一种柴油机冷启动的装置及相关控制方法与流程

1.本技术实施例涉及发动机领域，尤其涉及一种柴油机冷启动的装置及相关控制方法。


背景技术：

2.dpf是柴油颗粒捕集器，是安装在柴油车排气系统中，用来过滤来降低排气中颗粒物的装置，是净化柴油机颗粒物最有效、最直接的方法之一。
3.在现有技术中，dpf已在商用车柴油机上实现了商品化应用，dpf碳量累积到一定的程度必须再生(通过废气中的氧烧掉累积的碳)，否则容易出现因dpf积碳量过高而造成dpf堵塞和烧毁的问题。随着排放法规加严，起动过程的排放污染物也逐渐纳入监控范围，发动机在极寒环境下启动困难，燃油燃烧效率极低，柴油燃烧不充分造成大量hc等有毒排放污染物，未然碳烟导致dpf快速满碳甚至过载。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种柴油机冷启动的装置及相关控制方法，用于提高发动机在异常环境的状态下的启动能力。
5.本技术第一方面提供了一种柴油机冷启动的装置，包括：
6.延迟发电系统、共轨加热系统；
7.所述共轨加热系统设置于发动机内部，所述延迟发电系系统与发电机连接；
8.所述发动机与所述发电机连接，所述发电机通过所述延迟发电系统连接到牵引电机上，所述牵引电机用于向负载设备输出动能；
9.所述共轨加热系统包含共轨管和感应模块；
10.所述感应模块包括感应线圈和感应驱动器，所述感应驱动器一端与发动机控制器连接，另一端与所述感应线圈连接，所述感应线圈缠绕在所述共轨管外部；
11.所述延迟发电系统包含延迟发电芯片和延迟器，所述延迟发电芯片一端与发电机连接，另一端连接所述牵引电机；
12.所述延迟发电芯片用于设定发电电压的槛值，所述延迟器用于延迟发电机向所述负载设备输出动能。
13.可选的，所述延迟发电系统设置有与所述延迟发电芯片匹配的壳体，所述壳体用于保护所述延迟发电芯片。
14.可选的，所述延迟发电芯片设置有导通开关，所述导通开关用于连接所述延迟器与所述发电机，所述导通开关用于控制所述延迟器。
15.可选的，所述延迟发电芯片内置存储器，所述存储器用于储存所述发电机激活所述延迟器所需要达到的电压值。
16.可选的，所述共轨加热系统还包括：
17.继电器和电源，所述继电器用于控制所述感应模块，所述电源用于向所述感应模
块供能。
18.可选的，所述电源为直流电源。
19.可选的，所述共轨管上设置有温度传感器，所述温度传感器与所述发动机控制器连接。
20.可选的，所述发电机的正极通过所述延迟发电系统连接所述牵引电机，所述发电机的负极与所述牵引电机直接连接。
21.本技术第二方面提供了一种共轨加热系统的控制方法，所述控制方法适用于柴油机冷启动装置，所述控制方法包括：
22.发动机控制器获取温度传感器的第一反馈温度；
23.所述发动机控制器判断所述第一反馈温度是否小于预设温度区间的最小值；
24.若是，则所述发动机控制器控制所述感应模块对共轨管进行加热；
25.所述发动机控制器持续监控所述温度传感器的第二反馈温度；
26.当所述第二反馈温度进入所述预设温度区间，所述发动机控制器控制所述感应模块停止对所述共轨管进行加热。
27.本技术第三方面提供了一种延迟发电系统的使用方法，所述方法通过所述柴油机冷启动装置执行，所述方法包括：
28.发动机控制器获取所述发动机的转速；
29.所述发动机控制器根据所述发动机转速计算发电机转速；
30.所述发动机控制器根据所述发电机转速及线性关系计算发电机电压；
31.所述发动机控制器判断所述发电机电压是否大于预设电压；
32.若是，则所述发动机控制器触发导通开关启动延迟器；
33.当所述延迟器延时结束，所述发动机控制器控制所述发电机导通发电，以使得发电机向牵引电机供能。
34.从以上技术方案可以看出，该方法通过共轨加热系统提高共轨管的温度，从而提高共轨管内柴油的温度，使得共轨管喷出的柴油能够更好的雾化，提高在寒冷环境下发动机启动时对柴油的燃烧效率，发动机启动后，发电机才会向牵引电机输出动能，但发电机在发电时会产生阻力，在异常环境下，发动机进入启动状态时存在无法提供带动发电机向牵引电机供能的情况，为避免这样的情况，发动机控制器可以通过延迟发电芯片根据发动机的转速对发电机转速进行计算，并通过发电机转速与发电电压的关系确定发电机在该转速下能够产生的电压，只有在电压满足条件时，发电机才会激活延迟器，该延迟器的作用为稳定发电机的发电电压，当延迟器计时结束后，发电机才会向牵引电机发电。
附图说明
35.图1为本技术实施例中一种柴油机冷启动的装置的一个实施例结构示意图；
36.图2为本技术实施例中共轨加热系统的一个实施例结构示意图；
37.图3为本技术实施例中延迟发电系统的一个实施例结构示意图；
38.图4为本技术实施例中共轨加热系统的控制方法的一个实施例流程示意图；
39.图5为本技术实施例中延迟发电装置的控制方法的一个实施例流程示意图。
具体实施方式
40.本技术提供了一种柴油机冷启动的装置及相关控制方法，用于提高发动机在异常环境的状态下的启动能力。
41.在本发明中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅用于说明各部件或组成部分之间的相对位置关系，并不特别限定各部件或组成部分的具体安装方位。
42.并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本技术中的具体含义。
43.此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
44.此外，在本技术中所附图式所绘制的结构、比例、大小等，均仅用于配合说明书所揭示的内容，以供本领域技术人员了解与阅读，并非用于限定本技术可实施的限定条件，故不具有技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均仍应落在本技术所揭示的技术内容涵盖的范围内。
45.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
46.请参阅图1至图3，本技术实施例提供了柴油机冷启动的装置的一种实施例，包括：
47.延迟发电系统1、共轨加热系统2；
48.所述共轨加热系统2设置于发动机3内部，所述延迟发电系系统1与发电机4连接；
49.所述发动机3与所述发电机4连接，所述发电机4通过所述延迟发电系统1连接到牵引电机5上，所述牵引电机5用于向负载设备输出动能；
50.所述共轨加热系统2包含共轨管21和感应模块22；
51.所述感应模块22包括感应线圈221和感应驱动器222，所述感应驱动器222一端与发动机控制器31连接，另一端与所述感应线圈221连接，所述感应线圈221缠绕在所述共轨管21外部；
52.所述延迟发电系统1包含延迟发电芯片11和延迟器12，所述延迟发电芯片11一端与发电机4连接，另一端连接所述牵引电机5；
53.所述延迟发电芯片11用于设定发电电压的槛值，所述延迟器12用于延迟发电机向所述负载设备输出动能。
54.具体的，共轨加热系统2用于对发动机3中的共轨管21进行加热，延迟发电系统1用于延迟发电机4向牵引电机5供电，共轨加热系统2设置在发动机3内部的共轨管21周围，共轨加热系统2的感应模块22中的感应线圈221缠绕在共轨管21上，在感应驱动器222驱动感
应线圈221时，感应线圈221会发热，从而加热共轨管21，并使得共轨管内部的柴油升温，达到更好在低温环境下雾化柴油的目的。
55.在发动机3启动后，发动机3需要对发电机4进行供能使得发电机4启动，发电机4发电需要产生阻力，发电机4的发电电压和发电机4转速成线性关系，发电机4转速又可通过速比换算到发动机3转速，因此可以通过设定不同的触发电压来间接设定不同的发电转速。
56.起动过程中，当发动机3转速高于一定的值时，发电机4电压大于设定门槛值，表明发动机3已经具备起动的能力，这时发电机4满足对外发电的条件，即驱动牵引电机5的条件，但为了保证发动机4起动成功以及起动成功后怠速稳定性，需要通过延迟发电系统1延时延迟一定时间(该时间可由程序设定)后发电机4才对外输出电功率,实施述硬件和控制策略，可降低起动过程阻力。
57.发电机4通过延迟发电系统1连接牵引电机5(也可以直接连接驱动设备)，在发动机控制器31确定发电机4的发电电压满足对外发电条件后，发电机4将会启动延迟发电系统1进行延时，在延时结束后，延迟发电系统1将会导通发电机4向牵引电机5供能的线路。
58.在本技术实施例中，所述延迟发电系统1设置有与所述延迟发电芯片11匹配的壳体13，所述壳体13用于保护所述延迟发电芯片11，延迟发电系统1需要连接在发电机4与牵引电机5之间，其工作环境的电压因为二者的功率变得及不稳定，为避免延迟发电系统1在该恶劣工作环境下失去功能，因此需要通过壳体13对延迟发电系统1的工作环境进行优化，所述发电机4的正极通过所述延迟发电系统1连接所述牵引电机5，所述发电机4的负极与所述牵引电机5直接连接。
59.在本技术实施例中，所述延迟发电芯片11设置有导通开关14，所述导通开关14用于连接所述延迟器12与所述发电机4，所述导通开关14用于控制所述延迟器12，导通开关14设置于延迟器与发电机之间，通过延迟发电芯片1进行控制。
60.在本技术实施例中，所述延迟发电芯片11内置存储器15，所述存储器15用于储存所述发电机4激活所述延迟器12所需要达到的电压值，存储器15内置于延迟发电芯片11内，使得延迟发电芯片11本身可以对数据进行存储，从而达到储存预设电压的目的，预设电压用于与发电机4当前的发电电压进行对比，当发电机4当前的发电电压大于预设电压后，延迟发电芯片11才会控制导通开关14导通，从而触发延迟器12。
61.在本技术实施例中，所述共轨加热系统2还包括，继电器23和电源24，所述继电器23用于控制所述感应模块22，所述电源24用于向所述感应模块22供能。具体的，继电器23和电源24分别用于保护共轨加热系统2的工作状态和对电源24进行保护，电源24为直流电源，该电源24向感应模块供22电后，感应模块22会通感应驱动器222控制感应线圈221对共轨管21进行加热，在实际情况中，共轨管21与感应线圈221之间还会设置绝缘保温层，用于保证共轨管21的温度不会快速流失。具体的，所述继电器23连接所述发动机控制器31的一端为控制端，所述继电器23连接所述感应驱动器222和所述电源24的一端为工作端，所述继电器23有至少三个正极输出端，分别连接所述电源24、所述感应驱动器222和所述发动机控制器31，所述继电器24的负极输出端连接所述发动机控制器31。
62.在本技术实施例中，所述共轨管21上设置有温度传感器211，所述温度传感器211与所述发动机控制器31连接，温度传感器211的主要作用为将共轨管21的温度数据传输至发动机控制器31中，使得发动机控制器31可以根据共轨管的温度进行相应的逻辑操作。
63.从以上技术方案可以看出，该方法通过共轨加热系统提高共轨管的温度，从而提高共轨管内柴油的温度，使得共轨管喷出的柴油能够更好的雾化，提高在寒冷环境下发动机启动时对柴油的燃烧效率，发动机启动后，发电机才会向牵引电机输出动能，但发电机在发电时会产生阻力，在异常环境下，发动机进入启动状态时存在无法提供带动发电机向牵引电机供能的情况，为避免这样的情况，发动机控制器可以通过延迟发电芯片根据发动机的转速对发电机转速进行计算，并通过发电机转速与发电电压的关系确定发电机在该转速下能够产生的电压，只有在电压满足条件时，发电机才会激活延迟器，该延迟器的作用为稳定发电机的发电电压，当延迟器计时结束后，发电机才会向牵引电机发电。
64.以上对本技术实施例的一种柴油机冷启动装置进行了详细说明，接下来将对共轨加热系统的控制方法即延迟发电系统的控制方法进行说明。
65.请参阅图4，本技术实施例提供了共轨加热系统的控制方法的一种实施例，所述控制方法适用于柴油机冷启动装置，所述控制方法包括：
66.401、发动机控制器获取温度传感器的第一反馈温度；
67.本技术实施例的方法通过共轨加热系统实现，在实际情况中，温度传感器用于监控共轨管的温度，发动机控制器与温度传感器数据连接，使得温度传感器得以直接向发动机控制器反馈当前的共轨管温度。
68.402、所述发动机控制器判断所述第一反馈温度是否小于预设温度区间的最小值；
69.在发动机控制器此时获取到的共轨管温度为温度传感器反馈的第一反馈温度。获取到共轨管的温度后，发动机控制器会将共轨管的温度与存储于发动机控制器的预设温度区间进行比较，在实际情况中，共轨管的适宜工作温度为一个区间，应在使用时避免共轨管温度过高或过低，因此在实际情况中，在发动机控制器中对共轨管的温度控制也由区间进行限制。
70.当发动机控制器判断结果为第一反馈温度小于预设温度区间的最小值时，执行步骤403。
71.403、若是，则所述发动机控制器控制所述感应模块对共轨管进行加热；
72.在第一反馈温度小于预设温度区间最小值时，则说明此时共轨管的工作温度过低，会导致其中的柴油温度过低，因此此时发动机控制器会控制感应模块激活感应线圈对共轨管进行加热。
73.404、所述发动机控制器持续监控所述温度传感器的第二反馈温度；
74.在加热执行后，发动机控制器依旧会通过温度传感器持续获取共轨管的温度，此时获取的温度为共轨管的第二反馈温度，第二反馈温度的作用为监控共轨管的升温情况。
75.405、当所述第二反馈温度进入所述预设温度区间，所述发动机控制器控制所述感应模块停止对所述共轨管进行加热。
76.发动机控制器会实时对第二反馈温度与预设温度区间进行比较，当第二反馈温度进入预设温度区间后，发动机控制器会停止感性模块对共轨管的加热，具体的，感应模块通过感应线圈对共轨管进行加热，该加热方式会导致感应线圈在停止工作之后依旧会保持一段时间的升温趋势，为避免该升温趋势导致共轨管的工作温度过高，因此需要在第二反馈温度进入预设温度区间时就停止对共轨管的加热。
77.请参阅图5，本技术实施例提供了延迟发电系统的使用方法的一种实施例，所述方
法通过所述柴油机冷启动装置执行，所述方法包括：
78.501、发动机控制器获取所述发动机的转速；
79.发动机的转速与发电机的转速在实际使用过程中存在逻辑关系，即可以通过发动机转速计算出发电机的转速，因此在对发电机启动之前，发动机控制器可以通过对发动机的转速进行获取从而得到发电机启动后的转速。
80.502、所述发动机控制器根据所述发动机转速计算发电机转速；
81.如步骤501所描述的，当发动机控制器获取到发动机转速后，发动机控制器会根据发动机的转速计算出发电机的转速。
82.503、所述发动机控制器根据所述发电机转速及线性关系计算发电机电压；
83.发电机的转速与发电机的发电电压呈线性相关，在发动机控制器获取到发电机电压后，会根据与发动机控制器中存储的线性关系进行计算的后获取到的结果得到发电机的电压。
84.504、所述发动机控制器判断所述发电机电压是否大于预设电压；
85.当发电机电压大于预设电压时，则说明当前的发电机已经满足启动的需求，执行步骤505。
86.505、若是，则所述发动机控制器触发导通开关启动延迟器；
87.发电机在工作时会产生阻力，当发动机已经具备起动的能力，则说明这时发电机满足对外发电的条件，但为了保证发动机起动成功以及起动成功后怠速稳定性，经延时延迟一定时间(可由程序设定)后发电机才对外输出电功率,该步骤通过延迟器完成，延迟器由发动机控制器控制导通开关进行触发，触发后的延迟器会根据设定时间进行倒计时。
88.506、当所述延迟器延时结束，所述发动机控制器控制所述发电机导通发电，以使得发电机向牵引电机供能。
89.当延迟器完成倒计时后，发动机控制器会认为此时的发电机已经处于稳定状态，从而是导通发电机的发电，对牵引电机进行供能。
90.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
91.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
92.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
93.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
94.所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。