动力总成装置和控制动力总成装置的方法与流程

本发明涉及一种动力总成装置(drivelinearrangement)。本发明还涉及一种控制动力总成装置的方法。虽然本发明将主要针对用于海洋船舶的动力总成装置，但本发明也可适用于其它类型的应用，例如，用于例如卡车等形式的交通工具的传动系。

背景技术：

1、内燃机和变速器装置通常用在各种类型的交通工具(例如轿车、卡车、海洋船舶和摩托车)的动力总成装置中。变速器装置例如被布置成在内燃机与驱动单元之间提供多个变速比，其中，驱动单元例如可以由交通工具的车轮或海洋船舶的螺旋桨/叶轮形成。变速器装置也可以被构造成仅在前向行驶操作和向后行驶操作之间改变，这对于海洋船舶实施方案来说是常规的。

2、然而，在运行期间在传动系中可能产生干扰噪音。特别地，无负载齿轮(即，齿轮对)可能在变速器装置中引起嘎嘎声，这既引起不希望的噪音，也在一定程度上在磨损方面对齿轮造成损坏。嘎嘎声是由内燃机产生的扭转振动所产生的。

3、因此，希望在减少由内燃机的扭转振动引起的噪音方面进一步改进动力总成装置。

技术实现思路

1、因而，本发明的目的是至少部分克服上述缺陷。

2、根据第一方面，提供了一种动力总成装置，其包括：第一内燃机，该第一内燃机包括第一燃烧气缸，该第一燃烧气缸容纳被连接到第一曲轴的第一往复式活塞，其中，第一内燃机被构造成具有其中可燃气体在第一燃烧气缸内燃烧的燃烧阶段；第二内燃机，该第二内燃机包括第二燃烧气缸，该第二燃烧气缸容纳被连接到第二曲轴的第二往复式活塞，其中，第二内燃机被构造成具有其中可燃气体在第二燃烧气缸内燃烧的燃烧阶段；变速器装置，该变速器装置包括被驱动地连接到第一曲轴的第一输入轴和被驱动地连接到第二曲轴的第二输入轴，该变速器装置被构造成同时从第一曲轴和第二曲轴接收扭矩，其中，该变速器装置还包括能够连接到驱动单元的输出轴；以及控制单元，该控制单元连接到第一内燃机和第二内燃机，该控制单元包括控制电路，该控制电路被配置成：通过调节第一曲轴的曲柄角度，控制第一内燃机在与第二内燃机处于其燃烧阶段时的时间点相比不同的时间点处于其燃烧阶段。

3、因而，本发明的变速器装置被构造成同时从第一内燃机和第二内燃机接收扭矩，即，在同一时间从两个内燃机接收扭矩。由此，该动力总成装置包括用于操作传动系的两个内燃机。

4、该控制单元可以包括微处理器、微控制器、可编程数字信号处理器或另一可编程设备。该控制单元还可以包括或替代地包括专用集成电路、可编程门阵列或可编程阵列逻辑、可编程逻辑器件或数字信号处理器。在该控制单元包括可编程设备(例如上面提到的微处理器、微控制器或可编程数字信号处理器)的情况下，该处理器还可以包括控制所述可编程设备的运行的计算机可执行代码。

5、本发明人已经意外地认识到空转齿轮中的嘎嘎声，即，变速器装置的未被用于传递扭矩的齿轮可能暴露于嘎嘎声，特别是对于由两个内燃机驱动的变速器。本发明是基于这样的见解：即，能够以高效的方式控制这两个内燃机以减少嘎嘎声，由此减少从动力总成装置发出的不希望的噪音。特别地，本发明人已经认识到，通过以使得相应内燃机的燃烧阶段出现在不同的时间点的方式来改变内燃机的相位，将减少从内燃机进入到变速器装置中的扭转振动。因而，本发明能够通过相对较小的努力来减少由两个内燃机操作的变速器装置中的无负载齿轮的不希望的噪音和磨损。

6、根据示例实施例，所述控制电路可以进一步被配置成从第一内燃机和第二内燃机接收信号(该信号分别指示了第一活塞包括和第二活塞的曲柄角度)，并且基于第一活塞的曲柄角度与第二活塞的曲柄角度之间的差值来调节第一曲轴的曲柄角度。因此，如果第一内燃机的燃烧阶段在与第二内燃机的燃烧阶段相比不同的时间点执行，则所述控制电路无需调节第一曲轴的曲柄角度。由此，所述控制电路保持跟踪第一内燃机和第二内燃机各自的燃烧阶段。

7、根据示例实施例，所述控制电路可以被配置成控制第一内燃机在与第二内燃机的燃烧阶段相比在5至360度曲柄角度之间的范围内处于其燃烧阶段。曲柄角度的具体差值可能取决于内燃机的类型以及所讨论的变速器装置。根据示例，所述控制电路可以被配置成控制第一内燃机在与第二内燃机的燃烧阶段相比在20至300度曲柄角度之间的范围内处于其燃烧阶段。优选地，第一内燃机和第二内燃机是四冲程发动机，即，它们都在整个燃烧循环期间以720度曲柄角旋转运行。

8、根据示例实施例，所述控制电路可以进一步被配置成：从数据库获取数据，该数据指示了变速器装置的多个振动水平，其中，每个振动水平均与第一内燃机和第二内燃机的相应曲柄角度相关联；将所述多个振动水平相互比较；确定代表变速器装置的最小振动水平的、第一曲轴与第二曲轴之间的曲柄角度差；并且，控制第一内燃机以调节第一曲轴的曲柄角度，从而获得第一曲轴与第二曲轴之间的所述曲柄角度差。

9、由此，所述控制电路可以接收测试数据，该测试数据指示了第一曲轴与第二曲轴之间的曲柄角度的最佳差值，以尽可能地降低由发动机振动引起的噪音。

10、根据示例实施例，该动力总成装置可以还包括连接到控制单元的振动传感器，所述控制电路进一步被配置成：接收来自振动传感器的信号，该信号指示了变速器装置的振动水平；控制第一内燃机以调节第一曲轴的曲柄角度，从而获得第一曲轴与第二曲轴之间的曲柄角度差；从振动传感器接收更新的信号，该更新的信号指示了曲柄角度已被调节后的变速器装置的振动水平；并且，将曲柄角度被调节后的变速器装置的振动水平与曲柄角度被调节前的振动水平进行比较，以确认振动水平在曲柄角度被调节之后降低了。

11、由此，该振动传感器可以连续地将指示变速器装置的振动水平的信号传输到所述控制电路。所述控制电路可以基于所接收到的信号而迭代地调节第一曲轴的曲柄角度，直到达到最小振动水平。

12、根据示例实施例，该动力总成装置还可以包括在第一曲轴与第一输入轴之间的第一超越离合器(firstoverrunningclutch)。根据示例实施例，所述控制电路可以被配置成：通过控制该超越离合器处于其中在第一曲轴与第一输入轴之间产生相对旋转的打滑状态，来控制第一内燃机在不同的时间点处于其燃烧阶段。因此，所述控制电路可以控制该超越离合器打滑，由此，第一内燃机执行燃烧阶段的时间点将被调节。根据示例实施例，所述控制电路可以被配置成：当该超越离合器处于打滑状态时，控制第一内燃机以调节第一曲轴的旋转速度。

13、该超越离合器优选还被布置成防止变速器装置在第一内燃机和第二内燃机上施加扭矩，即，防止扭矩在从变速器到内燃机的“错误方向”上传递。

14、根据示例实施例，该变速器装置可以被构造成在向前行驶模式和向后行驶模式之间切换。因而，在本示例实施例中，该变速器装置仅能够在向前行驶模式与向后行驶模式之间运行。因此，当变速器装置处于向前行驶模式时，在向后行驶模式期间使用的齿轮无负载载并且潜在地出现嘎嘎声。

15、根据示例实施例，该动力总成装置可以是海洋船舶动力总成装置，并且所述驱动单元是叶轮或螺旋桨之一。对于海洋船舶，特别是对于船用舷外马达，优选避免嘎嘎声，因为该发动机位于外部并且在产生太多噪音时可能被认为造成干扰。船用舷内马达也会产生噪音，这种噪音可能被认为造成干扰，因而，对于这种类型的动力总成装置，优选也减少嘎嘎声。

16、根据第二方面，提供了一种控制动力总成装置的方法，该动力总成装置包括：第一内燃机，该第一内燃机包括第一燃烧气缸，该第一燃烧气缸容纳被连接到第一曲轴的第一往复式活塞，其中，第一内燃机被构造成具有其中可燃气体在第一燃烧气缸内燃烧的燃烧阶段；第二内燃机，该第二内燃机包括第二燃烧气缸，该第二燃烧气缸容纳被连接到第二曲轴的第二往复式活塞，其中，第二内燃机被构造成具有其中可燃气体在第二燃烧气缸内燃烧的燃烧阶段；以及变速器装置，该变速器装置包括被驱动地连接到第一曲轴的第一输入轴和被驱动地连接到第二曲轴的第二输入轴，该变速器装置被构造成同时从第一曲轴和第二曲轴接收扭矩，其中，该变速器装置还包括被可操作地连接到驱动单元的输出轴，其中，所述方法包括以下步骤：通过调节第一曲轴的曲柄角度，控制第一内燃机在与第二内燃机处于其燃烧阶段的时间点相比不同的时间点处于其燃烧阶段。

17、第二方面的效果和特征在很大程度上类似于上文关于第一方面所述的那些效果和特征。

18、根据第三方面，提供了一种海洋船舶，该海洋船舶包括根据上文关于第一方面所述的任一个实施例的动力总成装置。

19、根据第四方面，提供了一种计算机程序，该计算机程序包括程序代码组件，该程序代码组件用于当所述程序在计算机上运行时执行上述第二方面的步骤。

20、根据第五方面，提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质携载包括程序组件的计算机程序，当该程序组件在计算机上运行时，该程序组件用于执行上述第二方面的步骤。

21、第三方面、第四方面和第五方面的效果和特征在很大程度上类似于上文关于第一方面所述的那些效果和特征。

22、当研究所附权利要求书和以下描述时，进一步的特征和优点将变得明显。本领域技术人员将认识到，在不脱离本公开的范围的情况下，可以组合不同的特征，以产生除了下文中描述的实施例之外的实施例。