本發(fā)明涉及的是一種內(nèi)燃機(jī)控制方法，具體地說(shuō)是內(nèi)燃機(jī)在急加速、急加載時(shí)的優(yōu)化方法。

背景技術(shù)：

內(nèi)燃機(jī)承擔(dān)著將化石能源轉(zhuǎn)化為機(jī)械功的使命，由于其較高的熱效率以及強(qiáng)大的動(dòng)力性，使其得到廣泛的應(yīng)用。到目前為止，還沒(méi)有找到系統(tǒng)熱效率高于內(nèi)燃機(jī)的可移動(dòng)的動(dòng)力裝置，在汽車、農(nóng)機(jī)、工程機(jī)械、艦船、機(jī)車、坦克裝甲車等軍用車輛中，內(nèi)燃機(jī)牢牢保持了最佳原動(dòng)機(jī)的地位，占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。自從19世紀(jì)末期，汽油機(jī)和柴油機(jī)的問(wèn)世直到今天，內(nèi)燃機(jī)改變了人類生活的方方面面，成為了推動(dòng)現(xiàn)代工業(yè)文明發(fā)展的強(qiáng)大引擎。由于其轉(zhuǎn)速和負(fù)載不是一成不變的，為了完成特定的功能，內(nèi)燃機(jī)會(huì)有突然加速或者突然加載的情況。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)在急加速(加載)時(shí)，如果其按照給定的初始加速(加載)方案進(jìn)行加速(加載)，可能在加速(載)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)階段性碳煙排放過(guò)大、排溫過(guò)高、有效油耗過(guò)大、空燃當(dāng)量比過(guò)低、后燃嚴(yán)重以及機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷過(guò)大等問(wèn)題，然而對(duì)于加速(載)過(guò)程，空燃比決定最大燃油燃燒量，因此空燃比也成為了加速(載)響應(yīng)的主要限制因素。通過(guò)空燃比對(duì)目標(biāo)轉(zhuǎn)速(負(fù)載)進(jìn)行加權(quán)優(yōu)化，使內(nèi)燃機(jī)按照空燃比加權(quán)優(yōu)化后的目標(biāo)轉(zhuǎn)速(負(fù)載)進(jìn)行加速或加載可以有效的緩解由于空燃比過(guò)大或者過(guò)小導(dǎo)致的上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供可以很好的改善階段性空燃比過(guò)低、有效燃油消耗率過(guò)高、碳煙排放過(guò)大、排溫過(guò)高以及機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷過(guò)大等一系列問(wèn)題的基于空燃比加權(quán)的內(nèi)燃機(jī)急加速(載)方案優(yōu)化方法。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明基于空燃比加權(quán)的內(nèi)燃機(jī)急加速(載)方案優(yōu)化方法，其特征是：

內(nèi)燃機(jī)在急加速時(shí)：

(1)給定內(nèi)燃機(jī)的初始加速方案；

(2)計(jì)算初始不同時(shí)刻的目標(biāo)轉(zhuǎn)速加速率，計(jì)算公式為：

target_speed_rate(i)＝(target_speed(i)-target_speed(i-1))/(t(i)-t(i-1))，

其中target_speed_rate(i)為初始不同時(shí)刻的目標(biāo)轉(zhuǎn)速加速率，

target_speed(i)、target_speed(i-1)為第i時(shí)刻與第i-1時(shí)刻的初始的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，t(i)、t(i-1)分別為第i與第i-1時(shí)刻；

(3)通過(guò)實(shí)驗(yàn)或者仿真計(jì)算得到初始加速方案下不同時(shí)刻的空燃當(dāng)量比

(4)計(jì)算空燃比加權(quán)的權(quán)重q(i)：當(dāng)時(shí)，令權(quán)重q(i)＝α；當(dāng)時(shí)，令權(quán)重當(dāng)時(shí)，令權(quán)重q(i)為1，其中α為2-3之間的代數(shù)變量；

(5)計(jì)算空燃比加權(quán)后不同時(shí)刻的目標(biāo)轉(zhuǎn)速加速率，計(jì)算公式為：

target_speed_rate_1(i)＝(q(i)-β)*target_speed_rate(i)，其中

target_speed_rate_1(i)為空燃比加權(quán)后不同時(shí)刻的目標(biāo)轉(zhuǎn)速加速率，q(i)為不同時(shí)刻的空燃比加權(quán)權(quán)重，target_speed_rate(i)為不同時(shí)刻的初始目標(biāo)轉(zhuǎn)速加速率，β為權(quán)重調(diào)整項(xiàng)；

(6)計(jì)算空燃比加權(quán)后不同時(shí)刻的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，計(jì)算公式為：

target_speed-1(i)＝target_speed_rate_1(i)*(t(i)-t(i-1))+target_speed_1(i-1)，

其中target_speed_1(i)為空燃比加權(quán)后不同時(shí)刻的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，target_speed_rate_1(i)為空燃比加權(quán)后不同時(shí)刻的目標(biāo)轉(zhuǎn)速加速率，target_speed_1(i-1)為第i-1時(shí)刻內(nèi)燃機(jī)空燃比加權(quán)后的目標(biāo)轉(zhuǎn)速；

(7)空燃比加權(quán)后的目標(biāo)轉(zhuǎn)速的修正，確?？杖急燃訖?quán)前后最終的目標(biāo)轉(zhuǎn)速相同。修正公式為：

target_speed_２(i)＝(target_speed_1(i)-min(target_speed_1(i)))/(max(target_speed_1(i))-min(target_speed_1(i)))*(b-a)+a；，

其中target_speed_1(i)為空燃比加權(quán)后得到的不同時(shí)刻的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，min(targer_speed_1(i))為空燃比加權(quán)后得到的不同時(shí)刻的目標(biāo)轉(zhuǎn)速的最小值，max(targer_speed_1(i))為空燃比加權(quán)后得到的不同時(shí)刻的目標(biāo)轉(zhuǎn)速的最大值，b為初始目標(biāo)轉(zhuǎn)速的最大值，a為初始目標(biāo)轉(zhuǎn)速的最小值；

(8)在本次空燃比加權(quán)后得到的目標(biāo)轉(zhuǎn)速的基礎(chǔ)上，通過(guò)實(shí)驗(yàn)或者仿真計(jì)算判斷內(nèi)燃機(jī)各項(xiàng)性能指標(biāo)參數(shù)是否達(dá)到預(yù)設(shè)的要求，若達(dá)到預(yù)設(shè)的要求，則優(yōu)化結(jié)束；若未達(dá)到預(yù)設(shè)的要求，則以當(dāng)前得出的空燃當(dāng)量比和目標(biāo)轉(zhuǎn)速作為初始空燃當(dāng)量比和初始目標(biāo)轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)入步驟(4)。

本發(fā)明還可以包括：

1、內(nèi)燃機(jī)在急加載時(shí)：

(1)給定內(nèi)燃機(jī)的初始加載方案；

(2)計(jì)算初始不同時(shí)刻的目標(biāo)負(fù)載增加率，計(jì)算公式為：target_load_rate(i)＝(targey_load(i)-target_load(i-1))/(t(i)-t(i-1))，其中target_load_rate(i)為初始不同時(shí)刻的目標(biāo)負(fù)載增加率，target_load(i)、target_load(i-1)為第i時(shí)刻與第i-1時(shí)刻的初始目標(biāo)負(fù)載，t(i)、t(i-1)分別為第i與第i-1時(shí)刻；

(3)通過(guò)實(shí)驗(yàn)或者仿真計(jì)算得到初始加速方案下不同時(shí)刻的空燃當(dāng)量比

(4)計(jì)算空燃比加權(quán)的權(quán)重q(i)：當(dāng)時(shí)，令權(quán)重q(i)＝α；當(dāng)時(shí)，令權(quán)重時(shí)，令權(quán)重q(i)為1， 其中α為2-3之間的代數(shù)變量；

(5)計(jì)算空燃比加權(quán)后不同時(shí)刻的目標(biāo)負(fù)載增加率，計(jì)算公式為：

target_load_rate_1(i)＝(q(i)-β)*target_load_rate(i)，其中target_load_rate_1(i)為空燃比加權(quán)后不同時(shí)刻的目標(biāo)負(fù)載增加率，q(i)為不同時(shí)刻的空燃比加權(quán)權(quán)重，target_load_rate(i)為不同時(shí)刻的初始負(fù)載增加率，β為權(quán)重調(diào)整項(xiàng)；

(6)計(jì)算空燃比加權(quán)后不同時(shí)刻的目標(biāo)負(fù)載，計(jì)算公式為：

target_load_1(i)＝target_load_rate_1(i)*(t(i)-t(i-1))+target_load_1(i-1)

，其中target_load_1(i)為空燃比加權(quán)后不同時(shí)刻的目標(biāo)負(fù)載，target_load_rate_1(i)為空燃比加權(quán)后不同時(shí)刻的目標(biāo)負(fù)載增加率，target_load_1(i-1)為第i-1時(shí)刻內(nèi)燃機(jī)空燃比加權(quán)后的目標(biāo)負(fù)載；

(7)空燃比加權(quán)后的目標(biāo)負(fù)載的修正，確保空燃比加權(quán)前后最終的目標(biāo)負(fù)載相同，修正公式為：

target_load-2(i)＝(target_load1(i)-min(target_load_1(i)))/(max(target_load_1(i))-min(target_load-1(i)))*(b-a)+a；

其中target_load_rate_1(i)為空燃比加權(quán)優(yōu)化后得到的不同時(shí)刻的目標(biāo)負(fù)載，min(target_load_1(i))為空燃比加權(quán)優(yōu)化后得到的不同時(shí)刻的目標(biāo)負(fù)載的最小值，max(targer_load_1)為空燃比加權(quán)優(yōu)化后得到的不同時(shí)刻的目標(biāo)負(fù)載的最大值，b為初始目標(biāo)負(fù)載的最大值，a為初始目標(biāo)負(fù)載的最小值；

(8)在本次空燃比加權(quán)后得到的目標(biāo)負(fù)載的基礎(chǔ)上，通過(guò)實(shí)驗(yàn)或者仿真計(jì)算判斷內(nèi)燃機(jī)各項(xiàng)性能指標(biāo)參數(shù)是否達(dá)到預(yù)設(shè)的要求，若達(dá)到預(yù)設(shè)的要求，優(yōu)化結(jié)束；若未達(dá)到預(yù)設(shè)的要求，以當(dāng)前得出的空燃當(dāng)量比和目標(biāo)轉(zhuǎn)速作為初始空燃當(dāng)量比和初始目標(biāo)轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)入步驟(4)。

本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于：

1、有效的改善了初始加速(載)過(guò)程中由于空燃比過(guò)大或者過(guò)小導(dǎo)致的內(nèi) 燃機(jī)工作時(shí)出現(xiàn)的階段性碳煙排放過(guò)大、排溫過(guò)高、有效油耗過(guò)大、空燃當(dāng)量比過(guò)低、燃燒粗暴、機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷過(guò)大等問(wèn)題。

2、明顯的提高了內(nèi)燃機(jī)加速動(dòng)力性以及加速平順性，與此同時(shí)還有利于內(nèi)燃機(jī)加速過(guò)程中節(jié)能減排，對(duì)緩解當(dāng)今世界的能源危機(jī)以及改善人類賴以生存的環(huán)境具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)框圖；

圖2為本發(fā)明的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述：

結(jié)合圖1-2，本優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)方案如圖1所示，包括一臺(tái)柴油機(jī)、一套渦輪增壓器、進(jìn)排氣系統(tǒng)、信號(hào)采集單元、軸端負(fù)載、燃油供給系統(tǒng)、接口單元以及ECU控制系統(tǒng)。其中ECU控制系統(tǒng)里面封裝了空燃比加權(quán)優(yōu)化后的目標(biāo)轉(zhuǎn)速(負(fù)載)以及電子調(diào)速器模塊。進(jìn)排氣系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)、信號(hào)采集單元、軸端負(fù)載等分別通過(guò)接口單元與ECU控制系統(tǒng)相連。信號(hào)采集單元包括進(jìn)氣流量傳感器、排氣溫度傳感器、煙度計(jì)、排氣的氧含量檢測(cè)儀、NO_x含量檢測(cè)儀，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)進(jìn)氣空氣流量、排氣溫度、排氣煙度、排氣NO_x含量以及空燃比等參數(shù)值，確保柴油機(jī)在急加速(載)過(guò)程中各項(xiàng)性能參數(shù)不超過(guò)限定值。為了獲得空燃比加權(quán)優(yōu)化后得到的目標(biāo)轉(zhuǎn)速(負(fù)載)，首先將人為給定的初始急加速(載)方案寫入外部的電子控制系統(tǒng)，然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)或者仿真計(jì)算得到初始加速方案下不同時(shí)刻的空燃當(dāng)量比，并將得到的空燃當(dāng)量比寫入外部的電子控制系統(tǒng)，最后外部的電子控制系統(tǒng)會(huì)將所有的數(shù)據(jù)傳入到空燃比加權(quán)算法模塊，并將輸出的空燃比加權(quán)優(yōu)化后的目標(biāo)轉(zhuǎn)速(負(fù)載)封裝到ECU控制系統(tǒng)。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)ECU控制系統(tǒng)接收到急加速(載)的信號(hào)之后，ECU控制系統(tǒng)里面的電子調(diào)速器模塊會(huì)對(duì)內(nèi)燃機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速(負(fù)載)和存儲(chǔ)在ECU控制系統(tǒng)里面的空燃比加權(quán)優(yōu)化后的目標(biāo)轉(zhuǎn)速(負(fù)載)進(jìn)行比對(duì)，并將其二者之間的差值進(jìn)行簡(jiǎn)單的處理，然后以電信號(hào)的形式傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)(燃油供給系統(tǒng))，通過(guò)改變?nèi)加凸┙o系統(tǒng)的燃油供給量使柴油機(jī)按照加權(quán)優(yōu)化后的目標(biāo)轉(zhuǎn)速(負(fù)載)進(jìn)行急加速(載)，從而改善柴油機(jī)在進(jìn)行急加載(速)時(shí)，由于空燃比過(guò)大或者過(guò)小導(dǎo)致的階段性碳煙排放過(guò)大、燃油消耗率過(guò)高、排溫過(guò)高、燃燒粗暴以及機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷過(guò)大等問(wèn)題。

本發(fā)明的核心和創(chuàng)新點(diǎn)在于利用空燃比加權(quán)算法求解優(yōu)化后的目標(biāo)轉(zhuǎn)速(負(fù)載)，下面詳細(xì)介紹內(nèi)燃機(jī)在急加速或急加載時(shí)利用空燃比加權(quán)算法求解優(yōu)化后的目標(biāo)轉(zhuǎn)速或目標(biāo)負(fù)載時(shí)的詳細(xì)實(shí)施步驟。

在急加速時(shí)，利用空燃比加權(quán)算法求解優(yōu)化后的目標(biāo)轉(zhuǎn)速的具體步驟如下：

步驟1.人為給定內(nèi)燃機(jī)的初始加速方案。

步驟2.計(jì)算初始不同時(shí)刻的目標(biāo)轉(zhuǎn)速加速率。計(jì)算公式為：

target_speed_rate(i)＝(target_speed(i)-target_speed(i-1))/(t(i)-t(i-1))，

其中target_speed_rate(i)為初始不同時(shí)刻的目標(biāo)轉(zhuǎn)速加速率，

target_speed(i)、target_speed(i-1)為第i時(shí)刻與第i-1時(shí)刻的初始的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，t(i)、t(i-1)分別為第i與第i-1時(shí)刻。

步驟3.通過(guò)實(shí)驗(yàn)或者仿真計(jì)算得到初始加速方案下不同時(shí)刻的空燃當(dāng)量比

步驟4.計(jì)算空燃比加權(quán)的權(quán)重q(i)。當(dāng)時(shí)，令權(quán)重q(i)＝α；當(dāng)時(shí)，令權(quán)重當(dāng)時(shí)，令權(quán)重q(i)為1，其中α是一個(gè)代數(shù)變量(一般默認(rèn)為2-3之間的某一個(gè)常數(shù))。

步驟5.計(jì)算空燃比加權(quán)優(yōu)化后不同時(shí)刻的目標(biāo)轉(zhuǎn)速加速率。計(jì)算公式為：

target_speed_rate_1(i)＝(q(i)-β)*target_speed_rate(i)，其中target_speed_rate_1(i)為空燃比加權(quán)優(yōu)化后不同時(shí)刻的目標(biāo)轉(zhuǎn)速加速率，q(i)為不同時(shí)刻的空燃比加權(quán)權(quán)重，target_speed_rate(i)為不同時(shí)刻的初始目標(biāo)轉(zhuǎn)速加速率，β為權(quán)重調(diào)整項(xiàng)(一般默認(rèn)為大于0小于1的某一個(gè)常數(shù))。

步驟6.計(jì)算空燃比加權(quán)優(yōu)化后不同時(shí)刻的目標(biāo)轉(zhuǎn)速。計(jì)算公式為：

target_speed_1(i)＝target_speed_rate_1(i)*(t(i)-t(i-1))+target_speed-1(i-1)，

其中target_speed_1(i)為空燃比加權(quán)優(yōu)化后不同時(shí)刻的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，target_speed_rate_1(i)為空燃比加權(quán)優(yōu)化后不同時(shí)刻的目標(biāo)轉(zhuǎn)速加速率，，target_speed_1(i-1)為第i-1時(shí)刻內(nèi)燃機(jī)空燃比加權(quán)優(yōu)化后的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，假設(shè)最初的空燃比加權(quán)優(yōu)化后的目標(biāo)轉(zhuǎn)速為a。

步驟7.空燃比加權(quán)后的目標(biāo)轉(zhuǎn)速的修正，確?？杖急燃訖?quán)優(yōu)化前后最終的目標(biāo)轉(zhuǎn)速相同。修正公式為：

target_speed_2(i)＝(target_speed-1(i)-min(target_speed_1(i)))/(max(target_speed_1(i))-min(target_speed_1(i)))*(b-a)+a；

其中target_speed_1(i)為空燃比加權(quán)優(yōu)化后得到的不同時(shí)刻的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，min(target_speed_1(i))為空燃比加權(quán)優(yōu)化后得到的不同時(shí)刻的目標(biāo)轉(zhuǎn)速的最小值，max(target_speed_1(i))為空燃比加權(quán)優(yōu)化后得到的不同時(shí)刻的目標(biāo)轉(zhuǎn)速的最大值，b為初始目標(biāo)轉(zhuǎn)速的最大值，a為初始目標(biāo)轉(zhuǎn)速的最小值。

步驟8.在第一次空燃比加權(quán)優(yōu)化后得到的目標(biāo)轉(zhuǎn)速的基礎(chǔ)上，通過(guò)實(shí)驗(yàn)或者仿真計(jì)算判斷內(nèi)燃機(jī)各項(xiàng)性能指標(biāo)參數(shù)是否達(dá)到要求(或收斂)，若達(dá)到要求(或收斂)，計(jì)算結(jié)束；若未達(dá)到要求(或收斂)，以當(dāng)前得出的空燃當(dāng)量比和目標(biāo)轉(zhuǎn)速作為初始空燃當(dāng)量比和初始目標(biāo)轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)入步驟4。

在急加載時(shí)，利用空燃比加權(quán)算法求解優(yōu)化后的目標(biāo)負(fù)載的具體步驟如下：

步驟1.人為給定內(nèi)燃機(jī)的初始加載方案。

步驟2.計(jì)算初始不同時(shí)刻的目標(biāo)負(fù)載增加率。計(jì)算公式為：

target_load_rate(i)＝(target_load(i)-target_load(i-1))/(t(i)-t(i-1)).其中target_load_rate(i)為初始不同時(shí)刻的目標(biāo)負(fù)載增加率，

target_load(i)、target_load(i-1)為第i時(shí)刻與第i-1時(shí)刻的初始目標(biāo)負(fù)載，t(i)、t(i-1)分別為第i與第i-1時(shí)刻。

步驟3.通過(guò)實(shí)驗(yàn)或者仿真計(jì)算得到初始加速方案下不同時(shí)刻的空燃當(dāng)量比

步驟4.計(jì)算空燃比加權(quán)的權(quán)重q(i)。當(dāng)時(shí)，令權(quán)重q(i)＝α；當(dāng)時(shí)，令權(quán)重時(shí)，令權(quán)重q(i)為1，其中α是一個(gè)代數(shù)變量(一般默認(rèn)為2-3之間的某一個(gè)常數(shù))。

步驟5.計(jì)算空燃比加權(quán)優(yōu)化后不同時(shí)刻的目標(biāo)負(fù)載增加率。計(jì)算公式為：

target_load_rate_1(i)＝(q(i)-β)*target_load_rate(i)，其中

target_load_rate_1(i)為空燃比加權(quán)優(yōu)化后不同時(shí)刻的目標(biāo)負(fù)載增加率，q(i) 為不同時(shí)刻的空燃比加權(quán)權(quán)重，target_load_rate(i)為不同時(shí)刻的初始負(fù)載增加率，β為權(quán)重調(diào)整項(xiàng)(一般默認(rèn)為大于0小于1的某一個(gè)常數(shù))。

步驟6.計(jì)算空燃比加權(quán)優(yōu)化后不同時(shí)刻的目標(biāo)負(fù)載。計(jì)算公式為：

target_load_1(i)＝target_load_rate_1(i)*(t(i)-t(i-1))+target_load_1(i-1)

，其中target_load_1(i)為空燃比加權(quán)優(yōu)化后不同時(shí)刻的目標(biāo)負(fù)載，target_load_rate_1(i)為空燃比加權(quán)優(yōu)化后不同時(shí)刻的目標(biāo)負(fù)載增加率，target_load_1(i-1)為第i-1時(shí)刻內(nèi)燃機(jī)空燃比加權(quán)優(yōu)化后的目標(biāo)負(fù)載，假設(shè)最初的空燃比加權(quán)優(yōu)化后的目標(biāo)負(fù)載為a。

步驟7.空燃比加權(quán)優(yōu)化后的目標(biāo)負(fù)載的修正，確?？杖急燃訖?quán)優(yōu)化前后最終的目標(biāo)負(fù)載相同。修正公式為：

target_load_2(i)＝(target_load1(i)-min(target_load_1(i)))/(max(target_load_1(i))-min(target_load_1(i)))*(b-a)+a；

其中target_load_rate_1(i)為空燃比加權(quán)優(yōu)化后得到的不同時(shí)刻的目標(biāo)負(fù)載，min(target_load_1(i))為空燃比加權(quán)優(yōu)化后得到的不同時(shí)刻的目標(biāo)負(fù)載的最小值，max(targer_load_1)為空燃比加權(quán)優(yōu)化后得到的不同時(shí)刻的目標(biāo)負(fù)載的最大值，b為初始目標(biāo)負(fù)載的最大值，a為初始目標(biāo)負(fù)載的最小值。

步驟8.在第一次空燃比加權(quán)優(yōu)化后得到的目標(biāo)負(fù)載的基礎(chǔ)上，通過(guò)實(shí)驗(yàn)或者仿真計(jì)算判斷內(nèi)燃機(jī)各項(xiàng)性能指標(biāo)參數(shù)是否達(dá)到要求(或收斂)，若達(dá)到要求(或收斂)，計(jì)算結(jié)束；若未達(dá)到要求(或收斂)，以當(dāng)前得出的空燃當(dāng)量比和目標(biāo)轉(zhuǎn)速作為初始空燃當(dāng)量比和初始目標(biāo)轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)入步驟4。

本發(fā)明提出的通過(guò)空燃比對(duì)目標(biāo)轉(zhuǎn)速(負(fù)載)進(jìn)行加權(quán)實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)急加速(載)過(guò)程性能優(yōu)化的方法，在不需要添加其他輔助部件的前提下，可有效的改善內(nèi)燃機(jī)急加速(載)過(guò)程中由于空燃比階段性過(guò)大或者過(guò)小導(dǎo)致的其階段性碳煙排放過(guò)大、排溫過(guò)高、有效油耗過(guò)大、機(jī)械負(fù)荷以及熱負(fù)荷過(guò)大等一系列內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域普遍關(guān)注的問(wèn)題。對(duì)提高內(nèi)燃機(jī)加速動(dòng)力性以及加速平順性、促進(jìn)內(nèi)燃機(jī)急加速(載)過(guò)程中的節(jié)能減排，緩解當(dāng)今世界的能源危機(jī)以及改善人類賴以生存的環(huán)境都具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

空燃比加權(quán)算法的具體原理如下：

對(duì)于加速(載)過(guò)程，空燃比決定最大燃油燃燒量，成為影響內(nèi)燃機(jī)加速(載)響應(yīng)的一個(gè)重要因素?？杖籍?dāng)量比過(guò)小會(huì)導(dǎo)致油氣混合不均勻，高溫缺氧區(qū)域增多，碳煙排放嚴(yán)重，燃油消耗率增加，熱效率下降；空燃當(dāng)量比過(guò)大，或?qū)е禄旌蠚膺^(guò)于稀薄，高溫富氧區(qū)域增多，燃燒前期的燃燒速度大大的下降，后燃嚴(yán)重，機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷過(guò)大，不利于內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行?？杖急燃訖?quán)優(yōu)化就是通過(guò)空燃比對(duì)目標(biāo)轉(zhuǎn)速(負(fù)載)進(jìn)行加權(quán)優(yōu)化，使內(nèi)燃機(jī)按照優(yōu)化后的急加速(載)方案加速(載)時(shí)，不同時(shí)刻的空燃當(dāng)量比不至于過(guò)大或者過(guò)小，從而改善柴油機(jī)運(yùn)行中的出現(xiàn)的一系列的問(wèn)題。在空燃比加權(quán)算法中，根據(jù)初始加速(載)方案中不同時(shí)刻的空燃當(dāng)量比設(shè)定不同的權(quán)重q(i)，由于空燃當(dāng)量比過(guò)大會(huì)導(dǎo)致空燃比加權(quán)的權(quán)重過(guò)大，轉(zhuǎn)速加速率(負(fù)載增加率)相應(yīng)變的過(guò)大，進(jìn)而導(dǎo)致噴油量過(guò)大，燃燒過(guò)程中燃燒粗暴，最高爆壓超限、機(jī)械和熱負(fù)荷過(guò)大，不能滿足內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行的性能指標(biāo)需要重復(fù)加權(quán)優(yōu)化；空燃當(dāng)量比過(guò)小會(huì)導(dǎo)致空燃比加權(quán)的權(quán)重過(guò)小，轉(zhuǎn)速加速率(負(fù)載增加率)相應(yīng)變的過(guò)小，進(jìn)而導(dǎo)致迭代收斂的速率較低(結(jié)果精確度也較差)，為了滿足內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行的各項(xiàng)指標(biāo)，需增加迭代次數(shù)。為了減少迭代次數(shù)，有效改善內(nèi)燃機(jī)急加速(載)方案的各項(xiàng)性能，將其中的α設(shè)為一幾何變量，一般默認(rèn)2≤α≤3。為了保證急加速(載)過(guò)程所需時(shí)間盡可能短、過(guò)量空氣系數(shù)始終在合適的范圍內(nèi)以及優(yōu)化后的目標(biāo)轉(zhuǎn)速(負(fù)載)加速(載)率始終為正值。權(quán)重調(diào)節(jié)項(xiàng)一般默認(rèn)為一個(gè)大于0小于1的某一常數(shù)。對(duì)配有增壓器的內(nèi)燃機(jī)而言，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)按照初始的加速方案急加速(載)時(shí)，噴油量瞬時(shí)增加，然而由于壓氣機(jī)的遲滯現(xiàn)象導(dǎo)致進(jìn)氣量不能做到瞬時(shí)增加這樣就會(huì)導(dǎo)致空燃當(dāng)量比過(guò)小；當(dāng)內(nèi)燃機(jī)達(dá)到較高的轉(zhuǎn)速(負(fù)載)時(shí)，排氣能量增加，渦輪得到的能量相應(yīng)增加，壓氣機(jī)的做功能力也會(huì)增加，壓氣機(jī)后的空氣流量和壓力迅速增大，空燃當(dāng)量比會(huì)變的很大，波動(dòng)劇烈?？杖急燃訖?quán)優(yōu)化可以很好的改善由于空燃當(dāng)量比波動(dòng)劇烈造成的階段性碳煙排放過(guò)大、排溫過(guò)高、有效油耗過(guò)大等問(wèn)題。

本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)在于ECU控制系統(tǒng)里面封裝了空燃比加權(quán)優(yōu)化后的目標(biāo)轉(zhuǎn)速(負(fù)載)。為了獲得空燃比加權(quán)優(yōu)化后得到的目標(biāo)轉(zhuǎn)速(負(fù)載)，首先將人為給定的初始急加速(載)方案寫入外部的電子控制系統(tǒng)，然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)或者仿真計(jì)算得到初始加速方案下不同時(shí)刻的空燃當(dāng)量比，并將得到的空燃當(dāng)量比 寫入外部的電子控制系統(tǒng)，最后外部的電子控制系統(tǒng)會(huì)將所有的數(shù)據(jù)傳入到空燃比加權(quán)算法模塊，并將輸出的空燃比加權(quán)優(yōu)化后的目標(biāo)轉(zhuǎn)速(負(fù)載)封裝到ECU控制系統(tǒng)。ECU控制系統(tǒng)能夠根據(jù)加權(quán)優(yōu)化后得到的目標(biāo)轉(zhuǎn)速(負(fù)載)控制內(nèi)燃機(jī)的加速(加載)過(guò)程。優(yōu)化后目標(biāo)轉(zhuǎn)速(負(fù)載)的獲取過(guò)程是空燃比加權(quán)優(yōu)化設(shè)計(jì)最為關(guān)鍵的一部分。ECU控制系統(tǒng)通過(guò)控制內(nèi)燃機(jī)燃油供給系統(tǒng)的噴入氣缸內(nèi)的燃油供給量使內(nèi)燃機(jī)按照優(yōu)化后的目標(biāo)轉(zhuǎn)速(負(fù)載)進(jìn)行加速(載)，這樣可以有效改善其按照初始加速(載)方案急加速(載)時(shí)可能出現(xiàn)的一系列的階段性碳煙排放過(guò)大、排溫過(guò)高、有效油耗過(guò)大、空燃當(dāng)量比過(guò)低以及機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷過(guò)大等問(wèn)題。