专利名称：一种柴油机冷启动辅助装置及控制方法
技术领域：
本发明涉及柴油机辅助设备领域，更具体地说，涉及一种柴油机冷启动辅助装置及控制方法。
背景技术：
柴油机属于压燃方式，在低温时冷启动困难，需要冷启动辅助装置，例如采用各种加热措施来提高发动机的进气温度、机油的温度、冷却水的温度、燃烧室的温度等，从而改善柴油机低温时启动的性能。柴油机启动时通过冷启动辅助装置可以改善柴油机的低温启动的性能。柴油机刚刚启动后，还需要一段时间才能热起来，此时柴油机的燃烧并不理想，直接导致发动机的运转不稳定，产生噪声振动，而且发动机的尾气排放恶化，常见冒黑烟、白烟、蓝烟等现象。如果继续使用冷启动辅助装置提高发动机燃烧室的温度，发动机的燃烧及尾气排放会得到明显的改善。但是，目前柴油机所采用的预热塞的预热时间是固定的，不能根据环境温度的变化而变化，而且只是局限在预热阶段起作用，发动机启动阶段及怠速暖机阶段预热塞不工作；另外，柴油机上的喷油泵采用非电控燃油喷油，其启动时的供油提前角是固定的，不能调整，不具备启动辅助功能。因此，如何研究出一种柴油机冷启动辅助装置及控制方法，以改善柴油机冷启动性能，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种柴油机冷启动辅助控制方法，以实现改善柴油机冷启动性能；本发明的第二个目的在于提供一种柴油机冷启动辅助装置。为实现上述第一个目的，本发明提供如下技术方案—种柴油机冷启动辅助控制方法，包括步骤A、检测实际水温和启动开关所处的位置；B、比较所述实际水温与所述柴油机的启动水温阈值得到比较结果，根据所述比较结果、所述实际水温、所述启动开关所处的位置以及水温与预热塞加热时间的对应关系控制所述预热塞加热时间；根据所述实际水温和所述启动开关所处的位置控制喷油泵启动提前装置开启。优选地，在上述柴油机冷启动辅助控制方法中，所述启动开关所处的位置包括预热档位和启动档位。优选地，在上述柴油机冷启动辅助控制方法中，所述比较所述实际水温与所述柴油机的启动水温阈值得到比较结果还包括显示所述比较结果。优选地，在上述柴油机冷启动辅助控制方法中，所述比较结果为所述实际水温低于所述柴油机的启动水温阈值，所述步骤B具体为驱动所述启动开关位于预热档位，判断所述柴油机处于预热阶段，根据所述实际水温以及预热阶段水温与预热塞加热时间的对应关系控制所述预热塞的加热时间；当所述预热塞达到预热阶段所述预热塞的加热时间时，驱动所述启动开关位于启动档位启动成功，降低所述预热塞的通电电流，并控制所述喷油泵启动提前装置开启；驱动所述启动开关复位，所述喷油泵启动提前装置继续工作，并根据所述实际水温以及怠速暖机阶段水温与预热塞加热时间的对应关系控制所述预热塞的加热时间。优选地，在上述柴油机冷启动辅助控制方法中，所述比较结果为所述实际水温高于所述柴油机的启动水温阈值，所述步骤B具体为驱动所述启动开关位于启动档位，判断所述柴油机处于启动阶段，停止所述预热塞和喷油泵启动提前装置动作。为了实现上述第二个目的，本发明提供一种柴油机冷启动辅助装置，包括启动开关、启动电机、预热塞、喷油泵启动提前装置、水温传感器和启动控制模块，其中所述启动开关实现人机交互；所述启动电机驱动所述柴油机启动；所述预热塞加热所述柴油机的冷却水；所述喷油泵启动提前装置控制所述柴油机喷油开启时间和喷油量；所述水温传感器检测所述柴油机的冷却水的实际水温；所述启动控制模块比较所述实际水温与所述柴油机的启动水温阈值得到比较结果，根据所述比较结果、所述实际水温、所述启动开关所处的位置以及水温与预热塞加热时间的对应关系控制所述预热塞加热时间；根据所述实际水温和所述启动开关所处的位置控制所述喷油泵启动提前装置开启。优选地，在上述柴油机冷启动辅助装置中，所述启动开关所处的位置包括预热档位和启动档位。优选地，在上述柴油机冷启动辅助装置中，所述启动控制模块包括判断单元和处理单元，其中，所述判断单元用于比较所述实际水温与所述柴油机的启动水温阈值得到比较结果；所述处理单元用于根据所述比较结果、所述实际水温、所述启动开关所处的位置以及水温与预热塞加热时间的对应关系控制所述预热塞加热时间；根据所述实际水温和所述启动开关所处的位置控制所述喷油泵启动提前装置开启。优选地，在上述柴油机冷启动辅助装置中，所述启动控制模块还包括显示单元用于显示所述比较结果。优选地，在上述柴油机冷启动辅助装置中，所述显示单元为预热指示灯。由于本发明中的柴油机冷启动辅助控制方法根据实际水温调整预热塞的加热时间，实现根据环境温度的变化调整预热塞的加热时间，并且在启动阶段和怠速暖机阶段均能起到加热的作用，提高发动机燃烧室的温度，发动机的燃烧及尾气排放会得到明显的改善；同时通过检测实际温度和启动开关的位置控制喷油泵提前装置的开启时间和喷油量， 从而改变了柴油机的供油提前角，水温偏低时，能够辅助柴油机喷油，进一步改善柴油机的冷启动性能。基于上述方法的柴油机冷启动辅助装置改善了柴油机的冷启动性能。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例提供的一种柴油机冷启动辅助控制方法的流程示意图；图2为图1中步骤S200的流程示意图；图3为本发明实施例中柴油机预热阶段预热塞加热时间与水温的对应关系表；图4为本发明实施例中柴油机喷油提前角与柴油机转速的对应关系表；图5为本发明实施例中柴油机预热阶段预热塞加热时间与水温的对应关系表；图6为本发明实施例提供的一种柴油机冷启动辅助装置的结构示意图；图7为本发明实施例提供的另一种柴油机冷启动辅助装置的结构示意图。
具体实施例方式相关名词解释预热塞也称为电热塞，类似于电热水壶的电阻丝加热；怠速发动机最低工作稳定转速；供油提前发动机的理论供油时刻在活塞运行到最上端时开始喷射，为了改善发动机的燃烧性能及降低噪音振动，一般要提前供油，即在活塞未运行到最上端时就开始供油。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明的第一个目的在于提供一种柴油机冷启动辅助控制方法，如图1所示，包括步骤SlOO 检测实际水温和启动开关所处的位置。其中，启动开关具有多个档位包括预热档位和启动档位，根据启动开关所处位置能够判断出柴油机所处阶段，当启动开关位于预热档位时，柴油机处于预热阶段；当启动开关位于启动档位时，柴油机处于启动阶段；当柴油机启动成功且启动开关复位后，柴油机处于怠速暖机阶段。柴油机是否经历预热阶段主要是通过判断实际水温与柴油机启动水温阈值之后才能得出，当实际水温低于启动水温阈值时，该柴油机需要进入预热阶段，进行预热处理；当实际水温高于启动水温阈值时，该柴油机直接进入启动阶段，同时预热塞以及喷油泵提前装置不起作用。上述判断实际水温与启动水温阈值的步骤请参照步骤S200。步骤S200 比较所述实际水温与所述柴油机的启动水温阈值得到比较结果，根据所述比较结果、所述实际水温、所述启动开关所处的位置以及水温与预热塞加热时间的对应关系控制所述预热塞加热时间；根据所述实际水温和所述启动开关所处的位置控制喷油泵启动提前装置开启。如图2所示，上述步骤S200具体包括
步骤S201 驱动所述启动开关位于预热档位，判断所述柴油机处于预热阶段。步骤S202 判断实际水温与启动水温阈值的大小，若实际水温小于启动水温阈值进入步骤S203，否则进入步骤S209。步骤S203 根据所述实际水温以及预热阶段水温与预热塞加热时间的对应关系控制所述预热塞的加热时间。步骤S204 判断预热塞是否到达预热阶段加热时间，若达到则进入步骤S205 ；否则进入步骤S203。步骤S205 驱动所述启动开关位于启动档位启动成功，降低所述预热塞的通电电流，并控制所述喷油泵启动提前装置开启。步骤S206 判断柴油机是否启动成功，若成功进入步骤S207 ；否则进入步骤S205。步骤S207 所述喷油泵启动提前装置继续工作，并根据所述实际水温以及怠速暖机阶段水温与预热塞加热时间的对应关系控制所述预热塞的加热时间。步骤S208 判断实际水温和转速是否达到设定值，若达到进入步骤S209 ；否则进入步骤S207。步骤S209 预热塞和喷油泵启动提前装置停止工作。在低温环境中启动时，柴油机启动过程会经历多个阶段，而不同阶段柴油机所需要的设定水温值并不相同。请参照图3和图5所示，其中，图3为预热阶段预热塞加热时间与水温的对应关系表；图4为柴油机喷油提前角与柴油机转速的对应关系表；图5为怠速暖机阶段预热塞加热时间与水温的对应关系表。根据柴油机所处阶段的不同采取预热塞加热时间与水温不同的对应关系表控制预热塞的加热时间，根据柴油机启动阶段中喷油提前角与转速的对应关系控制喷油泵提前装置的开启。另外，上述启动开关实现人机互动，操作人员可控制启动开关处于不同的档位控制柴油机的启动和关闭。为了方便操作人员观察，上述步骤S200中还包括显示比较结果的步骤，通过显示比较结果，方便操作人员进行如何操作，当显示比较结果为实际水温低于启动水温阈值时，将启动开关处于预热档位；当显示比较结果为实际水温高于地洞水温阈值时，将启动开关处于启动档位。本发明还公开了一种柴油机冷启动辅助装置，如图6所示，该柴油机冷启动辅助装置包括启动开关2、启动电机4、预热塞6、喷油泵启动提前装置3、水温传感器5和启动控制模块，其中所述启动开关2实现人机交互；所述启动电机4驱动所述柴油机启动；所述预热塞6加热所述柴油机的冷却水；所述喷油泵启动提前装置3控制所述柴油机喷油时间和喷油量；所述水温传感器5检测所述柴油机的冷却水的实际水温；所述启动控制模块比较所述实际水温与所述柴油机的启动水温阈值得到比较结果，根据所述比较结果、所述实际水温、所述启动开关2所处的位置以及水温与预热塞6加热时间的对应关系控制所述预热塞6加热时间；根据所述实际水温和所述启动开关2所处的位置控制所述喷油泵启动提前装置3开启。上述启动开关2所处的位置包括预热档位和启动档位。
启动控制模块包括判断单元和处理单元，其中，所述判断单元用于比较所述实际水温与所述柴油机的启动水温阈值得到比较结果；所述处理单元用于根据所述比较结果、所述实际水温、所述启动开关2所处的位置以及水温与预热塞6加热时间的对应关系控制所述预热塞6加热时间；根据所述实际水温和所述启动开关2所处的位置控制所述喷油泵启动提前装置3开启。如图7所示，为了方便操作人员观察所述启动控制模块还包括显示单元7用于显示所述比较结果。上述显示单元7可以为显示器，还可以为预热指示灯，还可以报警器。由于本发明中的柴油机冷启动辅助控制方法根据实际水温调整预热塞的加热时间，实现根据环境温度的变化调整预热塞的加热时间，并且在启动阶段和怠速暖机阶段均能起到加热的作用，提高发动机燃烧室的温度，发动机的燃烧及尾气排放会得到明显的改善；同时通过检测实际温度和启动开关的位置控制喷油泵提前装置的开启时间和喷油量， 从而改变了柴油机的供油提前角，水温偏低时，能够辅助柴油机喷油，进一步改善柴油机的冷启动性能。基于上述方法的柴油机冷启动辅助装置改善了柴油机的冷启动性能。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求
1.一种柴油机冷启动辅助控制方法，其特征在于，包括步骤A、检测实际水温和启动开关所处的位置；B、比较所述实际水温与所述柴油机的启动水温阈值得到比较结果，根据所述比较结果、所述实际水温、所述启动开关所处的位置以及水温与预热塞加热时间的对应关系控制所述预热塞加热时间；根据所述实际水温和所述启动开关所处的位置控制喷油泵启动提前装置开启。
2.如权利要求1所述的柴油机冷启动辅助控制方法，其特征在于，所述启动开关所处的位置包括预热档位和启动档位。
3.如权利要求2所述的柴油机冷启动辅助控制方法，其特征在于，所述比较所述实际水温与所述柴油机的启动水温阈值得到比较结果还包括显示所述比较结果。
4.如权利要求3所述的柴油机冷启动辅助控制方法，其特征在于，所述比较结果为所述实际水温低于所述柴油机的启动水温阈值，所述步骤B具体为驱动所述启动开关位于预热档位，判断所述柴油机处于预热阶段，根据所述实际水温以及预热阶段水温与预热塞加热时间的对应关系控制所述预热塞的加热时间；当所述预热塞达到预热阶段所述预热塞的加热时间时，驱动所述启动开关位于启动档位启动成功，降低所述预热塞的通电电流，并控制所述喷油泵启动提前装置开启；驱动所述启动开关复位，所述喷油泵启动提前装置继续工作，并根据所述实际水温以及怠速暖机阶段水温与预热塞加热时间的对应关系控制所述预热塞的加热时间。
5.如权利要求4所述的柴油机冷启动辅助控制方法，其特征在于，所述比较结果为所述实际水温高于所述柴油机的启动水温阈值，所述步骤B具体为驱动所述启动开关位于启动档位，判断所述柴油机处于启动阶段，停止所述预热塞和喷油泵启动提前装置动作。
6.一种柴油机冷启动辅助装置，其特征在于，包括启动开关、启动电机、预热塞、喷油泵启动提前装置、水温传感器和启动控制模块，其中所述启动开关实现人机交互；所述启动电机驱动所述柴油机启动；所述预热塞加热所述柴油机的冷却水；所述喷油泵启动提前装置控制所述柴油机喷油时间和喷油量；所述水温传感器检测所述柴油机的冷却水的实际水温；所述启动控制模块比较所述实际水温与所述柴油机的启动水温阈值得到比较结果，根据所述比较结果、所述实际水温、所述启动开关所处的位置以及水温与预热塞加热时间的对应关系控制所述预热塞加热时间；根据所述实际水温和所述启动开关所处的位置控制所述喷油泵启动提前装置开启。
7.如权利要求6所述的柴油机冷启动辅助装置，其特征在于，所述启动开关所处的位置包括预热档位和启动档位。
8.如权利要求7所述的柴油机冷启动辅助装置，其特征在于，所述启动控制模块包括判断单元和处理单元，其中，所述判断单元用于比较所述实际水温与所述柴油机的启动水温阈值得到比较结果； 所述处理单元用于根据所述比较结果、所述实际水温、所述启动开关所处的位置以及水温与预热塞加热时间的对应关系控制所述预热塞加热时间；根据所述实际水温和所述启动开关所处的位置控制所述喷油泵启动提前装置开启。
9.如权利要求7所述的柴油机冷启动辅助装置，其特征在于，所述启动控制模块还包括显示单元用于显示所述比较结果。
10.如权利要求9所述的柴油机冷启动辅助装置，其特征在于，所述显示单元为预热指示灯。
全文摘要
本发明实施例公开了一种柴油机冷启动辅助装置及控制方法。由于本发明中的柴油机冷启动辅助控制方法根据实际水温调整预热塞的加热时间，实现根据环境温度的变化调整预热塞的加热时间，并且在启动阶段和怠速暖机阶段均能起到加热的作用，提高发动机燃烧室的温度，发动机的燃烧及尾气排放会得到明显的改善；同时通过检测实际温度和启动开关的位置控制喷油泵提前装置的开启时间和喷油量，从而改变了柴油机的供油提前角，水温偏低时，能够辅助柴油机喷油，进一步改善柴油机的冷启动性能。基于上述方法的柴油机冷启动辅助装置改善了柴油机的冷启动性能。
文档编号F02N19/10GK102493905SQ20111042160
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月15日 优先权日2011年12月15日
发明者张纪元, 王建军, 胡益聪, 韩景峰, 黄丽玲 申请人:潍柴动力股份有限公司