CN116857079A - 一种柴油机控制方法、装置、设备以及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种柴油机控制方法、装置、设备以及存储介质。该方法包括：根据预设选择性催化转化装置SCR的实际效率、SCR当前温度、当前排气量、预期氨氮比以及下游排放限值，建立最大氮氧化物原排允许排放预测器，以确定柴油机允许排放的最大原排值；根据发动机转速、喷油量和柴油机的排放比例系数，确定排放量偏差和油耗比例系数；确定最大原排值对应的候选比例系数，并根据候选比例系数、排放比例系数以及油耗比例系数，以及候选喷油时刻和候选轨压，确定目标喷油时刻和目标轨压；进行柴油机氨氮比的自适应控制，同时结合目标喷油时刻和目标轨压，进行柴油机的喷油控制。可以实现柴油机的最优排放控制，有助于柴油机节油。

Description

一种柴油机控制方法、装置、设备以及存储介质
技术领域
本发明涉及汽车发动机控制领域，尤其涉及一种柴油机控制方法、装置、设备以及存储介质。
背景技术
由于汽车冷起动过程中会产生大量有害物，为了减轻其对人体的伤害，已有法规中有明确规定起动过程的排放限制。但是，冷起动时本身燃烧温度就不高，废气再循环起不到多大作用，反而会阻碍燃烧，使得燃烧恶化，碳烟和油耗问题随之而来。
因此，如何对柴油机的氨氮比排放和喷油方式进行有效控制，在降低氮氧排放的同时迅速提升排温，实现排放和油耗的最优控制，是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供了一种柴油机控制方法、装置、设备以及存储介质，可以实现柴油机的最优排放控制，有助于柴油机节油。
根据本发明的一方面，提供了一种柴油机控制方法，包括：
根据预设选择性催化转化装置SCR的实际效率、SCR当前温度、当前排气量、预期氨氮比以及下游排放限值，建立最大氮氧化物原排允许排放预测器，以确定柴油机允许排放的最大原排值；
根据发动机转速、喷油量和柴油机的排放比例系数，确定排放量偏差和油耗比例系数；
确定最大原排值对应的候选比例系数，并根据候选比例系数、排放比例系数以及油耗比例系数，以及预设高、中以及低三种不同等级对应候选喷油时刻和候选轨压，确定目标喷油时刻和目标轨压；
根据候选比例系数、排放比例系数以及油耗比例系数，进行柴油机氨氮比的自适应控制，并根据目标喷油时刻和目标轨压，进行柴油机的喷油控制。
根据本发明的另一方面，提供了一种柴油机控制装置，包括：
原排确定模块，用于根据预设选择性催化转化装置SCR的实际效率、SCR当前温度、当前排气量、预期氨氮比以及下游排放限值，建立最大氮氧化物原排允许排放预测器，以确定柴油机允许排放的最大原排值；
系数确定模块，用于根据发动机转速、喷油量和柴油机的排放比例系数，确定排放量偏差和油耗比例系数；
目标确定模块，用于确定最大原排值对应的候选比例系数，并根据候选比例系数、排放比例系数以及油耗比例系数，以及预设高、中以及低三种不同等级对应候选喷油时刻和候选轨压，确定目标喷油时刻和目标轨压；
控制模块，用于根据候选比例系数、排放比例系数以及油耗比例系数，进行柴油机氨氮比的自适应控制，并根据目标喷油时刻和目标轨压，进行柴油机的喷油控制。
根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的柴油机控制方法。
根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的柴油机控制方法。
本发明实施例的技术方案，根据预设选择性催化转化装置SCR的实际效率、SCR当前温度、当前排气量、预期氨氮比以及下游排放限值，建立最大氮氧化物原排允许排放预测器，以确定柴油机允许排放的最大原排值；根据发动机转速、喷油量和柴油机的排放比例系数，确定排放量偏差和油耗比例系数；确定最大原排值对应的候选比例系数，并根据候选比例系数、排放比例系数以及油耗比例系数，以及候选喷油时刻和候选轨压，确定目标喷油时刻和目标轨压；进行柴油机氨氮比的自适应控制，同时结合目标喷油时刻和目标轨压，进行柴油机的喷油控制。可以实现柴油机的最优排放控制，有助于柴油机节油。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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是本发明实施例一提供的一种柴油机控制方法的流程图；
图2是本发明实施例二提供的一种柴油机控制方法的流程图；
图3是本发明实施例三提供的一种柴油机控制装置的结构框图；
图4是本发明实施例四提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“目标”、“候选”、“备选”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例一
图1是本发明实施例一提供的一种柴油机控制方法的流程图；本实施例可适用于对柴油机的氨氮比排放和油排放进行控制，以实现最优排放和损耗的情况，该方法可以由柴油机控制装置来执行，该柴油机控制装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该柴油机控制装置可配置于电子设备中，如汽车中。如图1所示，该柴油机控制方法包括：
S101、根据预设选择性催化转化装置SCR的实际效率、SCR当前温度、当前排气量、预期氨氮比以及下游排放限值，建立最大氮氧化物原排允许排放预测器，以确定柴油机允许排放的最大原排值。
其中，选择性催化转化装置(Selective Catalytic Reduction，SCR)是针对柴油车尾气排放中NOx(氮氧化物)的处理装置。最大氮氧化物原排允许排放预测器用于预测原排允许排放的最大氮氧化物量。最大原排值是指柴油机允许排放的最大氮氧化物量，可以用MaxEmiEO表示。
可选的，建立最大氮氧化物原排允许排放预测器，以确定柴油机允许排放的最大原排值，包括：采用上下游氮氧化物传感器进行数据采集，并根据采集结果，确定预设选择性催化转化装置SCR的实际效率；根据SCR当前温度、当前排气量以及预期氨氮比，确定效率预估值；根据效率预估值和实际效率之间的一阶惯性延迟关系，预估柴油机的后处理效率；根据后处理效率和下游排放限值，确定允许排放的最大原排值。
其中，下游排放限值是指预设的下游氮氧化物传感器运行排放的氮氧化物量的上限值，可以用LimitEmiTP表示。
可选的，可以采用上游氮氧化物传感器和下游氮氧化物传感器，对柴油机的氮氧化物排放量分别进行预设低通滤波操作和氮氧化物采集操作，得到当前工况下的尾管排放氮氧化物量和原排排放氮氧化物量；根据尾管排放氮氧化物量和原排排放氮氧化物量，计算得到预设选择性催化转化装置SCR的实际效率。
示例性的，可以基于如下公式，确定预设选择性催化转化装置SCR的实际效率Effact：
Effact＝1-NOxTP/NOxEO
其中，NOxTP为尾管排放氮氧化物量，NOxEO为原排排放氮氧化物量，Effact为预设选择性催化转化装置SCR的实际效率。
示例性的，可以基于如下公式，确定效率预估值Effeva：
Effeva＝f(Tscr,Vex,RatioNH3NOx)
其中，Tscr为上下游氮氧化物传感器SCR当前温度的平均值(即通过两个传感器分别确定SCR当前温度然后取平均值)，Vex为当前排气量，RatioNH3NOx为预期氨氮比，具体可以将当前尿素喷射摩尔量与当前原排NOx预估量的比值，确定为预期氨氮比。f()是预设的数据拟合多项式。
示例性的，由于效率预估值与实际效率之间存在一阶惯性延迟，因此可以通过建立状态空间方程的方式，建立二者之间的联系，状态空间方程中，x表征状态的递推，y表征结果的计算。具体的，可以根据效率预估值和实际效率，基于如下公式，确定状态空间方程k时刻的输出y(k)：
y(k)＝[Effact Effeva]T
其中，Effact为实际效率。Effeva为效率预估值。
示例性的，确定状态空间方程k时刻的输出y(k)之后，可以基于如下公式，反推出状态空间方程k时刻的输入x(k)：
y(k)＝Cx(k)+η(k)
其中，C为观测矩阵，η为测量噪声。
进一步的，可以基于如下公式，确定柴油机的后处理效率
其中，y(k)为状态空间方程k时刻的输出，x(k)为状态空间方程k时刻的输入，CF为第一系数。DF为第二系数。第一系数CF和第二系数DF具体可以通过如下公式确定：
CF＝[1 0 0](A-AKC)
DF＝[1 0 0]AK
其中，A为状态转移矩阵，C为观测矩阵，K为卡尔曼滤波数，具体可以通过如下公式确定：
其中，a为可标定量，H为预设的常数矩阵，如H＝[0 1 0；1 0 1]。Pk通过下式迭代求得稳定值，具体通过Rk与Qk在线调试矩阵，用于将模型调整到良好状态，不需要在线迭代求解。
示例性的，可以通过如下公式，根据后处理效率和下游排放限值，确定允许排放的最大原排值：
其中MaxEmiEO为允许排放的最大原排值，LimitEmiTP为下游排放限值，是后处理效率。
S102、根据发动机转速、喷油量和柴油机的排放比例系数，确定排放量偏差和油耗比例系数。
其中，排放比例系数是指表征柴油机实际喷油时刻与预设排放等级对应喷油时刻之间的比例关系的系数。排放量偏差是指表征柴油机排放值与预设等级排放值之间的排放量的偏差。
可选的，根据发动机转速、喷油量和柴油机的排放比例系数，确定排放量偏差，包括：根据发动机转速和喷油量进行排放查表操作，以确定排放二阶项系数和排放一阶项系数；根据实际喷油时刻，与预设排放等级对应喷油时刻之间的关系，基于线性插值的方式，确定柴油机的排放比例系数；根据排放二阶项系数、排放一阶项系数以及排放比例系数，确定柴油机排放值与预设等级排放值之间的排放量偏差。
其中，喷油量例如可以是柴油机在历史预设时间段内的喷油量。实际喷油时刻可以是历史上每一预设时间段内柴油机的喷油时刻，如前一秒内柴油机实际喷油时刻。预设排放等级例如可以为预设的低、中以及高三个排放等级中的中等排放等级和最高排放等级。
示例性的，可以基于如下公式，确定排放量偏差ΔEmiEO：
ΔEmiEO＝A*x12+B*x1
其中，A为排放二阶项系数，B为排放一阶项系数，x1为排放比例系数，具体取值范围为0～1，是按照实际喷油时刻在中等和最高排放等级对应的喷油时刻之间线性插值的结果。
可选的，确定油耗比例系数，包括：根据发动机转速和喷油量进行油耗查表操作，以确定油耗二阶项系数和油耗一阶项系数；根据排气质量流量、排气摩尔质量，排放量偏差、预期氨氮比、标定参数以及发动机转速，建立费用偏差方程，并使得费用偏差取值为预设数值，以确定柴油机油耗值与预设等级油耗值之间的油耗偏差；根据油耗偏差、油耗二阶项系数和油耗一阶项系数，确定油耗比例系数。其中，预设数值例如可以为0。
示例性的，费用偏差方程可以如下所示：
其中，Mfex为排气质量流量，Mex为排气摩尔质量，ΔEmiEO为排放量偏差，RatioNH3NOx为预期氨氮比，fac为标定参数，Ne为发动机转速，ΔCost为费用偏差。
可选的，可以使得费用偏差取值为0，以确定油耗偏差ΔQfuel，进一步基于如下公式，确定油耗比例系数x2：
ΔQfuel＝C*x22+D*x2
其中，C为油耗二阶项系数。D为油耗一阶项系数。
S103、确定最大原排值对应的候选比例系数，并根据候选比例系数、排放比例系数以及油耗比例系数，以及预设高、中以及低三种不同等级对应候选喷油时刻和候选轨压，确定目标喷油时刻和目标轨压。
其中，候选比例系数可以表征最大原排值与预设高、中、低三种不同等级对应目标排放值之间的比例关系，可以用wt表示。
可选的，确定最大原排值对应的候选比例系数，包括：根据环境温度查表、环境压力查表、水温查表以及根据目标空燃比偏差查表，为预设高、中以及低三种不同等级的候选排放值确定对应的补偿值；将预设高、中以及低三种不同等级的候选排放值，分别与补偿值的和，确定为高、中以及低三种不同等级对应的目标排放值；根据最大原排值与预设高、中、低三种不同的目标排放值之间的关系，基于线性插值的方式，确定最大原排值对应的候选比例系数。
可选的，确定目标喷油时刻和目标轨压，包括：将候选比例系数、排放比例系数以及油耗比例系数中的最小值，确定为目标比例系数；根据目标比例系数，以及预设高、中以及低三种不同等级对应候选喷油时刻和候选轨压，基于线性插值的方式，得到目标喷油时刻和目标轨压。
可选的，可以根据目标比例系数，以及预设高、中以及低三种不同等级对应候选喷油时刻，基于线性插值的方式，得到目标喷油时刻，并根据目标比例系数，以及预设高、中以及低三种不同等级对应候选轨压，基于线性插值的方式，得到目标轨压。
S104、根据候选比例系数、排放比例系数以及油耗比例系数，进行柴油机氨氮比的自适应控制，并根据目标喷油时刻和目标轨压，进行柴油机的喷油控制。
其中，柴油机氨氮比的自适应控制包括前馈控制和反馈控制。
可选的，进行柴油机氨氮比的自适应控制，包括：根据排气空速和SCR当前温度，进行柴油机氨氮比的前馈控制；根据候选比例系数、排放比例系数以及油耗比例系数，确定权重偏差，并根据权重偏差，进行柴油机氨氮比的反馈控制。
可选的，可以将排气空速和SCR当前温度作为输入，进行柴油机氨氮比的前馈控制，确定基础目标氨氮比前馈值，即前馈值，其本质是一个标定出来的数表。
可选的，可以将候选比例系数、排放比例系数以及油耗比例系数之间的偏差之和，确定为最终的权重偏差，进一步将权重偏差经过一个PI(proportional integral，比例积分)环节，进行柴油机氨氮比的反馈控制，得到反馈值。
可选的，可以根据前馈值和反馈值，得到最终目标氨氮比，并根据目标氨氮比，进行柴油机排放控制。
可选的，可以通过进行柴油机氨氮比的自适应控制，调整目标氨氮比，以达到柴油机排放合规，确定最优的油耗和尿素综合消耗，实现柴油机冷起动、稳态工况和瞬态工况下的最优排放和油耗。根据目标喷油时刻和目标轨压，使得柴油机在目标轨压下，于目标喷油时刻进行喷油，实现柴油机的喷油控制。
需要说明的是，通过确定目标喷油时刻和目标轨压来进行柴油机的喷油控制，可以尽可能的推迟喷油时刻，而推迟喷油时刻在冷起动过程有一定帮助，晚喷的柴油燃烧会产生更低的氮氧化物，配合较低的共轨压力，以及采用多次后喷的方法，在降低氮氧排放的同时也能迅速提升排温，可以最大限度的降低排放，从而实现排放、油耗的最优控制以及柴油机节油。
本发明实施例的技术方案，根据预设选择性催化转化装置SCR的实际效率、SCR当前温度、当前排气量、预期氨氮比以及下游排放限值，建立最大氮氧化物原排允许排放预测器，以确定柴油机允许排放的最大原排值；根据发动机转速和喷油量和柴油机的排放比例系数，确定排放量偏差和油耗比例系数；确定最大原排值对应的候选比例系数，并根据候选比例系数、排放比例系数以及油耗比例系数，以及候选喷油时刻和候选轨压，确定目标喷油时刻和目标轨压；进行柴油机氨氮比的自适应控制，同时结合目标喷油时刻和目标轨压，进行柴油机的喷油控制。可以实现柴油机的最优排放控制，有助于柴油机节油。
实施例二
图2是本发明实施例二提供的一种柴油机控制方法的流程图；本实施例在上述各技术方案的基础上，给出了一种基于允许原排预估器、燃油尿素在线优化器以及综合控制器，进行柴油机控制的优选实例。如图2所示，该柴油机控制方法具体可以包括以下过程：
(1)根据当前的上下游NOx传感器滤波(如低通滤波处理)后采集值，计算当前SCR实际效率，即当前效率。并根据SCR当前温度和排气量以及预期氨氮比，计算效率预估值，即预估效率。
(2)将当前效率和预估效率进行卡尔曼滤波之后输入允许原排预估器，以执行本发明上述实施例所述的确定最大原排值的操作，得到允许排放的最大原排值并输入综合控制器。
(3)建立燃油尿素在线优化器
燃油消耗与尿素消耗是此起彼伏的关系，因此存在最佳折中值，使得以燃油价格和尿素价格计算后综合价格最低，在线优化器为以下形式：
可以设置三挡排放水平下的目标轨压和喷油时刻，使得在相同工况点下可以产生高、中、低三种不同的排放结果，其中中等水平的排放对应的目标轨压和喷油时刻为默认目标值。标定两张图表对应二阶项系数和一阶项系数，这个系数通过发动机转速和喷油量查表获得。
通过建立燃油尿素在线优化器，可以得到排放比例系数和油耗比例系数以输入综合控制器进行控制。
(4)氨氮比自适应
通过氨氮比的自适应控制过程，可以得到最优的目标氨氮比，以输入综合控制器进行控制。
需要说明的是，通过调整氨氮比实现较优的尿素喷射量，进而在不需要很高后处理效率时减小尿素喷射量，从而达到节约尿素的目的，同时降低燃油消耗。
(5)综合控制器
可以基于最大原排值、排放比例系数以及油耗比例系数，执行本发明上述实施例描述的确定目标喷油时刻和目标轨压的操作，得到目标喷油时刻和轨压(即目标轨压)，并结合氨氮比自适应控制，进行柴油机控制。
本发明的技术方案，通过建立基于卡尔曼滤波的后处理效率预测器，通过传感器实际采集计算当前效率和预估效率，使用卡尔曼滤波器建立联系，可以对未来即将产生的后处理效率值进行提前预估，可有效解决控制量与传感器值时间延迟问题，使得系统更加精准受控；通过传感器实际采集计算当前效率和预估效率，使用卡尔曼滤波器建立联系，可以对未来即将产生的后处理效率值进行提前预估。
通过建立燃油与尿素消耗在线优化器，解决燃油消耗与尿素消耗矛盾的问题，计算出最佳折中值，使得以燃油价格和尿素价格计算后综合价格最低；通过二阶拟合排放和燃油消耗偏差与控制比例之间的关系，可以有效反映出燃油消耗和排放的非线性变化并找到极值点，考虑尿素和燃油的市场价格变动，参数易标定；通过燃油与尿素消耗在线优化器，使得燃油价格和尿素价格计算后综合价格最低；通过二阶拟合排放和燃油消耗偏差与控制比例之间的关系，可以有效反映出燃油消耗和排放的非线性变化并找到极值点。
通过根据最大原排值在高、中、低三种不同的排放值之间插值计算一个比例系数，按照线性插值的方式，计算出0～1的比例系数，以累加的方式进行补偿，补偿量包括根据环境温度查表、环境压力查表、水温查表以及根据目标空燃比偏差查表，这些数表计算值依次相加，该比例系数与最优油耗、排放的比例系数相比较取较小值，可以确定出最优的比例系数。
通过确定最大排放值算出来的比例系数和在线最优估计器算出的比例系数两者的偏差，经过一个PI环节，作为一个偏差量累加在目标氨氮比基础计算值上，该基础计算值通过排气空速和SCR温度计算获得，由此通过调整氨氮比实现较优的尿素喷射量。
实施例三
图3是本发明实施例三提供的一种柴油机控制装置的结构框图；本实施例可适用于对柴油机的氨氮比排放和油排放进行控制，以实现最优排放和损耗的情况，该柴油机控制装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，并配置于具有柴油机控制功能的设备中，如汽车中。如图3所示，该柴油机控制装置具体包括：
原排确定模块301，用于根据预设选择性催化转化装置SCR的实际效率、SCR当前温度、当前排气量、预期氨氮比以及下游排放限值，建立最大氮氧化物原排允许排放预测器，以确定柴油机允许排放的最大原排值；
系数确定模块302，用于根据发动机转速、喷油量和柴油机的排放比例系数，确定排放量偏差和油耗比例系数；
目标确定模块303，用于确定最大原排值对应的候选比例系数，并根据候选比例系数、排放比例系数以及油耗比例系数，以及预设高、中以及低三种不同等级对应候选喷油时刻和候选轨压，确定目标喷油时刻和目标轨压；
控制模块304，用于根据候选比例系数、排放比例系数以及油耗比例系数，进行柴油机氨氮比的自适应控制，并根据目标喷油时刻和目标轨压，进行柴油机的喷油控制。
本发明实施例的技术方案，根据预设选择性催化转化装置SCR的实际效率、SCR当前温度、当前排气量、预期氨氮比以及下游排放限值，建立最大氮氧化物原排允许排放预测器，以确定柴油机允许排放的最大原排值；根据发动机转速、喷油量和柴油机的排放比例系数，确定排放量偏差和油耗比例系数；确定最大原排值对应的候选比例系数，并根据候选比例系数、排放比例系数以及油耗比例系数，以及候选喷油时刻和候选轨压，确定目标喷油时刻和目标轨压；进行柴油机氨氮比的自适应控制，同时结合目标喷油时刻和目标轨压，进行柴油机的喷油控制。可以实现柴油机的最优排放控制，有助于柴油机节油。
进一步的，原排确定模块301具体用于：
采用上下游氮氧化物传感器进行数据采集，并根据采集结果，确定预设选择性催化转化装置SCR的实际效率；
根据SCR当前温度、当前排气量以及预期氨氮比，确定效率预估值；
根据效率预估值和实际效率之间的一阶惯性延迟关系，预估柴油机的后处理效率；
根据后处理效率和下游排放限值，确定允许排放的最大原排值。
进一步的，系数确定模块302具体用于：
根据发动机转速和喷油量进行排放查表操作，以确定排放二阶项系数和排放一阶项系数；根据实际喷油时刻，与预设排放等级对应喷油时刻之间的关系，基于线性插值的方式，确定柴油机的排放比例系数；根据排放二阶项系数、排放一阶项系数以及排放比例系数，确定柴油机排放值与预设等级排放值之间的排放量偏差。
进一步的，系数确定模块302还用于：
根据发动机转速和喷油量进行油耗查表操作，以确定油耗二阶项系数和油耗一阶项系数；根据排气质量流量、排气摩尔质量，排放量偏差、预期的氨氮比、标定参数以及发动机转速，建立费用偏差方程，并使得费用偏差取值为预设数值，以确定柴油机油耗值与预设等级油耗值之间的油耗偏差；根据油耗偏差、油耗二阶项系数和油耗一阶项系数，确定油耗比例系数。
进一步的，目标确定模块303具体用于：
根据环境温度查表、环境压力查表、水温查表以及根据目标空燃比偏差查表，为预设高、中以及低三种不同等级的候选排放值确定对应的补偿值；将预设高、中以及低三种不同等级的候选排放值，分别与补偿值的和，确定为高、中以及低三种不同等级对应的目标排放值；根据最大原排值与预设高、中、低三种不同的目标排放值之间的关系，基于线性插值的方式，确定最大原排值对应的候选比例系数。
进一步的，目标确定模块303还用于：
将候选比例系数、排放比例系数以及油耗比例系数中的最小值，确定为目标比例系数；根据目标比例系数，以及预设高、中以及低三种不同等级对应候选喷油时刻和候选轨压，基于线性插值的方式，得到目标喷油时刻和目标轨压。
进一步的，控制模块304具体用于：
根据排气空速和SCR当前温度，进行柴油机氨氮比的前馈控制；根据候选比例系数、排放比例系数以及油耗比例系数，确定权重偏差，并根据权重偏差，进行柴油机氨氮比的反馈控制。
实施例四
图4是本发明实施例四提供的电子设备的结构示意图。图4示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备10的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。
如图4所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)12、随机访问存储器(RAM)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(ROM)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(RAM)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出(I/O)接口15也连接至总线14。
电子设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如柴油机控制方法。
在一些实施例中，柴油机控制方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到RAM13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的柴油机控制方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行柴油机控制方法。
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。
计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种柴油机控制方法，其特征在于，包括：
根据预设选择性催化转化装置SCR的实际效率、SCR当前温度、当前排气量、预期氨氮比以及下游排放限值，建立最大氮氧化物原排允许排放预测器，以确定柴油机允许排放的最大原排值；
根据发动机转速、喷油量和柴油机的排放比例系数，确定排放量偏差和油耗比例系数；
确定最大原排值对应的候选比例系数，并根据候选比例系数、排放比例系数以及油耗比例系数，以及预设高、中以及低三种不同等级对应候选喷油时刻和候选轨压，确定目标喷油时刻和目标轨压；
根据候选比例系数、排放比例系数以及油耗比例系数，进行柴油机氨氮比的自适应控制，并根据目标喷油时刻和目标轨压，进行柴油机的喷油控制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，建立最大氮氧化物原排允许排放预测器，以确定柴油机允许排放的最大原排值，包括：
采用上下游氮氧化物传感器进行数据采集，并根据采集结果，确定预设选择性催化转化装置SCR的实际效率；
根据SCR当前温度、当前排气量以及预期氨氮比，确定效率预估值；
根据效率预估值和实际效率之间的一阶惯性延迟关系，预估柴油机的后处理效率；
根据后处理效率和下游排放限值，确定允许排放的最大原排值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据发动机转速、喷油量和柴油机的排放比例系数，确定排放量偏差，包括：
根据发动机转速和喷油量进行排放查表操作，以确定排放二阶项系数和排放一阶项系数；
根据实际喷油时刻，与预设排放等级对应喷油时刻之间的关系，基于线性插值的方式，确定柴油机的排放比例系数；
根据排放二阶项系数、排放一阶项系数以及排放比例系数，确定柴油机排放值与预设等级排放值之间的排放量偏差。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定油耗比例系数，包括：
根据发动机转速和喷油量进行油耗查表操作，以确定油耗二阶项系数和油耗一阶项系数；
根据排气质量流量、排气摩尔质量，排放量偏差、预期的氨氮比、标定参数以及发动机转速，建立费用偏差方程，并使得费用偏差取值为预设数值，以确定柴油机油耗值与预设等级油耗值之间的油耗偏差；
根据油耗偏差、油耗二阶项系数和油耗一阶项系数，确定油耗比例系数。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定最大原排值对应的候选比例系数，包括：
根据环境温度查表、环境压力查表、水温查表以及根据目标空燃比偏差查表，为预设高、中以及低三种不同等级的候选排放值确定对应的补偿值；
将预设高、中以及低三种不同等级的候选排放值，分别与补偿值的和，确定为高、中以及低三种不同等级对应的目标排放值；
根据最大原排值与预设高、中、低三种不同的目标排放值之间的关系，基于线性插值的方式，确定最大原排值对应的候选比例系数。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定目标喷油时刻和目标轨压，包括：
将候选比例系数、排放比例系数以及油耗比例系数中的最小值，确定为目标比例系数；
根据目标比例系数，以及预设高、中以及低三种不同等级对应候选喷油时刻和候选轨压，基于线性插值的方式，得到目标喷油时刻和目标轨压。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进行柴油机氨氮比的自适应控制，包括：
根据排气空速和SCR当前温度，进行柴油机氨氮比的前馈控制；
根据候选比例系数、排放比例系数以及油耗比例系数，确定权重偏差，并根据权重偏差，进行柴油机氨氮比的反馈控制。
8.一种柴油机控制装置，其特征在于，包括：
原排确定模块，用于根据预设选择性催化转化装置SCR的实际效率、SCR当前温度、当前排气量、预期氨氮比以及下游排放限值，建立最大氮氧化物原排允许排放预测器，以确定柴油机允许排放的最大原排值；
系数确定模块，用于根据发动机转速、喷油量和柴油机的排放比例系数，确定排放量偏差和油耗比例系数；
目标确定模块，用于确定最大原排值对应的候选比例系数，并根据候选比例系数、排放比例系数以及油耗比例系数，以及预设高、中以及低三种不同等级对应候选喷油时刻和候选轨压，确定目标喷油时刻和目标轨压；
控制模块，用于根据候选比例系数、排放比例系数以及油耗比例系数，进行柴油机氨氮比的自适应控制，并根据目标喷油时刻和目标轨压，进行柴油机的喷油控制。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-7中任一项所述的柴油机控制方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的柴油机控制方法。
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