具体实施方式

下面将参考附图更详细地描述本申请的实施例。虽然附图中显示了本申请的实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更彻底地理解本申请，并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。

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。

本实施例中，将发动机的工作状态分为全缸工作状态和随机停缸工作状态。其中，全缸工作状态即是发动机的全部气缸都进行工作的状态；而随机停缸工作状态指的是在驾驶员加减速进行扭矩切换时，车辆会根据不同的扭矩控制发动机以不同的停缸率和停缸序列进行工作，也就是车辆会根据不同的扭矩需求随机控制部分气缸停止工作，以实现在满足扭矩需求的前提下以尽量少的气缸进行工作，使得发动机可以尽量实现最佳工况油耗。

随机停缸工作状态可以节约发动机能耗，其原理在于：

发动机在工作过程中通过消耗燃油产生推动活塞使曲轴旋转，但所消耗的燃油产生的能量除了用于推动活塞使曲轴旋转外，还有一部分能量被高温尾气及冷却水带走，也有一部分能量则用于克服摩擦阻力做工，另外还有一部分能量则用于克服泵气损失。而且发动机排量越大，摩擦及泵气损失所造成的能力损失也越大，因而，输出同样的扭矩，小排量的发动机所耗费的克服摩擦及泵气的能量损失小于大排量发动机的。因此，如果控制发动机在小负荷工作之时，即目标扭矩较小时，关闭部分工作缸并保证继续工作的工作缸输出的扭矩可以满足发动机的目标扭矩需求，因为部分工作缸被关闭，相当于发动机的排量减小了，因而可以降低泵气损失及摩擦损失。

可以看出，随机停缸工作状态的工作原理，等效于根据不同的工况，动态调节发动机的排量，从而实现降低发动机能耗。

为了实现上述随机停缸工作状态，发动机的各气缸应具有可单独开启与关闭的进气门和、排气门、喷油嘴和点火装置，以实现可随时通过关闭进、排气门，停止任何一个缸的进、排气，并且同时停止点火及喷油，进而实现随机停缸效果。

具体的，本实施例的随机停缸的控制过程可以包括：获取发动机的目标扭矩；确定是否需要进入随机停缸工作状态；如果需要进入随机停缸工作状态，确定所述车辆的行驶状态；在所述车辆的行驶状态为稳态时，则根据所述目标扭矩，确定与所述目标扭矩对应的目标停缸率；在所处车辆的行驶状态为瞬态时，则根据所述目标扭矩以及所述车辆的加减速状态，确定与所述目标扭矩对应的目标停缸率；其中，所述加减速状态包括加速状态和减速状态，所述加速状态对应的所述目标停缸率大于所述减速状态对应的所述目标停缸率；控制所述发动机按照所述目标停缸率进行工作。

其中，不同的停缸率对应不同的外特性曲线图，所述外特性曲线图由扭矩和发动机转速确定，所述外特性曲线图中设置有预设最佳耗油区，该预设最佳油耗区预先根据实际使用获得。因为该外特性曲线图由扭矩和发动机转速确定，且该外特性曲线图中设置有预设最佳耗油区，因而可以在确定了发动机需要进入随机停缸工作状态之后，根据目标扭矩及当前转速确定对应的目标停缸率，使得目标扭矩在所述外特性曲线图的最佳耗油区内，这样不仅可以让发动机可以输入目标扭矩，同时使发动机在输出目标扭矩的前提下，以最佳的耗油状态进行工作，节省油耗。

另外，还可以预置的停缸率与停缸表的对应关系，获取所述目标停缸率对应的停缸表；其中，所述停缸表中预置了多个工作循环中停缸的缸数以及停缸的缸序。根据所述停缸表中多个工作循环中停缸的缸数以及停缸的缸序，控制所述发动机进行工作。在满足目标停缸率的基础上，可以按停缸表控制发动机进行停缸。该停缸表可以考虑噪声、振动和不平顺性的因素，使得发动机在同等的停缸率下工作时的振动最小。

参考图1，示出了本实施例所述的一种发动机的停缸控制方法的步骤流程图。该实施例以车辆为整个方案的执行载体。

步骤S100、发动机以随机停缸工作状态进行工作时，获取处于停缸状态的第一气缸的当前温度。

因为气缸在停止工作后，其进排气门关闭，喷油点火停止，此时缸内为负压，只残留部分燃烧后的废气，而冷却液却在持续进行对气缸进行冷却，因而缸内热氛围越来越低，不断下降至逐渐达到与冷却液的温度平衡；这是如果控制停缸的气缸恢复至工作状态，由于缸内热分为较低，容易使得首次喷油燃烧时燃油不能够很好的雾化，导致燃烧效率较低，排放的THC(碳氢总量)较高，而且停缸时间越长，在恢复燃烧的首次燃烧燃烧效率越低，THC排放也越高。

因而在本步骤中，若检测到发动机以随机停缸工作状态进行工作，则说明会有部分气缸在发动机的一个或多个工作循环中停止工作而处于停缸状态，此时，对所有处于停缸状态的第一气缸都进行温度监测，获取其对应的当前温度，以用于判断其是否抵达了影响后续气缸恢复工作时的首次喷油燃烧效率的状态。

步骤S200、若所述第一气缸的当前温度低于预设阈值，则控制所述第一气缸恢复至非停缸状态。

该步骤中，该预设阈值为气缸恢复工作进行首次喷油燃烧时造成燃油雾化不充分的温度临近值；当气缸温度高于该预设阈值进行喷油燃烧时，燃油可以充分雾化，燃油的燃烧效率高，排气中碳氢总量较低；而当气缸温度低于该预设阈值进行喷油燃烧时，燃油不能够雾化完全，燃油的燃烧效率低，排气中碳氢总量较高。该预设阈值可以预先通过试验验证得到。

该步骤中，若发动机中停缸状态气缸的温度低于该预设阈值，则说明气缸当前温度即将抵达影响气缸后续恢复工作时的首次喷油燃烧效率的状态，因而需要控制对应气缸恢复至工作状态。即在停缸状态的气缸的温度低于预设阈值时，无论停缸率改变与否，都要让该气缸恢复工作，开始喷油点火。因为在发动机中停缸状态气缸的温度低于该预设阈值时，若继续保持停缸工作状态，冷却液会继续将停缸气缸的缸内热量带走，使得气缸的温度继续下降，进而影响气缸恢复工作时的首次喷油燃烧时燃油的雾化效果，也即会影响燃油的燃烧效率，也将会使得产生的排气中的碳氢总量较高；而若控制对于气缸恢复至非停缸工作状态，即恢复根据发动机的工作循环进行进气、喷油点火、做工、排气的状态，则可以在气缸温度降至影响气缸恢复工作时的首次喷油燃烧时燃油的雾化效果之前提升气缸的温度，因而可以避免因为停缸时间过长导致再次喷油燃烧时，由于缸内温度过低造成燃油雾化不充分，进而导致燃烧效率过低、排气中碳氢总量过高的温度。

可选地，本发明实施例还包括步骤：若所述第一气缸的当前温度不低于预设阈值，则控制所述第一气缸保持停缸状态。

该步骤中，因为是对以随机停缸工作状态进行工作时的停缸状态气缸进行温度监测，若其当前温度不低于预设阈值，则说明其缸内温度还不会影响气缸恢复工作时首次燃油的雾化效果，因而可以继续根据随机停缸工作的需要，继续控制对应气缸保持停缸状态，以实现更佳的节能减排效果。

本发明实施例中，在发动机处于随机停缸工作状态时，若发动机的任一气缸处于停缸状态，则获取对应气缸的当前温度，并在对应气缸的当前温度低于预设阈值时，控制对应气缸恢复至工作状态。因为能够对处于停缸状态的气缸进行温度监测，并在停缸状态的气缸温度低于预设阈值时，控制对应气缸恢复至工作状态，使得对应气缸的温度可以提升，避免因为长时间的停缸导致停缸状态的气缸温度过低，造成气缸再次工作时燃烧效率过低、碳氢排放量过高的问题。

因为直接获取发动机气缸的缸内温度比较困难，但是可以通过间接获取，因而，可选地，在一种实施方式中，所述步骤S100包括步骤S110～步骤S130，以通过间接方式获取发动机每旋转一次后的缸内温度，也即是停缸状态的气缸活塞每循环往复一次后的缸内温度，以此温度来近似表示停缸状态气缸的当前温度。

步骤S110、在发动机以随机停缸工作状态进行工作时，获取所述第一气缸开始停缸时的缸内温度。

该步骤中，即在发动机以随机停缸工作状态进行工作时，获取任一处于停缸状态的第一气缸开始停缸时的缸内温度。

可选地，该开始停缸时的缸内温度可以通过气缸的排气温度等方式来间接获取。

可选地，所述第一气缸始停缸时的缸内温度可以通过步骤S111～S113获取。

步骤S111、获取发动机启动时所述第一气缸的缸内温度。

该发动机启动时第一气缸的缸内温度，即发动机开始工作时的温度。若发动机是在整机完全冷却之后再启动的，因为此时气缸的温度与冷却液温度达到了平衡状态，因而该发动机启动时第一气缸的缸内温度可以近似为发动机启动时的冷却液温度。

步骤S112、在所述第一气缸每做一次功时，利用第二预设算法对所述缸内温度进行更新。

该步骤中，因为影响缸内温度变化的因素如冷却液温度、冷却时间、每一次做功时的温度增量、排气带走的温度等，考虑到气缸每次做功时的时间很短，因而可以按做功频率相应地对所述缸内温度进行更新，即可以获取最接近的缸内真实温度的温度值，同时大大减少计算量。

可选地，所述步骤S112包括步骤S1121～步骤S1123。

步骤S1121、在所述第一气缸每做一次功时，确定本次做功的温度增量、进气温度及散失温度。

具体地，步骤S1121中，通过获取第一气缸本次做功时的发动机转速及对应气缸的喷油量，由所述发动机转速及喷油量查询预设的温度增量表，得到温度增量；其中，所述温度增量表用于描述发动机转速及喷油量与温度增量的对应关系。

该步骤中，因为温度增量由气缸做功时的发动机转速及喷油量决定，也即温度增量与气缸做功时的发动机转速及喷油量之间具有对应关系，而且不同气缸之间的上述对应关系有所不同。因而在本发明实施例中，需要预先通过试验确定发动机转速及喷油量与温度增量之间的对应关系，并为不同的气缸构建温度增量表，该温度增量表用于描述温度增量与发动机转速及喷油量之间的对应关系；然后在本步骤中，在获得发动机转速与喷油量之后，调取第一气缸对应的预设的温度增量数表，输入发动机转速及喷油量，即可以得到对应的温度增量。

本发明实施例中，温度增量表横坐标为发动机转速、纵坐标为喷油量、内容为温度增量。预设的温度增量表可以通过对发动机的多次试验获得，本发明实施例不对其加以限制。

具体地，步骤S1121中，进气温度可以直接通过监测进气的温度获取得到。

具体地，步骤S1121中，散失温度可以采用下面的方式获取：获取第一气缸本次做功时的冷却液温度、燃烧室到散热系统的热阻系数及上一次做功时的上止点前50°时的最终缸内温度；获取上一次做功后的缸内温度；由所述上一次做功时的上止点前50°时的最终缸内温度减去所述第一气缸本次做功时的冷却液温度，然后乘以热阻系数，获得所述燃烧室的散失温度；同时，由所述温度增量、进气温度及上一次做功后的缸内温度求和，得到上止点前50°时的理论缸内温度，再由该上止点前50°时的理论缸内温度减去所述散失温度，得到上止点前50°时的最终缸内温度。

步骤S1122、获取所述第一气缸本次做功时发动机转速及扭矩，由所述第一气缸本次做功时的发动机转速及扭矩查询预设的经验系数表得到经验系数，其中，所述经验系数表用于描述发动机转速及扭矩与经验系数的对应关系。

该步骤中，因为气缸每次做功时会需要向外做功、克服摩擦及排气等，必然会带走一部分气体及能量，使得缸内温度下降，然后才能得到一次完整做功后的缸内温度。而影响该缸内温度下降比例的是发动机当前转速及扭矩，这种关系可以通过经验系数表示，同时，不同气缸的经验系数不同，因而需要预先通过试验建立表示发动机转速及扭矩与经验系数之间的对应关系的经验系数表。该经验系数表描述了经验系数与发动机转速及扭矩的对应关系，在本步骤中，在获取发动机转速及扭矩之后，调取第一气缸对应的经验系数表，输入获取发动机转速及扭矩，即可以得到传热系数。

本发明实施例中，经验系数表横坐标为转速、纵坐标为扭矩、内容为经验系数。其中，预设的经验系数表可以通过对发动机的多次试验获得，本发明实施例不对其加以限制。

步骤S1123、由所述温度增量、进气温度、散失温度及经验系数确定更新后的缸内温度。

具体地，可以参阅图2，是由温度增量、进气温度、上一次做功后的缸内温度求和后减去散失温度，然后乘以经验系数，即可以得到本次做功后的缸内温度，并将该温度确定为更新后的缸内温度。

步骤S113、将更新后的缸内温度作为所述第一气缸开始停缸时的缸内温度。

因为发动机气缸进入停缸工作状态总是在气缸做了一次完整的功后才进入的，因而可以将前述步骤中更新后的缸内温度作为第一气缸开始停缸时的缸内温度。

步骤S120、在发动机曲轴每旋转一次时，利用第一预设算法对所述缸内温度进行更新。

该步骤中，因为气缸进入停缸状态后影响缸内温度变化的因素只有冷却液温度、冷却时间，考虑到发动机曲轴每旋转一次时的时间很短，因而可以按曲轴旋转频率相应地对停缸后的缸内温度进行更新，即可以获取最接近的缸内真实温度的温度值，同时大大减少计算量。

具体地，所述步骤S120包括步骤S210～S230。

步骤S210、在发动机曲轴每旋转一次时，获取上一次旋转后的缸内温度、本次旋转时冷却液温度及循环传热时间。

该步骤中，冷却液的温度可以直接通过温度传感器检测冷却液的温度得到，而循环传热时间即本次旋转所需的时间，可以直接由发动机当前转速得到。而上一次旋转后的缸内温度则通过再上一次旋转后的缸内温度更新获取，直至第一气缸开始停缸时的缸内温度。

步骤S220、由所述上一次旋转后的缸内温度、冷却液温度及循环传热时间确定本次旋转的温度降低值。

因为影响停缸状态的气缸温度的因素包括当前缸内温度(即上一次旋转后的缸内温度)、冷却液温度以及循环传热时间，因而可以由上一次旋转后的缸内温度、冷却液温度以及循环传热时间确实曲轴本次旋转后的温度降低值。

具体地，该步骤中，步骤S220包括步骤S221～步骤S223。

步骤S221、由所述上一次旋转后的缸内温度及冷却液温度计算得到传热温度差。

该步骤中，即由上一次旋转后的缸内温度直接减去冷却液温度，得到曲轴本次旋转时的传热温度差。

步骤S222、再由所述循环传热时间与传热温度差查询预设的传热系数表。得到传热系数；其中，所述传热系数表用于描述循环传热时间及传热温度差与传热系数的对应关系。

该步骤中，传热系数表示停缸状态的气缸在曲轴旋转一次后的温度下降幅度，该传热系数与循环传热时间及传热温度差均相关，而因为曲轴每次旋转时，传热温度差及循环传热时间不一样，因而需要预先根据循环传热时间、传热温度差与传热系数之间的对应关系构建传热系数表，该传热系数表用于描述传热系数与循环传热时间及传热温度差对应关系。而考虑到不同气缸的上述对应关系可能有所差异，可以为不同气缸构建对应的传热系数表；然后在本步骤中，在获得循环传热时间与传热温度差之后，调取第一气缸对应的传热系数表，输入传热温度差及循环传热时间，即可以得到对应的传热系数。

本发明实施例中，传热系数表横坐标为传热温度差、纵坐标为循环传热时间、内容为传热系数。预设的传热系数表可以通过对发动机的多次试验获得，本发明实施例不对其加以限制。

示例地，上述步骤S222中的传热系数表可以如表1所示：

表1

表1中，横坐标为传热温度差，纵坐标为循环传热时间，内容为传热系数。

示例地，在实际应用中，如果当前传热温度差为100℃且循环传热时间为 0.01s，则利用表1可以查询出传热系数为0.001；如果当前传热温度差为300℃且循环传热时间为0.1s，则利用表1可以查询出传热系数为0.02。

S223、由所述上一次旋转后的缸内温度乘以所述传热系数，得到温度降低值。

步骤S230、将所述上一次旋转后的缸内温度减去所述温度降低值，得到更新后的缸内温度。

该步骤中，用上一次旋转后的缸内温度减去因为冷却液带走的温度降低值，即可以得到更新后的缸内温度。

停缸状态的发动机降温过程可以参阅图3，如图3所示，由于冷却液的循环冷却，使得停缸状态的气缸最终缸内温度不断降低，且其温度降低值由当前缸内温度与冷却液温度的形成的传热温度差以及当前循环传热时间确定的传热系数乘以缸内温度得到。

步骤S130、将更新后的缸内温度作为所述第一气缸的当前温度。

该步骤中，将更新后的缸内温度作为对应第一气缸的当前温度，以表示最新的缸内温度状态，以便于根据该当前温度判断是否达到预设阈值，以决定是否需要控制对应气缸恢复工作状态或继续保持停缸状态。

综上所述，本发明实施例提供的一种发动机的停缸控制方法，在发动机的目标扭矩发生变化时，通过发动机当前转速和当前档位、水温和累计工作时间、水温和当前机油压力、油门踏板角度中的至少一种来判断目标状态信息是否符合预设条件，从而判定发动机是进入随机停缸工作状态或全缸工作状态，而不仅仅是由发动机的负荷大小决定，可以避免出现停缸后影响车辆驾驶、无法满足使用需求的问题，同时在通过目标车辆状态信息判断车辆当前允许进入停缸工作状态后，控制发动机根据实际使用需求以随机停缸工作状态进行工作，使得发动机可以全工况处于最佳油耗区。

在上述实施例的基础上，本发明实施例还提供了一种发动机的停缸控制系统。

参照图4，示出了本发明实施例所示的一种发动机的停缸控制系统的结构框图，所述的发动机的停缸控制系统，应用于车辆，其中，所述系统包括：

温度获取模块10，用于在发动机以随机停缸工作状态进行工作时，获取处于停缸状态的第一气缸的当前温度；

控制模块20，用于若所述第一气缸的当前温度低于预设阈值，则控制所述第一气缸恢复至非停缸状态。

可选地，所述的系统中，所述温度获取模块10，包括：

第一温度子模块，用于在发动机以随机停缸工作状态进行工作时，获取所述第一气缸开始停缸时的缸内温度；

更新子模块，用于在发动机曲轴每旋转一次时，利用第一预设算法对所述缸内温度进行更新；

第二温度子模块，用于将更新后的缸内温度作为所述第一气缸的当前温度。

可选地，所述的系统中，所述更新子模块，包括：

第一温度单元，用于在发动机曲轴每旋转一次时，获取上一次旋转后的缸内温度、本次旋转时冷却液温度；

第二温度单元，用于由所述缸内温度、冷却液温度及循环传热时间确定本次旋转的温度降低值；

第一更新单元，用于将所述上一次旋转后的缸内温度减去所述温度降低值，得到更新后的缸内温度。

可选地，所述的系统中，所述第二温度单元，包括：

传热温度差子单元，用于由所述上一次旋转后的缸内温度及冷却液温度计算得到传热温度差；

循环传热时间子单元，用于获取发动机当前转速，计算得到循环传热时间；

传热系数子单元，用于由所述循环传热时间与传热温度差查询预设的传热系数表，得到传热系数；其中，所述传热系数表用于描述循环传热时间及传热温度差与传热系数的对应关系；

温度降低值子单元，用于由所述上一次旋转后的缸内温度乘以所述传热系数，得到温度降低值。

可选地，所述的系统中，所述第一温度子模块，包括：

第三温度单元，用于获取发动机启动时所述第一气缸的缸内温度；

第二更新单元，在所述第一气缸每做一次功时，利用第二预设算法对所述缸内温度进行更新；

第四温度单元，用于将更新后的缸内温度作为所述第一气缸开始停缸时的缸内温度。

可选地，所述的系统中，所述第二更新单元，包括：

温度增量子单元，用于在所述第一气缸每做一次功时，确定本次做功的温度增量；

进气温度子单元，用于在所述第一气缸每做一次功时，确定本次做功的进气温度；

散失温度子单元，用于在所述第一气缸每做一次功时，确定本次做工的散失温度；

经验系数子单元，用于获取所述第一气缸本次做功时的发动机转速及扭矩，由所述第一气缸本次做功时的发动机转速及扭矩查询预设的经验系数表得到经验系数，其中，所述经验系数表用于描述发动机转速及扭矩与经验系数的对应关系；

更新子单元，用于由所述温度增量、进气温度、散失温度及经验系数确定更新后的缸内温度。

可选地，所述的系统中，

所述温度增量子单元，用于获取所述第一气缸本次做功时的发动机转速及对应气缸的喷油量，由所述发动机转速及喷油量查询预设的温度增量表，得到温度增量；其中，所述温度增量表用于描述发动机转速及喷油量与温度增量的对应关系；

所述散失温度子单元，用于获取所述第一气缸本次做功时的冷却液温度、燃烧室到散热系统的热阻系数及上一次做功时的上止点前50°时的最终缸内温度；由所述上一次做功时的上止点前50°时的最终缸内温度减去所述第一气缸本次做功时的冷却液温度，然后乘以热阻系数，获得所述燃烧室的散失温度；

所述更新子单元，用于由所述温度增量、进气温度及缸缸内温度求和，再减去所述散失温度，得到上止点前50°时的最终缸内温度；以及由对应气缸本次做功时的发动机转速及扭矩查询预设的经验系数表得到经验系数，由所述最终缸内温度乘以所述经验系数，得到更新后的缸内温度。

本发明还提出了一种车辆，其中，所述车辆包括上述发动机的停缸控制系统。

关于上述系统和车辆的技术细节和好处已在上述方法中进行了详细阐述，此处不再赘述。

综上所述，本申请提供的发动机停缸控制方法、系统及车辆。

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。