Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kaltstartoptimierung eines Verbrennungsmotors.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Zusatzsteuergerät zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

Beschrieben wird ein Verfahren zur Kaltstartregelung eines Verbrennungsmotors umfassend: ein Feststellen eines Starts einer Motorvorwärmvorrichtung; ein Übertragen einer gewählten Kühlmitteltemperatur T _kü hi jrans an ein Motorsteuergerät; und ein Angleichen der an das Motorsteuergerät übertragenen gewählten Kühlmitteltemperatur T _kü hi trans an eine aktuelle Kühlmitteltemperatur T _kü hi _akt während eines Zeitintervalls At im Anschluss an den Start des Verbrennungsmotors.

Moderne Verbrennungsmotoren, insbesondere solche die in Fahrzeugen als primärer Antriebsmotoren genutzt werden, unterliegen einer strengen Kontrolle und Regelung durch ein im Fahrzeug üblicherweise integriertes Motormanagementsystem. Dieses ist notwendig, um den genutzten Verbrennungsmotor in einem optimalen Kennfeld zu betreiben, insbesondere hinsichtlich seiner Verbrauchs- und Abgaswerte. Dies führt dazu, dass die Verbrennungsmotoren hinsichtlich der Fahrzeugdiagnose, das heißt unter anderem im Hinblick auf eine fahrzeuginterne Fehlerüberwachung, in immer engeren Überprüfungs- und Regelfenstern betrieben werden. Dies gewährleistet, dass moderne Fahrzeugmotoren auch bei unterschiedlichen Umgebungstemperaturen immer zumindest ähnlich Start- und Betriebsvoraussetzungen haben und insbesondere vorgeschriebene Abgaswerte einhalten. Derartige Fahrzeugdiagnosefunktionen führen unter anderem bei einem Motorkaltstart einen Vergleich zwischen einer tatsächlich gemessenen Kühlwasser-, Luft-, und Öltempe- ratur mit im Steuergerät hinterlegten Werten durch und überprüfen die Ergebnisse auf ihre Plausibilität. Durch diese Überprüfung können vorhandene Fehler erkannt werden und das Motorsteuergerät kann beispielsweise einen Notlaufbetrieb des Verbrennungsmotors einleiten sowie eine entsprechende Fehlermeldung abspeichern. Im Normalfall liegen die bei einem Kaltstart gemessenen tatsächlichen Kühlmitteltemperaturen relativ dicht an einer Umgebungstemperatur des Fahrzeugs, beispielsweise in einem Bereich zwischen -20 °C und 30 °C. Wird bei einem derartigen Fahrzeug insbesondere nachträglich eine Motorvorwärmvorrichtung nachgerüstet, beispielsweise in Form einer Standheizung, welche neben einem Fahrzeuginnenraum auch den Verbrennungsmotor selbst über das verwendete Kühlmittel vorwärmen kann, kann diese Fahrzeugdiagnose durch eine nunmehr stark erhöhte tatsächliche Kühlwassertemperatur durch den Betrieb der Motorvorwärmvorrichtung empfindlich gestört werden. Ein verwendeter Kühlmitteltemperatursensor kann beispielsweise einen Wert von etwa 70° Celsius fassen, den das Motorsteuergerät als Defekt des Temperatursensors interpretiert, da ein solcher Wert beim Kaltstart des Verbrennungsmo- tors nicht plausibel ist.

Durch das erfindungsgemäße Übertragen einer gewählten Kühlmitteltemperatur T _kü hi trans an das Motorsteuergerät beim Start des Verbrennungsmotors kann dies verhindert werden. Das Motorsteuergerät erfasst und erkennt einen plausiblen Temperaturwert für den Kaltstart des Verbrennungsmotors. Ein Notlaufbetrieb des Verbrennungsmotors sowie ein Fehlereintrag im Motorsteuergerät kann auf diese Weise verhindert werden. Das anschließende Angleichen der an das Motorsteuergerät übertragenen gewählten Kühlmitteltemperatur T _{kü h} i trans an eine aktuelle Kühlmitteltemperatur T _küh i _a kt während eines Zeitintervalls At im Anschluss an den Start des Verbrennungsmotors kann den Eingriff in das Mo- tormanagementsystem, der durch die Übertragung des modifizierten Temperaturwertes erfolgt, gering halten. Zusätzlichen Änderungen oder Anpassungen des Motorsteuergeräts sind nicht erforderlich. Dies ist insbesondere bei einer Nachrüstung des Fahrzeugs mit einer Motorvorwärmvorrichtung von Vorteil. Es kann vorgesehen sein, dass ein Erfassen einer Temperatur T beim Start der Motorvorwärmvorrichtung erfolgt. In diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein, dass ein Festsetzen der an das Motorsteuergerät übertragenen gewählten Kühlmitteltemperatur Tkühijrans beim Start des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit von der erfassten Temperatur T erfolgt. Beispielsweise kann die übertragene gewählte Kühlmitteltemperatur T _kü hi trans sich von der erfassten Temperatur T um einen festen Betrag unterscheiden, beispielsweise 5°C oder 10°C. Dadurch kann die resultierende Temperaturdifferenz, die später ausge- glichen werden muss, je nach Bedarf reduziert oder vergrößert werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Festsetzen der an das Motorsteuergerät übertragenen gewählten Kühlmitteltemperatur T _kü hi jrans beim Start des Verbrennungsmotors auf die beim Start der Motorvorwärmvorrichtung erfasste Temperatur T erfolgt. Auf diese Weise wird in jedem denkbaren Betriebszustand eine plausible Temperatur festgesetzt.

Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass ein Festsetzen der an das Motorsteuergerät übertragenen gewählten Kühlmitteltemperatur T _kü hi trans beim Start des Verbrennungsmotors auf einen festen Wert T _fix erfolgt. Die Verwendung eines festen Wertes T _fix als über- tragene gewählte Kühlmitteltemperatur T _kü hi trans ist besonders leicht und ohne jede Temperaturmessung realisierbar.

Nützlicherweise kann vorgesehen sein, dass die Motorvorwärmvorrichtung nach ihrem Start Kühlmittel eines Kühlkreislaufs des Verbrennungsmotors erwärmt und mit Hilfe des erwärmten Kühlmittels einen Fahrzeuginnenraum erwärmt. Die verwendete Motorvorwärmvorrichtung kann dementsprechend als eine kombinierte Motorvorwärmvorrichtung ausgeführt sein, welche neben der Funktion einer Motorvorwärmvorrichtung auch die Funktion einer Standheizung übernimmt. Möglich ist auch, dass die Hauptfunktion der Motorvorwärmvorrichtung die Standheizfunktion ist. Diese Funktionalität kann somit ebenfalls leicht nachgerüstet werden.

Nützlicherweise kann vorgesehen sein, dass das Zeitintervall At mit dem Start des Verbrennungsmotors beginnt. Der Start des Verbrennungsmotors kann beispielsweise durch ein entsprechendes Steuersignal "Motor starten" genau definiert, festgelegt und erfasst werden. Beispielsweise durch das Erfassen der Motordrehzahl über den Fahrzeugbus.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Zeitintervall At maximal eine Minute, vorzugsweise zwischen 10 Sekunden und 30 Sekunden dauert. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die von dem Motorsteuergerät durchgeführten Plausibilitätsprüfungen abgeschlossen sind. Weiterhin wird auf diese Weise auch eine unzulässige Temperaturerhöhung des Kühlmittels im Bereich des Verbrennungsmotors vermieden, beispielsweise wenn der Verbrennungsmotor Vorrichtungen besitzt, welche eine schnellere Erwärmung des Kühlmittels im Bereich des Motorblocks bewirken sollen. Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass das Angleichen der an das Motorsteuergerät übertragenen Kühlmitteltemperatur T _kü hi trans an die aktuelle Kühlmitteltemperatur kühi_akt während des Zeitintervalls At gleichmäßig und linear erfolgt. Das gleichmäßige und lineare Anpassen der Kühlmitteltemperatur kann, beispielsweise, leicht mit Hilfe eines regelbaren elektrischen Widerstands realisiert sein, durch den ein von dem Temperatursensor gelieferter Spannungswert angepasst werden kann. Der von dem Temperatur- sensor gelieferte Spannungswert kann in üblicher Weise als die gemessene Temperatur repräsentierend angesehen werden.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Angleichen der an das Motorsteuergerät übertragenen Kühlmitteltemperatur T _küh i trans an die aktuelle Kühlmitteltemperatur T _küh i_akt sofort erfolgt, wenn die aktuelle Kühlmitteltemperatur T _kü hi _akt einen zulässigen Höchstwert Tkühi_max überschreitet. Auf diese Weise kann eine Schädigung des Verbrennungsmotors durch die Zuführung eines zu niedrigen Kühlmitteltemperaturwertes zu dem Motorsteuergerät zuverlässig verhindert werden, was insbesondere beim Vorliegen tatsächlicher Defekte, beispielsweise zu wenig Kühlmittel im Kühlkreislauf, vorteilhaft sein kann.

Beschrieben wird weiterhin ein Zusatzsteuergerät, dass zur Durchführung dieses Verfahrens eingerichtet ist, wobei das Zusatzsteuergerät die im Zusammenhang mit dem Verfahren beschriebenen Vorteile umsetzt. Die vorstehen beschriebene Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.

Es zeigen: Figur 1 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens; und

Figur 2 eine schematische Darstellung von im Rahmen des erfindungsgemäßen

Verfahrens beteiligten Fahrzeugkomponenten. Figur 1 zeigt ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Das erfindungsgemäße Verfahren 100 beginnt mit einem Feststellen 1 10 eines Starts einer Motorvorwärmvorrichtung. Die Motorvorwärmvorrichtung kann beispielsweise lediglich zur Vorwärmung eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs, insbesondere eines PKW oder eines LKW, mit Hilfe des verwendeten Kühlmittels ausgeführt sein. Die Motorvorwärmvorrich- tung kann zusätzlich oder primär auch die Funktion einer Standheizung haben, die mit Hilfe des erwärmten Kühlmittels des Verbrennungsmotors auch einen Fahrzeuginnenraum des Fahrzeugs erwärmt.

Im Anschluss an das Feststellen des Starts der Motorvorwärmvorrichtung kann optional ein Erfassen 120 einer Temperatur T beim Start der Motorvorwärmvorrichtung erfolgen. Die erfasste Temperatur T kann beispielsweise eine Umgebungstemperatur oder eine aktuelle Kühlmitteltemperatur zum Zeitpunkt des Starts der Motorvorwärmvorrichtung sein. Die Umgebungstemperatur und die aktuelle Kühlmitteltemperatur sind bei einem Kaltstart des Verbrennungsmotors üblicherweise nahezu gleich. Abweichungen zwischen der Um- gebungstemperatur und der aktuellen Kühlmitteltemperatur beim Start der Motovorwärm- vorrichtung können optional zur Fehlerdiagnose der verwendeten Temperatursensoren durch eine das Verfahren ausführende Vorrichtung herangezogen werden. Im Anschluss an das Erfassen 120 der Temperatur T beim Start der Motovorwärmvorrichtung kann ein Festsetzen 130 einer an ein Motosteuergerät übertragenen gewählten Kühlmitteltempera- tur T _k ühi trans beim Start des Verbrennungsmotors auf die zuvor beim Start der Motovorwärmvorrichtung erfasste Temperatur T erfolgen. Möglich ist auch eine feststehende Temperatur T _fix als zu übertragene gewählte Kühlmitteltemperatur T _kü hi trans zu bestimmen. Auch ist möglich die zu übertragene gewählte Kühlmitteltemperatur T _kü hi trans in Abhängigkeit von der zuvor erfassten Temperatur T zu bestimmen.

Das Motosteuergerät steuert und regelt den Betrieb des Verbrennungsmotors. An das Motorsteuergerät wird also nicht die tatsächliche Kühlmitteltemperatur übertragen, sondern beispielsweise die beim Start der Motorvorwärmvorrichtung erfasste Temperatur T, welche im Laufe der Zeit durch den Betrieb der Motovorwärmvorrichtung deutlich unter- halb einer aktuellen Kühlmitteltemperatur T _kü hi _akt liegt. Wird nun der Verbrennungsmotor gestartet, so erfolgt im Anschluss an den Start des Verbrennungsmotors ein Angleichen 140 der an das Motorsteuergerät übertragenen gewählten Kühlmitteltemperatur T _kü hi trans an eine aktuelle Kühlmitteltemperatur T _kü hi _akt während eines Zeitintervalls At. Auf diese Weise können durch eine unplausibel hohe Kühlmitteltemperatur verursachter Fehlerspei- chereintrag und ein eventueller Notlaufbetrieb des Verbrennungsmotors aufgrund eines vermeintlich defekten Temperatursensors verhindert werden. Wenn das Angleichen 140 der an das Motorsteuergerät übertragenen Temperatur abgeschlossen ist, endet das Verfahren 100 und das Motorsteuergerät kann in bewährter Weise den Betrieb des Verbrennungsmotors ohne weitere Einflussnahmen eigenständig steuern und regeln. Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung von im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens beteiligten Fahrzeugkomponenten. Angedeutet ist ein Verbrennungsmotor 10, eine Motorvorwärmvorrichtung 12, ein Fahrzeuginnenraum 18, ein Kühler 24 und ein Sensor 26. Ein Kühlkreislauf 16 mit Kühlmittel 20 verbindet in üblicher Weise die vorstehend genannten Komponenten miteinander, wobei während dem Betrieb des Verbrennungsmotors 10 das Kühlmittel 20 aufgeheizt und am Kühler 24, der einen Wärmetauscher darstellt, in die Fahrzeugumgebung abgeführt wird. Eine Zirkulation des Kühlmittels 20 im Kühlkreislauf 16 ist durch die Pfeile angedeutet. Das Kühlmittel 20 kann über einen nicht explizit dargestellten Wärmetauscher auch einen Teil der vom Verbrennungsmotor 10 auf- genommenen Wärme an den Fahrzeuginnenraum 18 abgeben. Weiterhin kann die Motorvorwärmvorrichtung 12 das Kühlmittel 20 unabhängig vom Verbrennungsmotor erwärmen. Die Motorvorwärmvorrichtung 12 kann insofern sowohl zur Vorwärmung des Verbrennungsmotors 10 als auch zur Vorwärmung des Fahrzeuginnenraums 18 genutzt werden. Der Sensor 26 steht ebenfalls im Kontakt mit dem Kühlkreislauf 16 und kann, wie ange- deutet, eine erfasste aktuelle Kühlmitteltemperatur an ein Zusatzsteuergerät 22 übertragen. Zusätzlich oder alternativ kann das Zusatzsteuergerät 22 auch eine Umgebungstemperatur von einem weiteren Sensor 28 empfangen, die der weitere Sensor 28 erfasst. Das Zusatzsteuergerät 22 kann den beziehungsweise die erfassten Temperaturwerte modifizieren und an ein Motorsteuergerät 14 des Verbrennungsmotors 10 weiterleiten. Bei- spielsweise kann das Zusatzsteuergerät 22 zum Zeitpunkt des Starts der Motovorwärm- vorrichtung 12 einen erfassten Temperaturwert T festsetzen und, unabhängig von einem tatsächlichen aktuellen Temperaturwert T _kü hi _akt des Kühlmittels 20 während des Betriebs der Motovorwärmvorrichtung 12, diesen festgesetzten Temperaturwert T an das Motorsteuergerät 14 übertragen, bis der Verbrennungsmotor 10 gestartet wird. Der festgesetzte Wert kann beispielsweise ein fester Wert T _fix oder ein in Abhängigkeit von einem zum Zeitpunkt des Starts der Motovorwärmvorrichtung 12 einen erfassten Temperaturwert T bestimmt sein.

Durch den Start des Verbrennungsmotors 10 kann ein Zeitintervall At gestartet werden, während dem das Zusatzsteuergerät 22 den an das Motorsteuergerät 14 übertragenen Temperaturwert T _küh i trans an den aktuellen Temperaturwert T _küh i _a kt des Kühlmittels an- passt. Die Anpassung kann beispielsweise kontinuierlich und linear erfolgen, die Anpassung kann auch sprunghaft erfolgen, beispielsweise, wenn der tatsächliche erfasste Temperaturwert T _k ühi akt des Kühlmittels einen festgelegten Schwellenwert T _max überschreitet. Das anfängliche Festsetzen und spätere Anpassen des an das Motorsteuergerät übertragenen Temperaturwertes T _kü hi jrans kann beispielsweise durch einen regelbaren ohmschen Widerstand erfolgen, der die den Temperaturwert repräsentierende Spannung modifiziert. Ein im Zusatzsteuergerät 22 integrierter variabler Widerstand kann beispielsweise im Standheizfall zwischen Motorsteuergerät 14 und Sensor 26 geschaltet sein. Der Widerstandswert des variablen Widerstands kann, je nach Eingangsparametern, so angepasst werden, dass der Gesamtwiderstandswert des Sensors 26 und des variablen Widerstands dem Widerstand des Sensors 26 ohne Erwärmung durch die Motorvorwärmvorrichtung 12 entspricht. Während der Anpassung im Zeitintervall At kann der Widerstandswert des variablen Widerstands auf 0 Ohm heruntergefahren werden, so dass das Motorsteuergerät die tatsächliche Temperatur erfasst. Das Zusatzsteuergerät 22 kann beim Nachrüsten des Fahrzeugs mit der Motorvorwärmvorrichtung 12 beispielsweise in einfacher Weise in die Leitungsverbindung zwischen dem Motorsteuergerät 14 und den Sensoren 26, 28 eingefügt werden. Weitere Modifikationen der Elektronik des Fahrzeugs können überflüssig sein. Wenn die Motorvorwärmvorrichtung 12 inaktiv ist, beeinflusst auch der variable Widerstand nicht die Temperaturerfassung. Auch kann auf eine umfangreiche Modifizierung des Kühlkreislaufs 16, beispielsweise eine Abtrennung des Verbrennungsmotors 10 vom Kühlkreislauf 16 durch ein Sperrventil während eines Betriebs der Motorvorwärmvorrichtung 12 als Standheizung, verzichtet werden (Inselbetrieb).

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen of- fenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

Bezugszeichenliste

10 Verbrennungsmotor

12 Motorvorwärmvorrichtung

14 Motorsteuergerät

16 Kühlkreislauf

18 Fahrzeuginnenraum

20 Kühlmittel

22 Zusatzsteuergerät

24 Kühleinrichtung

26 Sensor

28 weiterer Sensor

100 Verfahren

1 10 Feststellen

1 15 Übertragen

120 Erfassen

130 Festsetzen

140 Angleichen