DE69614754T2

DE69614754T2 - Antriebsanordnung und Steuerungsverfahren für Nebenaggregate eines Hybridfahrzeuges

Info

Publication number: DE69614754T2
Application number: DE69614754T
Authority: DE
Inventors: Yasutomo Kawabata; Takao Miyatani; Eiji Yamada
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1995-05-19
Filing date: 1996-05-20
Publication date: 2002-06-27
Anticipated expiration: 2016-05-21
Also published as: DE69609378D1; DE69614755D1; DE69609562D1; DE69615744T2; DE69615744D1; DE69615745T2; DE69609562T2; DE69609764D1; DE69609561D1; DE69609764T2; DE69609378T2; DE69614640D1; DE69614640T2; DE69614754D1; DE69614755T2; DE69609561T2; DE69615745D1

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im wesentlichen auf eine Energieabgabevorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung von dieser. Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf eine Energieabgabevorrichtung zum Übertragen oder zur Verwendung von von einem Verbrennungsmotor abgegebener Energie mit hohem Wirkungsgrad und ein Verfahren zur Steuerung einer solchen Energieabgabevorrichtung.

Beschreibung des in Beziehung stehenden Standes der Technik

Bei vorgeschlagenen Energieübertragungsvorrichtungen, die an einem Fahrzeug montiert sind, ist eine Abtriebswelle eines Verbrennungsmotors über eine elektromagnetische Kupplung mit einer mit einem Rotor eines Motors verbundenen Antriebswelle elektromagnetisch verbunden, so daß Energie des Verbrennungsmotors zur Antriebswelle übertragen wird (wie es z. B. in der japanischen Patentoffenlegung-Gazette Nr. 53-133814 offenbart ist). Wenn die Drehzahl des Motor, der mit dem Antrieb des Fahrzeugs beginnt, einen vorbestimmten Pegel erreicht, führt die vorgeschlagene Energieabgabevorrichtung einen Erregerstrom zur elektromagnetischen Kupplung, um den Verbrennungsmotor anzudrehen, und führt anschließend das Kraftstoffeinspritzen in den Verbrennungsmotors sowie das Funkenzünden aus, wodurch der Verbrennungsmotor gestartet wird und ermöglicht wird, daß der Verbrennungsmotor Energie zuführt. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert wird und sich die Drehzahl des Motor auf den vorbestimmten Wert oder darunter verringert, beendet andererseits die Energieabgabevorrichtung die Zuführung des Erregerstroms zur elektromagnetischen Kupplung sowie das Kraftstoffeinspritzen in den Verbrennungsmotor und das Funkenzünden, wodurch der Betrieb des Verbrennungsmotors beendet ist.
Beim Fahrzeug, das eine solche Energieabgabevorrichtung enthält, wird Energie, die zum Antrieb einer Hilfsanlage erforderlich ist, über die Rotation der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors erhalten oder mit der in einer Batterie gespeicherten elektrischen Energie ausgeglichen. Die Hilfsanlage weist Hilfsanlagen auf, die für den Betrieb der Energieabgabevorrichtung erforderlich sind, z. B. eine Pumpe zum Umführen des Kühlwassers des Verbrennungsmotors, und solche, die nicht für den Betrieb der Energieabgabevorrichtung, sondern für den Betrieb des Fahrzeugs erforderlich sind, wie z. B. eine Pumpe für die Servolenkung und eine Pumpe für eine Klimaanlage. Beim System zum Zuführen der Energie der Hilfsanlage von der Batterie ist es erforderlich, daß die Batterie eine große Kapazität hat und dadurch groß ist, um ausreichende elektrische Energie der Hilfsanlage zuzuführen. Die Batterie wird im allgemeinen mit der regenerativen elektrischen Energie geladen, die dem Schlupf der elektromagnetischen Kupplung entspricht. Der Gesamtenergie-Wirkungsgrad wird somit in Abhängigkeit vom Betriebswirkungsgrad der elektromagnetischen Kupplung und dem Lade- und Entladewirkungsgrad der Batterie verringert.
Beim System, bei dem die Hilfsanlage mit der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors mechanisch verbunden ist, wird durch Drehung der Abtriebswelle erzeugte mechanische Energie als Energie der Hilfsanlage direkt zugeführt. Bei dieser Struktur werden nicht die vorstehend genannten Probleme erzeugt. Jedoch dreht sich die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors bei dieser Struktur nicht, wenn der Verbrennungsmotor seinen Betrieb stoppt, und das Fahrzeug wird nur mit der in der Batterie gespeicherten elektrischen Energie angetrieben. Die stillstehende Abtriebswelle erzeugt keine für den Betrieb der Hilfsanlage erforderliche Energie.
Das Dokument EP-A-0 510 582 bezieht sich auf eine Fahrzeug-Antriebsmaschine mit einer Wärmeantriebseinrichtung (Verbrennungsmotor) und einer elektrischen Antriebseinrichtung (Elektromotor). Der Verbrennungsmotor ist über eine erste Kupplung mit einer Antriebswelle verbindbar. Ein Antrieb überträgt auswählend Energie von der Antriebswelle zu einer Welle, an der Hilfseinrichtungen installiert sind. Der Elektromotor ist mit der Antriebswelle über eine weitere Kupplung verbindbar. Der Verbrennungsmotor treibt die Welle und einen Generator über einen Antrieb an, Der Generator kann auch als Motor verwendet werden; in diesem Fall enthält der Antrieb eine weitere Kupplung, Diese Fahrzeug- Antriebsmaschine hat den Nachteil, daß die Energie, die vom Elektromotor zu den Rädern im Fall einer sehr niedrigen Drehzahl übertragen wird, nicht ausreichend sein kann, um die Hilfseinrichtung mit ausreichender Energie anzutreiben. Ferner ist der Wirkungsgrad dieser Fahrzeug-Antriebsmaschine nicht sehr hoch, da Energie an den Antrieben und den Kupplungen verbraucht wird. Außerdem erzeugt der vorliegende Generator ebenfalls Energie in dem Fall, daß die gesamte Energie vom Verbrennungsmotor vorzugsweise verwendet werden sollte, um nur die Antriebswelle und die Welle anzutreiben.
Das Dokument US-A-3 699 351 offenbart ein Fahrzeug mit zwei Betriebsweisen und zwei Motoren zum Antreiben einer Abtriebswelle, eines Hilfsgenerators und einer Ölpumpe, wobei jeder Motor seinen eigenen Stator hat. Daher haben die zwei Motoren zwei Statoren und zwei Rotoren. Diese Motoren können über eine Einrichtung gekoppelt werden, die eine beträchtliche Menge an elektrischer oder mechanischer Energie verbraucht. Folglich ist der Wirkungsgrad beim Antreiben einer Hilfseinrichtung nicht sehr hoch.
Das nächstkommende Dokument zum Stand der Technik US 3 789 281 bezieht sich auf eine Vorrichtung, bei der die Abtriebswelle einer Antriebsmaschine mit einem Rotor einer elektromagnetischen Kupplung verbunden ist. Der andere Rotor der elektromagnetischen Kupplung ist auf einer Antriebswelle vorgesehen, die mit einem Rotor einer Rotationsmaschine verbunden ist. Auch in diesem Fall dreht sich die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors nicht, wenn der Verbrennungsmotor seinen Betrieb stoppt.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die die Nachteile der Strukturen nach dem Stand der Technik überwindet, besteht somit darin, durch einen Verbrennungsmotors erzeugte Energie mit einem hohen Wirkungsgrad zu übertragen oder zu verwenden und zu ermöglichen, daß einer Hilfsanlage, die zu einer Abtriebswelle des Verbrennungsmotors Verbindung herstellt, ausreichend Energie zugeführt wird, selbst wenn der Verbrennungsmotor seinen Betrieb stoppt und das Fahrzeug nur mit der in einer Batterie gespeicherten elektrischen Energie angetrieben wird.
Diese Aufgabe wird durch Energieabgabevorrichtungen nach den Ansprüchen 1 und 5 und durch Verfahren entsprechend den Ansprüchen 8 und 10 gelöst.
Eine erste Energieabgabevorrichtung entsprechend dem Hintergrund der Erfindung weist auf: einen Verbrennungsmotor mit einer Abtriebswelle, einen ersten Motor mit einem mit der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors verbundenen ersten Rotor und einem mit der Antriebswelle verbundenen zweiten Rotor, wobei der zweite Rotor bezüglich des ersten Rotors koaxial und drehbar angeordnet ist und der erste und der zweite Rotor elektromagnetisch miteinander verbunden sind, wodurch zwischen der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors und der Antriebswelle über die elektromagnetische Verbindung des ersten und des zweiten Rotors Energie übertragen wird, eine Antriebsschaltung für den ersten Motor und zum Steuern eines Maßes an elektromagnetischer Verbindung des ersten Rotors und des zweiten Rotors im ersten Motor zum Regulieren der Rotation des zweiten Rotors bezüglich des ersten Rotors, einen mit der Antriebswelle verbunden zweiten Motor, eine Antriebsschaltung für den zweiten Motor zum Antreiben und Steuern des zweiten Motors, eine Speicherbatterie, die mit der durch den ersten Motor regenerierten elektrischen Energie über die Antriebsschaltung für den ersten Motor geladen wird, die mit der durch den zweiten Motor regenerierten elektrischen Energie über die Antriebsschaltung für den zweiten Motor geladen wird, die elektrische Energie, die zum Antreiben des ersten Motors erforderlich ist, über die Antriebsschaltung für den ersten Motor entlädt, und die elektrische Energie, die zum Antreiben des zweiten Motor erforderlich ist, über die Antriebsschaltung für den zweiten Motor entlädt, eine Hilfsanlage, die mit der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors verbunden ist und durch die Energie der Abtriebswelle angetrieben wird, und eine Hilfsanlagensteuereinrichtung zum Steuern der Antriebsschaltung für den ersten Motor, um zu ermöglichen, daß der erste Motor der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors mit der in der Speicherbatterie gespeicherten elektrischen Energie ein Drehmoment zuführt, während der Verbrennungsmotor seinen Betrieb stoppt, wobei das Drehmoment ermöglicht, daß sich die Abtriebswelle des Verbrennungsmotor mit einer vorbestimmten Drehzahl dreht.
Selbst wenn der Verbrennungsmotors seinen Betrieb stoppt, kann die erste Energieabgabevorrichtung entsprechend dem Hintergrund der Erfindung den ersten Motor mit der in der Speicherbatterie gespeicherten elektrischen Energie antreiben, um die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors in Rotation zu versetzen und dadurch die Hilfsanlage, die mit der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors Verbindung herstellt, anzutreiben.
Entsprechend einem Aspekt der ersten Energieabgabevorrichtung entsprechend dem Hintergrund der Erfindung ist das Drehmoment ein erstes Drehmoment und weist die Hilfsanlagen-Steuereinrichtung eine Einrichtung zum Steuern der Antriebsschaltung für den zweiten Motor auf, um zu ermöglichen, daß der zweite Motor ein zweites Drehmoment an die Antriebswelle anlegt, um eine Änderung des Drehmoments der Antriebswelle durch die Rotation der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors mit der vorbestimmten Drehzahl bedingt zu verringern.
Entsprechend einen noch weiteren Aspekt der ersten Energieabgabevorrichtung entsprechend dem Hintergrund der Erfindung weist die Hilfsanlagensteuereinrichtung eine Einrichtung zum Steuern der Antriebsschaltung für den zweiten Motor auf, um zu ermöglichen, daß der zweite Motor das zweite Drehmoment an die Antriebswelle als eine Summe des dritten Drehmoments und eines vierten Drehmoments anlegt, wobei das dritte Drehmoment angelegt wird, um die Antriebswelle in Rotation zu versetzen und das vierte Drehmoment eine Größe hat, die im wesentlichen gleich dem ersten Drehmoment ist, das durch den ersten Motor angelegt wird, um die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors mit der vorbestimmten Drehmoment jedoch entgegengesetzt zum ersten Drehmoment in Rotation zu versetzen.
Eine zweite Energieabgabevorrichtung entsprechend dem Hintergrund der Erfindung weist auf: einen Verbrennungsmotor mit einer Abtriebswelle, einen Komplexmotor mit einem mit der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors verbundenen ersten Rotor, einem mit der Antriebswelle verbundenen zweiten Rotor, der bezüglich des ersten Rotors koaxial und drehbar angeordnet ist, und einem Stator zur Rotation des zweiten Rotors, wobei der erste Rotor und der zweite Rotor einen ersten Motor bilden, der zweite Rotor und der Stator einen zweiten Motor bilden, eine Antriebsschaltung für den ersten Motor zum Antreiben und Steuern des ersten Motors im Komplexmotor, eine Antriebsschaltung für den zweiten Motor zum Antreiben und Steuern des zweiten Motors im Komplexmotor, eine Speicherbatterie, die mit elektrischer Energie, die durch den ersten Motor regeneriert wird, über die Antriebsschaltung für den ersten Motor geladen wird, die mit elektrischer Energie, die durch den zweiten Motor regeneriert wird, über die Antriebsschaltung für den zweiten Motor geladen wird, die elektrische Energie, die zum Antrieb des ersten Motors erforderlich ist, über die Antriebsschaltung für den ersten Motor entlädt und die elektrische Energie, die zum Antrieb des zweiten Motors erforderlich ist, über die Antriebsschaltung für den zweiten Motor entlädt, eine Hilfsanlage, die mit der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors verbunden ist und durch die Energie der Abtriebswelle angetrieben wird, und eine Hilfsanlagensteuereinrichtung zum Steuern der Antriebsschaltung für den ersten Motor, um zu ermöglichen, daß der erste Motor im Komplexmotor ein Drehmoment an die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors mit der in der Speicherbatterie gespeicherten elektrischen Energie anlegt, während der Verbrennungsmotor seinen Betrieb anhält, wobei das Drehmoment ermöglicht, daß sich die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors mit einer vorbestimmten Drehzahl dreht.
Selbst wenn der Verbrennungsmotor seinen Betrieb anhält kann die zweite Energieabgabevorrichtung entsprechend dem Hintergrund der Erfindung den ersten Motor im Komplexmotor mit der in der Speicherbatterie gespeicherten elektrischen Energie antreiben, um die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors in Rotation zu versetzen und dadurch die Hilfsanlage, die mit der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors Verbindung herstellt, anzutreiben. Bei der Struktur der zweiten Energieabgabevorrichtung ist der erste Motor mit dem zweiten Motor einstückig verbunden. Das verringert das Gewicht und die Größe der gesamten Energieabgabevorrichtung.
Entsprechend einem Aspekt der zweiten Energieabgabevorrichtung entsprechend dem Hintergrund der Erfindung ist das Drehmoment ein erstes Drehmoment und weist die Hilfsanlagensteuereinrichtung eine Einrichtung zum Steuern der Antriebsschaltung für den zweiten Motor auf, um zu ermöglichen, daß der zweite Motor im Komplexmotor ein zweites Drehmoment an die Antriebswelle anlegt, um eine Änderung des Drehmoments der Antriebswelle bedingt durch die Rotation der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors mit der vorbestimmten Drehzahl zu verringern.
Entsprechend einem Aspekt der zweiten Energieabgabevorrichtung entsprechend dem Hintergrund der Erfindung steuert die Hilfsanlagensteuereinrichtung die Antriebsschaltung für den zweiten Motor, um zu ermöglichen, daß der zweite Motor im Komplexmotor das zweite Drehmoment an die Antriebswelle als eine Summe des dritten Drehmoments und eines vierten Drehmoments anlegt, wobei das dritte Drehmoment angelegt wird, um die Antriebswelle in Rotation zu versetzen und das vierte Drehmoment eine Größe hat, die im wesentlichen gleich dem ersten Drehmoment ist, das durch den ersten Motor im Komplexmotor angelegt wird, um die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors mit der vorbestimmten Drehzahl jedoch entgegengesetzt zum ersten Drehmoment zu drehen.
Entsprechend einem weiteren Aspekt des Hintergrunds der Erfindung weist eine dritte Energieabgabevorrichtung zur Abgabe von Energie zu einer Antriebswelle auf: einen Verbrennungsmotor mit einer Abtriebswelle, einen ersten Motor mit einem mit der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors verbundenen ersten Rotor und einem mit der Antriebswelle verbundenen zweiten Rotor, wobei der zweite Rotor bezüglich des ersten Rotors koaxial und drehbar angeordnet ist und der erste und der zweite Rotor elektromagnetisch miteinander verbunden sind, wodurch zwischen der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors und der Antriebswelle über die elektromagnetische Verbindung des ersten und des zweiten Rotors Energie übertragen wird, eine Antriebsschaltung für den erste Motor zum Steuern eines Maßes an elektromagnetischer Verbindung des ersten Rotors mit dem zweiten Rotor im ersten Motor und zum Regulieren der Rotation des zweiten Rotors bezüglich des ersten Rotors, einen zweiten Motor mit einem mit der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors verbundenen dritten Rotor, eine Antriebsschaltung für den zweiten Motor zum Antreiben und Steuern des zweiten Motors, eine Speicherbatterie, die mit elektrischer Energie, die durch den ersten Motor regeneriert wird, über die Antriebsschaltung für den ersten Motor geladen wird, die mit elektrischer Energie, die durch den zweiten Motor regeneriert wird, über die Antriebsschaltung für den zweiten Motor geladen wird, die elektrische Energie, die zum Antreiben des ersten Motors erforderlich ist, über die Antriebsschaltung für den ersten Motor entlädt und die elektrische Energie, die zum Antreiben des zweiten Motors erforderlich ist, über die Antriebsschaltung für den zweiten Motor entlädt, eine Hilfsanlage, die mit der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors verbunden ist und durch die Energie der Abtriebswelle angetrieben wird, und eine Hilfsanlagensteuereinrichtung zum Steuern der Antriebsschaltung für den zweiten Motor, um zu ermöglichen, daß der zweite Motor ein Drehmoment an die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors mit der in der Speicherbatterie gespeicherten Energie anlegt, während der Verbrennungsmotor seinen Betrieb stoppt, wobei das Drehmoment ermöglicht, daß sich die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors mit einer vorbestimmten Drehzahl dreht.
Selbst wenn der Verbrennungsmotors seinen Betrieb stoppt, kann die dritte Energieabgabevorrichtung entsprechend dem Hintergrund der Erfindung den zweiten Motor mit der in der Speicherbatterie gespeicherten elektrischen Energie antreiben, um die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors in Rotation zu versetzen und dadurch die Hilfsanlage, die mit der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors Verbindung herstellt, anzutreiben.
Entsprechend einem Aspekt der dritten Energieabgabevorrichtung entsprechend dem Hintergrund der Erfindung ist das Drehmoment ein erstes Drehmoment und steuert die Hilfsanlagensteuereinrichtung die Antriebsschaltung für den zweiten Motor, um zu ermöglichen, daß der zweite Motor das erste Drehmoment, das größer als ein vom ersten Motor an die Antriebswelle angelegtes zweites Drehmoment ist, an die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors anlegt.
Entsprechend einem noch weiteren Aspekt entsprechend dem Hintergrund der Erfindung weist eine vierte Energieabgabevorrichtung zur Abgabe von Energie zu einer Antriebswelle auf: einen Verbrennungsmotors mit einer Abtriebswelle, einen Komplexmotor mit einem mit der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors verbundenen ersten Rotor, einem mit der Antriebwelle verbundenen zweiten Rotor, der bezüglich des ersten Rotors koaxial und drehbar angeordnet ist, und einem Stator zur Rotation des ersten Rotors, wobei der erste Rotor und der zweite Rotor einen ersten Motor bilden und der erste Rotor und der Stator einen zweiten Motor bilden, eine Antriebsschaltung für den ersten Motor zum Antreiben und Steuern des ersten Motors im Komplexmotor, eine Antriebsschaltung für den zweiten Motor zum Antreiben und Steuern des zweiten Motors im Komplexmotor, eine Speicherbatterie, die mit elektrischer Energie, die durch den ersten Motor regeneriert wird, über die Antriebsschaltung für den ersten Motor geladen wird, die mit elektrischer Energie, die durch den zweiten Motor regeniert wird, über die Antriebsschaltung für den zweiten Motor geladen wird, die elektrische Energie, die zum Antreiben des ersten Motors erforderlich ist, über die Antriebsschaltung für den ersten Motor entlädt, und die elektrische Energie, die zum Antrieb des zweiten Motors erforderlich ist, über die Antriebsschaltung für den zweiten Motor entlädt, eine Hilfsanlage, die mit der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors verbunden ist und durch die Energie der Abtriebswelle angetrieben wird, und eine Hilfsanlagensteuereinrichtung zum Steuern der Antriebsschaltung für den zweiten Motor, um zu ermöglichen, daß der zweite Motor im Komplexmotor ein Drehmoment an die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors mit der in der Speicherbatterie gespeicherten elektrischen Energie anlegt, während der Verbrennungsmotors seinen Betrieb stoppt, wobei das Drehmoment ermöglicht, daß sich die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors mit einer vorbestimmten Drehzahl dreht.
Selbst wenn der Verbrennungsmotor seinen Betrieb stoppt, kann die vierte Energieabgabevorrichtung entsprechend dem Hintergrund der Erfindung den zweiten Motor im Komplexmotor mit der in der Speicherbatterie gespeicherten elektrischen Energie antreiben, um die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors in Rotation zu versetzen und dadurch die Hilfsanlage, die mit der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors Verbindung herstellt, anzutreiben. Bei der Struktur der vierten Energieabgabevorrichtung ist der erste Motor mit dem zweiten Motor einstückig verbunden. Dieses verringert das Gewicht und die Größe der gesamten Energieabgabevorrichtung.
Entsprechend einem Aspekt der vierten Energieabgabevorrichtung entsprechend dem Hintergrund der Erfindung ist das Drehmoment ein erstes Drehmoment und weist die Hilfsanlagensteuereinrichtung eine Einrichtung zum Steuern der Antriebsschaltung für den zweiten Motor auf, um zu ermöglichen, daß der zweite Motor im Komplexmotor das erste Drehmoment, das größer als ein vom ersten Motor im Komplexmotor an die Antriebswelle angelegtes zweites Drehmoment ist, an die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors anlegt.
Die vorstehenden und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden ebenfalls zumindest teilweise durch ein erstes Verfahren zum Steuern einer Energieabgabevorrichtung zur Abgabe von Energie an eine Antriebswelle entsprechend dem Hintergrund der Erfindung umgesetzt. Das erste Verfahren entsprechend dem Hintergrund der Erfindung weist die Schritte auf: (a) Vorsehen eines Verbrennungsmotors mit einer Abtriebswelle, eines ersten Motors mit einem mit der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors verbundenen ersten Rotor und einem mit der Antriebswelle verbundenen zweiten Rotor, wobei der zweite Rotor bezüglich des ersten Rotors koaxial und drehbar angeordnet ist und der erste und der zweite Rotor elektromagnetisch miteinander verbunden sind, wodurch zwischen der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors und der Antriebswelle über die elektromagnetische Verbindung des ersten und des zweiten Rotors Energie übertragen wird, eines zweiten Motors, der mit der Antriebswelle verbunden ist, einer Speicherbatterie, die mit elektrischer Energie, die durch den ersten Motor regeneriert wird, geladen wird, die mit elektrischer Energie, die durch den zweiten Motor regeneriert wird, geladen wird, die elektrische Energie, die zum Antreiben des ersten Motors erforderlich ist, entlädt und die elektrische Energie, die zum Antreiben des zweiten Motors erforderlich ist, entlädt und einer Hilfsanlage, die mit der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors verbunden ist und durch die Energie der Abtriebswelle angetrieben wird, und (b) Steuern des ersten Motor, um zu ermöglichen, daß der erste Motor ein Drehmoment auf die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors mit der in der Speicherbatterie gespeicherten elektrischen Energie aufbringt, während der Verbrennungsmotor seinen Betrieb stoppt, wobei das Drehmoment ermöglicht, daß sich die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors mit einer vorbestimmten Drehzahl dreht.
Selbst wenn der Verbrennungsmotor seinen Betrieb anhält kann das erste Verfahren entsprechend dem Hintergrund der Erfindung den ersten Motor mit der in der Speicherbatterie gespeicherten elektrischen Energie antreiben, um die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors in Rotation zu versetzen, und dadurch die Hilfsanlage, die mit der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors Verbindung herstellt, anzutreiben.
Entsprechend einem Aspekt des ersten Verfahrens entsprechend dem Hintergrund der Erfindung ist das Drehmoment ein erstes Drehmoment und weist das erste Verfahren ferner den Schritt (c) des Steuerns des zweiten Motors, um zu ermöglichen, daß der zweite Motor ein zweites Drehmoment an die Antriebswelle als eine Summe eines dritten Drehmoments und eines vierten Drehmoments anlegt, wobei das dritte Drehmoment angelegt wird, um die Antriebswelle in Rotation zu versetzen und das vierte Drehmoment eine Größe hat, die im wesentlichen gleich dem ersten Drehmoment ist, das durch den ersten Motor angelegt wird, um die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors mit der vorbestimmten Drehzahl jedoch entgegengesetzt zum ersten Drehmoment zu drehen, auf.
Ein zweites Verfahren entsprechend dem Hintergrund der Erfindung weist die Schritte auf: (a) Vorsehen eines Verbrennungsmotors mit einer Abtriebswelle, eines ersten Motor mit einem mit der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors verbundenen ersten Rotor und einem mit der Antriebswelle verbundenen zweiten Rotor, wobei der zweite Rotor bezüglich des ersten Rotors koaxial und drehbar angeordnet ist und der erste und der zweite Rotor elektromagnetisch miteinander verbunden sind, wodurch zwischen der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors und der Antriebswelle über die elektromagnetische Verbindung des ersten und des zweiten Rotors Energie übertragen wird, eines mit der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors verbundenen zweiten Motors, einer Speicherbatterie, die mit durch den ersten Motor regenerierter elektrischer Energie geladen wird, die mit durch den zweiten Motor regenerierter elektrischer Energie geladen wird, die elektrische Energie, die zum Antreiben des ersten Motors erforderlich ist, entlädt und die elektrische Energie, die zum Antreiben des zweiten Motors erforderlich ist, entlädt, und einer Hilfsanlage, die mit der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors verbunden ist und durch die Energie der Abtriebswelle angetrieben wird, und (b) Steuern des zweiten Motors, um zu ermöglichen, daß der zweite Motor ein Drehmoment an die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors mit der in der Speicherbatterie gespeicherten elektrischen Energie anlegt, während der Verbrennungsmotors seinen Betrieb stoppt, wobei das Drehmoment ermöglicht, daß sich die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors mit einer vorbestimmten Drehzahl dreht.
Selbst wenn der Verbrennungsmotor seinen Betrieb stoppt, kann das zweite Verfahren entsprechend dem Hintergrund der Erfindung den zweiten Motor mit der in der Speicherbatterie gespeicherten elektrischen Energie antreiben, um die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors zu drehen und dadurch die Hilfsanlage, die mit der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors Verbindung herstellt, anzutreiben.
Entsprechend einem Aspekt des zweiten Verfahrens entsprechend dem Hintergrund der Erfindung ist das Drehmoment ein erstes Drehmoment und weist das zweite Verfahren ferner den Schritt (c) des Steuerns der Antriebsschaltung für den zweiten Motor, um zu ermöglichen, daß der zweite Motor das erste Drehmoment, das größer als ein vom ersten Motor an die Antriebswelle angelegtes zweites Drehmoment ist, an die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors anlegt, auf.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele mit den beiliegenden Zeichnungen deutlicher.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 stellt schematisch die Struktur einer Energieabgabevorrichtung 20 als ein erstes Ausführungsbeispiel entsprechend der vorliegenden Erfindung dar,
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht, die detaillierte Strukturen eines Kupplungsmotors 30 und eines Hilfsmotors 40 darstellt, die in der Energieabgabevorrichtung 20 von Fig. 1 enthalten sind,
Fig. 3 ist eine schematische Ansicht, die die allgemeine Struktur eines Fahrzeugs darstellt, in dem die Energieabgabevorrichtung 20 von Fig. 1 enthalten ist,
Fig. 4 ist eine graphische Darstellung, die das Betriebsprinzip der Energieabgabevorrichtung 20 zeigt,
Fig. 5 ist ein Fließbild, das eine Drehmomentsteuerroutine zeigt, die durch die Steuereinrichtung 80 im ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird,
Fig. 6 ist ein Fließbild, das Einzelheiten des Steuerprozesses des Kupplungsmotors 30, der in Schritt S108 im Fließbild von Fig. 5 ausgeführt wird, zeigt,
die Fig. 7 und 8 sind Fließbilder, die Einzelheiten des Steuerprozesse des Hilfsmotors 40, der in Schritt S110 im Fließbild von Fig. 5 ausgeführt werden, zeigt,
Fig. 9 ist ein Fließbild, das eine verbrennungsmotor- Anhaltezeit-Drehmomentsteuerroutine zeigt, die durch die Steuereinrichtung 80 im ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird,
Fig. 10 stellt schematisch eine Energieabgabevorrichtung 20A als eine Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels dar,
Fig. 11 stellt schematisch eine Struktur einer weiteren Energieabgabevorrichtung 20B als ein zweites Ausführungsbeispiel entsprechend der vorliegenden Erfindung dar,
Fig. 12 ist ein Fließbild, das eine Drehmomentsteuerroutine zeigt, die durch die Steuereinrichtung 80 im zweiten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird,
Fig. 13 ist ein Fließbild, das eine Verbrennungsmotor- Anhaltezeit-Drehmomentsteuerroutine zeigt, die durch die Steuereinrichtung 80 im zweiten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird,
Fig. 14 stellt schematisch eine Energieabgabevorrichtung 20C als eine Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispiels dar, und
Fig. 15 stellt schematisch eine Energieabgabevorrichtung 20D als eine weitere Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispiels dar.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, die die Struktur einer Energieabgabevorrichtung 20 als ein erstes Ausführungsbeispiel entsprechend der vorliegenden Erfindung darstellt; Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht, die detaillierte Strukturen eines Kupplungsmotors 30 und eines Hilfsmotors 40, die in der Energieabgabevorrichtung 20 von Fig. 1 enthalten sind, darstellt; Fig. 3 ist eine schematische Ansicht, die eine allgemeine Struktur eines Fahrzeugs zeigt, das die Energieabgabevorrichtung 20 von Fig. 1 enthält. Die allgemeine Struktur des Fahrzeugs wird aus Gründen der Zweckmäßigkeit als erstes beschrieben.
Unter Bezugnahme auf Fig. 3 ist das Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotors 50, der durch Benzin als Energiequelle angetrieben wird, versehen. Die von einem Luftzuführsystem über ein Drosselventil 66 aufgenommene Luft wird mit Kraftstoff, d. h. in diesem Ausführungsbeispiel mit Benzin, das von einem Kraftstoffeinspritzventil 51 eingespritzt wurde, gemischt. Das Luft/Kraftstoff-Gemisch wird in eine Verbrennungskammer 52 geführt, um explosiv gezündet und verbrannt zu werden. Ein lineare Bewegung des Kolbens 54, der durch die Explosion des Luft/Kraftstoff-Gemisches niedergedrückt wird, wird in eine Rotationsbewegung einer Kurbelwelle 56 umgewandelt. Das Drosselventil 66 wird durch eine Betätigungseinrichtung 68 angetrieben, um sich zu öffnen und zu schließen. Eine Zündkerze 62 wandelt eine Hochspannung, die von einer Zündeinrichtung 58 über einen Verteiler 60 zugeleitet wird, in einen Funken um, der das Luft/Kraftstoff- Gemisch explosiv zündet und verbrennt.
Der Betrieb des Verbrennungsmotor 50 wird durch eine elektronische Steuereinheit (im folgenden wird sich auf diese als EFIECU bezogen) 70 gesteuert. Die EFIECU 70 nimmt Informationen von zahlreichen Sensoren auf, die die Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors 50 erfassen. Diese Sensoren weisen einen Drosselventilpositionssensor 67 zum Erfassen der Position des Drosselventils 66, einen Krümmervakuumsensor 72 zum Messen einer auf den Verbrennungsmotor 50 aufgebrachten Last, einen Wassertemperatursensor 74 zum Messen der Temperatur des Kühlwassers im Verbrennungsmotor 50 und einen Geschwindigkeitssensor 76 und einen Winkelsensor 78, die am Verteiler 60 montiert sind, um die Drehzahl und den Rotationswinkel der Kurbelwelle 56 zu messen, auf. Ein Anlasserschalter 79 zum Erfassen eines Anlaßzustands ST eines Zündschalters (nicht gezeigt) ist ebenfalls mit der EFIECU 70 verbunden. Weitere Sensoren und Schalter, die mit der EFIECU 70 Verbindung herstellen, sind in den Zeichnungen weggelassen.
Die Kurbelwelle 56 des Verbrennungsmotors 50 ist über einen Kupplungsmotor 30 und einen Hilfsmotor 40 (die später detailliert beschrieben werden) mit einer Antriebswelle 22 verbunden. Die Antriebswelle 22 ist ferner mit einem Differentialgetriebe 24 verbunden, das anschließend das von der Antriebswelle 22 der Energieabgabevorrichtung 20 abgegebene Drehmoment zu linken und rechten treibenden Rädern 26 und 28 überträgt. Der Kupplungsmotor 30 und der Hilfsmotor 40 werden durch eine Steuereinrichtung 80 angetrieben und gesteuert. Die Steuereinrichtung 80 weist eine innere Steuer-CPU auf und nimmt Eingangssignale von einem Gangschaltpositionssenor 84, der an einer Gangschalteinrichtung 82 befestigt ist, und einem Fahrpedalpositionssensor 65, der an einem Fahrpedal 64 befestigt ist, wie es detailliert später beschrieben wird, auf. Die Steuereinrichtung 80 sendet eine Vielzahl von Daten und Informationen an die EFIECU 70 und empfängt diese von der EFIECU 70 mittels Kommunikation. Einzelheiten der Steuerprozedur einschließlich eines Kommunikationsprotokolls werden später beschrieben.
Einige Hilfsanlagen sind direkt oder über einen Riemen 102 mit einer Kurbelwelle 56B verbunden, die vom Verbrennungsmotor 50 entgegengesetzt zur Kurbelwelle 56 hervorsteht. Die Hilfsanlagen weisen eine Kühlpumpe 104 zum Umführen von Kühlwasser für den Verbrennungsmotor 50 und eine P/S-Pumpe 106 zum Zuführen von Energie zu einer Servolenkung auf. Diese Hilfsanlagen nehmen Energie auf, die durch Drehung der Kurbelwelle 56B erzeugt wird.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 weist die Energieabgabevorrichtung 20 im wesentlichen den Verbrennungsmotor 50, den Kupplungsmotor 30 mit einem Außenrotor 32 und einem Innenrotor 34, den Hilfsmotor 40 mit einem Rotor 42 und die Steuereinrichtung 80 zum Antreiben und Steuern des Kupplungsmotors 30 und des Hilfsmotors 40 auf. Der Außenrotor 32 des Kupplungsmotors 30 ist mit einem Endabschnitt der Kurbelwelle 56 des Verbrennungsmotors 50 mechanisch verbunden, wohingegen der Innenrotor 34 von diesem mit dem Rotor 42 des Hilfsmotors 40 mechanisch verbunden ist.
Wie es in Fig. 1 gezeigt ist, ist der Kupplungsmotor 30 als ein Synchronmotor aufgebaut, bei dem Dauermagnete 35 an einer Innenfläche des Außenrotors 32 befestigt sind und Dreiphasenspulen 36 auf im Innenrotor 34 ausgebildete Schlitze gewickelt sind. Den Dreiphasenspulen 36 wird über einen Drehwandler 38 Energie zugeführt. Ein dünnes laminiertes Blech aus ungerichtetem elektromagnetischem Stahl wird verwendet, um Zähne und Schlitze für die Dreiphasenspulen 36 im Innenrotor 34 auszubilden. Ein Drehmelder 39 zum Messen eines Rotationswinkels θe der Kurbelwelle 56 ist an der Kurbelwelle 56 befestigt. Der Drehmelder 39 kann ebenfalls als der Winkelsensor 78, der am Verteiler 60 montiert ist, dienen.
Der Hilfsmotor 40 ist ebenfalls als ein Synchronmotor mit Dreiphasenspulen 44 aufgebaut, die auf einen Stator 43 gewickelt sind, der an einem Gehäuse 45 befestigt ist, um ein rotierendes Magnetfeld zu erzeugen. Der Stator 43 ist ebenfalls aus einem dünnen laminierten Blech aus ungerichtetem elektromagnetischen Stahl hergestellt. Ein Vielzahl von Dauermagneten 46 sind an einer Außenfläche des Rotors 42 befestigt. Im Hilfsmotor 40 führt eine Wechselwirkung zwischen einem durch die Dauermagneten 46 ausgebildeten Magnetfeld und einem durch die Dreiphasenspulen 44 ausgebildeten rotierenden Magnetfeld zu einer Rotation des Rotors 42. Der Rotor 42 ist mit der Antriebswelle 22 mechanisch verbunden, die als die Drehmomentabtriebswelle der Energieabgabevorrichtung 20 arbeitet. Ein Drehmelder 48 zum Messen eines Rotationswinkels 6d der Antriebswelle 22 ist an der Antriebswelle 22 befestigt, die ferner durch ein im Gehäuse 45 gehaltenes Lager 49 gelagert ist.
Der Innenrotor 34 des Kupplungsmotors 30 ist mit dem Rotor 42 des Hilfsmotors 40 und ferner mit der Antriebswelle 22 mechanisch verbunden. Wenn die Rotation und das Axialdrehmoment der Kurbelwelle 56 des Verbrennungsmotors 50 über den Außenrotor 32 zum Innenrotor 34 des Kupplungsmotors 30 übertragen werden, wird die Rotation und das Drehmoment durch den Hilfsmotor 40 zur übertragenen Rotation und zum übertragenen Drehmoment addiert bzw. von diesen subtrahiert.
Während der Hilfsmotor 40 als ein herkömmlicher Dauermagnet-Dreiphasen-Synchronmotor aufgebaut ist, weist der Kupplungsmotor 30 zwei Rotationselemente oder Rotoren auf, d. h. den Außenrotor 32 mit den Dauermagneten 35 und den Innenrotor 34 mit den Dreiphasenspulen 36. Die detaillierte Struktur des Kupplungsmotors 30 wird mittels der Querschnittsansicht von Fig. 2 beschrieben. Der Außenrotor 32 des Kupplungsmotors ist an einem Umfangendabschnitt eines Rades 57, das um die Kurbelwelle 56 herum angeordnet ist, mittels eines Druckstiftes 59a und einer Schraube 59b befestigt. Ein Mittelabschnitt des Rades 57 steht vor, um ein wellenartiges Element zu bilden, an dem der Innenrotor 34 mittels Lagern 37A und 37B drehbar befestigt ist. Ein Endabschnitt der Antriebswelle 22 ist am Innenrotor 34 befestigt.
Eine Vielzahl von Dauermagneten 35, in diesem Ausführungsbeispiel vier, ist an der Innenfläche des Außenrotors 32 gemäß Vorbeschreibung befestigt. Die Dauermagneten 35 sind in die Richtung zum axialen Zentrum des Kupplungsmotors 30 hin magnetisiert und haben Magnetpole mit abwechselnden Richtungen. Die Dreiphasenspulen 36 des Innenrotors 34, die zu den Dauermagneten 35 über eine geringe Lücke weisen, sind auf insgesamt 24 Schlitze (nicht gezeigt), die im Innenrotor 34 ausgebildet sind, gewickelt. Die Zuführung von Elektrizität zu den jeweiligen Spulen bildet magnetische Flüsse heraus, die durch die Zähne verlaufen (nicht gezeigt), die die Schlitze voneinander trennen. Die Zuführung eines Dreiphasen-Wechselstroms zu den jeweiligen Spulen versetzt dieses Magnetfeld in Drehung. Die Dreiphasenspulen 36 sind verbunden, um vom Drehwandler 38 zugeführte elektrische Energie aufzunehmen. Der Drehwandler 38 weist Primärwicklungen 38a, die am Gehäuse 45 befestigt sind, und Sekundärwicklungen 38b, die an der mit dem Innenrotor 34 gekoppelten Antriebswelle 22 befestigt sind, auf. Durch elektromagnetische Induktion wird ermöglicht, daß elektrische Energie von den Primärwicklungen 38a zu den Sekundärwicklungen 38b oder umgekehrt übertragen werden. Der Drehwandler 38 hat Wicklungen für drei Phasen, d. h. für eine U-, V- und W-Phase, um die Übertragung der elektrischen Dreiphasenströme zu ermöglichen.
Die Wechselwirkung zwischen einem Magnetfeld, das durch ein benachbartes Paar an Dauermagneten 35 ausgebildet wird, und einem rotierenden Magnetfeld, das durch die Dreiphasenspulen 36 des Innenrotors 34 ausgebildet wird, führt zu eine Vielzahl an Verhaltensweisen des Außenrotors 32 und des Innenrotors 34. Die Frequenz des Dreiphasen-Wechselstroms, der den Dreiphasenspulen 36 zugeführt wird, ist im allgemeinen gleich einer Differenz zwischen der Drehzahl (Umdrehungen je Sekunde) des Außenrotors 32, der mit der Kurbelwelle 56 direkt verbunden ist, und der Drehzahl des Innenrotors 34. Daraus ergibt sich ein Schlupf zwischen den Rotationen des Außenrotors 32 und des Innenrotors 34. Einzelheiten der Steuerprozeduren des Kupplungsmotors 30 und des Hilfsmotors 40 werden nachfolgend auf der Grundlage der Fließbilder beschrieben.
Gemäß Vorbeschreibung werden der Kupplungsmotor 30 und der Hilfsmotor 40 durch die Steuereinrichtung 80 angetrieben und gesteuert. Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 1 weist die Steuereinrichtung 80 eine erste Antriebsschaltung 91 zum Antreiben des Kupplungsmotors 30, eine zweite Antriebsschaltung 92 zum Antreiben des Hilfsmotors 40, eine Steuer-CPU 90 zum Steuern sowohl der ersten als auch der zweiten Antriebsschaltung 91 und 92 und eine Batterie 94, die eine Anzahl von Sekundärzellen aufweist, auf. Die Steuer-CPU 90 ist ein Ein-Chip-Mikroprozessor mit einem RAM 90a, der als Arbeitsspeicher verwendet wird, einem ROM 90b, in dem zahlreiche Steuerprogramme gespeichert sind, einem Eingabe/Ausgabe-Anschluß (nicht gezeigt) und einem seriellen Kommunikationsanschluß (nicht gezeigt), über den Daten zur EFIECU 70 gesendet und von dieser empfangen werden, auf. Die Steuer-CPU 90 nimmt eine Vielzahl von Daten über den Eingabe/Ausgabeanschluß auf. Die Eingabedaten beinhalten einen Rotationswinkel θe der Kurbelwelle 56 des Verbrennungsmotors vom Drehmelder 39, einen Rotationswinkel θd der Antriebswelle 22 vom Drehmelder 48, eine Fahrpedalposition AP (Drückbetrag des Fahrpedals 64) vom Fahrpedalpositionssensor 65, eine Gangschaltposition SP vom Gangschaltsensor 84, Kupplungsmotorströme Iuc und Ivc von zwei Amperemetern 95 und 96 in der ersten Antriebsschaltung 91, Hilfsmotorströme Iua und Iva von zwei Amperemetern 97 und 98 in der zweiten Antriebsschaltung 92 und eine Restkapazität BRM der Batterie 94 von einem Restkapazitätsmesser 99. Der Restkapazitätsmesser 99 kann die Restkapazität BRM der Batterie 94 durch eine beliebige bekannte Methode bestimmen, z. B. durch das Messen der relativen Dichte einer Elektrolytlösung in der Batterie 94 oder des Gesamtgewichts der Batterie 94, durch das Berechnen der Ströme und der Lade- und Entladezeit oder durch das Verursachen eines plötzlichen Kurzschlusses zwischen den Anschlußklemmen der Batterie 94 und das Messen eines Innenwiderstandes über dem elektrischen Strom.
Die Steuer-CPU 90 gibt ein erstes Steuersignal SW1 zum Antreiben der sechs Transistoren Tr1 bis Tr6, die als Schaltelemente der ersten Antriebsschaltung 91 arbeiten, und ein zweites Steuersignal SW2 zum Antrieben der sechs Transistoren Tr11 bis Tr16, die als Schaltelemente der zweiten Antriebsschaltung 92 arbeiten, aus. Die sechs Transistoren Tr1 bis Tr6 in der ersten Antriebsschaltung 91 bilden einen Transistorinverter und sind paarweise angeordnet, um als Quelle und als Senke bezüglich einem Paar von Energieleitungen P1 und P2 zu arbeiten. Die Dreiphasenspulen (U, V, W) 36 des Kupplungsmotors 30 sind über den Drehwandler 38 mit den jeweiligen Kontakten der paarweise angeordneten Transistoren verbunden. Die Energieleitungen P1 und P2 sind mit den Plus- bzw. Minusanschlüssen der Batterie 94 verbunden. Das erste Steuersignal SW1, das von der Steuer-CPU 90 abgegeben wird, steuert aufeinanderfolgend die Einschaltzeit der paarweise angeordneten Transistoren Tr1 bis Tr6. Der durch jede Spule 36 fließende Strom wird einer PWM (Impulsbreitenmodulation) unterzogen, um eine quasi sinusförmige Welle zu erhalten, die es ermöglicht, daß die Dreiphasenspulen 36 ein rotierendes Magnetfeld bilden.
Die sechs Transistoren Tr11 bis Tr16 in der zweiten Antriebsschaltung 92 bilden ebenfalls einen Transistorinverter und sind in der gleichen Weise wie die Transistoren Tr1 bis Tr6 in der ersten Antriebsschaltung 91 angeordnet. Die Dreiphasenspulen (U,V,W) 44 des Hilfsmotors 40 sind mit den jeweiligen Kontakten der paarweise angeordneten Transistoren verbunden. Das zweite Steuersignal SW2, das von der Steuer-CPU 90 ausgegeben wurde, steuert aufeinanderfolgend die Einschaltzeiten der paarweise angeordneten Transistoren Tr11 bis Tr16. Der elektrische Strom, der durch jede Spule 44 strömt, wird einer PWM unterzogen, um eine quasi sinusförmige Welle zu erhalten, die es ermöglicht, daß die Dreiphasenspulen 44 ein rotierendes Magnetfeld bilden.
Die auf diese Weise aufgebaute Energieabgabevorrichtung 20 arbeitet entsprechend den nachstehend beschriebenen Arbeitsprinzipien, insbesondere mit dem Prinzip der Drehmomentumwandlung. Beispielsweise wird angenommen, daß sich der durch die EFIECU 70 angetriebene Verbrennungsmotor 50 mit einer Drehzahl Ne dreht, die gleich einem vorbestimmten Wert N1 ist. Während sich die Transistoren Tr1 bis Tr6 in der ersten Antriebsschaltung 91 in der Aus-Position befinden, führt die Steuereinrichtung 80 keinen Strom zu den Dreiphasenspulen 36 des Kupplungsmotors 30 über den Drehwandler 38. Die fehlende Versorgung mit elektrischem Strom bewirkt, daß der Außenrotor 32 des Kupplungsmotor 30 vom Innenrotor 34 elektromagnetisch getrennt wird. Daraus ergibt sich ein Durchdrehen der Kurbelwelle 56 des Verbrennungsmotors 50. Unter der Bedingung, daß sich alle Transistoren Tr1 bis Tr6 in der Aus-Position befinden, tritt keine Regeneration von Energie von den Dreiphasenspulen 36 auf; der Verbrennungsmotor 50 wird im Leerlauf gehalten.
Wenn die Steuer-CPU 90 der Steuereinrichtung 80 das erste Steuersignal SW1 ausgibt, um die Transistoren Tr1 bis Tr6 in der ersten Antriebsschaltung 91 ein und aus zu steuern, fließt ein konstanter elektrischer Strom durch die Dreiphasenspulen 36 des Kupplungsmotors 30 auf der Grundlage der Differenz zwischen der Drehzahl Ne der Kurbelwelle 56 des Verbrennungsmotors 50 und einer Drehzahl Nd der Antriebswelle 22 (d. h. der Differenz Nc (= Ne-Nd) zwischen der Drehzahl des Außenrotors 32 und der des Innenrotors 34 im Kupplungsmotor 34). Zwischen dem Außenrotor 32 und dem Innenrotor 34, die im Kupplungsmotor 30 miteinander verbunden sind, tritt dementsprechend ein bestimmter Schlupf auf. Zu diesem Zeitpunkt dreht sich der Innenrotor 34 mit der Drehzahl Nd, die niedriger als die Drehzahl Ne der Kurbelwelle 56 des Verbrennungsmotors 50 ist. In diesem Zustand funktioniert der Kupplungsmotor 30 als Generator und führt den regenerativen Betrieb aus, um einen elektrischen Strom über die erste Antriebsschaltung 91 zu regenerieren. Um zu ermöglichen, daß der Hilfsmotor 40 Energie verbraucht, die mit der durch den Kupplungsmotor 30 regenerierten Energie identisch ist, steuert die Steuer-CPU 90 die Transistoren Tr11 bis T16 in der zweiten Antriebsschaltung 92 ein und aus. Die Ein- und Aus-Steuerung der Transistoren Tr11 bis Tr16 ermöglicht es, daß ein elektrischer Strom durch die Dreiphasenspulen 44 des Hilfsmotors strömt; der Hilfsmotor 40 führt folglich den Energiebetrieb aus, um ein Drehmoment zu erzeugen.
Unter Bezugnahme auf Fig. 4 wird, während die Kurbelwelle 56 des Verbrennungsmotors mit einer Drehzahl N1 und einem Drehmoment T1 angetrieben wird, Energie in einem Bereich G1 als elektrische Energie durch den Kupplungsmotor 30 regeneriert. Die regenerierte Energie wird dem Hilfsmotor 40 zugeführt und in Energie in einem Bereich G2 umgewandelt, die ermöglicht, daß sich die Antriebswelle 22 mit einer Drehzahl N2 und einem Drehmoment T2 dreht. Die Drehmomentumwandlung wird in der vorstehend diskutierten Weise ausgeführt; Energie, die dem Schlupf im Verbrennungsmotors 30 oder der Drehzahldifferenz Nc (= Ne-Nd) entspricht, wird folglich als ein Drehmoment zur Antriebswelle 22 abgegeben.
In einem weiteren Beispiel wird angenommen, daß der Verbrennungsmotor 50 mit einer Drehzahl Ne=N2 und einem Drehmoment Te=T2 angetrieben wird, während sich die Antriebswelle 22 mit der Drehzahl N1 dreht, die größer als die Drehzahl N2 ist. In diesem Zustand dreht sich der Innenrotor 34 des Kupplungsmotors 30 bezüglich des Außenrotors 32 in Drehrichtung der Antriebswelle 22 mit einer Drehzahl, die durch den Absolutwert der Drehzahldifferenz Nc (= Ne-Nd) definiert ist. Während der Kupplungsmotor 30 als normaler Motor arbeitet, verbraucht dieser elektrische Energie, um die Energie der Rotationsbewegung an die Antriebswelle 22 anzulegen. Wenn die Steuer-CPU 90 der Steuereinrichtung 80 die zweite Antriebsschaltung 92 steuert, um zu ermöglichen, daß der Hilfsmotor elektrische Energie regeneriert, erzeugt ein Schlupf zwischen dem Rotor 42 und dem Stator 43 des Hilfsmotors 40, daß der regenerative Strom durch die Dreiphasenspulen 44 strömt. Um zu ermöglichen, daß der Kupplungsmotor 30 die durch den Hilfsmotor 40 regenerierte Energie verbraucht, steuert die Steuer-CPU 90 sowohl die erste Antriebsschaltung 91 als auch die zweite Antriebsschaltung 92. Dieses ermöglicht, daß der Kupplungsmotor 30 angetrieben wird, ohne daß in der Batterie 94 gespeicherte elektrische Energie verwendet wird.
Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 4 wird, wenn die Kurbelwelle 56 des Verbrennungsmotors 50 mit der Drehzahl N2 und dem Drehmoment T2 angetrieben wird, Energie in der Summe der Bereich G2 und G3 als elektrische Energie durch den Hilfsmotor 40 regeneriert und dem Kupplungsmotor 30 zugeführt. Die Zuführung der regenerierten Energie ermöglicht es, daß sich die Antriebswelle 22 mit der Drehzahl N1 und dem Drehmoment T1 dreht.
Im Unterschied zur Drehmomentumwandlung und zur Drehzahlumwandlung, die vorstehend erläutert wurden, kann die Energieabgabevorrichtung 20 des Ausführungsbeispiels die Batterie 95 mit einem Überschuß an elektrischer Energie laden oder die Batterie 94 entladen, um die elektrische Energie zu ergänzen. Dieses wird implementiert, indem die mechanische Energie, die vom Verbrennungsmotor 50 ausgegeben wird (d. h. das Produkt des Drehmoments Te und der Drehzahl Ne), die elektrische Energie, die durch den Kupplungsmotor 30 regeneriert oder durch diesen verbraucht wird und die elektrische Energie, die durch den Hilfsmotor 40 regeneriert oder verbraucht wird, gesteuert werden. Die Abgabeenergie vom Verbrennungsmotor 50 kann somit als Energie zur Antriebswelle 22 mit einem höheren Wirkungsgrad übertragen werden.
Die vorstehend erläuterte Drehmomentumwandlung wird entsprechend dem Drehmomentsteuerprozeß, der im Fließbild von Fig. 5 dargestellt ist, implementiert. Nachfolgend werden der wesentliche Drehmomentsteuerprozeß, der in der Energieabgabevorrichtung 20 ausgeführt wird, und dann der ähnliche Prozeß im Nichtbetriebszustand des Verbrennungsmotors 50 beschrieben.
Wenn das Programm in die Drehmomentsteuerroutine gelangt, nimmt die Steuer-CPU 90 der Steuereinrichtung 80 als erstes in Schritt S100 Daten der Drehzahl Nd der Antriebswelle 22 auf. Die Drehzahl Nd der Antriebswelle 22 kann aus dem Drehwinkel θd der Antriebswelle 22, der aus dem Drehmelder 48 gelesen wurde, berechnet werden. Im nachfolgenden Schritt S101 liest die Steuer-CPU 90 die Fahrpedalposition AP, die vom Fahrpedalpositionssensor 65 ausgegeben wurde. Der Fahrer tritt auf das Fahrpedal 64, wenn dieser ein unzureichendes Abtriebsdrehmoment empfindet. Der Wert der Fahrpedalposition AP stellt dementsprechend das gewünschte Abtriebsdrehmoment (d. h. das gewünschte Drehmoment der Antriebswelle 22), das der Fahrer benötigt, dar. Das Programm geht dann zu Schritt S102, in dem die Steuer-CPU 90 ein Soll-Abtriebsdrehmoment Td* (der Antriebswelle 22), das der eingegebenen Fahrpedalposition AP entspricht, berechnet. Auf das Sollabtriebsdrehmoment Td* wird sich ebenfalls als Abtriebsdrehmoment-Stellwert bezogen. Die Abtriebsdrehmoment-Stellwerte Td* wurden zuvor für die jeweiligen Fahrpedalpositionen AP eingestellt. Im Ansprechen auf die Eingabe der Fahrpedalposition AP wird der Abtriebsdrehmoment-Stellwert Td*, der der eingegebenen Fahrpedalposition AP entspricht, aus den voreingestellten Abtriebsdrehmoment- Stellwerten Td* herausgezogen.
In Schritt S103 wird eine Menge an Energie Pd, die zur Antriebswelle 22 ausgegeben werden soll, entsprechend dem Ausdruck Pd = Td*xNd berechnet, d. h. indem der herausgezogene Abtriebsdrehmoment-Stellwert Td* (der Antriebswelle 22) mit der eingegebenen Drehzahl Nd der Antriebswelle 22 multipliziert wird. Das Programm geht dann zu Schritt S104, in dem die Steuer-CPU 90 ein Soll-Verbrennungsmotordrehmoment Te* und eine Soll-Verbrennungsmotordrehzahl Ne* des Verbrennungsmotors 50 auf der Grundlage der abgegebenen Energie Pd, die somit erhalten wurde, einstellt. Hierbei wird angenommen, daß die gesamte Energie Pd, die zur Antriebswelle 22 abgegeben werden soll, durch den Verbrennungsmotor 50 zugeführt wird. Da die mechanische Energie, die vom Verbrennungsmotor 50 zugeführt wird, gleich dem Produkt des Drehmoments Te und der Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 50 ist, kann die Beziehung zwischen der abgegebenen Energie Pd, dem Soll-Verbrennungsmotor-Drehmoment Te* und der Soll- Verbrennungsmotordrehzahl Ne* als Pd = Te*xNe* ausgedrückt werden. Es existieren aber zahlreiche Kombinationen des Soll-Verbrennungsmotordrehmoments Te* und der Soll-Verbrennungsmotordrehzahl Ne*, die die vorstehende Beziehung erfüllen. In diesem Ausführungsbeispiel wird eine optimale Kombination aus dem Soll-Verbrennungsmotor-Drehmoment Te* und der Soll-Verbrennungsmotordrehzahl Ne* ausgewählt, um den Betrieb des Verbrennungsmotors 50 mit dem höchst möglichen Wirkungsgrad umzusetzen.
Im nachfolgenden Schritt S106 bestimmt die Steuer-CPU 90 einen Drehmoment-Stellwert Tc* des Kupplungsmotors 30 auf der Grundlage des Soll-Verbrennungsmotor-Drehmoments Te*, das in Schritt S104 eingestellt wurde. Um die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 50 auf einem im wesentlichen konstanten Pegel zu halten, ist es erforderlich, daß das Drehmoment des Kupplungsmotors 30 das Drehmoment des Verbrennungsmotors 50 ausgleicht. Die Verarbeitung in Schritt S106 setzt dementsprechend den Drehmoment-Stellwert Tc* des Kupplungsmotors 30 gleich dem Soll-Verbrennungsmotor-Drehmoment Te*.
Nach dem Einstellen des Drehmoment-Stellwertes Tc* des Kupplungsmotors 30 in Schritt S106 geht das Programm zu den Schritten S108, S110 und S111, um den Kupplungsmotor 30, den Hilfsmotor 40 bzw. den Verbrennungsmotor 50 zu steuern. Aus Gründen der Zweckmäßigkeit der Darstellung sind die Steueroperationen des Kupplungsmotors 30, des Hilfsmotors 40 und des Verbrennungsmotors 50 als getrennte Schritte gezeigt. Bei der tatsächlichen Verarbeitung werden diese Steuervorgänge aber umfassend ausgeführt. Beispielsweise steuert die Steuer-CPU 90 gleichzeitig den Kupplungsmotor 30 und den Hilfsmotor 40 durch Unterbrechungs-Verarbeitung, während ein Befehl zur EFIECU 70 mittels Kommunikation übertragen wird, um den Verbrennungsmotor 50 gleichzeitig zu steuern.
Fig. 6 ist ein Fließbild, das Einzelheiten des Steuerprozesses des Kupplungsmotors 30 zeigt, der in Schritt S108 im Fließbild von Fig. 5 ausgeführt wird. Wenn das Programm in die Kupplungsmotor-Steuerroutine eintritt, liest die Steuer-CPU 90 der Steuereinrichtung 80 als erstes in Schritt S112 den Rotationswinkel θd der Antriebswelle 22 vom Drehmelder 48 und in Schritt S114 den Rotationswinkel θe der Kurbelwelle 56 des Verbrennungsmotors 50 vom Drehmelder 39. Die Steuer-CPU 90 berechnet dann in Schritt S116 einen Relativwinkel θc der Antriebswelle 22 und der Kurbelwelle 56 durch die Gleichung θc = θe-θd.
Das Programm geht dann zu Schritt S118, in dem die Steuer-CPU 90 von den Amperemetern 95 und 96 Eingänge der Kupplungsmotorströme Iuc und Ivc aufnimmt, die jeweils durch die U-Phase und die V-Phase der Dreiphasenspulen 36 im Kupplungsmotor 30 fließen. Obwohl die Ströme natürlich durch alle drei Phasen U, V und W strömen, ist eine Messung nur für die Ströme erforderlich, die durch die zwei Phasen fließen, da die Summe der Ströme gleich Null ist. Im nachfolgenden Schritt S120 führt die Steuer-CPU 90 eine Koordinatenumwandlung (eine Umwandlung von drei Phasen in zwei Phasen) unter Verwendung der in Schritt S118 erhaltenen Werte der durch die drei Phasen fließenden Ströme aus. Bei der Koordinatenumwandlung werden die Werte der durch die drei Phasen fließenden Ströme über den Werten der Ströme abgebildet, die durch die d- und q-Achse des Dauermagnet- Synchronmotors verlaufen; die Koordinatenumwandlung wird entsprechend der nachfolgenden Gleichung (1) ausgeführt:
Die Koordinatenumwandlung wird ausgeführt, da die durch die d- und q-Achse fließenden Ströme für die Drehmomentsteuerung im Synchronmotor vom Dauermagnet-Typ wesentlich sind. Alternativ dazu kann die Drehmomentsteuerung direkt mit den durch die drei Phasen fließenden Strömen ausgeführt werden.
Nach der Umwandlung der Ströme von zwei Achsen berechnet die Steuer-CPU 90 Abweichungen der Ströme Idc und Iqc, die tatsächlich durch die d- und q-Achse fließen, von den Strom-Stellwerten Idc* und Iqc* der jeweiligen Achsen, die aus dem Drehmoment-Stellwert Tc* des Kupplungsmotors 30 berechnet werden, und bestimmt die Spannungsstellwerte Vdc und Vqc für die d- und q-Achse in Schritt S122. Entsprechend einer konkreten Prozedur führt die Steuer-CPU 90 Operationen entsprechend den nachfolgenden Gleichungen (2) und (3) aus:
ΔIdc = Idc* - Idc ΔIqc = Iqc* - Iqc ... (2)
Vdc = Kp1·ΔIdc + ΣKil Mdc Vqc = Kp2 - ΔIqc + ΣKi2 - ΔIqc ... (3)
wobei Kp1, Kp2, Ki1 und Ki2 Koeffizienten darstellen, die eingestellt werden, um für die Eigenschaften des verwendeten Motors geeignet zu sein. Der Spannungsstellwert Vdc (Vqc) weist einen Teil proportional zur Abweichung ΔI vom Ist-Stellwert I* (erster Term auf der rechten Seite in Gleichung (3)) und eine Summierung der historischen Daten der Abweichungen ΔI für 'i' Zeitpunkte (zweiter Term auf der rechten Seite) auf.
Die Steuer-CPU 90 wandelt dann in Schritt S124 die Koordinaten der somit erhaltenen Spannungs-Stellwerte zurück (Umwandlung von zwei Phasen in drei Phasen). Dieses entspricht einer Umkehrung der in Schritt S120 ausgeführten Umwandlung. Die Rückumwandlung bestimmt Spannungen Vuc, Vvc und Vwc, die tatsächlich an die Dreiphasenspulen 36 angelegt werden, wie es nachfolgend beschrieben ist:
Die tatsächliche Spannungssteuerung der wirklichen Spannung wird durch den Ein-Aus-Betrieb der Transistoren Tr1 bis Tr6 in der ersten Antriebsschaltung 91 vorgenommen. In Schritt S126 wird die Ein- und Aus-Zeit der Transistoren Tr1 bis Tr6 in der ersten Antriebsschaltung 91 durch PWM (Impulsbreitenmodulation) gesteuert, um die Spannungs- Stellwerte Vuc, Vwc und Vwc, die in der vorstehenden Gleichung (4) bestimmt wurden, zu erhalten.
Der Drehmoment-Stellwert Tc* ist positiv, wenn ein positives Drehmoment an die Antriebswelle 22 in Rotationsrichtung der Kurbelwelle 56 angelegt wird. Beispielhaft wird angenommen, daß der Drehmoment-Stellwert Tc* auf einen positiven Wert gesetzt ist. Wenn die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 50 größer als die Drehzahl Nd der Antriebswelle 22 bei dieser Annahme ist, d. h. wenn die Drehzahldifferenz Nc (= Ne-Nd) positiv ist, wird der Kupplungsmotor 30 gesteuert, um den regenerativen Betrieb auszuführen und einen regenerativen Strom zu erzeugen, der der Drehzahldifferenz Nc entspricht. Wenn die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 50 kleiner als die Drehzahl Nd der Antriebswelle 22 ist, d. h. wenn die Drehzahldifferenz Nc (= Ne-Nd) negativ ist, wird im Gegensatz dazu der Kupplungsmotor 30 gesteuert, um den Energiebetrieb auszuführen und sich bezüglich der Kurbelwelle 56 in Drehrichtung der Antriebswelle 22 mit einer Drehzahl zu drehen, die durch den Absolutwert der Drehzahldifferenz Nc definiert ist. Für den positiven Drehmoment-Stellwert Tc* implementieren sowohl der regenerative Betrieb als auch der Energiebetrieb des Kupplungsmotors 30 die identische Schaltsteuerung. Entsprechend einer konkreten Prozedur werden die Transistoren Tr1 bis Tr6 der ersten Antriebsschaltung 91 gesteuert, um zu ermöglichen, daß ein positives Drehmoment an die Antriebswelle 22 durch die Kombination des Magnetfeldes, das durch die am Außenrotor 32 angeordneten Dauermagneten 35 erzeugt wird, mit dem rotierenden Magnetfeld, das durch die durch die Dreiphasenspulen 36 am Innenrotor 34 im Kupplungsmotor 30 strömenden Ströme erzeugt wird, angelegt wird. Die identische Schaltsteuerung wird sowohl für den regenerativen Betrieb als auch für den Energiebetrieb des Kupplungsmotors 30 ausgeführt, solange das Vorzeichen der Drehmoment-Stellwertes Tc* nicht geändert wird. Die Kupplungsmotor-Steuerroutine von Fig. 6 ist somit sowohl auf den regenerativen Betrieb als auch auf den Energiebetrieb anwendbar. Beim Bremsen der Antriebswelle 22 oder bei der Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs hat der Drehmoment-Stellwert Tc* das negative Vorzeichen. Die Kupplungsmotor-Steuerroutine von Fig. 6 ist ebenfalls auf die Steuerprozedur unter solchen Bedingungen anwendbar, wenn sich der Relativwinkel θc in Schritt ST26 in umgekehrte Richtung ändert.
Die Fig. 7 und 8 sind Fließbilder, die Einzelheiten des Steuerprozesses des Hilfsmotors 40, der in Schritt S110 im Fließbild von Fig. 5 ausgeführt wird, zeigt. Unter Bezugnahme auf das Fließbild von Fig. 7 nimmt, wenn das Programm in die Hilfsmotor-Steuerroutine eintritt, die Steuer-CPU 90 in Schritt S131 als erstes Daten der Drehzahl Nd der Antriebswelle 22 auf. Die Drehzahl Nd der Antriebswelle 22 wird aus dem Rotationswinkel θd der Antriebswelle 22, der vom Drehmelder 48 gelesen wird, berechnet. Die Steuer-CPU 90 nimmt dann Daten der Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 50 in Schritt S132 auf. Die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 50 kann aus dem Drehwinkel θe der Kurbelwelle 56, der vom Drehmelder 39 gelesen wird, berechnet werden oder durch den am Verteiler 60 montierten Drehzahlsensor 76 direkt gemessen werden. Im letztgenannte Fall nimmt die Steuer-CPU 90 Daten der Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 50 mittels Kommunikation mit der EFIECU 70 auf, die Verbindung mit dem Drehzahlsensor 76 herstellt.
Eine Drehzahldifferenz Nc zwischen der Eingabedrehzahl Nd der Antriebswelle 22 und der Eingabedrehzahl Ne des Verbrennungsmotors 50 wird entsprechend der Gleichung Nc = Ne-Nd in Schritt S133 berechnet. Im nachfolgenden Schritt S134 wird die elektrische Leistung (Energie) Pc, die durch den Kupplungsmotor 30 regeneriert oder verbraucht wird, entsprechend der nachfolgenden Gleichung (5) berechnet:
Pc = Ksc · Nc · Tc (5)
wobei Ksc den Wirkungsgrad des regenerativen Betriebes oder des Energiebetriebes im Kupplungsmotor 30 darstellt. Das Produkt NcxTc definiert die Energie, die dem Bereich G1 in der graphischen Darstellung von Fig. 4 entspricht, wobei Nc und Tc die Drehzahldifferenz und das Ist-Drehmoment, das durch den Kupplungsmotor 30 erzeugt wird, bezeichnen.
In Schritt S135 wird ein Drehmoment-Stellwert Ta* des Hilfsmotors 40 durch die nachfolgende Gleichung (6) bestimmt:
Ta* = ksa · Pc/Nd (6)
wobei ksa den Wirkungsgrad des regenerativen Betriebs oder des Energiebetriebs im Hilfsmotor 40 darstellt. Der somit erhaltene Drehmoment-Stellwert Ta* des Hilfsmotors 40 wird in Schritt S136 mit einem maximalen Drehmoment Tamax, das der Hilfsmotor 40 potentiell annehmen kann, verglichen. Wenn der Drehmoment-Stellwert Ta* das maximale Drehmoment Tamax überschreitet, geht das Programm zu Schritt S138, in dem der Drehmoment-Stellwert Ta* auf das maximale Drehmoment Tamax beschränkt wird.
Nachdem der Drehmoment-Stellwert Ta* in Schritt S138 gleich dem maximalen Drehmoment Tamax gesetzt wurde oder nachdem der Drehmoment-Stellwert Ta* in Schritt S136 so bestimmt wurde, daß dieser das maximale Drehmoment Tamax nicht überschreitet, geht das Programm im Fließbild von Fig. 8 zu Schritt S140. Die Steuer-CPU liest in Schritt S140 den Rotationswinkel θd der Antriebswelle 22 vom Drehmelder 48 und nimmt in Schritt S142 Daten der Hilfsmotorströme Iua und Iva, die durch den U-Phase bzw. die V-Phase der Dreiphasenspulen 44 im Hilfsmotor 40 strömen, von den Amperemetern 97 und 98 auf. Die Steuer-CPU 90 führt dann in Schritt S144 die Koordinatenumwandlung für die Ströme der drei Phasen aus, berechnet in Schritt S146 die Spannungs- Stellwerte Vda und Vga und führt in Schritt S148 die inverse Koordinatenumwandlung für die Spannungs-Stellwerte aus. Im nachfolgenden Schritt S150 bestimmt die Steuer-CPU 90 die Ein- und Aus-Zeiten der Transistoren Tr11 bis Tr16 in der zweiten Antriebsschaltung 92 für die PWM-Steuerung (Impulsbreitenmodulations-Steuerung). Die Verarbeitung, die in den Schritten S144 bis S150 ausgeführt ist, ist ähnlich der, die in den Schritten S120 bis 5126 der im Fließbild von Fig. 6 gezeigten Kupplungsmotorsteuerroutine ausgeführt wird.
Der Hilfsmotor 40 wird dem Energiebetrieb für den positiven Drehmoment-Stellwert Ta* und dem regenerativen Betrieb für den negativen Drehmoment-Stellwert Ta* unterzogen. Wie beim Energiebetrieb und regenerativen Betrieb des Kupplungsmotors 30 ist die Hilfsmotorsteuerroutine der Fig. 7 und 8 sowohl auf den Energiebetrieb als auch auf den regenerativen Betrieb des Hilfsmotors 40 anwendbar. Das trifft ebenfalls dann zu, wenn sich die Antriebswelle 22 zur Kurbelwelle 56 entgegengesetzt dreht, d. h. wenn sich das Fahrzeug rückwärts bewegt. Der Drehmoment-Stellwert Ta* des Hilfsmotors 40 ist positiv, wenn ein positives Drehmoment auf die Antriebswelle 22 in Rotationsrichtung der Kurbelwelle 56 aufgebracht wird.
Die Steuerung des Verbrennungsmotors 50 (Schritt S111 in Fig. 5) wird in der folgenden Weise ausgeführt: Um einen stationären Antrieb mit dem Soll-Verbrennungsmotordrehoment Te* und der Soll-Verbrennungsmotordrehzahl Ne* (die in Schritt S104 in Fig. 5 eingestellt wurden) zu erreichen, reguliert die Steuer-CPU 90 das Drehmoment Te und die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 50, um diese dem Soll- Verbrennungsmotordrehmoment Te* bzw. der Soll-Verbrennungsmotordrehzahl Ne* anzunähern. Entsprechend einer konkreten Prozedur sendet die Steuer-CPU 90 einen Befehl an die EFIECU 70 mittels Kommunikation, um die Menge an Kraftstoffeinspritzen oder die Drosselventilposition zu regulieren. Eine solche Regulierung bewirkt, daß das Drehmoment Te und die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 50 sich anschließend an das Soll-Verbrennungsmotordrehmoment Te* und die Soll- Verbrennungsmotordrehzahl Ne* annähern.
Diese Prozedur ermöglicht es, daß der Abtrieb (TexNe) des Verbrennungsmotors 50 einer freien Drehmomentumwandlung unterzogen wird und anschließend zur Antriebswelle 22 übertragen wird.
Die Ladesteuerung der Batterie 94 beginnt, wenn die Restkapazität BRM der Batterie 94 gleich einem Ladebeginnwert BL oder kleiner als dieser wird, der zuvor als ein Wert eingestellt wurde, bei dem der Ladeprozeß erforderlich ist. Die Ladeenergie Pbi, die zum Laden der Batterie 94 erforderlich ist, wird zur abgegebenen Energie Pd, die in Schritt S103 der Drehmomentsteuerroutine von Fig. 5 berechnet wurde, addiert. Die Verarbeitung in Schritt S104 und in den nachfolgenden Schritten wird mit der neu eingestellten abgegebenen Energie Pd ausgeführt. Andrerseits wird die Ladeenergie Pbi von der Energie Pc des Kupplungsmotors 30 subtrahiert, die in Schritt S134 der Hilfsmotorsteuerroutine von Fig. 7 berechnet wurde. Die Verarbeitung in Schritt 5135 und in den nachfolgenden Schritten wird mit der neu eingestellten Kupplungsmotorenergie Pc ausgeführt. Diese Prozedur ermöglicht es, daß die Batterie 94 mit der Ladeenergie Pbi geladen wird.
Andrerseits beginnt die Entladesteuerung der Batterie 94, wenn die Restkapazität BRM der Batterie 94 gleich einem Entladebeginnwert BH oder größer als dieser wird, der zuvor als ein Wert eingestellt wurde, bei dem der Entladeprozeß erforderlich ist. Eine Entladeenergie Pbo, die zum Entladen der Batterie 94 erforderlich ist, wird von der abgegebenen Energie Pd, die in Schritt S103 der Drehmomentsteuerroutine von Fig. 5 berechnet wurde, subtrahiert. Die Verarbeitung in Schritt S104 und in den nachfolgenden Schritten wird mit der neu eingestellten abgegebenen Energie Pd ausgeführt. Andrerseits wird die Entladeenergie Pbo zur Energie Pc des Kupplungsmotors 30 addiert, die in Schritt S134 der Hilfsmotorsteuerroutine von Fig. 7 berechnet wurde. Die Verarbeitung in Schritt S135 und in den nachfolgenden Schritten wird mit der neu eingestellten Kupplungsmotorenergie Pc ausgeführt. Diese Prozedur ermöglicht es, daß die Batterie 94 mit der Entladeenergie Pbo entladen wird.
In der Energieabgabevorrichtung des Ausführungsbeispiels kann, wenn die Batterie 94 eine ausreichende Restkapazität BRM hat, das Fahrzeug nur mit der elektrischen Energie angetrieben werden, die von der Batterie 94 zugeführt wird, während der Verbrennungsmotor 50 seinen Betrieb stoppt. In diesem Zustand wird die Verbrennungsmotor-Anhaltezeit-Drehmomentsteuerroutine, die im Fließbild von Fig. 9 gezeigt ist, ausgeführt, um die Drehmomentsteuerung nur mit der von der Batterie 94 zugeführten elektrischen Energie zu implementieren.
Wenn das Programm in die Verbrennungsmotor-Anhaltezeit- Drehmoment-Steuerroutine eintritt, nimmt die Steuer-CPU 90 der Steuereinrichtung 80 als erstes in Schritt S160 Daten der Fahrpedalposition AP vom Fahrpedalpositionssensor 65 auf und berechnet in Schritt S162 den Abtriebsdrehmoment- Stellwert Td*, der der eingegebenen Fahrpedalposition AP entspricht. Der Drehmoment-Stellwert Tc* des Kupplungsmotors 30 wird in Schritt S164 gleich einem Drehmoment der Rotationsbewegung TST gesetzt. Das Drehmoment der Rotationsbewegung TST ist ein Drehmoment, das zum Drehen der Kurbelwelle 56 des Verbrennungsmotors 50 mit einer vorbestimmten Drehzahl erforderlich ist, während der Verbrennungsmotor 50 seinen Betrieb anhält. Indem der Drehmoment- Stellwert Tc* des Kupplungsmotors 30 gleich dem Drehmoment der Drehbewegung TST gesetzt wird, wird ermöglicht, daß die Hilfsmaschinen angetrieben werden, selbst wenn der Verbrennungsmotor 50 angehalten ist. Das Drehmoment der Rotationsbewegung TST, das der vorbestimmten Drehzahl der Kurbelwelle 56 entspricht, ändert sich in Abhängigkeit von den Eigenschaften des Verbrennungsmotors 50 und von der Energie, die zum Antrieb der Hilfsmaschinen erforderlich ist, wie z. B. der Kühlpumpe 104 und der P/S-Pumpe 106, die mit der Kurbelwelle 56B direkt oder über den Riemen 102 verbunden sind. Im Ausführungsbeispiel werden, um die durch den Verbrennungsmotor 50 verbrauchte Energie zu minimieren, das Einlaßventil und das Auslaßventil des Verbrennungsmotors in der geschlossen Position gehalten, um das Einlassen und das Auslassen bei dieser Drehmomentsteuerroutine zu stoppen. Das ermöglicht, daß die Kompressionsenergie durch die Expansionsenergie ausgeglichen ist.
In Schritt S166 wird der Drehmoment-Stellwert Ta* des Hilfsmotors 40 entsprechend der nachfolgenden Gleichung (7) berechnet:
Ta* = Td* + TST (7)
Der Drehmomentstellwert Ta*, der somit erhalten wurde, wird in Schritt S168 mit dem maximalen Drehmoment Tamax verglichen, das der Hilfsmotor 40 potentiell anlegen kann. Wenn der Drehmoment-Stellwert Ta* das maximale Drehmoment Tamax überschreitet, geht das Programm zu Schritt S170, in dem der Drehmoment-Stellwert Ta* auf das maximale Drehmoment Tamax begrenzt wird.
Die Steuer-CPU 90 steuert dann in Schritt S172 den Kupplungsmotor 30, in Schritt S174 den Hilfsmotor 40 und in Schritt S176 den Verbrennungsmotor 50 auf der Grundlage der Drehmoment-Stellwerte, die gemäß Vorbeschreibung eingestellt sind. Die konkrete Prozedur der Kupplungsmotorsteuerung (Schritt S172) ist mit der, die vorstehend entsprechend dem Fließbild von Fig. 6 beschrieben wurde, identisch. Das Drehmoment der Drehbewegung TST, das als Drehmomentstellwert Tc* in Schritt S164 in der Verbrennungsmotor- Anhaltezeit-Drehmoment-Steuerroutine von Fig. 9 eingestellt wurde, wirkt entgegengesetzt zum Drehmoment-Stellwert Tc*, der im Prozeß der wesentlichen Drehmomentsteuerung zum Übertragen des Abtriebs vom Verbrennungsmotor 50 zur Antriebswelle 22 eingestellt wurde, und hat dadurch ein negatives Vorzeichen. Das bedeutet, daß die Spannungs- Stellwerte aus dem negativen Drehmoment-Stellwert Tc* in der Kupplungsmotorsteuerroutine von Fig. 6 berechnet werden.
Die konkrete Prozedur der Hilfsmotorsteuerung (Schritt S174) ist ähnlich der Verarbeitung der Schritte S140 bis S150 in der Hilfsmotorsteuerroutine von den Fig. 7 und 8, die im Prozeß der wesentlichen Drehmomentsteuerung ausgeführt wird. Der Grund dafür ist, daß der Drehmoment-Stellwert Ta* des Hilfsmotors 40 bereits durch die Verarbeitung der Schritt S166 bis S170 in der Verbrennungsmotor-Anhaltezeit-Drehmoment-Steuerroutine von Fig. 9 eingestellt wurde.
Die Verbrennungsmotorsteuerung (Schritt S176) hält den Nicht-Betriebszustand des Verbrennungsmotors 50 aufrecht und hält das Einlaßventil und das Auslaßventil des Verbrennungsmotors 50 unabhängig von der Drehung der Kurbelwelle 56 gemäß Vorbeschreibung in geschlossener Position.
Die Energieabgabevorrichtung 20 des Ausführungsbeispiels kann die Kurbelwelle 56 in Rotation versetzen, selbst wenn der Verbrennungsmotor 50 angehalten ist, und dadurch die Hilfsanlage, die mit der Kurbelwelle 56B verbunden sind, wie z. B. die Kühlpumpe 104 und die P/S-Pumpe 106 antreiben. Der Drehmoment-Stellwert Ta* des Hilfsmotors 40 wird gleich der Summe des Abtriebsdrehmoment-Stellwerts Td* und des Drehmoments der Drehbewegung TST, das zur Rotation der Kurbelwelle 56 mit der vorbestimmten Drehzahl erforderlich ist, gesetzt. Der Fahrer empfindet dementsprechend keine Verringerung des Drehmoments bedingt durch die Rotation der Kurbelwelle 56, sondern erhält das Drehmoment, das dem Betätigungsbetrag des Fahrpedals 64 entspricht. Während der Verbrennungsmotor 50 seinen Betrieb stoppt, sind das Einlaßventil und das Auslaßventil des Verbrennungsmotors 50 geschlossen, um den Energieverbrauch im Verbrennungsmotor 50 zu minimieren.
Bei der Energieabgabevorrichtung 20 des Ausführungsbeispiels ist der Drehmoment-Stellwert Ta* des Hilfsmotors 40 gleich der Summe des Abtriebsdrehmoment-Stellwertes Td* und des Drehmoments der Rotationsbewegung TST in dem Zustand, in dem der Verbrennungsmotor 50 gestoppt ist, eingestellt. Entsprechend weiteren Anwendungen kann jedoch der Drehmomentstellwert Ta* des Hilfsmotors 40 gleich dem Abgabedrehmomentstellwert Td* oder der Summe des Abgabedrehmomentstellwertes Td* und eines weiteren Drehmoments, das sich vom Drehmoment der Rotationsbewegung TST unterscheidet, eingestellt werden.
Bei der Energieabgabevorrichtung 20 des Ausführungsbeispiels sind das Einlaßventil und das Auslaßventil des Verbrennungsmotors 50 beim Drehmoment-Steuerprozeß im Verbrennungsmotor-Anhaltezustand geschlossen. Entsprechend weiteren Anwendungen können jedoch sowohl das Einlaßventil als auch das Auslaßventil in geöffneter Position gehalten werden oder können entsprechend der Rotation der Kurbelwelle 56 geöffnet oder geschlossen werden. Bei der erstgenannten alternativen Struktur werden weder Kompression noch Expansion ausgeführt; somit wird die Pulsierung des Drehmoments wirksam verringert.
Bei der Struktur der in Fig. 1 gezeigten Energieabgabevorrichtung 20 sind der Kupplungsmotor 30 und der Hilfsmotor 40 an unterschiedlichen Positionen der Antriebswelle 22 getrennt befestigt. Wie bei einer modifizierten in Fig. 10 dargestellten Energieabgabevorrichtung 20A können jedoch der Kupplungsmotor und der Hilfsmotor einstückig miteinander verbunden sein. Ein Kupplungsmotor 30A der Energieabgabevorrichtung 20A weist einen Innenrotor 34A, der mit der Kurbelwelle 56 Verbindung herstellt, und einen Außenrotor 32A, der mit der Antriebswelle 22 verbunden ist, auf. Dreiphasenspulen 36A sind am Innenrotor 34A befestigt; Dauermagneten 35A sind am Außenrotor 32A in einer solchen Weise angeordnet, daß die Außenfläche und die Innenfläche von diesen unterschiedliche Magnetpole haben. Ein Hilfsmotor 40A weist den Außenrotor 32A des Kupplungsmotors 30A und einen Stator 43 auf, an dem Dreiphasenspulen 44 montiert sind. Bei dieser Struktur arbeitet der Außenrotor 32A des Kupplungsmotors 30A ebenfalls als ein Rotor des Hilfsmotors 40A. Da die Dreiphasenspulen 36A am Innenrotor 34A befestigt sind, der mit der Kurbelwelle 56 Verbindung herstellt, ist ein Drehwandler 38A zum Zuführen von elektrischer Energie zu den Dreiphasenspulen 36A des Kupplungsmotors 30A an der Kurbelwelle 56 befestigt.
Bei der Energieabgabevorrichtung 20A wird die Spannung, die an die Dreiphasenspulen 36A am Innenrotor 34A angelegt ist, gegenüber dem Innenflächenmagnetpol der Dauermagneten 35A, die am Außenrotor 32A angeordnet sind, gesteuert. Dieses ermöglicht, daß der Kupplungsmotor 30A auf die gleiche Weise wie der Kupplungsmotor 30 der in Fig. 1 gezeigten Energieabgabevorrichtung 20 arbeitet. Die Spannung, die an die Dreiphasenspulen 44 am Stator 43 angelegt ist, wird gegenüber dem Außenflächenmagnetpol der Dauermagneten 35A, die am Außenrotor 32A angeordnet sind, gesteuert. Das ermöglicht, daß der Hilfsmotor 40A in der gleichen Weise wie der Hilfsmotor 40 der Energieabgabevorrichtung 20 arbeitet. Die Drehmomentsteuerroutine von Fig. 5 und die Energie-Anhaltezeit-Drehmoment-Steuerroutine von Fig. 9 sind ebenfalls auf die in Fig. 10 gezeigte Energiabgabevorrichtung 20A anwendbar, die dementsprechend die gleichen Operationen implementiert und die gleichen Wirkungen hat, wie die der in Fig. 1 gezeigten Energieabgabevorrichtung 20.
Gemäß Vorbeschreibung funktioniert der Außenrotor 32A gleichzeitig als einer der Rotoren im Kupplungsmotor 30A und als Rotor des Hilfsmotors 40A, wodurch die Größe und das Gewicht der gesamten Energieabgabevorrichtung 20A wirksam verringert werden.
Fig. 11 stellt schematisch einen wesentlichen Abschnitt einer weiteren Energieabgabevorrichtung 20B als ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. Die Energieabgabevorrichtung 20B von Fig. 11 hat eine ähnliche Struktur wie die Energieabgabevorrichtung 20 von Fig. 1, mit der Ausnahme, daß der Hilfsmotor 40 an der Kurbelwelle 56 befestigt ist, die sich zwischen dem Verbrennungsmotor 50 und dem Kupplungsmotor 30 befindet. Bei der Energieabgabevorrichtung 20B des zweiten Ausführungsbeispiels bezeichneten ähnlichen Zahlen und Symbole ähnliche Elemente wie bei der Energieabgabevorrichtung 20 von Fig. 1. Die Symbole, die in der Beschreibung verwendet werden, haben ähnliche Bedeutungen, sofern es nicht anders angegeben ist.
Nachfolgend wird der wesentliche Betrieb der in Fig. 11 gezeigten Energieabgabevorrichtung 20B beschrieben. Beispielhaft wird angenommen, daß der Verbrennungsmotor 50 mit einem Drehmoment Te und einer Drehzahl Ne angetrieben wird. Wenn ein Drehmoment Ta durch den Hilfsmotor 40, der mit der Kurbelwelle 56 verbunden ist, zur Kurbelwelle 56 addiert wird, wirkt auf die Kurbelwelle 56 folglich die Summe der Drehmomente (Te+Ta). Wenn der Kupplungsmotor 30 gesteuert wird, um das Drehmoment Tc zu erzeugen, das gleich der Summe der Drehmomente (Te+Ta) ist, wird das Drehmoment Tc (= Te+Ta) zur Antriebswelle 22 übertragen.
Wenn die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 50 größer als die Drehzahl Nd der Antriebswelle 22 ist, regeneriert der Kupplungsmotors 30 elektrische Energie auf der Grundlage der Drehzahldifferenz Nc zwischen der Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 50 und der Drehzahl Nd der Antriebswelle 22. Die regenerierte Energie wird dem Hilfsmotor 40 über die Energieleitungen P1 und P2 und die zweite Antriebsschaltung 92 zugeführt, um den Hilfsmotor 40 zu aktivieren. Unter der Voraussetzungen, daß das Drehmoment Ta des Hilfsmotors 40 im wesentlichen äquivalent zur elektrischen Energie ist, die durch den Kupplungsmotor 30 regeneriert wird, wird eine freie Drehmomentumwandlung für die vom Verbrennungsmotor 50 abgegebene Energie innerhalb eines Bereiches gestattet, der die Beziehung der nachfolgenden Gleichung (8) erfüllt. Da die Beziehung von Gleichung (8) den Idealzustand mit einem Wirkungsgrad von 100% darstellt, ist (Tc · Nd) im Ist-Zustand ein wenig kleiner als (Te · Nd).
Te · Ne = Tc · Nd (8)
Unter Bezugnahme auf Fig. 4 wird unter der Bedingung, daß sich die Kurbelwelle 56 mit dem Drehmoment T1 und mit der Drehzahl N1 dreht, die Energie, die der Summe der Bereiche G1+G3 entspricht, durch den Kupplungsmotor 30 regeneriert und dem Hilfsmotor 40 zugeführt. Der Hilfsmotor 40 wandelt die aufgenommene Energie in der Summe der Bereiche G1+G3 in die Energie, die der Summe der Bereiche G2+G3 entspricht, um, und überträgt die umgewandelte Energie zur Kurbelwelle 56.
Wenn die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 50 kleiner als die Drehzahl Nd der Antriebswelle 22 ist, arbeitet der Kupplungsmotor 30 als normaler Motor. Im Kupplungsmotor 30 dreht sich der Innenrotor 34 bezüglich des Außenrotors 32 in Rotationsrichtung der Antriebswelle 22 mit einer Drehzahl, die durch den Absolutwert der Drehzahldifferenz Nc (= Ne-Nd) definiert ist. Unter der Voraussetzung, daß das Drehmoment Ta des Hilfsmotors 40 auf einen negativen Wert eingestellt ist, was ermöglicht, daß der Hilfsmotor 40 elektrische Energie regeneriert, die im wesentlichen äquivalent zur durch den Kupplungsmotor 30 verbrauchten elektrischen Energie ist, ist eine freie Drehmomentumwandlung für die vom Verbrennungsmotor 50 ausgegebenen Energie innerhalb des Bereiches, der die Beziehung der vorstehenden Gleichung (8) erfüllt, ebenfalls gestattet.
Unter Bezugnahme auf Fig. 4 wird unter der Bedingung, daß sich die Kurbelwelle 56 mit dem Drehmoment T2 und der Drehzahl N2 dreht, die Energie, die dem Bereich G2 entspricht, durch den Hilfsmotor 40 regeneriert und durch den Kupplungsmotor 30 als die Energie, die dem Bereich G1 entspricht, verbraucht.
Die Steuerprozedur des vorstehend erläuterten zweiten Ausführungsbeispiels folgt der im Fließbild von Fig. 12 gezeigten Drehmomentsteuerroutine. Wenn das Programm in die Drehomentsteuerroutine eintritt, führt die Steuer-CPU 90 der Steuereinrichtung 80 als erstes die Verarbeitung der Schritte S200 bis S208 aus, die mit der der Schritte S100 bis S104 im Fließbild von Fig. 5 identisch ist. Die Steuer- CPU 90 liest in Schritt S200 die Drehzahl Nd der Antriebswelle 22 und in Schritt S202 die Fahrpedalposition AP und berechnet in Schritt S204 den Abtriebsdrehmoment-Stellwert Td* aus der eingegebenen Fahrpedalposition AP. Die Steuer- CPU 90 berechnet dann in Schritt S206 die Energie Pd, die von der Antriebswelle 22 abgegeben werden soll, auf der Grundlage des berechneten Abgabedrehmoment-Stellwertes Td* und der aufgenommenen Drehzahl Nd der Antriebswelle 22 und stellt das Soll-Verbrennungsmotordrehmoment Te* und die Soll-Verbrennungsmotordrehzahl Ne* des Verbrennungsmotors 50 in Schritt S208 ein.
Im nachfolgenden Schritt S210 berechnet die Steuer-CPU 90 den Drehmoment-Stellwerte Ta* des Hilfsmotors 40 entsprechend der nachfolgenden Gleichung (9):
Ta* = Ksc · (Td* - Te*) (9)
In Schritt S212 wird der Drehmomentstellwert Tc* des Kupplungsmotors 30 aus dem somit erhaltenen Drehmomentstellwert Ta* des Hilfsmotors 40 entsprechend der Gleichung (10) berechnet, die wie folgt lautet:
Tc* - Te* + Ta* (10)
Die Steuer-CPU 90 steuert den Kupplungsmotor 30 in Schritt S214, den Hilfsmotor 40 in Schritt S216 und den Verbrennungsmotor 50 in Schritt S217 auf der Grundlage der Drehmomentstellwerte Ta* und Tc*, des Soll-Verbrennungsmotordrehmoments Te* und der Soll-Verbrennungsmotordrehzahl Ne*, die somit erhalten wurden. Die konkrete Prozedur der Kupplungsmotorsteuerung (Schritt S214) ist identisch mit der, die entsprechend dem Fließbild von Fig. 6 vorstehend beschrieben wurde, wohingegen die konkrete Prozedur der Verbrennungsmotorsteuerung (Schritt S217) mit der des vorstehend erläuterten ersten Ausführungsbeispiels identisch ist. Die Hilfsmotorsteuerung, die in Schritt S216 ausgeführt wird, folgt im wesentlichen den Verarbeitungen der Schritt S140 bis S150 in der Hilfsmotorsteuerroutine von Fig. 8 mit der Ausnahme, daß der Rotationswinkel θe der Kurbelwelle 56 des Verbrennungsmotors 50, der mit dem Drehmelder 39 gemessen wird, statt des Rotationswinkels 8d der Antriebswelle 22 verarbeitet wird. Diese Abwandlung wird der Position des Hilfsmotors 40 zugeschrieben, der an der Kurbelwelle 56 befestigt ist.
Wie bei der Energieabgabevorrichtung 20 des ersten Ausführungsbeispiels kann die Batterie 94 entsprechend den Anforderungen in der Energieabgabevorrichtung 20B des zweiten Ausführungsbeispiels geladen und entladen werden. Das Fahrzeug kann nur mit der in der Batterie 94 gespeicherten elektrischen Energie angetrieben werden, während der Verbrennungsmotor 50 seinen Betrieb stoppt. Fig. 13 ist ein Fließbild, das eine Verbrennungsmotor-Anhaltezeit- Drehmoment-Steuerroutine, die im zweiten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird, zeigt.
Wenn das Programm in die Verbrennungsmotor-Anhaltezeit- Drehmoment-Steuerroutine eintritt, nimmt die Steuer-CPU 80 als erstes in Schritt S220 Daten der Fahrpedalposition AP vom Fahrpedalpositionssensor 65 auf und berechnet in Schritt S222 den Abtriebsdrehmoment-Stellwert Td*, der der eingegebenen Fahrpedalposition AP entspricht. Der Drehmomentstellwert Ta* des Hilfsmotors 40 wird in Schritt S224 gleich der Summe des Abtriebsdrehmoment-Stellwertes Td* und des Drehmoments der Rotationsbewegung TST gesetzt. Der Drehmoment-Stellwert Ta*, der somit erhalten wurde, wird in Schritt S226 mit dem maximalen Drehmoment Tamax, das der Hilfsmotor 40 potentiell anlegen kann, verglichen. Wenn der Drehmoment-Stellwert Ta* das maximale Drehmoment Tamax überschreitet, geht das Programm zu Schritt S228, in dem der Drehmoment-Stellwert Ta* auf das maximale Drehmoment Tamax beschränkt wird. Der Drehmomentstellwert Tc* des Kupplungsmotors 30 wird dann bestimmt, indem das Drehmoment der Rotationsbewegung TST vom Drehmomentstellwert Ta* des Hilfsmotors 40 subtrahiert wird. Wenn der Drehmoment-Stellwert Ta* des Hilfsmotors 40 das maximale Drehmoment Tamax in Schritt S226 nicht überschreitet, wird der Drehmoment- Stellwert Tc* des Kupplungsmotors 30 gleich dem Abtriebsdrehmoment-Stellwert Td* eingestellt.
Die Steuer-CPU 90 steuert dann den Kupplungsmotor 30 in Schritt S232, den Hilfsmotor 40 in Schritt S234 und den Verbrennungsmotor 50 in Schritt S236 auf der Grundlage der Drehmoment-Stellwerte, die gemäß Vorbeschreibung eingestellt wurden. Die konkreten Prozeduren der Kupplungsmotorsteuerung (Schritt S232), der Hilfsmotorsteuerung (Schritt S234) und der Verbrennungsmotorsteuerung (Schritt S236) sind mit denen der Schritt S172, S174 und S176 in der Verbrennungsmotor-Anhaltezeit-Drehmoment-Steuerroutine von Fig. 9 mit der Ausnahme identisch, daß der Rotationswinkel θe der Kurbelwelle 56 des Verbrennungsmotors 50 in der Hilfsmotorsteuerung statt des Rotationswinkels θd der Antriebswelle 22 verarbeitet wird.
Bei der Struktur der zweiten Ausführungsbeispiels wird eine Drehmomentdifferenz, die dem Drehmoment der Rotationsbewegung TST entspricht, zwischen dem Drehmoment-Stellwert Tc* des Kupplungsmotors 30 und dem Drehmoment-Stellwert Ta* des Hilfsmotors 40 eingestellt. Dieses erhöht die Drehzahl der Kurbelwelle 56 des Verbrennungsmotors 50 unter der Bedingung, daß der Verbrennungsmotor 50 seinen Betrieb stoppt. Gemäß Vorbeschreibung sind die Hilfsanlagen, wie z. B. die Kühlpumpe 104 und die P/S-Pumpe 106, direkt über den Riemen 102 mit der Kurbelwelle 56B verbunden. Die Kurbelwelle 56 dreht sich dementsprechend mit einer Drehzahl, die bewirkt, daß die Energie, die dem Drehmoment der Rotationsbewegung TST entspricht, gleich der Summe der Energie, die durch die kolbenartige Bewegung des Verbrennungsmotors 50 verbraucht wird, und der Energie, die durch den Betrieb der Hilfsanlagen verbraucht wird, gestaltet wird.
Die Energieabgabevorrichtung 20B des zweiten Ausführungsbeispiels kann die Kurbelwelle 56 in Rotation versetzen, selbst wenn der Verbrennungsmotor 50 gestoppt ist, und dadurch die Hilfsmaschinen antreiben, die mit der Kurbelwelle 56B verbunden sind, wie z. B. die Kühlpumpe 104 und die P/S-Pumpe 106. Der Drehmoment-Stellwert Ta* des Hilfsmotors 40 ist gleich der Summe des Abtriebsdrehmoment- Stellwertes Td* und des Drehmoments der Rotationsbewegung TST, das zur Rotation der Kurbelwelle 56 mit der vorbestimmten Drehzahl erforderlich ist, eingestellt. Der Drehmoment-Stellwert Tc* des Kupplungsmotors 30 ist im allgemeinen gleich dem Abtriebsdrehmoment-Stellwert Td* eingestellt. Der Fahrer empfindet dementsprechend nicht die Verringerung des Drehmoments durch Rotation der Kurbelwelle 56, sondern erhält das Drehmoment, das dem Betätigungsbetrag des Fahrpedals 64 entspricht. Während der Verbrennungsmotor 50 seinen Betrieb stoppt, werden das Einlaßventil und das Auslaßventil des Verbrennungsmotors 50 geschlossen, um den Energieverbrauch im Verbrennungsmotor 50 zu minimieren.
Bei der Energieabgabevorrichtung 20B von Fig. 11, das als vorstehend erläutertes zweites Ausführungsbeispiel gegeben ist, ist der Hilfsmotor 40 an der Kurbelwelle 56 befestigt, die sich zwischen dem Verbrennungsmotor 50 und dem Kupplungsmotor 30 befindet. Wie bei einer anderen Energieabgabevorrichtung 20C, die in Fig. 14 dargestellt ist, kann jedoch der Verbrennungsmotor 50 zwischen den Kupplungsmotor 30 und den Hilfsmotor 40 zwischengeschaltet sein, wobei beide mit der Kurbelwelle 56 verbunden sind. Bei dieser Struktur sind die Hilfsanlagen, wie die Kühlpumpe 104 und die P/S-Pumpe 106, an der Kurbelwelle 56B befestigt, die sich weiter von der Kurbelwelle 56 erstreckt.
Bei der Energieabgabevorrichtung 20B von Fig. 11 sind der Kupplungsmotor 30 und der Hilfsmotor 40 getrennt an unterschiedlichen Positionen der Kurbelwelle 56 befestigt. Wie bei einer in Fig. 15 gezeigten Energieabgabevorrichtung 20D können jedoch der Kupplungsmotor und der Hilfsmotor einstückig miteinander verbunden sein. Ein Kupplungsmotor 30D der Energieabgabevorrichtung 20D weist einen Außenrotor 32D, der mit der Kurbelwelle 56 Verbindung herstellt, und einen Innenrotor 34 auf, der mit der Antriebswelle 22 verbunden ist. Dreiphasenspulen 36 sind am Innenrotor 34 befestigt; Dauermagneten 35D sind am Außenrotor 32D in einer solchen Weise angeordnet, daß die Außenfläche und die Innenfläche von diesen unterschiedliche Magnetpole haben. Ein Hilfsmotor 40D weist den Außenrotor 32D des Kupplungsmotors 30D und einen Stator 43 auf, an dem Dreiphasenspulen 44 montiert sind. Bei dieser Struktur arbeitet der Außenrotor 32D des Kupplungsmotors 30D ebenfalls als ein Rotor des Hilfsmotors 40D.
Bei der Energieabgabevorrichtung 20D wird die Spannung, die an die Dreiphasenspulen 36 am Innenrotor 34 angelegt wird, gegenüber dem Innenflächen-Magnetpol der Dauermagneten 35D, die am Außenrotor 32D angeordnet sind, gesteuert. Dieses ermöglicht, daß der Kupplungsmotor 30D in der gleichen Weise wie der Kupplungsmotor 30 der in Fig. 11 gezeigten Energieabgabevorrichtung 20B arbeitet. Die an die Dreiphasenspulen 44 am Stator 43 angelegte Spannung wird gegenüber dem Außenflächenmagnetpol der Dauermagneten 35D, die am Außenrotor 32D angeordnet sind, gesteuert. Dieses ermöglicht, daß der Hilfsmotor 40D in der gleichen Weise wie der Hilfsmotor 40 der Energieabgabevorrichtung 20B arbeitet. Die Drehmomentsteuerroutine von Fig. 12 und die Verbrennungsmotor-Anhaltezeit-Drehmoment-Steuerroutine von Fig. 13 sind ebenfalls auf die in Fig. 15 gezeigte Energieabgabevorrichtung 20D anwendbar, die dementsprechend die gleichen Operationen implementiert und die gleichen Wirkungen wie die in Fig. 11 gezeigte Energieabgabevorrichtung 20B hat.
Wie bei der in Fig. 10 gezeigten Energleabgabevorrichtung 20A funktioniert der Außenrotor 32D in der Energieabgabevorrichtung 20D von Fig. 15 gleichzeitig als einer der Rotoren im Kupplungsmotor 30D und als Rotor des Hilfsmotors 40D, wodurch die Größe und das Gewicht der gesamten Energieabgabevorrichtung 20D wirksam verringert werden.
Es können viele andere Modifikationen, Abwandlungen und Änderungen entsprechend dem Verständnis des Fachmanns vorgenommen werden, ohne daß vom Geltungsbereich der wesentlichen Merkmale der Erfindung abgewichen wird. Es ist somit verständlich, daß die vorstehenden Ausführungsbeispiele nur illustrativ und nicht in irgendeiner Hinsicht beschränkend sind.
Der Benzinmotor, der durch Benzin angetrieben wird, wird als Verbrennungsmotor in der vorstehenden Energieabgabevorrichtung verwendet. Das Prinzip der Erfindung ist jedoch auf andere Motoren mit innerer Verbrennung und andere Motoren mit äußerer Verbrennung, wie z. B. Dieselmotoren, Turbomotoren und Strahlmotoren, anwendbar.
Für den Kupplungsmotor 30 und den Hilfsmotor 40 in der vorstehenden beschriebenen Energieabgabevorrichtung werden Synchronmotoren vom Dauermagnet(PM)typ verwendet. Andere Motoren wie Synchronmotoren mit änderbarer Reluktanz (VR), Feinstellmotoren, Gleichstrommotoren, Induktionsmotoren, Supraleitmotoren und Schrittmotoren können für den regenerativen Betrieb und den Energiebetrieb verwendet werden.
Der Drehwandler 38, der als Einrichtung zur Übertragung von elektrischer Energie zum Kupplungsmotor 30 verwendet wird, kann durch einen Schleifring-Bürsten-Kontakt, einen Schleifring-Quecksilber-Kontakt, eine Halbleiterkupplung von magnetischer Energie oder ähnliches ersetzt werden.
Bei den vorstehenden Energieabgabevorrichtungen werden für die erste und zweite Antriebsschaltung 91 und 92 Transitorinverter verwendet. Weitere Beispiele, die auf die Antriebsschaltungen 91 und 92 anwendbar sind, weisen IGBT- Inverter (Bipolartransistoren mit isolierter Torelektrode), Thyristorinverter, Spannungs-PWM(Impulsbreitenmodulation)- Inverter, Rechteckwelleninverter (Spannungsinverter und Strominverter) und Resonanzinverter auf.
Die Batterie 94 kann Pb-Zellen, NiMH-Zellen, Li-Zellen oder ähnliche Zellen aufweisen. Ein Kondensator kann statt der Batterie 94 verwendet werden.
Obwohl die Energieabgabevorrichtung in den vorstehenden Ausführungsbeispielen am Fahrzeug montiert ist, kann diese an anderen Transporteinrichtungen wie Schiffen, Flugzeugen sowie an einer Vielzahl von Industriemaschinen montiert sein.

Claims

1. Energieabgabevorrichtung (20) zur Abgabe von Energie zu einer Antriebswelle (22) wobei die Energieabgabevorrichtung (20) aufweist:

einen Verbrennungsmotors (50) mit einer Abtriebswelle (56),

einen ersten Motor (30) mit einem mit der Abtriebswelle (56) des Verbrennungsmotors verbundenen ersten Rotor (32, 34A) und einem mit der Antriebswelle (22) verbundenen zweiten Rotor (34, 32A), wobei der zweite Rotor bezüglich des ersten Rotors koaxial und drehbar angeordnet ist, wobei der erste und der zweite Rotor elektromagnetisch miteinander verbunden sind, wodurch zwischen der Abtriebswelle (56) des Verbrennungsmotors und der Antriebswelle (22) über die elektromagnetische Verbindung des ersten und des zweiten Rotors Energie übertragen wird,

eine Antriebsschaltung (91) für den ersten Motor zum Steuern eines Grades der elektromagnetischen Verbindung des ersten Rotors und des zweiten Rotors im ersten Motor (30) und zum Regulieren der Rotation des zweiten Rotors bezüglich des ersten Rotors,

einen zweiten Motor (40) mit einem Stator (43), wobei der Rotor des zweiten Motors ebenfalls der zweite Rotor des ersten Motors ist oder der Rotor des zweiten Motors ein dritter Rotor ist, der mit der Antriebswelle (22) verbunden ist,

eine Antriebsschaltung (92) für den zweiten Motor zum Antreiben und Steuern des zweiten Motor (40),

eine Speicherbatterie (94), die mit der durch den ersten Motor (30) erzeugten elektrischen Energie über die Antriebsschaltung (91) für den ersten Motor geladen wird, die mit der durch den zweiten Motor (40) erzeugten elektrischen Energie über die Antriebsschaltung (92) für den zweiten Motor geladen wird, die elektrische Energie, die zum Antrieb des ersten Motor (30) erforderlich ist, über die Antriebsschaltung (91) für den ersten Motor entlädt und die elektrische Energie, die zum Antrieb des zweiten Motor (40) erforderlich ist, über die Antriebsschaltung (92) für den zweiten Motor entlädt,

gekennzeichnet durch

eine Hilfsanlage (104, 106), die mit der Abtriebswelle (56) des Verbrennungsmotors verbunden ist und durch die Energie der Abtriebswelle angetrieben wird, und eine Hilfsanlagen-Steuereinrichtung (90) zum Steuern der Antriebsschaltung (91) für den ersten Motor, um zu ermöglichen, daß der erste Motor (30) ein Drehmoment (TST) auf die Abtriebswelle (56) des Verbrennungsmotors mit der in der Speicherbatterie (94) gespeicherten Energie aufbringt, während der Verbrennungsmotor seinen Betrieb anhält, wobei das Drehmoment (TST) ermöglicht, daß sich die Abtriebswelle (56) des Verbrennungsmotors mit einer vorbestimmten Drehzahl dreht.

2. Energieabgabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei

das Drehmoment (TST) ein erstes Drehmoment (Tc*) ist, und

die Hilfsanlagen-Steuereinrichtung (90) eine Einrichtung zur Steuerung der Antriebsschaltung (92) für den zweiten Motor aufweist, um zu ermöglichen, daß der zweite Motor (40) ein zweites Drehmoment (Ta*) auf die Antriebswelle (22) aufbringt, um eine durch die Rotation der Abtriebswelle (56) des Verbrennungsmotors mit der vorbestimmten Drehzahl bedingte Änderung des Drehmoments der Antriebswelle (22) zu verringern.

3. Energieabgabevorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Hilfsanlagen-Steureinrichtung (90) eine Einrichtung zum Steuern der Antriebsschaltung (92) für den zweiten Motor aufweist, um zu ermöglichen, daß der zweite Motor das zweite Drehmoment (Ta*) an die Antriebswelle (22) als eine Summe eines dritten Drehmoments (Ts*) und eines vierten Drehmoments (TST) anlegt, wobei das dritte Drehmoment (Td*) angelegt wird, um die Antriebswelle (22) in Rotation zu versetzen und das vierte Drehmoment (TST) eine Größe hat, die im wesentlichen gleich dem ersten Drehmoment (Tc*) ist, das durch den ersten Motor (30) angelegt wird, um die Abtriebswelle (56) des Verbrennungsmotors mit der vorbestimmten Drehzahl (Nc) in Rotation zu versetzen, jedoch zum ersten Drehmoment (Tc*) entgegengesetzt gerichtet ist.

4. Energieabgabevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei, wenn der Rotor des zweiten Motors der zweite Rotor (32A) des ersten Motors ist, der erste und der zweite Motor einen Komplexmotor bilden.

5. Energieabgabevorrichtung (20) zur Abgabe von Energie zu einer Antriebswelle (22), wobei die Energieabgabevorrichtung (20) aufweist:

einen Verbrennungsmotor (50) mit einer Abtriebswelle (56)

einen ersten Motor (30) mit einem mit der Abtriebswelle (56) des Verbrennungsmotors verbundenen ersten Rotor (32, 32D) und einem mit der Antriebswelle (22) verbundenen zweiten Rotor (34), wobei der zweite Rotor bezüglich des ersten Rotors koaxial und drehbar angeordnet ist, wobei der erste und der zweite Rotor elektromagnetisch miteinander verbunden sind, wodurch zwischen der Abtriebswelle (56) des Verbrennungsmotors und der Antriebswelle (22) über die elektromagnetische Verbindung des ersten und des zweiten Rotors Energie übertragen wird,

einen zweiten Motor (40) mit einem Stator (43), wobei der Rotor des zweiten Motors ebenfalls der erste Rotor (32D) des ersten Motors ist oder der Rotor des zweiten Motors ein dritter Rotor ist, der mit der Abtriebswelle (56) des Verbrennungsmotors (56) verbunden ist,

eine Antriebsschaltung (92) für den zweiten Motor zum Antreiben und Steuern des zweiten Motors (40),

gekennzeichnet durch

eine Hilfsanlage (104, 106), die mit der Abtriebswelle (56) des Verbrennungsmotors verbunden ist und durch die Energie der Abtriebswelle angetrieben wird, und

eine Hilfsanlagen-Steuereinrichtung (90) zum Steuern der Antriebsschaltung (92) für den zweiten Motor, um zu ermöglichen, daß der zweite Motor (40) ein Drehmoment (TST) auf die Abtriebswelle (56) des Verbrennungsmotors mit der in der Speicherbatterie (94) gespeicherten Energie aufbringt, während der Verbrennungsmotor seinen Betrieb anhält, wobei das Drehmoment (TST) ermöglicht, daß sich die Abtriebswelle (56) des Verbrennungsmotors mit einer vorbestimmten Drehzahl dreht.

6. Energieabgabevorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Drehmoment ein erstes Drehmoment (Ta*) ist, und die Hilfsanlagen-Steuereinrichtung (90) eine Einrichtung zur Steuerung der Antriebsschaltung (92) für den zweiten Motor aufweist, um zu ermöglichen, daß der zweite Motor (40) auf die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors das erste Drehmoment (Ta*) aufbringt, das größer als ein zweites Drehmoment (Td*) ist, das vom ersten Motor (30) auf die Antriebswelle (22) aufgebracht wird.

7. Energieabgabevorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei, wenn der Rotor des zweiten Motors der erste Rotor (32D) des ersten Motors ist, der erste und der zweite Motor einen Komplexmotor bilden.

8. Verfahren zur Steuerung einer Energieabgabevorrichtung (20) zur Abgabe von Energie zu einer Antriebswelle (22), wobei das Verfahren die Schritte aufweist:

a) Vorsehen eines Verbrennungsmotors (50) mit einer Abtriebswelle (56),

eines ersten Motors (30) mit einem mit der Abtriebswelle (56) des Verbrennungsmotors verbundenen ersten Rotor (32, 34A) und einem mit der Antriebswelle (22) verbundenen zweiten Rotor (34, 32A), wobei der zweite Rotor bezüglich des ersten Rotors koaxial und drehbar angeordnet ist, wobei der erste und der zweite Rotor elektromagnetisch miteinander verbunden sind, wodurch zwischen der Abtriebswelle (56) des Verbrennungsmotors und der Antriebswelle (22) über die elektromagnetische Verbindung des erste und des zweiten Rotors Energie übertragen wird,

eines zweiten Motors (40) mit einem Stator (43), wobei der Rotor des zweiten Motors ebenfalls der zweite Rotor des ersten Motors ist oder der Rotor des zweiten Motors ein dritter Rotor ist, der mit der Antriebswelle (22) verbunden ist, und

einer Speicherbatterie (94), die mit der durch den ersten Motor (30) erzeugten elektrischen Energie geladen wird, die mit der durch den zweiten Motor (40) erzeugten elektrischen Energie geladen wird, die elektrische Energie, die zum Antrieb des ersten Motor (30) erforderlich ist, entlädt und die elektrische Energie, die zum Antrieb des zweiten Motor (40) erforderlich ist, entlädt, und

einer Hilfsanlage (104, 106), die mit der Abtriebswelle (56) des Verbrennungsmotors (50) verbunden ist und durch die Energie der Abtriebswelle angetrieben wird,

gekennzeichnet durch

(b)das Steuern des ersten Motors (30), um zu ermöglichen, daß der erste Motor (30) ein Drehmoment (TST) auf die Abtriebswelle (56) des Verbrennungsmotors mit der in der Speicherbatterie (94) gespeicherten Energie aufbringt, während der Verbrennungsmotor seinen Betrieb anhält, wobei das Drehmoment ermöglicht, daß sich die Abtriebswelle (6) des Verbrennungsmotors mit einer vorbestimmten Drehzahl dreht.

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei

das Drehmoment (TST) ein erstes Drehmoment (Tc*) ist und

Schritt (b) zusätzlich das Steuern des zweiten Motors (40) aufweist, um ein zweites Drehmoment (Ta*) an die Antriebswelle (22) als eine Summe des dritten Drehmoments (Td*)und eines vierten Drehmoments (TST)anzulegen, wobei das dritte Drehmoment (Td*) angelegt wird, um die Antriebswelle (22) in Rotation zu versetzen und das vierte Drehmoment (TST) eine Größe hat, die im wesentlichen gleich dem ersten Drehmoment (Tc*) ist, das durch den ersten Motor (30) angelegt wird, um die Abtriebswelle (56) des Verbrennungsmotors mit dem vorbestimmten Drehzahl (Nc) in Rotation zu versetzen, jedoch zum ersten Drehmoment (Tc*) entgegengesetzt gerichtet ist.

10. Verfahren zur Steuerung einer Energieabgabevorrichtung (20) zur Abgabe von Energie zu einer Antriebswelle (22), wobei das Verfahren die Schritte aufweist:

a) Vorsehen eines Verbrennungsmotors (50) mit einer Abtriebswelle (56)

eines ersten Motors (30) mit einem mit der Abtriebswelle (56) des Verbrennungsmotors verbundenen ersten Rotor (32, 32D) und einem mit der Antriebswelle (22) verbundenen zweiten Rotor (34), wobei der zweite Rotor bezüglich des ersten Rotors koaxial und drehbar angeordnet ist, wobei der erste und der zweite Rotor elektromagnetisch miteinander verbunden sind, wodurch zwischen der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors und der Antriebswelle über die elektromagnetische Verbindung des ersten und des zweiten Rotors Energie übertragen wird,

eines zweiten Motors mit einem Stator (43), wobei der Rotor des zweiten Motors ebenfalls der erste Rotor des ersten Motors ist oder der Rotor des zweiten Motors ein dritter Rotor ist, der mit der Abtriebswelle (56) des Verbrennungsmotors verbunden ist, und

einer Hilfsanlage (104, 106), die mit der Abtriebswelle (56) des Verbrennungsmotors (50) verbunden ist und durch die Energie der Abtriebswelle angetrieben wird

gekennzeichnet durch

(b) das Steuern des zweiten Motors (40), um zu ermöglichen, daß der zweite Motor (40) ein Drehmoment auf die Abtriebswelle (56) des Verbrennungsmotors mit der in der Speicherbatterie (94) gespeicherten Energie aufbringt, während der Verbrennungsmotor seinen Betrieb anhält, wobei das Drehmoment ermöglicht, daß sich die Abtriebswelle (56) des Verbrennungsmotors mit einer vorbestimmten Drehzahl dreht.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei

das Drehmoment (TST) ein erstes Drehmoment (Ta*) ist und

Schritt (b) zusätzlich das Steuern des zweiten Motors (40) aufweist, um zu ermöglichen, daß der zweite Motor (40) auf die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors das erste Drehmoment (Ta*) aufbringt, das größer als ein zweites Drehmoment (Td*) ist, das vom ersten Motor (30) auf die Antriebswelle (22) aufgebracht wird.