CN116857081A - 一种柴油机综合控制方法、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综合控制方法、装置、设备以及存储介质。该方法包括：对不同车辆使用场景下柴油机氮氧化物的排放情况进行分析，并根据分析结果，确定柴油机的目标后处理效率；根据目标后处理效率和理论后处理效率的关系，建立理论后处理效率方程，并基于燃油费用和原排排放综合最小化原则，建立发动机‑后处理系统优化方程；确定最优排气流量，并根据最优排气流量、理论后处理效率方程以及发动机‑后处理系统优化方程，确定最终喷油时刻和最终尿素喷射值，以进行柴油机的排放控制。本发明的技术方案，可以综合考虑后处理的油耗问题和柴油机的排放问题，实现柴油机与后处理油耗与排放综合最优控制。

Description

一种柴油机综合控制方法、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综合控制方法、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，如何综合考虑后处理的油耗问题和柴油机的排放问题，实现柴油机与后处理油耗与排放综合最优控制，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综合控制方法、装置、设备以及存储介质，可以综合考虑后处理的油耗问题和柴油机的排放问题，实现柴油机与后处理油耗与排放综合最优控制。
根据本发明的一方面，提供了一种柴油机综合控制方法，包括：
对不同车辆使用场景下柴油机氮氧化物的排放情况进行分析，并根据分析结果，确定柴油机的目标后处理效率；
根据目标后处理效率和理论后处理效率的关系，建立理论后处理效率方程，并基于燃油费用和原排排放综合最小化原则，建立发动机-后处理系统优化方程；
确定最优排气流量，并根据最优排气流量、理论后处理效率方程以及发动机-后处理系统优化方程，确定最终喷油时刻和最终尿素喷射值，以进行柴油机的排放控制。
根据本发明的另一方面，提供了一种柴油机综合控制装置，包括：
确定模块，用于对不同车辆使用场景下柴油机氮氧化物的排放情况进行分析，并根据分析结果，确定柴油机的目标后处理效率；
建立模块，用于根据目标后处理效率和理论后处理效率的关系，建立理论后处理效率方程，并基于燃油费用和原排排放综合最小化原则，建立发动机-后处理系统优化方程；
控制模块，用于确定最优排气流量，并根据最优排气流量、理论后处理效率方程以及发动机-后处理系统优化方程，确定最终喷油时刻和最终尿素喷射值，以进行柴油机的排放控制。
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综合控制方法。
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综合控制方法。
本发明实施例的技术方案，对不同车辆使用场景下柴油机氮氧化物的排放情况进行分析，并根据分析结果，确定柴油机的目标后处理效率；根据目标后处理效率和理论后处理效率的关系，建立理论后处理效率方程，并基于燃油费用和原排排放综合最小化原则，建立发动机-后处理系统优化方程；确定最优排气流量，并根据最优排气流量、理论后处理效率方程以及发动机-后处理系统优化方程，确定最终喷油时刻和最终尿素喷射值，以进行柴油机的排放控制。通过这样的方式，可以综合考虑后处理的油耗问题和柴油机的排放问题，实现柴油机与后处理油耗与排放综合最优控制。
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1A是本发明实施例一提供的一种柴油机综合控制方法的流程图；
图1B是本发明实施例一提供的氮氧化物排放分布规律示意图；
图2是本发明实施例二提供的一种柴油机综合控制方法的流程图；
图3是本发明实施例三提供的一种柴油机综合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1A是本发明实施例一提供的一种柴油机综合控制方法的流程图；图1B是本发明实施例一提供的氮氧化物排放分布规律示意图。本实施例可适用于对柴油机的最终喷油时刻和最终尿素喷射值进行控制，以实现柴油机与后处理油耗与排放综合最优控制的情况，该方法可以由柴油机综合控制装置来执行，该柴油机综合控制装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该柴油机综合控制装置可配置于电子设备中，如汽车中。如图1A所示，该柴油机综合控制方法包括：
S101、对不同车辆使用场景下柴油机氮氧化物的排放情况进行分析，并根据分析结果，确定柴油机的目标后处理效率。
其中，车辆的使用场景例如可以是城市工况、拥堵路段、郊区工况、高速、快速路、山区以及厂区等。
可选的，对不同车辆使用场景下柴油机氮氧化物的排放情况进行分析，并根据分析结果，确定柴油机的目标后处理效率，包括：统计历史预设时间段内车辆在不同使用场景下运行时车辆的氮氧化物排放数据；根据氮氧化物排放数据，分析车辆在各个使用场景下的氮氧化物排放分布规律，以确定柴油机的目标后处理效率。
可选的，可以获取历史预设时间段内车辆的运行数据，分析不同场景下运行数据的关联，对车辆信息与使用场景之间进行建模，划分出不同的使用场景，其中车辆的运行数据例如可以是车辆车速、扭矩、档位、环境温度、环境压力等信息。
可选的，分析车辆在各个使用场景下的氮氧化物排放分布规律，以确定柴油机的目标后处理效率，包括：分析车辆在各个使用场景下的氮氧化物排放分布规律，确定各个集中分布区域的概率比例和上限排放量，并根据概率比例和上限排放量，确定加权平均排放值；根据加权平均排放值和预设的法规要求排放量，确定柴油机的目标后处理效率。
其中，上限排放量是指各个集中分布区域对应置信区间的上限排放值。预设的法规要求排放量是指相关法规要求的氮氧化物排放量上限值。
示例性的，参见图1B，横坐标表示氮氧化物排放(NOx排放)的取值范围，纵坐标表征氮氧化物排放处于不同集中分布区域对应取值范围的概率比例，三个集中分布区域的概率比例和上限排放量分别为：20％和x1、60％和x2，以及10％和x3，则可以基于如下公式，确定加权平均排放值NOxpro(EO)：
NOxpro(EO)＝(20％x1+60％x2+10％x3)/(20％+60％+10％)
示例性的，确定加权平均排放值之后，可以基于如下公式，确定柴油机的目标后处理效率Efftar：
Efftar＝1-NOxlaw(TP)/NOxpro(EO)
其中，NOxlaw(TP)为预设的法规要求排放量。NOxpro(EO)为加权平均排放值。
需要说明的是，由于法规对氮氧化物排放的限制，因此后处理效率需要达到一定值以处理掉大部分有害原排氮氧化物，由于车辆在不同使用场景下的工况集中区域相差较多，导致排放差别也较大，因此需要建立有效的场景分类。
S102、根据目标后处理效率和理论后处理效率的关系，建立理论后处理效率方程，并基于燃油费用和原排排放综合最小化原则，建立发动机-后处理系统优化方程。
其中，理论后处理效率方程是指表征理论上后处理效率与预设选择性催化转化装置(Selective Catalytic Reduction，SCR)的当前温度、氨氮比和空速之间联系的方程。
可选的，根据目标后处理效率和理论后处理效率的关系，建立理论后处理效率方程，包括：根据预设选择性催化转化装置SCR的当前温度与排气流量的关联关系，建立SCR温度方程，并根据空速与排气流量的关联关系，建立空速方程；基于SCR温度方程和空速方程，根据理论后处理效率，与SCR的当前温度、氨氮比和空速之间的关联关系，建立初步理论后处理效率方程；基于柴油机的理论后处理效率等于目标后处理效率的原则，根据目标后处理效率和初步理论后处理效率方程，建立最终的理论后处理效率方程。
示例性的，根据预设选择性催化转化装置SCR的当前温度与排气流量的关联关系，建立的SCR温度方程可以如下所示：
Tscr＝f2(Mex)
其中，Tscr表示预设选择性催化转化装置的当前温度。Mex是指排气流量。f2()是指预先基于经验确定的表征当前温度与排气流量之间计算关系的预设多项式。
示例性的，根据空速与排气流量的关联关系，建立的空速方程可以如下所示：
SV＝f3(Mex)
其中，SV表示空速，Mex是指排气流量。f3()是指预先基于经验确定的表征空速与排气流量之间计算关系的预设多项式。
示例性的，理论后处理效率与SCR的当前温度、氨氮比和空速之间的关联关系可以通过如下公式表示：
Eff＝f1(Tscr,Rnh3nox,SV)
其中，Eff表示理论后处理效率。Tscr表示预设选择性催化转化装置的当前温度。Rnh3nox表示氨氮比。SV表示空速。f1()是指预先基于经验确定的表征理论后处理效率，与SCR当前温度、空速和排气流量之间计算关系的预设多项式。
示例性的，基于SCR温度方程和空速方程，根据理论后处理效率，与SCR的当前温度、氨氮比和空速之间的关联关系，可以建立如下初步理论后处理效率方程：
Eff＝f1(f2(Mex),Rnh3nox,f3(Mex))
其中，Eff表示理论后处理效率。f1()是指预先基于经验确定的表征理论后处理效率，与SCR当前温度、空速和排气流量之间计算关系的预设多项式。f2()是指预先基于经验确定的表征当前温度与排气流量之间计算关系的预设多项式。Mex是指排气流量。Rnh3nox表示氨氮比。f3()是指预先基于经验确定的表征空速与排气流量之间计算关系的预设多项式。
示例性的，基于柴油机的理论后处理效率等于目标后处理效率的原则，可以确定如下最终的理论后处理效率方程：
f1(f2(Mex),Rnh3nox,f3(Mex))＝1-NOxlaw(TP)/NOxpro(EO)
需要说明的是，最终的理论后处理效率方程用于后续根据最优排气流量，求解最优氨氮比。
可选的，基于燃油费用和原排排放综合最小化原则，建立发动机-后处理系统优化方程，包括：根据尾管排放氮氧化物量、原排排放氮氧化物量以及法规要求排放量，确定发动机-后处理系统优化方程的边界条件；基于燃油费用和原排排放综合最小化原则，根据预设边界条件，建立发动机-后处理系统优化方程。
示例性的，基于原排排放与排气流量之间的关联关系，可以建立如下原排排放方程：
Emi＝g2(Mex,η)
其中，Emi表示原排排放，Mex是指排气流量。η表示喷油时刻效率。g2()是指预先基于经验确定的表征原排排放，与排气流量和喷油时刻效率之间计算关系的预设多项式。
可选的，可以基于预设原排排放方程与最大排放限值之间的关系，确定发动机-后处理系统优化方程的边界条件，例如，边界条件可以如下所示：
g2(Mex,η)<Max
其中，Max表示最大排放限值，具体可以通过如下公式确定：
其中，NOx(TP)为尾管排放氮氧化物量，NOx(EO)为原排排放氮氧化物量，具体可以通过预设的传感器测量得到。NOxlaw(TP)为预设的法规要求排放量。
示例性的，基于燃油费用，与排气流量和喷油时刻效率之间的关联关系，可以建立如下燃油费用方程：
Δcostfuel＝g1(Mex,η)
其中，Δcostfuel表示燃油费用，可以表征柴油机的燃油消耗。Mex是指排气流量。η表示喷油时刻效率。g1()是指预先基于经验确定的表征燃油费用，与排气流量和喷油时刻效率之间计算关系的预设多项式。
可选的，确定原排排放方程、燃油费用方程以及边界条件之后，可以基于燃油费用和原排排放综合最小化原则，根据预设边界条件，建立如下发动机-后处理系统优化方程：
其中，g1()是指预先基于经验确定的表征燃油费用，与排气流量和喷油时刻效率之间计算关系的预设多项式。Mex是指排气流量。η表示喷油时刻效率。g2()是指预先基于经验确定的表征原排排放，与排气流量和喷油时刻效率之间计算关系的预设多项式。Rnh3nox表示氨氮比。λ为预设权重系数。f1()是指预先基于经验确定的表征理论后处理效率，与SCR当前温度、空速和排气流量之间计算关系的预设多项式。f2()是指预先基于经验确定的表征当前温度与排气流量之间计算关系的预设多项式。f3()是指预先基于经验确定的表征空速与排气流量之间计算关系的预设多项式。NOxlaw(TP)为预设的法规要求排放量。NOxpro(EO)为加权平均排放值。
S103、确定最优排气流量，并根据最优排气流量、理论后处理效率方程以及发动机-后处理系统优化方程，确定最终喷油时刻和最终尿素喷射值，以进行柴油机的排放控制。
可选的，确定最优排气流量，包括：根据选择性催化转化装置SCR的当前温度、预设目标SCR温度、预设标定量以及固定常数，确定瞬态下的目标排气流量；根据瞬态下的目标排气流量，以及SCR当前温度与排气流量对应的SCR温度方程，确定最优排气流量。
示例性的，可以基于如下公式，确定瞬态下的目标排气流量u：
其中，Tscr(0)表示选择性催化转化装置SCR的当前温度。Tscr为SCR目标温度。x表示预设标定量，与发动机工况相关，具体为0～1之间的常数，可以通过发动机转速和单缸喷油量作为输入查二维表获得。n为固定常数，其决定了瞬态过程更快或是更慢达成SCR目标温度。
可选的，可以根据SCR当前温度与排气流量对应的SCR温度方程，即本发明上述实施例给出的Tscr＝f2(Mex)，反推确定反函数f2-1()，进一步根据瞬态下的目标排气流量u，基于f2-1(u)，确定最优排气流量。
可选的，确定最终喷油时刻和最终尿素喷射值，以进行柴油机的排放控制，包括：根据最优排气流量、理论后处理效率方程以及发动机-后处理系统优化方程，求解最优喷油时刻效率和最优氨氮比；根据最优喷油时刻效率和最优氨氮比，确定最终喷油时刻和最终尿素喷射值，以进行柴油机的排放控制。
示例性的，可以将最优排气流量代入发动机-后处理系统优化方程中，得到如下最终的用于求解最优喷油时刻效率和最优氨氮比的发动机-后处理系统优化方程：
可选的，将最优排气流量代入发动机-后处理系统优化方程中，得到如下最终的用于求解最优喷油时刻效率和最优氨氮比的发动机-后处理系统优化方程之后，可以基于最终的发动机-后处理系统优化方程以及理论后处理效率方程，在满足边界条件的情况下进行寻优，确定出最优喷油时刻效率和最优氨氮比。
可选的，可以根据最优喷油时刻效率，结合标定喷油时刻最大和最小值两张表进行标定，计算出最终喷油时刻，其中，喷油时刻最大值和最小值均是以发动机转速和单缸喷油量为输入二维数表查表得到的，这个效率是0-1之间的数，最终喷油时刻就是根据这个0-1的数在最大和最小中进行插值，即通过(max-min)*权重+min得到最终喷油时刻。
可选的，可以将最优氨氮比与当前实际原排氮氧化物排放量的乘积，确定为最终的尿素喷射值。
本发明实施例的技术方案，对不同车辆使用场景下柴油机氮氧化物的排放情况进行分析，并根据分析结果，确定柴油机的目标后处理效率；根据目标后处理效率和理论后处理效率的关系，建立理论后处理效率方程，并基于燃油费用和原排排放综合最小化原则，建立发动机-后处理系统优化方程；确定最优排气流量，并根据最优排气流量、理论后处理效率方程以及发动机-后处理系统优化方程，确定最终喷油时刻和最终尿素喷射值，以进行柴油机的排放控制。通过这样的方式，可以综合考虑后处理的油耗问题和柴油机的排放问题，实现柴油机与后处理油耗与排放综合最优控制。
实施例二
图2是本发明实施例二提供的一种柴油机综合控制方法的流程图；本实施例在上述各技术方案的基础上，给出了一种进行柴油机综合控制的优选实例。如图2所示，该柴油机综合控制方法具体可以包括以下过程：
步骤一：确定基于场景的目标后处理效率；
可选的，可以预先建立有效的场景分类，如通过特征划分的方法，基于车速、扭矩、档位、环境温度、环境压力等车辆信息，采用监督学习打标签的方式，进行分类。首先收集足够的车辆数据，对车辆信息与使用场景之间进行建模，规定N种场景。收集每种使用场景下的平均原排排放分布范围特点，制定安全的目标后处理效率目标值，按照概率比例计算加权平均原排排放值。按照置信区间的上限NOx排放量加权计算出平均可能最大的原排，再根据法规对排放的要求，计算出目标的后处理效率。
步骤二：建立发动机-后处理顶层优化方程(即上述实施例描述的发动机-后处理系统优化方程)。
可选的，可以建立发动机-后处理系统顶层优化方程，得到SCR温度、排气流量、氨氮比与后处理效率的关系式，计算综合燃油与尿素成本最低时的目标排气流量、喷油时刻以及目标氨氮比，实现该目标后处理效率，与此同时为了保证实时合规，根据当前后处理效率去规划原排目标，在综合以上所有因素后，统一计算出稳态状态下的目标喷油时刻、排气量和氨氮比。
需要说明的是，通过建立发动机-后处理顶层优化方程，可以考虑到目标后处理效率、燃油消耗、尿素消耗以及排放合规问题，实现目标后处理效率下的排放、实现燃油-尿素综合成本最低，以及实现实时排放合规。
步骤三、根据目标SCR温度，以及SCR的当前温度、预设标定量以及固定常数，确定预测的排气流量目标(即目标排气流量u)；
步骤四、基于预测的排气流量目标，确定目标排气流量(即最优排气流量)，并根据最优排气流量、理论后处理效率方程以及发动机-后处理顶层优化方程，确定目标氨氮比和目标喷油时刻，以确定最终喷油时刻和最终尿素喷射值，进行柴油机的排放控制。
可选的，为了解决后处理系统温度的大热容带来的延迟问题，本发明通过对目标排温的实现路径进行规划，最终得到一种简化的方式，采用瞬态求解，主体目标采用稳态体系求解出最终稳定后目标值，让大惯性问题通过具有一定预测的方法去优化路径，其他控制量则在此基础上基于稳态求解，最终能够工程实现。
实施例三
图3是本发明实施例三提供的一种柴油机综合控制装置的结构框图；本实施例可适用于对柴油机的最终喷油时刻和最终尿素喷射值进行控制，以实现柴油机与后处理油耗与排放综合最优控制的情况，该柴油机综合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综合控制功能的设备中，如汽车中。如图3所示，该柴油机综合控制装置具体包括：
确定模块301，用于对不同车辆使用场景下柴油机氮氧化物的排放情况进行分析，并根据分析结果，确定柴油机的目标后处理效率；
建立模块302，用于根据目标后处理效率和理论后处理效率的关系，建立理论后处理效率方程，并基于燃油费用和原排排放综合最小化原则，建立发动机-后处理系统优化方程；
控制模块303，用于确定最优排气流量，并根据最优排气流量、理论后处理效率方程以及发动机-后处理系统优化方程，确定最终喷油时刻和最终尿素喷射值，以进行柴油机的排放控制。
本发明实施例的技术方案，对不同车辆使用场景下柴油机氮氧化物的排放情况进行分析，并根据分析结果，确定柴油机的目标后处理效率；根据目标后处理效率和理论后处理效率的关系，建立理论后处理效率方程，并基于燃油费用和原排排放综合最小化原则，建立发动机-后处理系统优化方程；确定最优排气流量，并根据最优排气流量、理论后处理效率方程以及发动机-后处理系统优化方程，确定最终喷油时刻和最终尿素喷射值，以进行柴油机的排放控制。通过这样的方式，可以综合考虑后处理的油耗问题和柴油机的排放问题，实现柴油机与后处理油耗与排放综合最优控制。
进一步的，确定模块301可以包括：
统计单元，用于统计历史预设时间段内车辆在不同使用场景下运行时车辆的氮氧化物排放数据；
确定单元，用于根据氮氧化物排放数据，分析车辆在各个使用场景下的氮氧化物排放分布规律，以确定柴油机的目标后处理效率。
进一步的，确定单元具体用于：
分析车辆在各个使用场景下的氮氧化物排放分布规律，确定各个集中分布区域的概率比例和上限排放量，并根据概率比例和上限排放量，确定加权平均排放值；
根据加权平均排放值和预设的法规要求排放量，确定柴油机的目标后处理效率。
进一步的，建立模块302具体用于：
根据预设选择性催化转化装置SCR的当前温度与排气流量的关联关系，建立SCR温度方程，并根据空速与排气流量的关联关系，建立空速方程；
基于SCR温度方程和空速方程，根据理论后处理效率，与SCR的当前温度、氨氮比和空速之间的关联关系，建立初步理论后处理效率方程；
基于柴油机的理论后处理效率等于目标后处理效率的原则，根据目标后处理效率和初步理论后处理效率方程，建立最终的理论后处理效率方程。
进一步的，建立模块302还用于：
根据尾管排放氮氧化物量、原排排放氮氧化物量以及法规要求排放量，确定发动机-后处理系统优化方程的边界条件；
基于燃油费用和原排排放综合最小化原则，根据预设边界条件，建立发动机-后处理系统优化方程。
进一步的，控制模块303具体用于：
根据选择性催化转化装置SCR的当前温度、预设目标SCR温度、预设标定量以及固定常数，确定瞬态下的目标排气流量；
根据瞬态下的目标排气流量，以及SCR当前温度与排气流量对应的SCR温度方程，确定最优排气流量。
进一步的，控制模块303还用于：
根据最优排气流量、理论后处理效率方程以及发动机-后处理系统优化方程，求解最优喷油时刻效率和最优氨氮比；
根据最优喷油时刻效率和最优氨氮比，确定最终喷油时刻和最终尿素喷射值，以进行柴油机的排放控制。
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，例如柴油机综合控制方法。
在一些实施例中，柴油机综合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RAM 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的柴油机综合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综合控制方法。
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)

1.一种柴油机综合控制方法，其特征在于，包括：
对不同车辆使用场景下柴油机氮氧化物的排放情况进行分析，并根据分析结果，确定柴油机的目标后处理效率；
根据目标后处理效率和理论后处理效率的关系，建立理论后处理效率方程，并基于燃油费用和原排排放综合最小化原则，建立发动机-后处理系统优化方程；
确定最优排气流量，并根据最优排气流量、理论后处理效率方程以及发动机-后处理系统优化方程，确定最终喷油时刻和最终尿素喷射值，以进行柴油机的排放控制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对不同车辆使用场景下柴油机氮氧化物的排放情况进行分析，并根据分析结果，确定柴油机的目标后处理效率，包括：
统计历史预设时间段内车辆在不同使用场景下运行时车辆的氮氧化物排放数据；
根据氮氧化物排放数据，分析车辆在各个使用场景下的氮氧化物排放分布规律，以确定柴油机的目标后处理效率。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，分析车辆在各个使用场景下的氮氧化物排放分布规律，以确定柴油机的目标后处理效率，包括：
分析车辆在各个使用场景下的氮氧化物排放分布规律，确定各个集中分布区域的概率比例和上限排放量，并根据概率比例和上限排放量，确定加权平均排放值；
根据加权平均排放值和预设的法规要求排放量，确定柴油机的目标后处理效率。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据目标后处理效率和理论后处理效率的关系，建立理论后处理效率方程，包括：
根据预设选择性催化转化装置SCR的当前温度与排气流量的关联关系，建立SCR温度方程，并根据空速与排气流量的关联关系，建立空速方程；
基于SCR温度方程和空速方程，根据理论后处理效率，与SCR的当前温度、氨氮比和空速之间的关联关系，建立初步理论后处理效率方程；
基于柴油机的理论后处理效率等于目标后处理效率的原则，根据目标后处理效率和初步理论后处理效率方程，建立最终的理论后处理效率方程。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于燃油费用和原排排放综合最小化原则，建立发动机-后处理系统优化方程，包括：
根据尾管排放氮氧化物量、原排排放氮氧化物量以及法规要求排放量，确定发动机-后处理系统优化方程的边界条件；
基于燃油费用和原排排放综合最小化原则，根据预设边界条件，建立发动机-后处理系统优化方程。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定最优排气流量，包括：
根据选择性催化转化装置SCR的当前温度、预设目标SCR温度、预设标定量以及固定常数，确定瞬态下的目标排气流量；
根据瞬态下的目标排气流量，以及SCR当前温度与排气流量对应的SCR温度方程，确定最优排气流量。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定最终喷油时刻和最终尿素喷射值，以进行柴油机的排放控制，包括：
根据最优排气流量、理论后处理效率方程以及发动机-后处理系统优化方程，求解最优喷油时刻效率和最优氨氮比；
根据最优喷油时刻效率和最优氨氮比，确定最终喷油时刻和最终尿素喷射值，以进行柴油机的排放控制。
8.一种柴油机综合控制装置，其特征在于，包括：
确定模块，用于对不同车辆使用场景下柴油机氮氧化物的排放情况进行分析，并根据分析结果，确定柴油机的目标后处理效率；
建立模块，用于根据目标后处理效率和理论后处理效率的关系，建立理论后处理效率方程，并基于燃油费用和原排排放综合最小化原则，建立发动机-后处理系统优化方程；
控制模块，用于确定最优排气流量，并根据最优排气流量、理论后处理效率方程以及发动机-后处理系统优化方程，确定最终喷油时刻和最终尿素喷射值，以进行柴油机的排放控制。
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综合控制方法。
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综合控制方法。
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