本发明属于柴油机技术领域，具体涉及一种通过分阶段控制进气温度改善柴油发动机高原环境下冷起动工况的方法。
背景技术：
柴油机车辆在高原寒冷地区或冬季起动，低温条件下的第一个工作循环时，由于发动机部件整体温度较低、散热快、蓄电池性能降低、机油阻力大等环境条件，通常需要喷射出几倍燃油，才能形成符合起动要求的可燃混合气。额外排出的燃油还造成初始的几个循环产生大量的烃排放。因此，为了可靠而迅速地起动，有必要预先提高进入气缸的气体温度，改善混合油气的形成条件，减少机械能损失和额外排放。这一过程也称为进气预热步骤。
目前柴油发动机所采用的预热策略，既有定时查表的起动阶段加热，又有基于发动机和蓄电池状态的加热。前者实现简单，但环境适应性不强；后者的控制逻辑复杂，加热策略灵活，但所需的运算资源大，实时性能受传感器信号等要素制约。对于运算资源有限且存在实时性要求的应用情况，应有一种逻辑与计算更为简洁有效的进气预热方法。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明旨在提出一种柴油机高原冷起动预热方法，以改善柴油机在高原地区进行冷起动的工况。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种柴油机高原冷起动预热方法，包括如下步骤：
1)柴油机电控系统上电后，通过传感器采集冷却液温度与进气温度，判断冷却液温度与进气温度的较小值是否低于-5℃，若是则需要进气预热；
2)对进气歧管处安装的火焰式预热器进行变量初始化和故障自检；
3)当自检无故障时进入前预热过程，控制预热塞按照MAP图查询到的预热持续时间执行进气加热，执行完毕后控制继电器给预热塞断电；
4)前预热执行完成后，发出提示等待起动，计时一定时间等待起动，当转速达到起动要求时，停止等待并开始执行后预热过程，后预热过程同样是根据MAP图查询预热时间；若转速一直无法达到起动要求，则结束预热过程并发出失败提示。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
本发明利用少量环境变量构建了冷起动工况下的进气预热策略，并根据发动机状态将预热过程分为起动前的单一加热进气和起动后的配合燃油喷射的进气加热，优化并加速了整个预热过程，本策略能够在单片机分配的有限运算资源下，快速、实时、有效地控制最低-30℃的高原极端环境下的预热过程。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例预热过程中的状态跳转图；
图2为本发明实施例柴油机预热部件电路原理图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种柴油机高原冷起动预热方法，包括如下步骤：
柴油机电控系统上电后，通过传感器采集冷却液温度与进气温度，判断冷却液温度与进气温度的较小值是否低于-5℃，若是则需要进气预热，采用分缸式预热；
对进气歧管处安装的火焰式预热器进行变量初始化和故障自检；
当自检无故障时进入前预热过程，控制预热塞按照MAP图查询到的预热持续时间执行进气加热，执行完毕后控制继电器给预热塞断电；
正常执行前预热过程之后，利用提示灯向驾驶员提示等待起动，计时20s等待起动，当转速达到起动要求(可标定)时，停止等待并开始执行后预热过程，同样根据MAP图查询预热时间；若转速一直无法达到起动要求，则结束预热过程并发出失败提示，整个预热过程中的状态跳转图如图所示。
自检过程为：在系统判断进行预热时，在无转速情况下对火焰式预热器的继电器、预热塞的反馈信号进行上电检测，对电磁阀的反馈信号进行故障检测，并在预热过程开始后循环10ms对继电器、电磁阀的反馈信号进行检测，在连续5次检测到继电器发生故障时结束预热过程。
如图2所示，所述火焰式预热器包括继电器、预热塞和电磁阀，通过控制继电器实现预热塞的通断电，通过控制电磁阀导通来控制喷油器喷射燃油；(电加热器虽然热效率更高，但工作温度范围不如火焰式预热器，在高原地区应用受限)，通过预热塞使柴油在进气管内燃烧，加热进气，功率为200W左右的预热塞，起动一次仅耗电0.35A左右，环境温度在20℃时，气缸进气温度可以达到140℃。
本实施例柴油机电控系统使用16位的80C196单片机作为控制平台，控制火焰式预热器对进入气缸的气体进行分阶段的加热。单片机接收来自环境传感器的进气温度信号和冷却液温度信号，取较低者作为环境输入量，建立MAP图来决定各阶段预热的时间。
本发明采用分阶段预热方法，整个预热过程分为(起动)前预热过程和(起动)后预热过程，分别对应于柴油机起动前与起动后。在整个预热过程中，控制继电器使预热塞通电加热进气，而在柴油机起动后的后预热过程中，还要控制电磁阀导通，喷射燃油。在整个预热过程中，循环检测预热器件的状态，直到预热结束，控制预热塞、电磁阀断电。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。