具体实施方式

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，都属于本发明保护的范围。

名词解释：

目前针对柴油车尾气的处理，通常采用的技术包括：DOC(氧化催化反应)、DPF(Diesel Particulate Filter,颗粒物的捕集技术)、SCR(Selective CatalyticReduction，选择性催化还原技术)。

实施例1

参考图1，示出了本发明实施例公开的一种基于优化控制的排放方法的流程示意图，在本实施例中，该方法包括：

S101：获取当前的废气流量和DPF压差；

本实施例中，预先设置了DPF压差传感器，用于检测当前的DPF压差。

其中废气流量通过预先构建的发动机原机模型计算。

本实施例中，预先构建了发动机原机模型，该发动机模型具备模拟发动机正常状态下的运行过程的能力，其中，该发动机模型可以采用多种方式构建，例如该发动机原机模型可以采用基于原理的物理模型，其中，发动机原机模型包括：气体流量模型、NOx生成模型和排气温度模型。

其中，气体流量模型为基于EGR阀、增压器、进气节流阀等采用阀的气体流动公式建模，如下公式1所示，其中，公式1中，M_f表示气体流量，f(P₂/P₁)表示出口气体压力比进口气体压力，Area表示流通最大截面积和g(u)表示阀开度的函数。

NOx生成模型采用半经验半物理模型，如公式2所示，根据发动机转速和喷油量确定参考NOx浓度，乘以基于进气氧浓度的修正，乘以喷油提前角的修正，乘以进气温度的修正，得到模型NOx浓度。其中，n表示发动机转速，q表示喷油量，r_o2act/r表示实际氧浓度，r_o2ref表示参考氧浓度，f(angle)表示喷油提前角，T₂₂表示进气歧管温度，T_22ref表示进气歧管参考温度。

排气温度模型，如公式3所示，根据发动机转速和喷油量确定参考废气温度，乘以基于进气氧浓度的修正，乘以发动机水温的修正，乘以进气温度的修正，得到模型排气温度。利用管路的气体方程PV＝MRT，计算各管路部件的气体压力。其中，Tref(n,q)参考废气温度，f(r_o2act/r_o2ref)表示基于进去氧浓度的修正值，g(Teng)表示发动机水温的修正值，h(T₂₂)表示进气温度的修正值。

1)M_f＝f(P2/P1)*Area*g(u)；

2)NOx＝NOx_ref(n,q)*(r_o2act/r_o2ref)a*f(angle)*g(T₂₂/T_22ref)；

3)T＝Tref(n,q)*f(r_o2act/r_o2ref)*g(Teng)*h(T₂₂)。

通过上述介绍可知，发动机原机模型能够用于输出发动机进气管压力、进气氧浓度NOx排放、废气温度、废气流量和排气压力等。

S102：以最低油耗为目的，通过预设的公式计算发动机排温和原排NOx的预测值；预设的公式表征废气流量、发动机排温和原排NOx、DPF压差和油耗的对应关系；

举例说明：预设的公式可以通过如下的公式4)表示：

4)min{bsfc＝g_eng(m_f,T_DOC,NO_X,Δp)}；

其中，bsfc表示油耗、m_f表示废气流量，T_DOC表示发动机排温，NOx表示原排NOx，Δp表示DPF压差。

本实施例中，对公式4)进行求解的方法包括多种，本实施例中不进行限定，优选的，可以采用最小二乘法的方法，计算在油耗最小的情况下，对应的发动机排温和原排NOx的预测值。

S103：在满足预设条件的情况下，通过发动机排温和原排NOx的预测值对发动机进行控制；

所述预设条件包括：当前SCR温度大于或者等于当前工况下对应的SCR的限值，且原排NOx处于当前工况下对应的与原排NOx的上限值和下限值的范围内。

本实施例中，降低油耗的前提条件是，满足CO₂的排放标准，进一步来说，为了保证满足CO₂的排放标准需要使得SCR效率满足一定条件，本实施例中可以通过SCR温度以及原排NOx体现SCR效率，那么，满足SCR效率的条件至少包括：当前SCR温度大于或者等于当前工况下对应的SCR温度限值，且原排NOx处于当前工况下对应的与原排NOx的上限值和下限值的范围内。

其中，不同工况下对应的SCR温度限值和不同工况下与原排NOx的上限值和下限值的范围的获取方式可以包括多种，例如可以是预先标定的，即预先标定了不同工况参数与SCR温度限值和原排NOx对应的上限值和下限值。

优选的，确定当前工况下对应的SCR温度限值和当前工况下原排NOx的上限值和下限值的方法会在下文中进行详细的介绍，本实施例中不再赘述。

本实施例中，预先设置了表征SCR实际效率、原机效率偏差与SCR温度的限值得对应关系的第二MAP。

其中，该第二MAP的设置可以是预先通过实验获取到的，即在保障CO₂排放标准的情况下，通过实验预先确定了与不同SCR实际效率、原机效率偏差相对应的SCR温度。

进一步的，除了保障满足CO2的排放标准外，进一步的还需要保障后处理系统的正常执行，在此需求的情况下，还需要保障DPF压差在预设DPF压差限值内，具体的，还包括：

当前DPF压差小于等于当前工况下预设的DPF压差限值；

所述PDF压差限值是通过当前废气流量和预设的废气流量与DPF压差限值的关系确定的。

本实施例中，对发动机进行控制可以是对发动机的一些参数进行控制，以达到降低油耗的目的，优选的，可以包括：原排NOx控制和发动机排温闭环控制，具体的，S103包括：

通过发动机排温和预设的第三MAP确定第一发动机参数；所述预设的第三MAP表征第一发动机参数与发动机排温的关系；所述第一发动机参数与发动机控制原排NOx释放有关的参数；

获取当前发动机排温的实际值，并通过所述发动机排温的实际值和所述发动机排温的预测值，计算温度偏差；

通过预设的第二发动机参数与温度偏差的关系，确定第二发动机参数；

基于所述第一发动机参数和第二发动机参数对发动机进行控制。

优选的，第一发动机参数至少包括：提前角、轨压、进气氧浓度和进气压力。

第二发动机参数包括：后喷油量和进气压力。

其中，发动机排温的闭环控制以优化后的发动机排温的预测值为目标，进行PID(比例-积分-微分控制器)闭环控制，主要是以优化后的发动机排温的预测值为目标，对后喷油量和进气压力进行调节。

本实施例中，以最低油耗为目的，通过预设的公式计算发动机排温和原排NOx的预测值；预设公式表征废气流量、发动机排温和原排NOx、DPF压差和油耗的对应关系；在满足预设条件的情况下，通过发动机排温和原排NOx的预测值对发动机进行控制；该预设条件包括：当前SCR实际温度大于或者等于当前工况下对应的SCR温度的下限值，且原排NOx处于当前工况下对应的原排NOx的上限值和下限值的范围内。由此，实现了在保障CO2排放标准的前提下，对油耗进行优化的目的。

进一步的，为了保障SCR效率，还可以通过调整尿毒喷射量对SCR效率进行调整，具体的，还包括：

通过所述基础效率偏差和原机效率偏差，计算SCR效率偏差；

基于预设的SCR效率偏差与氨储之间的关系，确定氨储设定值；

通过所述氨储设定值确定尿素喷射修正；

基于前馈效率喷射量与尿素喷射量确定目标尿素喷射量。

实施例2

在上述实施例1的基础上，参考图2，示出了本发明实施例提供的一种确定当前SCR温度限值和原排NOx的上限值和下限值的流程图，包括：

S201：获取SCR实际效率和SCR模型效率，并通过SCR实际效率和SCR模型效率，计算基础效率偏差；

S202：确定所述基础效率偏差对应的插值因子；

其中，SCR实际效率可以通过SCR的上、下游的NOx传感器获取上、下游的NOx浓度，进而通过上、下游的NOx浓度，计算SCR实际效率。

SCR模型效率通过预先构建的SCR模型确定，SCR模型具备模型SCR正常运行的能力，SCR模型包括；温度模型、SCR吸附脱附模型、SCR反应模型、SCR氨储模型、SCR效率模型和SCR氧化模型，其中，SCR温度模型用于计算SCR平均温度和SCR出口温度，SCR模型接收PDF下游模型量(NO2、温度、流量等)和实际尿素喷射两，SCR吸附脱附模型计算氨吸附脱附量，SCR氧化模型计算氨氧化量，SCR反应模型计算NOx反应的氨量，SCR氨储模型计算SCR中氨储量，SCR效率模型计算SCR中NOx转换效率，或者表示为SCR模型效率。

其中，SCR模型可以通过多种方式进行构建，优选的，可以通过动力学方程和正常情况SCR特定构建，从而实现模拟SCR正常运行的能力。

例如，SCR动力学方程可以通过如下的公式1)-公式4)表示：

1)

2)

3)

4)其中，k：频率因子，E：活化能，J/molR：统一气体常数，8.3145，J/mol/kT：温度，θ：SCR内氨存储量，Kθ：SCR催化剂氨覆盖度，ε：脱附非线性部分，r：反应速率，mol/m3/s，C：反应浓度mol/m3。

本实施例中，基础效率偏差与SCR实际效率和SCR模型效率的差值有关。

基础效率偏差与插值因子预先设定了对应关系，例如插值因子可以为任何一种数值，例如当基础效率偏差为10％的情况下，那么插值因子可以为1或者也可以为10,具体的数值不进行限定。

S203：获取当前SCR温度和废气流量，并基于当前SCR温度和流量确定至少一张效率分配因子MAP；所述效率分配因子MAP表示为不同调整SCR效率偏差的方式分配的占比；

本实施例中，当前SCR温度为SCR的实际温度，可以通过传感器实际测量得到。当前废气流量也为实际废气流量，可以通过传感器实际测量得到。

本实施例中，对于SCR效率的调整方式可以包括多种，其中，为了达到对SCR进行调整的目的，可以预先对不同调整方式设置不同的占比，在通过占比对SCR效率起到调节作用。例如，SCR调整方式可以包括：通过调节后处理的尿毒喷射或者调节发动机原排NOx。

其中，每张效率分配因子MAP表征一种为不同调整SCR效率偏差的方式分配的占比，为了达到不同的效果，可以设置不同的分配占比，即设置不同的效率分配因子MAP。并且，预先设置了SCR温度和废气流量与效率分配因子MAP。

S204：采用所述插值因子对至少一张效率分配因子进行插值，得到目标效率分配因子MAP；

本实施例中，可以通过插值因子对至少一张效率分配因子进行插值处理，从而得到与插值因子相对应的目标效率分配因子MAP，或者可以理解为得到与基础效率偏差相对应的目标效率分配因子MAP。

S205：依据所述基础效率偏差和目标效率分配因子计算原机效率偏差；

本实施例中，原机效率偏差的计算可以包括多种方式，例如通过基础效率偏差与目标效率分配因子相乘得到原机效率偏差，或者通过基础效率偏差与目标效率分配因子通过加权相乘的方式得到原机效率偏差。

S206：基于所述SCR实际效率和原机效率偏差以及预设的第一MAP，确定当前工况下对应的原排NOx的上限值和下限值；所述第一MAP表征SCR实际效率、原机效率偏差和原排NOx的上限值以及原排NOx下限值的对应关系；

本实施例中，预先设置了表征SCR实际效率、原机效率偏差与原排NOx的上限值和下限值的对应关系的第一MAP。

其中，该第一MAP的设置可以是预先通过实验获取到的，即在保障CO₂排放标准的情况下，通过实验预先确定了与不同SCR实际效率、原机效率偏差相对应的原排NOx的上限值和下限值。

S207：基于所述SCR实际效率、原机效率偏差和预设的第二MAP，确定SCR温度的下限值；所述第二MAP表征SCR实际效率、原机效率偏差和SCR温度下限值的对应关系。

本实施例中，通过上述对SCR实际温度和原排NOx的进行限定，保障了SCR效率满足预设条件，进而保障了满足CO2的排放要求。

实施例3

在上述实施例1、实施例2的基础上，参考图3，示出了本发明实施例提供的一种后处理模型的结构示意图，在本实施例中，该后处理模型包括：

DOC效率模型301、DPF效率模型302、SCR效率模型303；

所述DOC效率模型的输入端接收发动机输出的一些参数；

所述DPF效率模型的输出与所述DPF效率模型的输入相连接；

所述DPF效率模型的输出与所述SCR效率模型的输入相连接；

通过上述介绍的优化控制方法对所述发动机模型进行控制，以调整所述发动机输入到所述DOC效率模型的参数。

DOC模型包括温度模型和效率模型，DOC模型接收废气温度、废气流量和原排NOx，温度模型计算DOC内部平均温度和DOC出口温度，效率模型计算DOC出口NO2浓度。

DPF模型包括碳载量模型、被动再生模型、温度模型和DPF效率模型，DPF模型接收DOC模型输出量(NO2,温度，流量等)及发动机原排soot量等，碳载量模型计算当前DPF中的碳累积量，被动再生模型计算被NO2反应的碳量，温度模型计算DPF平均温度和DPF出口温度，DPF效率模型计算DPF出口的NO2含量。

SCR模型包括温度模型、SCR吸附脱附模型、SCR反应模型、SCR氨储模型、SCR效率模型和SCR氧化模型，温度模型计算SCR平均温度和SCR出口温度，SCR模型接收DPF下游模型量(NO2，温度，流量等)和实际尿素喷射量，SCR吸附脱附模型计算氨吸附脱附量，SCR氧化模型计算氨氧化量，SCR反应模型计算NOx反应的氨量，SCR氨储模型计算SCR中氨储质量，SCR效率模型计算SCR中NOx的转化效率。

如图4所示，示出了对一体化控制模型的优化控制过程，包括：

其中，SCR转化效率与当前催化剂上游废气流量、温度、NO2比例、NOx浓度及氨储等相关，公式5所示，通过分解效率构成来源，转化为以下三部分，如公式6所示：发动机原机排放控制、DOC/DPF温度延迟与NO2比例控制、SCR氨储控制。其中原机排放与SCR氨储为可控对象，通过优化调整不同设定值可实现低油耗、SCR效率并优化DPF被动再生效率。

4)η＝f(m_f,T_scr,NO₂,NO_X,θ)；

5)η＝f_eng(m_f,T_DOC,NO_X)*f_doc/dpf(m_f,T_DOC,NO_X)*f_scr(θ)；

其中，m_f表示废气流量、Tscr表示SCR温度、NO2表示NO2比例，θ表示氨储，T_DOC表示发动机排温，feng()表示与发动机排温控制有关的函数，fdoc/dpf()表示与DOC/DPF温度延迟与NO2比例控制有关的函数,f_scr表示与氨储控制有关的函数。

其中，通过上述提到的优化控制方法，实现SCR自趋优设定值优化，得到发动机排温和原排NOx的预测值，进而通过得到的发送机排温和原排NOx的预测值对发动机进行控制，即通过温度闭环控制模型、原机NOx控制模型对发动机的一些参数进行控制，例如通过原排NOx的预测值确定第一发动机参数至少包括：提前角、轨压、进气氧浓度和进气压力；通过所述第二发动机参数确定和原机NOx控制模型,包括：后喷油量和进气压力。将调整后的第一发动机参数和第二发动机参数作用于发动机上后，不仅降低了油耗，同样也调整了输入到DOC效率模型中的一些参数的信息，例如包括废气流量、废气温度和原排NOx，进而实现了对后处理模型的一体化控制。

进一步的，通过SCR自趋优化设定值优化的方式，还可以对氨储进行闭环控制，通过调整尿素喷射量实现对SCR效率的调整。

实施例4

参考图5，示出了本发明实施例提供的一种优化控制装置的结构示意图，在本实施例中，该装置包括：

获取单元501，用于获取当前的废气流量和DPF压差；

预测单元502，用于以最低油耗为目的，通过预设的公式计算发动机排温和原排NOx的预测值；预设公式表征废气流量、发动机排温和原排NOx、DPF压差和油耗的对应关系；

优化控制单元503，用于在满足预设条件的情况下，通过发动机排温和原排NOx的预测值对发动机进行控制；

所述预设条件包括：当前SCR实际温度大于或者等于当前工况下对应的SCR温度的下限值，且原排NOx处于当前工况下对应的原排NOx的上限值和下限值的范围内。

可选的，还包括：

限值确定单元，用于：

获取SCR实际效率和SCR模型效率，并通过SCR实际效率和SCR模型效率，计算基础效率偏差；

确定所述基础效率偏差对应的插值因子；

获取当前SCR温度和流量，并基于当前SCR温度和流量确定至少一张效率分配因子MAP；所述效率分配因子MAP表示为不同调整SCR效率偏差分配的占比；

采用所述插值因子对至少一张效率分配因子进行插值，得到目标效率分配因子MAP；

依据所述基础效率偏差和目标效率分配因子计算原机效率偏差；

基于所述SCR实际效率和原机效率偏差以及预设的第一MAP，确定当前工况下对应的原排NOx的上限值和下限值；所述第一MAP表征SCR实际效率、原机效率偏差和原排NOx上限值以及原排NOx下限值的对应关系；

基于所述SCR实际效率、原机效率偏差和预设的第二MAP，确定SCR温度的下限值；所述第二MAP表征SCR实际效率、原机效率偏差和SCR温度下限值的对应关系。

可选的，所述预设条件还包括：

当前DPF压差小于等于当前工况下预设的DPF压差限值；

当前DPF压差小于等于当前工况下预设的DPF压差限值；

所述PDF压差限值是通过当前废气流量和预设的废气流量与DPF压差限值的关系确定的。

可选的，所述优化控制单元，包括：

第一确定子单元，用于通过发动机排温和预设的第三MAP确定第一发动机参数；所述预设的第三MAP表征第一发动机参数与发动机排温的关系；所述第一发动机参数与发动机控制原排NOx有关的参数；

计算子单元，用于获取当前实际的发动机排温，并通过当前实际的发动机排温和预测的发动机排温，计算温度偏差；

第二确定子单元，用于通过预设的第二发动机参数与温度偏差的关系，确定第二发动机参数；所述第二发动机参数与控制发动机排温有关的参数；

优化控制子单元，用于基于所述第一发动机参数和第二发动机参数对发动机进行控制。

可选的，所述第一发动机参数至少包括：提前角、轨压、进气氧浓度和进气压力。

可选的，所述第二发动机参数包括：后喷油量和进气压力。

通过本实施例的装置，以最低油耗为目的，通过预设的公式计算发动机排温和原排NOx的预测值；预设公式表征废气流量、发动机排温和原排NOx、DPF压差和油耗的对应关系；在满足预设条件的情况下，通过发动机排温和原排NOx的预测值对发动机进行控制；该预设条件包括：当前SCR实际温度大于或者等于当前工况下对应的SCR温度的下限值，且原排NOx处于当前工况下对应的原排NOx的上限值和下限值的范围内。由此，实现了在保障CO2排放标准的前提下，对油耗进行优化的目的。。

实施例5

参考图6，示出了本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图，在本实施例中，该电子设备包括：

存储器601和处理器602；

所述存储器用于存储程序，所述处理器用于执行所述存储器中存储的程序时执行上述公开的优化控制方法，本实施例中不再进行赘述。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限值于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。