CN115030825B - 一种发动机、停缸控制方法、装置、车辆及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明属于车辆技术领域，公开了一种发动机、停缸控制方法、装置、车辆及存储介质，发动机包括气缸和凸轮组件，在凸轮轴上设置第一凸轮和第三凸轮使气缸在进气冲程时进气门开启、排气冲程时排气门开启，在可失效气缸处于气缸失效状态时，进、排气门正常开启；设置第二凸轮和第四凸轮，当可失效气缸处于气缸失效状态时，若可失效气缸处于做功冲程，第二凸轮用于驱动进气门开启，若可失效气缸处于压缩冲程，第四凸轮用于驱动排气门开启，从而使可失效气缸的进排气门在正常的进气冲程和排气冲程开启外，在做功冲程和压缩冲程分别开启一次，在压缩冲程和做功冲程时可失效气缸的活塞无需额外对气体做功，从而节省燃料消耗。

Description

一种发动机、停缸控制方法、装置、车辆及存储介质

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种发动机、停缸控制方法、装置、车辆及存储介质。

背景技术

车辆发动机在低工况状态下，由于进气能力过剩，导致热力学效率低、比排放高以及排气温度低等问题。目前解决上述问题的其中一个方法为切断部分气缸的燃料喷射，使气缸停止工作，从而改变发动机的排量。

上述停缸技术主要分为两种：一是气缸停止喷射燃料，进、排气门正常工作，二是气缸停止喷射燃料，且进、排气门失效。对于前者，气缸喷油停止，但气门仍在正常工作，会导致气缸活塞在压缩冲程以及做功冲程会继续做功，节油效果差，此外，由于气体未经燃烧就已排出至后处理装置，会降低后处理装置的工作能力，后处理成本高。

因此现有技术常用的方法是后者，即控制气缸的配气机构失效，具体有两种方案：一种是进气门先失效，即上一循环的进气冲程结束后进气门便不再开启，气缸在经历排气冲程后，活塞运行到排气上止点，气缸内的气体被排出，此时气缸在进入下一循环后不再进气，使气缸内的压力为负，因而被称为负压停缸，负压停缸虽然避免了压缩冲程中活塞对气体做功，但会将过量润滑剂倒吸入气缸中并且产生污染。另一种方案是排气门先失效，即上一循环的排气冲程结束后排气门便不再开启，下一循环中，气缸在经历进气冲程进气后进气门失效，使气缸内的压力为正，因而被称为正压停缸，正压停缸在初期的确能够避免倒吸润滑剂的问题，但在压缩冲程过程中，活塞对缸内气体做的负功会转化为热能被机体和缸盖的冷却水带走而损失，使得做功冲程的正功低于压缩冲程的负功，而减小了停缸技术的节约燃料能力，此外，失效缸内气体在压缩冲程不断泄露，气缸最终也会达到负压状态，同样会倒吸润滑剂。

因此，亟需一种发动机、停缸控制方法、装置、车辆及存储介质。

发明内容

根据本发明的一个方面，本发明提供一种发动机，可失效气缸在压缩冲程和做功冲程时活塞无需额外对气体做功，从而节省燃料消耗。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种发动机，包括：

气缸，部分上述气缸为运行气缸，另一部分上述气缸为可失效气缸，上述运行气缸内有燃油喷射；上述可失效气缸具有进气门和排气门，上述可失效气缸具有气缸运行状态和气缸失效状态，当上述可失效气缸处于气缸运行状态时，上述可失效气缸内有燃油喷射，当上述可失效气缸处于气缸失效状态时，上述可失效气缸内无燃油喷射；上述可失效气缸具有进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程；

还包括凸轮组件，上述凸轮组件包括：

凸轮轴；

第一凸轮，固定设置于上述凸轮轴，当上述可失效气缸处于进气冲程时，上述第一凸轮用于驱动上述进气门开启；

第二凸轮，固定设置于上述凸轮轴，当上述可失效气缸处于气缸失效状态且处于做功冲程时，上述第二凸轮用于驱动上述可失效气缸的上述进气门开启；

第三凸轮，固定设置于上述凸轮轴，当上述可失效气缸处于排气冲程时，上述第三凸轮用于驱动上述排气门开启；

第四凸轮，固定设置于上述凸轮轴，当上述可失效气缸处于气缸失效状态且处于压缩冲程时，上述第四凸轮用于驱动上述可失效气缸的上述排气门开启。

作为一种发动机的优选方案，还包括与上述可失效气缸数量相同的传动组件，上述可失效气缸具有两个进气门和两个排气门，上述传动组件与上述可失效气缸一一对应设置，上述传动组件包括两个摇臂机构，上述摇臂机构包括主摇臂、副摇臂和气门桥，其中一个上述摇臂机构的上述气门桥用于同时驱动上述可失效气缸的两个上述进气门开启，另一个上述摇臂机构的上述气门桥用于同时驱动上述可失效气缸的上述排气门开启，上述主摇臂与上述气门桥传动连接，其中一个上述摇臂机构的上述副摇臂用于驱动上述可失效气缸的一个上述进气门开启，另一个上述摇臂机构的上述副摇臂用于驱动上述可失效气缸的一个上述排气门开启，一个上述摇臂机构的上述主摇臂与上述第一凸轮传动连接，另一个上述摇臂机构的上述主摇臂与上述第三凸轮传动连接，一个上述摇臂机构的上述副摇臂与上述第二凸轮传动连接，另一个上述摇臂机构的上述主摇臂与上述第四凸轮传动连接。

作为一种发动机的优选方案，上述副摇臂包括：

副摇臂本体，传动连接于上述第二凸轮或上述第四凸轮，上述副摇臂本体具有沿第一方向延伸的容纳腔和沿第二方向延伸的滑槽，上述容纳腔与上述滑槽连通；

第一连杆，设置于上述容纳腔，并能够相对于上述副摇臂本体转动；

第二连杆，设置于上述容纳腔，并转动连接于上述第一连杆；

推杆，至少部分位于上述容纳腔内，转动连接于上述第二连杆，并能够沿第一方向往复运动；

活塞，能够沿上述滑槽滑动而具有第一位置和第二位置，当上述活塞位于第一位置时，上述活塞能够阻止上述第一连杆相对于上述副摇臂本体转动以及上述第二连杆相对于上述第一连杆转动，以使上述推杆能够驱动上述进气门或上述排气门开启；当上述活塞位于第二位置时，上述第一连杆能够相对于上述副摇臂本体转动，上述第二连杆能够相对于上述第一连杆转动，以使上述推杆无法驱动上述进气门或上述排气门开启。

作为一种发动机的优选方案，上述副摇臂本体还具有与上述滑槽连通的机油腔，上述机油腔用于与发动机的压力油道连通或切断，当上述可失效气缸处于气缸失效状态时，上述机油腔与发动机的压力油道连通，以使上述机油腔内充满机油，以驱动上述活塞朝向第一位置运动；上述副摇臂还包括弹性件，上述弹性件用于始终驱动上述第一连杆相对于上述副摇臂本体转动以及上述第二连杆相对于上述第一连杆转动，以使上述活塞朝向第二位置运动。

作为一种发动机的优选方案，还包括集成阀，上述集成阀具有第一输入端和第一输出端，上述第一输入端用于连接上述可失效气缸的排气口，上述集成阀具有连通状态和循环状态，当上述集成阀处于循环状态时，上述第一输出端用于连接上述可失效气缸的进气口；当上述集成阀处于连通状态时，上述第一输出端用于连接尾气排放管路。

根据本发明的另一个方面，提供一种发动机停缸控制方法，通过上述发动机实施，上述发动机还包括与上述可失效气缸数量相同的传动组件，上述发动机停缸控制方法包括：

获取车辆的运行参数，上述运行参数包括发动机的曲轴转速、曲轴扭矩以及满负荷扭矩；

基于上述运行参数确定车辆处于低负荷工况，上述低负荷工况为：上述曲轴扭矩与上述满负荷扭矩的比值小于预设值；

执行停缸操作，上述停缸操作包括：切断上述可失效气缸的燃料喷射；控制上述传动组件以使上述第二凸轮能够驱动上述可失效气缸的上述进气门开启，且上述第四凸轮能够驱动上述可失效气缸的上述排气门开启。

作为一种发动机停缸控制方法的优选方案，上述停缸操作还包括位于切断上述可失效气缸的燃料喷射之后的：

增加上述运行气缸的燃料喷射量。

作为一种发动机停缸控制方法的优选方案，上述发动机还包括集成阀，上述集成阀具有第一输入端和第一输出端，上述第一输入端用于连接上述可失效气缸的排气口，上述集成阀具有连通状态和循环状态，当上述集成阀处于循环状态时，上述第一输出端用于连接上述可失效气缸的进气口；当上述集成阀处于连通状态时，上述第一输出端用于连接尾气排放管路；

上述停缸操作还包括：

控制上述集成阀进入循环状态。

作为一种发动机停缸控制方法的优选方案，还包括位于上述执行停缸操作之后的：

获取车辆的运行参数；

根据上述运行参数确定车辆未处于低负荷工况；

执行启动操作，上述启动操作包括：控制上述传动组件以使上述第二凸轮无法驱动上述可失效气缸的上述进气门开启，且上述第四凸轮无法驱动上述可失效气缸的上述排气门开启；控制上述集成阀进入连通状态；开启上述可失效气缸的燃料喷射。

作为一种发动机停缸控制方法的优选方案，上述启动操作还包括位于开启上述可失效气缸的燃料喷射之后的：

减少上述运行气缸的燃料喷射量。

根据本发明的又一个方面，提供一种发动机停缸控制装置，包括：

运行参数获取模块，用于获取车辆的运行参数；

低负荷工况确定模块，用于基于上述运行参数确定车辆处于低负荷工况；

燃料切断模块，用于切断可失效气缸的燃料喷射；

集成阀控制模块，用于控制集成阀进入循环状态；

气门开启执行模块，用于控制传动组件以使第二凸轮能够驱动上述可失效气缸的进气门开启，且使第四凸轮能够驱动上述可失效气缸的排气门开启。

根据本发明的又一个方面，提供一种车辆，还包括：

行车控制器；

速度传感器，用于检测上述发动机的曲轴转速，并将上述转速发送给上述行车控制器；

扭矩传感器，用于检测上述发动机的曲轴扭矩，并将上述扭矩发送给上述行车控制器；

存储器，用于存储一个或多个程序；

当上述一个或多个程序被上述行车控制器执行时，使得上述行车控制器控制车辆实现上述发动机停缸控制方法。

根据本发明的又一个方面，提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被行车控制器执行时，车辆实现上述发动机停缸控制方法。

本发明的有益效果是：

本发明提供一种发动机，通过在凸轮轴上设置第一凸轮和第三凸轮使气缸在进气冲程时进气门开启、排气冲程时排气门开启，以实现气缸的正常配气，并在可失效气缸处于气缸失效状态时，进、排气门正常开启，以避免负压停缸和正压停缸中的润滑剂倒吸问题。此外，设置第二凸轮和第四凸轮，当可失效气缸处于气缸失效状态时，若可失效气缸处于做功冲程，第二凸轮用于驱动进气门开启，若可失效气缸处于压缩冲程，第四凸轮用于驱动排气门开启，从而使可失效气缸的进排气门在正常的进气冲程和排气冲程开启外，在做功冲程和压缩冲程分别开启一次，在压缩冲程和做功冲程时可失效气缸的活塞无需额外对气体做功，从而节省燃料消耗。

本发明还提供一种发动机停缸控制方法、装置、车辆及存储介质，发动机停缸控制方法通过检测车辆的运行参数确定车辆处于低负荷工况，并开始执行停缸操作，切断可失效气缸的燃料喷射，并控制传动组件以使气缸的进气门能够在做功冲程开启、排气门在压缩冲程开启，使活塞在这两个冲程内无需额外做功，节省燃料消耗。

附图说明

图1是本发明实施例一中发动机的结构示意图；

图2是本发明实施例一中凸轮组件的结构示意图；

图3是本发明实施例一中凸轮组件与传动组件的结构示意图；

图4是本发明实施例一中传动组件的剖视图一；

图5是本发明实施例一中传动组件的剖视图二；

图6是本发明实施例一中运行气缸以及处于气缸运行状态的可失效气缸的进、排气门开启高度与活塞位置的时序关系示意图；

图7是本发明实施例一中处于气缸失效状态的可失效气缸的进、排气门开启高度与活塞位置的时序关系示意图；

图8是本发明实施例一中集成阀的结构示意图；

图9是本发明实施例一中集成阀处于循环状态时的剖视图一；

图10是本发明实施例一中集成阀处于循环状态时的剖视图二；

图11是本发明实施例一中集成阀处于连通状态时的剖视图一；

图12是本发明实施例一中集成阀处于连通状态时的剖视图二；

图13是本发明实施例二中发动机停缸控制方法的流程图一；

图14是本发明实施例三中发动机停缸控制方法的流程图二；

图15是本发明实施例四中发动机停缸控制装置的结构示意图；

图16是本发明实施例五中车辆的结构示意图。

图中：

100、凸轮组件；101、凸轮轴；110、第一凸轮；120、第二凸轮；130、第三凸轮；140、第四凸轮；

200、运行气缸；210、可失效气缸；

300、摇臂机构；310、主摇臂；320、副摇臂；330、气门桥；

400、集成阀；401、第一输入端；402、第一输出端；403、第二输入端；404、第二输出端；

500、副摇臂本体；501、机油腔；510、容纳腔；520、滑槽；530、第一连杆；540、第二连杆；550、推杆；560、活塞；570、弹性件；

610、涡轮机；620、压气机；630、中冷器；640、EGR冷却器。

3000、运行参数获取模块；3010、低负荷工况确定模块；3020、燃料切断模块；3030、集成阀控制模块；3040、气门开启执行模块；

4000、发动机；4010、行车控制器；4020、速度传感器；4030、扭矩传感器；4040、存储器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

实施例一

车辆发动机在低工况状态下进气能力过剩，通常采用切断部分气缸燃料喷射的方法以解决导致热力学效率低、比排放高以及排气温度低等问题。但对于进、排气门正常工作的方案，气缸喷油停止，但气门仍在正常工作，会导致气缸活塞在压缩冲程以及做功冲程会继续做功，此外，气体未经燃烧就已排出至后处理装置，后处理成本高。对于气缸停止喷射燃料，且进、排气门失效的方案，无论是负压停缸还是正压停缸均会将过量润滑剂倒吸入气缸中并且产生污染。

针对上述问题，本实施例提供一种发动机，可失效气缸在压缩冲程和做功冲程时活塞无需额外对气体做功，从而节省燃料消耗，可用于车辆技术领域。

图1示出本发明实施例一中发动机的结构示意图；参照图1，本实施例提供一种发动机，发动机可以是四缸、六缸或八缸发动机等，对此不作限定，本实施例中仅以六缸发动机为例进行说明。发动机包括气缸，其中部分气缸为运行气缸200，另一部分气缸为可失效气缸210，在本实施例中，位于图1中左侧的三个气缸为可失效气缸210，位于图1中右侧的三个气缸为运行气缸200。运行气缸200内有燃油喷射，并始终正常运行。可失效气缸210均为四冲程气缸，并具有进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程，且可失效气缸210具有进气门和排气门。可失效气缸210具有气缸运行状态和气缸失效状态，当可失效气缸210处于气缸运行状态时，可失效气缸210内有燃油喷射，即正常运行、做功，当可失效气缸210处于气缸失效状态时，可失效气缸210内无燃油喷射，作为停止做功的气缸，从而在低工况下节省燃油消耗。

其中，运行气缸200的进气门与排气门采用常规的凸轮、摇臂等结构驱动，这些结构都是现有技术中的方案。以下介绍可失效气缸210的进气门与排气门的驱动结构。

图2示出本发明实施例一中凸轮组件的结构示意图；图3示出本发明实施例一中凸轮组件与传动组件的结构示意图；图4示出本发明实施例一中传动组件的剖视图一；图5示出本发明实施例一中传动组件的剖视图二；图6示出本发明实施例一中运行气缸以及处于气缸运行状态的可失效气缸的进、排气门开启高度与活塞位置的时序关系示意图；图7示出本发明实施例一中处于气缸失效状态的可失效气缸的进、排气门开启高度与活塞位置的时序关系示意图。参照图1-图7，本实施例提供的发动机还包括凸轮组件100，凸轮组件100包括凸轮轴101、第一凸轮110和第三凸轮130。其中第一凸轮110与第三凸轮130为控制进气门与排气门正常开启的凸轮，具体地，第一凸轮110固定设置于凸轮轴101，当可失效气缸处于进气冲程时，第一凸轮110用于驱动进气门开启；第三凸轮130固定设置于凸轮轴101，当可失效气缸处于排气冲程时，第三凸轮130用于驱动排气门开启。无论可失效气缸处于气缸运行状态还是气缸失效状态，第一凸轮110与第三凸轮130均用于驱动对应的气门开启，不受燃料喷射切断与否的影响，因而避免负压停缸和正压停缸中的润滑剂倒吸问题。但同时会导致两个问题，一是气缸活塞在压缩冲程以及做功冲程会继续做功，二是气体未经燃烧就已排出至后处理装置，后处理成本高。

为了解决气缸活塞在压缩冲程以及做功冲程会继续做功的问题，继续参照图1-图7，凸轮组件100还包括第二凸轮120以及第四凸轮140，第二凸轮120固定设置于凸轮轴101，当可失效气缸210处于气缸失效状态且处于做功冲程时，第二凸轮120用于驱动可失效气缸210的进气门开启；第四凸轮140固定设置于凸轮轴101，当可失效气缸210处于气缸失效状态且处于压缩冲程时，第四凸轮140用于驱动可失效气缸210的排气门开启。也就是当可失效气缸210处于气缸失效状态时，若可失效气缸210处于做功冲程，第二凸轮120用于驱动进气门开启，若可失效气缸210处于压缩冲程，第四凸轮140用于驱动排气门开启，从而使可失效气缸210的进排气门在正常的进气冲程和排气冲程开启外，在做功冲程和压缩冲程分别开启一次，在压缩冲程和做功冲程时可失效气缸210的活塞无需额外对气体做功，从而节省燃料消耗。

继续参照图1-图7，上述结构的传动原理为，发动机还包括与可失效气缸210数量相同的传动组件，可失效气缸210具有两个进气门和两个排气门，传动组件与可失效气缸210一一对应设置，传动组件包括两个摇臂机构300，摇臂机构300包括主摇臂310和副摇臂320，其中一个摇臂机构300用于驱动可失效气缸210的进气门开启，另一个摇臂机构300用于驱动可失效气缸210的排气门开启。一个摇臂机构300的主摇臂310与第一凸轮110传动连接，另一个摇臂机构300的主摇臂310与第三凸轮130传动连接，一个摇臂机构300的副摇臂320与第二凸轮120传动连接，另一个摇臂机构300的主摇臂320与第四凸轮140传动连接。通过四个凸轮分别带动四个摇臂转动，进而带动对应的气门开启。

具体地，摇臂机构300还包括气门桥330，其中一个摇臂机构300的气门桥330用于同时驱动可失效气缸210的两个进气门开启，另一个摇臂机构300的气门桥330用于同时驱动可失效气缸210的排气门开启，主摇臂310与气门桥330传动连接，副摇臂320穿过气门桥330，且其中一个摇臂机构300的副摇臂320用于驱动可失效气缸210的其中一个进气门开启，另一个摇臂机构300的副摇臂320用于驱动可失效气缸210的其中一个排气门开启。两个摇臂机构300的主摇臂310分别与第一凸轮110和第三凸轮130传动连接，并随着第一凸轮110和第三凸轮130的转动控制气门桥330的运动。两个摇臂机构300的副摇臂320分别与第二凸轮120和第四凸轮140传动连接，其作用是，当可失效气缸210处于气缸失效状态时，两个摇臂机构300的副摇臂320用于驱动气缸的一个进气门或一个排气门开启。

继续参照图1-图7，副摇臂320包括：副摇臂本体500、第一连杆530、第二连杆540、推杆550以及活塞560。副摇臂本体500传动连接于第二凸轮120或第四凸轮140，副摇臂本体500具有沿第一方向延伸的容纳腔510和沿第二方向延伸的滑槽520，容纳腔510与滑槽520连通，在本实施例中，第一方向垂直于第二方向。第一连杆530设置于容纳腔510，并能够相对于副摇臂本体500转动。第二连杆540设置于容纳腔510，并转动连接于第一连杆530，第一连杆530远离第二连杆540的一端转轴与副摇臂本体500保持固定，具体可以是第一连杆530直接与副摇臂本体500转动连接，也可以是副摇臂本体500设置有调节螺钉，调节螺钉的位置可相对于副摇臂本体500保持固定，第一连杆530与调节螺钉转动连接。推杆550至少部分位于容纳腔510内，转动连接于第二连杆540，并能够沿第一方向往复运动。活塞560能够沿滑槽520滑动而具有第一位置和第二位置，当活塞560位于第一位置时，活塞560能够阻止第一连杆530相对于副摇臂本体500转动以及第二连杆540相对于第一连杆530转动，具体为活塞560与第一连杆530和第二连杆540的连接位置相抵，使第一连杆530和第二连杆540均无法转动，处于伸直的状态，同时当副摇臂320靠近气门的一端向下运动时，推杆550与气门抵接，以使推杆550能够驱动进气门或排气门开启，从而驱动进气门在做功冲程开启，或排气门在压缩冲程开启。当活塞560位于第二位置时，第一连杆530能够相对于副摇臂本体500转动，第二连杆540能够相对于第一连杆530转动，具体为活塞560与第一连杆530和第二连杆540的连接位置间隔设置，使第一连杆530和第二连杆540均能够发生转动而处于弯曲的状态，也就是减小第一连杆530和第二连杆540沿第一方向的总长度，以使推杆550无法驱动进气门或排气门开启。

继续参照图1-图7，控制活塞560由第二位置朝向第一位置运动的结构为，副摇臂本体500还具有与滑槽520连通的机油腔501，机油腔501用于与发动机的压力油道连通或切断，当可失效气缸210处于气缸失效状态时，机油腔501与发动机的压力油道连通，以使机油腔501内充满机油，以驱动活塞560朝向第一位置运动，从而阻止第一连杆530相对于副摇臂本体500转动以及第二连杆540相对于第一连杆530转动，以使推杆550能够驱动进气门或排气门开启，以驱动进气门在做功冲程开启，或排气门在压缩冲程开启。进一步地，机油腔501用于与发动机的压力油道连通或切断通过电磁阀控制。

可选地，机油腔501还设置有泄放阀，泄放阀用于当可失效气缸210处于气缸运行状态时，泄放机油腔501的油压，或者是，机油腔501的机油通过泄放管路泄放。

继续参照图1-图7，控制活塞560由第一位置朝向第二位置运动的结构为，副摇臂320还包括弹性件570，弹性件570用于始终驱动第一连杆530相对于副摇臂本体500转动以及第二连杆540相对于第一连杆530转动，以使活塞560朝向第二位置运动。而当可失效气缸210处于气缸失效状态时，机油腔501内的机油克服弹性件570的弹性力，使活塞560由第二位置朝向第一位置运动。

图8示出本发明实施例一中集成阀的结构示意图；图9示出本发明实施例一中集成阀处于循环状态时的剖视图一；图10示出本发明实施例一中集成阀处于循环状态时的剖视图二；图11示出本发明实施例一中集成阀处于连通状态时的剖视图一；图12示出本发明实施例一中集成阀处于连通状态时的剖视图二。参照图1以及图8-图12，为了解决气体未经燃烧就排出至后处理装置，后处理成本高的问题，发动机还包括集成阀400。集成阀400具有第一输入端401和第一输出端402，第一输入端401用于连接可失效气缸210的排气口，集成阀400具有连通状态和循环状态，当集成阀400处于循环状态时，第一输出端402用于连接可失效气缸210的进气口，用于使未经燃烧的气体重新进入可失效气缸210的进气口进行循环，而不是进入尾气排放管路，从而减少了后处理成本。当集成阀400处于连通状态时，第一输出端402用于连接尾气排放管路，用于可失效气缸210的正常进排气。一般来说，当可失效气缸210处于气缸失效状态时，集成阀400处于循环状态；当可失效气缸210处于气缸运行状态时，集成阀400处于连通状态。

其中，集成阀400可以仅用于连接可失效气缸210以及对应的尾气排放管路，例如如图1所示的集成阀400，还可以将运行气缸200的排气口以及对应的尾气排放管路集成在同一集成阀400内，例如如图8-图12所示的集成阀400，对于该集成阀400，集成阀400还具有第二输入端403和第二输出端404，第二输入端403用于连接运行气缸200的排气口，第二输出端404用于连接尾气排放管路，用于运行气缸200的正常进排气。在集成阀400内，第一输入端401和第一输出端402之间的空腔与第二输入端403和第二输出端404之间的空腔互不连通。

继续参照图1，在本实施例中，发动机还包括涡轮增压器，涡轮增压器具体包括涡轮机610和压气机620，发动机还包括中冷器630和EGR冷却器640。压气机620的输入端连接新鲜空气，输出端连接中冷器630的输入端，用于对新鲜空气加压。中冷器630的输出端连接各个气缸的进气口。涡轮机610的输入端连接处于连通状态时的集成阀400的第一输出端402，并连接第二输出端404或直接连接运行气缸200的排气口，涡轮机610由气缸燃烧后的气体驱动，并用于为压气机620提供能量。EGR冷却器640的输入端用于连接处于循环状态时的集成阀400的第一输出端402，EGR冷却器640的输出端连接各个气缸的进气口，当集成阀400处于循环状态时，EGR冷却器640对进行循环的气体进行冷却，具有提升EGR性能的作用。

实施例二

本实施例提供一种发动机停缸控制方法，可通过发动机停缸控制装置实施，装置可集成于发动机，该发动机停缸控制方法可通过软件和/或硬件的方式实现。

图13示出本发明实施例二中发动机停缸控制方法的流程图一；参照图13，发动机停缸控制方法包括以下步骤。

S1000：获取车辆的运行参数。

运行参数包括发动机的曲轴转速、曲轴扭矩以及满负荷扭矩。其中，检测车辆的运行参数可以是在收到踏板的减速信号后进行的，其中减速信号可以通过位移传感器检测制动踏板和油门踏板的位置而获取，也可以是通过设置计时器，每经过设定的时间间隔后进行。

发动机的曲轴转速可通过速度传感器检测，曲轴扭矩可通过扭矩传感器检测。

获取发动机的曲轴转速后，根据预先设置的曲轴转速与满负荷扭矩的关系图中查询对应的满负荷扭矩，其中，曲轴转速与满负荷扭矩的关系图可通过前期大量试验获得。

S1010：根据运行参数确定车辆处于低负荷工况。

低负荷工况指的是：曲轴扭矩与满负荷扭矩的比值小于预设值，在本实施例中，预设值为25％，也就是当曲轴的扭矩小于满负荷扭矩的25％时，即可确定车辆处于低负荷工况。可以理解的是，在本实施例中，低负荷工况被定义为曲轴扭矩小于满负荷扭矩的25％，在其它实施例中，这个比例还可以根据发动机的性能和参数进行调整。

S1020：执行停缸操作。停缸操作包括步骤S1021、S1023以及S1024。

S1021：切断可失效气缸210的燃料喷射。

使可失效气缸210停止做功，从而在低工况下节省燃油消耗。

S1023：控制集成阀400进入循环状态。

由于可失效气缸210的燃料喷射已被切断，经可失效气缸210的排气口排出的气体是未经燃烧的低温气体，控制集成阀400进入循环状态能够使集成阀400的第一输出端402连接可失效气缸210的进气口，从而经可失效气缸210的排气口排出的气体重新进入可失效气缸210的进气口，而进行循环。

S1024：控制传动组件以使第二凸轮120能够驱动可失效气缸210的进气门开启，且使第四凸轮140能够驱动可失效气缸210的排气门开启。

当可失效气缸210处于做功冲程时，第二凸轮120驱动可失效气缸210的进气门开启，当可失效气缸210处于压缩冲程时，第四凸轮140用于驱动可失效气缸210的排气门开启。从而使可失效气缸210的进排气门在正常的进气冲程和排气冲程开启外，在做功冲程和压缩冲程分别开启一次，在压缩冲程和做功冲程时可失效气缸210的活塞无需额外对气体做功，从而节省燃料消耗。

具体为，开启电磁阀，使机油腔501与发动机的压力油道连通而充满机油，驱动活塞560向第一位置运动，从而阻止第一连杆530相对于副摇臂本体500转动以及第二连杆540相对于第一连杆530转动，以使推杆550能够驱动进气门或排气门开启，以驱动进气门在做功冲程开启，或排气门在压缩冲程开启。

此外，可以理解的是，在本实施例中示例性地以S1021、S1023到S1024的顺序进行，而在其它实施例中，上述三个步骤之间的顺序可以更换，例如S1024位于S1023之前。但是本实施例中的顺序为较佳方案，原因在于，如果S1023位于S1021之前，即在切断可失效气缸210的燃料喷射之前，先控制集成阀400进入循环状态，此时必然导致部分已经经过燃烧的高温气体经过集成阀400进入可失效气缸210的进气口，会导致气缸的进气口处混入大量高温气体，影响气缸的工作效率。而如果S1024位于S1021之前，即在切断可失效气缸210的燃料喷射之前，先控制电磁阀开启使机油腔501与发动机的压力油道连通，此时会导致进气门在做功冲程开启，导致燃油无法充分燃烧，并可能导致部分气体倒流至与进气口连接的管路中，同时，排气门在压缩冲程开启，会导致部分气体在未经燃烧做功就排放至尾气排放管路。

本实施例提供的发动机停缸控制方法通过检测车辆的运行参数确定车辆处于低负荷工况，并开始执行停缸操作，切断可失效气缸的燃料喷射，并对应地改变集成阀的状态，控制第二凸轮和第四凸轮以使气缸的进气门能够在做功冲程开启、排气门在压缩冲程开启，使活塞在这两个冲程内无需额外做功，节省燃料消耗。

实施例三

本实施例提供一种发动机停缸控制方法，该发动机停缸控制方法是在实施例二的基础上进行具体化。图14示出本发明实施例三中发动机停缸控制方法的流程图二，参照图14，本实施例中的发动机停缸控制方法包括以下步骤。

S2000：获取车辆的运行参数。

S2010：根据运行参数判断车辆是否处于低负荷工况。

低负荷工况的判断方法与实施例二一致，不再赘述。如果车辆处于低负荷工况，则执行S2020，如果车辆未处于低负荷工况，则执行S2000。可选地，当车辆未处于低负荷工况时，可以经过计时器计时，在经过设定的时间间隔后再执行S2000。

S2020：执行停缸操作。停缸操作包括步骤S2021-S2024。

S2021：切断可失效气缸210的燃料喷射。

S2022：增加运行气缸200的燃料喷射量。

在可失效气缸210的燃料喷射被切断后，为了使发动机输出功率平稳变化，应适当增加运行气缸200的燃料喷射量。具体为获取发动机的曲轴转速以及曲轴的扭矩后，根据预先设置的发动机的曲轴转速以及曲轴的扭矩与燃料喷射量的关系图中查询对应的燃料喷射量，从而控制运行气缸200适当增加燃料喷射量。其中，发动机的曲轴转速以及曲轴的扭矩与燃料喷射量的关系图可通过前期大量试验获得。

S2023：控制集成阀400进入循环状态。

S2024：控制传动组件以使第二凸轮120能够驱动可失效气缸210的进气门开启，且使第四凸轮140能够驱动可失效气缸210的排气门开启。

在完成S2000-S2020后，可失效气缸210已经失效，当车辆脱离低负荷工况后，需要控制可失效气缸210重新开启。因此发动机停缸控制方法还包括位于S2020之后的以下步骤。

S2030：获取车辆的运行参数。

运行参数包括发动机的曲轴转速，以及曲轴的扭矩。

S2040：根据运行参数判断车辆是否处于低负荷工况。

低负荷工况的判断方法与实施例二一致，不再赘述。当车辆处于低负荷工况时，执行S2030，当车辆未处于低负荷工况时，则执行S2050。可选地，当车辆未处于低负荷工况时，可以经过计时器计时，在经过设定的时间间隔后再执行S2030。

S2050：执行启动操作。启动操作包括步骤S2051-S2054。

S2051：控制传动组件以使第二凸轮120无法驱动可失效气缸210的进气门开启，且第四凸轮140无法驱动可失效气缸210的排气门开启。

使可失效气缸210恢复正常进排气，即进气门和排气门不会在做功冲程和压缩冲程额外开启。

具体为，关闭电磁阀，切断机油腔501与发动机的压力油道之间的连接，机油腔501压力通过泄放阀等结构泄放，弹性件570驱动活塞560向第二位置运动。

S2052：控制集成阀400进入连通状态。

使集成阀400的第一输出端402连接尾气排放管路，用于可失效气缸210的正常进排气。

S2053：开启可失效气缸210的燃料喷射。

S2054：减少运行气缸200的燃料喷射量。

与步骤S2022类似地，当可失效气缸210恢复燃料喷射后，为了使发动机输出功率平稳变化，应适当减小运行气缸200的燃料喷射量。具体为获取发动机的曲轴转速以及曲轴的扭矩后，根据预先设置的发动机的曲轴转速以及曲轴的扭矩与燃料喷射量的关系图中查询对应的燃料喷射量，从而控制运行气缸200适当减少燃料喷射量。

实施例四

本实施例提供一种发动机停缸控制装置，该发动机停缸控制装置用于执行上述发动机停缸控制方法。

图15示出本发明实施例四中发动机停缸控制装置的结构示意图，参照图15，发动机停缸控制装置包括运行参数获取模块3000、低负荷工况确定模块3010、燃料切断模块3020、集成阀控制模块3030和气门开启执行模块3040。

其中，运行参数获取模块3000用于检测车辆的运行参数。低负荷工况确定模块3010用于基于运行参数确定车辆处于低负荷工况。燃料切断模块3020用于切断可失效气缸的燃料喷射。集成阀控制模块3030用于控制集成阀进入循环状态。气门开启执行模块3040用于控制传动组件以使第二凸轮能够驱动可失效气缸的进气门开启，且使第四凸轮能够驱动可失效气缸的排气门开启。

本实施例提供的发动机停缸控制装置，通过运行参数获取模块3000检测车辆的运行参数；通过低负荷工况确定模块3010基于运行参数确定车辆处于低负荷工况；通过燃料切断模块3020切断可失效气缸的燃料喷射，使可失效气缸停止做功；通过集成阀控制模块3030控制集成阀进入循环状态，使可失效气缸的排气口排出的气体重新进入可失效气缸的进气口；通过气门开启执行模块3040控制传动组件以使第二凸轮能够驱动可失效气缸的进气门开启，且使第四凸轮能够驱动可失效气缸的排气门开启，使可失效气缸的进排气门在正常的进气冲程和排气冲程开启外，在做功冲程和压缩冲程分别开启一次，节省燃料消耗。

实施例五

本实施例提供一种车辆。图16示出本发明实施例五中车辆的结构示意图，参照图16，车辆包括发动机4000、行车控制器4010、速度传感器4020、扭矩传感器4030、存储器4040。其中速度传感器4020用于检测发动机4000的曲轴转速，并将转速发送给行车控制器4010；扭矩传感器4030用于检测发动机4000的曲轴扭矩，并将扭矩发送给所述行车控制器4010。

存储器4040作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的发动机停缸控制方法对应的程序指令/模块。行车控制器4010通过运行存储在存储器4040中的软件程序、指令以及模块，从而执行车辆的各种功能应用以及数据处理，即实现上述实施例的发动机停缸控制方法。

存储器4040主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器4040可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器4040可进一步包括相对于行车控制器4010远程设置的存储器4040，这些远程存储器可以通过网络连接至车辆。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

本发明实施例五提供的车辆与上述实施例提供的发动机停缸控制方法属于同一发明构思，未在本实施例中详尽描述的技术细节可参见上述实施例，并且本实施例具备执行发动机停缸控制方法相同的有益效果。

实施例六

本发明实施例六提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被行车控制器执行时实现如本发明上述实施例所述的发动机停缸控制方法。

当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的发动机停缸控制方法中的操作，还可以执行本发明实施例所提供的发动机停缸控制方法中的相关操作，且具备相应的功能和有益效果。

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是机器人，个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的发动机停缸控制方法。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种发动机，包括：

气缸，部分所述气缸为运行气缸（200），另一部分所述气缸为可失效气缸（210），所述运行气缸（200）内有燃油喷射；所述可失效气缸（210）具有进气门和排气门，所述可失效气缸（210）具有气缸运行状态和气缸失效状态，当所述可失效气缸（210）处于气缸运行状态时，所述可失效气缸（210）内有燃油喷射，当所述可失效气缸（210）处于气缸失效状态时，所述可失效气缸（210）内无燃油喷射；所述可失效气缸（210）具有进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程；

其特征在于，还包括凸轮组件（100），所述凸轮组件（100）包括：

凸轮轴（101）；

第一凸轮（110），固定设置于所述凸轮轴（101），当所述可失效气缸（210）处于进气冲程时，所述第一凸轮（110）用于驱动所述进气门开启；

第二凸轮（120），固定设置于所述凸轮轴（101），当所述可失效气缸（210）处于气缸失效状态且处于做功冲程时，所述第二凸轮（120）用于驱动所述可失效气缸（210）的所述进气门开启；

第三凸轮（130），固定设置于所述凸轮轴（101），当所述可失效气缸（210）处于排气冲程时，所述第三凸轮（130）用于驱动所述排气门开启；

第四凸轮（140），固定设置于所述凸轮轴（101），当所述可失效气缸（210）处于气缸失效状态且处于压缩冲程时，所述第四凸轮（140）用于驱动所述可失效气缸（210）的所述排气门开启；

还包括与所述可失效气缸（210）数量相同的传动组件，所述可失效气缸（210）具有两个进气门和两个排气门，所述传动组件与所述可失效气缸（210）一一对应设置，所述传动组件包括两个摇臂机构（300），所述摇臂机构（300）包括主摇臂（310）和副摇臂（320），其中一个所述摇臂机构（300）用于驱动所述可失效气缸（210）的所述进气门开启，另一个所述摇臂机构（300）用于驱动所述可失效气缸（210）的所述排气门开启，一个所述摇臂机构（300）的所述主摇臂（310）与所述第一凸轮（110）传动连接，另一个所述摇臂机构（300）的所述主摇臂（310）与所述第三凸轮（130）传动连接，一个所述摇臂机构（300）的所述副摇臂（320）与所述第二凸轮（120）传动连接，另一个所述摇臂机构（300）的所述副摇臂（320）与所述第四凸轮（140）传动连接。

2.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述副摇臂（320）包括：

副摇臂本体（500），传动连接于所述第二凸轮（120）或所述第四凸轮（140），所述副摇臂本体（500）具有沿第一方向延伸的容纳腔（510）和沿第二方向延伸的滑槽（520），所述容纳腔（510）与所述滑槽（520）连通；

第一连杆（530），设置于所述容纳腔（510），并能够相对于所述副摇臂本体（500）转动；

第二连杆（540），设置于所述容纳腔（510），并转动连接于所述第一连杆（530）；

推杆（550），至少部分位于所述容纳腔（510）内，转动连接于所述第二连杆（540），并能够沿第一方向往复运动；

活塞（560），能够沿所述滑槽（520）滑动而具有第一位置和第二位置，当所述活塞（560）位于第一位置时，所述活塞（560）能够阻止所述第一连杆（530）相对于所述副摇臂本体（500）转动以及所述第二连杆（540）相对于所述第一连杆（530）转动，以使所述推杆（550）能够驱动所述进气门或所述排气门开启；当所述活塞（560）位于第二位置时，所述第一连杆（530）能够相对于所述副摇臂本体（500）转动，所述第二连杆（540）能够相对于所述第一连杆（530）转动，以使所述推杆（550）无法驱动所述进气门或所述排气门开启。

3.根据权利要求2所述的发动机，其特征在于，所述副摇臂本体（500）还具有与所述滑槽（520）连通的机油腔（501），所述机油腔（501）用于与发动机的压力油道连通或切断，当所述可失效气缸（210）处于气缸失效状态时，所述机油腔（501）与发动机的压力油道连通，以使所述机油腔（501）内充满机油，以驱动所述活塞（560）朝向第一位置运动；所述副摇臂（320）还包括弹性件（570），所述弹性件（570）用于始终驱动所述第一连杆（530）相对于所述副摇臂本体（500）转动以及所述第二连杆（540）相对于所述第一连杆（530）转动，以使所述活塞（560）朝向第二位置运动。

4.根据权利要求1-3任一项所述的发动机，其特征在于，还包括集成阀（400），所述集成阀（400）具有第一输入端（401）和第一输出端（402），所述第一输入端（401）用于连接所述可失效气缸（210）的排气口，所述集成阀（400）具有连通状态和循环状态，当所述集成阀（400）处于循环状态时，所述第一输出端（402）用于连接所述可失效气缸（210）的进气口；当所述集成阀（400）处于连通状态时，所述第一输出端（402）用于连接尾气排放管路。

5.一种发动机停缸控制方法，其特征在于，通过如权利要求1-4任一项所述的发动机实施，所述发动机还包括与所述可失效气缸（210）数量相同的传动组件，所述发动机停缸控制方法包括：

获取车辆的运行参数，所述运行参数包括发动机的曲轴转速、曲轴扭矩以及满负荷扭矩；

基于所述运行参数确定车辆处于低负荷工况，所述低负荷工况为：所述曲轴扭矩与所述满负荷扭矩的比值小于预设值；

执行停缸操作，所述停缸操作包括：切断所述可失效气缸（210）的燃料喷射；控制所述传动组件以使所述第二凸轮（120）能够驱动所述可失效气缸（210）的所述进气门开启，且所述第四凸轮（140）能够驱动所述可失效气缸（210）的所述排气门开启。

6.根据权利要求5所述的发动机停缸控制方法，其特征在于，所述停缸操作还包括位于切断所述可失效气缸（210）的燃料喷射之后的：

增加所述运行气缸（200）的燃料喷射量。

7.根据权利要求5所述的发动机停缸控制方法，其特征在于，所述发动机还包括集成阀（400），所述集成阀（400）具有第一输入端（401）和第一输出端（402），所述第一输入端（401）用于连接所述可失效气缸（210）的排气口，所述集成阀（400）具有连通状态和循环状态，当所述集成阀（400）处于循环状态时，所述第一输出端（402）用于连接所述可失效气缸（210）的进气口；当所述集成阀（400）处于连通状态时，所述第一输出端（402）用于连接尾气排放管路；

所述停缸操作还包括：

控制所述集成阀（400）进入循环状态。

8.根据权利要求7所述的发动机停缸控制方法，其特征在于，还包括位于所述执行停缸操作之后的：

获取车辆的运行参数；

根据所述运行参数确定车辆未处于低负荷工况；

执行启动操作，所述启动操作包括：控制所述传动组件以使所述第二凸轮（120）无法驱动所述可失效气缸（210）的所述进气门开启，且所述第四凸轮（140）无法驱动所述可失效气缸（210）的所述排气门开启；控制所述集成阀（400）进入连通状态；开启所述可失效气缸（210）的燃料喷射。

9.根据权利要求8所述的发动机停缸控制方法，其特征在于，所述启动操作还包括位于开启所述可失效气缸（210）的燃料喷射之后的：

减少所述运行气缸（200）的燃料喷射量。

10.一种发动机停缸控制装置，用于执行权利要求5-9任一项所述的发动机停缸控制方法，其特征在于，包括：

运行参数获取模块，用于获取车辆的运行参数；

低负荷工况确定模块，用于基于所述运行参数确定车辆处于低负荷工况；

燃料切断模块，用于切断可失效气缸的燃料喷射；

集成阀控制模块，用于控制集成阀进入循环状态；

气门开启执行模块，用于控制传动组件以使第二凸轮能够驱动所述可失效气缸的进气门开启，且使第四凸轮能够驱动所述可失效气缸的排气门开启。

11.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求4所述的发动机，还包括：

行车控制器；

速度传感器，用于检测所述发动机的曲轴转速，并将所述转速发送给所述行车控制器；

扭矩传感器，用于检测所述发动机的曲轴扭矩，并将所述扭矩发送给所述行车控制器；

存储器，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述行车控制器执行时，使得所述行车控制器控制车辆实现如权利要求5-9中任一项所述的发动机停缸控制方法。

12.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被行车控制器执行时，车辆实现如权利要求5-9中任一项所述的发动机停缸控制方法。

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