is provided, which is connected to the pump 4 by a first line 10. A second line 11 connects the pump 4 to at least one water injector 6. As shown here, a multiplicity of water injectors 6 can be connected to one another and to the pump 4 via a distributor 7 or a rail.
  • water is supplied from the water tank 3 by the pump 4 into the water injector 6.
  • the water in the water tank 3 is, for example, a condensate from an air conditioning system (not shown here), the condensate being fed to the water tank 3 via an inlet line 8.
  • water preferably deionized
  • a sieve 91 can optionally be provided in the refill line 9.
  • a pre-filter 92 is arranged in the first line 10 and a fine filter 93 in the second line 11 in order to filter any foreign bodies or dirt particles that may be present from the water.
  • the prefilter 92 and / or the fine filter 93 can optionally be designed to be heatable.
  • a sensor 32 can be arranged in or on the water tank 3, which measures the level of the water in the water tank 3 and / or the temperature of the water in the water tank 3 and forwards it to a control unit 30 for monitoring and controlling the device 1 for water injection.
  • the control unit 30 also controls the pump 4 and its operating mode, ie the conveying direction, the conveying capacity and the duration of the respective operating modes of the pump 4.
  • the pump 4 can be operated in two opposite conveying directions. In the so-called pumping mode, the pump 4 conveys water from the water tank 3 to the water injector 6. In the back suction mode, the pump 4 conveys or sucks the water away Water injector 6 back into the water tank 3. By choosing the appropriate speed of the pump 4, the desired delivery line of the pump 4 can be set.
  • a pressure sensor 31 and / or a pressure regulator in the form of a diaphragm 33 can be arranged in a return line 12 in the device 1.
  • the return line 12 connects the second line 11 to the water tank 3.
  • a check valve 34 which, when the pump 4 is operating in the back suction mode, prevents the pump 4 from flowing water from the water tank 3 into the second line via the return line 12 11 sucks.
  • the control unit 30 regulates the desired pressure in the second line 11.
  • the pressure in the distributor 7 or in the water injector 6 is preferably set in the range of 3-10 bar. This has the advantage that when water is injected into the air inlet duct 22 of the internal combustion engine 2, a wall occupation of the air inlet duct 22 with water is minimized or eliminated. The injected water thus reaches the combustion chamber 23 completely.
  • the internal combustion engine 2 shown schematically has a plurality of valves.
  • the internal combustion engine 2 comprises a combustion chamber 23 per cylinder, in which a piston 24 can be moved back and forth. Furthermore, the internal combustion engine 2 has two inlet valves 25 per cylinder, each with an inlet channel 22, via which air is supplied to the combustion chamber 23. An exhaust gas is discharged via an exhaust pipe 26.
  • an inlet valve 25 is arranged on the inlet channel 22 and an outlet valve 27 is arranged on the outlet channel 26.
  • a fuel injection valve 28 is arranged on the combustion chamber 23.
  • a water injector 6, which, controlled by the control unit 30, injects water in the direction of the inlet valve 25 of the internal combustion engine 2 is arranged on the air inlet duct 22 or on the intake manifold.
  • the control unit 30 controls the operation of the pump 4 and the water injector 6. In addition, the control unit 30 also controls the operation of the internal combustion engine 2.
  • the control unit 30 receives information about the Environment and the operating states of the individual components of the device 1 for water injection and the internal combustion engine 2 and can control and / or regulate the operation of the device 1 for water injection and internal combustion engine 2 on the basis of this information.
  • the control unit 30 can differentiate between different operating states of the internal combustion engine 2: "Drive” and "Control unit overrun".
  • FIG. 3 two possible embodiments of the method according to the invention for operating a device 1 for water injection are shown schematically.
  • a first method step 100 the internal combustion engine 1 is switched off, ie the operating state of the internal combustion engine 1 changes from "Drive” to "Control unit overrun".
  • the control unit 30 starts the method according to the invention in the device 1 for water injection.
  • the control unit 30 also initiates a change in the operation of the pump 4 from the delivery mode to the suction mode.
  • the conveying direction of the pump 4 is reversed so that the water is sucked back from the water injector 6 or the water injectors in the direction of the water tank 3.
  • the suction mode of the pump 4 is typically started directly with the change of operating mode in the internal combustion engine 2.
  • the water injector 6 or the water injectors are opened at the same time as the start of the back suction mode of the pump 4, so that air can flow from the air inlet duct 22 of the internal combustion engine 2 into the device 1 for water injection. Simultaneously means that the two actions are initiated within a period of 50 ms.
  • the water injector 6 or the water injectors are opened in a further method step 102 with a time delay to the start of the back suction mode of the pump 4.
  • the time offset can be a predetermined fixed period of time of, for example, 100 ms or 200 ms.
  • the exact value of the time offset can be selected as a function of the back suction capacity of the pump 4 and the volume to be emptied in the second line 11 and the water injector 6 or the water injectors.
  • the control unit 30 monitors the water pressure in the second line 11.
  • the control unit 30 only opens the water injector 6 or the water injectors when the pressure measured by the pressure sensor 31 falls below a limit value.
  • This limit value for the pressure is advantageously equal to the air pressure prevailing in the air inlet channel 22 or is below the air pressure in the air inlet channel 22. This prevents some of the water from escaping from the The water injector 6 or the second line 11 flows into the air inlet duct 22 of the internal combustion engine 2 and may freeze there when the internal combustion engine 2 is switched off and outside temperatures are low.
  • step 103 the back suction mode of the pump 4 is ended by switching off the pump and the water injector 6 is closed again.
  • the duration and sequence of the operation of the pump 4 in the back suction mode are controlled by the control unit 30.
  • the duration and / or the sequence of the suck back mode is controlled based on a model.
  • the duration of the operation of the pump 4 in the back suction mode is determined as a function of the volume of the components to be emptied, the set delivery rate of the pump 4 and the control strategy of the water injectors 6.
  • the duration corresponds to at least one period of time that is required to suck back the volume of water that extends from the pump 4 to the water injectors 6 at the specified delivery rate of the pump 4.
  • the delivery rate of the pump 4 is proportional to the speed of the pump 4.
  • the noises caused by the pump 4 are also proportional to the speed of the pump 4.
  • the pump is operated at a higher speed and, with a reduction in the number of other noise-causing components, the speed of the pump 4 and thus the noises caused by the pump 4 can be reduced.
  • the speed of the pump 4 remains constant during the suction phase.
  • the speed of the pump can also be reduced gradually and / or continuously.
  • control unit 30 regulates the speed of the pump 4 depending on the operating state of other components of the internal combustion engine, such as depending on the overall background noise of the internal combustion engine, and / or other parameters of the environment, such as the outside temperature.
  • the control unit can, for example, operate the pump in back suction mode until at least 75% of the water has been sucked back.
  • the information stored on the volume to be emptied can be used to calculate the residual water in the second line 11 and the water injectors 6 in the control unit.
  • the maximum water in the second line 11 and in the water injector 6 or the water injectors at the beginning of the operation of the pump 4 in the back suction mode supplies the starting value for the calculation.
  • a maximum of 25% of the original water remains after the end of the operation of the pump 4 in the back suction mode. Investigations by the applicant have shown that this amount of water in the frozen state generally does not damage the components. Preferably at least 85% of the water is sucked back.
  • the water tank 3 and the components arranged in or on the water tank 3 must be designed to be freeze-proof, since these components of the device 1 for water injection naturally remain filled with water even after the pump 4 has stopped operating in the suck back mode. Furthermore, the water cannot be sucked off from the diaphragm 33, the check valve 34 and the return line 12, so that these components are also designed to be freeze-proof.

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Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung zur Wassereinspritzung in eine Brennkraftmaschine, insbesondere Benzinmotor, gemäß des Anspruchs 1.
  • Aufgrund steigender Anforderungen an reduzierte Kohlenstoffdioxidemission werden Brennkraftmaschinen bzw. Verbrennungsmotoren zunehmend hinsichtlich Kraftstoffverbrauchs optimiert. Allerdings können bekannte Brennkraftmaschinen in Betriebspunkten mit hoher Last nicht optimal bezüglich Verbrauchs betrieben werden, da der Betrieb durch Klopfneigung und hohen Abgastemperaturen begrenzt ist. Eine mögliche Maßnahme zur Reduzierung der Klopfneigung ist ein Spätverzug der Zündung, allerdings steigt dadurch bei gleicher Leistung der Kraftstoffverbrauch. Zur Reduzierung der Abgastemperaturen wird eine Anfettung des Gemisches durchgeführt, d.h. das Verhältnis von Luft zu Kraftstoff wird zu Werten von □ < 1 verschoben, wodurchsich ebenfalls der Kraftstoffverbrauch erhöht.
  • Eine alternative Möglichkeit zur Reduzierung der Klopfneigung und zur Senkung der Abgastemperaturen ist die Einspritzung von Wasser in die Brennkraftmaschine, entweder direkt in den Brennraum oder in den Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine. Vorrichtungen zur Wassereinspritzung in eine Brennkraftmaschine sind beispielsweise aus den Schriften DE 10 2012 207 907 A1 und EP 2 778 381 A2 bekannt.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Eine besondere Herausforderung bei einer Vorrichtung zur Wassereinspritzung ist die Gefahr der Vereisung oder des Einfrierens der wasserführenden Komponenten aufgrund des Gefrierpunkt von Wasser bei 0 °C, insbesondere wenn die Vorrichtung zur Wassereinspritzung inaktiv ist. Um Beschädigung an den einzelnen Komponenten und somit an der gesamten Vorrichtung zur Wassereinspritzung bei Betrieb des Fahrzeugs unterhalb des Gefrierpunkts von Wasser zu vermeiden, müssen entsprechende Maßnahmen getroffen werden.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung für eine Vorrichtung zur Wassereinspritzung in eine Brennkraftmaschine eine Maßnahme bereitzustellen, bei der die Vereisung oder das Einfrieren der wasserführenden Komponenten und somit die Gefahr der Beschädigung der Vorrichtung zur Wassereinspritzung minimiert bzw. vermieden wird.
  • Eine Möglichkeit wäre die Zugabe von Mitteln, beispielsweise eines Frostschutzmittels, in das Wasser, um den Gefrierpunkt des Wassers möglichst weit abzusenken. Allerdings hätten diese Mittel Einfluss auf den Verbrennungsprozess im Motor sowie die chemische Zusammensetzung des Abgases, wodurch eine Nachbehandlung des Abgases zur Einhaltung der Abgasgrenzwerte notwendig würde.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Bereitstellung eines Verfahrens der eingangs genannten Art gelöst, wobei das Verfahren sich dadurch auszeichnet, dass beim Betrieb der Pumpe im Rücksaugmodus, bei dem das Wasser in Richtung des Wassertanks zurückgefördert wird, der mindestens eine Wasserinjektor geöffnet wird, so dass Luft in die zweite Leitung strömt. Dadurch wird das Wasser aus der zweiten Leitung und dem mindestens einem Wasserinjektor zurück in den Wassertank gesaugt. In der zweiten Leitung und dem mindestens einem Wasserinjektor verbleibt ein minimaler Wasserrest, der beim einfrieren die Wasserleitung und die wasserführenden Komponenten nicht beschädigen kann.
  • Dadurch das erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass Luft über den geöffneten Wasserinjektor in die zweite Leitung während des Betriebs der Pumpe im Rücksaugmodus strömt, vereinfacht sich das Rücksaugen des Wassers, da die Bildung eines Unterdrucks in der zweiten Leitung und in der Vorrichtung zur Wassereinspritzung vermieden wird. Durch die Vermeidung eines Unterdrucks in der Vorrichtung zur Wassereinspritzung, erfolgt das Rücksaugen besonders effizient. Innerhalb weniger Sekunden kann das Wasser aus der zweiten Leitung zurück gesaugt werden.
  • Die Vorrichtung zur Wassereinspritzung in eine Brennkraftmaschine umfasst einen Wassertank zur Speicherung von Wasser, eine Pumpe zur Förderung des Wassers, wobei die Pumpe mit dem Wassertank über eine erste Leitung verbunden ist, einen Antrieb zum Antreiben der Pumpe und mindestens einen Wasserinjektor, der dazu eingerichtet ist Wasser in eine luftführende Leitung der Brennkraftmaschine einzuspritzen, wobei der Wasserinjektor mit der Pumpe über eine zweite Leitung verbunden ist.
  • Die Pumpe kann in zwei Förderrichtungen betrieben werden: Fördermodus und Rücksaugmodus. Im Fördermodus fördert die Pumpe Wasser aus dem Wassertank in Richtung des mindestens einen Wasserinjektors. Im Rücksaugmodus wird das Wasser in die entgegengesetzte Richtung vom Wasserinjektor in Richtung des Wassertanks gefördert. Der Antrieb zum Antreiben der Pumpe treibt die Pumpe entsprechend der gewünschten Förderrichtung an. Vorzugsweise ist der Antrieb ein elektrischer Antrieb, wie beispielsweise ein Elektromotor.
  • Der mindestens eine Wasserinjektor hat eine geschlossenen und ein geöffneten Zustand. Im geschlossenen Zustand des mindestens einen Wasserinjektors kann weder Luft noch Wasser durch den Wasserinjektor strömen. Im geöffneten Zustand des mindestens einen Wasserinjektors kann je nach Betriebsmodus der Pumpe Wasser oder Luft durch den Wasserinjektor strömen. Während des Betriebs der Pumpe im Fördermodus wird über den geöffneten Wasserinjektor Wasser in beispielsweise eine Luft-führende Leitung einer Brennkraftmaschine eingespritzt. Während des Betriebs der Pumpe im Rücksaugmodus strömt über den geöffneten Wasserinjektor Luft beispielsweise aus einer Luft-führenden Leitung einer Brennkraftmaschine in die zweite Leitung der Vorrichtung zur Wassereinspritzung.
  • Optional kann die Vorrichtung zur Wassereinspritzung auch mehrere Wasserinjektoren aufweisen, die über einen Verteiler oder ein Rail miteinander und mit der Pumpe verbunden sind. Über den oder die Wasserinjektor(en) ist die Vorrichtung zur Wassereinspritzung mit einer Brennkraftmaschine verbunden. Vorteilhafterweise werden beim Betrieb der Pumpe im Rücksaugmodus alle Wasserinjektoren geöffnet, damit Luft in die Vorrichtung zur Wassereinspritzung strömen kann.
    • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche
  • Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung zur Wassereinspritzung eine Steuereinheit auf, die den Betrieb der Pumpe und/oder den Wasserinjektor steuert. Vorteilhafterweise steuert die gleiche Steuereinheit auch den Betrieb der Brennkraftmaschine. Alternative ist auch denkbar, dass die Steuereinheit zur Steuerung der Komponenten der Vorrichtung zur Wassereinspritzung und eine Steuereinheit zur Steuerung der Brennkraftmaschine miteinander in Verbindung stehen und Informationen austauschen, beispielsweise über den Betriebszustand der Brennkraftmaschine und den Betriebszustand der Vorrichtung zur Wassereinspritzung.
  • Vorzugsweise steuert die Steuereinheit der Vorrichtung zur Wassereinspritzung den Betriebsmodus, Fördermodus oder Rücksaugmodus, der Pumpe. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Steuereinheit auch den Startzeitpunkt, die Dauer und/oder den Ablauf des Rücksaugmodus der Pumpe steuert. Unter "Ablauf" ist im Rahmen dieser Erfindung der zeitliche Ablauf und/oder die verwendete Drehzahl der Pumpe und damit verbunden die Förderleistung der Pumpe gemeint. Beispielsweise kann in Abhängigkeit der Zeit die Drehzahl der Pumpe und damit verbunden auch die Förderleistung der Pumpe variiert werden.
  • Erfindungsgemäß wird der Ablauf des Rücksaugmodus der Pumpe auch modelbasiert gesteuert. Dabei wird in Abhängigkeit des zu entleerenden Volumens der Vorrichtung zur Wassereinspritzung und der Förderleistung der Pumpe ein zeitlicher Ablauf für die Drehzahl der Pumpe und eine Dauer des Betriebs der Pumpe im Rücksaugmodus vorbestimmt und in der Steuereinheit hinterlegt, so dass auf Basis des in der Steuereinheit hinterlegten Modells die Steuereinheit den Ablauf des Rücksaugmodus der Pumpe steuert. Zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass mehrere Modelle für den Ablauf des Rücksaugmodus in der Steuereinheit hinterlegt sind und in Abhängigkeit der jeweiligen Situation die Steuereinheit den Betrieb der Pumpe im Rücksaugmodus auf Basis von unterschiedlichen Modellen steuert.
  • Insgesamt hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, dass der Rücksaugmodus der Pumpe nach Abschalten der Brennkraftmaschine gestartet wird. Insbesondere direkt nach dem Abschalten der Brennkraftmaschine. Vorzugsweise wird mit dem Wechsel des Betriebszustands der Brennkraftmaschine von "Drive" zu "Steuergeräte-Nachlauf" in der Steuereinheit der Betrieb der Pumpe im Rücksaugmodus gestartet, wobei die Steuereinheit die verschiedene Betriebszustände der Brennkraftmaschine "Drive" und "Steuergeräte-Nachlauf" unterscheiden kann.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Dauer des Rücksaugmodus mindestens einer Zeitdauer entspricht, die zum Rücksaugen Wasservolumens benötigt wird, das sich von der Pumpe bis einschließlich zum Wasserinjektor erstreckt. Somit wird sichergestellt, dass ausreichend viel Wasser aus dem Wasserinjektor und der zweiten Leitung zurück gesaugt wird. Die Zeitdauer berechnet sich aus dem zu zurücksaugenden Wasservolumens und der verwendeten Förderleistung der Pumpe, dabei gehen mögliche die benötigte Zeitdauer verlängernde Faktoren, wie beispielsweise das Rücksaugen gegen einen sich bildenden Unterdrucks in der zweiten Leitung oder beispielsweise das Rücksaugen einen Luft-Wasser-Volumens, nicht in die Rechnung ein.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, nach Beendigung des Rücksaugmodus mindestens 75% des Wassers, das vor Beginn des Rücksaugmodus in der zweiten Leitung und dem Wasserinjektor war, zurückgesaugt wurde. Es bleiben maximal 25% des ursprünglichen Wassers nach Ende des Betriebs der Pumpe im Rücksaugmodus in der zweiten Leitung und dem Wasserinjektor zurück. Untersuchungen der Anmelderin haben gezeigt, dass diese Wassermenge im gefrorenen Zustand in der Regel die Komponenten nicht beschädigt. Um besonders sicher zu gehen, wird vorzugsweise mindestens 85% des Wassers zurückgesaugt. Das Ende des Rücksaugmodus wird durch das Abschalten der Pumpe und das Schließen des Wasserinjektors markiert.
  • Die Steuereinheit steuert vorteilhafterweise den Zeitpunkt und/oder die Zeitdauer eines Öffnens des Wasserinjektors. Beispielsweise kann der Wasserinjektor gleichzeitig mit dem Beginn des Betriebs der Pumpe im Rücksaugmodus geöffnet wird. In Rahmen dieser Anmeldung ist mit gleichzeitig eine Zeitspanne von+/- 50 ms im Bezug auf den Beginn des Betriebs der Pumpe im Rücksaugmodus gemeint.
  • Weitere Untersuchungen der Anmelderin haben gezeigt, dass es vorteilhaft ist, wenn der Wasserinjektor erst zeitversetzt zu dem Start des Betriebs der Pumpe im Rücksaugmodus geöffnet wird. Dadurch kann der Wasser-Überdruck in der zweiten Leitung und dem Wasserinjektor erst durch das Rücksaugen der Pumpe abgebaut werden und vorzugsweise ein leichter Unterdruck aufgebaut werden, bevor der Wasserinjektor geöffnet wird und Luft in die zweite Leitung nachströmt. Durch das zeitversetzte Öffnen des Wasserinjektors wird verhindert, dass aufgrund des in der zweiten Leitung und dem Wasserinjektor herrschenden Wasser-Überdrucks ein Teil des Wassers über den geöffneten Wasserinjektor ungewollt beispielsweise in den Luft-Einlasskanal der Brennkraftmaschine fließt. Bei abgeschalteter Brennkraftmaschine und niedrigen Außentemperaturen könnte das Wasser im Luft-Einlasskanal festfriert und diesen beschädigen.
  • Somit kann alternativ zum gleichzeitigen Öffnen des Wasserinjektors auch vorgesehen sein, dass der Wasserinjektor zeitversetzt zu dem Beginn des Betriebs der Pumpe im Rücksaugmodus geöffnet wird. Beispielsweise wird der Wasserinjektor mindestens 100 ms oder vorteilhafterweise mindestens 200ms später geöffnet wird als der Beginn des Betriebs der Pumpe im Rücksaugmodus.
  • Bei einer weiteren alternativen Aufführung weist die Vorrichtung einen Drucksensor aufweist, der in der zweiten Leitung den Druck des Wassers in der Leitung misst, und dass der Wasserinjektor beim Betrieb der Pumpe im Rücksaugmodus erst beim Unterschreiten eines Grenzwerts des Wasserdrucks in der zweiten Leitung geöffnet wird. Vorteilhafterweise liegt dieser Grenzwert für den Druck unterhalb des im Luft-Einlasskanals herrschenden Luftdrucks. Beispielsweise kann der Grenzwert für den Druck gleich dem Umgebungsdruck bei einer ausgeschalteten Brennkraftmaschine sein.
  • Die Brennkraftmaschine weist einen Brennraum auf, in dem über mehrere Einlassventile Kraftstoff und Luft getrennt voneinander in den Brennraum gelangen. Über ein Auslassventil strömt nach der Verbrennung das Luft-Kraftstoff-Gemisch aus dem Brennraum wieder raus. Die Luft gelangt über einen Einlasskanal, ein sogenanntes Saugrohr, zu dem Luft-Einlassventil. Vorteilhafterweise ist der Wasserinjektor der Vorrichtung zur Wassereinspritzung am Luft-Einlasskanal, vorzugsweise in der Nähe des Luft-Einlassventils, angeordnet, so dass das Wasser in den Luft-führende Einlasskanal eingespritzt wird und zusammen mit der Luft in den Brennraum gelangt. Durch die Anordnung des Wasserinjektors an dem Frischluft-führenden Einlasskanal wird sichergestellt, dass beim Öffnen des Wasserinjektors während des Betriebs der Pumpe im Rücksaugmodus nur Luft und keine Luft mit beim Verbrennungsprozess entstehenden zusätzliche Gasanteile oder Partikel in die Vorrichtung zur Wassereinspritzung gelangen. Die beim Verbrennungsprozess entstehenden zusätzliche Gase könnten die Komponenten der Vorrichtung zur Wassereinspritzung im Laufe der Zeit beschädigen oder die Komponenten müssten entsprechend korrosionsbeständig in Bezug auf die Verbrennungsprozess entstehenden zusätzliche Gase ausgelegt werden. Die bei der Verbrennung entstehenden Partikel könnten Komponenten der Vorrichtung zur Wassereinspritzung zusetzen und somit beschädigen.
    • Zeichnung
    • Figur 1 zeigt ein Beispiel für eine Vorrichtung zur Wassereinspritzung in eine Brennkraftmaschine
    • Figur 2 zeigt ein Beispiel für eine Positionierung eines Wasserinjektors an einer Brennkraftmaschine
    • Figur 3 zeigt zwei mögliche Abläufe des erfindungsgemäßen Verfahrens.
    Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • In Figur 1 und Figur 2 sind eine Vorrichtung 1 zur Wassereinspritzung sowie einen Ausschnitt einer Brennkraftmaschine 2 exemplarisch dargestellt.
  • Die Vorrichtung 1 zur Wassereinspritzung umfasst eine Pumpe 4 und einen elektrischen Antrieb 5 zum Antreiben der Pumpe 4. Des Weiteren ist ein Wassertank 3 vorgesehen, welcher durch eine erste Leitung 10 mit der Pumpe 4 verbunden ist. Eine zweite Leitung 11 verbindet die Pumpe 4 mit mindestens einem Wasserinjektor 6. Wie hier dargestellt kann eine Vielzahl von Wasserinjektoren 6 über einen Verteiler 7 bzw. einem Rail miteinander und mit der Pumpe 4 verbunden sein.
  • Zum Einspritzen vom Wasser in einen Luft-Einlasskanal 22 bzw. Saugrohr der Brennkraftmaschine 2 wird Wasser aus dem Wassertank 3 durch die Pumpe 4 in den Wasserinjektor 6 zugeführt. Das Wasser im Wassertank 3 ist beispielsweise ein Kondensat aus einer, hier nicht gezeigten, Klimaanlage, wobei das Kondensat über eine Zulaufleitung 8 dem Wassertank 3 zugeführt wird. Alternativ oder zusätzlich zum Kondensat aus der Klimaanlage kann von Extern, vorzugsweise deionisiertes, Wasser über eine Nachfüllleitung 9 in den Wassertank 3 gefüllt werden. In der Nachfüllleitung 9 kann optional ein Sieb 91 vorgesehen sein. Ferner sind ein Vorfilter 92 in der ersten Leitung 10 und ein Feinfilter 93 in der zweiten Leitung 11 angeordnet, um gegebenenfalls vorhandene Fremdkörper bzw. Schmutzpartikel aus dem Wasser herauszufiltern. Der Vorfilter 92 und/oder der Feinfilter 93 können optinal beheizbar ausgebildet sein.
  • Des Weiteren kann im oder am Wassertank 3 ein Sensor 32 angeordnet sein, der den Füllstand des Wassers im Wassertank 3 und/oder die Temperatur des Wassers im Wassertank 3 misst und an eine Steuereinheit 30 zur Überwachung und Steuerung der Vorrichtung 1 zur Wassereinspritzung weitergibt.
  • Die Steuereinheit 30 steuert ebenfalls die Pumpe 4 und ihren Betriebsmodus, d.h. die Förderrichtung, die Förderleistung und die Dauer der jeweiligen Betriebsmoden der Pumpe 4. Die Pumpe 4 kann in zwei entgegengesetzte Förderrichtungen betrieben werden. Im sogenannten Fördermodus fördert die Pumpe 4 Wasser aus dem Wassertank 3 zum Wasserinjektor 6. Im Rücksaugmodus fördert bzw. saugt die Pumpe 4 das Wasser vom Wasserinjektor 6 in den Wassertank 3 zurück. Durch Wahl der passenden Drehzahl der Pumpe 4 kann die gewünschte Förderleitung der Pumpe 4 eingestellt werden.
  • Zur Druckregelung des Wasserdrucks in der zweiten Leitung 12 kann ein Drucksensor 31 und/oder ein Druckregler in der Form einer Blende 33 in einer Rücklaufleitung 12 in der Vorrichtung 1 angeordnet sein. Die Rücklaufleitung 12 verbindet die zweite Leitung 11 mit dem Wassertank 3. In der Rücklaufleitung 12 ist ein Rückschlagventil 34 angeordnet, das beim Betrieb der Pumpe 4 im Rücksaugmodus verhindert, dass die Pumpe 4 über die Rücklaufleitung 12 Wasser aus dem Wassertank 3 in die zweite Leitung 11 ansaugt.
  • Durch Kombination des Drucksensors 31 mit einer Drehzahlvariation der Pumpe 4 regelt die Steuereinheit 30 den gewünschten Druck in der zweiten Leitung 11. Der Druck im Verteiler 7 bzw. im Wasserinjektor 6 wird vorzugsweise im Bereich von 3-10 bar eingestellt. Dies hat den Vorteil, dass beim Einspritzen von Wasser in den Luft-Einlasskanal 22 der Brennkraftmaschine 2 eine Wandbesetzung des Luft-Einlasskanals 22 mit Wasser minimiert ist bzw. eliminiert wird. Somit gelingt das eingespritzt Wasser vollständig in den Brennraum 23.
  • Die in Figur 2 schematisch dargestellte Brennkraftmaschine 2 weist eine Vielzahl von Ventilen auf. Die Brennkraftmaschine 2 umfasst pro Zylinder einen Brennraum 23, in welchem ein Kolben 24 hin und her bewegbar ist. Ferner weist die Brennkraftmaschine 2 pro Zylinder zwei Einlassventile 25 mit jeweils einem Einlasskanal 22 auf, über welchen Luft zum Brennraum 23 zugeführt wird. Ein Abgas wird über ein Abgasrohr 26 abgeführt. Hierzu sind am Einlasskanal 22 ein Einlassventil 25 und am Auslasskanal 26 ein Auslassventil 27 angeordnet. Des Weiteren ist am Brennraum 23 ein Kraftstoffeinspritzventil 28 angeordnet.
  • Am Luft-Einlasskanal 22 bzw. am Saugrohr ist ein Wasserinjektor 6 angeordnet, welcher gesteuert von der Steuereinheit 30 Wasser in Richtung des Einlassventils 25 der Brennkraftmaschine 2 einspritzt.
  • Die Steuereinheit 30 steuert den Betrieb der Pumpe 4 und des Wasserinjektors 6. Zusätzlich steuert die Steuereinheit 30 auch den Betrieb der Brennkraftmaschine 2. Über verschiedene Sensoren, wie beispielsweise Drucksensor 31, Geschwindigkeitssensor, Temperatursensor 32, etc., erhält die Steuereinheit 30 Informationen über die Umgebung und den Betriebszuständen der einzelnen Komponenten der Vorrichtung 1 zur Wassereinspritzung und der Brennkraftmaschine 2 und kann auf Grundlage dieser Information den Betrieb der Vorrichtung 1 zur Wassereinspritzung sowie Brennkraftmaschine 2 steuern und/oder regeln. Die Steuereinheit 30 kann verschiedene Betriebszustände der Brennkraftmaschine 2 unterscheiden: "Drive" und "Steuergeräte-Nachlauf".
  • In Figur 3 sind zwei mögliche Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb einer Vorrichtung 1 zur Wassereinspritzung schematisch dargestellt. In einem ersten Verfahrensschritt 100 wird die Brennkraftmaschine 1 abgeschaltet, d.h. der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 wechselt von "Drive" zu "Steuergeräte-Nachlauf". Entsprechend startet die Steuereinheit 30 bei der Vorrichtung 1 zur Wassereinspritzung das erfindungsgemäße Verfahren. Durch den Wechsel des Betriebsmodus der Brennkraftmaschine 1 initiiert die Steuereinheit 30 bei der Pumpe 4 ebenfalls einen Wechsel des Betriebs von Fördermodus zum Rücksaugmodus. Die Förderrichtung der Pumpe 4 wird umgekehrt, sodass das Wasser von dem Wasserinjektor 6 bzw. den Wasserinjektoren in Richtung des Wassertanks 3 zurückgesaugt wird. Dies entspricht dem zweiten Verfahrensschritt 101 in Figur 3. Typischerweise erfolgt der Start des Rucksaugmodus der Pumpe 4 direkt mit dem Betriebsmodus-Wechsel bei der Brennkraftmaschine 2.
  • Im Verfahrensablauf gemäß Figur 3 a) wird zeitgleich mit dem Beginn des Rücksaugmodus der Pumpe 4 der Wasserinjektor 6 bzw. die Wasserinjektoren geöffnet, sodass Luft vom Luft-Einlasskanal 22 der Brennkraftmaschine 2 in die Vorrichtung 1 zur Wassereinspritzung strömen kann. Wobei mit zeitgleich gemeint ist, dass die beiden Aktionen innerhalb einer Zeitspanne von 50ms initiiert werden.
  • Bei einem alternativen Verfahrensablauf gemäß Figur 3 b) wird der Wasserinjektor 6 bzw. die Wasserinjektoren zeitversetzt zum Beginn des Rücksaugmodus der Pumpe 4 in einem weiteren Verfahrensschritt 102 geöffnet. Die Zeitversetzung kann eine vorher bestimmte feste Zeitdauer von beispielsweise 100 ms oder 200 ms sein. Alternativ kann der genaue Wert der Zeitversetzung in Abhängigkeit der Rücksaugleistung der Pumpe 4 und dem zu entleerenden Volumen in der zweiten Leitung 11 und dem Wasserinjektor 6 bzw. den Wasserinjektoren gewählt werden.
  • Alternativ ist es auch möglich, dass die Zeitversetzung situativ variiert wird. Über den in der zweiten Leitung 11 angeordneten Drucksensor 31 überwacht die Steuereinheit 30 den Wasserdruck in der zweiten Leitung 11. Die Steuereinheit 30 öffnet erst den Wasserinjektor 6 bzw. die Wasserinjektoren, wenn der vom Drucksensor 31 gemessene Druck einen Grenzwert unterschreitet. Vorteilhafterweise ist dieser Grenzwert für den Druck gleich dem im Luft-Einlasskanals 22 herrschenden Luftdrucks oder liegt unterhalb des Luftdrucks im Luft-Einlasskanal 22. Dadurch wird verhindert, dass ein Teil des Wassers aus dem Wasserinjektor 6 oder der zweiten Leitung 11 in den Luft-Einlasskanal 22 der Brennkraftmaschine 2 fließt und dort gegebenenfalls bei abgestellter Brennkraftmaschine 2 und niedrigen Außentemperaturen festfriert.
  • Im letzten Verfahrensschritt 103 wird der Rücksaugmodus der Pumpe 4 durch abschalten der Pumpe beendet und der Wasserinjektor 6 wieder geschlossen.
  • Die Dauer und der Ablauf des Betriebs der Pumpe 4 im Rücksaugmodus werden von der Steuereinheit 30 gesteuert. Dabei wird die Dauer und/oder der Ablauf des Rücksaugmodus modelbasiert gesteuert. Bei den modelbasierten Abläufen wird in Abhängigkeit des Volumens der zu entleerenden Komponenten, der eingestellten Förderleistung der Pumpe 4 sowie der Ansteuerstrategie der Wasserinjektoren 6 die Dauer des Betriebs der Pumpe 4 im Rücksaugmodus festgelegt. Dabei entspricht die Dauer mindestens einer Zeitdauer, die man zum Zurücksaugen des Wasservolumens, das sich von der Pumpe 4 bis zu den Wasserinjektoren 6 erstreckt, bei der festgelegten Förderleistung der Pumpe 4 benötigt.
  • Die Förderleistung der Pumpe 4 ist proportional zu der Drehzahl der Pumpe 4. Ebenfalls proportional zu der Drehzahl der Pumpe 4 sind die von der Pumpe 4 verursachten Geräusche. Beispielsweise ist es denkbar, dass solange noch weitere geräuschverursachende Komponenten, z.B. eine Kühlung oder ein Lüfter für die Brennkraftmaschine, aktiv sind, die Pumpe mit einer höheren Drehzahl betrieben wird und mit Verringerung der Anzahl der weiteren geräuschverursachenden Komponenten die Drehzahl der Pumpe 4 und damit die von der Pumpe 4 verursachten Geräusche reduziert werden. Grundsätzlich ist denkbar, dass die Drehzahl der Pumpe 4 während der Rücksaugphase konstant bleibt. Alternative kann die Drehzahl der Pumpe auch stufenweise und/oder stetig reduziert werden.
  • Bei einem situativ gesteuerten Ablauf des Betriebs der Pumpe 4 im Rücksaugmodus regelt die Steuereinheit 30 die Drehzahl der Pumpe 4 in Abhängigkeit des Betriebszustands weiterer Komponenten der Brennkraftmaschine, wie beispielsweise in Abhängigkeit der gesamt Geräuschkulisse der Brennkraftmaschine, und/oder weitere Parameter der Umgebung, wie beispielsweise der Außentemperatur.
  • Die Steuereinheit kann beispielsweise die Pumpe solange im Rücksaugmodus betreiben bis mindestens 75% des Wassers zurückgesaugt wurde. Auf Basis der Druckinformation von dem in der zweiten Leitung 11 angeordneten Drucksensor 31 und der in der Steuereinheit hinterlegten Information zu dem zu entleerenden Volumen kann in der Steuereinheit das in der zweiten Leitung 11 und den Wasserinjektoren 6 befindliche Restwasser berechnet werden. Das zu Beginn des Betriebs der Pumpe 4 im Rücksaugmodus maximal befindliche Wasser in der zweiten Leitung 11 und in dem Wasserinjektor 6 bzw. den Wasserinjektoren liefert den Ausgangswert für die Rechnung. Maximal bleibt 25% des ursprünglichen Wassers nach Ende des Betriebs der Pumpe 4 im Rücksaugmodus zurück. Untersuchungen der Anmelderin haben gezeigt, dass diese Wassermenge im gefrorenen Zustand in der Regel die Komponenten nicht beschädigt. Vorzugsweise wird mindestens 85% des Wassers zurückgesaugt.
  • Der Wassertank 3 und die im oder am Wassertank 3 angeordneten Komponenten müssen einfrierfest ausgelegt sein, da naturgemäß diese Komponenten der Vorrichtung 1 zur Wassereinspritzung auch nach Ende des Betriebs der Pumpe 4 im Rücksaugmodus mit Wasser gefüllt bleiben. Des Weiteren kann aus der Blende 33, dem Rückschlagventil 34 und der Rücklaufleitung 12 das Wasser nicht abgesaugt werden, so dass diese Komponenten ebenfalls einfrierfest ausgelegt sind.

Claims (8)

  1. Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung (1) zur Wassereinspritzung in eine Brennkraftmaschine (2), wobei die Vorrichtung (1)
    • einen Wassertank (3) zur Speicherung von Wasser,
    • eine Pumpe (4) zur Förderung des Wassers, wobei die Pumpe (4) mit dem Wassertank (3) über eine erste Leitung (10) verbunden ist, und wobei die Pumpe (4) in einem Fördermodus und einem Rücksaugmodus betreibbar ist,
    • einen Antrieb (5) zum Antreiben der Pumpe (4),
    • mindestens einen Wasserinjektor (6), der dazu eingerichtet ist, Wasser in eine Luftführende Leitung (7) der Brennkraftmaschine (2) einzuspritzen, wobei der Wasserinjektor (6) mit der Pumpe (4) über eine zweite Leitung (11) verbunden ist,
    aufweist, wobei die Vorrichtung (1) zur Wassereinspritzung eine Steuereinheit (30) aufweist, wobei die Steuereinheit (30) den Betrieb der Pumpe (4) und den mindestens einen Wasserinjektor (6) steuert, dadurch gekennzeichnet, dass beim Betrieb der Pumpe (4) im Rücksaugmodus, bei dem das Wasser in Richtung des Wassertanks (3) gefördert wird, der mindestens eine Wasserinjektor (6) geöffnet wird, so dass Luft in die zweite Leitung (11) strömt, wobei die Steuereinheit (30) einen Startzeitpunkt, eine Dauer und/oder einen Ablauf des Rücksaugmodus der Pumpe (4) modellbasiert steuert, wobei in Abhängigkeit des zu entleerenden Volumens der Vorrichtung (1) zur Wassereinspritzung und der Förderleistung der Pumpe (4) ein zeitlicher Ablauf für die Drehzahl der Pumpe (4) und eine Dauer des Betriebs der Pumpe (4) im Rücksaugmodus vorbestimmt und in der Steuereinheit (10) hinterlegt wird, so dass auf Basis des in der Steuereinheit (10) hinterlegten Modells die Steuereinheit (10) den Ablauf des Rücksaugmodus der Pumpe (4) steuert.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rücksaugmodus der Pumpe (4) nach Abschalten der Brennkraftmaschine (2) gestartet wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer des Rücksaugmodus mindestens einer Zeitdauer entspricht, die zum Rücksaugen eines Wasservolumens benötigt wird, das sich von der Pumpe (4) bis einschließlich zum Wasserinjektor (6) erstreckt.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Beendigung des Rücksaugmodus mindestens 75% des Wassers, das vor Beginn des Rücksaugmodus in der zweiten Leitung (11) und dem mindestens einem Wasserinjektor (6) war, zurückgesaugt wurde.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (8) den Zeitpunkt und/oder die Zeitdauer eines Öffnens des mindestens einen Wasserinjektors (6) steuert.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Wasserinjektor (6) gleichzeitig mit dem Beginn des Betriebs der Pumpe (4) im Rücksaugmodus geöffnet wird.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Wasserinjektor (6) zeitversetzt zu dem Beginn des Betriebs der Pumpe (4) im Rücksaugmodus geöffnet wird, insbesondere der mindestens eine Wasserinjektor (6) mindestens 100 ms später geöffnet wird.
  8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) einen Drucksensor (31) aufweist, der in der zweiten Leitung (11) den Druck des Wassers in der Leitung misst, und dass der mindestens eine Wasserinjektor (6) beim Betrieb der Pumpe (4) im Rücksaugmodus erst beim Unterschreiten eines Grenzwerts des Wasserdrucks in der zweiten Leitung (11) geöffnet wird.
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