相關(guān)申請(qǐng)

本申請(qǐng)要求2016年2月18日提交的英國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?602826.8的優(yōu)先權(quán)。上文引用的申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用以其全文并入本文用于目的。

本公開涉及用于發(fā)動(dòng)機(jī)的平衡組件。

背景技術(shù)：

諸如機(jī)動(dòng)車的車輛的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)可用于許多不同的配置中，所述配置可包括汽缸的不同數(shù)目和布置，所述汽缸具有不同的點(diǎn)火正時(shí)和/或點(diǎn)火次序。一些發(fā)動(dòng)機(jī)配置可引起在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間施加在發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄軸上的力的固有不平衡。這會(huì)引起曲柄軸和/或發(fā)動(dòng)機(jī)的往復(fù)、搖擺或扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。

取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的配置，所述振動(dòng)可為相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄軸的旋轉(zhuǎn)的一階、二階或更高階振動(dòng)。同樣，取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的配置，振動(dòng)的嚴(yán)重性可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行速度而改變。

許多發(fā)動(dòng)機(jī)并入有包括不平衡配重的一個(gè)或多個(gè)平衡軸，其通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)以平衡振動(dòng)。通常期望提供不平衡配重，使得所述不平衡配重在它們之間間隔開最大可能距離。因此，可能期望平衡軸基本上在發(fā)動(dòng)機(jī)的全部長(zhǎng)度上延伸。然而，發(fā)明人在本文中已認(rèn)識(shí)到，提供延伸經(jīng)過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的平衡軸對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造引入額外的復(fù)雜性，因?yàn)榇祟惼胶廨S可能需要被適當(dāng)?shù)刂巍?rùn)滑且與發(fā)動(dòng)機(jī)同步驅(qū)動(dòng)。另外，平衡軸本身可引入發(fā)動(dòng)機(jī)的封裝問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本公開的方面，提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)的平衡組件。所述平衡組件包括：第一電動(dòng)馬達(dá)，其耦合到發(fā)動(dòng)機(jī)且經(jīng)配置以使第一偏心質(zhì)量相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，所述第一偏心質(zhì)量耦合到第一電動(dòng)馬達(dá)的第一軸；以及第二電動(dòng)馬達(dá)，其耦合到發(fā)動(dòng)機(jī)且經(jīng)配置以使第二偏心質(zhì)量相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，所述第二偏心質(zhì)量耦合到第二電動(dòng)馬達(dá)的第二軸。第一電動(dòng)馬達(dá)和第二電動(dòng)馬達(dá)經(jīng)配置以使第一偏心質(zhì)量和第二偏心質(zhì)量旋轉(zhuǎn)，以便平衡發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)特性，且第一電動(dòng)馬達(dá)和第二電動(dòng)馬達(dá)彼此設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的相對(duì)縱向末端上。

以此方式，兩個(gè)獨(dú)立的馬達(dá)可安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)上(例如，在汽缸體上)。每一馬達(dá)上安裝有偏心質(zhì)量。所述質(zhì)量隨后與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸一致地旋轉(zhuǎn)。這使得能夠去除昂貴的機(jī)械驅(qū)動(dòng)，并斷開所述質(zhì)量與可能已傳遞錯(cuò)誤狀態(tài)的車輛傳動(dòng)系統(tǒng)。另外，通過(guò)將馬達(dá)和對(duì)應(yīng)的質(zhì)量放置在發(fā)動(dòng)機(jī)的相對(duì)縱向末端上，質(zhì)量可定位成相距盡可能遠(yuǎn)，這增加系統(tǒng)效率。

為避免不必要的重復(fù)工作和說(shuō)明書中的文本重復(fù)，僅關(guān)于本發(fā)明的一個(gè)或若干個(gè)方面或?qū)嵤├枋鎏囟ㄌ卣?。然而，?yīng)理解，只要技術(shù)上可能，關(guān)于本發(fā)明的任何方面或?qū)嵤├枋龅奶卣饕部膳c本發(fā)明的任何其它方面或?qū)嵤├黄鹗褂谩?/p>

附圖說(shuō)明

圖1是先前提出的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的截面視圖；

圖2是根據(jù)本公開的布置的發(fā)動(dòng)機(jī)外殼和平衡組件的透視圖；

圖3是根據(jù)本公開的布置的發(fā)動(dòng)機(jī)外殼和平衡組件的截面視圖；

圖4是根據(jù)本公開的布置的發(fā)動(dòng)機(jī)外殼和平衡組件的透視圖；

圖5是根據(jù)本公開的布置的包括平衡組件的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)組件的示意圖；以及

圖6是說(shuō)明根據(jù)本公開的布置的用于操作平衡組件的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(還稱為ice或發(fā)動(dòng)機(jī))通常產(chǎn)生振動(dòng)，所述振動(dòng)可引起發(fā)動(dòng)機(jī)和/或其它部件劣化以及操作人員不滿，且因此發(fā)動(dòng)機(jī)可配備有平衡器軸。常規(guī)的平衡器軸可利用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可由發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸齒輪驅(qū)動(dòng)。此方法利用軸、兩個(gè)平衡質(zhì)量、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)齒輪、軸承以及潤(rùn)滑，這提高發(fā)動(dòng)機(jī)的成本和復(fù)雜性，且產(chǎn)生不增加發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲的系統(tǒng)可能造成困難。

根據(jù)本文中揭示的實(shí)施例，兩個(gè)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的偏心質(zhì)量可耦合到發(fā)動(dòng)機(jī)，且馬達(dá)軸的速度、旋轉(zhuǎn)方向和/或相位角可經(jīng)調(diào)整以提供跨越多種發(fā)動(dòng)機(jī)工況的有效平衡。在特定發(fā)動(dòng)機(jī)配置，諸如直列三缸發(fā)動(dòng)機(jī)中，平衡組件在抵消發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)方面的有效性可通過(guò)以下操作而增加：在曲軸的反方向上以等于發(fā)動(dòng)機(jī)速度的速度操作馬達(dá)軸，且另外通過(guò)將兩個(gè)質(zhì)量定位成相距盡可能遠(yuǎn)。因此，本文中揭示的平衡組件可允許以發(fā)動(dòng)機(jī)速度或另一所需速度進(jìn)行反向旋轉(zhuǎn)(相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的方向)而不必使用齒輪或機(jī)械驅(qū)動(dòng)，從而減小平衡組件的封裝空間。

第一電動(dòng)馬達(dá)和第二電動(dòng)馬達(dá)可各自包括旋轉(zhuǎn)編碼器，所述旋轉(zhuǎn)編碼器經(jīng)配置以確定第一電動(dòng)馬達(dá)和第二電動(dòng)馬達(dá)的軸的相應(yīng)相位角。另外或替代地，旋轉(zhuǎn)編碼器可經(jīng)配置以允許確定第一電動(dòng)馬達(dá)軸和第二電動(dòng)馬達(dá)軸相對(duì)于ice的曲柄軸的相位角差。

電動(dòng)馬達(dá)中的每一個(gè)的軸的相位角可界定為在豎直方向與從所述軸的中心軸線延伸到與所述軸耦合的偏心質(zhì)量的重心的線之間的角度。曲柄軸的相位角可界定為在曲柄軸的曲拐(例如，第一曲拐)與豎直方向之間的角度。每一軸(例如，第一電動(dòng)馬達(dá)和第二電動(dòng)馬達(dá)的曲柄軸和軸)的相位角可在所述軸的旋轉(zhuǎn)方向上為正。

曲柄軸的角度，例如相位角，可通過(guò)曲柄位置傳感器提供到平衡組件。ice組件可包括曲柄位置傳感器。第一電動(dòng)馬達(dá)和第二電動(dòng)馬達(dá)中的至少一個(gè)可經(jīng)配置以在與曲柄軸相反的方向上旋轉(zhuǎn)。例如，第一電動(dòng)馬達(dá)和第二電動(dòng)馬達(dá)可經(jīng)配置使得第一偏心質(zhì)量和第二偏心質(zhì)量相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的外殼旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)方向與曲柄軸相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)外殼的旋轉(zhuǎn)方向相反。替代地，偏心質(zhì)量中的一個(gè)或多個(gè)可在與曲柄軸相同的方向上相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)外殼旋轉(zhuǎn)。因此，第一電動(dòng)馬達(dá)可在與第二電動(dòng)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向上旋轉(zhuǎn)。

第一電動(dòng)馬達(dá)和第二電動(dòng)馬達(dá)可經(jīng)配置以維持其相應(yīng)的軸與曲柄軸之間的相位角差，相位角差實(shí)質(zhì)上等于預(yù)定值。另外或替代地，第一電動(dòng)馬達(dá)和/或第二電動(dòng)馬達(dá)可經(jīng)配置以維持第一電動(dòng)馬達(dá)軸和第二電動(dòng)馬達(dá)軸之間的預(yù)定相位角差。例如，第一電動(dòng)馬達(dá)和/或第二電動(dòng)馬達(dá)可經(jīng)配置以維持第一電動(dòng)馬達(dá)軸和第二電動(dòng)馬達(dá)軸之間的實(shí)質(zhì)上(substantially)180度的相位角差。

第一電動(dòng)馬達(dá)和第二電動(dòng)馬達(dá)可經(jīng)配置以根據(jù)ice的氣門正時(shí)的變化來(lái)調(diào)整第一電動(dòng)馬達(dá)軸和第二電動(dòng)馬達(dá)軸和/或曲柄軸之間的相位角差。另外或替代地，第一電動(dòng)馬達(dá)和第二電動(dòng)馬達(dá)經(jīng)配置以繼ice的汽缸停用或激活事件之后來(lái)調(diào)整第一電動(dòng)馬達(dá)軸和第二電動(dòng)馬達(dá)軸和/或曲柄軸之間的相位角差。

第一電動(dòng)馬達(dá)和第二電動(dòng)馬達(dá)可經(jīng)配置以實(shí)質(zhì)上等于ice的曲柄軸的旋轉(zhuǎn)速度的速度旋轉(zhuǎn)。替代地，第一電動(dòng)馬達(dá)和第二電動(dòng)馬達(dá)可經(jīng)配置以實(shí)質(zhì)上等于ice的曲柄軸的旋轉(zhuǎn)速度的兩倍的速度旋轉(zhuǎn)。再替代地，第一電動(dòng)馬達(dá)和第二電動(dòng)馬達(dá)可經(jīng)配置以實(shí)質(zhì)上等于ice的曲柄軸的旋轉(zhuǎn)速度的另一倍數(shù)或分?jǐn)?shù)的速度旋轉(zhuǎn)。

第一電動(dòng)馬達(dá)和第二電動(dòng)馬達(dá)可彼此設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的相對(duì)末端上。第一電動(dòng)馬達(dá)和第二電動(dòng)馬達(dá)可經(jīng)設(shè)置(例如，布置)使得第一電動(dòng)馬達(dá)軸和第二電動(dòng)馬達(dá)軸軸向?qū)?zhǔn)。

第一電動(dòng)馬達(dá)和/或第二電動(dòng)馬達(dá)可耦合到ice的一個(gè)或多個(gè)外殼，諸如汽缸蓋、汽缸體和/或曲柄箱。第一電動(dòng)馬達(dá)和/或第二電動(dòng)馬達(dá)可設(shè)置在由ice的一個(gè)或多個(gè)外殼界定的空腔內(nèi)。例如，第一電動(dòng)馬達(dá)和/或第二電動(dòng)馬達(dá)可設(shè)置在曲柄箱內(nèi)，例如，設(shè)置在油底殼中。第一電動(dòng)馬達(dá)和/或第二電動(dòng)馬達(dá)可設(shè)置在密封的單元內(nèi)，例如，以防止油進(jìn)入到馬達(dá)中。替代地，第一電動(dòng)馬達(dá)和第二電動(dòng)馬達(dá)可耦合到發(fā)動(dòng)機(jī)外殼中的一個(gè)或多個(gè)的外表面，例如，第一電動(dòng)馬達(dá)和/或第二電動(dòng)馬達(dá)可在外部安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)。

第一電動(dòng)馬達(dá)和第二電動(dòng)馬達(dá)可經(jīng)配置以在ice以閾值運(yùn)行速度或高于閾值運(yùn)行速度操作時(shí)，相應(yīng)地使第一偏心質(zhì)量和第二偏心質(zhì)量旋轉(zhuǎn)。換句話說(shuō)，第一電動(dòng)馬達(dá)和第二電動(dòng)馬達(dá)可經(jīng)配置以在ice低于閾值運(yùn)行速度操作時(shí)，不使第一偏心質(zhì)量和第二偏心質(zhì)量旋轉(zhuǎn)。

平衡組件可經(jīng)配置以平衡發(fā)動(dòng)機(jī)的一階振動(dòng)。另外或替代地，平衡組件可經(jīng)配置以平衡發(fā)動(dòng)機(jī)的二階振動(dòng)。再另外或替代地，平衡組件可經(jīng)配置以平衡在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行速度的任何其它倍數(shù)或分?jǐn)?shù)的頻率下的振動(dòng)。

平衡組件可另外包括控制器，其經(jīng)配置以控制第一電動(dòng)馬達(dá)和第二電動(dòng)馬達(dá)的操作。

平衡組件可另外包括第三電動(dòng)馬達(dá)，其耦合到ice且經(jīng)配置以使第三偏心質(zhì)量相對(duì)于ice旋轉(zhuǎn)，所述第三偏心質(zhì)量耦合到第三電動(dòng)馬達(dá)的軸。平衡組件可另外包括第四電動(dòng)馬達(dá)，其耦合到ice且經(jīng)配置以使第四偏心質(zhì)量相對(duì)于ice旋轉(zhuǎn)，所述第四偏心質(zhì)量耦合到第四電動(dòng)馬達(dá)的軸。第三電動(dòng)馬達(dá)和第四電動(dòng)馬達(dá)可各自經(jīng)配置以相應(yīng)地使第三偏心質(zhì)量和第四偏心質(zhì)量在與第一電動(dòng)馬達(dá)和第二電動(dòng)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向上旋轉(zhuǎn)。

第三電動(dòng)馬達(dá)和第四電動(dòng)馬達(dá)可經(jīng)設(shè)置使得第三電動(dòng)馬達(dá)軸和第四電動(dòng)馬達(dá)軸彼此軸向?qū)?zhǔn)。第三電動(dòng)馬達(dá)和第四電動(dòng)馬達(dá)可從第一電動(dòng)馬達(dá)軸和/或第二電動(dòng)馬達(dá)軸偏移，例如，軸向偏移。例如，第一電動(dòng)馬達(dá)和第二電動(dòng)馬達(dá)可設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄軸上方，且第三電動(dòng)馬達(dá)和第四電動(dòng)馬達(dá)可設(shè)置在曲柄軸下方。替代地，電動(dòng)馬達(dá)中的每一個(gè)可設(shè)置在曲柄軸上方或下方，且第一電動(dòng)馬達(dá)和第二電動(dòng)馬達(dá)可從第三電動(dòng)馬達(dá)和第四電動(dòng)馬達(dá)側(cè)向偏移。再替代地，電動(dòng)馬達(dá)中的每一個(gè)可從其它電動(dòng)馬達(dá)中的每一個(gè)軸向偏移。

第三電動(dòng)馬達(dá)和第四電動(dòng)馬達(dá)可各自包括旋轉(zhuǎn)編碼器，所述旋轉(zhuǎn)編碼器經(jīng)配置以確定第三電動(dòng)馬達(dá)和第四電動(dòng)馬達(dá)的軸的相應(yīng)相位角。第三電動(dòng)馬達(dá)和第四電動(dòng)馬達(dá)可經(jīng)配置以實(shí)質(zhì)上等于ice的曲柄軸的旋轉(zhuǎn)速度的兩倍的速度旋轉(zhuǎn)。

關(guān)于第一電動(dòng)馬達(dá)和第二電動(dòng)馬達(dá)所提及的特征中的任一個(gè)可同樣適用于第三電動(dòng)馬達(dá)和第四電動(dòng)馬達(dá)。

內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)可為可變排量發(fā)動(dòng)機(jī)，例如，其中所述發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)或多個(gè)汽缸可被選擇性地停用。另外或替代地，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)汽缸中的一個(gè)或多個(gè)的可變氣門正時(shí)。

根據(jù)本公開的另一方面，提供一種平衡內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(ice)組件的振動(dòng)的方法，所述ice組件包括ice和平衡組件，所述平衡組件包括：第一電動(dòng)馬達(dá)，其耦合到ice且經(jīng)配置以使第一偏心質(zhì)量相對(duì)于ice旋轉(zhuǎn)，所述第一偏心質(zhì)量耦合到第一電動(dòng)馬達(dá)的軸；以及第二電動(dòng)馬達(dá)，其耦合到ice且經(jīng)配置以使第二偏心質(zhì)量相對(duì)于ice旋轉(zhuǎn)，所述第二偏心質(zhì)量耦合到第二電動(dòng)馬達(dá)的軸；并且其中第一電動(dòng)馬達(dá)和第二電動(dòng)馬達(dá)彼此設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)的縱向末端上。所述方法包括：驅(qū)動(dòng)第一電動(dòng)馬達(dá)和第二電動(dòng)馬達(dá)以使第一偏心質(zhì)量和第二偏心質(zhì)量旋轉(zhuǎn)，以便平衡ice的振動(dòng)特性。

所述方法可另外包括：確定發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行速度。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)以高于閾值的速度運(yùn)行時(shí)，可驅(qū)動(dòng)第一電動(dòng)馬達(dá)和第二電動(dòng)馬達(dá)。另外或替代地，所述方法可包括：如果發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行速度低于閾值，停用第一電動(dòng)馬達(dá)和/或第二電動(dòng)馬達(dá)。

所述方法可另外包括：確定ice的氣門正時(shí)的變化；且控制第一電動(dòng)馬達(dá)和/或第二電動(dòng)馬達(dá)的操作以調(diào)整第一電動(dòng)馬達(dá)軸和/或第二電動(dòng)馬達(dá)軸和/或曲柄軸之間的相位角差。

ice可包括兩個(gè)或更多個(gè)汽缸。所述方法可包括確定ice的汽缸停用或重新激活。發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)特性可根據(jù)經(jīng)激活和/或停用的汽缸的數(shù)目和/或布置而改變，這可改變平衡組件所期望的平衡。所述方法可另外包括：控制第一電動(dòng)馬達(dá)和/或第二電動(dòng)馬達(dá)的操作以調(diào)整第一電動(dòng)馬達(dá)軸和/或第二電動(dòng)馬達(dá)軸和/或曲柄軸之間的相位角差。

所述方法可包括確定ice的汽缸停用或重新激活。所述方法可另外包括控制第一電動(dòng)馬達(dá)和/或第二電動(dòng)馬達(dá)的操作以調(diào)整第一偏心質(zhì)量和/或第二偏心質(zhì)量的旋轉(zhuǎn)速度。

根據(jù)本公開的另一方面，提供一種車輛，其包括根據(jù)本公開的先前提及的方面的ice組件。

參考圖1，例如，機(jī)動(dòng)車的發(fā)動(dòng)機(jī)1可包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)外殼，諸如汽缸體2和汽缸蓋4。汽缸體2可界定一個(gè)或多個(gè)汽缸6，且汽缸蓋可界定汽缸6中的每一個(gè)的進(jìn)氣口8和排氣口10。氣門12可設(shè)置在進(jìn)氣口8和排氣口10中的每一個(gè)處，以相應(yīng)地控制進(jìn)氣流進(jìn)入和排氣流離開汽缸6。

發(fā)動(dòng)機(jī)1可另外包括設(shè)置在汽缸6中的每一個(gè)內(nèi)的活塞14。在發(fā)動(dòng)機(jī)的操作期間，活塞14的移動(dòng)可用以將進(jìn)氣抽吸到汽缸6中。燃料可在汽缸中的每一個(gè)中與進(jìn)氣混合。燃料和空氣的混合物隨后可在被燃燒以產(chǎn)生膨脹的燃燒氣體之前被活塞14壓縮。膨脹的燃燒氣體作用于活塞14以在汽缸6內(nèi)驅(qū)動(dòng)活塞并使發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄軸16轉(zhuǎn)動(dòng)?；钊膭?dòng)作隨后可迫使來(lái)自汽缸的燃燒氣體通過(guò)排氣口10。

活塞14可經(jīng)由曲拐18耦合到曲柄軸16，所述曲拐從曲柄軸的中心軸線徑向延伸，曲柄軸16圍繞所述中心軸線旋轉(zhuǎn)。曲拐18可各自在基本上彼此相同的徑向方向上從曲柄軸16延伸。替代地，如圖1中所描繪，曲拐18中的兩個(gè)可從其它曲拐成角度地偏移。在替代布置(未示出)中，曲拐18中的每一個(gè)可從其它曲拐中的每一個(gè)成角度地偏移。

將曲拐18布置成以不同角度從曲柄軸16延伸引起燃料和空氣在汽缸內(nèi)的燃燒，從而在曲柄軸16的旋轉(zhuǎn)期間在不同點(diǎn)處驅(qū)動(dòng)活塞14。曲拐18的角度可經(jīng)調(diào)整以改變?nèi)紵录恼龝r(shí)。另外，如圖1中示出，盡管活塞14中的兩個(gè)位于上止點(diǎn)位置處，但由于氣門12的打開和閉合的正時(shí)和/或燃料到汽缸6中的噴射，汽缸6中的僅一個(gè)汽缸可包含準(zhǔn)備好供燃燒的進(jìn)氣和燃料的混合物。因此能夠通過(guò)調(diào)整打開和閉合氣門12和/或噴射燃料的正時(shí)，來(lái)確定給汽缸點(diǎn)火的次序。

除由燃料在汽缸6內(nèi)的燃燒導(dǎo)致的力外，當(dāng)活塞14往復(fù)時(shí)，力由于活塞14的慣性而施加到曲柄軸16。由于每一活塞而施加的力可與由于其它活塞而作用于曲柄軸的力不平衡。所述力可因此產(chǎn)生曲柄軸16的振動(dòng)，諸如往復(fù)、振蕩、搖擺和/或扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。

振動(dòng)的模式和/或幅值可取決于設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)1中的活塞14的數(shù)目和/或布置。另外，活塞14的移動(dòng)的相對(duì)正時(shí)和/或給汽缸6點(diǎn)火的次序可影響在曲柄軸16中引發(fā)的振動(dòng)。

在曲柄軸16中引發(fā)的振動(dòng)可在基本上與發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行速度相同的頻率下，例如，所述振動(dòng)可為一階振動(dòng)。替代地，在曲柄軸16中引發(fā)的振動(dòng)可為曲柄軸旋轉(zhuǎn)的頻率的一半、兩倍或三倍或其任何其它分?jǐn)?shù)或倍數(shù)。發(fā)動(dòng)機(jī)1的振動(dòng)可包括在相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行速度的不同頻率下的多個(gè)分量。振動(dòng)的頻率可取決于汽缸6的數(shù)目和/或布置，和/或取決于活塞14的移動(dòng)的相對(duì)正時(shí)和/或給汽缸6點(diǎn)火的次序。例如，在圖1中示出的布置中，活塞14的移動(dòng)可引發(fā)曲柄軸中在曲柄軸的旋轉(zhuǎn)速度兩倍的頻率下的振動(dòng)，例如，二階振動(dòng)。

上文參考圖1所描述的發(fā)動(dòng)機(jī)1是先前提出的發(fā)動(dòng)機(jī)。然而，發(fā)動(dòng)機(jī)1的特征中的每一個(gè)的描述可同樣適用于設(shè)置在下文描述的根據(jù)本公開的發(fā)動(dòng)機(jī)組件50內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)。

參考圖2至圖4，為平衡掉曲柄軸的振動(dòng)，根據(jù)本公開的布置的發(fā)動(dòng)機(jī)組件50可包括平衡組件100。盡管設(shè)置在圖2至圖4中描繪的發(fā)動(dòng)機(jī)組件50中的發(fā)動(dòng)機(jī)51包括三個(gè)汽缸，但同樣可設(shè)想本公開可適用于包括任何數(shù)目的汽缸的發(fā)動(dòng)機(jī)，諸如，三個(gè)或四個(gè)汽缸排成直列。類似地，盡管在圖2至圖4中所描繪的發(fā)動(dòng)機(jī)51上，汽缸6直列地設(shè)置，例如，其中汽缸中的每一個(gè)的中心軸平行，但同樣可設(shè)想，發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸可以以其它布置被設(shè)置，其中汽缸中的一個(gè)或多個(gè)的中心軸從其它汽缸中的一個(gè)或多個(gè)成角度地偏移，例如v型布置或w型布置。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)可包括v6或v8發(fā)動(dòng)機(jī)或w16發(fā)動(dòng)機(jī)。

平衡組件100可包括第一電動(dòng)馬達(dá)102和第二電動(dòng)馬達(dá)104。電動(dòng)馬達(dá)可經(jīng)配置以相應(yīng)地使耦合到第一電動(dòng)馬達(dá)102和第二電動(dòng)馬達(dá)104的軸(第二電動(dòng)馬達(dá)104的第二軸122在圖2中示出)的第一偏心質(zhì)量106和第二偏心質(zhì)量108旋轉(zhuǎn)。第一電動(dòng)馬達(dá)和第二電動(dòng)馬達(dá)可經(jīng)配置以使第一偏心質(zhì)量106和第二偏心質(zhì)量108旋轉(zhuǎn)，以便平衡發(fā)動(dòng)機(jī)51的振動(dòng)特性。第一偏心質(zhì)量和第二偏心質(zhì)量可各自具有從其所附接的軸的中心旋轉(zhuǎn)軸線偏移的重心。

如圖2至圖4中示出，第一電動(dòng)馬達(dá)102可設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的第一末端51a，且第二電動(dòng)馬達(dá)104可設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的第二末端51b。發(fā)動(dòng)機(jī)51的第一末端51a和第二末端51b可彼此相對(duì)，且可在發(fā)動(dòng)機(jī)的縱向方向上間隔開(例如，沿著發(fā)動(dòng)機(jī)的縱向軸線間隔開，所述縱向軸線平行于圖2的線130和z軸)。電動(dòng)馬達(dá)可耦合到發(fā)動(dòng)機(jī)，例如，直接地耦合到發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)或多個(gè)外殼。然而，同樣可設(shè)想，電動(dòng)馬達(dá)102、104中的一個(gè)或兩個(gè)可耦合到發(fā)動(dòng)機(jī)蓋(未示出)。

參考圖4，電動(dòng)馬達(dá)102、104可設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)上，使得偏心質(zhì)量106、108設(shè)置在由發(fā)動(dòng)機(jī)外殼和發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)或多個(gè)蓋(未示出)界定的空腔內(nèi)。

在圖2至圖4中示出的布置中，第一電動(dòng)馬達(dá)102和第二電動(dòng)馬達(dá)104經(jīng)布置使得其軸基本上對(duì)準(zhǔn)，例如，軸向?qū)?zhǔn)。另外，第一電動(dòng)馬達(dá)和第二電動(dòng)馬達(dá)的軸基本上平行于曲柄軸16。如圖2至圖4中所描繪，第一電動(dòng)馬達(dá)102和第二電動(dòng)馬達(dá)104的軸可從曲柄軸16的中心軸線偏移。然而，同樣可設(shè)想，第一電動(dòng)馬達(dá)102和第二電動(dòng)馬達(dá)104的軸可基本上與曲柄軸16的中心軸線對(duì)準(zhǔn)。在其它布置(未示出)中，第一電動(dòng)馬達(dá)102和第二電動(dòng)馬達(dá)104的軸可彼此偏移。例如，第一電動(dòng)馬達(dá)102可在發(fā)動(dòng)機(jī)51上設(shè)置在曲柄軸16上方的位置處，且第二電動(dòng)馬達(dá)104可設(shè)置在曲柄軸16下方的位置處。在一些布置中，第一電動(dòng)馬達(dá)102和/或第二電動(dòng)馬達(dá)104的軸可平行于彼此和/或可不平行于曲柄軸16。

為確保發(fā)動(dòng)機(jī)51的振動(dòng)得到適當(dāng)平衡，可期望偏心質(zhì)量106、108中的每一個(gè)以與發(fā)動(dòng)機(jī)51的曲柄軸16基本上相同的速度旋轉(zhuǎn)。電動(dòng)馬達(dá)102、104中的一個(gè)或多個(gè)可經(jīng)配置以在與曲柄軸16的方向相反的方向上旋轉(zhuǎn)。例如，在圖2至圖4中所描繪的布置中，第一電動(dòng)馬達(dá)和/或第二電動(dòng)馬達(dá)經(jīng)配置以旋轉(zhuǎn)，使得第一質(zhì)量和第二質(zhì)量相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)外殼52旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)方向與曲柄軸16相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)外殼52的旋轉(zhuǎn)方向相反。

可界定第一電動(dòng)馬達(dá)和第二電動(dòng)馬達(dá)的軸以及發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄軸中的每一個(gè)的相位角，所述相位角界定軸中的每一個(gè)的角位置。第一電動(dòng)馬達(dá)102和第二電動(dòng)馬達(dá)104的軸的相位角可界定為在豎直方向(通過(guò)線132示出，其平行于圖2中示出的坐標(biāo)系的y軸)與從所述軸的中心軸線(通過(guò)線130示出，其平行于圖2的坐標(biāo)系的z軸)延伸到與所述軸耦合的偏心質(zhì)量的質(zhì)心的線之間的角度。例如，在圖2中描繪的布置中，第一電動(dòng)馬達(dá)102的軸的相位角為180度，且第二電動(dòng)馬達(dá)104的軸的相位角為0度。

曲柄軸16的相位角可界定為豎直方向與曲拐18中的一個(gè)(例如，第一曲拐)的角之間的角度。例如，在圖1中所描繪的布置中，曲柄軸的相位角為180度。

可期望在第一電動(dòng)馬達(dá)102和第二電動(dòng)馬達(dá)104的軸以及曲柄軸16中的每一個(gè)的相位角之間的差值實(shí)質(zhì)上等于預(yù)定值。例如，可期望第一電動(dòng)馬達(dá)102以0度的相位角差相對(duì)于曲柄軸16旋轉(zhuǎn)，并期望第二電動(dòng)馬達(dá)104以180度的相位角差相對(duì)于曲柄軸16旋轉(zhuǎn)。另外或替代地，可期望在第一電動(dòng)馬達(dá)和第二電動(dòng)馬達(dá)的軸之間的相位角差實(shí)質(zhì)上等于預(yù)定值，諸如180度。

參考圖5，發(fā)動(dòng)機(jī)組件50可包括控制器120，其經(jīng)配置以控制電動(dòng)馬達(dá)102、104的速度和/或相位角?？刂破?20可經(jīng)配置以維持第一電動(dòng)馬達(dá)102和第二電動(dòng)馬達(dá)104的每一軸的旋轉(zhuǎn)速度和/或在所述軸和/或曲柄軸16中的每一個(gè)之間的相位角差，使得所述相位角差實(shí)質(zhì)上等于預(yù)定值。在一些布置中，第一偏心質(zhì)量106和/或第二偏心質(zhì)量108可在與曲柄軸16相反的方向上旋轉(zhuǎn)。在此類情況下，第一軸和/或第二軸的相位角可在所述軸旋轉(zhuǎn)的方向上界定。

電動(dòng)馬達(dá)102、104中的每一個(gè)可包括旋轉(zhuǎn)編碼器(未示出)，其可經(jīng)配置以確定電動(dòng)馬達(dá)102、104的軸的旋轉(zhuǎn)角度。旋轉(zhuǎn)編碼器可為增量型編碼器或絕對(duì)編碼器。旋轉(zhuǎn)編碼器可允許將電動(dòng)馬達(dá)102、104中的每一個(gè)的軸的角度確定為15度或更好的精度，例如，對(duì)于軸的每一轉(zhuǎn)分為24級(jí)。在另一布置中，旋轉(zhuǎn)編碼器可具有1.5度或更好的精度，例如，對(duì)于軸的每一轉(zhuǎn)分為240級(jí)。控制器120可通過(guò)參考旋轉(zhuǎn)編碼器來(lái)確定電動(dòng)馬達(dá)102、104中的每一個(gè)的相位角和/或旋轉(zhuǎn)速度。

發(fā)動(dòng)機(jī)組件50可包括曲柄位置傳感器22，其經(jīng)配置以確定曲柄軸16的角度?？刂破?20可通過(guò)參考從曲柄位置傳感器接收到的信號(hào)來(lái)確定曲柄軸16的相位角和/或旋轉(zhuǎn)速度。在一些布置中，曲柄位置傳感器可耦合到ecu24。ecu24可從曲柄位置傳感器22接收信號(hào)，且可將指示曲柄軸16的相位角和/或旋轉(zhuǎn)速度的信號(hào)發(fā)送到控制器120。在一些實(shí)例中，控制器120和ecu24可為以通信方式耦合的單獨(dú)的裝置。在其它實(shí)例中，控制器120和ecu24可包括單一裝置，例如，控制器120可為ecu24的模塊。

如上文所描述，發(fā)動(dòng)機(jī)51的振動(dòng)可根據(jù)以下各項(xiàng)而變化：活塞14中的每一個(gè)的移動(dòng)的正時(shí)，以及汽缸6中的每一個(gè)的進(jìn)氣門和排氣門12的正時(shí)，所述正時(shí)可影響給汽缸6中的每一個(gè)點(diǎn)火的正時(shí)和/或次序。因此，如果進(jìn)氣門和/或排氣門12的正時(shí)改變，那么可期望調(diào)整第一電動(dòng)馬達(dá)102和第二電動(dòng)馬達(dá)104的軸之間的相位角差，和/或所述軸和曲柄軸16中的每一個(gè)之間的相位角差。因此控制器120可經(jīng)配置以確定發(fā)動(dòng)機(jī)51的氣門正時(shí)的變化，例如，控制器120可從ecu24接收指示氣門正時(shí)的變化的信息。控制器120可經(jīng)配置以控制第一電動(dòng)馬達(dá)102和第二電動(dòng)馬達(dá)104的操作以適當(dāng)?shù)卣{(diào)整其相應(yīng)軸的相位角，以便繼續(xù)平衡發(fā)動(dòng)機(jī)51的振動(dòng)。

為改善發(fā)動(dòng)機(jī)51在特定運(yùn)行狀況下的效率，發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)或多個(gè)汽缸6可被選擇性地停用，例如，燃料可不與進(jìn)氣在一個(gè)或多個(gè)汽缸6內(nèi)混合，且一個(gè)或多個(gè)汽缸6可不點(diǎn)火。例如，三缸發(fā)動(dòng)機(jī)(例如直列i3發(fā)動(dòng)機(jī))中的汽缸中的一個(gè)可被選擇性地停用。換句話說(shuō)，本公開的平衡組件可應(yīng)用于可變排量發(fā)動(dòng)機(jī)(vde)。除調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)51的進(jìn)氣門和/或排氣門12的正時(shí)外或與此操作分開地，還可執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)汽缸6的停用。停用發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)或多個(gè)汽缸6可影響發(fā)動(dòng)機(jī)51的振動(dòng)，且因此，可期望調(diào)整第一電動(dòng)馬達(dá)102和第二電動(dòng)馬達(dá)104的操作以便繼續(xù)平衡發(fā)動(dòng)機(jī)51的振動(dòng)。例如，在一些布置中，可期望調(diào)整第一電動(dòng)馬達(dá)102和/或第二電動(dòng)馬達(dá)104的旋轉(zhuǎn)速度，例如，相對(duì)于曲柄軸16的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行調(diào)整。另外或替代地，可期望調(diào)整電動(dòng)馬達(dá)102、104的軸相對(duì)于彼此和/或相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)51的曲柄軸16的相位角差。

如果第一電動(dòng)馬達(dá)102和/或第二電動(dòng)馬達(dá)104的旋轉(zhuǎn)速度得到調(diào)整，使得所述速度并非實(shí)質(zhì)上等于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行速度，那么第一電動(dòng)馬達(dá)102和/或第二電動(dòng)馬達(dá)104的軸與曲柄軸16之間的相位角差將在軸的旋轉(zhuǎn)期間改變。在此情況下，控制器120可控制第一電動(dòng)馬達(dá)和/或第二電動(dòng)馬達(dá)的操作，使得相位角差實(shí)質(zhì)上等于在曲柄軸16的旋轉(zhuǎn)中在預(yù)定點(diǎn)處的預(yù)定值，諸如當(dāng)?shù)谝磺?8基本上與豎直方向?qū)?zhǔn)時(shí)，例如，曲柄軸16的相位角為0度。

對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)組件50的一些配置，例如，根據(jù)汽缸6的數(shù)目，活塞14、汽缸6和/或氣門12的布置和/或正時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)51的振動(dòng)的幅值可取決于曲柄軸16的旋轉(zhuǎn)速度。對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)51的此類配置，可期望避免在發(fā)動(dòng)機(jī)低于預(yù)定閾值運(yùn)行速度操作時(shí)操作第一電動(dòng)馬達(dá)102和第二電動(dòng)馬達(dá)104，以便減小平衡組件100的功耗。因此控制器可經(jīng)配置以確定發(fā)動(dòng)機(jī)51的運(yùn)行速度，且可在發(fā)動(dòng)機(jī)低于預(yù)定閾值運(yùn)行速度運(yùn)行時(shí)停用第一電動(dòng)馬達(dá)102和/或第二電動(dòng)馬達(dá)104。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行速度增加至預(yù)定閾值之上時(shí)，第一電動(dòng)馬達(dá)102和/或第二電動(dòng)馬達(dá)104可被激活。第一電動(dòng)馬達(dá)和/或第二電動(dòng)馬達(dá)的速度可經(jīng)增大以變得實(shí)質(zhì)上等于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行速度或其任何所需倍數(shù)或分?jǐn)?shù)。第一電動(dòng)馬達(dá)102和/或第二電動(dòng)馬達(dá)104可經(jīng)控制以調(diào)整第一電動(dòng)馬達(dá)軸和/或第二電動(dòng)馬達(dá)軸的相位角，使得第一電動(dòng)馬達(dá)軸和/或第二電動(dòng)馬達(dá)軸與曲柄軸16之間的相位角差實(shí)質(zhì)上等于預(yù)定值。例如，第一電動(dòng)馬達(dá)和/或第二電動(dòng)馬達(dá)的速度可增(或減小)達(dá)一段時(shí)間，例如，以變得大于(或小于)曲柄軸16的旋轉(zhuǎn)速度，以便調(diào)整第一電動(dòng)馬達(dá)軸和/或第二電動(dòng)馬達(dá)軸與曲柄軸16之間的相位角差。

如圖5中所描繪，第一電動(dòng)馬達(dá)102和第二電動(dòng)馬達(dá)104和/或控制器120可耦合到車輛的電氣系統(tǒng)26，且可從電氣系統(tǒng)26接收功率以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)馬達(dá)102、104和/或操作控制器。然而，在替代布置中，平衡組件100可包括電源，諸如電池，其經(jīng)配置以為電動(dòng)馬達(dá)102、104和/或控制器120提供功率。

還可設(shè)想，在本公開的一些布置中，平衡組件可另外包括第三電動(dòng)馬達(dá)和第四電動(dòng)馬達(dá)，其經(jīng)配置以相應(yīng)地使第三偏心質(zhì)量和第四偏心質(zhì)量旋轉(zhuǎn)。提供第三電動(dòng)馬達(dá)和第四電動(dòng)馬達(dá)可允許根據(jù)本公開的平衡組件平衡發(fā)動(dòng)機(jī)中的振動(dòng)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)否則通常包括用以平衡振動(dòng)的一對(duì)平衡軸，諸如四缸發(fā)動(dòng)機(jī)。

上文關(guān)于第一電動(dòng)馬達(dá)和第二電動(dòng)馬達(dá)所提及的特征中的任一個(gè)可同樣適用于第三電動(dòng)馬達(dá)和第四電動(dòng)馬達(dá)。確切地說(shuō)，第三電動(dòng)馬達(dá)和第四電動(dòng)馬達(dá)可以以類似于如上文所描述的第一電動(dòng)馬達(dá)和第二電動(dòng)馬達(dá)的方式相對(duì)于彼此布置。例如，第三電動(dòng)馬達(dá)可設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的第一末端51a，且第四電動(dòng)馬達(dá)可設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的第二末端51b，反之亦然。第三電動(dòng)馬達(dá)和第四電動(dòng)馬達(dá)可經(jīng)布置使得其軸基本上對(duì)準(zhǔn)，例如，軸向?qū)?zhǔn)。涉及第一電動(dòng)馬達(dá)和第二電動(dòng)馬達(dá)和/或其軸的相對(duì)狀況(諸如，其相位角和/或速度)的特征可同樣適用于第三電動(dòng)馬達(dá)和第四電動(dòng)馬達(dá)的相對(duì)狀況。

在一些布置中，第三電動(dòng)馬達(dá)和第四電動(dòng)馬達(dá)可經(jīng)配置以相應(yīng)地在與第一電動(dòng)馬達(dá)和第二電動(dòng)馬達(dá)相同的方向上旋轉(zhuǎn)。然而，在其它布置中，可期望第三電動(dòng)馬達(dá)和第四電動(dòng)馬達(dá)在相對(duì)于第一電動(dòng)馬達(dá)和第二電動(dòng)馬達(dá)(例如，相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī))相反的方向上旋轉(zhuǎn)。

當(dāng)平衡組件包括第三電動(dòng)馬達(dá)和第四電動(dòng)馬達(dá)時(shí)，可期望電動(dòng)馬達(dá)中的每一個(gè)以與發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄軸16相同的速度旋轉(zhuǎn)。替代地，可期望電動(dòng)馬達(dá)以曲柄軸16的旋轉(zhuǎn)速度兩倍的速度旋轉(zhuǎn)。

如上文所描述，可期望根據(jù)曲柄軸的旋轉(zhuǎn)速度來(lái)改變電動(dòng)馬達(dá)相對(duì)于曲柄軸16和/或其它電動(dòng)馬達(dá)的速度和/或相位角。另外，可期望在發(fā)動(dòng)機(jī)低于預(yù)定閾值運(yùn)行速度運(yùn)行時(shí)，停用電動(dòng)馬達(dá)中的一個(gè)或多個(gè)。當(dāng)平衡組件包括第三電動(dòng)馬達(dá)和/或第四電動(dòng)馬達(dá)時(shí)，可期望在發(fā)動(dòng)機(jī)低于同一預(yù)定閾值運(yùn)行速度操作時(shí)，停用第三電動(dòng)馬達(dá)和/或第四電動(dòng)馬達(dá)。替代地，可期望在發(fā)動(dòng)機(jī)低于另外的預(yù)定閾值運(yùn)行速度操作時(shí)，停用第三電動(dòng)馬達(dá)和/或第四電動(dòng)馬達(dá)。所述另外的預(yù)定閾值運(yùn)行速度可高于或低于所述預(yù)定閾值。

另外，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)組件包括第三電動(dòng)馬達(dá)和第四電動(dòng)馬達(dá)時(shí)，可期望根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的當(dāng)前激活的汽缸的數(shù)目，激活或停用第三電動(dòng)馬達(dá)和/或第四電動(dòng)馬達(dá)。例如，如果發(fā)動(dòng)機(jī)包括四個(gè)汽缸，那么可期望在發(fā)動(dòng)機(jī)在全部四個(gè)汽缸都激活的情況下操作時(shí)操作第三電動(dòng)馬達(dá)和第四電動(dòng)馬達(dá)，且在一個(gè)或多個(gè)汽缸被停用時(shí)停用第三電動(dòng)馬達(dá)和第四電動(dòng)馬達(dá)。在一些布置中，當(dāng)停用另外的(例如，超過(guò)一個(gè))汽缸時(shí)，可重新激活第三電動(dòng)馬達(dá)和第四電動(dòng)馬達(dá)。

還可設(shè)想，可期望將超過(guò)四個(gè)電動(dòng)馬達(dá)設(shè)置在平衡組件內(nèi)。另外的電動(dòng)馬達(dá)可成對(duì)設(shè)置，且可以以與第一電動(dòng)馬達(dá)和第二電動(dòng)馬達(dá)以及第三電動(dòng)馬達(dá)和第四電動(dòng)馬達(dá)相同的方式相對(duì)于彼此布置。替代地，可個(gè)別地設(shè)置另外的電動(dòng)馬達(dá)。上文關(guān)于第一電動(dòng)馬達(dá)、第二電動(dòng)馬達(dá)、第三電動(dòng)馬達(dá)以及第四電動(dòng)馬達(dá)所描述的特征可同樣適用于設(shè)置在平衡組件內(nèi)的任何另外電動(dòng)馬達(dá)。

圖6是說(shuō)明用于控制耦合到發(fā)動(dòng)機(jī)的平衡組件的方法600的流程圖，所述平衡組件諸如上文參考圖2至圖5所描述的平衡組件。用于實(shí)施方法600的指令可通過(guò)控制器(例如，圖5的控制器120和/或ecu24)，基于存儲(chǔ)在控制器的存儲(chǔ)器上的指令并結(jié)合從發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的傳感器接收的信號(hào)來(lái)執(zhí)行，所述傳感器諸如上文參考圖5描述的傳感器(例如，曲柄傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器)。根據(jù)下文描述的方法，控制器可以采用發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器來(lái)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)操作。

在602處，方法600包括確定操作參數(shù)。所確定的操作參數(shù)可包括但不限于發(fā)動(dòng)機(jī)速度、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載、進(jìn)氣門和/或排氣氣門正時(shí)、汽缸激活狀態(tài)以及其它參數(shù)。在604處，方法600包括確定發(fā)動(dòng)機(jī)速度是否大于閾值速度。閾值發(fā)動(dòng)機(jī)速度可相對(duì)較低，諸如處于空轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)速度(例如，500rpm)或接近空轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)速度。如果發(fā)動(dòng)機(jī)速度并不在閾值速度之上，例如如果發(fā)動(dòng)機(jī)在操作以便推進(jìn)其所安裝在的車輛，那么方法600前進(jìn)到606以停用平衡組件的馬達(dá)(例如，馬達(dá)102和104)。通過(guò)在其中發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)可為最小的低發(fā)動(dòng)機(jī)速度期間停用馬達(dá)，可避免經(jīng)由馬達(dá)的操作導(dǎo)致的過(guò)度的能量使用和/或電池耗盡。方法600隨后返回。

如果發(fā)動(dòng)機(jī)在閾值速度之上，那么方法600前進(jìn)到608以激活電動(dòng)馬達(dá)并根據(jù)默認(rèn)參數(shù)來(lái)操作馬達(dá)。例如，兩個(gè)電動(dòng)馬達(dá)可被激活，且每一馬達(dá)可經(jīng)操作以使相應(yīng)軸以第一旋轉(zhuǎn)速度(例如，等于發(fā)動(dòng)機(jī)速度)在第一方向(例如，與發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸的旋轉(zhuǎn)方向相反)上旋轉(zhuǎn)。當(dāng)耦合到偏心質(zhì)量的軸未經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，控制器可包括用于基于來(lái)自例如發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器的反饋或經(jīng)由發(fā)送自ecu的信息來(lái)確定發(fā)動(dòng)機(jī)速度的指令，且控制器可包括用于操作馬達(dá)以使軸以接收到的/所確定的發(fā)動(dòng)機(jī)速度旋轉(zhuǎn)(例如，通過(guò)控制每一馬達(dá)的占空比)的指令。另外，每一馬達(dá)可經(jīng)控制以具有相對(duì)于其它馬達(dá)和/或發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的給定相位角。

在610處，方法600包括監(jiān)視發(fā)動(dòng)機(jī)操作變化，包括可變氣門正時(shí)(vvt)或可變凸輪軸正時(shí)的變化以及可變排量發(fā)動(dòng)機(jī)(vde)模式的變化，諸如汽缸激活或停用。vvt和vde的操作可通過(guò)監(jiān)視傳感器數(shù)據(jù)和/或由ecu輸出的信息(例如，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載、燃料噴射狀態(tài)、所命令的氣門正時(shí)、曲軸位置以及進(jìn)氣門和/或排氣氣門位置)來(lái)監(jiān)視。

在612處，方法600確定是否檢測(cè)到操作變化。如果未檢測(cè)到變化，那么方法600返回。在一些實(shí)例中，當(dāng)所述方法返回時(shí)，所述方法可繼續(xù)監(jiān)視發(fā)動(dòng)機(jī)速度變化(且在發(fā)動(dòng)機(jī)速度下降至低于閾值時(shí)停用馬達(dá))和其它發(fā)動(dòng)機(jī)操作變化。

如果檢測(cè)到操作變化，那么方法600前進(jìn)到614以調(diào)整電動(dòng)馬達(dá)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)?？杀徽{(diào)整的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)包括經(jīng)激活的馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度，如在616處指示。例如，所述速度可經(jīng)調(diào)整以與發(fā)動(dòng)機(jī)速度匹配，或所述速度可被調(diào)整為發(fā)動(dòng)機(jī)速度的一半或兩倍。被調(diào)整的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)包括經(jīng)激活的馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)方向，如在618處指示。例如，馬達(dá)可從第一旋轉(zhuǎn)方向(例如，與曲軸的旋轉(zhuǎn)方向相反)調(diào)整到在第二旋轉(zhuǎn)方向(例如，與曲軸相同的旋轉(zhuǎn)方向)上旋轉(zhuǎn)。可被調(diào)整的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)可包括馬達(dá)軸相對(duì)于另一馬達(dá)軸和/或曲軸的相位角，如在620處指示。例如，馬達(dá)中的一個(gè)或多個(gè)(例如，第一馬達(dá))可經(jīng)調(diào)整使得其維持從另一馬達(dá)(例如，第二馬達(dá))的180度相移。另外，調(diào)整一個(gè)或多個(gè)參數(shù)可包括調(diào)整激活哪些和/或多少馬達(dá)，如在622處指示。例如，平衡組件可包括四個(gè)馬達(dá)，且僅兩個(gè)馬達(dá)可被初始地激活。隨后，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的操作參數(shù)改變時(shí)，可激活另外的馬達(dá)。

電動(dòng)馬達(dá)的可被改變的(一個(gè)或多個(gè))參數(shù)可基于操作變化的類型和/或強(qiáng)度。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)速度的變化可導(dǎo)致馬達(dá)軸旋轉(zhuǎn)速度的變化，而汽缸激活狀態(tài)的變化(例如，從三缸操作轉(zhuǎn)變成兩缸操作)可引起軸旋轉(zhuǎn)速度調(diào)整和軸相位角調(diào)整兩者。

在一些實(shí)例中，控制器可存儲(chǔ)將馬達(dá)參數(shù)編索引到發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的查找表，且控制器可根據(jù)查找表來(lái)調(diào)整馬達(dá)操作。例如，馬達(dá)/軸旋轉(zhuǎn)速度可編索引到發(fā)動(dòng)機(jī)速度，軸相位角可編索引到汽缸狀態(tài)(例如，三缸操作對(duì)兩缸操作)等。以此方式，控制器可基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況諸如速度、負(fù)載以及汽缸狀態(tài)來(lái)估計(jì)(approximate)發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)，并根據(jù)所估計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)來(lái)選擇平衡組件操作參數(shù)。在其它實(shí)例中，控制器可經(jīng)配置以基于來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)傳感器(例如，加速度計(jì)、曲軸速度傳感器)的輸出來(lái)實(shí)時(shí)地分析發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)。例如，控制器可包括用以進(jìn)行以下操作的指令：處理傳感器輸出以將所述輸出從時(shí)域轉(zhuǎn)換到頻域，并識(shí)別對(duì)應(yīng)于一階振動(dòng)的峰的幅值和對(duì)應(yīng)于二階振動(dòng)的峰的幅值?；?一個(gè)或多個(gè))峰的(一個(gè)或多個(gè))幅值，可調(diào)整平衡組件操作。例如，如果一階峰大于二階峰，那么可選擇第一組平衡組件參數(shù)(例如，旋轉(zhuǎn)速度、方向、相位角)，預(yù)測(cè)所述參數(shù)足以抵消一階振動(dòng)。如果二階峰高于一階峰，那么可選擇第二組平衡組件參數(shù)，預(yù)測(cè)所述參數(shù)足以抵消二階振動(dòng)。

通過(guò)激活耦合到偏心質(zhì)量且耦合到發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)馬達(dá)來(lái)平衡發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)的技術(shù)效果是減少發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲、振動(dòng)以及刺耳聲，因此減少發(fā)動(dòng)機(jī)劣化的風(fēng)險(xiǎn)并提高操作人員滿意度，同時(shí)使系統(tǒng)成本和復(fù)雜性最小化。

實(shí)例提供一種用于操作發(fā)動(dòng)機(jī)的平衡組件的方法。所述方法可包括響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)速度超過(guò)閾值速度來(lái)激活第一電動(dòng)馬達(dá)和第二電動(dòng)馬達(dá)，所述第一電動(dòng)馬達(dá)使定位在發(fā)動(dòng)機(jī)的第一末端上的第一偏心質(zhì)量旋轉(zhuǎn)，所述第二電動(dòng)馬達(dá)使定位在發(fā)動(dòng)機(jī)的第二末端上的第二偏心質(zhì)量旋轉(zhuǎn)；以及響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)操作的變化來(lái)調(diào)整第一電動(dòng)馬達(dá)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。在實(shí)例中，響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)速度低于閾值速度，可停用第一電動(dòng)馬達(dá)和第二電動(dòng)馬達(dá)。在實(shí)例中，響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)操作的變化來(lái)調(diào)整第一電動(dòng)馬達(dá)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)包括調(diào)整以下各項(xiàng)中的一個(gè)或多個(gè)：旋轉(zhuǎn)速度、旋轉(zhuǎn)方向，以及第一電動(dòng)馬達(dá)的相位角，所述相位角是相對(duì)于第二電動(dòng)馬達(dá)和/或發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸。在實(shí)例中，發(fā)動(dòng)機(jī)操作的變化可包括以下各項(xiàng)中的一個(gè)或多個(gè)：發(fā)動(dòng)機(jī)速度的變化、進(jìn)氣門和/或排氣氣門正時(shí)的變化以及汽缸激活的變化。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，盡管已經(jīng)通過(guò)舉例參考一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)例描述本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于所揭示的實(shí)例，且在不脫離如所附權(quán)利要求書界定的本發(fā)明的范圍的情況下，可構(gòu)造替代實(shí)例。

應(yīng)了解，本文中揭示的配置和例程本質(zhì)上是示例性的，且這些具體實(shí)施例不被認(rèn)為是限制性意義，因?yàn)楸姸嗟淖凅w是可能的。例如，以上技術(shù)能夠被應(yīng)用到v-6、i-4、i-6、v-12、對(duì)置4缸以及其它發(fā)動(dòng)機(jī)類型。本公開的主題包括本文中揭示的各種系統(tǒng)和配置以及其它特征、功能和/或特性的所有新穎且非顯而易見的組合以及子組合。

所附權(quán)利要求書特別指出被認(rèn)為新穎且非顯而易見的特定組合和子組合。這些權(quán)利要求可以指代“一個(gè)”元件或“第一”元件或其等效物。此類權(quán)利要求應(yīng)被理解為包括一個(gè)或多個(gè)此類元件的合并，既不需要也不排除兩個(gè)或更多個(gè)此類元件。所揭示的特征、功能、元件和/或特性的其它組合以及子組合可以通過(guò)當(dāng)前權(quán)利要求書的修正或通過(guò)在此申請(qǐng)或相關(guān)申請(qǐng)中的新權(quán)利要求書的提出來(lái)要求保護(hù)。此類權(quán)利要求書，無(wú)論其范圍是比原始權(quán)利要求書的范圍更廣、更窄、相同或是與之不同，都也被認(rèn)為包括在本公開的主題內(nèi)。