DE102016224427B3 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer mit Alkohol und Alkohol-Mischkraftstoffen arbeitenden Verbrennungskraftmaschine - Google Patents

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Abstract

Die Verbrennungskraftmaschine weist mehrere Zylinder (Z1–Z4) auf, wobei den Zylindern (Z1–Z4) zylinderindividuelle, elektrische Heizvorrichtungen zum Beheizen des Kraftstoffes zugeordnet sind. Bei Erfülltsein eines Kriteriums (SA), das für einen bevorstehenden Start der Verbrennungskraftmaschine indikativ ist und bei Erfülltsein eines Kriteriums (TKW_SW1), welches auf einen Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine schließen lässt, werden die zylinderindividuellen Heizvorrichtungen aktiviert. Jede der zylinderindividuellen Heizvorrichtungen wird auf ihre ordnungsgemäße Funktion hin überprüft. Bei einem festgestellten Defekt einer Heizvorrichtung wird die Kraftstoffzufuhr zu demjenigen Zylinder (Z1–Z4) gesperrt, dem die defekte Heizvorrichtung zugeordnet ist. Die Verbrennungskraftmaschine wird mit einer um die Anzahl der defekten Heizeinrichtungen verminderten Zylinderzahl (Z1–Z4) gestartet. Während des Betriebes der Verbrennungskraftmaschine wird mindestens eine, mit der Temperatur der Verbrennungskraftmaschine korrelierende Größe (TKW, N) überwacht. Bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellenwertes (TKW_SW3, N_SW) für die mindestens eine korrelierende Größe (TKW, N) wird die Kraftstoffzufuhr zu demjenigen Zylinder (Z1–Z4) freigegeben, dem die defekte Heizvorrichtung zugeordnet ist und die Heizvorrichtungen werden deaktiviert.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer mit Alkohol und Alkohol-Mischkraftstoffen arbeitenden, fremdgezündeten Verbrennungskraftmaschine, mit einer zylinderindividuellen Heizvorrichtung zum Beheizen des Kraftstoffes.
  • Es sind Fahrzeuge bekannt, welche sowohl mit Alkohol oder Alkoholmischkraftstoffen (Kraftstoffe mit variablen Alkoholgehalten), als auch mit Otto-Kraftstoff (Benzin) als einzige Kraftstoffkomponente betrieben werden können. Der Alkohol, z. B. Ethanol oder Methanol im Kraftstoff kann dabei in unterschiedlichen Anteilen im Bereich von 0 bis 100% vorhanden sein. Solche Kraftstoffe bezeichnet man auch als ”Flex Fuel” oder ”Flexible Fuel” (FF) und die damit betreibbaren Kraftfahrzeuge als Flexible Fuel Vehicle (FFV). Eine gebräuchliche Alkohol-/Benzinmischung in Europa und USA ist beispielsweise E85, d. h. 85% Ethanol im Kraftstoff, bei welcher der Benzinanteil folglich 15% beträgt. Insbesondere auf dem brasilianischen Markt werden Kraftfahrzeuge betrieben, bei denen reines Ethanol (E100) als Kraftstoff eingesetzt wird. Wenn im Folgenden auf E100 als Kraftstoff Bezug genommen wird, so ist zu berücksichtigen, dass in der Regel in einem solchen Kraftstoff 5–7% Wasser enthalten sein kann.
  • Solche Kraftfahrzeuge bieten also die Möglichkeit, sowohl konventionelles Benzin als auch diese Ethanol-Mischkraftstoffe zu tanken, da über einen Alkoholsensor oder über eine Modellrechnung in der elektronischen Motorsteuerung die aktuelle Benzin-Ethanol-Konzentration im Kraftstoff erkannt und entsprechende Parameter zur Steuerung der Verbrennungskraftmaschine adaptiert werden.
  • Der Einsatz von solchen Mischkraftstoffen mit hohem Ethanolgehalt hat den Nachteil, dass sich das Fahrzeug bei niedrigen Temperaturen nur schwer starten lässt, da Ethanol einen relativ hohen Siedepunkt (78°C) und geringen Dampfdruck aufweist, also bei niedrigen Temperaturen sehr schlecht verdampft. Durch die Beimischung von Ethanol verringert sich der Gesamtanteil an leichtflüchtigen Kraftstoffanteilen und beeinträchtigt die Kaltstartfähigkeit. Die minimale Starttemperatur ohne zusätzliche Kaltstartsysteme beträgt bei Verwendung von E85-Kraftstoff etwa –20°C und bei Verwendung von E100-Kraftstoff etwa +15°C (Flammpunkt Ethanol).
  • Da somit ohne besondere Vorkehrungen Kaltstartprobleme auftreten, werden bei Kraftfahrzeugen, die einen Betrieb mit Kraftstoffen mit sehr hohen Alkoholkonzentrationen (bis zu 100%) zulassen, kleine, fest eingebaute Kraftstoffbehälter mitgeführt, die eine geringe Menge an Startkraftstoff, z. B. Benzin beinhalten. Zum Starten des Kraftfahrzeuges unterhalb bestimmter Außentemperaturen wird dann Benzin als Startkraftstoff benutzt oder zusätzlich zu dem Alkoholeingespritzt, damit ein brennbares Gemisch entsteht. Das Problem hierbei besteht allerdings darin, dass bei einem Kaltstart nur sehr geringe Mengen von Startkraftstoff dem Zusatzbehälter entnommen werden und im Laufe der Zeit dieser Startkraftstoff immer schlechter wird. Unter ”schlechter” versteht man in diesem Zusammenhang, dass die leicht flüchtigen Kohlenwasserstoffanteile wie Propan und Butan, durch die hohen Temperaturen im Motorraum während des Betriebes der Verbrennungskraftmaschine und damit des Fahrzeugs, sowie durch die hohen Temperaturen in den Sommermonaten, in denen kein Startkraftstoff benötigt wird, leicht verdampfen und aus dem Zusatzbehälter entweichen. Die für einen Kaltstart notwendigen Bestandteile sind dann verloren oder zumindest erheblich reduziert. Unter Umständen kann dann ein Kaltstart nicht mehr durchgeführt werden.
  • In den Druckschriften US 4,911,116 A und US 4,646,691 A sind Kraftstoffsysteme für Verbrennungskraftmaschinen eines Kraftfahrzeugs beschrieben, die mit Alkohol betrieben werden und separate Kaltstart-Tanks aufweisen, die Benzin enthalten, das für den Start des Motors verwendet wird. Anschließend, wenn der Motor gestartet worden ist und beginnt warm zu werden, wird statt des Kaltstart-Kraftstoffes der Haupttank mit dem Alkohol enthaltenen Kraftstoff zugeschaltet. Nachteilig ist hierbei, dass beide Tanks eine separate Befüllung erfordern, d. h. Zuführleitungen zur Karosserieaußenseite und u. U. separate Tankklappen vorgesehen werden müssen. Auch muss der Fahrer den Kraftstofffüllstand in beiden Tanks überwachen, um sie rechtzeitig nachfüllen zu können. Des Weiteren muss er zwischen zwei separaten Tankstutzen unterscheiden, was bei Nichtbeachtung zu einer Fehlbefüllung der beiden Tanks führen kann.
  • Darüber hinaus sind bereits Kaltstartsysteme für mit hohem Alkoholanteil im Kraftstoff betreibbare Kraftfahrzeuge bekannt, die mittels elektrischer Energie aus dem Bordnetz (Batterie) den Kraftstoff auf höhere Temperaturen aufheizen. Die Kraftstoffbeheizung im Injektor oder in der Kraftstoffleiste kann dabei mittels eines resistiven oder induktiven Heizprinzips erfolgen.
  • In der DE 10 2008 056 892 A1 ist eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung zum Unterstützen eines Kaltstarts einer für den Betrieb mit Alkohol- oder Alkohol/Benzin-Mischkraftstoffen ausgelegten Verbrennungskraftmaschine beschrieben, mit einer Einspritzleiste, in der druckbeaufschlagter Alkohol- oder Alkohol/Benzin-Mischkraftstoff für den Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine speicherbar ist und mit Injektoren, die jeweils eine elektrische Heizeinrichtung zum Beheizen des Alkohol- oder Alkohol/Benzin-Mischkraftstoffs aufweisen und mit der Einspritzleiste in Verbindung stehen, so dass die Injektoren mit dem gespeicherten Alkohol- oder Alkohol/Benzin-Mischkraftstoff versorgt werden können. Die Injektoren sind dabei als selbsttätig öffnende Überdruckventile ausgebildet, die bei Erreichen eines vorgegebenen Druckes in der Einspritzleiste öffnen und Alkohol- oder Alkohol-/Benzin-Mischkraftstoffzylinder individuell in einem Ansaugtrakt der Verbrennungskraftmaschine zumessen. Des Weiteren ist in dieser Druckschrift ein Verfahren zum Steuern eines Kraftstoffversorgungssystems für diese Verbrennungskraftmaschine beschrieben, wobei bei Vorliegen eines Signals, welches einen bevorstehenden Start der Verbrennungskraftmaschine vermuten lässt, die Hauptkraftstoffpumpe aktiviert wird und bei Erfülltsein mindestens einer Kaltstartbedingung für die Verbrennungskraftmaschine auf einen Kaltstart geschlossen wird und die Heizeinrichtungen aktiviert werden. Nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer und bei Vorliegen eines weiteren Signals, welches den vermuteten bevorstehenden Start der Verbrennungskraftmaschine bestätigt, wird die Kraftstoffpumpe der Kraftstoffzufuhrvorrichtung derart angesteuert, dass der Druck in der Einspritzleiste den Öffnungsdruck der Injektoren erreicht.
  • Aus der JP 57-052665 ist eine Heizeinrichtung zum Erwärmen einer Einlassleitung bekannt, wobei die Heizeinrichtung nach Maßgabe des Ausgangs eines Alkoholkonzentrationssensors gesteuert wird und bei der die Wärmeerzeugungsmenge der Heizeinrichtung größer wird, wenn die Alkoholkonzentration einen Bezugswert einnimmt oder größer als dieser ist.
  • Besteht die Heizeinrichtung für den Kraftstoff aus einzelnen, den jeweiligen Zylindern zugeordneten elektrischen Heizern, beispielsweise in Form beheizter Injektoren, so wird im Falle eines defekten Heizers oder im worst case mehrerer defekter Heizer der Kraftstoff für den bzw. für die entsprechenden Zylinder nicht erhitzt und die Bildung eines zündfähigen Gemisches in dem bzw. in den Zylindern ist nicht möglich. Durch den unverbrannten Kraftstoff kann es zu einem Abriss des Schmierfilms zwischen dem Kolben und der Zylinderwand des bzw. der betroffenen Zylinder kommen und durch den kalten Kraftstoff erfolgt ein erhöhter Eintrag von Kraftstoff in das Schmieröl der Verbrennungskraftmaschine.
  • In der DE 602 03 659 T2 ist ein Verfahren zum Erfassen eines Fehlverhaltens von Heizeinrichtungen beschrieben, die in einem Kraftstoffzuführsystem eines Verbrennungsmotors zum Erwärmen eines Einspritzkraftstoffs vorgesehen sind. Das Verfahren weist dabei folgenden Schritt auf: Erfassen des Fehlverhaltens auf der Grundlage einer Änderung, die zumindest bei einem Parameter auftritt, der sich auf die Betriebszustände des Verbrennungsmotors in Folge des eingespritzten Kraftstoffs, der nicht auf einen vorbestimmten Erwärmungsgrad erwärmt worden ist, bezieht.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer mit Alkohol und Alkohol-Mischkraftstoffen arbeitenden Verbrennungskraftmaschine anzugeben, das bzw. die auch bei hohen Alkoholanteilen im Kraftstoff und niedrigen Außentemperaturen einen sicheren und emissionsarmen Start der Verbrennungskraftmaschine sicherstellen.
  • Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Betreiben einer mit Alkohol oder Alkohol-Mischkraftstoffen arbeitenden, fremdgezündeten Verbrennungskraftmaschine mit mehreren Zylindern, wobei den Zylindern zylinderindividuelle, elektrische Heizvorrichtungen zum Beheizen des Kraftstoffes zugeordnet sind. Bei Erfülltsein eines Kriteriums, das für einen bevorstehenden Start der Verbrennungskraftmaschine indikativ ist und bei Erfülltsein eines Kriteriums, welches auf einen Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine schließen lässt, werden die zylinderindividuellen Heizvorrichtungen aktiviert. Jede der zylinderindividuellen Heizvorrichtungen wird auf ihre ordnungsgemäße Funktion hin überprüft. Bei einem festgestellten Defekt einer Heizvorrichtung wird die Kraftstoffzufuhr zu demjenigen Zylinder gesperrt, dem die defekte Heizvorrichtung zugeordnet ist. Die Verbrennungskraftmaschine wird mit einer um die Anzahl der defekten Heizeinrichtungen verminderten Zylinderzahl gestartet. Während des Betriebes der Verbrennungskraftmaschine wird mindestens eine, mit der Temperatur der Verbrennungskraftmaschine korrelierende Größe überwacht. Bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellenwertes für die mindestens eine korrelierende Größe wird die Kraftstoffzufuhr zu demjenigen Zylinder freigegeben, dem die defekte Heizvorrichtung zugeordnet ist und die Heizvorrichtungen werden deaktiviert.
  • Erfindungsgemäß werden die Aktivierung der Heizvorrichtung und die Diagnose der Heizvorrichtungen an Ereignisse gekoppelt, die zeitlich gesehen noch vor dem Start der Verbrennungskraftmaschine liegen.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es zum einen möglich, die Zeit zum Aufheizen des Kraftstoffes und damit die Wartezeit für den Fahrer des Kraftfahrzeuges bis er die Verbrennungskraftmaschine sicher starten kann, deutlich zu reduzieren. Zum anderen wird bereits vor dem Start der Verbrennungskraftmaschine eine Diagnose der zylinderindividuellen elektrischen Heizvorrichtungen durchgeführt. So ist es möglich, dass bei einem festgestellten Defekt einer oder mehrerer Heizeinrichtungen Maßnahmen ergriffen werden können, die es vermeiden, dass durch Ausbleiben eines vorgeheizten Kraftstoffes Zylinder mit kaltem Kraftstoff versorgt werden und kein zündfähiges Gemisch im Brennraum vorliegt. Durch Sperren der Kraftstoffzufuhr zu denjenigen Zylindern, welche eine defekte Heizeinrichtung zugeordnet ist, erfolgt kein Kraftstoffeintrag in das Schmieröl und ein Abriss des Schmierfilms zwischen Kolben und Zylinderwand wird sicher verhindert.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird auf einen Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine geschlossen, wenn die Kühlmitteltemperatur der Verbrennungskraftmaschine unterhalb eines Schwellenwertes liegt, der abhängig von der Alkoholkonzentration im Kraftstoff festgelegt ist. Die elektrischen Heizvorrichtungen werden nur dann aktiviert, wenn es für einen sicheren Start der Verbrennungskraftmaschine auch nötig ist. Da die Kapazität des Bordnetzes eines Kraftfahrzeuges begrenzt ist, trägt dies zu einer Entlastung des Bordnetzes bei.
  • Durch Berücksichtigung eines, von der Alkoholkonzentration im Kraftstoff abhängigen Temperaturschwellenwertes ergibt sich eine sehr genaue Ermittlung, wann eine Vorheizung des Kraftstoffes erfolgen muss. Dieser Temperaturschwellenwert ist in bevorzugter Weise in einem Kennfeld eines Speichers einer die Verbrennungskraftmaschine steuernden und/oder regelnden Steuerungseinrichtung abgelegt.
  • Die Kraftstoffzufuhr zu den betroffenen Zylindern wird erst wieder freigegeben, wenn eine, die Temperatur der Verbrennungskraftmaschine repräsentierende Größe einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, d. h. die betroffenen Zylinder arbeiten erst, wenn die dann höhere Temperatur eine effiziente Verbrennung ermöglicht.
  • Als bestimmende Größe, wann die vorher gesperrte Kraftstoffzufuhr zu den betroffenen Zylindern wieder freigegen wird, wird die aufgrund der befeuerten Zylinder sich einstellenden Temperatur der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere die Kühlmitteltemperatur der Verbrennungskraftmaschine herangezogen. Bezieht man zusätzlich noch die sich durch den Startvorgang einstellende Drehzahl als Kriterium ein, so ergibt sich noch ein genauerer Zeitpunkt zum Zuschalten der Kraftstoffeinspritzung.
  • Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert wird. Es zeigen:
  • 1 in schematischer Darstellung eine mit Benzin, Alkohol oder mit beliebigen Mischungsverhältnissen dieser Kraftstoffe betreibbare Verbrennungskraftmaschine mit zugehöriger Steuerungseinrichtung und
  • 2 ein Ablaufdiagramm zum Betreiben einer solchen Verbrennungskraftmaschine.
  • Die 1 zeigt in schematischer Darstellung eine für sowohl mit Benzin, Alkohol als auch mit beliebigen Mischungsverhältnissen dieser Kraftstoffe betreibbare Verbrennungskraftmaschine 10 eines Kraftfahrzeuges. Solche Kraftfahrzeuge werden als flexible fuel vehicle (FFV) oder als variable fuel vehicles (VFV) bezeichnet.
  • Wenn im Folgenden der Ausdruck Kraftstoff verwendet wird, so ist damit ein Kraftstoff gemeint, der entweder aus reinem Benzin (Otto-Kraftstoff), aus einem Gemisch beliebiger Anteile aus Benzin und Alkohol oder aus reinem Alkohol, insbesondere aus reinem Ethanol (E100) besteht.
  • In der 1 sind nur die für das Verständnis der Erfindung nötigen Komponenten dargestellt. Insbesondere ist die für die Zündung des Kraftstoff-/Luftgemisches nötige Zündeinrichtung (Zündkerze und entsprechende Ansteuerung) weggelassen. Die Erfindung wird anhand einer Verbrennungskraftmaschine 10 mit 4 Zylindern Z1–Z4 erläutert, sie ist aber auch für Verbrennungskraftmaschinen mit anderer Zylinderanzahl ≥ 3 anwendbar.
  • Der Verbrennungskraftmaschine 10 ist ein Ansaugtrakt 11 und ein Abgastrakt 12 zugeordnet, die mittels nicht dargestellter Einlassventile und Auslassventile mit den Brennräumen der Zylinder Z1–Z4 der Verbrennungskraftmaschine 10 in Verbindung stehen. Der Verbrennungskraftmaschine 10 wird über den Ansaugtrakt 11 die zur Verbrennung des Kraftstoff/Luftgemisches benötigte Frischluft zugeführt. Die aufgrund der Verbrennung des Kraftstoff/Luftgemisches entstehenden Abgase werden in einer, in dem Abgastrakt 12 angeordneten, nicht dargestellten Abgasnachbehandlungseinrichtung gereinigt und gelangen über einen, ebenfalls nicht dargestelltem Schalldämpfer in die Umgebung.
  • Zum Starten der Verbrennungskraftmaschine 10 ist eine Anlassvorrichtung vorgesehen, die unter anderem einen elektrischen Anlasser 46, eine den Anlasser 46 mit elektrischem Strom versorgende Fahrzeugbatterie 35, sowie einen Zünd-Anlassschalter 31 umfasst.
  • Die Verbrennungskraftmaschine 10 verfügt über ein Kraftstoffversorgungssystem, welches u. a. einen Kraftstoff-Vorratsbehälter 13 und eine elektrisch angetriebene Niederdruckkraftstoffpumpe 14 aufweist, die Kraftstoff aus dem Kraftstoff-Vorratsbehälter 13 über eine Niederdruck-Kraftstoffleitung 15 zu einer Kraftstoffverteilerleiste (rail) 18 fördert. Jeder Zylinder Z1 bis Z4 der Verbrennungskraftmaschine 10 weist ein eigenes Saugrohr auf, denen jeweils ein Kraftstoffinjektor 19 zugeordnet ist, mit deren Hilfe Kraftstoff in die einzelnen Saugrohre eingespritzt werden kann. Die einzelnen Injektoren 19 stehen über nicht näher bezeichnete Leitungen mit der Kraftstoffverteilerleiste 18 in Fließverbindung. Da das Betriebsverhalten der Verbrennungskraftmaschine 10 weitgehend auch von der Art und der Zusammensetzung des verwendeten Kraftstoffes abhängt, ist in dem Kraftstoffversorgungssystem ein Alkoholkonzentrationssensor 26 vorgesehen, welcher den Anteil an Alkohol im Kraftstoff ALC_KONZ erfasst. In dem Ausführungsbeispiel nach 1 ist dieser Alkoholkonzentrationssensor 26 in der Niederdruck-Kraftstoffleitung 15 angeordnet. Alternativ kann die Alkoholkonzentration im Kraftstoff auch mittels einer Modellbildung aus Betriebsparametern der Verbrennungskraftmaschine 10, also aus bereits vorliegenden Messgrößen, beispielsweise durch Heranziehen des Signals eines im Abgastrakt 12 der Verbrennungskraftmaschine 10 angeordneten Abgassensors 28, ermittelt werden, wie es zum Beispiel in der US 6,257,174 B1 beschrieben ist.
  • Um einen Start der Verbrennungskraftmaschine 10 bei Betrieb mit einem Kraftstoff mit hohem Alkoholgehalt auch bei niedrigen Außentemperaturen sicher zu gewährleisten, ist ein elektrisches Heizungssystem für den Kraftstoff vorgesehen, das im Folgenden näher beschrieben wird.
  • Jeder der einzelnen Kraftstoffinjektoren 19 ist mit einer elektrischen Heizvorrichtung 20 versehen. Die elektrischen Heizvorrichtungen 20 können dabei an den jeweiligen Injektoren 19 beispielsweise in Form einer Heizspule, Heizmatte, Heizwendel angebracht sein oder in die Injektoren 19 integriert sein, wie es in der DE 10 2006 058 881 A1 angegebenen ist. Dort ist eine Düsenbaugruppe für ein Einspritzventil offenbart mit einem Düsenkörper, der eine sich in Richtung einer Längsachse erstreckende Düsenkörperausnehmung aufweist, die mit einer Fluidzuführung hydraulisch koppelbar ist, einer in der Düsenkörperausnehmung axial beweglich angeordneten Düsennadel, die in einer Schließposition einen Fluidfluss durch mindestens eine Einspritzöffnung verhindert und ansonsten den Fluidfluss frei gibt, und einem induktiv erwärmbaren Heizelement, das zwischen dem Düsenkörper und der Düsennadel angeordnet ist, wobei das Heizelement wenigstens teilweise von dem Düsenkörper und von der Düsennadel beabstandet ausgebildet ist, und eine dem DUsenkörper zugewandte Seite des Heizelements und eine der Düsennadel zugewandte Seite des Heizelements während des Betriebs des Einspritzventils von dem Fluid anströmbar sind.
  • Alternativ können die einzelnen elektrischen Heizeinrichtungen 20 auch in den individuellen Verbindungsleitungen zwischen der Kraftstoffverteilerleiste 18 und den einzelnen Injektoren 19 angeordnet sein.
  • Für das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die Vorrichtung ist es aber nicht von Bedeutung, wie die einzelnen elektrischen Heizvorrichtungen 20 ausgestaltet sind und nach welchem Prinzip (resistives oder induktives Heizprinzip) diese arbeiten, es muss nur sichergestellt sein, dass eine zylinderindividuelle Beheizung des Kraftstoffes stattfindet.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung ist jeder Kraftstoffinjektor 19 mit einem die Temperatur des Kraftstoffes im jeweiligen Kraftstoffinjektor 19 erfassenden Temperatursensor 21 versehen. Alternativ können diese Temperaturen über eine Änderung der Materialeigenschaften der Kraftstoffinjektoren 19 bestimmt werden.
  • Zur Steuerung und/oder Regelung der elektrischen Heizvorrichtungen 20 ist eine Heizungssteuerungseinrichtung 30 (HCU, Heating Control Unit) vorgesehen. Die Heizungssteuerungseinrichtung 30 enthält eine Recheneinheit 36, die mit einem Programmspeicher 37 und einem Wertespeicher 38 (Datenspeicher) gekoppelt ist. Die Recheneinheit 36, der Programmspeicher 37 und der Wertespeicher 38 können jeweils ein oder mehrere mikroelektronische Bauelemente umfassen. Alternativ können diese Komponenten teilweise oder vollständig in einem einzigen mikroelektronischen Bauteil integriert sein. In dem Programmspeicher 37 bzw. dem Wertespeicher 38 sind Programme bzw. Werte abgespeichert, die für den Betrieb der Heizvorrichtungen 20 nötig sind. Insbesondere sind ein Verfahren zur Einstellung der Heizleistung und zur Überprüfung der ordnungsgemäßen Funktion der einzelnen Heizvorrichtungen 20 implementiert, die vor und/oder während des Betriebes der Verbrennungskraftmaschine 10 von der Recheneinheit 36 abgearbeitet werden, wie es anhand der 2 noch näher erläutert wird.
  • Hierzu werden von der Heizungssteuerungseinrichtung 30 u. a. die Signale der Temperatursensoren 21 für den Kraftstoff, das Signal TKW eines Kühlmitteltemperatursensors 25 der Verbrennungskraftmaschine 10, die Drehzahl N der Verbrennungskraftmaschine 10, welches aus dem Signal eines Kurbelwellenwinkelsensors 27 abgeleitet wird, das Signal ALC_KONZ des Alkoholkonzentrationssensors 26 und gegebenenfalls weitere Parameter ausgewertet, wie es anhand der 2 noch näher erläutert wird.
  • Die Heizungssteuerungseinrichtung 30 ist mit dem Zünd-Anlassschalter 31 verbunden, der bei Stellung I die Zündung freigibt und bei Stellung II die Anlassvorrichtung 46 zum Anlassen der Verbrennungskraftmaschine 10, beispielsweise einen elektrischen Starter aktiviert.
  • Mit dem Bezugszeichen 32 ist ein elektrisches Schaltelement bezeichnet, dessen Aktivierung als ein Indiz für einen möglicherweise kurz bevorstehenden Startvorgang der Verbrennungskraftmaschine 10 interpretiert werden kann. Dies kann das Signal eines am Türschloss der Fahrertür angeordneten Schalters sein oder ein Türöffnungskontakt, der beispielsweise auch die Innenbeleuchtung des Fahrgastraumes aktiviert. Ist der Fahrersitz mit einer Sensoreinrichtung zur Sitzbelegungserkennung ausgestattet, so kann auch das Signal dieses Sensors herangezogen werden.
  • Weist das Fahrzeug ein so genanntes schlüsselloses, aktives oder passives Zugangssystem auf, so kann das Signal eines zum Öffnen und Schließen von Türen des mit der Verbrennungskraftmaschine 10 angetriebenen Kraftfahrzeuges dienenden, mobilen Identifikationsgebers herangezogen werden. Im einfachsten Fall kann die Betätigung des Senders einer Funkfernbedienung zur Zentralverriegelung der Türen und des Kofferraums als Indiz für einen möglicherweise kurz bevorstehenden Startvorgang der Verbrennungskraftmaschine 10 gedeutet werden. In der 1 ist ein solcher Sender mit dem Bezugszeichen 33 und der zugehörige fahrzeugseitige Empfänger mit dem Bezugszeichen 34 gekennzeichnet.
  • Die genannten Einrichtungen 32, 33, 34 ermöglichen es, die einzelnen Heizvorrichtungen 20 der Injektoren 19 schon zu aktivieren und eine Diagnose der Heizvorrichtungen 20 durchzuführen, bevor der Fahrer des Kraftfahrzeuges den Zünd-Anlassschalter 31 bzw. eine Start-Stopptaste zum Starten der Verbrennungskraftmaschine betätigt.
  • Weiterhin ist die Heizungssteuerungseinrichtung 30 mit einer Spannungsquelle verbunden, bevorzugter Weise mit der Fahrzeugbatterie 35 des Bordnetzes. Sie liefert u. a. über nicht dargestellte Leistungsendstufen die elektrische Energie für die Anlassvorrichtung 46 und für die Heizvorrichtungen 20.
  • Zum Steuern und Regeln der Verbrennungskraftmaschine 10 ist eine Motorsteuerungseinrichtung (ECU, electronic control unit) 24 vorgesehen, welche über eine elektrische Verbindung mit der Heizungssteuerungseinrichtung 30, vorzugsweise mittels eines CAN-Busses 40 verbunden ist. Dadurch können Signale und Daten bidirektional ausgetauscht werden, insbesondere können Eingangssignale von Sensoren, die direkt der Heizungssteuerungseinrichtung 30 zugeführt werden, auch der Motorsteuerungseinrichtung 24 zur weiteren Verarbeitung übermittelt werden. Ebenso können Eingangssignale von Sensoren, die direkt der Motorsteuerungseinrichtung 24 zugeführt werden auch der Heizungssteuerungseinrichtung 30 zur weiteren Verarbeitung übermittelt werden. Außerdem können über diesen CAN-Bus 40 weitere Betriebsgrößen und/oder berechnete Größen ausgetauscht werden.
  • Der Motorsteuerungseinrichtung 24 sind weitere Sensoren zugeordnet, die verschiedene Messgrößen erfassen und jeweils den Messwert der Messgröße ermitteln. Betriebsgrößen umfassen neben den Messgrößen auch davon abgeleitete Größen. Die Motorsteuerungseinrichtung 24 ermittelt abhängig von mindestens einer der Messgrößen und/oder der Betriebsgrößen Stellgrößen, die dann in ein oder mehrere Stellsignale zum Steuern von Stellgliedern mittels entsprechender Stellantriebe umgesetzt werden.
  • Die Sensoren sind beispielsweise der Temperatursensor 25 für die Kühlmitteltemperatur TKW, der Kurbelwellenwinkelsensor 27, welcher einen Kurbelwellenwinkel erfasst, dem dann eine Drehzahl N zugeordnet wird, der Alkoholkonzentrationssensor 26, ein als Lastsensor dienender Luftmassenmesser 23 und der Abgassensor 28 in dem Abgastrakt 12 und weitere, für den Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 10 nötige Sensoren, die nicht explizit dargestellt sind und deren Signale allgemein mit dem Bezugszeichen ES angedeutet sind.
  • Die Stellglieder sind beispielsweise eine Drosselklappe 29 im Ansaugtrakt 11, die Kraftstoffinjektoren 19 und die Niederdruckkraftstoffpumpe 14. Weitere Signale für weitere Stellglieder, die zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine 10 nötig, aber nicht explizit dargestellt sind, sind allgemein mit dem Bezugszeichen AS gekennzeichnet.
  • Die Motorsteuerungseinrichtung 24 enthält in bekannter Weise eine Recheneinheit 41, die mit einem Programmspeicher 42 und einem Wertespeicher 43 (Datenspeicher) gekoppelt ist. Außerdem ist ein zum nichtflüchtigen Speichern von mittels verschiedenster Diagnosen, beispielsweise der On-Bord-Diagnose ermittelter Fehler ein Fehlerspeicher 44 vorgesehen, der mit einer Fehleranzeigevorrichtung 45 gekoppelt ist.
  • Unter anderem ermittelt die Motorsteuerungseinrichtung 24 in Abhängigkeit eines Lastsignals L und der Drehzahl N unter Berücksichtigung des Alkoholanteils ALC_KONZ im Kraftstoff den passenden Zündzeitpunkt und die Einspritzzeitdauer.
  • In dem Programmspeicher 42 bzw. dem Wertespeicher 43 sind Programme bzw. Werte abgespeichert, die für den Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 10 nötig sind. In dem Wertespeicher 43 sind u. a. Kennfelder KF1, KF2 und verschiedene Schwellenwerte abgespeichert, deren Bedeutung anhand der Beschreibung der 2 noch näher erläutert werden. Ferner ist in der Motorsteuerungseinrichtung 24 ein Zeitzähler (Timer) 47 implementiert, dessen Funktion ebenfalls anhand der Beschreibung der 2 noch näher erläutert wird.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung kann die Heizungssteuerungseinrichtung 30 auch in die Motorsteuerungseinrichtung 24 integriert sein.
  • Die 2 zeigt in Form eines Ablaufdiagrammes ein Verfahren zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine während des Startvorganges.
  • Das Verfahren wird in dem Schritt S0 gestartet, in dem gegebenenfalls Variable initialisiert und Zählerstände zurückgesetzt werden.
  • In dem nachfolgenden Schritt S1 wird überprüft, ob mindestens ein Kriterium erfüllt ist, das für einen bevorstehenden Start der Verbrennungskraftmaschine 10 indikativ ist (Startanforderungssignal SA). Als Kriterium oder Anzeichen, das einen Start der Verbrennungskraftmaschine 10 wahrscheinlich erscheinen lässt, kann beispielsweise das Berühren oder Betätigen des Türgriffes der Fahrertür durch eine Person herangezogen werden. Auch durch Auswerten des Signals eines am Türschloss der Fahrertür angeordneten Schalters oder eines Türöffnungskontaktes, der beispielsweise auch die Innenbeleuchtung des Fahrgastraumes aktiviert, kann als Indiz für einen möglicherweise kurz bevorstehenden Start der Verbrennungskraftmaschine gedeutet werden.
  • Ist der Fahrersitz mit einer Sensoreinrichtung zur Sitzbelegungserkennung ausgestattet, so kann auch ein von dieser Sensoreinrichtung generiertes Signal als ein Indiz für einen möglicherweise kurz bevorstehenden Start der Verbrennungskraftmaschine 10 gedeutet werden.
  • Weist das mit der Verbrennungskraftmaschine 10 angetriebene Fahrzeug ein so genanntes schlüsselloses Zugangssystem auf, so kann das Aktivieren des Senders einer zum Öffnen und Schließen von Türen des Fahrzeugs dienenden Funkfernbedienung oder Funkschlüssel als Indiz für einen möglicherweise kurz bevorstehenden Startvorgang der Verbrennungskraftmaschine 10 herangezogen werden. Auch das Signal einer Funkfernbedienung zum Öffnen eines Tores einer Garage, in der das Fahrzeug abgestellt oder davor geparkt ist, kann als ein Indiz für einen kurz bevorstehenden Start der Verbrennungskraftmaschine 10 interpretiert werden.
  • Ist keines dieser genannten Kriterien bzw. Anzeichen erfüllt und liegt somit kein Startanforderungssignal SA vor, so wird die Abfrage im Schritt 51, gegebenenfalls jeweils nach Ablauf einer vorgegebenen Wartezeitdauer t_WAIT solange wiederholt, bis die Abfrage ein positives Ergebnis liefert.
  • Liegt aber im Schritt S1 ein Indiz vor, das auf einen kurz bevorstehenden Start der Verbrennungskraftmaschine 10 hindeuted, wird die Motorsteuerungseinrichtung (ECU) 24 und die Heizungssteuerungseinrichtung (HCU) 30 aktiviert, d. h. von einem Ruhemodus in den Betriebsmodus versetzt und es wird abgefragt, ob ein Beheizen des Kraftstoffes notwendig ist (Schritt S2). Eine Beheizung des Kraftstoffes ist insbesondere dann erforderlich, wenn der Kraftstoff einen hohen Alkoholanteil aufweist und niedrige Außentemperaturen vorherrschen, da Alkohol bei niedrigen Temperaturen sehr schlecht verdampft und damit ein Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine 10 erschwert oder sogar unmöglich wird.
  • Insbesondere werden in dem Schritt S2 zur Entscheidung, ob ein Beheizen des Kraftstoffes nötig ist, die Temperatur des Kühlmittels TKW und der Alkoholanteil ALC_KONZ im Kraftstoff herangezogen.
  • Liegt die Temperatur des Kühlmittels TKW, welche in sehr guter Näherung die Temperatur der Verbrennungskraftmaschine 10 widerspiegelt, unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwertes TKW_SW1, so müssen die Heizungsvorrichtungen 20 aktiviert werden. Da die Temperatur, bei welcher noch ein sicherer Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine 10 durchgeführt werden kann, vom Alkoholanteil ALC_KONZ im Kraftstoff abhängt, ist dieser Schwellenwert TKW_SW1 abhängig vom Alkoholanteil ALC_KONZ in einem Kennfeld KF1 innerhalb des Wertespeichers 43 der Motorsteuerungseinrichtung 24 abgelegt. Je höher der Alkoholanteil ALC_KONZ im Kraftstoff ist, desto mehr verschiebt sich der Schwellenwert TKW_SW1, ab dem die Heizungsvorrichtungen 20 aktiviert werden müssen, zu höheren Temperaturwerten.
  • Die Bedatung des Kennfeldes KF1 erfolgt mittels Versuchen auf dem Prüfstand durch Variation der Kühlmitteltemperatur TKW und der Alkoholkonzentration ALC_KONZ im Kraftstoff und anschließend durchgeführten Startversuchen der Verbrennungskraftmaschine.
  • Der Wert für die Temperatur des Kühlmittels TKW wird aus dem Signal des Temperatursensors 25, der Wert des Alkoholanteils ALC_KONZ wird aus dem Signal des Alkoholkonzentrationssensors 26 erhalten. Beide Werte können aber auch indirekt aus anderen Parametern mittels Berechnungen und/oder Modellbildungen ermittelt werden.
  • Liegt die Kühlmitteltemperatur TKW oberhalb eines zweiten Schwellenwertes TKW_SW2, wobei dieser Wert deutlich höher liegt als der von der Alkoholkonzentration abhängige Schwellenwert TKW_SW1, so wird davon ausgegangen, dass eine Beheizung des Kraftstoffes nicht mehr nötig ist und zwar unabhängig vom Alkoholanteil ALC_KONZ. Auch dieser Schwellenwert TKW SW2 wird empirisch ermittelt und ist in dem Wertespeicher 43 abgelegt.
  • Ergibt die Abfrage in Schritt S2, dass keine Beheizung des Kraftstoffes nötig ist, so wird in einem Schritt S3 ein „herkömmlicher Start” der Verbrennungskraftmaschine 10 eingeleitet. Unter „herkömmlichen Start” ist in diesem Zusammenhang zu verstehen, dass Bedingungen vorliegen, die einen Start der Verbrennungskraftmaschine 10 erlauben, ohne dass zusätzliche Heizmaßnahmen für den Kraftstoff ergriffen werden müssen. Mit dem Schritt S14 ist dann das Verfahren beendet.
  • Ergibt die Abfrage im Schritt S2, dass für einen ordnungsgemäßen Start der Verbrennungskraftmaschine 10 eine Heizung des Kraftstoffes nötig ist, werden in einem Schritt S4 über Signale der Heizungssteuerungseinrichtung 30 (HCU) die einzelnen, entsprechend der Zylinderanzahl Z1–Z4 vorgesehenen Heizvorrichtungen 20 angesteuert, d. h. mit elektrischer Energie versorgt. Anschließend wird in einem Schritt S5 überprüft, ob alle Heizvorrichtungen 20 ordnungsgemäß funktionieren.
  • Zur Überprüfung der einzelnen elektrischen Heizvorrichtungen 20 können beliebige, aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannte Verfahren herangezogen werden. Dabei kann durch Erfassen und Auswerten der an die elektrischen Heizvorrichtungen 20 angelegten elektrischen Spannung, des dabei sich einstellenden elektrischen Stromes, der aufgenommenen elektrischen Leistung u. a. sowohl auf einen offenen Heizerkreis (open circuit) als auch auf einen Kurzschluss (short circuit) oder unzureichende Heizleistung geschlossen werden.
  • Ergibt die Abfrage in Schritt S5, dass alle zylinderindividuellen Heizvorrichtungen 20 ordnungsgemäß funktionieren, so wird in einem nachfolgenden Schritt S6 überprüft, ob die Beheizung des Kraftstoffes wieder beendet werden kann, oder ob noch weiter beheizt werden muss. Als Kriterium hierfür kann entweder die mittels des Zeitzählers 47 erhaltene Zeitspanne t_AH seit Aktivieren der Heizvorrichtungen 20 oder die von den einzelnen Temperatursensoren 21 an den Injektoren 19 gelieferten Temperatursignale ausgewertet werden. Ist die Zeitspanne t_AH gleich oder länger als ein vorgegebener Schwellenwert t_AH_SW, der abhängig von der Kühlmitteltemperatur TKW und der Alkoholkonzentration ALC_KONZ in dem Wertespeicher 43 der Steuerungseinrichtung 24 abgelegt ist, so ist eine weitere Beheizung des Kraftstoffes nicht mehr nötig und die Stromversorgungen für die Heizvorrichtungen 20 werden in einem Schritt S7 ausgeschaltet. Alternativ hierzu werden die Stromversorgungen für die Heizvorrichtungen 20 abgeschaltet, wenn die von den Temperatursensoren 21 gelieferten Signale einen im Wertespeicher 43 der Steuerungseinrichtung 24 abgelegten Schwellenwert T_KST_SW überschreiten.
  • In einem nachfolgenden Schritt S8 kann die Verbrennungskraftmaschine 10 auch bei geringen Kühlmitteltemperaturen TKW und hohen Alkoholkonzentrationen ALC_KONZ im Kraftstoff sicher gestartet werden, ohne dass es zu Startschwierigkeiten kommt.
  • Liefert die Abfrage in Schritt S5 aber ein negatives Ergebnis, das heißt mindestens eine der insgesamt vorhandenen, zylinderindividuellen Heizvorrichtungen 20 ist defekt, so wird in einem Schritt S9 zylinderindividuell die Kraftstoffzuteilung für diejenigen Zylinder unterbunden, denen die defekte(n) Heizvorrichtung(en) 20 zugeordnet ist bzw. sind. Außerdem wird das Vorhandensein einer defekten Heizvorrichtung 20 unter Angabe des Zylinders, der diese Heizvorrichtung 20 zugeordnet ist, in den Fehlerspeicher 44 eingetragen und dies optional auch dem Führer des mit der Verbrennungskraftmaschine 10 angetriebenen Fahrzeugs akustisch und/optisch mittels der Fehleranzeigevorrichtung 45 mitgeteilt (Schritt S9').
  • Bei einem durchzuführenden Start der Verbrennungskraftmaschine 10 wird somit derjenige bzw. diejenigen Injektoren nicht mit Kraftstoff beaufschlagt und somit kein Kraftstoff den entsprechenden Zylindern Z1–Z4 zugeführt und die Verbrennungskraftmaschine 10 wird bei Vorliegen von defekten Heizvorrichtungen 20 nur mit einer der Anzahl der defekten Heizvorrichtungen 20 kleineren Zylinderzahl betrieben (Schritt S10).
  • Dabei muss beachtet werden, dass nur eine maximale Anzahl von defekten Heizvorrichtungen 20 auftreten darf, um noch einen sicheren und stabilen Start der Verbrennungskraftmaschine 10 zu gewährleisten. Bei einer Verbrennungskraftmaschine 10 mit 3 Zylindern darf maximal eine Heizvorrichtung 20 defekt sein, bei einer Verbrennungskraftmaschine mit 4 Zylindern dürfen maximal 2 Heizvorrichtungen 20 defekt sein. Allgemein gilt, dass umso mehr Heizvorrichtungen 20 ausfallen dürfen, je mehr Zylinder die Verbrennungskraftmaschine 10 aufweist.
  • Nachdem die Verbrennungskraftmaschine 10 mit einer reduzierten Anzahl von befeuerten Zylindern Z1–Z4 gestartet wurde, wird laufend die Temperatur des Kühlmittels TKW der Verbrennungskraftmaschine 10 und die Drehzahl N der Verbrennungskraftmaschine 10 überwacht.
  • In einem Schritt S11 wird überprüft, ob die Kühlmitteltemperatur TKW der Verbrennungskraftmaschine 10 einen vorgegebenen Schwellenwert TKW_SW3 und die Drehzahl N der Verbrennungskraftmaschine 10 einen vorgegebenen Schwellenwert N_SW erreicht hat. Erst bei Überschreiten beider Schwellenwerte TKW_SW3, N_SW werden die in Schritt S9 durch Unterbinden der Kraftstoffzufuhr abgeschalteten Zylinder in einem Schritt S12 wieder zugeschaltet, das heißt, die Kraftstoffeinspritzung durch Ansteuern der entsprechenden Injektoren 19 auch für diese Zylinder wieder freigegeben (Schritt S12). Die beiden Schwellenwerte TKW_SW3, N_SW werden durch Versuche ermittelt und sind im Wertespeicher 43 der Motorsteuerungseinrichtung 24 abgelegt.
  • In einer einfacheren Verfahrensvariante kann auf die Überprüfung des Drehzahlverlaufes der Verbrennungskraftmaschine 10 während des Startens mit eingeschränkter Zylinderzahl verzichtet werden, da das Hauptkriterium, wann die abgeschalteten Zylinder wieder zugeschaltet werden können, die Kühlmitteltemperatur TKW der Verbrennungskraftmaschine 10 darstellt. Bei alleiniger Auswertung der Drehzahl N kann der Fall auftreten, dass zwar der Schwellenwert N_SW überschritten wird, die vorher abgeschalteten Zylinder aber immer noch zu kalt sind, so dass trotz erreichter Drehzahl ein erhöhter Eintrag von Schmieröl in das Kurbelgehäuse und/oder ein Abriss des Schmierfilms zwischen Kolben und Zylinderwand nicht ausgeschlossen werden kann.
  • Da nun der Startvorgang der Verbrennungskraftmaschine 10 erfolgreich abgeschlossen ist, ist eine weitere Beheizung des Kraftstoffes nicht mehr nötig und in einem Schritt S13 werden die Stromversorgungen für die Heizvorrichtungen 20 ausgeschaltet und das Verfahren ist in dem Schritt S14 beendet.
  • Die Erfindung wurde an einem Beispiel erläutert, bei dem die Motorsteuerungseinrichtung 24 und die Heizungssteuerungseinrichtung 30 als getrennte Komponenten dargestellt sind. Es ist aber auch möglich, die Heizungssteuerungseinrichtung 30 mit den zugehörigen Endstufen für die Heizvorrichtungen 20 vollständig in die Motorsteuerungseinrichtung 24 zu integrieren oder nur die Steuerelektronik zu integrieren und die Endstufen für die Heizvorrichtungen 20 extern anzuordnen.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Verbrennungskraftmaschine
    11
    Ansaugtrakt
    12
    Abgastrakt
    13
    Kraftstoffvorratsbehälter
    14
    Niederdruck-Kraftstoffpumpe
    15
    Niederdruck-Kraftstoffleitung
    18
    Kraftstoffverteilerleiste
    19
    Kraftstoffinjektor
    20
    elektrische Heizvorrichtung
    21
    Temperatursensor Injektor
    23
    Luftmassenmesser, Lastsensor
    24
    Motorsteuerungseinrichtung (ECU, electronic control unit)
    25
    Temperatursensor Kühlmittel
    26
    Alkoholkonzentrationssensor
    27
    Kurbelwellenwinkelsensor
    28
    Abgassensor
    29
    Drosselklappe
    30
    Heizungssteuerungseinrichtung (HCU, heater control unit)
    31
    Zünd-Anlassschalter
    32
    elektrisches Schaltelement
    33
    Sender der Funkfernbedienung, mobiler Identifikationsgeber
    34
    Empfänger der Funkfernbedienung
    35
    Spannungsquelle, Fahrzeugbatterie
    36
    Recheneinheit HCU
    37
    Programmspeicher HCU
    38
    Wertespeicher, Datenspeicher HCU
    40
    CAN-Bus
    41
    Recheneinheit ECU
    42
    Programmspeicher ECU
    43
    Wertespeicher, Datenspeicher ECU
    44
    Fehlerspeicher
    45
    Fehleranzeigevorrichtung
    46
    Anlassvorrichtung der Verbrennungskraftmaschine
    47
    Zeitzähler, Timer
    ALC_KONZ
    Alkoholanteil im Kraftstoff, Alkoholkonzentration
    AS
    Ausgangssignale, Stellsignale
    ES
    Eingangssignale
    KF1, KF2
    Kennfeld
    L
    Lastsignal
    N
    Drehzahl
    N_SW
    Schwellenwert für Drehzahl
    SA
    Startanforderung
    S0..S14
    Verfahrenschritt
    T_KST_SW
    Schwellenwert Kraftstofftemperatur
    TKW
    Kühlmitteltemperatur
    TKW_SWi
    Schwellenwert Kühlmitteltemperatur
    t_WAIT
    Wartezeitdauer
    t_AH
    Zeitspanne seit Aktivieren der Heizeinrichtungen
    t_AH_SW
    Schwellenwert für Zeitspanne seit Aktivieren der Heizeinrichtungen
    Z1–Z4
    Zylinder der Verbrennungskraftmaschine

Claims (12)

  1. Verfahren zum Betreiben einer mit Alkohol und Alkohol-Mischkraftstoffen arbeitenden, fremdgezündeten Verbrennungskraftmaschine (10) mit mehreren Zylindern (Z1–Z4), wobei den Zylindern (Z1–Z4) zylinderindividuelle, elektrische Heizvorrichtungen (20) zum Beheizen des Kraftstoffes zugeordnet sind, und bei Erfülltsein eines Kriteriums (SA), das für einen bevorstehenden Start der Verbrennungskraftmaschine (10) indikativ ist und bei Erfülltsein eines Kriteriums (TKW_SW1), welches auf einen Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine (10) schließen lässt, die zylinderindividuellen Heizvorrichtungen (20) aktiviert werden, dadurch gekennzeichnet, dass – jede der zylinderindividuellen Heizvorrichtungen (20) auf ihre ordnungsgemäße Funktion hin überprüft wird, – bei einem festgestellten Defekt einer Heizvorrichtung (20) die Kraftstoffzufuhr zu demjenigen Zylinder (Z1–Z4) gesperrt wird, dem die defekte Heizvorrichtung (20) zugeordnet ist, – die Verbrennungskraftmaschine (10) mit einer um die Anzahl der defekten Heizeinrichtungen (20) verminderten Zylinderzahl (Z1–Z4) gestartet wird, – während des Betriebes der Verbrennungskraftmaschine (19) mindestens eine, mit der Temperatur der Verbrennungskraftmaschine (10) korrelierende Größe (TKW, N) überwacht wird, – bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellenwertes (TKW_SW3, N_SW) für die mindestens eine korrelierende Größe (TKW, N) die Kraftstoffzufuhr zu denjenigen Zylinder (Z1–Z4) freigegeben wird, denen die defekte Heizvorrichtung (20) zugeordnet sind und – die Heizvorrichtungen (20) deaktiviert werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf einen Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine (10) geschlossen wird, wenn die Kühlmitteltemperatur (TKW) der Verbrennungskraftmaschine (10) unterhalb eines Schwellenwertes (TKW_SW1) liegt, der abhängig von der Alkoholkonzentration (ALC_KONZ) im Kraftstoff festgelegt ist.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die korrelierende Größe die Kühlmitteltemperatur (TKW) der Verbrennungskraftmaschine (10) ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die korrelierende Größe zusätzlich die Drehzahl (N) der Verbrennungskraftmaschine (10) ist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Kriterium für einen bevorstehenden Start der Verbrennungskraftmaschine (10) das Berühren oder Betätigen des Türgriffes der Fahrertür des mit der Verbrennungskraftmaschine (10) angetriebenen Kraftfahrzeuges herangezogen wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass als Kriterium für einen bevorstehenden Start der Verbrennungskraftmaschine (10) das Signal eines an einem Türschloss der Fahrertür des mit der Verbrennungskraftmaschine (10) angetriebenen Kraftfahrzeuges angeordneten Schalters oder eines Türöffnungskontaktes herangezogen wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass als Kriterium für einen bevorstehenden Start der Verbrennungskraftmaschine (10) das Signal einer Sensoreinrichtung zur Erkennung der Sitzbelegung des Fahrersitzes des mit der Verbrennungskraftmaschine (10) angetriebenen Kraftfahrzeuges herangezogen wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass als Kriterium für einen bevorstehenden Start der Verbrennungskraftmaschine (10) das Signal eines zum Öffnen und Schließen von Türen des mit der Verbrennungskraftmaschine (10) angetriebenen Kraftfahrzeuges dienenden mobilen Identifikationsgeber (33) herangezogen wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem festgestellten Defekt einer Heizvorrichtung (20) unter Angabe des betreffenden Zylinders (Z1–Z4) ein entsprechender Eintrag in einen Fehlerspeicher (44) einer die Verbrennungskraftmaschine (10) steuernden und/oder regelnden Motorsteuerungseinrichtung (24) erfolgt.
  10. Vorrichtung zum Betreiben einer mit Alkohol und Alkohol-Mischkraftstoffen arbeitenden, fremdgezündeten Verbrennungskraftmaschine (10) mit mehreren Zylindern (Z1–Z4), wobei den Zylindern (Z1–Z4) zylinderindividuelle, elektrische Heizvorrichtungen (20) zum Beheizen des Kraftstoffes zugeordnet sind, und bei Erfülltsein eines Kriteriums (SA), das für einen bevorstehenden Start der Verbrennungskraftmaschine (10) indikativ ist und bei Erfülltsein eines Kriteriums (TKW_SW1), welches auf einen Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine (10) schließen lässt, die zylinderindividuellen Heizvorrichtungen (20) aktiviert werden, wobei die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Heizvorrichtungen (20) an oder in den den einzelnen Zylindern (Z1–Z4) zugeordneten Kraftstoffinjektoren (19) angeordnet sind.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Heizvorrichtungen (20) an oder in den die einzelnen Kraftstoffinjektoren (19) mit einer Kraftstoffverteilerleiste (18) verbindenden Leitungen angeordnet sind.
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