發動機布置及其控制方法

2023-10-26 04:11:52 1

專利名稱：發動機布置及其控制方法
技術領域：
本發明總體上涉及一種包括第 一和第二內燃機的發動機布置的控制，其 中每個發動機包括曲軸、至少一個具有連接至所述曲軸的活塞的汽缸以及設 置在所述曲軸之間的可控的摩擦離合器。
背景技術：
使用連接以改變四沖程內燃機內的活動汽缸的數目的雙排量發動機的發
美國專利US 4，421 ，217公開了用於連接同軸曲軸以改變內燃機內的活動 汽缸的數目的布置。依照該布置，操作摩擦離合器以啟動並連接曲軸。這種 方案的問題在於通過驅動由第 一發動機驅動的離合器啟動第二發動機，隨後 以剛性連接維持該離合器。由於沒有考慮到曲軸的相對角位置，所以連接的 發動機的後續運轉幾乎一定會經歷噪聲、振動和粗糙性(NVH)的問題。
本發明 一個目的在於提供一種用於連接曲軸以改變內燃機內的活動汽缸 的數目的改進的布置。本發明又一目的在於使用現有發動機相關參數實現將 要連接的發動機的同步，而不需要額外的傳感器。
上面的問題已經通過依照權利要求的方法和布置得到解決。

發明內容
依照優選實施例，本發明涉及一種用於控制包括第 一和第二內燃機的發 動機布置的方法，其中每個發動機包括曲軸和至少一個具有連接至曲軸的活 塞的汽缸、設置在曲軸之間的可控的(摩擦)離合器、用於控制第一和第二 發動機的發動機控制單元和用於監視連接至發動機控制單元的發動機的至少 一個運轉參數的傳感器。在第一發動機運轉時執行該方法，該方法包括如下
步驟
感測超過來自第一發動機的可用輸出扭矩的輸出扭矩需求； 起動第二發動機並增加其發動機轉速以使其接近第一發動機的發動機轉
5速；
比較第 一發動機的第 一發動機轉速和第二發動機的第二發動機轉速； 控制第二發動機以將第 一和第二發動機轉速之間的差值最小化； 比較第一和第二發動機的曲軸的相對角位置和第一和第二發動機的凸輪 軸的相對角位置；
使用第 一和第二發動機的各自感測的曲軸位置和點火正時順序控制第一 和第二發動機的曲軸的相對角位置；
控制可控的摩擦離合器以將第 一和第二發動機的曲軸鎖定在至少 一個預 定相對角位置。
使用第 一組位置傳感器可確定第 一和第二發動機的曲軸的相對角位置。 類似的第二組位置傳感器可用於確定與第一和第二發動機各自的曲軸關聯的
凸輪軸的相對角位置。在四沖程奧託發動機(Otto engine)或柴油發動機中， 凸輪軸會以曲軸一半的轉速旋轉。來自第一和第二位置傳感器的輸出信號被 輸送至發動機控制單元，在該處使用軟體算法對比和處理這些信號以在兩個 輸出信號之間找出最佳局部隊列。在這個例子中，最佳隊列為兩個曲軸以720 °的相對角同步。720°的相對角相應於曲軸兩個完整的相對旋轉，這相應於 第一和第二發動機交替點火的相對位置。使用軟體算法處理信號提供了表示
0-720°值的融合傳感器信號。隨後，發動機控制單元可控制至少第二發動機 以將所述曲軸以720°相對角同步。當感測到所需的相對角位置時，驅動離 合器以連接發動機。
所述方法可進一步包括使用機械連接裝置將第 一和第二發動機的曲軸連 接或固定在預定相對角位置。可設置機械連接裝置以在驅動摩擦離合器之前、 同時或隨後連接曲軸。通過例子，機械連接裝置可包括(優選地，但不是必 須地)安裝在第一發動機的曲軸上的棘齒。機械連接裝置的又一例子可包括
使用所述超限類型的棘齒或使用當第一曲軸和第二曲軸之間的轉速差低 於預定值且曲軸之間的相對角度差小於360。(其中720°被認為是四沖程發 動機的完整循環)時被驅動的可控棘齒連接所述曲軸。
發動機控制單元可用於在以預定的相對角位置連接所述第一和第二發動 機之前確定第一和第二發動機的所述點火正時順序符合預定點火正時順序。 可使用適合每個獨立發動機的不同的點火正時順序運轉所述第一和第二發動機。為了確保發動機布置的平滑運轉，第一和第二發動機的點火正時優選地 應該同步以相應於與曲軸連接的聯合發動機的點火正時。例如，第一和第二
目的合適的組合的例子可包括但不限於2+2、 3+3、 4+4或者奇數或偶數個汽 缸的任何組合。例如，八汽缸發動機可包括一對直列四缸發動機。當在被連 接之前獨立運轉時，第一和第二發動機具有對直列四缸發動機優化的點火正 時順序。為了達到對直列四缸發動機優化的點火正時順序，所述發動機控制 單元使用第 一和第二發動機的各自的所述點火正時順序以控制第 一和第二曲 軸的相對角位置。如上所述，可使用兩個發動機的相對凸輪軸位置確定所述 點火正時順序。可在至少一個位置定位曲軸或將曲軸鎖定在一起。在這個例 子中，所述曲軸優選地以720°或其倍數的相對角連接。這相應於曲軸兩個 完整的旋轉，其相應於在所述發動機交替點火時的相對位置。這樣的布置可 用於如上所述的所有類型的聯合的四沖程發動^L。依照本發明，優選的方法 包括使用摩擦離合器以鎖定所述曲軸。
依照又一實施例，所述方法包括通過部分驅動可控的離合器起動第二發 動機。為了避免或至少最小化在第二發動機起動時變速器內的突然加速，發 動機控制單元開始部分驅動，允許摩擦離合器在第二發動機的曲軸從靜止加 速時滑動。同時，發動機控制單元將驅動第二發動機的點火系統和燃料噴射 系統。通過這種方式，由於通過離合器傳輸第一發動機產生的扭矩以起動第 二發動機，所以第二發動機不需要電動起動馬達。為了基本上消除或至少減 小在第二發動機起動時操作者感覺到來自第 一發動機的扭矩損失，可在運轉 離合器時控制來自所述第 一發動機的扭矩輸出暫時增加。
發動機控制單元將監視第二發動機的至少一個發動機關聯參數，以便在 第一和第二發動機的期望的總輸出扭矩低於預定限值時使可控的摩擦離合器
分離。隨後，在發動機控制單元的控制下，第二發動機將在其自身動力下加 速以接近所述第 一發動機的發動機轉速。
本發明進一步涉及一種包括第一和第二內燃機的發動機布置，其中，每 個發動機包括曲軸和至少一個具有連接至所述曲軸的活塞的汽缸、布置在所 述曲軸之間的可控的離合器、用於控制所述第一和第二發動機的發動機控制 單元和用於監視連接至所述發動機控制單元的所述發動機的至少一個運轉參 數的傳感器。當感測到超過來自第一發動機的可用的輸出扭矩的輸出扭矩需
7求時安排起動第二發動機；安排發動機控制單元以比較第一發動機的第一發 動機轉速和第二發動機的第二發動機轉速並控制第二發動機，從而將第一發 動機轉速和第二發動機轉速之間的差值最小化。進一步安排發動機控制單元 以控制與第 一和第二發動機的各自的感測的凸輪軸位置和點火正時順序關聯 的第一和第二曲軸的相對角位置。安排驅動所述可控的離合器以將第一和第 二發動機的曲軸鎖定在至少一個預定相對角位置。所述可控的離合器優選地 為摩擦離合器。
所述布置包括機械連接裝置，例如如上面所描述的第 一發動機的曲軸上 的棘齒。安排機械連接裝置以便以預定相對角位置連接所述第一和第二發動 機的曲軸。
連接曲軸的棘齒可為超限棘齒或為被設置為當所述第 一和第二曲軸之間
的轉速差低於預定值和所述曲軸之間的相對角為720°或其倍數時被驅動的
可控的棘齒。為了確保這種情況，被安排為連接第一和第二發動機的曲軸的
機械連接裝置可僅在曲軸之間的角度差小於360°時，即在用於實現在所述 曲軸之間的720°的相對角的窗口內被驅動。
安排發動機控制單元以感測第一和第二發動機的點火正時順序相應於預 定點火正時順序，從而可操作離合器以預定的相對角位置連接第一和第二發 動機的曲軸。依照上面描述的方法確定點火正時順序和曲軸的相對角位置。
依照另一實施例，上面描述的發動機布置可包括安排可部分驅動以起動 第二發動機的可控的離合器。當第一和第二發動機的總輸出扭矩低於預定限 值時，所述可控的離合器被設置為分離。
本發明也涉及一種包括如上面例子所描述的發動機布置的車輛。


將參照附圖對本發明詳細描述。應該明白的是附圖僅作為說明性的目的， 並不視為本發明的定義的限制，將參照附圖描述權利要求。應該更進一步地 明白附圖不需要按比例繪製，除非是另外指出的，其僅視為示意性示出描述 與此的結構和過程。
圖1顯示了依照本發明一個實施例的發動機布置的示意圖。 圖2顯示了依照本發明另 一實施例的發動機布置的示意圖。 圖3顯示了用於如圖l或圖2中所示發動機布置的離合器單元的端視圖。圖4顯示了運轉如圖1或圖2中所示的發動機布置的方法的流程圖。
圖5顯示了運轉如圖1或圖2中所示的發動機布置的另 一方法的流程圖。
具體實施例方式
圖1顯示了依照本發明一個實施例的發動機布置的示意圖。該圖顯示了
包括第一和第二內燃機E1和E2的前輪驅動的發動機布置，其中，每個發動 機包括曲軸1、 2。在這個例子中，每個發動機E1、 E2包括具有連接至各個 曲軸l、 2的活塞的四個汽缸。該發動機以直列橫置的配置安裝在車輛中。設 置發動機控制單元(ECU)以控制第一和第二發動機E1、 E2，其中發動機控 制單元(ECU)連接至傳感器，以監視所述發動機的多個運轉參數。然後， 設置發動機控制單元(ECU)，用於傳輸控制信號以控制第一和第二發動機 El、 E2。第一發動機El的曲軸1連接至動力傳動系統，以將扭矩傳輸至一 對驅動輪5，所述動力傳動系統包括齒輪傳動裝置(即，變速器)3和齒輪箱 (或變速器)4。齒輪傳動裝置3具有錐形齒輪或類似齒輪，從而以直角將扭 矩從第一曲軸1傳輸至齒輪箱4。第二發動機E2的曲軸2經過可控的摩擦離 合器6連接至齒輪傳動裝置3。由發動機控制單元(ECU)控制的驅動器7 驅動摩擦離合器6。響應於驅動器7，摩擦離合器6被移動至在第二曲軸2和 連接至第一曲軸1的齒輪傳動裝置3之間，從而形成驅動或滑動互連的位置。 驅動器7也移動摩擦離合器6,以將第二曲軸2從變速器分離。
每個發動機包括連接至汽缸蓋的發動機體。點火系統包括在每個汽缸內 與相應燃燒室連通的點火器，例如火花塞。氣門部件控制燃料的供應和燃燒 過程的排氣排放，以在活塞上產生推動力，每個活塞通過連杆連接至發動機 的曲軸。第 一發動機的點火器由連接至電池的分配器系統通過驅動點火開關 控制。提供燃料供應系統以將燃料供應至第一和第二發動機El、 E2的各個 汽缸內。第一飛輪8安裝在第一曲軸1和變速器3或齒輪箱4之間的第一傳 動軸9上。第一位置傳感器10位於第一飛輪8的外圍，用於測量所述飛輪8 和第一曲軸1的瞬時角位置。第二位置傳感器11鄰近第一發動機E1的凸輪 軸(未示出)定位，用於測量所述凸輪軸的瞬時角位置。類似地，第二飛輪 12安裝在第二曲軸2和摩擦離合器6之間的第二傳動軸13上。第三位置傳 感器14位於第二飛輪12的外圍，用於測量所述飛輪12和第二曲軸2的瞬時 角位置。第四位置傳感器15鄰近第二發動機E2的凸輪軸(未圖示)定位，
9用於測量所述凸輪軸的瞬時角位置。
電動起動馬達(未示出)具有與第一飛輪8的外周齒嚙合或分離的小齒 輪，並且當開動點火開關時電動起動馬達被連接，以起動第一發動機E1。這 些部件為在內燃機中使用的標準零件，因此不會詳細描述。所述零件由發動
機控制單元(ECU)控制。
在運轉中，起動馬達用於以正常方式起動第一發動機El。每一發動機 El用於在扭矩需求相對低時驅動車輛。為了在這個運轉模式下達到最大的燃 料經濟性，第二發動機E2保持在關閉狀態。當來自第一發動機E1的扭矩輸 出不能滿足動力需求時，通過驅動驅動器7以起動摩擦離合器6。同時，發 動機控制單元(ECU)將驅動第二發動機E2的點火系統和燃料噴射系統。為 了避免或至少最小化在第二發動機E2起動時變速器3、 4內的突然加速，發 動機控制單元(ECU)開始部分驅動，允許摩擦離合器6在第二發動機E2 的曲軸2從靜止加速時滑動。如果需要，則ECU會增加第一發動機E1的扭 矩輸出以補償在第二發動機E2起動時輸出扭矩的損失。發動機控制單元 (ECU)將會監視第二發動機E2的至少一個發動機相關參數，以在第一和第 二發動機E1、 E2的總輸出扭矩低於預定限值時分離可控的摩擦離合器6。隨 後，在發動機控制單元(ECU)的控制下，第二發動機E2會以其自己的動力 加速接近第一發動機E1的發動機轉速。
發動機控制單元(ECU)控制第二發動機E2以將第一和第二發動機轉 速之間的轉速差最小化，直至發動機在相同或基本相同的發動機轉速下運行。 隨後，發動機控制單元(ECU)分別使用來自第一和第二傳感器10、 ll及第 三和第四傳感器14、 15的輸出信號來控制第一和第二曲軸1、 2的相對角位 置。這通過使用第一和第二發動機El、 E2各自的點火正時順序來完成，該 順序由他們各自的凸輪軸控制。
第一和第三位置傳感器10、 14用於確定第一和第二發動機E1、 E2的曲 軸的相對角位置。第二和第四位置傳感器11、 15用於確定第一和第二發動機 El、 E2的凸輪軸的相對角位置。在四衝程奧託發動機(Otto engine)或柴油 發動機中，凸輪軸會以曲軸一半的轉速旋轉。來自位置傳感器器IO、 11、 14、 15的輸出信號被傳輸至發動機控制單元(ECU)，在該處使用軟體算法對比 和處理這些信號，以在兩個輸出信號之間找出最佳局部隊列。在這個例子中， 最佳隊列為兩個曲軸以720°的相對角同步。720°的相對角相應於兩個完整的曲軸旋轉，其相應於第一和第二發動機El、 E2交替點火時的相對位置。
使用軟體算法處理信號提供了表示0-720°值的融合傳感器信號。隨後，發動 機控制單元(ECU)可控制第二發動機E2以使第一和第二曲軸1、 2以720 。相對角同步。當感測到期望的相對角位置時，驅動離合器6以連接發動機。
當第一和第二發動機的點火正時順序對應於連接的第一和第二發動機的 點火正時時，驅動可控的離合器6以在預定相對角位置連接至第一和第二發 動機E1、 E2的曲軸1、 2。
如圖1所示，機械連接裝置16可用於固定或鎖定在兩個曲軸1、 2之間 的驅動連接。
圖3顯示了用於如圖1或圖2中所示發動機布置的一個替換的離合器單 元的端視圖。如圖3所示，包括機械連接裝置的離合器單元40設置有安裝在 第一離合器部件41上的棘齒40,所述第一離合器部件41連接至第一發動機 的曲軸。連接至第一發動機曲軸的第二離合器部件42設置有開槽43。在這 個例子中，使用可控的棘齒連接曲軸，其中，在第一和第二曲軸之間的轉速 差低於預定值且曲軸之間的相對角度差小於360°時驅動所述可控的棘齒。 通過發動機控制單元(ECU)控制可控的驅動器44以釋放棘齒。在運轉中， 實現該條件時通過驅動器釋放棘齒。 一旦兩個曲軸位於720°的相對角，棘 齒就會鎖定開槽。這可通過發動機控制單元(ECU)感測，發動機控制單元 (ECU)會驅動摩擦離合器以保證曲軸之間的連接。可選地，可使用處於恆 定運轉的超限型棘齒連接曲軸。如果需要在曲軸之間達到360°的相對角， 可使用後者。
依照第 一例子，可設置機械連接裝置以在不遲於摩擦離合器開動時連接 曲軸。用於此目的的合適的連接裝置可為機械的或電力可控的棘齒。在第一 和第二例子中，機械連接裝置用於輔助發動機控制單元(ECU)將第一和第 二曲軸l、 2定位在期望的相對角位置。優選地，僅在曲軸之間的相對角度差 少於360°時，即在用於實現在曲軸之間720°相對角的窗口內才驅動棘齒。
依照第二例子，可設置機械連接裝置以在摩擦離合器開動之後連接曲軸。 用於此目的的合適的連接裝置為機械的或電動可控的棘齒或齒式離合器。
優選地，起動過程必須足夠快以避免駕駛員注意到顯著的響應延遲。從 來自駕駛員更多扭矩的初始請求起直至連接第二發動機以供應額外的扭矩的 可接受時間為0.1-0.5秒。
ii圖2顯示了依照本發明替代實施例的發動機布置的示意圖。該圖顯示了
包括第一和第二內燃機El、 E2的後輪驅動發動機布置。示意性地顯示車輛 動力傳動系統，其包括具有向兩邊延伸的軸部件的差速器總成21，其中，該 軸部件將扭矩以本質上為本領域熟知的方法輸送至車輪部件22。差速器總成 21通過傳動軸23連接至變速器24。變速器24可包括任何合適類型的齒輪箱。 變速器24耦合至第一內燃機E1的第一曲軸25的一端。飛輪26安裝在離合 器28和第一曲軸25之間的輸入軸27上。電動起動馬達(未示出)可與飛輪 26的外圍齒嚙合或分離以起動第一發動機E1。第二內燃機E2包括第二曲軸 29。飛輪30安裝在離合器28和第二曲軸29之間的輸出軸31上。摩擦離合 器28包括被安裝的用於在輸入軸27上滑動的第一離合器部件和以靜止方式 安裝在輸出軸31上的第二離合器部件。響應於驅動器32將第一離合器部件 移動至形成在第一和第二曲軸25、 29之間的驅動互連的位置。驅動器32也 移動第一離合器部件以從所述驅動連接分離曲軸。每個發動機El、 E2可包 括如上所描述類型的標準內燃機。第一位置傳感器33位於第一飛輪26的外 圍，用於測量所述飛輪26和第一曲軸25的瞬時角位置。第二位置傳感器34 鄰近所述第一發動機E1的凸輪軸(未示出)定位，用於測量所述凸輪軸的瞬 時角位置。類似地，第三位置傳感器35位於第二飛輪30的外圍，用於測量 所述飛輪30和第二曲軸29的瞬時角位置。第四位置傳感器36鄰近所述第二 發動機E2的凸輪軸(未示出)定位，用於測量所述凸輪軸的瞬時角位置。
在運轉中，起動馬達用於以正常方式起動第一發動機El。每一發動機 El用於在扭矩需求相對低時驅動車輛。為了在這個運轉模式下達到最大的燃 料經濟性，第二發動機E2保持在關閉狀態。當來自第一發動機E1的扭矩輸 出不能滿足動力需求時，通過開動驅動器7以起動摩擦離合器28。同時，發 動機控制單元(ECU)將驅動第二發動機E2的點火系統和燃料噴射系統。為 了避免或至少最小化在第二發動機E2起動時變速器24內的突然加速，發動 機控制單元(ECU)開始部分驅動，允許摩擦離合器28在第二發動機E2的 第二曲軸29從靜止加速時滑動。如果需要，則ECU會增加第一發動機El 的扭矩輸出以補償在第二發動機E2起動時輸出扭矩的損失。發動機控制單元 (ECU )將會監視第二發動機E2的至少一個發動機相關參數以在第 一和第二 發動機El 、 E2的總輸出扭矩低於預定限值時使可控的摩擦離合器28分離。 隨後，在發動機控制單元(ECU)的控制下，第二發動機E2會在其自己的動力下加速接近第一發動機E1的發動機轉速。
發動機控制單元(ECU)控制第二發動機E2以將第一和第二發動機轉
速之間的轉速差最小化，直至發動機在相同或基本相同的發動機轉速下運行。
隨後，發動機控制單元(ECU)使用第一和第二發動機各自的點火正時順序 來控制第一和第二曲軸25、 29的相對角位置，該點火正時順序由他們各自的
凸輪軸控制。
使用第一和第三位置傳感器33、 35確定第一和第二發動機E1、 E2的曲 軸的相對角位置。第二和第四位置傳感器34、 36用於確定第一和第二發動機 El、 E2的凸輪軸的相對角位置。在四衝程奧託發動機(Otto engine)或柴油 發動機中，凸輪軸會以曲軸一半的轉速旋轉。來自位置傳感器33、 34、 35、 36的輸出信號被輸送至發動機控制單元(ECU)，在該處使用軟體算法對比 和處理該信號以在兩個輸出信號之間找出最佳局部隊列。在這個例子中，最 佳隊列為兩個曲軸以720°的相對角同步。720°的相對角相應於兩個完整的 曲軸旋轉，這相應於第一和第二發動機El、 E2交替點火時的相對位置。使 用軟體算法處理信號提供了表示0-720°值的融合傳感器信號。隨後，發動機 控制單元(ECU)可控制第二發動機E2以使第一和第二曲軸25、 29以720 °相對角同步。當感測到期望的相對角位置時，驅動離合器28以連接發動機。
當第 一和第二發動機的點火正時順序相應於連接的第 一和第二發動機的 點火正時時，驅動可控的離合器28以在預定相對角位置連接至第一和第二發 動機E1、 E2的曲軸25、 29。如結合圖1所述，機械連接裝置37可用於固定 或鎖定在兩曲軸之間的驅動連接。
圖4顯示了說明如圖1或2中所示的發動機布置運轉的方法的流程圖。 在使用中，顯示在圖1或2中的該布置執行下面所描述的步驟。在低負荷運 轉下，車輛由第一發動機E1驅動。發動機控制單元將持續地監視由駕駛員採 取的可影響來自發動機或發動機組的所需的扭矩輸出的行動。駕駛員在準備 加速過程時執行如降低加速器和/或降速變檔的動作，隨後其可被發動機控制 單元所感測到。感測到超過來自第 一發動機E1的可用輸出扭矩的輸出扭矩需 求將會開始圖4中描述的程序。
當開始該程序時，發動機控制單元(ECU)將會在第一步驟S41發布起 動第二發動機E2的指令。這個指令會驅動摩擦離合器，該離合器將被控制以 從第一發動機向第二發動機給予足夠的扭矩以起動所述第二發動機。隨後，使離合器分離並且發動機控制單元(ECU )隨後將控制第二發動機E2增加其 發動機轉速N2使其接近第一發動機El的發動機轉速Nl。在步驟S42時， 發動機控制單元將持續地比較第一和第二發動機轉速Nl、 N2並控制第二發 動機以將第一和第二發動^/L轉速Nl、 N2之間的轉速差最小化。隨著發動機 轉速之間的轉速差的減小，發動機控制單元(ECU)通過使用來自多個位置 信號的輸入信號執行第一和第二發動機的點火正時順序(由凸輪軸的相對角 位置表示)之間以及第一和第二發動機的曲軸的相對角位置之間的比較(步 驟S43)。發動機控制單元(ECU)將使用軟體算法處理該信號以找出相對於 所需的720°相對角A的曲軸之間的相對角。
在步驟S44處，發動機控制單元(ECU)使用感測的第一和第二發動機 的曲軸和凸輪位置控制第一和第二發動機的曲軸的相對角位置。發動機控制
單元(ECU )控制第二發動機E2的運轉以達到期望狀況。在步驟S45中，當 感測到相對角位置為720。時，兩個曲軸為同步且發動機以交替點火正時順
序運轉。
當感測到發動機為同步時，發動機控制單元(ECU)控制可控的摩擦離 合器(步驟S46)以鎖定第一和第二發動機的曲軸。隨後結束控制流程並且 發動機控制單元(ECU)將監視所需扭矩輸出以確定是否應該保持第一和第 二發動機連接或是否應該分離離合器。
圖5顯示了說明如圖1或2中所示的使發動機布置運轉的可替代方法的 流程圖。在使用中，顯示在圖1或2中的該布置執行下面所描述的步驟。剛 開始的程序與上面描述的圖4中的程序相應。在低負荷運轉下，車輛由第一 發動機El驅動。發動機控制單元將持續地監視由駕駛員採取的可影響來自發 動機或發動機組的所需的扭矩輸出的行動。駕駛員在準備加速過程時執行如 降低加速器和/或降速變檔的動作，隨後其可被發動機控制單元所感測到。感 測到超過來自第一發動機El的可用輸出扭矩的輸出扭矩需求將會開始圖5 中描述的程序。
當開始該程序時，發動機控制單元(ECU)將會在第一步驟S51發布起 動第二發動機E2的指令。這個指令會驅動摩擦離合器以控制其將來自第一發 動機的足夠的扭矩給予第二發動機以起動所述第二發動機。隨後，離合器分 離並且隨後發動機控制單元(ECU)將控制第二發動機E2以增加其發動機轉 速N2使其接近第一發動機El的發動機轉速Nl。在步驟S52時，發動機控制單元將持續地比較第一和第二發動機轉速Nl、 N2並控制第二發動機以將 第一和第二發動機轉速Nl、 N2之間的轉速差最小化。隨著發動機轉速之間 的轉速差的減小，發動機控制單元(ECU)通過使用來自多個位置信號的輸 入信號以執行第一和第二發動機的凸輪軸的相對角位置之間以及第一和第二 發動機的點火正時順序(由凸輪軸的相對角位置表示)之間的比較(步驟S53 )。 發動機控制單元(ECU)將使用軟體算法處理該信號以找出在曲軸之間的相 對角與期望的720。相對角A的關係。
在步驟S54處，發動機控制單元(ECU)使用感測的第一和第二發動機 的曲軸和凸輪軸位置控制第 一和第二發動機的曲軸的相對角位置。發動機控 制單元(ECU)控制第二發動機E2的運轉以達到期望狀況。
在步驟S55處，發動機控制單元(ECU)使用第一和第二發動機的感測 的各自的曲軸和凸輪軸位置檢查第 一和第二發動機的曲軸的相對角位置之差 是否小於360。。當相對角位置之差小於360。時，則曲軸在用於達到720°的相 對角的窗口內。如果差值A〉 360。，則程序返回至步驟S54以進一步發動機 控制。如果差值A〈 360。，則在步驟S56開動機械連接裝置(在本例中為超 限棘齒)。
在步驟S57處，發動機控制單元(ECU)將檢查棘齒是否已經與開槽鎖 定(結合如圖3所描述)。如果沒有感測到鎖定，則程序返回至步驟S54以進 一步控制發動機。重複步驟S54至S57,直至發動機控制單元(ECU)感測 至棘齒已經被鎖定。
當感測到完成鎖定時，發動機同步且發動機控制單元(ECU)控制可控 的摩擦離合器以在步驟S58鎖定第一和第二發動機的曲軸。
隨後結束控制流程，並且發動機控制單元(ECU)將監視所需扭矩輸出 以確定是否應該保持第一和第二發動機連接或是否應該使離合器分離。
本發明不限於上面的例子，在權利要求的範圍內可對其進行隨意改變。
權利要求
1、一種用於控制包括第一和第二內燃機的發動機布置的方法，其中每個發動機包括曲軸和至少一個具有連接至所述曲軸的活塞的汽缸、布置在所述曲軸之間的可控的摩擦離合器、用於控制所述第一和第二發動機的發動機控制單元和用於監視連接至所述發動機控制單元的所述發動機的至少一個運轉參數的傳感器，其特徵在於在所述第一發動機運轉時執行所述方法，所述方法包括如下步驟感測超過來自所述第一發動機的可用輸出扭矩的輸出扭矩需求；起動所述第二發動機並增加其發動機轉速以使其接近所述第一發動機的所述發動機轉速；比較所述第一發動機的第一發動機轉速和所述第二發動機的第二發動機轉速；控制所述第二發動機以將所述第一和第二發動機轉速之間的差值最小化；比較所述第一和第二發動機的所述曲軸的相對角位置和所述第一和第二發動機的凸輪軸的相對角位置；使用所述第一和第二發動機的感測的各自的曲軸位置和點火正時順序控制所述第一和第二發動機的所述曲軸的所述相對角位置；控制所述可控的摩擦離合器以使所述第一和第二發動機的所述曲軸鎖定在至少一個預定相對角位置。
2、 依照權利要求1所述的方法，其特徵在於使用機械連接裝置將所述 第一和第二發動機的所述曲軸連接至預定相對角位置。
3、 依照權利要求2所述的方法，其特徵在於使用超限棘齒連接所述曲軸。
4、 依照權利要求2所述的方法，其特徵在於使用當所述轉速差低於預 定值且所述曲軸之間的相對角度差小於360°時被驅動的可控的棘齒連接所&曲壽由。
5、 依照權利要求1所述的方法，其特徵在於在將所述第一和第二發動 機的所述曲軸連接至預定相對角位置之前確定所述第一和第二發動機的點火 正時順序符合預定點火正時順序或結合的第一和第二發動機。
6、 依照權利要求1至5中任一項所述的方法，其特徵在於使用軟體算法比較所述曲軸的相對角位置和所述凸輪軸的相對角位置。
7、 依照權利要求1至5中任一項所述的方法，其特徵在於控制所述可 控的摩擦離合器以將所述曲軸鎖定在720°的相對角位置。
8、 依照權利要求1所述的方法，其特徵在於通過部分驅動所述可控的 離合器起動所述第二發動機。
9、 依照權利要求8所述的方法，其特徵在於在起動時增加所述第一發 動機的扭矩輸出以補償在所述第二發動機起動時的扭矩輸出損失。
10、 依照權利要求8或9所述的方法，其特徵在於當所述第一和第二 發動機的總輸出扭矩低於預定限值時使所述可控的離合器分離。
11、 一種包括第一和第二內燃機的發動機布置，其中，每個發動機包括 曲軸和至少一個具有連接至所述曲軸的活塞的汽缸、布置在所述曲軸之間的 可控的離合器、用於控制所述第一和第二發動機的發動機控制單元和用於監 視連接至所述發動機控制單元的所述發動機的至少一個運轉參數的傳感器， 其特徵在於當感測到超過來自第 一發動機的可用的輸出扭矩的輸出扭矩需 求時安排起動第二發動機，安排所述發動機控制單元比較所述第一發動機的 第一發動機轉速和所述第二發動機的第二發動機轉速以控制所述第二發動 機，從而使所述第一發動機轉速和所述第二發動機轉速之間的差值最小化； 安排所述發動機控制單元控制與所述第 一和第二發動機的感測的各自的曲軸 位置和點火正時順序關聯的所述第一和第二曲軸的所述相對角位置；以及安 排驅動所述可控的摩擦離合器以將所述第一和第二發動機的所述曲軸鎖定在 至少一個預定相對角位置。
12、 依照權利要求11所述的發動機布置，其特徵在於所述布置包括安 排機械連接裝置以將所述第 一和第二發動機的曲軸以預定相對角位置連接。
13、 依照權利要求12所述的發動機布置，其特徵在於連接所述曲軸的 所述棘齒為超限棘齒。
14、 依照權利要求13所述的發動機布置，其特徵在於連接所述曲軸的 所述棘齒為可控的棘齒，當所述轉速差低於預定值且所述曲軸之間的相對角 度差小於360。時，驅動所述可控的棘齒。
15、 依照權利要求11所述的發動機布置，其特徵在於安排所述控制單 元感測所述第一和第二發動機的點火正時順序符合預定點火正時順序，從而操作所述離合器以將所述第一和第二發動機的所述曲軸以預定相對角位置連接。
16、 依照權利要求11至15中任一項所述的發動機布置，其特徵在於 所述可控的離合器為摩擦離合器。
17、 依照權利要求11至15中任一項所述的發動機布置，其特徵在於 安排所述可控的離合器被部分驅動以滑動從而起動所述第二發動機。
18、 依照權利要求17所述的發動機布置，其特徵在於當所述第一和第 二發動機的總輸出扭矩低於預定限值時，所述可控的離合器被設置為分離。
19、 一種車輛，其特徵在於所述車輛包括依照權利要求11所述的發動 機布置。
全文摘要
本發明公開了一種發動機布置及其控制方法，所述發動機布置包括第一和第二內燃機，其中，每個發動機包括曲軸和至少一個具有連接至所述曲軸的活塞的汽缸、布置在所述曲軸之間的可控的離合器、用於控制所述第一和第二發動機的發動機控制單元和用於監視連接至所述發動機控制單元的所述發動機的至少一個運轉參數的傳感器。依照本發明，使用所述第一和第二發動機的感測的各自的曲軸位置和點火正時順序控制所述第一和第二發動機的所述曲軸的所述相對角位置。可控的摩擦離合器用於將所述第一和第二發動機的所述曲軸鎖定在所述至少一個預定相對角位置。
文檔編號B60W10/06GK101450660SQ20081017426
公開日2009年6月10日 申請日期2008年11月17日 優先權日2007年12月6日
發明者簡·倫德格倫, 索倫·埃裡克森 申請人:福特全球技術公司