CN116988883A - 一种柴油机高原冷起动控制方法及*** - Google Patents

一种柴油机高原冷起动控制方法及*** Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种柴油机高原冷起动控制方法及***，涉及柴油机技术领域，该方法包括：实时获取柴油机的运行参数信息，并计算柴油机活塞上止点的缸内背景温度以及缸内背景压力；根据发动机运行参数与柴油机着火临界MAP图的比对，判断柴油机当前工况下是否达到着火条件；若达到着火条件，基于喷射策略MAP图确定柴油机当前工况下的最佳喷油压力，控制柴油机喷油；若未达到着火条件，基于柴油机着火临界MAP图确定柴油机当前工况下的低温起动辅助措施并控制运行，直至柴油机达到着火条件。本发明更加准确地判断高原冷起动条件下柴油机是否达到着火条件，更为合理的匹配柴油喷射策略和辅助措施，更加高效、低耗的改善柴油机高原冷起动性能。

Description

一种柴油机高原冷起动控制方法及***
技术领域
本申请涉及柴油机技术领域，具体而言，涉及一种柴油机高原冷起动控制方法及***。
背景技术
柴油机是一种将化学能(柴油燃料)转换为机械能(动力)的发动机，与汽油机相比，其具有良好的经济性和较高的热效率，但是柴油机低温条件下起动困难、起动性能不佳制约了柴油机的广泛应用。且我国幅员辽阔，高原地区面积约占国土面积的37％，复杂的地理条件和气候特征会对柴油机的各项性能产生显著的影响。
由于高原地区空气密度小、环境温度低，柴油机冷起动时进气温度、进气压力、机体温度、循环水温度均处于较低水平，燃料的蒸发与混合恶化将导致可燃混合气滞燃期延长，一旦活塞开始下行，缸内温度开始下降，着火将变得更加困难，甚至发生失火。因此，如何在复杂的高原条件下提高柴油机低温冷起动成功率、改善冷起动性能的问题亟待解决。
发明内容
本申请提供一种柴油机高原冷起动控制方法及***，通过构建冷起动控制策略，更为精准的控制冷起动辅助措施的启停，根据发动机运行状态更为合理的匹配低温起动辅助措施，实现高效、低耗的提高着火成功率，改善柴油机冷起动性能。
具体的技术方案如下：
第一方面，本申请实施例提供了一种柴油机高原冷起动控制方法，所述方法包括：
实时获取柴油机的运行参数信息，并根据所述运行参数信息计算所述柴油机活塞上止点的缸内背景温度以及缸内背景压力，其中，所述运行参数信息包括进气温度、进气压力、循环水温度以及喷油压力；
提取柴油机着火临界MAP图，根据所述缸内背景温度、所述缸内背景压力以及所述循环水温度、所述喷油压力与所述柴油机着火临界MAP图的比对，判断所述柴油机当前工况下是否达到着火条件；
若所述柴油机当前工况下达到着火条件，则提取喷射策略MAP图，基于所述喷射策略MAP图确定所述柴油机当前工况下的最佳喷油压力，并根据所述最佳喷油压力控制所述柴油机进行柴油喷射，其中，所述喷射策略MAP图为不同海拔条件下滞燃期随喷油压力的变化曲线图；
若所述柴油机当前工况下未达到着火条件，则基于所述柴油机着火临界MAP图确定所述柴油机当前工况下的低温起动辅助措施，并根据所述低温起动辅助措施控制所述柴油机运行，直至所述柴油机达到着火条件；其中，所述低温起动辅助措施为进气预热措施和循环水加热措施中的一种或两种。
在本申请的一些实施例中，所述缸内背景温度的计算公式为：
T＝T1×εk-1
所述缸内背景压力的计算公式为：
P＝P1×εk
式中，T为柴油机活塞上止点的缸内背景温度；T1为柴油机的进气温度；P为柴油机活塞上止点的缸内背景压力；P1为柴油机的进气压力；ε为柴油机的压缩比；k为绝热压缩指数。
在本申请的一些实施例中，所述方法还包括：
在定容***中进行光学测试，获得高原冷起动条件下的喷雾特性数据以及着火特性数据，其中，喷雾特性数据包括气/液相贯穿距离、喷雾锥角和混合气浓度，着火特性数据包括着火成功率和滞燃期；
搭建定容***三维仿真模型，根据所述喷雾特性数据和所述着火特性数据标定所述定容***三维仿真模型；
基于标定后的定容***三维仿真模型，分别控制定容***内温度、压力、燃油温度、喷油压力，通过三维仿真计算得到在不同海拔条件下所对应的环境温度、环境压力、燃油温度以及不同喷油压力下喷雾燃烧的滞燃期数据，根据所述滞燃期数据获得所述喷射策略MAP图，并获得不同喷油压力和燃油温度下的所述柴油机着火临界MAP图。
在本申请的一些实施例中，所述在定容***中进行光学测试，获得高原冷起动条件下的喷雾特性数据以及着火特性数据具体包括：
在所述定容***中安装所述柴油机的喷油器；
调节循环水温度以及所述定容***内的温度和压力，以达到不同海拔的高原冷起动条件，控制所述喷油器进行喷油，获得不同海拔条件所对应的所述喷雾特性数据和所述着火特性数据。
在本申请的一些实施例中，所述方法还包括：
所述柴油机的电控***上电后，控制所述柴油机的传感器进行自检；其中，所述传感器包括进气温度传感器、进气压力传感器、循环水温度传感器以及高压油轨压力传感器；
若所述传感器自检异常时，所述柴油机的ECU报传感器故障码，并控制所述柴油机停机，排除故障后重新对所述电控***上电，并控制所述传感器进行自检，直至所述传感器自检正常；
若所述传感器自检正常时，所述ECU进入等待起动信号状态，当所述ECU接收到起动信号，则控制所述柴油机通电起动，并拖动所述柴油机达到指定起动转速，所述传感器实时监测所述柴油机的所述运行参数信息。
在本申请的一些实施例中，所述提取柴油机着火临界MAP图，根据所述缸内背景温度、所述缸内背景压力以及所述循环水温度、所述喷油压力与所述柴油机着火临界MAP图的比对，判断所述柴油机当前工况下是否达到着火条件具体包括：
提取所述柴油机着火临界MAP图，根据所述柴油机当前工况下的所述循环水温度和所述喷油压力确定所述柴油机着火临界MAP图中与所述循环水温度和所述喷油压力相对应的着火区；
根据所述柴油机当前工况下的所述缸内背景温度、所述缸内背景压力是否处于所述柴油机着火临界MAP图的所述着火区内，判断所述柴油机当前工况下是否达到着火条件；
若所述柴油机当前工况下的所述缸内背景温度、所述缸内背景压力处于所述着火区内，则判定所述柴油机当前工况下达到着火条件；若所述柴油机当前工况下的所述缸内背景温度、所述缸内背景压力未处于所述着火区内，则判定所述柴油机当前工况下未达到着火条件。
在本申请的一些实施例中，所述基于所述柴油机着火临界MAP图确定所述柴油机当前工况下的低温起动辅助措施，并根据所述低温起动辅助措施控制所述柴油机运行，直至所述柴油机达到着火条件具体包括：
确定所述柴油机当前工况下的低温起动辅助措施为所述进气预热措施，控制所述柴油机进行进气预热作业，直至所述柴油机的缸内背景温度和缸内背景压力处于所述柴油机着火临界MAP图的着火区；
若所述柴油机的进气温度升高至进气温度加热限值后，所述柴油机的缸内背景温度和缸内背景压力仍无法处于所述柴油机着火临界MAP图的着火区，则重新确定所述柴油机当前工况下的低温起动辅助措施为所述循环水加热措施，控制所述柴油机停止进气预热作业，并控制所述柴油机进行循环水加热作业，直至所述柴油机缸内的背景温度和背景压力处于所述柴油机着火临界MAP图的着火区；
若所述柴油机的循环水温度升高至循环水温度加热限值后，所述柴油机的缸内背景温度和缸内背景压力仍无法处于所述柴油机着火临界MAP图的着火区，则重新确定所述柴油机当前工况下的低温起动辅助措施为所述进气预热措施和所述循环水加热措施的组合，同时控制所述柴油机进行进气预热作业和循环水加热作业，直至所述柴油机的缸内背景温度和缸内背景压力处于所述柴油机着火临界MAP图的着火区。
在本申请的一些实施例中，所述基于所述喷射策略MAP图确定所述柴油机当前工况下的最佳喷油压力具体包括：
基于所述喷射策略MAP图，将所述柴油机当前工况下最短滞燃期对应的喷油压力确定为所述最佳喷油压力。
通过上述方案可知，本申请实施例通过传感器实时采集柴油机的进气温度、进气压力、循环水温度、喷油压力等运行参数，并反馈至ECU，通过ECU计算出缸内背景温度及缸内背景压力，将计算出的参考变量与ECU中储存的柴油机着火临界MAP图进行比对，判断是否需要采取低温起动辅助措施，若不需要，则根据喷射策略MAP图调整喷油压力至最佳，若无法通过调整喷油参数正常起动，则根据柴油机着火临界MAP图匹配最佳的低温起动辅助措施，采用一种或几种辅助措施组合，达到提高冷起动成功率、优化冷起动性能、节能减排的目的。
第二方面，本申请实施例提供了一种柴油机高原冷起动控制***，所述***包括：
参数获取模块，用于实时获取柴油机的运行参数信息，并根据所述运行参数信息计算所述柴油机活塞上止点的缸内背景温度以及缸内背景压力，其中，所述运行参数信息包括进气温度、进气压力、循环水温度以及喷油压力；
着火条件判断模块，用于提取柴油机着火临界MAP图，根据所述缸内背景温度、所述缸内背景压力以及所述循环水温度、所述喷油压力与所述柴油机着火临界MAP图的比对，判断所述柴油机当前工况下是否达到着火条件；
喷射策略确定模块，用于当所述柴油机当前工况下达到着火条件时，提取喷射策略MAP图，基于所述喷射策略MAP图确定所述柴油机当前工况下的最佳喷油压力，并根据所述最佳喷油压力控制所述柴油机进行柴油喷射，其中，所述喷射策略MAP图为不同海拔条件下滞燃期随喷油压力的变化曲线图；
低温起动辅助模块，用于当所述柴油机当前工况下未达到着火条件时，基于所述柴油机着火临界MAP图确定所述柴油机当前工况下的低温起动辅助措施，并根据所述低温起动辅助措施控制所述柴油机运行，直至所述柴油机达到着火条件；其中，所述低温起动辅助措施为进气预热措施和循环水加热措施中的一种或两种。
在本申请的一些实施例中，所述***还包括：
光学测试模块，用于在定容***中进行光学测试，获得高原冷起动条件下的喷雾特性数据以及着火特性数据，其中，喷雾特性数据包括气/液相贯穿距离、喷雾锥角和混合气浓度，着火特性数据包括着火成功率和滞燃期；
MAP图获取模块，用于搭建定容***三维仿真模型，根据所述喷雾特性数据和所述着火特性数据标定所述定容***三维仿真模型，并基于标定后的定容***三维仿真模型，分别控制定容***内温度、压力、燃油温度、喷油压力，通过三维仿真计算得到在不同海拔条件下所对应的环境温度、环境压力、燃油温度以及不同喷油压力下喷雾燃烧的滞燃期数据，根据所述滞燃期数据获得所述喷射策略MAP图，并获得不同喷油压力和燃油温度下的所述柴油机着火临界MAP图。
第三方面，本申请实施例提供了一种计算设备，包括存储设备以及处理器，所述存储设备用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述计算设备执行所述如第一方面所述的方法。
第四方面，本申请实施例提供了一种存储介质，其存储有计算设备中所使用的计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的方法。
第五方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品中包含有指令，当指令在计算机或处理器上运行时，使得计算机或处理器执行如第一方面所述的方法。
本申请实施例的创新点包括但不限于以下几点：
1、结合对柴油着火的光学测试与三维仿真，得到柴油机着火临界MAP图和喷射策略MAP图，并储存于ECU中，柴油机着火临界MAP图和喷射策略MAP图作为柴油机高原冷起动控制的判断依据，可更精准地控制冷起动辅助措施的启停，并可根据发动机运行状态匹配最佳的低温起动辅助措施，高效且节能地完成低温冷起动性能优化。
2、通过传感器实时获取柴油机的进气温度、进气压力、循环水温度、喷油压力等运行参数，并根据传感器所反馈的运行参数计算柴油机活塞位于压缩上止点时的缸内背景温度和压力，对柴油机的运行状态进行实时监测，所获取的发动机运行参数更具实时性和有效性，可更为准确的判断柴油机当前工况下是否达到着火条件以及是否需要采用辅助措施，解决了现有技术中的冷起动控制策略无法应对高原条件下缸内多参量耦合作用对起动性能影响的问题。
3、通过对比缸内热力状态与柴油机着火临界MAP图，判断是否达到柴油着火条件，采用储存于ECU中的柴油机着火临界MAP图作为判断参照，可适应各种高原环境，判断更方便且准确，实用性强。
4、当柴油机当前工况达到柴油着火条件时，根据喷射策略MAP图选择最佳的喷油压力，该方法以最短滞燃期为目标确定最佳喷油压力，利用储存于ECU中的喷射策略MAP图确定最佳的喷油压力，更高效便捷，且着火成功率更高，柴油机冷起动性能更好，混合气燃烧完全，达到了节能减排的作用。
5、当柴油机当前工况不能够达到柴油着火条件时，根据柴油机着火临界MAP图选择最优的低温起动辅助措施并运行，直至达到着火条件，选择最优喷油压力喷油，开始起动，利用储存于ECU中的柴油机着火临界MAP图确定低温起动辅助措施，可综合考虑加热效率、蓄电池耗电量、拖动转速等因素，并快速得到最佳的低温起动辅助措施，高效便捷，实用性强。
本申请实施例的有益效果如下：
通过构建冷起动控制策略，更为精准的控制冷起动辅助措施的启停，并根据发动机运行状态更为合理的匹配低温起动辅助措施，实现了高效、低耗的提高着火成功率，改善了柴油机冷起动性能，达到了节能减排的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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做简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的一种柴油机高原冷起动控制方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的一种喷射策略MAP图；
图3为本申请实施例提供的一种柴油机着火临界MAP图；
图4为本申请实施例提供的海拔3000m时进气预热措施对着火情况的影响示意图；
图5为本申请实施例提供的海拔4000m时单一加热辅助对着火情况的影响示意图；
图6为本申请实施例提供的海拔4000m时复合低温起动辅助措施对着火情况的影响示意图；
图7为本申请实施例提供的柴油机高原冷起动控制方法的运行流程图；
图8为本申请实施例提供的柴油机高原冷起动控制***的组成框图；
图9为本申请实施例提供的计算设备的结构示意图；
图10为本申请实施例提供的存储介质的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本申请实施例及附图中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如，包含的一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
与平原相比，高原环境下氧含量下降，柴油机冷起动着火成功率降低，改善柴油机起动性能主要包括：优化压缩比、燃烧室形状等设计参数、优化喷油压力、喷油脉宽、气门正时等控制参数以及采用进气加热等辅助措施，但由于设计参数的优化成本高、周期长，控制参数的调整对柴油机起动性能的优化也有限，因此，在高原低温这种极端环境下，通过辅助措施来提高柴油机起动成功率十分有必要。然而，在现有技术中，对于低温辅助措施的控制，大多以环境阈值为参考，例如，若环境温度或压力低于设定阈值时，便使用低温起动辅助措施。一方面，上述控制策略仅以环境参数作为判断依据，未考虑缸内多参量耦合主导的喷雾着火过程，无法准确的应对变海拔等复杂条件下的柴油机低温冷起动问题；另一方面，现有技术中的控制策略无法根据环境参数阈值统筹各种辅助措施及喷油策略，难以高效地完成低温冷起动性能优化。
针对上述问题，本申请实施例公开了一种柴油机高原冷起动控制方法，以达到提高柴油机高原冷起动成功率、优化柴油机冷起动性能、节能减排的目的。以下分别进行详细说明。
在本申请实施例中，主要从以下两个方面提高冷起动着火成功率及改善冷起动性能：第一方面，促进缸内混合气的形成：如优化喷油参数；第二方面，改善缸内混合气的着火条件：如进气预热、循环水加热等辅助措施。针对复杂的高原环境，该柴油机高原冷起动控制方法设计了一套综合有效的控制策略，来统筹上述优化措施以达到最好的优化效果，提高柴油机的冷起动性能。
图1示出了根据本说明书实施例提供的一种柴油机高原冷起动控制方法。如图1所示，该柴油机高原冷起动控制方法包括如下步骤：
步骤S110：实时获取柴油机的运行参数信息，并根据运行参数信息计算柴油机活塞上止点的缸内背景温度以及缸内背景压力。
在现有技术中，柴油机低温冷起动方法通过单一环境变量阈值作为是否使用辅助升温措施的判断依据，该方法虽然简单易操作，但不够准确有效。一方面，发动机在压缩上止点附近的缸内热力状态受到进气温度、进气压力、循环水温度相互耦合的综合作用影响，仅参考环境参数阈值可能会高估发动机缸内实际热力状态，例如，当环境参数高于辅助措施起动的判定阈值时，缸内压缩上止点的热力状态仍可能不满足缸内着火条件，此时仍需要采用进气预热等辅助措施，否则将无法成功起动。另一方面，当环境参数低于辅助措施起动的判定阈值时，有可能只通过调整喷油参数就能够成功起动柴油机，在这种情况下采取辅助措施会引起蓄电池电能浪费，可能导致起动电机供电不足，柴油机难以被倒拖至起动转速，进一步增加冷起动失败的风险。
在本申请实施例中，该柴油机高原冷起动控制方法通过多个传感器实时采集柴油机的运行参数信息，具体的，运行参数信息包括进气温度、进气压力、循环水温度以及喷油压力，之后，根据传感器反馈的运行参数信息进行计算，获取得到柴油机活塞上止点的缸内背景温度以及缸内背景压力，从而利用实时监测的环境变量、发动机运行参数构建冷起动控制策略，进而优化柴油机高原冷起动控制过程，实时、有效、准确地判断柴油机当前工况下是否达到着火条件以及是否需要采用辅助措施，解决了现有技术中的冷起动控制策略无法应对高原条件下缸内多参量耦合作用对起动性能影响的问题。
在一些具体的实施例中，应用该柴油机高原冷起动控制方法的装置的主要部件包括进气温度传感器、进气压力传感器、循环水温度传感器、高压油轨压力传感器、ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)以及喷油器等，其中，各传感器分别用来采集进气温度、进气压力、循环水温度、喷油压力等运行参数，ECU通过多个传感器反馈的数据进行计算，获取缸内压缩上止点处的背景温度和背景压力，详细的，压缩上止点处的缸内背景温度的计算公式如下：
T＝T1×εk-1
压缩上止点处的的缸内背景压力的计算公式如下：
P＝P1×εk
在上述两式中，T为柴油机活塞上止点的缸内背景温度；T1为柴油机的进气温度；P为柴油机活塞上止点的缸内背景压力；P1为柴油机的进气压力；ε为柴油机的压缩比；k为绝热压缩指数。
在一实施例中，步骤S110之前，柴油机高原冷起动控制方法还包括：
A)柴油机的电控***上电后，控制柴油机的传感器进行自检。
其中，所述的传感器包括进气温度传感器、进气压力传感器、循环水温度传感器以及高压油轨压力传感器。
若传感器自检异常时，则从步骤A进入步骤B。
B)柴油机的ECU报传感器故障码，并控制柴油机停机，排除故障后重新对电控***上电，并控制传感器进行自检，直至传感器自检正常。
也就是说，当传感器自检出现异常，则ECU报传感器故障码，限制后续起动电机工作，停机、排除故障后重新上电自检，直至自检正常，从步骤B进入步骤C。
若传感器自检正常时，则从步骤A或步骤B进入步骤C。
C)ECU进入等待起动信号状态，当ECU接收到起动信号，则控制柴油机通电起动，并拖动柴油机达到指定起动转速，传感器实时监测柴油机的运行参数信息。
也就是说，当传感器自检正常，则等待起动信号，柴油机开始起动后，ECU得到起动信号，起动电机通电，拖动发动机达到指定起动转速，起动电机工作期间，传感器实时监测进气温度、进气压力、循环水温度、喷油压力等运行参数。
步骤S120：提取柴油机着火临界MAP图，根据缸内背景温度、缸内背景压力以及循环水温度、喷油压力与柴油机着火临界MAP图的比对，判断柴油机当前工况下是否达到着火条件。
需要说明的是，本申请中的滞燃期指的是从开始柴油喷射到喷雾着火的时间。当滞燃期延长至活塞下行阶段，缸内温度、压力迅速下降，无法着火。一般当柴油着火滞燃期超过3ms时，认为柴油机失火。
在本申请实施例中，ECU中存储有柴油机着火临界MAP图，通过与实际缸内温度、缸内压力、循环水温度、喷油压力的对比判断柴油机当前工况下是否达到着火条件，若柴油机当前工况下达到着火条件，则从步骤S120进入步骤S130；若柴油机当前工况下未达到着火条件，则从步骤S120进入步骤S140。
在一实施例中，柴油机着火临界MAP图的具体获取方法包括如下步骤：
a)在定容***中进行光学测试，获得高原冷起动条件下的喷雾特性数据以及着火特性数据。
具体的，在定容***中通过光学测试得到不同海拔条件所对应环境温度、环境压力、循环水温度以及不同喷油压力下喷雾燃烧的滞燃期数据，即喷雾特性数据和着火特性数据，其中，喷雾特性数据主要包括气/液相贯穿距离、喷雾锥角和混合气浓度，着火特性数据主要包括着火成功率和滞燃期。
进一步具体的，将柴油机的喷油器安装在定容***顶部；调节循环水温度以及定容***内的温度和压力，以达到不同海拔的高原冷起动条件，控制喷油器进行喷油，获得不同海拔条件所对应的喷雾特性数据和着火特性数据。
其中，本申请中的高原条件指的是高原环境下的温度和压力，海拔每升高1000m，气温大约下降5–6℃，气压大约降低0.1bar。本申请中的高原冷起动条件对应的是高原条件下发动机起动时缸内的背景温度和背景压力，高原冷起动泛指在高原条件下，发动机缸内温度和压力低于平原条件下的情况，例如，基于一台压缩比约为14的柴油发动机，在海拔4000m时，环境温度约为273K，进气压力约为0.06MPa，此时发动机压缩上止点缸内背景温度和背景压力分别为785K、2.1MPa，明显低于平原工况下的840K和3.4MPa，此时发动机处于高原冷起动条件下。
b)搭建定容***三维仿真模型，根据喷雾特性数据和着火特性数据标定定容***三维仿真模型。
具体的，在CFD(Computational Fluid Dynamics，计算流体动力学)软件中建立缸内着火模型(即定容***三维仿真模型)，并根据上述步骤a)中所获得的光学测试结果进行模型标定。
c)基于标定后的定容***三维仿真模型，分别控制定容***内温度、压力、燃油温度、喷油压力，通过三维仿真计算出不同喷油压力及燃油温度下的柴油机着火临界MAP图。
具体的，分别控制定容***内温度、压力、燃油温度、喷油压力等运行参数，通过三维仿真计算，得到不同喷油压力及燃油温度下的柴油机着火临界MAP图，如图3所示，并将所获得的柴油机着火临界MAP图储存于ECU中。在实际应用过程中，可通过改变循环水温度实现燃油温度、缸体温度等的改变，在本申请实施例中，定容***三维仿真模型仅能改变燃油温度，通过三维仿真计算得到的是在不同海拔条件下所对应的环境温度、环境压力、燃油温度以及不同喷油压力下喷雾燃烧的滞燃期数据，且获得的是不同喷油压力和燃油温度下的所述柴油机着火临界MAP图，但需要注意并理解的是，上述中的“燃油温度”相当于循环水温度，故而柴油机当前工况下的循环水温度可直接与通过三维仿真所获得的喷射策略MAP图、柴油机着火临界MAP图进行比对。
在一些具体的实施例中，通过上述步骤S110，传感器实时采集柴油机进气温度、进气压力、循环水温度等运行参数，并将传感器实时采集的数据传输至ECU，ECU根据传感器反馈的数据进行计算得到参考变量(即柴油机的缸内背景温度及缸内背景压力)，并将参考变量与ECU中存储的柴油机着火临界MAP图进行比对，判断是否需要采取冷起动辅助措施，从而根据缸内的实时热力状态与柴油机着火临界MAP图的比对结果选择最为合适的冷起动辅助措施，高效低耗得提高冷起动着火成功率，改善冷起动性能，减少冷起动排放污染。
在本申请实施例中，低温起动辅助措施为进气预热措施和循环水加热措施中的一种或两种。其中，进气预热对进入气缸的环境气体进行加热，从而可提高压缩上止点的缸内背景温度和压力，促进缸内着火。循环水加热能够提高柴油机的机体温度，从而提高燃料温度、降低柴油粘度、改善柴油流动性和雾化效果，促进柴油着火。
如图3所示，着火区为能够实现缸内喷雾着火的背景温度和背景压力组成的区域。当背景温度、背景压力位于图3着火区内时，则不需要低温起动辅助措施即可直接实现冷起动着火。当背景温度和背景压力处于着火区外时，则必须借助低温起动辅助措施来实现着火。如图3(a)所示，存在最佳的喷油压力最有利于缸内着火，最佳喷油压力下构成的着火区面积最大。进气预热能提高缸内热力学条件，提高背景温度和背景压力使其进入着火区。加热循环水能够扩大柴油机着火临界MAP图中着火区的范围，如图3(b)中循环水温度从0℃加热到60℃时，着火区a面积扩大到着火区c。通过传感器实时采集进气温度、进气压力并传入ECU，计算出柴油机压缩上止点的缸内背景温度、缸内背景压力。将缸内背景温度、缸内背景压力、循环水温度和喷射压力与柴油机着火临界MAP图进行比对，以此判断喷入柴油机缸内的柴油能否着火。若判定能够达到着火条件后，则不需要起动辅助措施，根据滞燃期随喷油压力的变化规律选择最佳喷油压力进行喷油。若判定柴油无法着火，则根据比对结果选择并运行最优的辅助措施，如仅进气预热、仅循环水加热或者两种辅助措施同时运行。
在另一实施例中，柴油机当前工况下是否达到着火条件的具体判断方法包括如下步骤：
1)提取柴油机着火临界MAP图，根据柴油机当前工况下的循环水温度和喷油压力确定柴油机着火临界MAP图中与循环水温度和喷油压力相对应的着火区。
具体的，ECU提取其所储存的柴油机着火临界MAP图，并根据上述步骤S110中传感器所测得柴油机当前工况下的循环水温度、喷油压力，确定柴油机着火临界MAP图中与该循环水温度、喷油压力相对应的着火区。
2)根据柴油机当前工况下的缸内背景温度、缸内背景压力是否处于柴油机着火临界MAP图的着火区内，判断柴油机当前工况下是否达到着火条件。
具体的，如图3所示，将柴油机当前工况下的缸内背景温度、缸内背景压力与上述步骤1)中所获得的柴油机当前工况下循环水温度、喷油压力相对应的柴油机着火临界MAP图的着火区进行比对，并根据比对结果判断柴油机当前工况下是否达到着火条件。
3)若柴油机当前工况下的缸内背景温度、缸内背景压力处于着火区内，则判定柴油机当前工况下达到着火条件；若柴油机当前工况下的缸内背景温度、缸内背景压力未处于着火区内，则判定柴油机当前工况下未达到着火条件。
具体的，如图3所示，若柴油机当前工况下的缸内背景温度、缸内背景压力处于着火区内，则可直接实现冷起动着火，此时判定柴油机当前工况下达到着火条件；若柴油机当前工况下的缸内背景温度、缸内背景压力未处于着火区内，则必须起动辅助措施，以通过低温起动辅助措施扩大柴油机着火临界MAP图中着火区的范围，此时判定柴油机当前工况下未达到着火条件。
当柴油机当前工况下达到着火条件时，从步骤S120进入步骤S130：
步骤S130：提取喷射策略MAP图，基于喷射策略MAP图确定柴油机当前工况下的最佳喷油压力，并根据最佳喷油压力控制柴油机进行柴油喷射。
在本申请实施例中，ECU中还存储有喷射策略MAP图，喷射策略MAP图为不同海拔条件下滞燃期随喷油压力的变化曲线图，在高原冷起动工况下，适当提高喷射压力会促进燃油雾化，缩短滞燃期，有利于着火，但喷射压力继续提高，会导致湍流强度增强，燃油散热加剧，不利于着火，因此滞燃期随喷油压力提高呈先缩短后延长的趋势。该柴油机高原冷起动控制方法基于喷射策略MAP图，以着火滞燃期最短为优化目标，根据滞燃期随喷油压力的变化规律可以得到最佳喷油压力。随着海拔高度升高，最佳喷油压力升高，如图2所示，平原和海拔2000m工况可以通过调节喷油压力实现缸内着火，海拔4000m工况则必须采用低温起动辅助措施。也就是说，该方法以最短着火滞燃期为目标优化喷油策略，将柴油机当前工况下最短滞燃期对应的喷油压力确定为最佳喷油压力，可达到提高起动成功率、优化冷起动性能、节能减排的目的。
在一实施例中，喷射策略MAP图的具体获取方法包括如下步骤：
a)在定容***中进行光学测试，获得高原冷起动条件下的喷雾特性数据以及着火特性数据。
b)搭建定容***三维仿真模型，根据喷雾特性数据和着火特性数据标定定容***三维仿真模型。
d)基于标定后的定容***三维仿真模型，分别控制定容***内温度、压力、燃油温度、喷油压力，在通过三维仿真计算得到在不同海拔条件下所对应的环境温度、环境压力、燃油温度以及不同喷油压力下喷雾燃烧的滞燃期数据，根据滞燃期数据获得喷射策略MAP图，并将所获得的喷射策略MAP图储存于ECU中。
当柴油机当前工况下未达到着火条件时，从步骤S120进入步骤S140：
步骤S140：基于柴油机着火临界MAP图确定柴油机当前工况下的低温起动辅助措施，并根据低温起动辅助措施控制柴油机运行。
在现有技术中，柴油机低温冷起动控制策略根据环境参数判断需要启用辅助措施后，常常选择单一的辅助措施来改善缸内着火条件，其效率低，且效果差。而本申请实施例的柴油机高原冷起动控制方法通过传感器实时采集柴油机进气温度、进气压力、循环水温度等运行参数，将ECU根据传感器反馈的数据计算出的参考变量与发动机ECU中的柴油机着火临界MAP图进行比对，判断是否需要采取低温起动辅助措施，若无法通过调整喷油参数正常起动，例如，喷油时刻对应缸内热力状态，喷油越接近上止点，缸内温度和压力越高，越有利于着火，但同时也要考虑足够大的燃烧室空间用以形成混合气，若由于高原环境冷起动条件下带来的缸内温度和压力过低，则调整喷油参数也无法着火，当无法通过调整喷油参数正常起动时，再根据柴油机着火临界MAP图匹配最佳低温起动辅助措施，采用一种或者几种辅助措施组合，以达到提高起动成功率、优化冷起动性能、节能减排的目的。
在一具体实施例中，低温起动辅助措施为进气预热措施和循环水加热措施中的一种或两种，在本申请实施例中，该柴油机高原冷起动控制方法根据发动机实际运行状态合理地匹配辅助措施。一方面，优先选择合适的辅助措施，可以提高加热效率，改善起动效果。由于进气预热和循环水加热的加热介质比热容不同，其中空气的比热容约为1.0kJ/(kg·K)，常见的循环水(乙二醇)比热容约为2.3kJ/(kg·K)。因此，在相同的加热条件下，进气预热的升温效果更好，加热效率更高，仅需要单一辅助措施时应优先选择进气预热。另一方面，单一的辅助措施存在加热限值且优化效果有限。例如过高的进气温度将降低进气密度，导致柴油机进气质量减小、充气效率降低，不利于柴油机缸内着火及起动。循环水温度超过其沸点时易发生“沸腾开锅”现象，严重影响柴油机正常工作。特别是在更为严苛的环境下(如海拔4000m)，仅靠单一辅助措施仍难以起动，需多种辅助措施同时运行。
在本申请实施例中，低温起动辅助措施的控制策略考虑了发动机缸内实际热力状态，更为准确的判定是否需要采取低温起动辅助措施，并根据不同低温起动辅助措施的特点以及柴油机运行时的参数，更为合理的匹配柴油喷射策略和辅助措施，可更加高效的改善柴油机冷起动性能。
需要注意并理解的是，在本申请中，缸内背景温度以及缸内背景压力是发动机喷油着火的背景条件，上述中的“喷油参数”指的是柴油机正常起动过程中的控制参数，即循环水温度和喷油压力，柴油机冷起动过程中，计算获得柴油机的缸内背景温度以及缸内背景压力后，再调整喷油参数优化着火，如果优化喷油参数仍不能着火，便需要启用低温起动辅助措施。
在一具体实施例中，基于柴油机着火临界MAP图，确定柴油机当前工况下的低温起动辅助措施为进气预热措施，控制柴油机进行进气预热作业，直至柴油机的缸内背景温度和缸内背景压力处于柴油机着火临界MAP图的着火区；若柴油机的进气温度升高至进气温度加热限值后，柴油机的缸内背景温度和缸内背景压力仍无法处于柴油机着火临界MAP图的着火区，则重新确定柴油机当前工况下的低温起动辅助措施为循环水加热措施，控制柴油机停止进气预热作业，并控制柴油机进行循环水加热作业，直至柴油机缸内的背景温度和背景压力处于柴油机着火临界MAP图的着火区；若柴油机的循环水温度升高至循环水温度加热限值后，柴油机的缸内背景温度和缸内背景压力仍无法处于柴油机着火临界MAP图的着火区，则重新确定柴油机当前工况下的低温起动辅助措施为进气预热措施和循环水加热措施的组合，同时控制柴油机进行进气预热作业和循环水加热作业，直至柴油机的缸内背景温度和缸内背景压力处于柴油机着火临界MAP图的着火区。
如图4所示的实例，在3000m海拔下，通过进气预热措施提高进气温度，使该工况下的柴油喷雾达到着火条件，以最短滞燃期为目标选择最佳喷油压力并开始喷油。如图5所示的实例，在4000m海拔下，采用单一辅助措施时，当进气温度或循环水温度升高到加热限值后，缸内背景温度和缸内背景压力可能仍无法处于柴油机着火临界MAP图的着火区。此时，则需要同时开启进气预热措施和循环水加热措施，如图6所示的实例，同时进行进气预热作业和循环水加热作业使该工况下的柴油喷雾达到着火条件，选择最佳喷油压力开始喷油。
在步骤S140中，根据柴油机着火临界MAP图选择最优的辅助措施并运行，之后，从步骤S140进入步骤S110，再从步骤S110进入步骤S120，重新获取柴油机的运行参数信息，根据运行参数信息计算柴油机的缸内背景温度以及缸内背景压力，并根据缸内背景温度、缸内背景压力以及循环水温度、喷油压力与柴油机着火临界MAP图的比对，判断柴油机当前工况下是否达到着火条件，若柴油机当前工况下未达到着火条件，则继续从步骤S120进入步骤S140，如此循环，直至柴油机达到着火条件，从步骤S120进入步骤S130，开始起动。
以上是对本申请实施例提供的柴油机高原冷起动控制方法的各个步骤进行了详述，下面结合图7，对柴油机高原冷起动的完整运行流程进行介绍：
1、柴油机电控***上电后，传感器进行自检过程，若传感器自检正常，则等待起动信号；若传感器自检出现异常，则ECU报传感器故障码，限制后续起动电机工作，停机、排除故障后重新上电自检。
2、柴油机开始起动后，ECU接收到起动信号后，启动电机通电，拖动发动机达到指定起动转速，起动电机工作期间，传感器实时监测进气温度、进气压力、循环水温度以及喷油压力等运行参数。
3、根据传感器检测得到的运行参数，ECU计算获得柴油机活塞上止点的缸内背景温度、缸内背景压力。
4、ECU将最终计算得到的缸内背景温度、缸内背景压力以及传感器测得的循环水温度和喷油压力导入柴油机着火临界MAP图并进行比对，判断是否能够达到着火条件。
5、若达到着火状态，则根据ECU中储存的喷射策略MAP图选择最优喷射策略进行燃油喷射，即选择最佳喷油压力进行柴油喷射，开始起动过程。
6、若未达到着火条件，则根据柴油机着火临界MAP图匹配最优的低温起动辅助措施并运行，直至达到着火条件，选择最佳喷油压力进行喷油，开始起动过程。
在本申请实施例中，该柴油机高原冷起动控制方法在定容***中通过光学测试得到柴油喷雾的滞燃期数据并建立柴油机着火临界MAP图，通过传感器实时采集柴油机进气温度、进气压力、循环水温度等运行参数，通过ECU计算出进气温度和进气压力对应的发动机压缩上止点的缸内背景温度和缸内背景压力，将传感器监测以及ECU计算出的参考变量与发动机ECU中的柴油机着火临界MAP图进行比对，并将喷油压力根据喷射策略MAP图调至最佳。若此时仍无法起动，再根据柴油机着火临界MAP图匹配最佳低温起动辅助措施，采用一种或者几种辅助措施组合，达到提高冷起动成功率的目的。
本申请可更加准确地判断高原冷起动条件下柴油机是否达到着火条件以及是否需要采用辅助措施。在定容***中将环境温度和环境压力映射到柴油机压缩上止点的缸内热力学状态，考虑循环水温度、喷油压力与缸内背景温度、背景压力的耦合作用，通过光学测试获得高原冷起动条件下的柴油着火滞燃期变化规律并建立柴油机着火临界MAP图，通过比对柴油机运行时的参考变量与柴油机着火临界MAP图，更为准确的判定是否需要采取辅助措施。
此外，本申请根据不同辅助措施的特点以及柴油机运行时的参考变量，更为合理的匹配柴油喷射策略和辅助措施，更加高效、低耗的改善柴油机高原冷起动性能。在相同的加热条件下，进气预热的升温效果更好，加热效率更高，单一辅助措施优先选择进气预热。考虑到进气预热存在加热限值且过高的进气温度会减小柴油机进气量，在环境更为恶劣的高海拔地区，需要同时开启进气预热和循环水加热辅助措施。因此，根据柴油机的进气温度、进气压力、循环水温度与临界着火MAP图的比对结果，可选择仅进气预热或两种辅助措施同步进行。
相应于上述的方法实施例，本申请实施例还提供了一种柴油机高原冷起动控制***，用于执行上述实施例中的柴油机高原冷起动控制方法步骤。如图8所示，柴油机高原冷起动控制***200主要包括：参数获取模块210、着火条件判断模块220、喷射策略确定模块230、低温起动辅助模块240、光学测试模块250以及MAP图获取模块260。
具体的，参数获取模块210用于实时获取柴油机的运行参数信息，并根据运行参数信息计算柴油机活塞上止点的缸内背景温度以及缸内背景压力，其中，运行参数信息包括进气温度、进气压力、循环水温度以及喷油压力。
着火条件判断模块220用于提取柴油机着火临界MAP图，根据缸内背景温度、缸内背景压力以及循环水温度、喷油压力与柴油机着火临界MAP图的比对，判断柴油机当前工况下是否达到着火条件。
喷射策略确定模块230用于当柴油机当前工况下达到着火条件时，提取喷射策略MAP图，基于喷射策略MAP图确定柴油机当前工况下的最佳喷油压力，并根据最佳喷油压力控制柴油机进行柴油喷射，其中，喷射策略MAP图为不同海拔条件下滞燃期随喷油压力的变化曲线图。
低温起动辅助模块240用于当柴油机当前工况下未达到着火条件时，基于柴油机着火临界MAP图确定柴油机当前工况下的低温起动辅助措施，并根据低温起动辅助措施控制柴油机运行，直至柴油机达到着火条件；其中，低温起动辅助措施为进气预热措施和循环水加热措施中的一种或两种。
光学测试模块250用于在定容***中进行光学测试，获得高原冷起动条件下的喷雾特性数据以及着火特性数据，其中，喷雾特性数据包括气/液相贯穿距离、喷雾锥角和混合气浓度，着火特性数据包括着火成功率和滞燃期。
MAP图获取模块260用于搭建定容***三维仿真模型，根据喷雾特性数据和着火特性数据标定定容***三维仿真模型，并基于标定后的定容***三维仿真模型，分别控制定容***内温度、压力、燃油温度、喷油压力，通过三维仿真计算得到在不同海拔条件下所对应的环境温度、环境压力、燃油温度以及不同喷油压力下喷雾燃烧的滞燃期数据，根据滞燃期数据获得喷射策略MAP图，并获得不同喷油压力和燃油温度下的柴油机着火临界MAP图。
需要说明的是，本申请实施例提供的柴油机高原冷起动控制***，由于与本申请的柴油机高原冷起动控制方法实施例基于同一构思，其带来的技术效果与本申请实施例的柴油机高原冷起动控制***相同，具体内容可参见本申请的柴油机高原冷起动控制方法实施例中的叙述，此处不再赘述。
综上所述，本申请公开一种柴油机高原冷起动控制方法及***，通过传感器实时采集柴油机的进气温度、进气压力、循环水温度、喷油压力等运行参数，并反馈至ECU，通过ECU计算出缸内背景温度及缸内背景压力，将计算出的参考变量与ECU中储存的柴油机着火临界MAP图进行比对，判断是否需要采取低温起动辅助措施，若不需要，则根据喷射策略MAP图调整喷油压力至最佳，若无法通过调整喷油参数正常起动，则根据柴油机着火临界MAP图匹配最佳的低温起动辅助措施，采用一种或几种辅助措施组合，达到提高冷起动成功率、优化冷起动性能、节能减排的目的。
此外，基于上述方法实施例，如图9所示，本申请的另一实施例提供了一种计算设备300，包括存储设备310以及处理器320，存储设备310用于存储计算机程序，处理器320运行计算机程序以使计算设备300执行如上述柴油机高原冷起动控制方法实施例的方法。
基于上述方法实施例，如图10所示，本申请的另一实施例提供了一种存储介质400，其存储有计算设备中所使用的计算机程序410，计算机程序410被处理器执行时实现如上述柴油机高原冷起动控制方法实施例的方法。
基于上述实施例，本申请的另一实施例提供了一种计算机程序产品，计算机程序产品中包含有指令，当指令在计算机或处理器上运行时，使得计算机或处理器执行如上述柴油机高原冷起动控制方法实施例的方法。
本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本申请所必须的。
本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种柴油机高原冷起动控制方法，其特征在于，所述方法包括：
实时获取柴油机的运行参数信息，并根据所述运行参数信息计算所述柴油机活塞上止点的缸内背景温度以及缸内背景压力，其中，所述运行参数信息包括进气温度、进气压力、循环水温度以及喷油压力；
提取柴油机着火临界MAP图，根据所述缸内背景温度、所述缸内背景压力以及所述循环水温度、所述喷油压力与所述柴油机着火临界MAP图的比对，判断所述柴油机当前工况下是否达到着火条件；
若所述柴油机当前工况下达到着火条件，则提取喷射策略MAP图，基于所述喷射策略MAP图确定所述柴油机当前工况下的最佳喷油压力，并根据所述最佳喷油压力控制所述柴油机进行柴油喷射，其中，所述喷射策略MAP图为不同海拔条件下滞燃期随喷油压力的变化曲线图；
若所述柴油机当前工况下未达到着火条件，则基于所述柴油机着火临界MAP图确定所述柴油机当前工况下的低温起动辅助措施，并根据所述低温起动辅助措施控制所述柴油机运行，直至所述柴油机达到着火条件；其中，所述低温起动辅助措施为进气预热措施和循环水加热措施中的一种或两种。
2.根据权利要求1所述的柴油机高原冷起动控制方法，其特征在于，所述缸内背景温度的计算公式为：
T＝T1×εk-1
所述缸内背景压力的计算公式为：
P＝P1×εk
式中，T为柴油机活塞上止点的缸内背景温度；T1为柴油机的进气温度；P为柴油机活塞上止点的缸内背景压力；P1为柴油机的进气压力；ε为柴油机的压缩比；k为绝热压缩指数。
3.根据权利要求1所述的柴油机高原冷起动控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
在定容***中进行光学测试，获得高原冷起动条件下的喷雾特性数据以及着火特性数据，其中，喷雾特性数据包括气/液相贯穿距离、喷雾锥角和混合气浓度，着火特性数据包括着火成功率和滞燃期；
搭建定容***三维仿真模型，根据所述喷雾特性数据和所述着火特性数据标定所述定容***三维仿真模型；
基于标定后的定容***三维仿真模型，分别控制定容***内温度、压力、燃油温度、喷油压力，通过三维仿真计算得到在不同海拔条件下所对应的环境温度、环境压力、燃油温度以及不同喷油压力下喷雾燃烧的滞燃期数据，根据所述滞燃期数据获得所述喷射策略MAP图，并获得不同喷油压力和燃油温度下的所述柴油机着火临界MAP图。
4.根据权利要求3所述的柴油机高原冷起动控制方法，其特征在于，所述在定容***中进行光学测试，获得高原冷起动条件下的喷雾特性数据以及着火特性数据具体包括：
在所述定容***中安装所述柴油机的喷油器；
调节循环水温度以及所述定容***内的温度和压力，以达到不同海拔的高原冷起动条件，控制所述喷油器进行喷油，获得不同海拔条件所对应的所述喷雾特性数据和所述着火特性数据。
5.根据权利要求1所述的柴油机高原冷起动控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述柴油机的电控***上电后，控制所述柴油机的传感器进行自检；其中，所述传感器包括进气温度传感器、进气压力传感器、循环水温度传感器以及高压油轨压力传感器；
若所述传感器自检异常时，所述柴油机的ECU报传感器故障码，并控制所述柴油机停机，排除故障后重新对所述电控***上电，并控制所述传感器进行自检，直至所述传感器自检正常；
若所述传感器自检正常时，所述ECU进入等待起动信号状态，当所述ECU接收到起动信号，则控制所述柴油机通电起动，并拖动所述柴油机达到指定起动转速，所述传感器实时监测所述柴油机的所述运行参数信息。
6.根据权利要求1所述的柴油机高原冷起动控制方法，其特征在于，所述提取柴油机着火临界MAP图，根据所述缸内背景温度、所述缸内背景压力以及所述循环水温度、所述喷油压力与所述柴油机着火临界MAP图的比对，判断所述柴油机当前工况下是否达到着火条件具体包括：
提取所述柴油机着火临界MAP图，根据所述柴油机当前工况下的所述循环水温度和所述喷油压力确定所述柴油机着火临界MAP图中与所述循环水温度和所述喷油压力相对应的着火区；
根据所述柴油机当前工况下的所述缸内背景温度、所述缸内背景压力是否处于所述柴油机着火临界MAP图的所述着火区内，判断所述柴油机当前工况下是否达到着火条件；
若所述柴油机当前工况下的所述缸内背景温度、所述缸内背景压力处于所述着火区内，则判定所述柴油机当前工况下达到着火条件；若所述柴油机当前工况下的所述缸内背景温度、所述缸内背景压力未处于所述着火区内，则判定所述柴油机当前工况下未达到着火条件。
7.根据权利要求6所述的柴油机高原冷起动控制方法，其特征在于，所述基于所述柴油机着火临界MAP图确定所述柴油机当前工况下的低温起动辅助措施，并根据所述低温起动辅助措施控制所述柴油机运行，直至所述柴油机达到着火条件具体包括：
确定所述柴油机当前工况下的低温起动辅助措施为所述进气预热措施，控制所述柴油机进行进气预热作业，直至所述柴油机的缸内背景温度和缸内背景压力处于所述柴油机着火临界MAP图的着火区；
若所述柴油机的进气温度升高至进气温度加热限值后，所述柴油机的缸内背景温度和缸内背景压力仍无法处于所述柴油机着火临界MAP图的着火区，则重新确定所述柴油机当前工况下的低温起动辅助措施为所述循环水加热措施，控制所述柴油机停止进气预热作业，并控制所述柴油机进行循环水加热作业，直至所述柴油机缸内的背景温度和背景压力处于所述柴油机着火临界MAP图的着火区；
若所述柴油机的循环水温度升高至循环水温度加热限值后，所述柴油机的缸内背景温度和缸内背景压力仍无法处于所述柴油机着火临界MAP图的着火区，则重新确定所述柴油机当前工况下的低温起动辅助措施为所述进气预热措施和所述循环水加热措施的组合，同时控制所述柴油机进行进气预热作业和循环水加热作业，直至所述柴油机的缸内背景温度和缸内背景压力处于所述柴油机着火临界MAP图的着火区。
8.根据权利要求1所述的柴油机高原冷起动控制方法，其特征在于，所述基于所述喷射策略MAP图确定所述柴油机当前工况下的最佳喷油压力具体包括：
基于所述喷射策略MAP图，将所述柴油机当前工况下最短滞燃期对应的喷油压力确定为所述最佳喷油压力。
9.一种柴油机高原冷起动控制***，其特征在于，所述***包括：
参数获取模块，用于实时获取柴油机的运行参数信息，并根据所述运行参数信息计算所述柴油机活塞上止点的缸内背景温度以及缸内背景压力，其中，所述运行参数信息包括进气温度、进气压力、循环水温度以及喷油压力；
着火条件判断模块，用于提取柴油机着火临界MAP图，根据所述缸内背景温度、所述缸内背景压力以及所述循环水温度、所述喷油压力与所述柴油机着火临界MAP图的比对，判断所述柴油机当前工况下是否达到着火条件；
喷射策略确定模块，用于当所述柴油机当前工况下达到着火条件时，提取喷射策略MAP图，基于所述喷射策略MAP图确定所述柴油机当前工况下的最佳喷油压力，并根据所述最佳喷油压力控制所述柴油机进行柴油喷射，其中，所述喷射策略MAP图为不同海拔条件下滞燃期随喷油压力的变化曲线图；
低温起动辅助模块，用于当所述柴油机当前工况下未达到着火条件时，基于所述柴油机着火临界MAP图确定所述柴油机当前工况下的低温起动辅助措施，并根据所述低温起动辅助措施控制所述柴油机运行，直至所述柴油机达到着火条件；其中，所述低温起动辅助措施为进气预热措施和循环水加热措施中的一种或两种。
10.根据权利要求9所述的柴油机高原冷起动控制***，其特征在于，所述***还包括：
光学测试模块，用于在定容***中进行光学测试，获得高原冷起动条件下的喷雾特性数据以及着火特性数据，其中，喷雾特性数据包括气/液相贯穿距离、喷雾锥角和混合气浓度，着火特性数据包括着火成功率和滞燃期；
MAP图获取模块，用于搭建定容***三维仿真模型，根据所述喷雾特性数据和所述着火特性数据标定所述定容***三维仿真模型，并基于标定后的定容***三维仿真模型，分别控制定容***内温度、压力、燃油温度、喷油压力，通过三维仿真计算得到在不同海拔条件下所对应的环境温度、环境压力、燃油温度以及不同喷油压力下喷雾燃烧的滞燃期数据，根据所述滞燃期数据获得所述喷射策略MAP图，并获得不同喷油压力和燃油温度下的所述柴油机着火临界MAP图。
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CN117738810A (zh) * 2023-12-26 2024-03-22 卓品智能科技无锡股份有限公司 辅助高压共轨柴油机冷机起动的控制方法、装置及设备

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