CN101450660B - 发动机布置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发动机布置及其控制方法，所述发动机布置包括第一和第二内燃机，其中，每个发动机包括曲轴和至少一个具有连接至所述曲轴的活塞的汽缸、布置在所述曲轴之间的可控的离合器、用于控制所述第一和第二发动机的发动机控制单元和用于监视连接至所述发动机控制单元的所述发动机的至少一个运转参数的传感器。依照本发明，使用所述第一和第二发动机的感测的各自的曲轴位置和点火正时顺序控制所述第一和第二发动机的所述曲轴的所述相对角位置。可控的摩擦离合器用于将所述第一和第二发动机的所述曲轴锁定在所述至少一个预定相对角位置。

Description

发动机布置及其控制方法
技术领域
本发明总体上涉及一种包括第一和第二内燃机的发动机布置的控制，其中每个发动机包括曲轴、至少一个具有连接至所述曲轴的活塞的汽缸以及设置在所述曲轴之间的可控的摩擦离合器。
背景技术
使用连接以改变四冲程内燃机内的活动汽缸的数目的双排量发动机的发动机布置已经被视为减少未来车辆燃料消耗的可行方案。
美国专利US 4,421,217公开了用于连接同轴曲轴以改变内燃机内的活动汽缸的数目的布置。依照该布置，操作摩擦离合器以启动并连接曲轴。这种方案的问题在于通过驱动由第一发动机驱动的离合器启动第二发动机，随后以刚性连接维持该离合器。由于没有考虑到曲轴的相对角位置，所以连接的发动机的后续运转几乎一定会经历噪声、振动和粗糙性(NVH)的问题。
本发明一个目的在于提供一种用于连接曲轴以改变内燃机内的活动汽缸的数目的改进的布置。本发明又一目的在于使用现有发动机相关参数实现将要连接的发动机的同步，而不需要额外的传感器。
上面的问题已经通过依照权利要求的方法和布置得到解决。
发明内容
依照优选实施例，本发明涉及一种用于控制包括第一和第二内燃机的发动机布置的方法，其中每个发动机包括曲轴和至少一个具有连接至曲轴的活塞的汽缸、设置在曲轴之间的可控的(摩擦)离合器、用于控制第一和第二发动机的发动机控制单元和用于监视连接至发动机控制单元的发动机的至少一个运转参数的传感器。在第一发动机运转时执行该方法，该方法包括如下步骤：
感测超过来自第一发动机的可用输出扭矩的输出扭矩需求；
起动第二发动机并增加其发动机转速以使其接近第一发动机的发动机转速；
比较第一发动机的第一发动机转速和第二发动机的第二发动机转速；
控制第二发动机以将第一和第二发动机转速之间的差值最小化；
比较第一和第二发动机的曲轴的相对角位置和第一和第二发动机的凸轮轴的相对角位置；
使用第一和第二发动机的各自感测的曲轴位置和点火正时顺序控制第一和第二发动机的曲轴的相对角位置；
控制可控的摩擦离合器以将第一和第二发动机的曲轴锁定在至少一个预定相对角位置。
使用第一组位置传感器可确定第一和第二发动机的曲轴的相对角位置。类似的第二组位置传感器可用于确定与第一和第二发动机各自的曲轴关联的凸轮轴的相对角位置。在四冲程奥托发动机(Otto engine)或柴油发动机中，凸轮轴会以曲轴一半的转速旋转。来自第一和第二位置传感器的输出信号被输送至发动机控制单元，在该处使用软件算法对比和处理这些信号以在两个输出信号之间找出最佳局部队列。在这个例子中，最佳队列为两个曲轴以720°的相对角同步。720°的相对角相应于曲轴两个完整的相对旋转，这相应于第一和第二发动机交替点火的相对位置。使用软件算法处理信号提供了表示0-720°值的融合传感器信号。随后，发动机控制单元可控制至少第二发动机以将所述曲轴以720°相对角同步。当感测到所需的相对角位置时，驱动离合器以连接发动机。
所述方法可进一步包括使用机械连接装置将第一和第二发动机的曲轴连接或固定在预定相对角位置。可设置机械连接装置以在驱动摩擦离合器之前、同时或随后连接曲轴。通过例子，机械连接装置可包括(优选地，但不是必须地)安装在第一发动机的曲轴上的棘齿。机械连接装置的又一例子可包括可以以特定相对角连接在所述曲轴之间的超限离合器或爪式离合器。
使用所述超限类型的棘齿或使用当第一曲轴和第二曲轴之间的转速差低于预定值且曲轴之间的相对角度差小于360°(其中720°被认为是四冲程发动机的完整循环)时被驱动的可控棘齿连接所述曲轴。
发动机控制单元可用于在以预定的相对角位置连接所述第一和第二发动机之前确定第一和第二发动机的所述点火正时顺序符合预定点火正时顺序。可使用适合每个独立发动机的不同的点火正时顺序运转所述第一和第二发动机。为了确保发动机布置的平滑运转，第一和第二发动机的点火正时优选地应该同步以相应于与曲轴连接的联合发动机的点火正时。例如，第一和第二发动机可包括具有任何合适的汽缸组合的发动机。在各个发动机内的汽缸数目的合适的组合的例子可包括但不限于2+2、3+3、4+4或者奇数或偶数个汽缸的任何组合。例如，八汽缸发动机可包括一对直列四缸发动机。当在被连接之前独立运转时，第一和第二发动机具有对直列四缸发动机优化的点火正时顺序。为了达到对直列四缸发动机优化的点火正时顺序，所述发动机控制单元使用第一和第二发动机的各自的所述点火正时顺序以控制第一和第二曲轴的相对角位置。如上所述，可使用两个发动机的相对凸轮轴位置确定所述点火正时顺序。可在至少一个位置定位曲轴或将曲轴锁定在一起。在这个例子中，所述曲轴优选地以720°或其倍数的相对角连接。这相应于曲轴两个完整的旋转，其相应于在所述发动机交替点火时的相对位置。这样的布置可用于如上所述的所有类型的联合的四冲程发动机。依照本发明，优选的方法包括使用摩擦离合器以锁定所述曲轴。
依照又一实施例，所述方法包括通过部分驱动可控的离合器起动第二发动机。为了避免或至少最小化在第二发动机起动时变速器内的突然加速，发动机控制单元开始部分驱动，允许摩擦离合器在第二发动机的曲轴从静止加速时滑动。同时，发动机控制单元将驱动第二发动机的点火系统和燃料喷射系统。通过这种方式，由于通过离合器传输第一发动机产生的扭矩以起动第二发动机，所以第二发动机不需要电动起动马达。为了基本上消除或至少减小在第二发动机起动时操作者感觉到来自第一发动机的扭矩损失，可在运转离合器时控制来自所述第一发动机的扭矩输出暂时增加。
发动机控制单元将监视第二发动机的至少一个发动机关联参数，以便在第一和第二发动机的期望的总输出扭矩低于预定限值时使可控的摩擦离合器分离。随后，在发动机控制单元的控制下，第二发动机将在其自身动力下加速以接近所述第一发动机的发动机转速。
本发明进一步涉及一种包括第一和第二内燃机的发动机布置，其中，每个发动机包括曲轴和至少一个具有连接至所述曲轴的活塞的汽缸、布置在所述曲轴之间的可控的离合器、用于控制所述第一和第二发动机的发动机控制单元和用于监视连接至所述发动机控制单元的所述发动机的至少一个运转参数的传感器。当感测到超过来自第一发动机的可用的输出扭矩的输出扭矩需求时安排起动第二发动机；安排发动机控制单元以比较第一发动机的第一发动机转速和第二发动机的第二发动机转速并控制第二发动机，从而将第一发动机转速和第二发动机转速之间的差值最小化。进一步安排发动机控制单元以控制与第一和第二发动机的各自的感测的凸轮轴位置和点火正时顺序关联的第一和第二曲轴的相对角位置。安排驱动所述可控的离合器以将第一和第二发动机的曲轴锁定在至少一个预定相对角位置。所述可控的离合器优选地为摩擦离合器。
所述布置包括机械连接装置，例如如上面所描述的第一发动机的曲轴上的棘齿。安排机械连接装置以便以预定相对角位置连接所述第一和第二发动机的曲轴。
连接曲轴的棘齿可为超限棘齿或为被设置为当所述第一和第二曲轴之间的转速差低于预定值和所述曲轴之间的相对角为720°或其倍数时被驱动的可控的棘齿。为了确保这种情况，被安排为连接第一和第二发动机的曲轴的机械连接装置可仅在曲轴之间的角度差小于360°时，即在用于实现在所述曲轴之间的720°的相对角的窗口内被驱动。
安排发动机控制单元以感测第一和第二发动机的点火正时顺序相应于预定点火正时顺序，从而可操作离合器以预定的相对角位置连接第一和第二发动机的曲轴。依照上面描述的方法确定点火正时顺序和曲轴的相对角位置。
依照另一实施例，上面描述的发动机布置可包括安排可部分驱动以起动第二发动机的可控的离合器。当第一和第二发动机的总输出扭矩低于预定限值时，所述可控的离合器被设置为分离。
本发明也涉及一种包括如上面例子所描述的发动机布置的车辆。
附图说明
将参照附图对本发明详细描述。应该明白的是附图仅作为说明性的目的，并不视为本发明的定义的限制，将参照附图描述权利要求。应该更进一步地明白附图不需要按比例绘制，除非是另外指出的，其仅视为示意性示出描述与此的结构和过程。
图1显示了依照本发明一个实施例的发动机布置的示意图。
图2显示了依照本发明另一实施例的发动机布置的示意图。
图3显示了用于如图1或图2中所示发动机布置的离合器单元的端视图。
图4显示了运转如图1或图2中所示的发动机布置的方法的流程图。
图5显示了运转如图1或图2中所示的发动机布置的另一方法的流程图。
具体实施方式
图1显示了依照本发明一个实施例的发动机布置的示意图。该图显示了包括第一和第二内燃机E1和E2的前轮驱动的发动机布置，其中，每个发动机包括曲轴1、2。在这个例子中，每个发动机E1、E2包括具有连接至各个曲轴1、2的活塞的四个汽缸。该发动机以直列横置的配置安装在车辆中。设置发动机控制单元(ECU)以控制第一和第二发动机E1、E2，其中发动机控制单元(ECU)连接至传感器，以监视所述发动机的多个运转参数。然后，设置发动机控制单元(ECU)，用于传输控制信号以控制第一和第二发动机E1、E2。第一发动机E1的曲轴1连接至动力传动系统，以将扭矩传输至一对驱动轮5，所述动力传动系统包括齿轮传动装置(即，变速器)3和齿轮箱(或变速器)4。齿轮传动装置3具有锥形齿轮或类似齿轮，从而以直角将扭矩从第一曲轴1传输至齿轮箱4。第二发动机E2的曲轴2经过可控的摩擦离合器6连接至齿轮传动装置3。由发动机控制单元(ECU)控制的驱动器7驱动摩擦离合器6。响应于驱动器7，摩擦离合器6被移动至在第二曲轴2和连接至第一曲轴1的齿轮传动装置3之间，从而形成驱动或滑动互连的位置。驱动器7也移动摩擦离合器6，以将第二曲轴2从变速器分离。
每个发动机包括连接至汽缸盖的发动机体。点火系统包括在每个汽缸内与相应燃烧室连通的点火器，例如火花塞。气门部件控制燃料的供应和燃烧过程的排气排放，以在活塞上产生推动力，每个活塞通过连杆连接至发动机的曲轴。第一发动机的点火器由连接至电池的分配器系统通过驱动点火开关控制。提供燃料供应系统以将燃料供应至第一和第二发动机E1、E2的各个汽缸内。第一飞轮8安装在第一曲轴1和变速器3或齿轮箱4之间的第一传动轴9上。第一位置传感器10位于第一飞轮8的外围，用于测量所述飞轮8和第一曲轴1的瞬时角位置。第二位置传感器11邻近第一发动机E1的凸轮轴(未示出)定位，用于测量所述凸轮轴的瞬时角位置。类似地，第二飞轮12安装在第二曲轴2和摩擦离合器6之间的第二传动轴13上。第三位置传感器14位于第二飞轮12的外围，用于测量所述飞轮12和第二曲轴2的瞬时角位置。第四位置传感器15邻近第二发动机E2的凸轮轴(未图示)定位，用于测量所述凸轮轴的瞬时角位置。
电动起动马达(未示出)具有与第一飞轮8的外周齿啮合或分离的小齿轮，并且当开动点火开关时电动起动马达被连接，以起动第一发动机E1。这些部件为在内燃机中使用的标准零件，因此不会详细描述。所述零件由发动机控制单元(ECU)控制。
在运转中，起动马达用于以正常方式起动第一发动机E1。每一发动机E1用于在扭矩需求相对低时驱动车辆。为了在这个运转模式下达到最大的燃料经济性，第二发动机E2保持在关闭状态。当来自第一发动机E1的扭矩输出不能满足动力需求时，通过驱动驱动器7以起动摩擦离合器6。同时，发动机控制单元(ECU)将驱动第二发动机E2的点火系统和燃料喷射系统。为了避免或至少最小化在第二发动机E2起动时变速器3、4内的突然加速，发动机控制单元(ECU)开始部分驱动，允许摩擦离合器6在第二发动机E2的曲轴2从静止加速时滑动。如果需要，则ECU会增加第一发动机E1的扭矩输出以补偿在第二发动机E2起动时输出扭矩的损失。发动机控制单元(ECU)将会监视第二发动机E2的至少一个发动机相关参数，以在第一和第二发动机E1、E2的总输出扭矩低于预定限值时分离可控的摩擦离合器6。随后，在发动机控制单元(ECU)的控制下，第二发动机E2会以其自己的动力加速接近第一发动机E1的发动机转速。
发动机控制单元(ECU)控制第二发动机E2以将第一和第二发动机转速之间的转速差最小化，直至发动机在相同或基本相同的发动机转速下运行。随后，发动机控制单元(ECU)分别使用来自第一和第二传感器10、11及第三和第四传感器14、15的输出信号来控制第一和第二曲轴1、2的相对角位置。这通过使用第一和第二发动机E1、E2各自的点火正时顺序来完成，该顺序由他们各自的凸轮轴控制。
第一和第三位置传感器10、14用于确定第一和第二发动机E1、E2的曲轴的相对角位置。第二和第四位置传感器11、15用于确定第一和第二发动机E1、E2的凸轮轴的相对角位置。在四冲程奥托发动机(Otto engine)或柴油发动机中，凸轮轴会以曲轴一半的转速旋转。来自位置传感器器10、11、14、15的输出信号被传输至发动机控制单元(ECU)，在该处使用软件算法对比和处理这些信号，以在两个输出信号之间找出最佳局部队列。在这个例子中，最佳队列为两个曲轴以720°的相对角同步。720°的相对角相应于两个完整的曲轴旋转，其相应于第一和第二发动机E1、E2交替点火时的相对位置。使用软件算法处理信号提供了表示0-720°值的融合传感器信号。随后，发动机控制单元(ECU)可控制第二发动机E2以使第一和第二曲轴1、2以720°相对角同步。当感测到期望的相对角位置时，驱动离合器6以连接发动机。
当第一和第二发动机的点火正时顺序对应于连接的第一和第二发动机的点火正时时，驱动可控的离合器6以在预定相对角位置连接至第一和第二发动机E1、E2的曲轴1、2。
如图1所示，机械连接装置16可用于固定或锁定在两个曲轴1、2之间的驱动连接。
图3显示了用于如图1或图2中所示发动机布置的一个替换的离合器单元的端视图。如图3所示，包括机械连接装置的离合器单元40设置有安装在第一离合器部件41上的棘齿40，所述第一离合器部件41连接至第一发动机的曲轴。连接至第一发动机曲轴的第二离合器部件42设置有开槽43。在这个例子中，使用可控的棘齿连接曲轴，其中，在第一和第二曲轴之间的转速差低于预定值且曲轴之间的相对角度差小于360°时驱动所述可控的棘齿。通过发动机控制单元(ECU)控制可控的驱动器44以释放棘齿。在运转中，实现该条件时通过驱动器释放棘齿。一旦两个曲轴位于720°的相对角，棘齿就会锁定开槽。这可通过发动机控制单元(ECU)感测，发动机控制单元(ECU)会驱动摩擦离合器以保证曲轴之间的连接。可选地，可使用处于恒定运转的超限型棘齿连接曲轴。如果需要在曲轴之间达到360°的相对角，可使用后者。
依照第一例子，可设置机械连接装置以在不迟于摩擦离合器开动时连接曲轴。用于此目的的合适的连接装置可为机械的或电力可控的棘齿。在第一和第二例子中，机械连接装置用于辅助发动机控制单元(ECU)将第一和第二曲轴1、2定位在期望的相对角位置。优选地，仅在曲轴之间的相对角度差少于360°时，即在用于实现在曲轴之间720°相对角的窗口内才驱动棘齿。
依照第二例子，可设置机械连接装置以在摩擦离合器开动之后连接曲轴。用于此目的的合适的连接装置为机械的或电动可控的棘齿或齿式离合器。
优选地，起动过程必须足够快以避免驾驶员注意到显著的响应延迟。从来自驾驶员更多扭矩的初始请求起直至连接第二发动机以供应额外的扭矩的可接受时间为0.1-0.5秒。
图2显示了依照本发明替代实施例的发动机布置的示意图。该图显示了包括第一和第二内燃机E1、E2的后轮驱动发动机布置。示意性地显示车辆动力传动系统，其包括具有向两边延伸的轴部件的差速器总成21，其中，该轴部件将扭矩以本质上为本领域熟知的方法输送至车轮部件22。差速器总成21通过传动轴23连接至变速器24。变速器24可包括任何合适类型的齿轮箱。变速器24耦合至第一内燃机E1的第一曲轴25的一端。飞轮26安装在离合器28和第一曲轴25之间的输入轴27上。电动起动马达(未示出)可与飞轮26的外围齿啮合或分离以起动第一发动机E1。第二内燃机E2包括第二曲轴29。飞轮30安装在离合器28和第二曲轴29之间的输出轴31上。摩擦离合器28包括被安装的用于在输入轴27上滑动的第一离合器部件和以静止方式安装在输出轴31上的第二离合器部件。响应于驱动器32将第一离合器部件移动至形成在第一和第二曲轴25、29之间的驱动互连的位置。驱动器32也移动第一离合器部件以从所述驱动连接分离曲轴。每个发动机E1、E2可包括如上所描述类型的标准内燃机。第一位置传感器33位于第一飞轮26的外围，用于测量所述飞轮26和第一曲轴25的瞬时角位置。第二位置传感器34邻近所述第一发动机E1的凸轮轴(未示出)定位，用于测量所述凸轮轴的瞬时角位置。类似地，第三位置传感器35位于第二飞轮30的外围，用于测量所述飞轮30和第二曲轴29的瞬时角位置。第四位置传感器36邻近所述第二发动机E2的凸轮轴(未示出)定位，用于测量所述凸轮轴的瞬时角位置。
在运转中，起动马达用于以正常方式起动第一发动机E1。每一发动机E1用于在扭矩需求相对低时驱动车辆。为了在这个运转模式下达到最大的燃料经济性，第二发动机E2保持在关闭状态。当来自第一发动机E1的扭矩输出不能满足动力需求时，通过开动驱动器7以起动摩擦离合器28。同时，发动机控制单元(ECU)将驱动第二发动机E2的点火系统和燃料喷射系统。为了避免或至少最小化在第二发动机E2起动时变速器24内的突然加速，发动机控制单元(ECU)开始部分驱动，允许摩擦离合器28在第二发动机E2的第二曲轴29从静止加速时滑动。如果需要，则ECU会增加第一发动机E1的扭矩输出以补偿在第二发动机E2起动时输出扭矩的损失。发动机控制单元(ECU)将会监视第二发动机E2的至少一个发动机相关参数以在第一和第二发动机E1、E2的总输出扭矩低于预定限值时使可控的摩擦离合器28分离。随后，在发动机控制单元(ECU)的控制下，第二发动机E2会在其自己的动力下加速接近第一发动机E1的发动机转速。
发动机控制单元(ECU)控制第二发动机E2以将第一和第二发动机转速之间的转速差最小化，直至发动机在相同或基本相同的发动机转速下运行。随后，发动机控制单元(ECU)使用第一和第二发动机各自的点火正时顺序来控制第一和第二曲轴25、29的相对角位置，该点火正时顺序由他们各自的凸轮轴控制。
使用第一和第三位置传感器33、35确定第一和第二发动机E1、E2的曲轴的相对角位置。第二和第四位置传感器34、36用于确定第一和第二发动机E1、E2的凸轮轴的相对角位置。在四冲程奥托发动机(Otto engine)或柴油发动机中，凸轮轴会以曲轴一半的转速旋转。来自位置传感器33、34、35、36的输出信号被输送至发动机控制单元(ECU)，在该处使用软件算法对比和处理该信号以在两个输出信号之间找出最佳局部队列。在这个例子中，最佳队列为两个曲轴以720°的相对角同步。720°的相对角相应于两个完整的曲轴旋转，这相应于第一和第二发动机E1、E2交替点火时的相对位置。使用软件算法处理信号提供了表示0-720°值的融合传感器信号。随后，发动机控制单元(ECU)可控制第二发动机E2以使第一和第二曲轴25、29以720°相对角同步。当感测到期望的相对角位置时，驱动离合器28以连接发动机。
当第一和第二发动机的点火正时顺序相应于连接的第一和第二发动机的点火正时时，驱动可控的离合器28以在预定相对角位置连接至第一和第二发动机E1、E2的曲轴25、29。如结合图1所述，机械连接装置37可用于固定或锁定在两曲轴之间的驱动连接。
图4显示了说明如图1或2中所示的发动机布置运转的方法的流程图。在使用中，显示在图1或2中的该布置执行下面所描述的步骤。在低负荷运转下，车辆由第一发动机E1驱动。发动机控制单元将持续地监视由驾驶员采取的可影响来自发动机或发动机组的所需的扭矩输出的行动。驾驶员在准备加速过程时执行如降低加速器和/或降速变档的动作，随后其可被发动机控制单元所感测到。感测到超过来自第一发动机E1的可用输出扭矩的输出扭矩需求将会开始图4中描述的程序。
当开始该程序时，发动机控制单元(ECU)将会在第一步骤S41发布起动第二发动机E2的指令。这个指令会驱动摩擦离合器，该离合器将被控制以从第一发动机向第二发动机给予足够的扭矩以起动所述第二发动机。随后，使离合器分离并且发动机控制单元(ECU)随后将控制第二发动机E2增加其发动机转速N2使其接近第一发动机E1的发动机转速N1。在步骤S42时，发动机控制单元将持续地比较第一和第二发动机转速N1、N2并控制第二发动机以将第一和第二发动机转速N1、N2之间的转速差最小化。随着发动机转速之间的转速差的减小，发动机控制单元(ECU)通过使用来自多个位置信号的输入信号执行第一和第二发动机的点火正时顺序(由凸轮轴的相对角位置表示)之间以及第一和第二发动机的曲轴的相对角位置之间的比较(步骤S43)。发动机控制单元(ECU)将使用软件算法处理该信号以找出相对于所需的720°相对角A的曲轴之间的相对角。
在步骤S44处，发动机控制单元(ECU)使用感测的第一和第二发动机的曲轴和凸轮位置控制第一和第二发动机的曲轴的相对角位置。发动机控制单元(ECU)控制第二发动机E2的运转以达到期望状况。在步骤S45中，当感测到相对角位置为720°时，两个曲轴为同步且发动机以交替点火正时顺序运转。
当感测到发动机为同步时，发动机控制单元(ECU)控制可控的摩擦离合器(步骤S46)以锁定第一和第二发动机的曲轴。随后结束控制流程并且发动机控制单元(ECU)将监视所需扭矩输出以确定是否应该保持第一和第二发动机连接或是否应该分离离合器。
图5显示了说明如图1或2中所示的使发动机布置运转的可替代方法的流程图。在使用中，显示在图1或2中的该布置执行下面所描述的步骤。刚开始的程序与上面描述的图4中的程序相应。在低负荷运转下，车辆由第一发动机E1驱动。发动机控制单元将持续地监视由驾驶员采取的可影响来自发动机或发动机组的所需的扭矩输出的行动。驾驶员在准备加速过程时执行如降低加速器和/或降速变档的动作，随后其可被发动机控制单元所感测到。感测到超过来自第一发动机E1的可用输出扭矩的输出扭矩需求将会开始图5中描述的程序。
当开始该程序时，发动机控制单元(ECU)将会在第一步骤S51发布起动第二发动机E2的指令。这个指令会驱动摩擦离合器以控制其将来自第一发动机的足够的扭矩给予第二发动机以起动所述第二发动机。随后，离合器分离并且随后发动机控制单元(ECU)将控制第二发动机E2以增加其发动机转速N2使其接近第一发动机E1的发动机转速N1。在步骤S52时，发动机控制单元将持续地比较第一和第二发动机转速N1、N2并控制第二发动机以将第一和第二发动机转速N1、N2之间的转速差最小化。随着发动机转速之间的转速差的减小，发动机控制单元(ECU)通过使用来自多个位置信号的输入信号以执行第一和第二发动机的凸轮轴的相对角位置之间以及第一和第二发动机的点火正时顺序(由凸轮轴的相对角位置表示)之间的比较(步骤S53)。发动机控制单元(ECU)将使用软件算法处理该信号以找出在曲轴之间的相对角与期望的720°相对角A的关系。
在步骤S54处，发动机控制单元(ECU)使用感测的第一和第二发动机的曲轴和凸轮轴位置控制第一和第二发动机的曲轴的相对角位置。发动机控制单元(ECU)控制第二发动机E2的运转以达到期望状况。
在步骤S55处，发动机控制单元(ECU)使用第一和第二发动机的感测的各自的曲轴和凸轮轴位置检查第一和第二发动机的曲轴的相对角位置之差是否小于360°。当相对角位置之差小于360°时，则曲轴在用于达到720°的相对角的窗口内。如果差值A>360°，则程序返回至步骤S54以进一步发动机控制。如果差值A<360°，则在步骤S56开动机械连接装置(在本例中为超限棘齿)。
在步骤S57处，发动机控制单元(ECU)将检查棘齿是否已经与开槽锁定(结合如图3所描述)。如果没有感测到锁定，则程序返回至步骤S54以进一步控制发动机。重复步骤S54至S57，直至发动机控制单元(ECU)感测至棘齿已经被锁定。
当感测到完成锁定时，发动机同步且发动机控制单元(ECU)控制可控的摩擦离合器以在步骤S58锁定第一和第二发动机的曲轴。
随后结束控制流程，并且发动机控制单元(ECU)将监视所需扭矩输出以确定是否应该保持第一和第二发动机连接或是否应该使离合器分离。
本发明不限于上面的例子，在权利要求的范围内可对其进行随意改变。

Claims (19)

1.一种用于控制包括第一发动机和第二发动机的发动机装置的方法，其中每个发动机包括曲轴和至少一个具有连接至所述曲轴的活塞的汽缸、布置在所述曲轴之间的可控的摩擦离合器、用于控制所述第一发动机和第二发动机的发动机控制单元和用于监视连接至所述发动机控制单元的所述发动机的至少一个运转参数的传感器，其特征在于：在所述第一发动机运转时执行所述方法，所述方法包括如下步骤：
感测超过来自所述第一发动机的可用输出扭矩的输出扭矩需求；
起动所述第二发动机并增加其发动机转速以使其接近所述第一发动机的发动机转速；
比较所述第一发动机的发动机转速和所述第二发动机的发动机转速；
控制所述第二发动机以将所述第一发动机的发动机转速和第二发动机的发动机转速之间的差值最小化；
对所述第一发动机和第二发动机的所述曲轴的相对角和所述第一发动机和第二发动机的凸轮轴的相对角进行比较；
使用所述第一发动机和第二发动机的感测的各自的曲轴位置和点火正时顺序控制所述第一发动机和第二发动机的所述曲轴的相对角；
控制所述可控的摩擦离合器以使所述第一发动机和第二发动机的所述曲轴以至少一个预定相对角中的一个预定相对角锁定。
2.依照权利要求1所述的方法，其特征在于：使用机械连接装置以所述预定相对角将所述第一发动机和第二发动机的所述曲轴连接。
3.依照权利要求2所述的方法，其特征在于：使用超限棘齿连接所述曲轴。
4.依照权利要求2所述的方法，其特征在于：当所述第一发动机的发动机转速和第二发动机的发动机转速之间的差值低于预定值且所述曲轴之间的相对角度差小于360°时使用被驱动的可控的棘齿连接所述曲轴。
5.依照权利要求1所述的方法，其特征在于：在将所述第一发动机和第二发动机的所述曲轴以所述预定相对角连接之前确定所述第一发动机和第二发动机的点火正时顺序与被连接的第一发动机和第二发动机的预定点火正时顺序相符合。
6.依照权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于：使用软件算法对所述曲轴的相对角和所述凸轮轴的相对角进行比较。
7.依照权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于：控制所述可控的摩擦离合器以按照720°的相对角将所述曲轴锁定。
8.依照权利要求1所述的方法，其特征在于：通过部分驱动所述可控的摩擦离合器起动所述第二发动机。
9.依照权利要求8所述的方法，其特征在于：在起动时增加所述第一发动机的扭矩输出以补偿在所述第二发动机起动时的扭矩输出损失。
10.依照权利要求8或9所述的方法，其特征在于：当所述第一发动机和第二发动机的总输出扭矩低于预定限值时使所述可控的摩擦离合器分离。
11.一种包括第一发动机和第二发动机的发动机装置，其中，每个发动机包括曲轴和至少一个具有连接至所述曲轴的活塞的汽缸、布置在所述曲轴之间的可控的离合器、用于控制所述第一发动机和第二发动机的发动机控制单元和用于监视连接至所述发动机控制单元的所述发动机的至少一个运转参数的传感器，其特征在于：当感测到超过来自第一发动机的可用的输出扭矩的输出扭矩需求时安排起动第二发动机，安排所述发动机控制单元比较所述第一发动机的第一发动机转速和所述第二发动机的第二发动机转速以控制所述第二发动机，从而使所述第一发动机转速和所述第二发动机转速之间的差值最小化；安排所述发动机控制单元控制与所述第一发动机和第二发动机的感测的各自的曲轴位置和与点火正时顺序关联的所述第一发动机的曲轴和第二发动机的曲轴的相对角；以及安排驱动所述可控的离合器以将所述第一发动机和第二发动机的所述曲轴按照至少一个预定相对角中的一个预定相对角锁定。
12.依照权利要求11所述的发动机装置，其特征在于：所述发动机装置包括安排机械连接装置以将所述第一发动机和第二发动机的曲轴按照预定相对角连接。
13.依照权利要求12所述的发动机装置，其特征在于：连接所述曲轴的棘齿为超限棘齿。
14.依照权利要求13所述的发动机装置，其特征在于：连接所述曲轴的所述棘齿为可控的棘齿，当所述第一发动机转速和所述第二发动机转速之间的差值低于预定值且所述曲轴之间的相对角度差小于360°时，驱动所述可控的棘齿。
15.依照权利要求11所述的发动机装置，其特征在于：安排所述发动机控制单元感测所述第一发动机和第二发动机的点火正时顺序符合预定点火正时顺序，从而操作所述可控的离合器以将所述第一发动机和第二发动机的所述曲轴按照预定相对角连接。
16.依照权利要求11至15中任一项所述的发动机装置，其特征在于：所述可控的离合器为摩擦离合器。
17.依照权利要求11至15中任一项所述的发动机装置，其特征在于：安排所述可控的离合器被部分驱动以滑动从而起动所述第二发动机。
18.依照权利要求17所述的发动机装置，其特征在于：当所述第一发动机和第二发动机的总输出扭矩低于预定限值时，所述可控的离合器被设置为分离。
19.一种车辆，其特征在于：所述车辆包括依照权利要求11所述的发动机装置。
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8434454B2 (en) * 2006-07-20 2013-05-07 Gile Jun Yang Park Dual crankshaft engines
EP2067966A1 (en) 2007-12-06 2009-06-10 Ford Global Technologies, LLC Engine arrangement
US8337359B2 (en) * 2008-08-27 2012-12-25 EcoMotors International Hybrid engine system
US8006794B2 (en) * 2009-04-30 2011-08-30 Gramling James T Kinetic energy storage device
FR2949750B1 (fr) * 2009-09-04 2011-10-07 Converteam Technology Ltd Chaine de propulsion
CN102939479B (zh) * 2010-06-15 2015-10-07 本田技研工业株式会社 机动车用驱动系统和机动车用驱动系统的控制方法
DE102010036575A1 (de) * 2010-07-22 2012-01-26 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Kraftfahrzeug
WO2012060196A1 (ja) * 2010-11-02 2012-05-10 本田技研工業株式会社 駆動システム
DE102010053890B4 (de) * 2010-12-09 2015-03-12 Audi Ag Bi-Motor-Antrieb mit zwei Antriebseinheiten, einer Elektromaschine als Starter-Generator, und einer Kupplungsanordnung
US8631885B2 (en) * 2010-12-17 2014-01-21 Leo Oriet Multi-use dual-engine, variable-power drive
EP2680950B1 (en) * 2011-03-04 2017-01-11 BRB / Sherline, Inc. Apparatus and method for faster combustion of VOC volumes
EP2689115A1 (en) 2011-03-24 2014-01-29 BRB / Sherline, Inc. Method of increasing volumetric throughput of an internal combustion engines used in vapor destruction applications
ITSP20120003A1 (it) * 2012-01-27 2013-07-28 Mattia Colombo Motore a ciclo otto o diesel a v pluricilindrico con angoli di manovella variabili da o° ad oltre 180°.
DE102012206157A1 (de) * 2012-04-16 2013-10-17 Zf Friedrichshafen Ag Steuerungseinrichtung eines Hybridfahrzeugs und Verfahren zum Betreiben desselben
US9242543B2 (en) * 2013-07-08 2016-01-26 Leo P. Oriet Series hybrid generator
CN204610119U (zh) * 2015-03-12 2015-09-02 浙江吉利控股集团有限公司 用于串联式混合动力车辆的点火系统
FR3038005A1 (fr) * 2015-06-25 2016-12-30 Altran Tech - Altran Mecanisme de desactivation partielle d'un moteur, vehicule et procede mettant en œuvre un tel mecanisme
US10503132B2 (en) 2015-07-06 2019-12-10 Caterpillar Inc. Load distribution for dissimilar generator sets
KR101724497B1 (ko) * 2015-12-08 2017-04-07 현대자동차 주식회사 차량용 엔진 시스템
CN110529267B (zh) * 2019-09-19 2022-02-22 广西玉柴机器股份有限公司 一种发动机电控转速控制方法及系统
EP4245981A1 (en) * 2022-03-15 2023-09-20 Volvo Penta Corporation A driveline arrangement and a method of controlling a driveline arrangement

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4368701A (en) * 1980-02-13 1983-01-18 Luk Lamellen Und Kupplungsbua Gmbh Internal combustion engine with means for separably coupling discrete crankshafts to each other
US4439989A (en) * 1980-11-29 1984-04-03 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Internal combustion engine provided with a plurality of power units
US5092293A (en) * 1989-05-30 1992-03-03 Kaniut Herbert M Crankshaft-systems for split environmental engines and multi-split environmental engines
EP1731346A1 (en) * 2004-03-31 2006-12-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power output device and automobile mounted with the same

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4421217A (en) 1981-01-06 1983-12-20 Ernest Vagias Propulsion system for a vehicle
JPS57113935A (en) * 1981-01-07 1982-07-15 Hitachi Ltd Phase control for multiple engine system
US6814686B2 (en) * 2003-01-09 2004-11-09 Daimlerchrysler Corporation Dual engine crankshaft coupling arrangement
US6935115B2 (en) * 2003-12-03 2005-08-30 Daimlerchrysler Corporation Controlling airflow to multiple engine modules with a single throttle body
US7300385B2 (en) * 2004-09-28 2007-11-27 Chrysler Llc Control strategy for a dual crankshaft engine coupling arrangement
ITTO20050288A1 (it) * 2005-04-29 2006-10-30 Mauro Palitto Gruppo propulsore a comando start-stop per un autoveicolo
EP2067966A1 (en) 2007-12-06 2009-06-10 Ford Global Technologies, LLC Engine arrangement

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4368701A (en) * 1980-02-13 1983-01-18 Luk Lamellen Und Kupplungsbua Gmbh Internal combustion engine with means for separably coupling discrete crankshafts to each other
US4439989A (en) * 1980-11-29 1984-04-03 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Internal combustion engine provided with a plurality of power units
US5092293A (en) * 1989-05-30 1992-03-03 Kaniut Herbert M Crankshaft-systems for split environmental engines and multi-split environmental engines
EP1731346A1 (en) * 2004-03-31 2006-12-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power output device and automobile mounted with the same

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US7792626B2 (en) 2010-09-07
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US20090150043A1 (en) 2009-06-11

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