CN114370322B - 涡前温度计算方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种涡前温度计算方法、装置、计算机设备和存储介质。所述方法包括：提供排温传感器，所述排温传感器设置于涡轮机后的排气管内，用于测量涡后温度；获取当前涡后温度、当前环境温度、当前车速、当前排气质量流量、当前涡前压力、当前涡后压力以及预存的涡轮机的绝对热容量；根据所述当前排气质量流量确定当前气体到管壁的传热系数；根据所述当前车速确定当前涡轮表面与外界环境的传热系数；根据上述获取的各参数以及确定的传热系数计算出当前涡前温度。采用本方法能够有效延长了排温传感器的使用寿命，并准确计算出当前涡前温度。

Description

涡前温度计算方法、装置、计算机设备和存储介质
技术领域
本申请涉及车辆技术领域，特别是涉及一种涡前温度计算方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
目前，在车辆发动机中，一般会在涡前位置安装排气温度传感器，用于监控涡前位置排气温度，进而利用排气温度模型监控在高转速大负荷时涡轮入口、前后级氧传感器处以及三元催化器中心的温度，以对相应部件进行高温保护。
但由于排温传感器均安装在涡轮前，排温传感器受发动机排气冷热循环冲击大，易导致传感器探头芯片引线处开裂，造成传感器内部开路，使排温传感器得使用寿命严重缩短。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够延长排温传感器使用寿命的涡前温度计算方法、装置、计算机设备和存储介质。
一种涡前温度计算方法，所述方法包括：
提供排温传感器，所述排温传感器设置于涡轮机后的排气管内，用于测量涡后温度；
获取当前涡后温度、当前环境温度、当前车速、当前排气质量流量、当前涡前压力、当前涡后压力以及预存的涡轮机的绝对热容量；
根据所述当前排气质量流量确定当前气体到管壁的传热系数；
根据所述当前车速确定当前涡轮表面与外界环境的传热系数；
根据所述当前环境温度、所述当前排气质量流量、所述涡轮机的绝对热容量、所述当前涡前压力、所述当前涡后压力、所述当前气体到管壁的传热系数、所述当前涡轮表面与外界环境的传热系数以及所述当前涡后温度计算出当前涡前温度。
在其中一个实施例中，所述根据所述当前环境温度、所述当前排气质量流量、所述涡轮机的绝对热容量、所述当前涡前压力、所述当前涡后压力、所述当前气体到管壁的传热系数、所述当前涡轮表面与外界环境的传热系数以及所述当前涡后温度计算出当前涡前温度，包括：
根据所述当前涡后温度、所述当前排气质量流量、涡轮机的绝对热容量、所述当前环境温度、所述当前气体到管壁的传热系数以及所述当前涡轮表面与外界环境的传热系数计算当前涡轮机出口温度；
根据所述当前涡轮机出口温度、所述当前排气质量流量、所述当前涡前压力和所述当前涡后压力计算当前涡轮机入口温度；
根据所述当前环境温度、所述当前排气质量流量、涡轮机的绝对热容量、所述当前气体到管壁的传热系数、所述当前涡轮表面与外界环境的传热系数以及所述当前涡轮机入口温度计算出所述当前涡前温度。
在其中一个实施例中，所述根据所述当前涡后温度、所述当前排气质量流量、涡轮机的绝对热容量、所述当前环境温度、所述当前气体到管壁的传热系数以及所述当前涡轮表面与外界环境的传热系数计算当前涡轮机出口温度，包括：
获取涡轮机排气管管壁温度的初始值，并根据所述当前涡后温度、当前涡轮机排气管管壁温度、所述当前排气质量流量、涡轮机的绝对热容量、所述当前环境温度、所述当前气体到管壁的传热系数以及所述当前涡轮表面与外界环境的传热系数得到当前涡轮机排气管管壁单位时间温度变化值；
根据所述当前涡轮机排气管管壁温度、所述当前涡轮机排气管管壁单位时间温度变化值、所述当前气体到管壁的传热系数以及所述当前涡后温度计算得到所述当前涡轮机出口温度。
在其中一个实施例中，所述当前涡轮机排气管管壁单位时间温度变化值的计算公式为：
Figure BDA0003455993470000031
其中，ΔTwall2为所述当前涡轮机排气管管壁单位时间温度变化值，K为所述当前气体到管壁的传热系数，Ku为所述当前涡轮表面与外界环境的传热系数，
Figure BDA0003455993470000034
为所述当前排气质量流量，CPexhaust为预存的排气比热容，Tturboout为所述当前涡后温度，Twall2为所述当前涡轮机排气管管壁温度，Tenv为所述当前环境温度，Cturbo为所述涡轮机的绝对热容量；所述当前涡轮机出口温度的计算公式为：
Figure BDA0003455993470000032
其中，Tturbineout为所述当前涡轮机出口温度。
在其中一个实施例中，所述当前涡轮机入口温度的计算公式为：
Figure BDA0003455993470000033
其中，Tturbineout为所述当前涡轮机出口温度，Tturbinein为所述当前涡轮机入口温度，Pturbineout为所述当前涡后压力，Pturbinein为所述当前涡前压力，n为多变指数，根据所述当前排气质量流量确定。
在其中一个实施例中，所述根据所述当前环境温度、所述当前排气质量流量、涡轮机的绝对热容量、所述当前气体到管壁的传热系数、所述当前涡轮表面与外界环境的传热系数以及所述当前涡轮机入口温度计算出所述当前涡前温度，包括：
获取涡轮机进气管管壁温度的初始值，并根据当前涡轮机进气管管壁温度、所述涡轮机入口温度、所述当前排气质量流量、涡轮机的绝对热容量、所述当前环境温度、所述当前气体到管壁的传热系数以及所述当前涡轮表面与外界环境的传热系数得到当前涡轮机进气管管壁单位时间温度变化值；
根据所述当前涡轮机进气管管壁温度、所述当前涡轮机进气管管壁单位时间温度变化值、所述当前气体到管壁的传热系数以及所述当前涡轮机入口温度计算得到所述当前涡前温度。
在其中一个实施例中，所述当前涡轮机进气管管壁单位时间温度变化值的计算公式为：
Figure BDA0003455993470000041
其中，ΔTwall1为所述当前涡轮机进气管管壁单位时间温度变化值，K为所述当前气体到管壁的传热系数，Ku为所述当前涡轮表面与外界环境的传热系数，
Figure BDA0003455993470000043
为所述当前排气质量流量，CPexhaust为预存的排气比热容，Tturbinein为所述当前涡轮机入口温度，Twall1为所述当前涡轮机进气管管壁温度，Tenv为所述当前环境温度，Cturbo为所述涡轮机的绝对热容量；
所述当前涡前温度的计算公式为：
Figure BDA0003455993470000042
其中，Tturboin为所述当前涡前温度。
在其中一个实施例中，所述涡轮机排气管管壁温度的迭代关系式为：
Twall2(k+1)＝ΔTwall2(k)+Twall2(k)
其中，Twall2(k)为当前涡轮机排气管管壁温度，ΔTwall2(k)为当前涡轮机排气管管壁单位时间温度变化值，Twall2(k+1)为迭代后得到的新的涡轮机排气管管壁温度；
所述涡轮机进气管管壁温度的迭代关系式为：
Twall1(k+1)＝ΔTwall1(k)+Twall1(k)
其中，Twall1(k)为当前涡轮机进气管管壁温度，ΔTwall1(k)为当前涡轮机进气管管壁单位时间温度变化值，Twall1(k+1)为迭代后得到的新的涡轮机进气管管壁温度；
所述方法还包括：
在每次得到新的涡轮机排气管管壁温度和新的涡轮机进气管管壁温度时，基于所述新的涡轮机排气管管壁温度和所述新的涡轮机进气管管壁温度重复上述计算过程，得到迭代后的当前涡前温度。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：
当检测到发动机的转速归零时，停止计算当前涡前温度。
一种涡前温度计算装置，所述装置包括：
获取模块，用于获取涡后温度、当前环境温度、当前车速、当前排气质量流量、当前涡前压力、当前涡后压力以及预存的涡轮机的绝对热容量；
第一确定模块，用于根据所述当前排气质量流量确定当前气体到管壁的传热系数；
第二确定模块，用于根据所述当前车速确定当前涡轮表面与外界环境的传热系数；
计算模块，用于根据所述当前环境温度、所述当前排气质量流量、所述涡轮机的绝对热容量、所述当前涡前压力、所述当前涡后压力、所述当前气体到管壁的传热系数、所述当前涡轮表面与外界环境的传热系数以及所述当前涡后温度计算出当前涡前温度。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取当前涡后温度、当前环境温度、当前车速、当前排气质量流量、当前涡前压力、当前涡后压力以及预存的涡轮机的绝对热容量；
根据所述当前排气质量流量确定当前气体到管壁的传热系数；
根据所述当前车速确定当前涡轮表面与外界环境的传热系数；
根据所述当前环境温度、所述当前排气质量流量、所述涡轮机的绝对热容量、所述当前涡前压力、所述当前涡后压力、所述当前气体到管壁的传热系数、所述当前涡轮表面与外界环境的传热系数以及所述当前涡后温度计算出当前涡前温度。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取当前涡后温度、当前环境温度、当前车速、当前排气质量流量、当前涡前压力、当前涡后压力以及预存的涡轮机的绝对热容量；
根据所述当前排气质量流量确定当前气体到管壁的传热系数；
根据所述当前车速确定当前涡轮表面与外界环境的传热系数；
根据所述当前环境温度、所述当前排气质量流量、所述涡轮机的绝对热容量、所述当前涡前压力、所述当前涡后压力、所述当前气体到管壁的传热系数、所述当前涡轮表面与外界环境的传热系数以及所述当前涡后温度计算出当前涡前温度。
上述涡前温度计算方法、装置、计算机设备和存储介质，通过将排温传感器布置到涡后，由于发动机排出气体经过涡轮膨胀做功后，其温度降至安全范围内，因此，排温传感器相对不易受损，从而延长了排温传感器的使用寿命；同时，根据环境温度、排气质量流量、涡轮机的绝对热容量、涡前压力、涡后压力、气体到管壁的传热系数、涡轮表面与外界环境的传热系数以及涡后温度计算涡前温度，全面考虑了热量传递的各影响因素，因此，以此为基础计算出的涡前温度准确性较高。
附图说明
图1为一个实施例中涡前温度计算方法的流程示意图；
图2为一个实施例中计算当前涡前温度步骤的流程示意图；
图3为一个实施例中涡轮增压器的结构示意图；
图4为一个实施例中的热交换模型的原理示意图；
图5为一个实施例中计算当前涡前温度的控制逻辑图；
图6为一个实施例中涡前温度计算装置的结构框图；
图7为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
附图标记说明：
1-涡轮机，2-进气管，3-排气管，4-排温传感器。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在一个实施例中，如图1和图3所示，提供了一种涡前温度计算方法，以该方法应用于车辆为例进行说明，包括以下步骤：
S101：提供排温传感器4，排温传感器4设置于涡轮机1后的排气管3内，用于测量涡后温度。
具体地，排温传感器4的具体安装位置根据实际排气管路布置确定，安装位置距离涡轮机出口法兰端100-200mm，并保证传感器探头距离管壁大于30mm，且管内排气流速均匀。且测量点还应满足发动机稳态运行工况下，最高温度低于700℃；瞬态工况最大温度上升速率小于40℃/s，最大温度下降速率大于-40℃/s，以避免排温传感器4受过大的冷热循环冲击而受损。
S102：获取当前涡后温度、当前环境温度、当前车速、当前排气质量流量、当前涡前压力、当前涡后压力以及预存的涡轮机1的绝对热容量；
应用中，涡轮机1的绝对热容量的标定过程如下：在台架上固定发动机功率，通过调整转速或者负荷，使排气流量
Figure BDA0003455993470000085
保持恒定，反复标定调整Cturbo，使得上游管壁实测温度与模型温度ΔTwall1尽可能相等，同时，使下游管壁实测温度与模型温度ΔTwall2尽可能相等，在调整预定次数后，选取最优值作为Cturbo的标定值。
具体地，涡后温度通过排温传感器4测量获取，环境温度、当前车速及排气质量流量通过车辆上的相应传感器测量后得到，涡前压力通过EGR压力传感器测量后赋值得到，涡后压力基于大气压力和排温质量流量确定，涡后压力等于大气压力与压差之和，大气压力通过相应的压力传感器测得，压差基于排气质量流量和预存的排温质量流量-压差标定表确定。
S103：根据当前排气质量流量确定当前气体到管壁的传热系数。
具体地，气体到管壁的传热系数的计算公式为：
Figure BDA0003455993470000081
其中，α为气体到管壁的传热效率，A为涡轮的表面积，
Figure BDA0003455993470000082
为排气质量流量，cPexhaust为排气比热容。由于α、A以及cPexhaust均可预先确定且均为固定值，则
Figure BDA0003455993470000083
可预先计算出来，并视为常数，影响气体到管壁的传热系数的变量只有排气质量流量，而由于排气流量是瞬态变化的，是复杂非线性系统，无法通过具体公式确定，因此，本实施例中，通过多次试验获取的试验数据确定
Figure BDA0003455993470000084
标定表(即图5中的的K_CUV标定表)，将该表预存于相应存储介质中，从而在需要时，直接根据当前排气质量流量查表即可确定当前的气体到管壁的传热系数。
应用中，K_CUV标定表确定过程如下：将涡轮增压器废气旁通阀置于全开位置，涡轮增压器处于非增压状态。由于增压器不工作，此时表示没有膨胀能量损失。调整发动机处于怠速状态，反复标定K_CUV表中
Figure BDA0003455993470000091
流量对应的K值，使稳态工况下Tturboin与涡前排气实测温度尽可能相等，标定预定次数后，选取最优值作为对应的K值。怠速点确定K值后，按同样的方法提高发动机转速和负荷，
Figure BDA0003455993470000092
每隔预定量(例如100kg)扫一个点，确定不同排气流量下K值填入K_CUV标定表，这样就确定了K_CUV标定表。
S104：根据当前车速确定当前涡轮表面与外界环境的传热系数。
具体地，涡轮表面与外界环境的传热系数的计算公式为：
Ku＝f(Vvehicle)
其中，Ku为涡轮表面与外界环境的传热系数，Vvehicke为当前车速。涡轮表面与外界环境的传热系数与车速有关，但由于车辆行驶过程中，车速是瞬态变化的，因此，也是通过多次试验获取的试验数据确定Vvehicle-Ku标定表(即图5中的Kenv_CUV标定表)，在需要获取涡轮表面与外界环境的传热系数时，直接根据当前车速查表确定。
应用中，Kenv_CUV标定表的确定过程如下：将发动机搭载整车上，按同样的方法布置温度测点，将车速从0开始，标定0车速下的Ku，使得0车速稳态工况下Tturboin与涡前排气实测温度尽可能相等。然后以每隔预定步长(例如10km/h)提高车速，标定对应车速下的Ku，直到车速达到预设阈值(例如120km/h)为止。这样就确定了Kenv_CUV标定表。
S105：根据当前环境温度、当前排气质量流量、涡轮机1的绝对热容量、当前涡前压力、当前涡后压力、当前气体到管壁的传热系数、当前涡轮表面与外界环境的传热系数以及当前涡后温度计算出当前涡前温度。
上述涡前温度计算方法、装置、计算机设备和存储介质，通过将排温传感器4布置到涡后，由于发动机排出气体经过涡轮膨胀做功后，其温度降至安全范围内，因此，排温传感器4相对不易受损，从而延长了排温传感器4的使用寿命；同时，根据环境温度、排气质量流量、涡轮机1的绝对热容量、涡前压力、涡后压力、气体到管壁的传热系数、涡轮表面与外界环境的传热系数以及涡后温度计算涡前温度，全面考虑了热量传递的各影响因素，因此，以此为基础计算出的涡前温度准确性较高。
本实施例中，如图4所示，气体从涡前位置至涡后位置的热交换过程可以分为进气管2、涡轮机1及排气管3三个部分，因此，通过建立涡轮机1及上下游管路(即涡轮机1的进气管2和排气管3)热力学模型，基于采集涡后排气温度可以较准确地预测涡前温度值。其中，涡轮入口和出口的散热模拟为管路模型，把热交换的表面的一半定义在涡轮的上游，一半定义在涡轮的下游。对于涡轮机1，假设气体在涡轮机1中没有机械功损失，涡轮膨胀引起的能量损失与排气流量成正比，则可以按照理想涡轮等熵膨胀做工能量公式建立涡轮数学模型。因此，基于涡后温度和下游的热交换过程可以确定涡轮机出口温度，基于涡轮数学模型，根据涡轮机出口温度确定涡轮机入口温度，然后基于涡轮机入口温度和上游的热交换过程可以确定涡前温度，实现对涡前温度的预测。
在一个实施例中，如图2和图4所示，根据当前环境温度、当前排气质量流量、涡轮机1的绝对热容量、当前涡前压力、当前涡后压力、当前气体到管壁的传热系数、当前涡轮表面与外界环境的传热系数以及当前涡后温度计算出当前涡前温度，包括：
S201：根据当前涡后温度、当前排气质量流量、涡轮机1的绝对热容量、当前环境温度、当前气体到管壁的传热系数以及当前涡轮表面与外界环境的传热系数计算当前涡轮机出口温度。
在一个实施例中，根据当前涡后温度、当前排气质量流量、涡轮机1的绝对热容量、当前环境温度、当前气体到管壁的传热系数以及当前涡轮表面与外界环境的传热系数计算当前涡轮机出口温度，包括：
S2011：获取涡轮机排气管3管壁温度的初始值，并根据当前涡后温度、当前涡轮机排气管3管壁温度、当前排气质量流量、涡轮机1的绝对热容量、当前环境温度、当前气体到管壁的传热系数以及当前涡轮表面与外界环境的传热系数得到当前涡轮机排气管3管壁单位时间温度变化值。
其中，涡轮机排气管3管壁温度的初始值为预先设定的值。
S2012：根据当前涡轮机排气管3管壁温度、当前涡轮机排气管3管壁单位时间温度变化值、当前气体到管壁的传热系数以及当前涡后温度计算得到当前涡轮机出口温度。
具体地，在忽略发动机在冷起动阶段蒸发热和熄火后冷凝热时，上游管路此时需要考虑只有气体与管壁的热交互以及管壁与大气的热交互，基于此，当前涡轮机出口温度的计算公式为：
Figure BDA0003455993470000111
其中，Tturbineout为当前涡轮机出口温度，Tturboout为当前涡后温度，Twall2为当前涡轮机排气管3管壁温度，ΔTwall2为当前涡轮机排气管3管壁单位时间温度变化值，K为当前气体到管壁的传热系数。
基于涡轮机出口温度的计算公式，需要确定Twall2和ΔTwall2，而在初次计算时，Twall2为初始值，因此，还需要计算ΔTwall2。
涡轮机排气管3管壁单位时间温度变化值的计算公式为：
Figure BDA0003455993470000121
其中，u为当前涡轮表面与外界环境的传热系数，
Figure BDA0003455993470000123
为当前排气质量流量，CPexhaust为预存的排气比热容，env为当前环境温度，Cturbo为涡轮机1的绝对热容量。其中，在前述步骤中，Ku、
Figure BDA0003455993470000124
以及Tenv已经获取，而cPexhaust和Cturbo预存量，也可直接获取，因此，ΔTwall2可直接计算得出。
S202：根据当前涡轮机出口温度、当前排气质量流量、当前涡前压力和当前涡后压力计算当前涡轮机入口温度。
在一个实施例中，假设气体在涡轮机1中没有机械功损失，则当前涡轮机入口温度的计算公式为：
Figure BDA0003455993470000122
其中，Tturbineout为当前涡轮机出口温度，Tturbinein为当前涡轮机入口温度，Pturbineout为当前涡后压力，Pturbinein为当前涡前压力，n为多变指数，根据当前排气质量流量确定。Pturbineout和Pturbinein在前述步骤中已经获取，通过当前排气质量流量查预存的
Figure BDA0003455993470000125
标定表(即图5中的RatP_MAP标定表)可直接获取n的值，因此，在计算出Tturbineout后，通过上述公式可以计算出当前涡轮机入口温度。
应用中，将增压器废气旁通阀恢复正常控制状态，并调节涡前压力和涡后压力，逐步提高发动机转速和负荷扫点，使涡前压力和涡后压力的压比从1开始，每隔0.1步长逐步减小，直到压比降低到0.2结束，排气流量从100kg开始，每隔100Kg步长逐渐增加，直到最大功率点结束。标定对应压比和排气流量下的n，使稳态工况下Tturboin与涡前排气实测温度尽可能相等。记录对应的
Figure BDA0003455993470000131
这样就确定了RatP_MAP标定表。
S203：根据当前环境温度、当前排气质量流量、涡轮机1的绝对热容量、当前气体到管壁的传热系数、当前涡轮表面与外界环境的传热系数以及当前涡轮机入口温度计算出当前涡前温度。
在一个实施例中，根据当前环境温度、当前排气质量流量、涡轮机1的绝对热容量、当前气体到管壁的传热系数、当前涡轮表面与外界环境的传热系数以及当前涡轮机入口温度计算出当前涡前温度，包括：
S2031：获取涡轮机进气管2管壁温度的初始值，并根据当前涡轮机进气管2管壁温度、涡轮机入口温度、当前排气质量流量、涡轮机1的绝对热容量、当前环境温度、当前气体到管壁的传热系数以及当前涡轮表面与外界环境的传热系数得到当前涡轮机进气管2管壁单位时间温度变化值；
同上述当前涡轮机出口温度的计算过程，计算得到当前涡前温度需要先计算出当前涡轮机进气管2管壁单位时间温度变化值，当前涡轮机进气管2管壁单位时间温度变化值的计算公式为：
Figure BDA0003455993470000132
其中，ΔTwall1为当前涡轮机进气管2管壁单位时间温度变化值，K为当前气体到管壁的传热系数，Ku为当前涡轮表面与外界环境的传热系数，
Figure BDA0003455993470000133
为当前排气质量流量，CPexhaust为预存的排气比热容，Tturbinein为当前涡轮机入口温度，Twall1为当前涡轮机进气管2管壁温度，Tenv为当前环境温度，Cturbo为涡轮机1的绝对热容量。K、Ku、Tenv以及
Figure BDA0003455993470000134
在前述步骤中已经获取，cPexhaust以及Cturbo为预存量，可直接获取，在初次计算时Twall1为初始值，则在计算出Tturbinein时，根据计算出的Tturbinein可计算出ΔTwall1。
S2032：根据当前涡轮机进气管2管壁温度、当前涡轮机进气管2管壁单位时间温度变化值、当前气体到管壁的传热系数以及当前涡轮机入口温度计算得到当前涡前温度。
当前涡前温度的计算公式为：
Figure BDA0003455993470000141
其中，Tturboin为当前涡前温度。在计算出ΔTwall1时，该式中的各项参数已知，则将相应参数带入该式即可计算出当前涡前温度。
在一个实施例中，如图5所示，涡轮机排气管3管壁温度的迭代关系式为：
Twall2(k+1)＝ΔTwall2(k)+Twall2(k)
其中，Twall2(k)为当前涡轮机排气管3管壁温度，ΔTwall2(k)为当前涡轮机排气管3管壁单位时间温度变化值，Twall2(k+1)为迭代后得到的新的涡轮机排气管3管壁温度；
涡轮机进气管2管壁温度的迭代关系式为：
Twall1(k+1)＝ΔTwall1(k)+Twall1(k)
其中，Twall1(k)为当前涡轮机进气管2管壁温度，ΔTwall1(k)为当前涡轮机进气管2管壁单位时间温度变化值，Twall1(k+1)为迭代后得到的新的涡轮机进气管2管壁温度；
该涡前温度计算方法还包括：
在每次得到新的涡轮机排气管3管壁温度和新的涡轮机进气管2管壁温度时，基于新的涡轮机排气管3管壁温度和新的涡轮机进气管2管壁温度重复上述计算过程，得到迭代后的涡前温度。
具体地，由于进气管2管壁和排气管3管壁的温度初次计算时采用初始值，而初始值与当前的实际值可能存在一定的误差，因此，在发动机起动后，需要进行迭代运算，使各温度点模型值逐步趋近真实值。其中，在进行新的迭代计算过程时，均需要再次获取当前涡后温度、当前环境温度、当前车速、当前排气质量流量、当前涡前压力、当前涡后压力，以保证相应参数实时更新，进而在迭代一定次数后能够准确地预测出当前涡前温度。具体的控制逻辑如图5所示。
在其中一个实施例中，该涡前温度计算方法还包括：
S106：当检测到发动机的转速归零时，停止计算涡前温度。
具体地，当发动机的转速归零时，此时发动机不再排出气体，无需对相应部件进行高温保护，则无需计算当前涡前温度，因此，在检测到发动机的转速归零时，停止计算当前涡前温度。
应该理解的是，虽然图1-2的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1-2中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图6所示，提供了一种涡前温度计算装置600，该装置可以采用软件模块或硬件模块，或者是二者的结合成为计算机设备的一部分，该装置具体包括：获取模块601、第一确定模块602、第二确定模块603和计算模块604，其中：
获取模块601，用于获取涡后温度、当前环境温度、当前车速、当前排气质量流量、当前涡前压力、当前涡后压力以及预存的涡轮机1的绝对热容量；
第一确定模块602，用于根据当前排气质量流量确定当前气体到管壁的传热系数；
第二确定模块603，用于根据当前车速确定当前涡轮表面与外界环境的传热系数；
计算模块604，用于根据当前环境温度、当前排气质量流量、涡轮机1的绝对热容量、当前涡前压力、当前涡后压力、当前气体到管壁的传热系数、当前涡轮表面与外界环境的传热系数以及当前涡后温度计算出当前涡前温度。
在一个实施例中，计算模块601包括：第一计算子模块、第二计算子模块和第三计算子模块，第一计算子模块用于根据当前涡后温度、当前排气质量流量、涡轮机1的绝对热容量、当前环境温度、当前气体到管壁的传热系数以及当前涡轮表面与外界环境的传热系数计算当前涡轮机出口温度；第二计算子模块用于根据当前涡轮机出口温度、当前排气质量流量、当前涡前压力和当前涡后压力计算当前涡轮机入口温度；第三计算子模块用于根据当前环境温度、当前排气质量流量、涡轮机1的绝对热容量、当前气体到管壁的传热系数、当前涡轮表面与外界环境的传热系数以及当前涡轮机入口温度计算出当前涡前温度。
在一个实施例中，第一计算子模块包括：第一计算单元和第二计算单元，第一计算单元用于获取涡轮机排气管3管壁温度的初始值，并根据当前涡后温度、当前涡轮机排气管3管壁温度、当前排气质量流量、涡轮机1的绝对热容量、当前环境温度、当前气体到管壁的传热系数以及当前涡轮表面与外界环境的传热系数得到当前涡轮机排气管3管壁单位时间温度变化值；第二计算单元用于根据当前涡轮机排气管3管壁温度、当前涡轮机排气管3管壁单位时间温度变化值、当前气体到管壁的传热系数以及当前涡后温度计算得到当前涡轮机出口温度。
在一个实施例中，第三计算子模块包括：第三计算单元和第四计算单元，第三计算单元用于获取涡轮机进气管2管壁温度的初始值，并根据当前涡轮机进气管2管壁温度、涡轮机入口温度、当前排气质量流量、涡轮机1的绝对热容量、当前环境温度、当前气体到管壁的传热系数以及当前涡轮表面与外界环境的传热系数得到当前涡轮机进气管2管壁单位时间温度变化值；第四计算单元用于根据当前涡轮机进气管2管壁温度、当前涡轮机进气管2管壁单位时间温度变化值、当前气体到管壁的传热系数以及当前涡轮机入口温度计算得到当前涡前温度。
在一个实施例中，该涡前温度计算装置600还包括迭代模块，迭代模块用于对涡轮机排气管3管壁温度和涡轮机进气管2管壁温度进行迭代，得到迭代后的新的涡轮机排气管3管壁温度和新的涡轮机进气管2管壁温度。
关于涡前温度计算装置600的具体限定可以参见上文中对于涡前温度计算方法的限定，在此不再赘述。上述涡前温度计算装置600中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图7所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种涡前温度计算方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图7中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种涡前温度计算方法，其特征在于，所述方法包括：
提供排温传感器，所述排温传感器设置于涡轮机后的排气管内，用于测量涡后温度；
获取当前涡后温度、当前环境温度、当前车速、当前排气质量流量、当前涡前压力、当前涡后压力以及预存的涡轮机的绝对热容量；
根据所述当前排气质量流量确定当前气体到管壁的传热系数；
根据所述当前车速确定当前涡轮表面与外界环境的传热系数；
根据所述当前环境温度、所述当前排气质量流量、所述涡轮机的绝对热容量、所述当前涡前压力、所述当前涡后压力、所述当前气体到管壁的传热系数、所述当前涡轮表面与外界环境的传热系数以及所述当前涡后温度计算出当前涡前温度。
2.根据权利要求1所述的涡前温度计算方法，其特征在于，所述根据所述当前环境温度、所述当前排气质量流量、所述涡轮机的绝对热容量、所述当前涡前压力、所述当前涡后压力、所述当前气体到管壁的传热系数、所述当前涡轮表面与外界环境的传热系数以及所述当前涡后温度计算出当前涡前温度，包括：
根据所述当前涡后温度、所述当前排气质量流量、涡轮机的绝对热容量、所述当前环境温度、所述当前气体到管壁的传热系数以及所述当前涡轮表面与外界环境的传热系数计算当前涡轮机出口温度；
根据所述当前涡轮机出口温度、所述当前排气质量流量、所述当前涡前压力和所述当前涡后压力计算当前涡轮机入口温度；
根据所述当前环境温度、所述当前排气质量流量、涡轮机的绝对热容量、所述当前气体到管壁的传热系数、所述当前涡轮表面与外界环境的传热系数以及所述当前涡轮机入口温度计算出所述当前涡前温度。
3.根据权利要求2所述的涡前温度计算方法，其特征在于，所述根据所述当前涡后温度、所述当前排气质量流量、涡轮机的绝对热容量、所述当前环境温度、所述当前气体到管壁的传热系数以及所述当前涡轮表面与外界环境的传热系数计算当前涡轮机出口温度，包括：
获取涡轮机排气管管壁温度的初始值，并根据所述当前涡后温度、当前涡轮机排气管管壁温度、所述当前排气质量流量、涡轮机的绝对热容量、所述当前环境温度、所述当前气体到管壁的传热系数以及所述当前涡轮表面与外界环境的传热系数得到当前涡轮机排气管管壁单位时间温度变化值；
根据所述当前涡轮机排气管管壁温度、所述当前涡轮机排气管管壁单位时间温度变化值、所述当前气体到管壁的传热系数以及所述当前涡后温度计算得到所述当前涡轮机出口温度。
4.根据权利要求3所述的涡前温度计算方法，其特征在于，所述当前涡轮机排气管管壁单位时间温度变化值的计算公式为：
Figure 199444DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 647743DEST_PATH_IMAGE002
为所述当前涡轮机排气管管壁单位时间温度变化值，K为所述当前气体 到管壁的传热系数，
Figure 224218DEST_PATH_IMAGE003
为所述当前涡轮表面与外界环境的传热系数，
Figure 353848DEST_PATH_IMAGE004
为所述当 前排气质量流量，
Figure 699378DEST_PATH_IMAGE005
为预存的排气比热容，
Figure 296408DEST_PATH_IMAGE006
为所述当前涡后温度，
Figure 360179DEST_PATH_IMAGE007
为所述当前涡轮机排气管管壁温度，
Figure 293499DEST_PATH_IMAGE008
为所述当前环境温度，
Figure 493537DEST_PATH_IMAGE009
为所述涡轮机的绝 对热容量，
Figure 18059DEST_PATH_IMAGE010
为单位时间；所述当前涡轮机出口温度的计算公式为：
Figure 319858DEST_PATH_IMAGE011
其中，
Figure 588029DEST_PATH_IMAGE012
为所述当前涡轮机出口温度。
5.根据权利要求3所述的涡前温度计算方法，其特征在于，所述当前涡轮机入口温度的计算公式为：
Figure 642572DEST_PATH_IMAGE013
其中，
Figure 806837DEST_PATH_IMAGE012
为所述当前涡轮机出口温度，
Figure 845201DEST_PATH_IMAGE014
为所述当前涡轮机入口温 度，
Figure 900750DEST_PATH_IMAGE015
为所述当前涡后压力，
Figure 75380DEST_PATH_IMAGE016
为所述当前涡前压力，n为多变指数，根据 所述当前排气质量流量确定。
6.根据权利要求5所述的涡前温度计算方法，其特征在于， 所述根据所述当前环境温度、所述当前排气质量流量、涡轮机的绝对热容量、所述当前气体到管壁的传热系数、所述当前涡轮表面与外界环境的传热系数以及所述当前涡轮机入口温度计算出所述当前涡前温度，包括：
获取涡轮机进气管管壁温度的初始值，并根据当前涡轮机进气管管壁温度、所述涡轮机入口温度、所述当前排气质量流量、涡轮机的绝对热容量、所述当前环境温度、所述当前气体到管壁的传热系数以及所述当前涡轮表面与外界环境的传热系数得到当前涡轮机进气管管壁单位时间温度变化值；
根据所述当前涡轮机进气管管壁温度、所述当前涡轮机进气管管壁单位时间温度变化值、所述当前气体到管壁的传热系数以及所述当前涡轮机入口温度计算得到所述当前涡前温度。
7.根据权利要求5所述的涡前温度计算方法，其特征在于，所述当前涡轮机进气管管壁单位时间温度变化值的计算公式为：
Figure 144967DEST_PATH_IMAGE017
其中，
Figure 670626DEST_PATH_IMAGE018
为所述当前涡轮机进气管管壁单位时间温度变化值，K为所述当前气体 到管壁的传热系数，
Figure 280599DEST_PATH_IMAGE003
为所述当前涡轮表面与外界环境的传热系数，
Figure 512997DEST_PATH_IMAGE004
为所述当 前排气质量流量，
Figure 566535DEST_PATH_IMAGE005
为预存的排气比热容，
Figure 313911DEST_PATH_IMAGE014
为所述当前涡轮机入口温度，
Figure 727575DEST_PATH_IMAGE019
为所述当前涡轮机进气管管壁温度，
Figure 814480DEST_PATH_IMAGE008
为所述当前环境温度，
Figure 288186DEST_PATH_IMAGE009
为所述涡轮 机的绝对热容量，
Figure 772126DEST_PATH_IMAGE010
为单位时间；
所述当前涡前温度的计算公式为：
Figure 723902DEST_PATH_IMAGE020
其中，
Figure 930892DEST_PATH_IMAGE021
为所述当前涡前温度。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当检测到发动机的转速归零时，停止计算当前涡前温度。
9.一种涡前温度计算装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取当前涡后温度、当前环境温度、当前车速、当前排气质量流量、当前涡前压力、当前涡后压力以及预存的涡轮机的绝对热容量；
第一确定模块，用于根据所述当前排气质量流量确定当前气体到管壁的传热系数；
第二确定模块，用于根据所述当前车速确定当前涡轮表面与外界环境的传热系数；
计算模块，用于根据所述当前环境温度、所述当前排气质量流量、所述涡轮机的绝对热容量、所述当前涡前压力、所述当前涡后压力、所述当前气体到管壁的传热系数、所述当前涡轮表面与外界环境的传热系数以及所述当前涡后温度计算出当前涡前温度。
10.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。
11.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。
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