CN107237696A - 发动机的停缸控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种发动机的停缸控制方法及系统，该方法包括以下步骤：获取车辆的运行参数，其中，车辆的运行参数至少包括：车速、发动机转速、当前节气门开度和发动机冷却液温度；根据单位时间内节气门开度的变化得到节气门开度变化率；根据车辆的运行参数计算发动机需求的节气门开度，并根据需求的节气门开度和当前节气门开度得到相对节气门开度；根据车速、发动机冷却液温度、发动机转速、节气门开度变化率和相对节气门开度控制发动机工作进入气缸完全工作模式或停缸模式。本发明能够实现发动机动态停缸，从而减小排量，同时既能在车辆大负荷行驶状态下保证动力性要求，又能在中小负荷行驶状态下提高燃油经济性。

Description

发动机的停缸控制方法及系统

技术领域

本发明发动机技术领域，特别涉及一种发动机的停缸控制方法及系统。

背景技术

目前发动机的停缸技术多用于具有六缸以上的发动机，排量级别有多种，如V6发动机有V6、V4、L3三种模式，且排量变化明显，变换过程冲击大，各种排量级下的喷油点火都需要标定，控制策略复杂，很难适用于城市道路行驶的小排量汽车。另外，对于汽车的行驶工况及驾驶员意图识别的判断方法比较简单，有的过于理论化，无法与实际的行驶工况匹配，如仅以节气门开度大小来判断驾驶员加速和减速意图，简单将汽车行驶工况分为怠速、加速、匀速、减速、停车等，没有将汽车行驶工况进行细分，从而使得停缸控制不够精确，降低燃油经济性。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种发动机的停缸控制方法，该方法能够实现发动机动态停缸，从而减小排量，同时既能在车辆大负荷行驶状态下保证动力性要求，又能在中小负荷行驶状态下提高燃油经济性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种发动机的停缸控制方法，包括以下步骤：获取车辆的运行参数，其中，所述车辆的运行参数至少包括：车速、发动机转速、当前节气门开度和发动机冷却液温度；根据单位时间内节气门开度的变化得到节气门开度变化率；根据所述车辆的运行参数计算所述发动机需求的节气门开度，并根据所述需求的节气门开度和所述当前节气门开度得到相对节气门开度；以及根据所述车速、发动机冷却液温度、发动机转速、所述节气门开度变化率和所述相对节气门开度控制所述发动机工作进入气缸完全工作模式或停缸模式。

进一步地，根据所述车速、发动机冷却液温度、发动机转速、所述节气门开度变化率和所述相对节气门开度控制所述发动机工作进入气缸完全工作模式或停缸模式，进一步包括：当所述发动机冷却液温度高于发动机节温器开启温度，且所述车速大于第一预设车速且小于第三预设车速时，根据所述节气门开度变化率、所述相对节气门开度通过查找驾驶员意图对照表来确定所述发动机的工况，并根据所述工况控制所述发动机进入气缸完全工作模式或停缸模式。

进一步地，如果所述车速大于第一预设车速且小于第二预设车速，其中，所述第二预设车速小于所述第三预设车速，则当所述相对节气门开度小于第一预设开度，且所述节气门开度变化率小于或等于零时，控制所述发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；当所述相对节气门开度小于第一预设开度，且所述节气门开度变化率大于零时，控制所述发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；当所述相对节气门开度大于第一预设开度且小于零，且所述节气门开度变化率小于零时，控制所述发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；当所述相对节气门开度大于第一预设开度且小于零，且所述节气门开度变化率大于或等于零时，控制所述发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；当所述相对节气门开度等于零，且所述节气门开度变化率小于第一预设变化率或者所述节气门开度变化率大于第二预设变化率时，控制所述发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；当所述相对节气门开度等于零，且所述节气门开度变化率大于第一预设变化率且小于第二预设变化率时，控制所述发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；当所述相对节气门开度大于零且小于第二预设开度，且所述节气门开度变化率小于所述第二预设变化率时，控制所述发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；当所述相对节气门开度大于零且小于第二预设开度，且所述节气门开度变化率大于所述第二预设变化率时，控制所述发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；当所述相对节气门开度大于第二预设开度，且所述节气门开度变化率小于零时，控制所述发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；当所述相对节气门开度大于第二预设开度，且所述节气门开度变化率大于或等于零时，控制所述发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；如果所述车速大于第二预设车速且小于第三预设车速，则当所述相对节气门开度小于第一预设开度，且所述节气门开度变化率小于零时，控制所述发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；当所述相对节气门开度小于第一预设开度，且所述节气门开度变化率大于或等于零时，控制所述发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；当所述相对节气门开度大于第一预设开度且小于零，控制所述发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；当所述相对节气门开度等于零，且所述节气门开度变化率小于第二预设变化率时，控制所述发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；当所述相对节气门开度等于零，且所述节气门开度变化率大于第二预设变化率时，控制所述发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；当所述相对节气门开度大于零且小于第二预设开度，且所述节气门开度变化率小于第二预设变化率时，控制所述发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；当所述相对节气门开度大于零且小于第二预设开度，且所述节气门开度变化率大于第二预设变化率时，控制所述发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；当所述相对节气门开度大于第二预设开度，且所述节气门开度变化率小于零时，控制所述发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；当所述相对节气门开度大于第二预设开度，且所述节气门开度变化率大于或等于零时，控制所述发动机进入气缸完全工作模式，其中，所述第一预设开度小于零，所述第二预设开度大于零，所述第一预设变化率小于零，所述第二预设变化率大于零。

进一步地，还包括：当所述发动机冷却液温度低于发动机节温器开启温度时，控制所述发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式。

进一步地，还包括：当所述车速低于第一预设车速或高于第三预设车速时，控制所述发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式。

相对于现有技术，本发明所述的数据标定方法具有以下优势：

本发明的发动机的停缸控制方法，在行车过程中通过切换凸轮对气缸进行实时控制，实现动态停缸，从而降低排量，且控制流程简单、易实现。另外，对车辆的各个行驶工况进行细分，例如将相对节气门开度、节气门开度变化率均分为负大、负小、零、正小、正大五个级别，再结合车速通过查找驾驶员意图对照表来判断汽车的行驶工况及驾驶员的意图，且当汽车的行驶工况和驾驶员意图确定后，有唯一的信号与之对应，确保了汽车反应的灵敏性，没有明显的滞后。另外，在高速和最低速工况采用气缸完全工作模式，在中低转速工况根据驾驶员意图及行驶工况合理选择工作模式，既能保证汽车大负荷运行时的动力性要求，又能在中小负荷行驶状态下提高燃料经济性。

本发明的另一个目的在于提出一种发动机的停缸控制系统，该系统能够实现发动机动态停缸，从而减小排量，同时既能在车辆大负荷行驶状态下保证动力性要求，又能在中小负荷行驶状态下提高燃油经济性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种发动机的停缸控制系统，包括：获取模块，所述获取模块用于获取车辆的运行参数，其中，所述车辆的运行参数至少包括：车速、发动机转速、当前节气门开度和发动机冷却液温度；计算模块，所述计算模块用于根据单位时间内节气门开度的变化得到节气门开度变化率，并根据所述车辆的运行参数计算所述发动机需求的节气门开度，并根据所述需求的节气门开度和所述当前节气门开度得到相对节气门开度；以及控制模块，所述控制模块用于所述车速、发动机冷却液温度、发动机转速、所述节气门开度变化率和所述相对节气门开度控制所述发动机工作进入气缸完全工作模式或停缸模式。

进一步地，所述控制模块用于当所述发动机冷却液温度高于发动机节温器开启温度，且所述车速大于第一预设车速且小于第三预设车速时，根据所述节气门开度变化率、所述相对节气门开度通过查找驾驶员意图对照表来确定所述发动机的工况，并根据所述工况控制所述发动机进入气缸完全工作模式或停缸模式。

进一步地，如果所述车速大于第一预设车速且小于第二预设车速，其中，所述第二预设车速小于所述第三预设车速，则当所述相对节气门开度小于第一预设开度，且所述节气门开度变化率小于或等于零时，控制所述发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；当所述相对节气门开度小于第一预设开度，且所述节气门开度变化率大于零时，控制所述发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；当所述相对节气门开度大于第一预设开度且小于零，且所述节气门开度变化率小于零时，控制所述发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；当所述相对节气门开度大于第一预设开度且小于零，且所述节气门开度变化率大于或等于零时，控制所述发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；当所述相对节气门开度等于零，且所述节气门开度变化率小于第一预设变化率或者所述节气门开度变化率大于第二预设变化率时，控制所述发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；当所述相对节气门开度等于零，且所述节气门开度变化率大于第一预设变化率且小于第二预设变化率时，控制所述发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；当所述相对节气门开度大于零且小于第二预设开度，且所述节气门开度变化率小于所述第二预设变化率时，控制所述发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；当所述相对节气门开度大于零且小于第二预设开度，且所述节气门开度变化率大于所述第二预设变化率时，控制所述发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；当所述相对节气门开度大于第二预设开度，且所述节气门开度变化率小于零时，控制所述发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；当所述相对节气门开度大于第二预设开度，且所述节气门开度变化率大于或等于零时，控制所述发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；如果所述车速大于第二预设车速且小于第三预设车速，则当所述相对节气门开度小于第一预设开度，且所述节气门开度变化率小于零时，控制所述发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；当所述相对节气门开度小于第一预设开度，且所述节气门开度变化率大于或等于零时，控制所述发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；当所述相对节气门开度大于第一预设开度且小于零，控制所述发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；当所述相对节气门开度等于零，且所述节气门开度变化率小于第二预设变化率时，控制所述发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；当所述相对节气门开度等于零，且所述节气门开度变化率大于第二预设变化率时，控制所述发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；当所述相对节气门开度大于零且小于第二预设开度，且所述节气门开度变化率小于第二预设变化率时，控制所述发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；当所述相对节气门开度大于零且小于第二预设开度，且所述节气门开度变化率大于第二预设变化率时，控制所述发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；当所述相对节气门开度大于第二预设开度，且所述节气门开度变化率小于零时，控制所述发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；当所述相对节气门开度大于第二预设开度，且所述节气门开度变化率大于或等于零时，控制所述发动机进入气缸完全工作模式，其中，所述第一预设开度小于零，所述第二预设开度大于零，所述第一预设变化率小于零，所述第二预设变化率大于零。

进一步地，所述控制模块还用于：当所述发动机冷却液温度低于发动机节温器开启温度时，控制所述发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式。

进一步地，所述控制模块还用于：当所述车速低于第一预设车速或高于第三预设车速时，控制所述发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式。

所述的发动机的停缸控制系统与上述的发动机的停缸控制方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例的发动机的停缸控制方法的流程图；

图2为本发明一个实施例的发动机组合凸轮结构示意图；

图3为本发明一个实施例的发动机的停缸控制方法的控制原理图；以及

图4为本发明一个实施例的气缸切换过程的示意图；

图5为本发明一个实施例的发动机处于气缸完全工作模式下的相关工作参数示意图；

图6为本发明一个实施例的发动机处于停缸模式工作模式下的相关工作参数示意图；以及

图7为本发明实施例的发动机的停缸控制系统的结构框图。

附图标记说明：

100-发动机的停缸控制系统、110-获取模块、120-计算模块、130-控制模块。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1是根据本发明一个实施例的发动机的停缸控制方法的流程图。其中，本发明实施例所涉及的发动机例如为三缸发动机。三缸发动机的凸轮轴转速与曲轴转速比为1:4即曲轴旋转4圈(1440°)，凸轮轴旋转1圈(360°)。每个气门对应1个单桃凸轮和1个双桃凸轮，例如图2所示，其中双桃凸轮用于气缸完全工作模式，单桃凸轮用于停缸模式。通过可变凸轮电磁阀对双桃凸轮与单桃凸轮进行切换，从而解决目前发动机总是固定停止某一气缸引起的气缸磨损不均匀，受热不均匀降低零部件强度，停缸前后发动机工作排量变化大，动力输出跳变引起行车冲击，只应用在多缸发动机上等问题。

如图1所示，本发明实施例的发动机的停缸控制方法包括以下步骤：

步骤S1：获取车辆的运行参数，其中，车辆的运行参数至少包括：车速、发动机转速、当前节气门开度和发动机冷却液温度。

步骤S2：根据单位时间内节气门开度的变化得到节气门开度变化率。

步骤S3：根据车辆的运行参数计算发动机需求的节气门开度，并根据需求的节气门开度和当前节气门开度得到相对节气门开度。

步骤S4：根据车速、发动机冷却液温度、发动机转速、节气门开度变化率和相对节气门开度控制发动机进入气缸完全工作模式或停缸模式。

具体地说，结合图3所示，本发明实施例的方法在实施过程中例如采用一个DCD控制模块，该DCD控制模块为类似ECU的智能控制器。DCD控制模块包括处理模块、存储模块及判断模块。DCD控制模块输出信号AA给发动机ECU，则ECU会令可变凸轮电磁阀1动作，切换到双桃凸轮驱动气门，发动机处于气缸完成工作模式；DCD控制模块输出信号BB给ECU，则ECU会令可变凸轮电磁阀2动作，切换到单桃凸轮驱动气门，发动机处于停缸模式。

具体地，步骤S4进一步包括：

S41：当冷却液温度高于发动机节温器开启温度，且车速大于第一预设车速且小于第三预设车速时，根据节气门开度变化率、相对节气门开度通过查找驾驶员意图对照表来确定发动机的工况，并根据工况控制发动机进入气缸完全工作模式或停缸模式。

具体地说，发动机A工况对应于DCD控制模块输出信号AA，包括暖机、怠速、急加速、急减速、爬坡、滑行、高速等工况。当DCD控制模块判断发动机处于A工况时，DCD控制模块输出信号AA给ECU，则ECU会令可变凸轮电磁阀1动作，切换到双桃凸轮驱动气门，发动机处于气缸完全工作模式。发动机B工况包括发动机以中低转速在良好的道路上匀速行驶，在中低转速匀速行驶过程中减速或加速的程度较小，之后以加速或减速后的新速度(中低转速)继续保持匀速行驶。当DCD控制模块判断发动机处于B工况时，DCD控制模块输出信号BB给ECU，则ECU会令可变凸轮电磁阀2动作，切换到单桃凸轮驱动气门，发动机处于停缸模式。

当发动机冷却液温度大于发动机节温器开启温度，DCD控制模块首先根据冷却温度信号判定发动机处于正常工作状态。节气门开度信号包括节气门当前位置(节气门当前开度)，包括单位时间内节气门变化前的位置信号、变化后的位置信号。节气门开度变化率为单位时间内节气门变化后的位置与节气门变化前的位置之差。节气门开度变化率是判断驾驶员意图的重要参数之一，节气门开度变化率＜0，驾驶员有减速意图；节气门开度变化率≈0，驾驶员有维持当前速度意图；节气门开度变化率＞0，驾驶员有加速意图。将节气门开度变化率分为5个档：负大(急减速意图)、负小(缓减速意图)、零(维持意图)、正小(缓加速意图)、正大(急加速意图)。

同样地，ECU根据车辆运行参数计算得出发动机所需求的节气门开度，将此信号输入DCD控制模块，计算出相对节气门开度，节气门当前开度偏离发动机所需求的节气门开度的位置称为相对节气门开度，相对节气门开度也是判断驾驶员意图另一个重要参数。相对节气门开度＜0，驾驶员有减速意图；相对节气门开度≈0，驾驶员有维持当前速度意图；相对节气门开度＞0，驾驶员有加速意图。将相对节气门开度分为5个档：负大(急减速意图)、负小(缓减速意图)、零(维持意图)、正小(缓加速意图)、正大(急加速意图)。

进一步地，将车速分为4个档：非常低、低速、中速、高速，并输入节气门开度变化率信号和车速信号，根据存储模块中的驾驶员意图对照表(表1)，判断发动机工况。其中，驾驶员意图对照表如表1所示：

表1

进一步地，步骤S4中，还包括：

步骤S42：当发动机冷却液温度低于发动机节温器开启温度时，控制发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式。换言之，即将发动机转速信号、车速信号、节气门开度信号(节气门开度变化率和相对节气门开度)、冷却液温度信号输入DCD控制模块的处理模块。当发动机冷却液温度低于发动机节温器开启温度时，DCD控制模块判定发动机处于热车状态，此时，无论发动机转速、车速、相对节气门开度、节气门开度变化率等参数处于什么状态，DCD控制模块判定为发动机处于A工况，输出AA信号给ECU，即控制发动机进入气缸完全工作模式。

进一步地，步骤S4中，还包括：

步骤S43：当车速低于第一预设车速(即车速非常低)或高于第三预设车速(即高速)时，控制发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式。换言之，即当车速处于非常低(VS)或高速(H)区域时，由于此时车速对驾驶员意图影响最大，此时DCD控制模块以车速为主要识别参数，DCD判断模块判定发动机处于A工况，输出AA信号给ECU，即控制发动机进入气缸完全工作模式。

其中，在上述步骤S41中，当车速传感器采集到的车速信号为车速处于低速(S)和中速(M)区域时，相对节气门开度与节气门开度变化率对驾驶员意图影响最大，此时DCD控制模块以节气门开度变化率为主要识别参数，此时，根据驾驶员意图对照表判断发动机工况并输出与每个工况对应的信号给ECU。例如，当相对节气门开度与节气门开度变化率均为零时，是典型的驾驶员维持意图，在车速为中低速度时判定发动机处于维持当前速度状态，属于B工况，输出BB信号，即控制发动机进入停缸模式；当相对节气门开度与节气门开度变化率均为正大时，是典型的急加速意图，DCD控制模块判定发动机处于急加速状态，属于A工况，输出AA信号，即控制发动机进入气缸完全工作模式；当相对节气门开度处于负小(即实际节气门开度比所需节气门开度小)，节气门开度变化率处于正小时，判定驾驶员为维持当前速度意图，属于B工况，输出BB信号，即控制发动机进入停缸模式。

结合表1所示，步骤S41具体包括：

1)车速大于第一预设车速且小于第二预设车速，即车速为低速时，其中，第二预设车速小于第三预设车速，则

a.当相对节气门开度小于第一预设开度(即相对节气门开度为负大)，且节气门开度变化率小于或等于零(即节气门开度变化率为负大、负小或0)时，输出信号AA，控制发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；

b.当相对节气门开度小于第一预设开度(即相对节气门开度为负大)，且节气门开度变化率大于零(即节气门开度变化率为正小或正大)时，输出信号BB，控制发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；

c.当相对节气门开度大于第一预设开度且小于零(即相对节气门开度为负小)，且节气门开度变化率小于零(即节气门开度变化率为负大或负小)时，输出信号AA，控制发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；

d.当相对节气门开度大于第一预设开度且小于零(即相对节气门开度为负小)，且节气门开度变化率大于或等于零(即节气门开度变化率为零、正小或正大)时，输出信号BB，控制发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；

e.当相对节气门开度等于零，且节气门开度变化率小于第一预设变化率或者节气门开度变化率大于第二预设变化率(即节气门开度变化率为负大或正大)时，输出信号AA，控制发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；

f.当相对节气门开度等于零，且节气门开度变化率大于第一预设变化率且小于第二预设变化率(即节气门开度变化率为负小、零或正小)时，输出信号BB，控制发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；

g.当相对节气门开度大于零且小于第二预设开度(即相对节气门开度为正小)，且节气门开度变化率小于第二预设变化率(即节气门开度变化率为负大、负小、零或正小)时，输出信号BB，控制发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；

h.当相对节气门开度大于零且小于第二预设开度(即相对节气门开度为正小)，且节气门开度变化率大于第二预设变化率(即节气门开度变化率为正大)时，输出信号AA，控制发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；

i.当相对节气门开度大于第二预设开度(即相对节气门开度为正大)，且节气门开度变化率小于零(即节气门开度变化率为负大或负小)时，输出信号BB，控制发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；

j.当相对节气门开度大于第二预设开度(即相对节气门开度为正大)，且节气门开度变化率大于或等于零(即节气门开度变化率为零、正小或正大)时，输出信号AA，控制发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式。

2)如果车速大于第二预设车速且小于第三预设车速，即车速为中速时，则

a.当相对节气门开度小于第一预设开度(即相对节气门开度为负大)，且节气门开度变化率小于零(即节气门开度变化率为负大或负小)时，输出信号AA，控制发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；

b.当相对节气门开度小于第一预设开度(即相对节气门开度为负大)，且节气门开度变化率大于或等于零(即节气门开度变化率为零、正大或正小)时，输出信号BB，控制发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；

c.当相对节气门开度大于第一预设开度且小于零(即相对节气门开度为负小)时，输出信号BB，控制发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；

d.当相对节气门开度等于零，且节气门开度变化率小于第二预设变化率(即节气门开度变化率为负大、负小、零或正小)时，输出信号BB，控制发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；

e.当相对节气门开度等于零，且节气门开度变化率大于第二预设变化率(即节气门开度变化率为正大)时，输出信号AA，控制发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；

f.当相对节气门开度大于零且小于第二预设开度(即相对节气门开度为正小)，且节气门开度变化率小于第二预设变化率(即节气门开度变化率为负大、负小、零或正小)时，输出信号BB，发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；

g.当相对节气门开度大于零且小于第二预设开度(即相对节气门开度为正小)，且节气门开度变化率大于第二预设变化率(即节气门开度变化率为正大)时，输出信号AA，控制发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；

h.当相对节气门开度大于第二预设开度(即相对节气门开度为正大)，且节气门开度变化率小于零时(即节气门开度变化率为负大或负小)，输出信号BB，控制发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；

i.当相对节气门开度大于第二预设开度(即相对节气门开度为正大)，且节气门开度变化率大于或等于零(即节气门开度变化率为零、正小或正大)时，输出信号AA，控制发动机进入气缸完全工作模式，其中，第一预设开度小于零，第二预设开度大于零，第一预设变化率小于零，第二预设变化率大于零。

其中，在发动机处于停缸模式时，发动机3个气缸的点火间隔变为480℃K(120℃A)，3个气缸按照点火顺序交替进入失活模式，形成动态停缸，例如图4所示。由于3个气缸均用单桃凸轮驱动气门，则曲轴转4圈，凸轮轴转1圈，气门开启一次，3个气缸均完成1次进气-压缩-做功-排气循环，例如图6所示，其中，灰色部分冲程为气缸失活模式。

在发动机处于气缸完全工作模式时，由于3个气缸均用双桃凸轮驱动气门，则曲轴转4圈，凸轮轴转1圈，气门开启两次，3个气缸均完成2次进气-压缩-做功-排气循环，例如图5所示。

进一步地，在进行完全工作模式与停缸模式之间切换时，3个气缸不能同时从双桃凸轮切换到单桃凸轮，3个气缸需按照点火顺序依次将双桃凸轮切换到单桃凸轮(或单桃凸轮切换到双桃凸轮)，例如图4所示。

综上，根据本发明的发动机的停缸控制方法，在行车过程中通过切换凸轮对气缸进行实时控制，实现动态停缸，从而降低排量，且控制流程简单、易实现。另外，对车辆的各个行驶工况进行细分，例如将相对节气门开度、节气门开度变化率均分为负大、负小、零、正小、正大五个级别，再结合车速通过查找驾驶员意图对照表来判断汽车的行驶工况及驾驶员的意图，且当汽车的行驶工况和驾驶员意图确定后，有唯一的信号与之对应，确保了汽车反应的灵敏性，没有明显的滞后。另外，在高速和最低速工况采用气缸完全工作模式，在中低转速工况根据驾驶员意图及行驶工况合理选择工作模式，既能保证汽车大负荷运行时的动力性要求，又能在中小负荷行驶状态下提高燃料经济性。

进一步地，如图7所示，本发明的实施例公开了一种发动机的停缸控制系统100，包括：获取模块110、计算模块120和控制模块130。

其中，获取模块110用于获取车辆的运行参数，其中，车辆的运行参数至少包括：车速、发动机转速、当前节气门开度和发动机冷却液温度。

计算模块120用于根据单位时间内节气门开度的变化得到节气门开度变化率，并根据车辆的运行参数计算发动机需求的节气门开度，并根据需求的节气门开度和当前节气门开度得到相对节气门开度。

控制模块130用于车速、发动机冷却液温度、发动机转速、节气门开度变化率和相对节气门开度控制发动机工作进入气缸完全工作模式或停缸模式。

具体地说，控制模块130用于当发动机冷却液温度高于发动机节温器开启温度，且车速大于第一预设车速且小于第三预设车速时，根据节气门开度变化率、相对节气门开度通过查找驾驶员意图对照表来确定发动机的工况，并根据工况控制发动机进入气缸完全工作模式或停缸模式。该过程具体包括：

1)如果车速大于第一预设车速且小于第二预设车速，其中，第二预设车速小于第三预设车速，则

a.相对节气门开度小于第一预设开度，且节气门开度变化率小于或等于零时，控制发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；

b.当相对节气门开度小于第一预设开度，且节气门开度变化率大于零时，控制发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；

c.当相对节气门开度大于第一预设开度且小于零，且节气门开度变化率小于零时，控制发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；

d.当相对节气门开度大于第一预设开度且小于零，且节气门开度变化率大于或等于零时，控制发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；

e.当相对节气门开度等于零，且节气门开度变化率小于第一预设变化率或者节气门开度变化率大于第二预设变化率时，控制发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；

f.当相对节气门开度等于零，且节气门开度变化率大于第一预设变化率且小于第二预设变化率时，控制发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；

g.当相对节气门开度大于零且小于第二预设开度，且节气门开度变化率小于第二预设变化率时，控制发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；

h.当相对节气门开度大于零且小于第二预设开度，且节气门开度变化率大于第二预设变化率时，控制发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；

i.当相对节气门开度大于第二预设开度，且节气门开度变化率小于零时，控制发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；

j.当相对节气门开度大于第二预设开度，且节气门开度变化率大于或等于零时，控制发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；

2)车速大于第二预设车速且小于第三预设车速，则

a.当相对节气门开度小于第一预设开度，且节气门开度变化率小于零时，控制发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；

b.当相对节气门开度小于第一预设开度，且节气门开度变化率大于或等于零时，控制发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；

c.当相对节气门开度大于第一预设开度且小于零，控制发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；

d.当相对节气门开度等于零，且节气门开度变化率小于第二预设变化率时，控制发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；

e.当相对节气门开度等于零，且节气门开度变化率大于第二预设变化率时，控制发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；

f.当相对节气门开度大于零且小于第二预设开度，且节气门开度变化率小于第二预设变化率时，控制发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；

g.当相对节气门开度大于零且小于第二预设开度，且节气门开度变化率大于第二预设变化率时，控制发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；

h.当相对节气门开度大于第二预设开度，且节气门开度变化率小于零时，控制发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；

i.当相对节气门开度大于第二预设开度，且节气门开度变化率大于或等于零时，控制发动机进入气缸完全工作模式，其中，第一预设开度小于零，第二预设开度大于零，第一预设变化率小于零，第二预设变化率大于零。

进一步地，控制模块130还用于：当发动机冷却液温度低于发动机节温器开启温度时，控制发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式。

进一步地，控制模块130还用于：当车速低于第一预设车速或高于第三预设车速时，控制发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式。

综上，根据本发明的发动机的停缸控制系统，在行车过程中通过切换凸轮对气缸进行实时控制，实现动态停缸，从而降低排量，且控制流程简单、易实现。另外，对车辆的各个行驶工况进行细分，例如将相对节气门开度、节气门开度变化率均分为负大、负小、零、正小、正大五个级别，再结合车速通过查找驾驶员意图对照表来判断汽车的行驶工况及驾驶员的意图，且当汽车的行驶工况和驾驶员意图确定后，有唯一的信号与之对应，确保了汽车反应的灵敏性，没有明显的滞后。另外，在高速和最低速工况采用气缸完全工作模式，在中低转速工况根据驾驶员意图及行驶工况合理选择工作模式，既能保证汽车大负荷运行时的动力性要求，又能在中小负荷行驶状态下提高燃料经济性。

需要说明的是，本发明实施例的发动机的停缸控制系统的具体实现方式与本发明实施例的发动机的停缸控制方法的具体实现方式类似，具体请参见方法部分的描述，为了减少冗余，此处不做赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发动机的停缸控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取车辆的运行参数，其中，所述车辆的运行参数至少包括：车速、发动机转速、当前节气门开度和发动机冷却液温度；

根据单位时间内节气门开度的变化得到节气门开度变化率；

根据所述车辆的运行参数计算所述发动机需求的节气门开度，并根据所述需求的节气门开度和所述当前节气门开度得到相对节气门开度；以及

根据所述车速、发动机冷却液温度、发动机转速、所述节气门开度变化率和所述相对节气门开度控制所述发动机进入气缸完全工作模式或停缸模式。

2.根据权利要求1所述的发动机的停缸控制方法，其特征在于，根据所述车速、发动机冷却液温度、发动机转速、所述节气门开度变化率和所述相对节气门开度控制所述发动机工作进入气缸完全工作模式或停缸模式，进一步包括：

当所述发动机冷却液温度高于发动机节温器开启温度，且所述车速大于第一预设车速且小于第三预设车速时，根据所述节气门开度变化率、所述相对节气门开度通过查找驾驶员意图对照表来确定所述发动机的工况，并根据所述工况控制所述发动机进入气缸完全工作模式或停缸模式。

3.根据权利要求2所述的发动机的停缸控制方法，其特征在于，其中，

如果所述车速大于第一预设车速且小于第二预设车速，其中，所述第二预设车速小于所述第三预设车速，则

当所述相对节气门开度小于第一预设开度，且所述节气门开度变化率小于或等于零时，控制所述发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；

当所述相对节气门开度小于第一预设开度，且所述节气门开度变化率大于零时，控制所述发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；

当所述相对节气门开度大于第一预设开度且小于零，且所述节气门开度变化率小于零时，控制所述发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；

当所述相对节气门开度大于第一预设开度且小于零，且所述节气门开度变化率大于或等于零时，控制所述发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；

当所述相对节气门开度等于零，且所述节气门开度变化率小于第一预设变化率或者所述节气门开度变化率大于第二预设变化率时，控制所述发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；

当所述相对节气门开度等于零，且所述节气门开度变化率大于第一预设变化率且小于第二预设变化率时，控制所述发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；

当所述相对节气门开度大于零且小于第二预设开度，且所述节气门开度变化率小于所述第二预设变化率时，控制所述发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；

当所述相对节气门开度大于零且小于第二预设开度，且所述节气门开度变化率大于所述第二预设变化率时，控制所述发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；

当所述相对节气门开度大于第二预设开度，且所述节气门开度变化率小于零时，控制所述发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；

当所述相对节气门开度大于第二预设开度，且所述节气门开度变化率大于或等于零时，控制所述发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；

如果所述车速大于第二预设车速且小于第三预设车速，则

当所述相对节气门开度小于第一预设开度，且所述节气门开度变化率小于零时，控制所述发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；

当所述相对节气门开度小于第一预设开度，且所述节气门开度变化率大于或等于零时，控制所述发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；

当所述相对节气门开度大于第一预设开度且小于零时，控制所述发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；

当所述相对节气门开度等于零，且所述节气门开度变化率小于第二预设变化率时，控制所述发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；

当所述相对节气门开度等于零，且所述节气门开度变化率大于第二预设变化率时，控制所述发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；

当所述相对节气门开度大于零且小于第二预设开度，且所述节气门开度变化率小于第二预设变化率时，控制所述发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；

当所述相对节气门开度大于零且小于第二预设开度，且所述节气门开度变化率大于第二预设变化率时，控制所述发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；

当所述相对节气门开度大于第二预设开度，且所述节气门开度变化率小于零时，控制所述发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；

当所述相对节气门开度大于第二预设开度，且所述节气门开度变化率大于或等于零时，控制所述发动机进入气缸完全工作模式，其中，所述第一预设开度小于零，所述第二预设开度大于零，所述第一预设变化率小于零，所述第二预设变化率大于零。

4.根据权利要求2所述的发动机的停缸控制方法，其特征在于，还包括：

当所述发动机冷却液温度低于发动机节温器开启温度时，控制所述发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式。

5.根据权利要求2所述的发动机的停缸控制方法，其特征在于，还包括：

当所述车速低于第一预设车速或高于第三预设车速时，控制所述发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式。

6.一种发动机的停缸控制系统，其特征在于，包括：

获取模块，所述获取模块用于获取车辆的运行参数，其中，所述车辆的运行参数至少包括：车速、发动机转速、当前节气门开度和发动机冷却液温度；

计算模块，所述计算模块用于根据单位时间内节气门开度的变化得到节气门开度变化率，并根据所述车辆的运行参数计算所述发动机需求的节气门开度，并根据所述需求的节气门开度和所述当前节气门开度得到相对节气门开度；以及

控制模块，所述控制模块用于所述车速、发动机冷却液温度、发动机转速、所述节气门开度变化率和所述相对节气门开度控制所述发动机工作进入气缸完全工作模式或停缸模式。

7.根据权利要求6所述的发动机的停缸控制系统，其特征在于，所述控制模块用于当所述发动机冷却液温度高于发动机节温器开启温度，且所述车速大于第一预设车速且小于第三预设车速时，根据所述节气门开度变化率、所述相对节气门开度通过查找驾驶员意图对照表来确定所述发动机的工况，并根据所述工况控制所述发动机进入气缸完全工作模式或停缸模式。

8.根据权利要求7所述的发动机的停缸控制系统，其特征在于，其中，

如果所述车速大于第一预设车速且小于第二预设车速，其中，所述第二预设车速小于所述第三预设车速，则

当所述相对节气门开度小于第一预设开度，且所述节气门开度变化率小于或等于零时，控制所述发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；

当所述相对节气门开度小于第一预设开度，且所述节气门开度变化率大于零时，控制所述发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；

当所述相对节气门开度大于第一预设开度且小于零，且所述节气门开度变化率小于零时，控制所述发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；

当所述相对节气门开度大于第一预设开度且小于零，且所述节气门开度变化率大于或等于零时，控制所述发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；

当所述相对节气门开度等于零，且所述节气门开度变化率小于第一预设变化率或者所述节气门开度变化率大于第二预设变化率时，控制所述发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；

当所述相对节气门开度等于零，且所述节气门开度变化率大于第一预设变化率且小于第二预设变化率时，控制所述发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；

当所述相对节气门开度大于零且小于第二预设开度，且所述节气门开度变化率小于所述第二预设变化率时，控制所述发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；

当所述相对节气门开度大于零且小于第二预设开度，且所述节气门开度变化率大于所述第二预设变化率时，控制所述发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；

当所述相对节气门开度大于第二预设开度，且所述节气门开度变化率小于零时，控制所述发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；

当所述相对节气门开度大于第二预设开度，且所述节气门开度变化率大于或等于零时，控制所述发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；

如果所述车速大于第二预设车速且小于第三预设车速，则

当所述相对节气门开度小于第一预设开度，且所述节气门开度变化率小于零时，控制所述发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；

当所述相对节气门开度小于第一预设开度，且所述节气门开度变化率大于或等于零时，控制所述发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；

当所述相对节气门开度大于第一预设开度且小于零，控制所述发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；

当所述相对节气门开度等于零，且所述节气门开度变化率小于第二预设变化率时，控制所述发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；

当所述相对节气门开度等于零，且所述节气门开度变化率大于第二预设变化率时，控制所述发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；

当所述相对节气门开度大于零且小于第二预设开度，且所述节气门开度变化率小于第二预设变化率时，控制所述发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；

当所述相对节气门开度大于零且小于第二预设开度，且所述节气门开度变化率大于第二预设变化率时，控制所述发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式；

当所述相对节气门开度大于第二预设开度，且所述节气门开度变化率小于零时，控制所述发动机切换到单桃凸轮驱动气门以进入停缸模式；

当所述相对节气门开度大于第二预设开度，且所述节气门开度变化率大于或等于零时，控制所述发动机进入气缸完全工作模式，其中，所述第一预设开度小于零，所述第二预设开度大于零，所述第一预设变化率小于零，所述第二预设变化率大于零。

9.根据权利要求7所述的发动机的停缸控制系统，其特征在于，所述控制模块还用于：

当所述发动机冷却液温度低于发动机节温器开启温度时，控制所述发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式。

10.根据权利要求7所述的发动机的停缸控制系统，其特征在于，所述控制模块还用于：

当所述车速低于第一预设车速或高于第三预设车速时，控制所述发动机切换到双桃凸轮驱动气门以进入气缸完全工作模式。