DE69609561T2

DE69609561T2 - Steuerungsverfahren und Vorrichtung zur Verringerung von Antriebsstössen in einem Hybridfahrzeug.

Info

Publication number: DE69609561T2
Application number: DE69609561T
Authority: DE
Inventors: Yasutomo Kawabata; Takao Miyatani; Masatoshi Uchida; Eiji Yamada
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1995-05-19
Filing date: 1996-05-20
Publication date: 2001-04-05
Anticipated expiration: 2016-05-21
Also published as: DE69609378T2; DE69614754T2; DE69614755D1; DE69609764D1; DE69614640D1; DE69614754D1; DE69614640T2; DE69609378D1; DE69609561D1; DE69615744T2; DE69615745T2; DE69609764T2; DE69609562T2; DE69615744D1; DE69609562D1; DE69615745D1; DE69614755T2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Antriebsvorrichtung und ein Verfahren zum Steuern derselben. Ganz besonders betrifft die Erfindung eine Antriebsvorrichtung zur wirksamen Übertragung oder Ausgabe einer Kraft bzw. einer Leistung aus einem Motor auf bzw. an eine Abtriebswelle und ein Verfahren zum Steuern einer solchen Antriebsvorrichtung.

Beschreibung des Standes der Technik

Bei vorgeschlagenen Antriebsvorrichtungen, die in einem Kraftfahrzeug angeordnet sind, ist eine Ausgangswelle eines Motors elektromagnetisch mit einer Abtriebswelle verbunden, die mit einem Rotor eines Motors über eine elektromagnetische Kupplung verbunden ist, so dass eine Kraft des Motors auf bzw. an die Abtriebswelle übertragen wird (wie zum Beispiel in der JAPANESE PATENT LAYING-OPEN GAZETTE Nr. 53-133814 offenbart ist). Wenn die Drehzahl des Motors, welcher mit einem Antrieb des Fahrzeugs beginnt, ein bestimmtes Niveau erreicht, führt die vorgeschlagene Antriebsvorrichtung der elektromagnetischen Kupplung einen Erregerstom zu, um den Motor anzukurbeln, und führt folglich eine Kraftstoffeinspritzung bzw. Kraftstoffinjizierung in den Motor ebenso wie eine Funkenzündung durch, wobei der Motor gestartet wird und der Motor in die Lage versetzt wird, eine Kraft bzw. Leistung zu erzeugen. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit vermindert wird und die Drehzahl des Motors auf oder unter das vorbestimmte Nieveau abnimmt, unterbricht die Antriebsvorrichtung demgegenüber die Zufuhr von Er regerstrom zu der elektromagnetischen Kopplung bzw. Verbindung ebenso wie eine Kraftstoffeinspritzung in den Motor und eine Funkenzündung, wobei der Betrieb des Motors beendet wird.
Bei den oben beschriebenen bekannten Antriebsvorrichtungen wird der Drehmomentenausgang zu der Abtriebswelle beim Starten und Anhalten des Motors bedeutsam variiert. Dies führt zu einem ungleichmäßigen Fahren. Beim Starten des Motors wird der Drehmomentenausgang aus dem Motor verwendet, um die Maschine anzukurbeln, und wird der Drehmomentenausgang zu der Abtriebswelle um den Betrag, der zum Ankurbeln erforderlich ist, vermindert. Beim Anhalten des Motors wird die Zufuhr von Erregerstrom unterbrochen, während der Strom aus dem Motor auf bzw. an die Abtriebswelle über die elektromagnetische Kupplung übertragen wird, und wird der Drehmomentenausgang zu der Abtriebswelle um den Betrag des von dem Motor übertragenen Stroms bzw. Kraft vermindert. Ein solcher Abfall im Drehmomentenausgang tritt unerwartet auf, da der Fahrer den Zeitpunkt zum Starten oder Anhalten der Maschine nicht bestimmt. Verglichen mit einer erwarteten Veränderung übt eine unerwartete Veränderung im Drehmomentenausgang zu der Abtriebswelle einen größeren Schock auf den Fahrer aus, was zu einem ungleichmäßigen Fahren führt.
Das Dokument AU 58401/73 (vgl. die Oberbegriffe der Ansprüche 1, 4, 8 und 10) offenbart eine Ausführungsform, die einen Kupplungsmotor mit zwei zueinander relativ drehbaren Rotoren und einen Hilfsmotor aufweist. Mit einer solchen Anordnung ist eine effiziente Weise zum Antrieb eines Fahrzeugs in einem elektrischen Modus und in einem nicht-elektrischen Modus vorgesehen. Ein Teil der Energie kann mechanisch und ein Teil elektrisch übertragen werden. Allerdings wird ein solcher Drehmomentenwandler mit Zwillingsrotoren unwirksam, wenn ein großer Schlupf zwischen den Rotoren besteht. Der Wandler ist daher auf der Basis ausgestaltet, dass Perioden eines großen Schlupfes kurzlebig sein würden und dass normalerweise eine kleine Energie in elektrische Energie umgewandelt werden wür de. Folglich ist die Durchführung einer feinen bzw. genauen Steuerung nicht möglich.
Das Dokument EP 0 645 278 betrifft eine Anordnung eines Motors und eines Generators, welche nur elektrisch verbunden sind. Der Generator ist mit einem Motor verbunden, während der Motor eine Abtriebswelle antreibt. Ein Modus der fünften Ausführungsform wird wesentlich ausgeführt, wenn die Spannung VB der Batterie eine vorbestimmte Zeit größer oder gleich dem vorbestimmten Wert Vmax (Überladungszustand der Batterie) ist, und löst die Aufgabe zur Verhinderung der Emissionsabstufung und des Kraftstoffverbrauchsabfalls durch schrittweises Vermindern des Generatorausgangs PG. Die Leerlaufanweisung wird nur dem Motor und dem Generator zugeführt. Mit einer solchen Steuerung werden eine Blasenbildung und Wärmeerzeugung, die durch eine Spannungszunahme in der Batterie verursacht sind, verhindert. Der Motor wird in Abhängigkeit von der Betätigung des Gaspedals, der Bremse oder dergleichen ebenso wie in Abhängigkeit der Drehzahl gesteuert.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Antriebsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche eine Kraft von einem Motor auf bzw. an eine Abtriebswelle mit hohem Wirkungsgrad übertragen oder ausgeben kann.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Motor ohne Veränderung des Drehmomentenausgangs zu der Abtriebswelle anzuhalten, und in einem Verfahren zum Steuern einer solchen Antriebsvorrichtung.
Die obigen und weitere dazugehörige Aufgaben werden durch Vorrichtungen gemäß den Ansprüchen 1 und 4 und Verfahren gemäß den Ansprüchen 8 und 10 verwirklicht. Diese umfassen: Die erste Antriebsvorrichtung umfasst: Einen Motor, der eine Ausgangswelle aufweist; eine Motorantriebseinrichtung zum Antrieb des Motors; einen ersten Motor, der einen ersten Rotor, welcher mit der Ausgangswelle des Motors verbunden ist, und einen zweiten Rotor, welcher mit der Abtriebswelle verbunden ist, umfasst, wobei der zweite Rotor koaxial und relativ drehbar zu dem ersten Rotor ist, wobei eine Kraft zwischen der Ausgangswelle des Motors und der Abtriebswelle über eine elektromagnetische Verbindung zwischen dem ersten Rotor und dem zweiten Rotor übertragen wird; eine erste Motorantriebsschaltung zum Steuern des Grades der elektromagnetischen Verbindung des ersten Rotors und des zweiten Rotors in dem ersten Motor und zum Steuern bzw. Regeln einer Drehung des zweiten Rotors relativ zu dem ersten Rotor; einen zweiten Motor, der mit der Abtriebswelle verbunden ist; eine zweite Motorantriebsschaltung zum Antrieb und zum Steuern des zweiten Motors; eine Speicherbatterie, die mit einem durch den ersten Motor über die erste Motorantriebsschaltung regenerierten Strom geladen wird, die mit einem durch den zweiten Motor über die zweite Motorantriebsschaltung regenerierten Strom geladen wird, die einen zum Antrieb des ersten Motors über die erste Motorantriebsschaltung benötigten Strom entlädt und die einen zum Antrieb des zweiten Motors über die zweite Motorantriebsschaltung benötigten Strom entlädt; eine Stromabnahmesignalerfassungseinrichtung zum Erfassen eines Stromabnahmesignals, um einen Stromausgang aus dem Motor zu vermindern; eine Antriebsschaltungssteuereinrichtung zum, wenn die Stromabnahmesignalerfassungeinrichtung das Stromabnahmesignal erfasst, Steuern der ersten Motorantriebsschaltung in Antwort auf das Signal, um den Grad der elektromagnetischen Verbindung des ersten Rotors mit dem zweiten Rotor in dem ersten Motor schrittweise zu vermindern, und zum Steuern der zweiten Motorantriebsschaltung, um dem zweiten Motor zu gestatten, den in der Speicherbatterie gespeicherten Strom zu verwenden und eine Abnahme des durch den ersten Motor übertragenen Stroms, welche durch die Abnahme des Grades der elektromagnetischen Verbindung begleitet ist, auszugleichen; und eine Motorstromverminderungseinrichtung zum Steuern der Motorantriebseinrichtung, um den Stromausgang aus dem Motor mit der Abnahme des Grades der elektromagnetischen Verbindung des ersten Rotors mit dem zweiten Rotor, welche von der Antriebsschaltungsteuereinrichtung begleitet ist, zu vermindern.
Die erste Antriebsvorrichtung der Erfindung kann die Kraft bzw. die Leistung bzw. den Strom aus dem Motor auf bzw. an die Abtriebswelle durch die Funktionen des ersten und des zweiten Motors wirksam übertragen oder ausgeben. In Antwort auf das Stromabnahmesignal wird der Grad einer elektromagnetischen Kopplung bzw. Verbindung des ersten Rotors mit dem zweiten Rotor in dem ersten Motor schrittweise vermindert. Der zweite Motor wird dann gesteuert, um die Abnahme des übertragenen Stroms, welche von der Abnahme des Grades der elektromagnetischen Kopplung begleitet ist, mit dem in der zweiten Zelle gespeicherten Strom ausgleichen. Diese Anordnung vermindert wirksam den Stromausgang aus dem Motor ohne Veränderung des Kraftausgangs bzw. Leistungsausgangs bzw. Stromausgangs zu der Abtriebswelle.
Gemäß einem Aspekt der ersten Antriebsvorrichtung umfasst die Stromabnahmesignalerfassungseinrichtung eine Einrichtung zum Erfassen eines Motoranhaltesignals, um den Betrieb des Motors anzuhalten, und umfasst die Motorstromverminderungseinrichtung eine Einrichtung zum Steuern der Motorantriebseinrichtung, um die Zufuhr von Kraftstoff in den Motor zu unterbrechen und den Betrieb des Motors zu beenden, wenn die Antriebsschaltungssteuereinrichtung die elektromagnetische Verbindung des ersten Rotors mit dem zweiten Rotor in dem ersten Motor freigibt.
Gemäß einem Aspekt ist die vorliegende Erfindung auf eine zweite Antriebsvorrichtung zur Übertragung einer Kraft auf bzw. an eine Abtriebswelle gerichtet. Die zweite Antriebsvorrichtung umfasst: Einen Motor, der eine Ausgangswelle aufweist; eine Motorantriebseinrichtung zum Antrieb des Motors; einen komplexen Motor, der einen ersten Rotor, welcher mit der Ausgangswelle des Motors verbunden ist, einen zweiten Rotor, welcher mit der Abtriebswelle verbunden, koaxial und relativ drehbar zu dem ersten Rotor ist, und einen Stator zum Drehen des zweiten Rotors umfasst, wobei der erste Rotor und der zweite Rotor einen ersten Motor bilden, der zweite Rotor und der Stator einen zweiten Motor bilden; eine erste Motorantriebsschaltung zum Antrieb und zum Steuern des ersten Motors in dem komplexen Motor; eine zweite Motorantriebsschaltung zum Antrieb und zum Steuern des zweiten Motors in dem komplexen Motor; eine Speicherbatterie, die mit einem durch den ersten Motor über die erste Motorantriebsschaltung regenerierten Strom geladen wird, die mit einem durch den zweiten Motor über die zweite Motorantriebsschaltung regenerierten Strom geladen wird, die einen zum Antrieb des ersten Motors über die erste Motorantriebsschaltung benötigten Strom entlädt und die einen zum Antrieb des zweiten Motors über die zweite Motorantriebsschaltung benötigten Strom entlädt; eine Stromabnahmesignalerfassungseinrichtung zum Erfassen eines Stromabnahmesignals, um einen Stromausgang aus dem Motor zu vermindern; eine Antriebsschaltungssteuereinrichtung zum, wenn die Stromabnahmesignalerfassungeinrichtung das Stromabnahmesignal erfasst, Steuern der ersten Motorantriebsschaltung in Antwort auf das Signal, um den Grad der elektromagnetischen Verbindung des ersten Rotors mit dem zweiten Rotor in dem ersten Motor schrittweise zu vermindern, und zum Steuern der zweiten Motorantriebsschaltung, um dem zweiten Motor zu gestatten, den in der Speicherbatterie gespeicherten Strom zu verwenden und eine Abnahme des durch den ersten Motor übertragenen Stroms, welche durch die Abnahme des Grades der elektromagnetischen Verbindung begleitet ist, auszugleichen; und eine Motorstromverminderungseinrichtung zum Steuern der Motorantriebseinrichtung, um den Stromausgang aus dem Motor mit der Abnahme des Grades der elektromagnetischen Verbindung des ersten Rotors mit dem zweiten Rotor, welche von der Antriebsschaltungsteuereinrichtung begleitet ist, zu vermindern.
Die zweite Antriebsvorrichtung der Erfindung kann die Kraft bzw. die Leistung bzw. den Strom aus dem Motor auf bzw. an die Abtriebswelle durch die Funktionen des ersten Motors, welcher aus dem ersten Rotor und dem zweiten Rotor des komplexen Motors besteht, und des zweiten Motors, welcher aus dem zweiten Rotor und dem Stator besteht, wirksam übertragen oder ausgeben. In Antwort auf das Stromabnahmesignal wird der Grad einer elektromagnetischen Kopplung des ersten Rotors mit dem zweiten Rotor in dem ersten Motor schrittweise vermindert. Der zweite Motor wird dann gesteuert, um die Abnahme des übertragenen Stroms, welche von der Abnahme des Grades der elektromagnetischen Kopplung begleitet ist, mit dem in der zweiten Zelle gespeicherten Strom ausgleichen. Diese Anordnung vermindert wirksam den Stromausgang aus dem Motor ohne Veränderung des Kraftausgangs bzw. Leistungsausgangs bzw. Stromausgangs zu der Abtriebswelle. Die Anordnung, welche den ersten Motor und den zweiten Motor umfasst, die miteinander integral verbunden sind, verwirklicht eine kompakte Antriebsvorrichtung.
Gemäß einem Aspekt der zweiten Antriebsvorrichtung umfasst die Stromabnahmesignalerfassungseinrichtung eine Einrichtung zum Erfassen eines Motoranhaltesignals, um den Betrieb des Motors anzuhalten, und umfasst die Motorstromverminderungseinrichtung eine Einrichtung zum Steuern der Motorantriebseinrichtung, um die Zufuhr von Kraftstoff in den Motor zu unterbrechen und den Betrieb des Motors zu beenden, wenn die Antriebsschaltungssteuereinrichtung die elektromagnetische Verbindung des ersten Rotors mit dem zweiten Rotor in dem ersten Motor freigibt.
Gemäß einem anderen Aspekt ist die Erfindung auch auf eine dritte Antriebsvorrichtung zur Übertragung einer Kraft auf bzw. an eine Abtriebswelle gerichtet. Die dritte Antriebsvorrichtung umfasst: Einen Motor, der eine Ausgangswelle aufweist; eine Motorantriebseinrichtung zum Antrieb des Motors; einen ersten Motor, der einen ersten Rotor, welcher mit der Ausgangswelle des Motors verbunden ist, und einen zweiten Rotor, welcher mit der Abtriebswelle verbunden ist, umfasst, wobei der erste Motor koaxial und relativ drehbar zu dem ersten Rotor ist, wobei eine Kraft zwischen der Ausgangswelle des Motors und der Abtriebswelle über eine elektromagnetische Ver bindung zwischen dem ersten Rotor und dem zweiten Rotor übertragen wird; eine erste Motorantriebsschaltung zum Steuern des Grades der elektromagnetischen Verbindung des ersten Rotors und des zweiten Rotors in dem ersten Motor und zum Steuern bzw. Regeln einer Drehung des zweiten Rotors relativ zu dem ersten Rotor; einen zweiten Motor, der mit der Ausgangswelle des Motors verbunden ist; eine zweite Motorantriebsschaltung zum Antrieb und zum Steuern des zweiten Motors; eine Speicherbatterie, die mit einem durch den ersten Motor über die erste Motorantriebsschaltung regenerierten Strom geladen wird, die mit einem durch den zweiten Motor über die zweite Motorantriebsschaltung regenerierten Strom geladen wird, die einen zum Antrieb des ersten Motors über die erste Motorantriebsschaltung benötigten Strom entlädt und die einen zum Antrieb des zweiten Motors über die zweite Motorantriebsschaltung benötigten Strom entlädt; eine Stromabnahmesignalerfassungseinrichtung zum Erfassen eines Stromabnahmesignals, um einen Stromausgang aus dem Motor zu vermindern; eine Motorstromverminderungseinrichtung zum, wenn die Stromabnahmesignalerfassungeinrichtung das Stromabnahmesignal erfasst, Steuern der Motorantriebsschaltung in Antwort auf das Signal, um den Stromausgang bzw. die Kraftübertragung aus dem Motor schrittweise zu vermindern; und eine Antriebsschaltungssteuereinrichtung zum Steuern der ersten Motorantriebsschaltung und der zweiten Motorantriebsschaltung, um dem ersten Motor und dem zweiten Motor zu gestatten, den in der Speicherbatterie gespeicherten Strom zu verwenden und eine Abnahme des Stromausgangs aus dem Motor, welche durch die Motorstromverminderungseinrichtung begleitet ist, auszugleichen.
Die dritte Antriebsvorrichtung der Erfindung kann die Kraft bzw. die Leistung bzw. den Strom aus dem Motor auf bzw. an die Abtriebswelle durch die Funktionen des ersten und des zweiten Motors wirksam übertragen oder ausgeben. In Antwort auf das Stromabnahmesignal wird der Stromausgang bzw. die Kraftübertragung aus dem Motor schrittweise vermindert. Der erste Motor und der zweite Motor werden dann gesteuert, um die Abnahme des Stromausgangs aus dem Motors mit dem in der zweiten Zelle gespeicherten Strom ausgleichen. Diese Anordnung vermindert wirksam den Stromausgang aus dem Motor ohne Veränderung des Kraftausgangs bzw. Leistungsausgangs bzw. Stromausgangs zu der Abtriebswelle.
Gemäß einem Aspekt der dritten Antriebsvorrichtung umfasst die Antriebsschaltungssteuereinrichtung eine Einrichtung zum Steuern der ersten Motorantriebsschaltung, um dem ersten Motor zu gestatten, eine Abnahme der Drehzahl der Ausgangswelle des Motors unter der Abnahme des Stromausgangs aus dem Motor auszugleichen, und zum Steuern der zweiten Motorantriebsschaltung, um dem zweiten Motor zu gestatten, eine Abnahme des Drehmomentes unter der Abnahme des Stromausgangs aus dem Motor auszugleichen. Bei dieser Anordnung umfasst die Stromabnahmesignalerfassungseinrichtung eine Einrichtung zum Erfassen eines Motoranhaltesignals, um den Betrieb des Motors anzuhalten, und umfasst die Motorstromverminderungseinrichtung eine Einrichtung zum Steuern der Motorantriebseinrichtung, um die Zufuhr von Kraftstoff in den Motor zu unterbrechen und den Betrieb des Motors zu beenden, wenn der Stromausgang aus dem Motor gleich Null wird.
Gemäß einem noch anderen Aspekt sieht die Erfindung auch eine vierte Antriebsvorrichtung zur Übertragung einer Kraft auf bzw. an eine Abtriebswelle vor. Die vierte Antriebsvorrichtung umfasst: Einen Motor, der eine Ausgangswelle aufweist; eine Motorantriebseinrichtung zum Antrieb des Motors; einen komplexen Motor, der einen ersten Rotor, welcher mit der Ausgangswelle des Motors verbunden ist, einen zweiten Rotor, welcher mit der Abtriebswelle verbunden, koaxial und relativ drehbar zu dem ersten Rotor ist, und einen Stator zum Drehen des ersten Rotors umfasst, wobei der erste Rotor und der zweite Rotor einen ersten Motor bilden, wobei der erste Rotor und der Stator einen zweiten Motor bilden; eine erste Motorantriebsschaltung zum Antrieb und zum Steuern bzw. Regeln des ersten Motors in dem komplexen Motor; eine zweite Motorantriebsschal tung zum Antrieb und zum Steuern bzw. Regeln des zweiten Motors in dem komplexen Motor; eine Speicherbatterie, die mit einem durch den ersten Motor über die erste Motorantriebsschaltung regenerierten Strom geladen wird, die mit einem durch den zweiten Motor über die zweite Motorantriebsschaltung regenerierten Strom geladen wird, die einen zum Antrieb des ersten Motors über die erste Motorantriebsschaltung benötigten Strom entlädt und die einen zum Antrieb des zweiten Motors über die zweite Motorantriebsschaltung benötigten Strom entlädt; eine Stromabnahmesignalerfassungseinrichtung zum Erfassen eines Stromabnahmesignals, um einen Stromausgang aus dem Motor zu vermindern; eine Motorstromverminderungseinrichtung zum, wenn die Stromabnahmesignalerfassungeinrichtung das Stromabnahmesignal erfasst, Steuern der Motorantriebsschaltung in Antwort auf das Signal, um den Stromausgang bzw. die Kraftübertragung aus dem Motor schrittweise zu vermindern; und eine Antriebsschaltungssteuereinrichtung zum Steuern der ersten Motorantriebsschaltung und der zweiten Motorantriebsschaltung, um dem ersten Motor und dem zweiten Motor zu gestatten, den in der Speicherbatterie gespeicherten Strom zu verwenden und eine Abnahme des Stromausgangs aus dem Motor, welche durch die Motorstromverminderungseinrichtung begleitet ist, auszugleichen.
Die vierte Antriebsvorrichtung der Erfindung kann die Kraft bzw. die Leistung bzw. den Strom aus dem Motor auf bzw. an die Abtriebswelle durch die Funktionen des ersten Motors, welcher aus dem ersten Rotor und dem zweiten Rotor des komplexen Motors besteht, und des zweiten Motors, welcher aus dem ersten Rotor und dem Stator besteht, wirksam übertragen oder ausgeben. In Antwort auf das Stromabnahmesignal wird der Stromausgang bzw. die Kraftübertragung aus dem Motor schrittweise vermindert. Der erste Motor und der zweite Motor werden dann gesteuert, um die Abnahme des Stromausgangs aus dem Motor mit dem in der zweiten Zelle gespeicherten Strom ausgleichen. Diese Anordnung vermindert wirksam den Stromausgang aus dem Motor ohne Veränderung des Kraftausgangs bzw. Leistungsausgangs bzw. Stromausgangs zu der Abtriebswelle. Die Anordnung, welche den ersten Motor und den zweiten Motor umfasst, die miteinander integral verbunden sind, verwirklicht eine kompakte Antriebsvorrichtung.
Gemäß einem Aspekt der vierten Antriebsvorrichtung umfasst die Antriebsvorrichtung eine Einrichtung zum Steuern der ersten Motorantriebsschaltung, um dem ersten Motor zu gestatten, eine Abnahme der Drehzahl der Ausgangswelle des Motors unter der Abnahme des Stromausgangs aus dem Motor auszugleichen, und zum Steuern der zweiten Motorantriebsschaltung, um dem zweiten Motor zu gestatten, eine Abnahme des Drehmomentes unter der Abnahme des Stromausgangs aus dem Motor auszugleichen. Bei dieser Anordnung umfasst die Stromabnahmesignalerfassungseinrichtung eine Einrichtung zum Erfassen eines Motoranhaltesignals, um den Betrieb des Motors anzuhalten, und umfasst die Motorstromverminderungseinrichtung eine Einrichtung zum Steuern der Motorantriebseinrichtung, um die Zufuhr von Kraftstoff in den Motor zu unterbrechen und den Betrieb des Motors zu beenden, wenn der Stromausgang aus dem Motor gleich Null wird.
Die obigen Aufgaben werden auch wenigstens teilweise durch ein erstes Verfahren zum Steuern einer Antriebsvorrichtung zur Übertragung einer Kraft auf bzw. an eine Abtriebswelle verwirklicht. Das erste Verfahren umfasst die Schritte: (a) Bereitstellen eines Motors, der eine Ausgangswelle aufweist, einer Motorantriebseinrichtung zum Antrieb des Motors, eines ersten Motors, der einen ersten Rotor, welcher mit der Ausgangswelle des Motors verbunden ist, und einen zweiten Rotor, welcher mit der Abtriebswelle verbunden ist, umfasst, wobei der erste Motor koaxial und relativ drehbar zu dem ersten Rotor ist, wobei eine Kraft zwischen der Ausgangswelle des Motors und der Abtriebswelle über eine elektromagnetische Verbindung des ersten Rotors und des zweiten Rotors übertragen wird, eines zweiten Motors, welcher mit der Abtriebswelle verbunden ist, und einer Speicherbatterie, die mit einem durch den ersten Motor regenerierten Strom geladen wird, die mit einem durch den zweiten Motor regenerierten Strom geladen wird, die einen zum Antrieb des ersten Motors benötigten Strom entlädt und die einen zum Antrieb des zweiten Motors benötigten Strom entlädt; (b) Erfassen eines Stromabnahmesignals, um den Stromausgang aus dem Motor zu vermindern, (c) Steuern des ersten Motors in der Antwort auf das Stromabnahmesignal, um den Grad der elektromagnetischen Verbindung des ersten Rotors mit dem zweiten Rotor in dem ersten Motor schrittweise zu vermindern, (d) Steuern des zweiten Motors, um dem zweiten Motor zu ermöglichen, in der Speicherbatterie gespeicherten Strom zu verwenden und eine Abnahme des Stroms, der durch den ersten Motor übertragen wird, welche von der Abnahme des Grades der elektromagnetischen Verbindung begleitet ist, auszugleichen, und (e) Steuern der Motorantriebseinrichtung, um den Stromausgang aus dem Motor mit der Abnahme des Grades der elektromagnetischen Verbindung des ersten Rotors mit dem zweiten Rotor, die in Schritt (c) begleitet ist, zu vermindern.
Gemäß einem Aspekt des ersten Verfahrens stellt das erfasste Stromabnahmesignal ein Motoranhaltesignal dar, um den Betrieb des Motors anzuhalten, und umfasst der Schritt (e) weiterhin den Schritt zum Steuern der Motorantriebseinrichtung, um eine Zufuhr von Kraftstoff in den Motor zu unterbrechen und den Betrieb des Motors zu beenden, wenn die elektromagnetische Verbindung des ersten Rotors mit dem zweiten Rotor in dem ersten Motor auf eine Freigabestellung in Antwort auf das Motoranhaltesignal vermindert worden ist.
Gemäß einem Aspekt ist die Erfindung auch auf ein zweites Verfahren zum Steuern einer Antriebsvorrichtung zur Übertragung einer Kraft auf bzw. an eine Abtriebswelle gerichtet. Das Verfahren umfasst die Schritte: (a) Bereitstellen eines Motors, der eine Ausgangswelle aufweist, einer Motorantriebseinrichtung zum Antrieb des Motors, eines ersten Motors, der einen ersten Rotor, welcher mit der Ausgangswelle des Motors verbunden ist, und einen zweiten Rotor, welcher mit der Abtriebswelle verbunden ist, umfasst, wobei der zweite Rotor koaxial und relativ drehbar zu dem ersten Rotor ist, wobei eine Kraft zwischen der Ausgangswelle des Motors und der Abtriebswelle über eine elektromagnetische Verbindung des ersten Rotors und des zweiten Rotors übertragen wird, eines zweiten Motors, welcher mit der Ausgangswelle des Motors verbunden ist, und einer Speicherbatterie, die mit einem durch den ersten Motor regenerierten Strom geladen wird, die mit einem durch den zweiten Motor regenerierten Strom geladen wird, die einen zum Antrieb des ersten Motors benötigten Strom entlädt und die einen zum Antrieb des zweiten Motors benötigten Strom entlädt; (b) Erfassen eines Stromabnahmesignals, um den Stromausgang aus dem Motor zu vermindern, (c) Steuern der Motorantriebseinrichtung in Antwort auf das Stromabnahmesignal, um den Stromausgang aus dem Motor schrittweise zu vermindern, und (d) Steuern des ersten Motors und des zweiten Motors, um dem ersten Motor und dem zweiten Motor zu ermöglichen, in der Speicherbatterie gespeicherten Strom zu verwenden und die Abnahme des Stromausgangs aus dem Motor, die in Schritt (c) begleitet ist, auszugleichen.
Gemäß einem Aspekt des zweiten Verfahrens umfasst der Schritt (d) weiterhin die Schritte: (e) Steuern des ersten Motors, um dem ersten Motor zu gestatten, eine Abnahme der Drehzahl der Ausgangswelle des Motors unter der Abnahme des Stromausgangs aus dem Motor auszugleichen, und (f) zum Steuern des zweiten Motors, um dem zweiten Motor zu gestatten, eine Abnahme des Drehmomentes unter der Abnahme des Stromausgangs aus dem Motor auszugleichen.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen mit den anliegenden Zeichnungen näher erläutert.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, die eine Anordnung ei ner Antriebsvorrichtung 20 als eine erste Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt,
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht, die detaillierte Anordnungen eines Kupplungsmotors 30 und eines Hilfsmotors 40, welche in der Antriebsvorrichtung 20 der Fig. 1 enthalten sind, darstellt,
Fig. 3 ist eine schematische Ansicht, die eine allgemeine Struktur eines Fahrzeugs mit der darin eingebrachten Antriebsvorrichtung 20 der Fig. 1 darstellt,
Fig. 4 ist eine grafische Darstellung, welche den prinzipiellen Betrieb der Antriebsvorrichtung 20 zeigt,
Fig. 5 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Drehmomentensteuerroutine, welche durch die Steuereinrichtung 80 ausgeführt wird, zeigt,
Fig. 6 ist ein Ablaufdiagramm, das wesentliche Schritte zum Steuern des Kupplungsmotors 30, welche durch die Steuereinrichtung 80 ausgeführt werden, zeigt,
Fig. 7 und 8 sind Ablaufdiagramme, welche wesentliche Schritte zum Steuern des Hilfsmotors 40, welche durch die Steuereinrichtung 80 ausgeführt werden, zeigt,
Fig. 9 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Motoranhaltezeitdrehmomentensteuerroutine, welche durch die Steuereinrichtung 80 ausgeführt wird, zeigt,
Fig. 10 ist ein Ablaufdiagramm, das wesentliche Schritte zum Steuern des Hilfsmotors 40, welche durch die Steuereinrichtung 80 ausgeführt werden, wenn der Motor 50 den Betrieb einstellt, zeigt,
Fig. 11 stellt schematisch eine Antriebsvorrichtung 20A als eine Modifikation einer ersten Ausführungsform dar,
Fig. 12 stellt schematisch die Anordnung einer anderen Antriebsvorrichtung 20B als eine zweite Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung dar,
Fig. 13 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Drehmomentensteuerroutine, welche durch die Steuereinrichtung 80 in der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird, zeigt,
Fig. 14 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Motoranhaltezeit- Drehmomentensteuerroutine, welche durch die Steuereinrichtung 80 in der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird, zeigt,
Fig. 15 zeigt schematisch eine Antriebsvorrichtung 20C als eine Modifikation der zweiten Ausführungsform, und
Fig. 16 zeigt schematisch eine Antriebsvorrichtung 20D als eine andere Modifikation der zweiten Ausführungsform.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, welche die Anordnung einer Antriebsvorrichtung 20 als eine erste Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt; die Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht, welche die detaillierten Anordnungen eines Kupplungsmotors 30 und eines Hilfsmotors 40, welche in der Antriebsvorrichtung 20 der Fig. 1 enthalten sind, zeigt; und die Fig. 3 ist eine schematische Ansicht, welche eine allgemeine Struktur eines Fahrzeugs mit der darin enthaltenen Antriebsvorrichtung 20 der Fig. 1 darstellt. Die allgemeine Anordnung des Fahrzeugs wird zum besseren Verständnis zunächst beschrieben.
Bezugnehmend auf die Fig. 3 ist das Fahrzeug mit einem Motor bzw. einer Maschine 50, der mit Benzin als Leistungsquelle an getrieben wird, vorgesehen. Die Luft, die aus einem Luftzufuhrsystem über ein Drosselventil 66 aufgenommen wird, wird mit Kraftstoff, d. h. bei dieser Ausführungsform Benzin, der aus einem Kraftstoffeinspritzventil bzw. Kraftstoffinjektionsventil 51 eingespritzt bzw. injiziert wird, gemischt. Das Luft-/Kraftstoff-Gemisch wird einer Verbrennungskammer 52 zugeführt, um explosiv gezündet und verbrannt zu werden. Eine Linearbewegung des Kolbens 54, welcher durch die Explosion des Luft-/Kraftstoff-Gemisches nach unten gedrückt bzw. bewegt wird, wird in eine Drehbewegung einer Kurbelwelle 56 umgewandelt. Das Drosselventil 66 wird angetrieben, um ein Bewegungselement 68 zu öffnen und zu schließen. Eine Zündkerze 62 wandelt eine hohe Spannung, welche von einer Zündvorrichtung 58 über einen Verteiler 60 an eine Zündkerze angelegt wird, die das Luft-/Kraftstoff-Gemisch explosiv zündet und verbrennt, um.
Der Betrieb bzw. die Betätigung des Motors 50 wird durch eine elektronische Steuereinheit (nachfolgend als EFIECU bezeichnet) 70 gesteuert. Die EFIECU 70 empfängt Informationen von verschiedenen Sensoren, welche die Betriebsbedingungen des Motors 50 erfassen. Diese Sensoren umfassen einen Drosselventilpositionssensor 67 zum Erfassen der Position des Drosselventils 66, einen Gesamtvakuumsensor 72 zum Messen einer auf den Motor 50 ausgeübten Last, einen Wassertemperatursensor 74 zum Messen der Temperatur von Kühlwasser in dem Motor 50 und einen Geschwindigkeitssensor 76 sowie einen Winkelsensor 78, der an dem Verteiler 60 montiert ist, zum Messen der Drehzahl bzw. Drehgeschwindigkeit und des Drehwinkels der Kurbelwelle 56. Ein Startschalter 79 zum Erfassen eines Startzustandes ST eines Zündschlüssels (nicht gezeigt) ist ebenso mit der EFIECU 70 verbunden. Weitere Sensoren und Schalter, die mit der EFIECU 70 verbunden sind, sind in den Zeichnungen weggelassen.
Die Kurbelwelle 56 des Motors 50 ist mit einer Abtriebswelle 22 über einen Kupplungsmotor 30 und einen Hilfsmotor 40 (später im einzelnen beschrieben) verbunden. Die Abtriebswelle 22 verbindet weiterhin ein Differentialgetriebe 24, das gegebenenfalls den Drehmomentenausgang von der Abtriebswelle 22 der Antriebsvorrichtung 20 auf das linke und rechte Antriebsrad 26 und 28 überträgt. Der Kupplungsmotor 30 und der Hilfsmotor 40 sind durch eine Steuereinrichtung 80 angetrieben und gesteuert bzw. geregelt bzw. überwacht bzw. kontrolliert. Die Steuereinrichtung 80 umfasst eine interne Steuer-CPU und empfängt Eingänge von einem Schalthebelpositionssensor 84, der an einem Schalthebel 82 befestigt ist, und einen Beschleunigungspositionssensor 65, der an einem Gaspedal 64 befestigt ist, wie später im einzelnen beschrieben ist. Die Steuereinrichtung 80 sendet und empfängt eine Vielzahl von Daten und Informationen an die und von der EFIECU 70 mittels Kommunikation. Einzelheiten des Steuervorgangs einschließlich eines Kommunikationsprotokolls werden später beschrieben.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 umfasst die Antriebsvorrichtung 20 im Wesentlichen den Motor 50, den Kupplungsmotor 30 mit einem Außenrotor 32 und einem Innenrotor 34, den Hilfsmotor 40 mit einem Rotor 42 und die Steuereinrichtung 80 zum Antrieb und zum Steuern des Kupplungsmotors 30 und des Hilfsmotors 40. Der Außenrotor 32 des Kupplungsmotors 30 ist mechanisch mit der Kurbelwelle 56 des Motors 50 verbunden, während dessen Innenrotor 34 mechanisch mit dem Rotor 42 des Hilfsmotors 40 verbunden ist.
Wie in der Fig. 1 gezeigt ist, ist der Kupplungsmotor als ein Synchronmotor ausgebildet, der Permanentmagnete 35, welche an einer Innenfläche des Außenrotors 32 befestigt sind, und dreiphasige Spulen 36, welche an in dem Innenrotor 34 angeformte Schlitze (auf-)gewickelt sind, aufweist. Strom wird den dreiphasigen Spulen 36 über einen drehenden Umformer bzw. Transformator bzw. Dynamotor 38 zugeführt. Ein dünn laminiertes Blech aus ungerichtetem, elektromagnetischem Stahl wird verwendet, um Vorsprünge und Schlitze für die dreiphasigen Spulen 36 in dem Innenrotor 34 zu bilden. Ein Funktionsgeber bzw. Resolver 39 zum Messen eines Drehwinkels θe der Kurbelwelle 56 ist an der Kurbelwelle 56 befestigt. Der Funktionsgeber 39 kann ebenso als der Winkelsensor 78, welcher an dem Verteiler 60 montiert ist, dienen.
Der Hilfsmotor 40 ist ebenso als ein Synchronmotor ausgebildet, der dreiphasige Spulen 44 aufweist, welche an einem Stator 43, der an einem Gehäuse 45 befestigt ist, (auf-)gewickelt sind, um ein drehendes Magnetfeld zu erzeugen. Der Stator 43 ist ebenso aus einem dünn laminierten Blech aus ungerichtetem, elektromagnetischen Stahl hergestellt. Eine Vielzahl von Permanentmagneten 46 sind an einer Außenfläche des Rotors 42 angebracht. In dem Hilfsmotor 40 führt ein Zusammenwirken zwischen einem Magnetfeld, das durch die Permanentmagnete 46 gebildet ist, und einem drehenden Magnetfeld, das durch die dreiphasigen Spulen 44 gebildet ist, zu einer Drehung des Rotors 42. Der Rotor 42 ist mechanisch mit der Abtriebswelle 22, die als Drehmomentenausgangswelle der Antriebsvorrichtung 20 arbeitet, verbunden. Ein Funktionsgeber bzw. Resolver 48 zum Messen eines Drehwinkels θd der Abtriebswelle 22 ist an der Abtriebswelle 22 angebracht, die weiterhin durch ein Lager 49, das in dem Gehäuse 45 gehalten ist, abgestützt ist.
Der Innenrotor 34 des Kupplungsmotors 30 ist mechanisch mit dem Rotor 42 des Hilfsmotors 40 und weiterhin mit der Abtriebswelle 22 verbunden. Wenn die Drehung und das Axialdrehmoment der Kurbelwelle 56 des Motors 50 über den Außenrotor 32 auf den Innenrotor 34 des Kupplungsmotors 30 übertragen werden, werden die Drehung und das Drehmoment durch den Hilfsmotor 40 zu der übertragenen Drehung und dem übertragenen Drehmoment hinzuaddiert oder von diesen subtrahiert.
Während der Hilfsmotor 40 als ein herkömmlicher dreiphasiger Synchronmotor vom Permanentmagnet-Typ ausgebildet ist, umfasst der Kupplungsmotor 30 zwei drehende Elemente bzw. Drehelemente oder Rotoren, d. h. den Außenrotor 32 mit den Permanentmagneten 35 und den Innenrotor 34 mit den dreiphasigen Spulen 36. Der detaillierte Aufbau des Kupplungsmotors 30 wird anhand der Querschnittsansicht der Fig. 2 beschrieben. Der Außenrotor 32 des Kupplungsmotors 30 ist an einem Umfangsende eines Rades 57, das um die Kurbelwelle 56 umläuft, mittels eines Druckbolzens 59a und einer Schraube 59b befestigt. Ein mittlerer Abschnitt des Rades 57 steht vor, um ein wellenförmiges Element zu bilden, an welchem der Innenrotor 34 mittels Lager 37A und 37B drehbar befestigt ist. Ein Ende der Abtriebswelle 22 ist an dem Innenrotor 34 fixiert.
Eine Vielzahl von Permanentmagneten 35, vier bei dieser Ausführungsform, sind an der Innenfläche des Außenrotors 32 befestigt, wie zuvor erwähnt ist. Die Permanentmagneten 35 werden in Richtung hin zu der axialen Mitte des Kupplungsmotors 30 magnetisiert und weisen magnetische Pole von abwechselnd entgegengesetzten Richtungen auf. Die dreiphasigen Spulen 36 des Innenrotors 34, welche den Permanentmagneten 35 mit einem kleinen Spalt gegenüberliegen, sind auf insgesamt 24 Schlitze (nicht gezeigt), welche in den Innenrotor 34 eingebracht sind, (auf-)gewickelt. Eine Zufuhr von Elektrizität zu den entsprechenden Spulen erzeugt magnetische Flüsse, die durch die Vorsprünge bzw. Zähne (nicht gezeigt), welche die Schlitze voneinander trennen, verlaufen. Eine Zufuhr eines dreiphasigen Wechselstroms zu den entsprechenden Spulen dreht dieses magnetische Feld. Die dreiphasigen Spulen 36 sind verbunden, um elektrischen Strom, der von dem drehenden Umformer bzw. Transformator 38 geliefert wird, zu empfangen. Der drehende Umformer bzw. Transformator 38 umfasst Primärwindungen 38a, die an dem Gehäuse 45 befestigt sind, und Sekundärwindungen 38b, die an der Abtriebswelle 22, welche mit dem Innenrotor 34 gekoppelt ist, befestigt sind. Eine elektromagnetische Induktion gestattet elektrischem Strom, von den Primärwindungen 38a zu den Sekundärwindungen 38b oder umgekehrt übertragen zu werden. Der drehende Umformer bzw. Transformator 38 weist Windungen für drei Phasen, d. h. die U-, V- und W-Phasen, auf, um die Übertragung von dreiphasigen elektrischen Strömen zu ermöglichen.
Eine gegenseitige Beeinflussung eines Magnetfeldes, das durch ein benachbartes Paar von Permanentmagneten 35 gebildet ist, und einem drehenden Magnetfeld, das durch die dreiphasigen Spulen 36 des Innenrotors 34 gebildet ist, führt zu einer Vielfalt von Verhalten des Außenrotors 32 und des Innenrotors 34. Die Frequenz des dreiphasigen Wechselstroms, welcher den dreiphasigen Spulen 36 zugeführt wird, ist im Allgemeinen gleich einer Differenz zwischen der Drehzahl bzw. Drehgeschwindigkeit (Umdrehungen pro Sekunde) des mit der Kurbelwelle 56 direkt verbundenen Außenrotors 32 und der Drehzahl bzw. Drehgeschwindigkeit des Innenrotors 34. Dies führt zu einem Schlupf zwischen den Drehungen des Außenrotors 32 und des Innenrotors 34. Einzelheiten der Steuervorgänge des Kupplungsmotors 30 und des Hilfsmotors 40 werden später anhand der Ablaufdiagramme beschrieben.
Wie oben erwähnt ist, werden der Kupplungsmotor 30 und der Hilfsmotor 40 durch die Steuereinrichtung 80 angetrieben und gesteuert. Nun zurückkommend auf die Fig. 1 umfasst die Steuereinrichtung 80 eine erste Antriebsschaltung 91 zum Antrieb des Kupplungsmotors 30, eine zweite Antriebsschaltung 92 zum Antrieb des Hilfsmotors 40, eine Steuer-CPU 90 zum Steuern der ersten und zweiten Antriebsschaltungen 91 und 92 sowie eine Batterie 94, welche eine Anzahl von Sekundärzellen bzw. Sekundärelementen umfasst. Die Steuer-CPU 90 ist ein Ein-Chip- Mikroprozessor, der einen RAM 90a, welcher als ein Arbeitsspeicher verwendet ist, einen ROM 90b, in welchem verschiedene Steuerprogramme gespeichert sind, eine Eingangs-/Ausgangsschnittstelle bzw. einen Eingangs-/Ausgangsport (nicht gezeigt) und eine serielle Kommunikationsschnittstelle bzw. einen seriellen Kommunikationsport (nicht gezeigt), durch welche bzw. welchen Daten zu der EFIECU 70 gesendet und von dieser empfangen werden, umfasst. Die Steuer-CPU 90 empfängt eine Vielzahl von Daten durch die Eingangs-/Ausgangsschnittstelle. Die Eingangsdaten umfassen einen Drehwinkel θe der Kurbelwelle 56 des Motors 50 von dem Funktionsgeber 39, einen Drehwinkel 6d der Abtriebswelle 22 von dem Funktionsgeber 48, eine Gaspedal stellung AP (Druckbetrag des Gaspedals 64) von dem Gaspedalpositionssensor 65, eine Schalthebelstellung SP von dem Schalthebelpositionssensor 84, Ströme Iuc und Ivc des Kupplungsmotors von zwei Amperemetern bzw. Amperestundenzählern 95 und 96 in der ersten Antriebsschaltung 91, Ströme Iua und Iva des Hilfsmotors von zwei Amperemetern bzw. Amperestundenzählern 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 jedes bekannte Verfahren, zum Beispiel durch Messen des spezifischen Gewichts einer elektrolytischen Lösung in der Batterie 94 oder des Gesamtgewichts der Batterie 94, durch Berechnen der Ströme und Lade- sowie Entladezeit oder durch Hervorrufen eines augenblicklichen Kurzschlusses zwischen Anschlüssen der Batterie und Messen des inneren Widerstandes gegen den elektrischen Strom, bestimmt werden.
Die Steuer-CPU 90 gibt ein erstes Steuersignal SW1 zum Antrieb von sechs Transistoren Tr1 bis Tr6, welche als Schaltungselemente der ersten Antriebsschaltung 91 arbeiten, und ein zweites Steuersignal SW2 zum Antrieb von sechs Transistoren Tr11 bis Tr16, die als Schaltungselemente für die zweite Antriebsschaltung 92 arbeiten, aus. Die sechs Transistoren Tr1 bis Tr6 in der ersten Antriebsschaltung 91 bilden einen Transistorinverter und sind in Paaren angeordnet, um als eine Quelle und eine Senke in Bezug auf ein Paar von Stromleitungen P1 und P2 zu arbeiten. Die dreiphasigen Spulen (U, V, W) 36 des Kupplungsmotors 30 sind über den drehenden Umformer bzw. Transformator 38 mit den entsprechenden Kontakten der gepaarten Transistoren verbunden. Die Stromleitungen P1 und P2 sind jeweils mit Plus- und Minusanschlüssen der Batterie 94 verbunden. Das erste Steuersignal SW1, das von der Steuer-CPU 90 ausgegeben wird, steuert nacheinander die Einschaltzeit der gepaarten Transistoren Tr1 bis Tr6. Der elektrische Strom, der durch jede Spule 36 fließt, macht eine PWM (Pulsbreiten-Modulation) durch, um eine quasi-sinusförmige Schwingung zu erzeugen, welche den dreiphasigen Spulen 36 gestattet, ein rotierendes Ma gnetfeld zu bilden.
Die sechs Transistoren Tr11 bis Tr16 in der zweiten Antriebsschaltung 92 bilden ebenso einen Transistorinverter und sind in der gleichen Weise wie die Transistoren Tr1 bis Tr6 in der ersten Antriebsschaltung 91 angeordnet. Die dreiphasigen Spulen (U, V, W) 44 des Hilfsmotors 40 sind mit den entsprechenden Kontakten der gepaarten Transistoren verbunden. Das zweite Steuersignal SW2, das von der Steuer-CPU 90 ausgegeben wird, steuert aufeinanderfolgend die Einschaltzeit der gepaarten Transistoren Tr11 bis Tr16. Der elektrische Strom, der durch jede Spule 44 fließt, macht eine PWM durch, um eine quasisinusförmige Schwingung zu erzeugen, welche den dreiphasigen Spulen 44 ermöglicht, ein rotierendes Magnetfeld zu bilden.
Die so ausgestaltete Antriebsvorrichtung 20 arbeitet gemäß den unten beschriebenen Betriebsgrundsätzen, insbesondere dem Grundsatz einer Drehmomentenwandlung. Beispielsweise wird angenommen, dass der durch die EFIECU 70 angetriebene Motor 50 mit einer Drehzahl Ne gleich einem vorbestimmten Wert N1 dreht. Während sich die Transistoren Tr1 bis Tr6 in der ersten Antriebsschaltung 91 in einer AUS-Stellung befinden, führt die Steuereinrichtung 80 den dreiphasigen Spulen 36 des Kupplungsmotors 30 über den drehenden Umformer bzw. Transformator 38 keinen Strom zu. Keine Zufuhr von elektrischem Strom veranlasst den Außenrotor 32 des Kupplungsmotors 30, elektromagnetisch von dem Innenrotor 34 getrennt zu werden. Dies führt zu einem Durchdrehen der Kurbelwelle 56 des Motors 50. Unter der Bedingung, dass sich sämtliche Transistoren Tr1 bis Tr6 in der AUS-Stellung befinden, erfolgt keine Regenerierung von Energie aus den dreiphasigen Spulen 36 und wird der Motor 50 in einem 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 auszuschalten bzw. ein- und auszusteuern, wird ein konstanter elektrischer Strom durch die dreiphasigen Spulen 36 des Kupplungsmotors 30, der auf der Differenz zwischen der Drehzahl Ne der Kurbelwelle 56 des Motors 50 und einer Drehzahl Nd der Abtriebswelle 22 (d. h. einer Differenz Nc (=Ne-Nd) zwischen der Drehzahl des Außenrotors 32 und derjenigen des Innenrotors 34 in dem Kupplungsmotor 30) basiert, geschickt. Ein bestimmter Schlupf existiert dementsprechend zwischen dem Außenrotor 32 und dem Innenrotor 34, die miteinander in dem Kupplungsmotor 30 verbunden sind. Zu diesem Zeitpunkt dreht der Innenrotor 34 mit der Drehzahl Nd, die kleiner ist als die Drehzahl Ne der Kurbelwelle 56 des Motors 50. In diesem Zustand arbeitet der Kupplungsmotor 30 als ein Generator und führt die regenerative Operation durch, um einen elektrischen Strom über die erste Antriebsschaltung 91 zu regenerieren. Um dem Hilfsmotor 40 zu gestatten, eine Energie, die identisch zu der elektrischen Energie ist, welche durch den Kupplungsmotor 30 regeneriert wird, zu verbrauchen, schaltet bzw. steuert die Steuer-CPU 90 die Transistoren Tr11 bis Tr16 in der zweiten Antriebsschaltung 92 ein und aus. Die Ein-/Aus-Schaltung bzw. Ein-/Aus-Steuerung der Transistoren Tr11 bis Tr16 gestattet einem elektrischen Strom, durch die dreiphasigen Spulen 44 des Hilfsmotors 40 zu fließen, und führt folglich der Hilfsmotor 40 die Stromoperation durch, um ein Drehmoment zu erzeugen.
Bezugnehmend auf die Fig. 4 wird, während die Kurbelwelle 56 des Motors 50 mit einer Drehzahl N1 und einem Drehmoment T1 angetrieben wird, eine Energie in einem Bereich G1 als elektrischer Strom durch den Kupplungsmotor 30 regeneriert. Der regenerierte Strom wird dem Hilfsmotor 40 zugeführt und in eine Energie in einem Bereich G2, welche der Abtriebswelle 22 ermöglicht, sich mit einer Drehzahl N2 und einem Drehmoment T2 zu drehen, umgewandelt. Die Drehmomentenumwandlung wird auf die oben erörterte Weise durchgeführt und die Energie wird folglich entsprechend dem Schlupf in dem Kupplungsmotor 30 oder der Drehzahldifferenz Nc(=Ne-Nd) als ein Drehmoment zu der Abtriebswelle 22 erzeugt.
Bei einem anderen Beispiel wird angenommen, dass der Motor 50 mit einer Drehzahl Ne=N2 und einem Drehmoment Te=T2 angetrieben wird, wobei die Abtriebswelle 22 mit der Drehzahl N1 gedreht wird, welche größer ist als die Drehzahl N2. In diesem Zustand dreht sich der Innenrotor 34 des Kupplungsmotors 30 relativ zu dem Außenrotor 32 in der Drehrichtung der Abtriebswelle 22 mit einer Drehzahl, welche durch den absoluten Wert der Drehzahldifferenz Nc(=Ne-Nd) definiert ist. Beim Arbeiten als normaler Motor verbraucht der Kupplungsmotor 30 elektrischen Strom, um die Energie einer Drehbewegung an die Abtriebswelle 22 anzulegen. Wenn die Steuer-CPU 90 der Steuereinrichtung 80 die zweite Antriebsschaltung 92 steuert, um dem Hilfsmotor 40 zu ermöglichen, elektrische Energie zu regenerieren, lässt ein Schlupf zwischen dem Rotor 42 und dem Stator 43 des Hilfsmotors 40 den regenerativen Strom durch die dreiphasigen Spulen 44 fließen. Um dem Kupplungsmotor 30 zu gestatten, die durch den Hilfsmotor 40 regenerierte Energie zu konsumieren, steuert die Steuer-CPU 90 die erste Antriebsschaltung 91 und die zweite Antriebsschaltung 92. Dies ermöglicht dem Kupplungsmotor 30, ohne Verwendung eines elektrischen Stroms, der in der Batterie 94 gespeichert ist, angetrieben zu werden.
Auf die Fig. 4 zurückkommend wird, wenn die Kurbelwelle 56 des Motors 50 mit der Drehzahl N2 und dem Drehmoment T2 angetrieben wird, die Energie in der Summe der Bereiche G2 und G3 durch den Hilfsmotor 40 als ein elektrischer Strom regeneriert und an den Kupplungsmotor 30 geliefert. Eine Zufuhr von regeneriertem Strom ermöglicht der Abtriebswelle 22, sich mit der Drehzahl N1 und dem Drehmoment T1 zu drehen.
Anders als die oben erörterte Drehmomentenumwandlung und Drehzahlumwandlung kann die Antriebsvorrichtung 20 der Ausführungsform die Batterie 94 mit einem Überschuss an elektrischer Energie laden oder die Batterie 94 entladen, um die elektrische Energie zu ergänzen. Dies ist durch Steuern des mechanischen Energieausgangs aus dem Motor 50 (d. h. das Produkt des Drehmomentes Te und der Drehzahl Ne), der durch den Kupplungsmotor 30 regenerierten oder verbrauchten elektrischen Energie und der durch den Hilfsmotor 40 regenerierten oder verbrauchten elektrischen Energie implementiert. Die Ausgangsenergie aus dem Motor 50 kann daher als Kraft auf bzw. an die Abtriebswelle 22 mit einem höheren Wirkungsgrad übertragen werden.
Die oben erörterte Drehmomentenumwandlung wird durch ein Drehmomentensteuerverfahren, das in dem Ablaufdiagramm der Fig. 5 dargestellt ist, implementiert. Die Drehmomentensteuerroutine der Fig. 5 wird ausgeführt, um das Drehmoment zu steuern bzw. zu regeln bzw. zu überwachen bzw. zu kontrollieren, während die Batterie 94 weder geladen noch entladen wird.
Wenn das Programm mit der Drehmomentensteuerroutine beginnt, empfängt die Steuer-CPU 90 der Steuereinrichtung 80 zunächst Daten der Drehzahl bzw. Drehgeschwindigkeit Nd der Abtriebswelle 22 in Schritt S100. Die Drehzahl Nd der Abtriebswelle 22 kann aus dem von dem Funktionsgeber 48 gelesenen Drehwinkel θd der Abtriebswelle 22 berechnet bzw. errechnet werden. Die Steuer-CPU 90 liest dann die Gaspedalstellung AP von dem Gaspedalpositionssensor 65 in Schritt 101. Der Fahrer tritt auf das Gaspedal 64, wenn eine Unwirksamkeit des Drehmomentenausgangs wahrgenommen wird. Der Wert der Gaspedalstellung AP entspricht demgemäß dem gewünschten Ausgangsdrehmoment (d. h. dem Drehmoment der Abtriebswelle 22), welches der Fahrer wünscht. In nachfolgendem Schritt S102 berechnet bzw. errechnet die Steuer-CPU 90 ein Soll-Ausgangsdrehmoment (Drehmoment der Abtriebswelle 22) Td*, welches dem Gaspedalstellungseingang AP entspricht. Das Soll-Ausgangsdrehmoment Td* wird also als der Drehmomentenausgangssteuerwert bezeichnet. Drehmomentenausgangssteuerwerte Td* sind zuvor für die entsprechenden Gaspedalstellungen AP festgelegt worden. In Antwort auf einen Eingang der Gaspedalstellung AP wird der Drehmomentenausgangssteuerwert Td* entsprechend dem Gaspedalstellungsseingang AP aus den voreingestellten Drehmomentenausgangssteuerwerten Td* entnommen.
In Schritt S103 wird eine auf die Abtriebswelle 22 aufzubringende Energie Pd entsprechend dem Ausdruck Pd = Td*xNd berechnet bzw. errechnet, d. h. wird der entnommene Drehmomentenausgangssteuerwert Td* (der Abtriebswelle 22) mit dem Drehzahleingang Nd der Abtriebswelle 22 multipliziert. Das Programm fährt dann mit Schritt S104 fort, in welchem die Steuer-CPU 90 ein Soll- Motordrehmoment Te* und eine Soll-Motordrehzahl Ne* des Motors 50, die auf dem so erhaltenen Energieausgang Pd basieren, eingestellt. Es wird hier angenommen, dass die gesamte Energie Pd, die an die Abtriebswelle 22 weiterzugeben ist, von dem Motor 50 geliefert wird. Da die von dem Motor 50 gelieferte Energie gleich dem Produkt des Drehmomentes Te und der Drehzahl Ne des Motors 50 ist, kann die Beziehung zwischen dem Energieausgang Pd und dem Soll-Motordrehmoment Te* sowie der Soll-Motordrehzahl Ne* als Pd = Te*xNe* ausgedrückt werden. Dabei sind allerdings zahlreiche Kombinationen des Soll- Motordrehmomentes Te* und der Soll-Motordrehzahl Ne*, welche obige Beziehung erfüllen, vorhanden. Bei dieser Ausführungsform wird eine optimale Kombination des Soll-Motordrehmomentes Te* und der Soll-Motordrehzahl Ne* (aus-)gewählt, um einen Betrieb des Motors 50 mit höchstmöglichem Wirkungsgrad zu realisieren.
In nachfolgendem Schritt S106 stellt die Steuer-CPU 90 einen Drehmomentensteuerwert Tc* des Kupplungsmotors 30, der auf dem in Schritt S104 eingestellten Soll-Motordrehmoment Te* basiert, ein. Um die Drehzahl Ne des Motors 50 auf einem im Wesentlichen konstanten Niveau zu halten, ist es erwünscht, das Drehmoment des Kupplungsmotors 30 mit dem Drehmoment des Motors 50 gleichzusetzen. Das Verfahren in Schritt S106 setzt den Drehmomentensteuerwert Tc* des Kupplungsmotors 30 demgemäß gleich dem Soll-Motordrehmoment Te* des Motors 50.
Nach Einstellen des Drehmomentensteuerwertes Tc* des Kupplungsmotors in Schritt S106 fährt das Programm mit den Schrit ten S108, S110 und S111 fort, um den Kupplungsmotor 30, den Hilfsmotor 40 bzw. den Motor 50 zu steuern. Vorteilhafterweise sind die Steuervorgänge des Kupplungsmotors 30, des Hilfsmotors 40 und des Motors 50 als getrennte Schritte gezeigt. Bei dem aktuellen Verfahren allerdings werden diese Steuervorgänge umfassend ausgeführt. Zum Beispiel steuert die Steuer-CPU 90 gleichzeitig den Kupplungsmotor 30 und den Hilfsmotor 40 durch ein Unterbrechungsverfahren, während eine Anweisung an die EFIECU 70 durch Kommunikation weitergeleitet wird, um gleichzeitig den Motor 50 zu steuern.
Die Steuerung des Kupplungsmotors 30 (Schritt S108 der Fig. 5) wird gemäß einer Kupplungsmotorsteuerroutine, die in dem Ablaufdiagramm der Fig. 6 dargestellt ist, implementiert. Wenn das Programm mit der Kupplungsmotorsteuerroutine beginnt, liest die Steuer-CPU 90 der Steuereinrichtung 80 zunächst einen Drehwinkel θd der Abtriebswelle 22 von dem Funktionsgeber 48 in Schritt 112 und einen Drehwinkel θe der Kurbelwelle 56 des Motors 50 von dem Funktionsgeber 39 in Schritt 114 aus. Die Steuer-CPU 90 berechnet bzw. errechnet dann einen Relativwinkel θc der Abtriebswelle 22 und der Kurbelwelle 56 durch die Gleichung θc = θe-θd in Schritt S116.
Das Programm fährt mit Schritt S118 fort, in welchem die Steuer-CPU 90 Eingänge der Kupplungsmotorströme Iuc und Ivc, welche entsprechend durch die U-Phase und V-Phase der dreiphasigen Spulen 36 in dem Kupplungsmotor 30 fließen, von den Amperemetern 95 und 96 empfängt. Obschon die Ströme natürlich durch sämtliche drei Phasen U, V und W fließen, ist eine Messung nur für die Ströme, welche durch die zwei Phasen hindurchgehen, erforderlich, da die Summe der Ströme gleich Null ist. In nachfolgendem Schritt S120 führt die Steuer-CPU 90 eine Transformation von Koordinaten (eine Drei-Phasen- in eine Zwei-Phasentransformation) aus, wobei die Werte der Ströme, die durch die drei Phasen fließen, welche in Schritt 118 erhalten werden, verwendet werden. Die Transformation von Koordinaten bildet die Werte der Ströme, welche durch die drei Phasen fließen, auf die Werte von Strömen, welche durch d- und q-Achsen des Synchronmotors vom Permanentmagnet-Typ hindurchgehen, ab und wird gemäß der unten vorgegebenen Gleichung (1) ausgeführt:
Die Transformation von Koordinaten wird durchgeführt, da die Ströme, welche durch die d- und q-Achsen fließen, für die Drehmomentensteuerung in dem Synchronmotor vom Permanentmagnet-Typ wesentlich sind. Alternativ kann die Drehmomentensteuerung direkt mit den Strömen, welche durch die drei Phasen fließen, ausgeführt werden. Nach der Transformation in die Ströme der zwei Achsen berechnet bzw. errechnet die Steuer-CPU 90 Abweichungen der Ströme Idc und Iqc, die tatsächlich durch die d- und q-Achsen fließen, aus den Stromsteuerwerten Idc* und Iqc* der jeweiligen Achse, welche aus dem Drehmomentensteuerwert Tc* des Kupplungsmotors 30 berechnet bzw. errechnet werden, und bestimmt Spannungssteuerwerte Vdc und Vqc für die d- und q-Achsen in Schritt S122. Gemäß einem konkreten Verfahren führt die Steuer-CPU 90 Operationen, welche den unten angeführten Gleichungen (2) und Gleichungen (3) folgen, aus:
ΔIdc = Idc* - Idc
ΔIqc = Iqc* - Iqc.......... (2)
Vdc = Kp1 · ΔIdc + ΣKi1 · ΔIdc
Vqc = Kp2 · ΔIqc + ΣKi2 · ΔIqc.......... (3)
wobei Kp1, Kp2, Ki1 und Ki2 Koeffizienten darstellen, welche eingestellt werden, um auf die Eigenschaften des verwendeten Motors angepasst zu werden.
Der Spannungssteuerwert Vdc (Vqc) umfasst einen Teil im Verhältnis zu der Abweichung ΔI von dem Stromsteuerwert I* (erster Ausdruck auf der rechten Seite der Gleichung (3)) und eine Summierung von historischen Daten der Abweichungen ΔI für "i"-male (zweiter Ausdruck auf der rechten Seite). Die Steuer- CPU 90 transformiert dann die Koordinaten der so erhaltenen Spannungssteuerwerte (eine Zwei-Phasen- in eine Drei-Phasen- Transformation) in Schritt 124 zurück. Dies entspricht einer Umkehr der in Schritt S120 durchgeführten Transformation. Die Umkehrtransformation bestimmt Spannungen Vuc, Vvc und Vwc, die tatsächlich an die dreiphasigen Spulen 36 angelegt sind, wie unten vorgegeben:
Die tatsächliche Spannungssteuerung wird durch eine Ein-Aus- Operation der Transistoren Tr1 bis Tr6 in der ersten Antriebsschaltung 91 durchgeführt. In Schritt S126 ist die Ein- und Ausschaltzeit der Transistoren Tr1 bis Tr6 in der ersten Antriebsschaltung 91 eine PWM (Pulsbreitenmodulation), die gesteuert wird, um die Spannungssteuerwerte, welche durch die obige Gleichung (4) bestimmt sind, zu gewinnen.
Der Drehmomentensteuerwert Tc* ist positiv, wenn ein positives Drehmoment auf die Abtriebswelle 22 in der Drehrichtung der Kurbelwelle 56 aufgebracht wird. Beispielsweise wird angenommen, dass ein positiver Wert zu dem Drehmomentensteuerwert Tc* eingestellt ist. Wenn die Drehzahl Ne des Motors 50 bei dieser Annahme größer ist als die Drehzahl Nd der Abtriebswelle 22, d. h. wenn die Drehzahldifferenz Nc(=Ne-Nd) positiv ist, wird der Kupplungsmotor 30 gesteuert, um die regenerative Operation durchzuführen und einen regenerativen Strom entsprechend der Drehzahldifferenz Nc zu erzeugen. Wenn die Drehzahl Ne des Motors 50 kleiner ist als die Drehzahl Nd der Abtriebswelle 22, d. h. wenn die Drehzahldifferenz Nc(=Ne-Nd) negativ ist, wird der Kupplungsmotor 30 hingegen gesteuert, um die Stromoperation durchzuführen und sich relativ zu der Kurbelwelle 56 in der Drehrichtung der Abtriebswelle 22 mit einer Drehzahl, welche durch den absoluten Wert der Drehzahldifferenz Nc definiert ist, zu drehen. Für den positiven Drehmomentensteuerwert Tc* führen die regenerative Operation und die Stromoperation des Kupplungsmotors 30 die identische Schaltungssteuerung durch. Gemäß einem konkreten Verfahren werden die Transistoren Tr1 bis Tr6 der ersten Antriebsschaltung 91 gesteuert, um einem positiven Drehmoment zu ermöglichen, an die Abtriebswelle 22 durch die Kombination des Magnetfeldes, das durch die Permanentmagneten 35, welche auf den Außenrotor 32 (auf-)gebracht sind, erzeugt wird, mit dem drehenden Magnetfeld, das durch die Ströme, welche durch die dreiphasigen Spulen 36 an dem Innenrotor 34 in dem Kupplungsmotor 30 fließen, erzeugt wird, angelegt zu werden. Die identische Schaltungssteuerung wird für die regenerative Operation und die Stromoperation des Kupplungsmotors 30 so lange ausgeführt, solange das Vorzeichen des Drehmomentensteuerwertes Tc* nicht geändert wird. Die Kupplungsmotorsteuerroutine der Fig. 6 ist daher auf die regenerative Operation und die Stromoperation anwendbar. Unter der Bedingung einer (Ab-)Bremsung der Abtriebswelle 22 oder einer Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs weist der Drehmomentensteuerwert Tc* ein negatives Vorzeichen auf. Die Kupplungsmotorsteuerroutine der Fig. 6 ist also auf den Steuervorgang unter solchen Bedingungen anwendbar, wenn der Relativwinkel 6c in Umkehrrichtung in Schritt S126 variiert wird.
Die Fig. 7 und 8 sind Ablaufdiagramme, welche Einzelheiten des Steuerverfahrens des Hilfsmotors 40 zeigen, welche in Schritt 5110 in dem Ablaufdiagramm der Fig. 5 ausgeführt werden. Bezugnehmend auf das Ablaufdiagramm der Fig. 7 empfängt, wenn das Programm in die Hilfsmotorsteuerroutine eintritt, die Steuer-CPU 90 zunächst Daten der Drehzahl Nd der Abtriebswelle 22 in Schritt S131. Die Drehzahl Nd der Abtriebswelle 22 wird aus dem Drehwinkel 6d der Abtriebswelle 22, die von dem Funkti onsgeber 48 (aus-)gelesen wird, berechnet bzw. errechnet. Die Steuer-CPU 90 empfängt dann Daten der Drehzahl Ne des Motors 50 in Schritt S132. Die Drehzahl Ne des Motors 50 kann aus dem Drehwinkel 6e der Kurbelwelle 56, der von dem Funktionsgeber 39 (aus-)gelesen oder unmittelbar durch den Geschwindigkeitssensor 76, welcher an dem Verteiler 60 montiert ist, gemessen wird, berechnet bzw. errechnet werden. In letzterem Fall empfängt die Steuer-CPU 90 Daten der Drehzahl Ne des Motors 50 durch Kommunikation mit der EFIECU 70, welche mit dem Geschwindigkeitssensor 76 verbunden ist.
Eine Drehzahldifferenz Nc zwischen dem Drehzahleingang Nd der Abtriebswelle 22 und dem Drehzahleingang Ne des Motors 50 wird entsprechend der Gleichung Nc = Ne-Nd in Schritt S133 berechnet bzw. errechnet. In nachfolgendem Schritt S134 wird der elektrische Strom (die Energie) Pc, der durch den Kupplungsmotor 30 regeneriert oder verbraucht wird, entsprechend der vorgegebenen Gleichung (5) berechnet:
Pc = Ksc · Nc · Tc.......... (5)
wobei Ksc den Wirkungsgrad einer regenerativen Operation oder einer Stromoperation in dem Kupplungsmotor 30 darstellt. Das Produkt NcxTc definiert den Strom entsprechend dem Bereich G1 in der grafischen Darstellung der Fig. 4, wobei Nc bzw. Tc die Drehzahldifferenz bzw. das aktuelle Drehmoment, welche durch den Kupplungsmotor 30 erzeugt werden, bezeichnen.
In Schritt S135 wird ein Drehmomentensteuerwert Ta* des Hilfsmotors 40 durch die vorgegebene Gleichung (6) bestimmt:
Ta* = ksa · Pc/Nd.......... (6)
wobei ksa den Wirkungsgrad der regenerativen Operation oder der Stromoperation in dem Hilfsmotor 40 darstellt. Der so erhaltene Drehmomentensteuerwert Ta* des Hilfsmotors 40 wird mit einem maximalen Drehmoment Tamax, welches den Hilfsmotor 40 potentiell belastet, in Schritt S136 verglichen. Wenn der Drehmomentensteuerwert Ta* das maximale Drehmoment Tamax überschreitet, springt das Programm auf Schritt S138, in welchem der Drehmomentensteuerwert Ta* auf das maximale Drehmoment Tamax beschränkt wird.
Nachdem der Drehmomentensteuerwert Ta* mit dem maximalen Drehmoment Tamax in Schritt S138 gleichgesetzt ist oder nachdem der Drehmomentensteuerwert Ta* in Schritt S138 bestimmt ist, das maximale Drehmoment Tamax in Schritt S136 nicht zu überschreiten, fährt das Programm mit Schritt S140 in dem Ablaufdiagramm der Fig. 8 fort. Die Steuer-CPU 90 liest den Drehwinkel θd der Abtriebswelle 22 von dem Funktionsgeber 48 in Schritt S140 (aus) und empfängt Daten der Ströme Iua und Iva des Hilfsmotors, welche entsprechend durch die U-Phase und die V-Phase der dreiphasigen Spulen 44 in dem Hilfsmotor 40 fließen, von den Amperemetern 97 und 98 in Schritt S142. Die Steuer-CPU 90 führt dann eine Transformation von Koordinaten für die Ströme der drei Phasen in Schritt S144 aus, berechnet bzw. errechnet Spannungssteuerwerte Vda und Vqa in Schritt S146 und führt eine Umkehrtransformation von Koordinaten für die Spannungssteuerwerte in Schritt S148 durch. In nachfolgendem Schritt S150 bestimmt die Steuer-CPU 90 die Ein- und Ausschaltzeit der Transistoren Tr11 bis Tr16 in der zweiten Antriebsschaltung 92 für eine PWM (Pulsbreitenmodulations)- Steuerung. Das in den Schritten S144 bis S150 durchgeführte Verfahren gleicht demjenigen, welches in den Schritten S120 bis S126 der Kupplungsmotorsteuerroutine, welche in dem Ablaufdiagramm der Fig. 6 gezeigt ist, durchgeführt wird.
Der Hilfsmotor 40 ist abhängig von der Stromoperation für den positiven Drehmomentensteuerwert Ta* und von der regenerativen Operation für den negativen Drehmomentensteuerwert Ta*. Wie die Stromoperation und die regenerative Operation des Kupplungsmotors 30 ist die Hilfsmotorsteuerroutine der Fig. 7 und 8 auf die Stromoperation und die regenerative Operation des Hilfsmotors 40 anwendbar. Dies ist ebenso zutreffend, wenn sich die Abtriebswelle 22 in entgegengesetzter Richtung der Kurbelwelle 56 dreht, d. h. wenn sich das Fahrzeug rückwärts bewegt. Der Drehmomentensteuerwert Ta* des Hilfsmotors 40 ist positiv, wenn ein positives Drehmoment auf die Abtriebswelle 22 in der Drehrichtung der Kurbelwelle 56 übertragen wird.
Die Steuerung des Motors 50 (Schritt S111 in der Fig. 5) wird auf folgende Weise durchgeführt. Um einen ortsfesten Antrieb mit dem Soll-Motordrehmoment Te* und der Soll-Motordrehzahl Ne* (in Schritt S104 in der Fig. 5 eingestellt) zu erhalten, steuert bzw. regelt die Steuer-CPU 90 das Drehmoment Te und die Drehzahl Ne des Motors 50, um sie dem Soll-Motordrehmoment Te* bzw. der Soll-Motordrehzahl Ne* anzunähern. Gemäß einem konkreten Verfahren sendet die Steuer-CPU 90 eine Anweisung an die EFIECU 70 durch Kommunikation, um den Betrag einer Kraftstoffeinspritzung bzw. Kraftstoffinjektion oder die Drosselventilstellung zu steuern bzw. zu regeln. Eine solche Steuerung bzw. Regelung lässt das Drehmoment Te und die Drehzahl Ne des Motors 50 eventuell an das Soll-Motordrehmoment Te* und die Soll-Motordrehzahl Ne annähern.
Dieses Verfahren gestattet dem Ausgang (TexNe) des Motors 50, eine freie Drehmomentenumwandlung durchzuführen und gegebenenfalls auf die Abtriebswelle 22 übertragen zu werden.
Eine Ladesteuerung der Batterie 94 beginnt, wenn die Restkapazität BRM der Batterie 94 gleich oder geringer wird als ein Ladebeginnwert BL, der vorher als ein Wert, der für das Ladeverfahren erforderlich ist, eingestellt worden ist. Eine Ladeenergie Pbi, welche für ein Laden der Batterie 94 erforderlich ist, wird zu der Ausgangsenergie Pd, welche in der Drehmomentensteuerroutine der Fig. 5 in Schritt S103 berechnet bzw. errechnet ist, hinzuaddiert. Das Verfahren in Schritt S104 und in nachfolgenden Schritten wird mit der neuerlich eingestellten Ausgangsenergie Pd ausgeführt. Andererseits wird die Ladeenergie Pbi von dem Strom Pc des Kupplungsmotors 30, welcher in der Hilfsmotorsteuerroutine der Fig. 7 in Schritt S134 be rechnet bzw. errechnet ist, subtrahiert. Das Verfahren in Schritt S135 und in nachfolgenden Schritten wird mit dem neuerlich eingestellten Strom Pc des Kupplungsmotors ausgeführt. Dieses Verfahren gestattet der Batterie 94, mit der Ladeenergie Pbi geladen zu werden.
Andererseits beginnt eine Entladesteuerung der Batterie 94, wenn die Restkapazität BRM der Batterie 94 gleich oder größer wird als ein Entladebeginnwert BH, der als ein Wert, welcher das Entladeverfahren erfordert, gesetzt worden ist. Eine Entladeenergie Pbo, die für eine Entladung der Batterie 94 erforderlich ist, wird von der Ausgangsenergie Pd, die in der Drehmomentensteuerroutine der Fig. 5 in Schritt S103 berechnet bzw. errechnet ist, subtrahiert. Das Verfahren in Schritt S104 und in nachfolgenden Schritten wird mit der neuerlich eingestellten Ausgangsenergie Pd ausgeführt. Andererseits wird die Entladeenergie Pbo dem Strom Pc des Kupplungsmotors 30, welcher in der Hilfsmotorsteuerroutine der Fig. 7 in Schritt S134 berechnet bzw. errechnet ist, hinzuaddiert. Das Verfahren in Schritt S135 und in nachfolgenden Schritten wird mit dem neuerlich eingestellten Strom Pc des Kupplungsmotors ausgeführt. Dieses Verfahren gestattet der Batterie 94, mit der Entladeenergie Pbo entladen zu werden.
Eine Entladesteuerung der Batterie 94 wird zum Beispiel durchgeführt, indem der Betrieb des Motors 50 beendet wird und dem Fahrzeug gestattet wird, nur durch den Strom aus der Batterie 94 angetrieben zu werden. Ein Antrieb des Fahrzeugs mit dem Strom, welcher aus der Batterie 94 unter der Nicht- Antriebsbedingung des Motors 50 entladen wird, beginnt, wenn die Restkapazität BRM der Batterie 94 gleich oder größer wird als der Entladebeginnwert BH, der als ein Wert, welcher das Entladeverfahren erfordert, eingestellt worden ist, oder wenn der Fahrer eine eindeutige Anweisung gibt, das Entladeverfahren zu beginnen. Eine Motoranhaltezeitdrehmomentensteuerroutine, die in dem Ablaufdiagramm der Fig. 9 dargestellt ist, wird ausgeführt, um einen Betrieb des Motors 50 zu beenden und das Fahrzeug mit dem in der Batterie 94 gespeicherten Strom anzutreiben. Anstelle der Drehmomentensteurroutine der Fig. 5 wird die Maschinenanhaltezeitdrehmomentensteuerroutine der Fig. 9 in vorbestimmten Zeitintervallen wiederholt ausgeführt, wenn die Steuereinrichtung 80 ein Batterieentladesignal, das anzeigt, dass die Restkapazität BRM der Batterie 94 gleich oder größer wird als der Entladebeginnwert BH, oder eine eindeutige Anweisung von dem Fahrer als ein Anhaltesignal, um den Betrieb des Motors 50 anzuhalten bzw. zu unterbrechen, empfängt.
Wenn das Programm die Motoranhaltezeitdrehmomentensteuerroutine beginnt, empfängt die Steuer-CPU 90 zunächst Daten der Gaspedalstellung AP von dem Gaspedalpositionssensor 65 in Schritt S160 und berechnet bzw. errechnet einen Drehmomentenausgangssteuerwert Td*, welcher dem Gaspedalstellungseingang AP in Schritt S162 entspricht. Der Drehmomentensteuerwert Tc* des Kupplungsmotors 30 wird mit einem Subtraktionsbetrag ΔTc in Schritt S164 verglichen. Um den Energieausgang Pd des Motors 50 schrittweise auf den Nichtlast-Zustand zu vermindern, wird der Drehmomentensteuerwert Tc* des Kupplungsmotors 30, der als das Drehmoment Te des Motors 50 wirkt, durch Subtraktionsbeträge ΔTc schrittweise vermindert. Der Subtraktionsbetrag ΔTc wird abhängig von dem Ausführungsintervall dieser Routine und der Leistungsfähigkeit des Kupplungsmotors 30 und des Motors 50 bestimmt. Wenn diese Routine zum ersten Mal in Antwort auf das Anhaltesignal zum Anhalten des Betriebs des Motors 50 aktiviert wird, ist der Drehmomentensteuerwert Tc* des Kupplungsmotors 30 im Allgemeinen größer als der Subtraktionsbetrag ΔTc, da der Kupplungsmotor 30 das Drehmoment Te des Motors 50 auf die Abtriebswelle 22 überträgt.
Wenn der Drehmomentensteuerwert Tc* des Kupplungsmotors 30 größer ist als der Subtraktionsbetrag ΔTc, fährt das Programm mit Schritt S166 fort, in welchem die Steuer-CPU 90 den Subtraktionsbetrag ΔTc von dem in dem vorhergehenden Zyklus dieser Routine festgelegten Drehmomentensteuerwert Tc* ab, um einen neuen Drehmomentensteuerwert Tc* des Kupplungsmotors 30, wie durch die unten vorgegebene Gleichung (7) ausgedrückt ist, zu bestimmen:
Neuer Tc* - Vorhergehender Tc* - ΔTc.......... (7)
In nachfolgendem Schritt S168 berechnet die Steuer-CPU 90 weiterhin den Drehmomentensteuerwert Ta* des Hilfsmotors 40 durch Subtrahieren des neuen Drehmomentensteuerwertes Tc* von dem Drehmomentenausgangssteuerwert Td*, wie durch die unten vorgegebene Gleichung (8) ausgedrückt ist:
Ta* = Td* - Tc*.......... (8)
Die Steuer-CPU 90 berechnet bzw. errechnet einen neuen Energieausgang Pd des Motors 50, indem in Schritt S170 ein Subtraktionsbetrag ΔPd von dem in dem vorhergehenden Zyklus dieser Routine eingestellten Energieausgang Pd subtrahiert wird. Der Energieausgang Pd des Motors 50 wird durch den Subtraktionsbetrag ΔPd zu jeder Zeit, zu welcher diese Routine ausgeführt wird, vermindert. Der Energieausgang Pd vermindert sich daher schrittweise auf den Nichtlast-Zustand. Um dem Soll- Motordrehmoment Te* und der Soll-Drehzahl Ne* des Motors 50 zu gestatten, sich schrittweise dem Leerlaufzustand anzunähern, wird der Subtraktionsbetrag ΔPd eingestellt, um ein wenig größer zu sein als der Wert, der entsprechend der unten vorgegebenen Gleichung (9) berechnet wird:
ΔPd = ΔTc · Ne.......... (9)
In Schritt S172 stellt die Steuer-CPU 90 das Soll-Motordrehmoment Te* und die Soll-Motordrehzahl Ne* des Motors 50 ein, die auf dem Drehmomentensteuerwert Tc* des Kupplungsmotors 30 und dem Energieausgang Pd des Motors 50, welche jeweils in den Schritten S166 und S170 eingestellt werden, basieren. Das Soll-Motordrehmoment Te* wird mit dem Drehmomentensteuerwert Tc* des Kupplungsmotors 30 gleichgesetzt, um eine beständige bzw. stabile Drehung des Motors 50 zu bewirken. Die Soll- Motordrehzahl Ne* wird entsprechend der unten vorgegebenen Gleichung (10) berechnet:
Pd = Te* · Ne*.......... (10)
Wie zuvor beschrieben ist, wird der Subtraktionsbetrag ΔPd eingestellt, um etwa größer zu sein als das Produkt des Subtraktionsbetrages ΔTc und der Drehzahl Ne des Motors 50 bei dieser Ausführungsform. Das heißt, dass die Soll-Motordrehzahl Ne* eingestellt wird, um ein wenig kleiner zu sein als die Ist-Drehzahl Ne des Motors 50. Unter der Bedingung, dass der Subtraktionsbetrag ΔTc mit dem durch die Gleichung (9) berechneten bzw. errechneten Betrag gleichgesetzt wird, ist die Soll-Drehzahl Ne* gleich der Ist-Drehzahl Ne des Motors 50. In diesem Fall ist die Drehzahl Ne des Motors 50 unverändert, während das Soll-Motordrehmoment Te* vermindert wird.
Nach Einstellen der Drehmomentensteuerwerte Tc* und Ta* sowie des Soll-Motordrehmomentes Te* und der Soll-Motordrehzahl Ne* steuert die Steuer-CPU 90 den Kupplungsmotor 30 (Schritt S174), den Hilfsmotor 40 (Schritt S176) und den Motor 50 (Schritt S178), um diese Werte zu gewinnen. Die Steuerung des Kupplungsmotors 30, die in Schritt S174 ausgeführt wird, folgt der Kupplungsmotorsteuerroutine, die in dem Ablaufdiagramm der Fig. 6 gezeigt ist. Die wiederholte Ausführung der Motoranhaltezeitdrehmomentensteuerroutine macht die Soll-Motordrehzahl Ne* des Motors 50 gleich oder kleiner als die Drehzahl Nd der Abtriebswelle 22. Unter solchen Bedingungen wird der Kupplungsmotor 30 mit dem in der Batterie 94 gespeicherten Strom gesteuert, um die Drehzahl (Nd-Ne) mit dem Drehmomentensteuerwert Tc* zu gewinnen.
Die Steuerung des Hilfsmotors 40, die in Schritt S176 ausgeführt wird, folgt einer Hilfsmotorsteuerroutine, die in dem Ablaufdiagramm der Fig. 10 gezeigt ist, anstelle der Hilfsmotorsteuerroutine der Fig. 7 und 8. Das Verfahren, das in der Hilfsmotorsteuerroutine der Fig. 10 in den Schritten 5190 bis S197 durchgeführt wird, ist identisch mit dem Verfahren, das in der Hilfsmotorsteuerroutine der Fig. 7 und 8 in den Schritten S136 bis S150 durchgeführt wird. Da der Drehmomentensteuerwert Ta* des Hilfsmotors 40 in der Motoranhaltezeitdrehmomentensteuerroutine der Fig. 9 eingestellt worden ist, ist das Verfahren zum Bestimmen des Drehmomentensteuerwertes Ta* in der Hilfsmotorsteuerroutine der Fig. 7 und 8 nicht erforderlich. Durch den Kupplungsmotor 30 regenerierter Strom ist für eine PWM (Pulsbreitenmodulations)-Steuerung des Hilfsmotors 40 nicht ausreichend, um Spannungen entsprechend dem voreingestellten Drehmomentensteuerwert Ta* zu erzeugen. Der Mangel bzw. Minderbetrag wird durch den in der Batterie 94 gespeicherten Strom geliefert.
Unabhängig von dem Energieausgang Pd des Motors 50 wird der Drehmomentenausgang zu der Abtriebswelle 22 als ein Ergebnis der Drehmomentensteuerung gleich dem Drehmomentenausgangssteuerwert Td*, welcher die Summe des Drehmomentensteuerwertes Tc* des Kupplungsmotors 30 und des Drehmomentensteuerwertes Ta* des Hilfsmotors 40 ist. Der Drehmomentenausgang hängt von der Gaspedalstellung AP ab. Solange die Gaspedalstellung AP unverändert bleibt, verändert die wiederholte Ausführung dieser Routine den Drehmomentenausgang zu der Abtriebswelle 22 nicht.
Da die Motoranhaltezeitdrehmomentensteuerroutine wiederholt ausgeführt wird, wird der Drehmomentensteuerwert Tc* des Kupplungsmotors 30 gleich oder kleiner als der Subtraktionsbetrag ΔTc in Schritt 164. Unter solchen Bedingungen wird der Motor 50 im Wesentlichen im Leerlauf gehalten und wird das Fahrzeug im Wesentlichen nur durch ein Drehmoment Ta des Hilfsmotors 40 angetrieben. Wenn das Programm diesen Zustand erkennt, setzt die Steuer-CPU 90 den Drehmomentensteuerwert Tc* den Kupplungsmotors 30 in Schritt S180 gleich Null. Die Steuer-CPU 90 setzt den Drehmomentensteuerwert Ta* des Hilfsmotors 40 in Schritt S182 gleich mit dem Drehmomentenausgangensteuerwert Td* und ordnet dem Soll-Motordrehmoment Te* und der Soll- Motordrehzahl Ne* des Motors 50 in Schritt S184 den Wert "0" zu. Nach der Bearbeitung bzw. Verarbeitung in den Schritten S180 bis S184 geht das Programm zu den Schritten S174 bis S178 über, um den Kupplungsmotor 30, den Hilfsmotor 40 und den Motor 50, wie zuvor beschrieben ist, zu steuern. Das Verfahren der Motoranhaltezeitdrehmomentensteuerung gibt die elektromagnetische Kopplung der Abtriebswelle 22 mit der Kurbelwelle 56 über den Kupplungsmotor 30 vollständig frei, hält den Betrieb des Motors 50 an und gestattet dem Fahrzeug, nur durch das Drehmoment Ta des Hilfsmotors 40, welches durch den in der Batterie 94 gespeicherten Strom erzeugt wird, angetrieben zu werden.
Wie oben erläutert ist, kann die Antriebsvorrichtung 20 der ersten Ausführungsform den Betrieb des Motors 50 ohne Veränderung des Drehmomentenausgangs zu der Abtriebswelle 22 anhalten bzw. unterbrechen. Die Anordnung der Ausführungsform verhindert nämlich die unerwartete Veränderung des Drehmomentenausgangs zu der Abtriebswelle 22 und stellt eine gleichmäßige Fahrt sicher. Der festgelegte Drehmomentenausgang zu der Abtriebswelle 22 verhindert wirksam unerwünschte Schwingungen des Fahrzeugs. Der Energieausgang aus dem Motor 50 wird als der Strom in dem Verfahren zum Anhalten des Betriebs des Motors 50 verwendet. Dies fördert weiterhin eine Energieeffizienz.
Bei der Antriebsvorrichtung 20 der ersten Ausführungsform wird die Motoranhaltezeitdrehmomentensteuerroutine der Fig. 9 wiederholt ausgeführt, wenn die Steuereinrichtung 80 ein Batterieentladesignal, welches anzeigt, dass die Restkapazität BRM der Batterie 90 gleich oder größer ist als der Entladebeginnwert BH, oder eine eindeutige Anweisung von dem Fahrer als ein Anhaltesignal, um den Betrieb des Motors 50 anzuhalten bzw. zu unterbrechen, empfängt. Alternativ kann dieselbe Routine wiederholt ausgeführt werden, wenn das Batterieentladesignal oder die eindeutige Anweisung von dem Fahrer ein Eingang als ein Energieverminderungssignal, welches anzeigt, dass die Ausgangsenergie Pd des Motors 50 abgenommen hat, ist. In letzte rem Fall wird der Drehmomentensteuerwert Tc* des Kupplungsmotors 30 in Schritt S164 in dem Ablaufdiagramm der Fig. 9 mit dem verminderten Soll-Motordrehmoment Te* des Motors 50, der aus der verminderten Ausgangsenergie Pd des Motors 50 berechnet wird, anstelle mit dem Subtraktionsbetrag ΔTc verglichen. Wenn der Drehmomentensteuerwert Tc* größer ist als das verminderte Soll-Motordrehmoment Te*, führt das Programm das Verfahren in den Schritten S166 bis S178 aus. Wenn der Drehmomentensteuerwert Tc* gleich dem verminderten Soll-Drehmoment Te* ist, führt das Programm hingegen nur Schritt S168 vor der Bearbeitung bzw. Verarbeitung in den Schritten S174 bis S178 aus. Diese Anordnung vermindert die Ausgangsenergie Pd des Motors 50 ohne Veränderung des Ausgangsmomentes zu der Abtriebswelle 22.
Bei der Anordnung der Antriebsvorrrichtung 20, die in der Fig. 1 gezeigt ist, sind der Kupplungsmotor 30 und der Hilfsmotor 40 getrennt an den verschiedenen Positionen der Abtriebswelle 22 befestigt. Ähnlich einer modifizierten Antriebsvorrichtung 20A, die in der Fig. 11 dargestellt ist, können der Kupplungsmotor und der Hilfsmotor jedoch integral miteinander verbunden sein. Ein Kupplungsmotor 30A der Antriebsvorrichtung 20A umfasst einen Innenrotor 34A, der mit der Kurbelwelle 56 verbunden ist, und einen Außenrotor 32A, der mit der Abtriebswelle 22 verbunden ist. Dreiphasige Spulen 36A sind an dem Innenrotor 34A befestigt und Permanentmagnete 35A sind an dem Außenrotor 32A angebracht, derart, dass die Aussenfläche und die Innenfläche davon unterschiedliche Magnetpole aufweisen. Ein Hilfsmotor 40A umfasst den Außenrotor 32A des Kupplungsmotors 30A und einen Stator 43 mit daran motierten dreiphasigen Spulen 44. Bei dieser Anordnung arbeitet auch der Außenrotor 32A des Kupplungsmotors 30A als ein Rotor des Hilfsmotors 40A. Da die dreiphasigen Spulen 36A an dem Innenrotor 34A, welcher die Kurbelwelle 56 verbindet, montiert sind, ist ein drehender Umformer bzw. Transformator 38A zur Zufuhr von elektrischem Strom zu den dreiphasigen Spulen 36A des Kupplungsmotors 30A an der Kurbelwelle 56 befestigt.
Bei der Antriebsvorrichtung 20A wird die Spannung, welche an die dreiphasigen Spulen 36A an dem Innenrotor 34A angelegt wird, gegenüber dem Innenflächenmagnetpol der Permanentmagnete 35A, die an dem Außenrotor 32A angeordnet sind, gesteuert. Dies gestattet dem Kupplungsmotor 30A, auf die gleiche Weise wie der Kupplungsmotor 30 der Antriebsvorrichtung 20, die in der Fig. 1 gezeigt ist, zu arbeiten. Die an die dreiphasigen Spulen 44 an dem Stator 43 angelegte Spannung wird gegenüber dem Außenflächenmagnetpol der Permanentmagnete 35, die an dem Außenrotor 32A angeordnet sind, gesteuert. Dies gestattet dem Hilfsmotor 40A, in der gleichen Weise wie der Hilfsmotor 40 der Antriebsvorrichtung 20 zu arbeiten. Die Drehmomentensteuerroutine der Fig. 5 und die Motoranhaltezeitdrehmomentensteuerroutine der Fig. 9 sind ebenso auf die Antriebsvorrichtung 20A, die in der Fig. 11 gezeigt ist, anwendbar, welche demgemäß dieselben Operationen durchführt und dieselben Wirkungen wie diejenigen der Antriebsvorrichtung 20, die in der Fig. 1 gezeigt ist, ausübt.
Wie oben erläutert ist, funktioniert der Außenrotor 32A gleichzeitig als einer der Rotoren in dem Kupplungsmotor 30A und als der Rotor des Hilfsmotors 40A, wobei in wirksamer Weise die Größe und das Gewicht der gesamten Antriebsvorrichtung 20A reduziert werden.
Die Fig. 12 zeigt schematisch einen wesentlichen Teil einer anderen Antriebsvorrichtung 20B als eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Antriebsvorrichtung 20B der Fig. 11 weist einen ähnlichen Aufbau zu demjenigen der Antriebsvorrichtung 20 der Fig. 1 auf, mit der Ausnahme, dass der Hilfsmotor 40 an der Kurbelwelle 56, die zwischen dem Motor 50 und dem Kupplungsmotor 30 angeordnet ist, angebracht ist. Bei der Antriebsvorrichtung 20B der zweiten Ausführungsform bezeichnen gleiche Bezugsziffern und Symbole gleiche Elemente wie diejenigen der Antriebsvorrichtung 20 der Fig. 1. Die in der Beschreibung verwendeten Symbole weisen die glei chen Bedeutungen, soweit nicht anderweitig ausgeführt, auf.
Das Nachfolgende beschreibt die wesentliche Operation der Antriebsvorrichtung 20B, die in der Fig. 12 gezeigt ist. Beispielsweise wird angenommen, dass der Motor 50 mit einem Drehmoment Te und einer Drehzahl bzw. Drehgeschwindigkeit Ne angetrieben wird. Wenn ein Drehmoment Ta zu der Kurbelwelle 56 durch den mit der Kurbelwelle 56 verbundenen Hilfsmotor 40 hinzugefügt wird, wirkt die Summe der Drehmomente (Te + Ta) folglich auf die Kurbelwelle 56 ein. Wenn der Kupplungsmotor 30 gesteuert wird, um das Drehmoment Tc gleich der Summe der Drehmomente (Te + Ta) zu erzeugen, wird das Drehmoment Tc (= Te + Ta) auf die Abtriebswelle 22 übertragen.
Wenn die Drehzahl Ne des Motors 50 größer ist als die Drehzahl Nd der Abtriebswelle 22, regeneriert der Kupplungsmotor 30 einen elektrischen Strom, der auf der Drehzahldifferenz Nc zwischen der Drehzahl Ne des Motors 50 und der Drehzahl Nd und der Abtriebswelle 22 basiert. Der regenerierte Strom wird dem Hilfsmotor 40 über die Stromleitungen P1 und P2 und die zweite Antriebsschaltung 92 zugeführt, um den Hilfsmotor 40 zu aktivieren. Unter der Voraussetzung, dass das Drehmoment Ta des Hilfsmotors 40 im Wesentlichen gleich zu dem durch den Kupplungsmotor 30 regenerierten elektrischen Strom ist, wird eine freie Drehmomentenumwandlung für den Energieausgang von dem Motor 50 in einem Bereich, welcher der Beziehung der unten vorgegebenen Gleichung (11) entspricht, gestattet. Da die Beziehung der Gleichung (11) den Idealzustand mit einem Wirkungsgrad von 100% darstellt, ist (TcxNd) ein wenig kleiner als (TexNe) in dem Ist-Zustand:
Te · Ne = Tc · Nd.......... (11)
Bezugnehmend auf die Fig. 4 wird, unter der Bedingung, dass sich die Kurbelwelle 56 mit dem Drehmoment T1 und mit der Drehzahl N1 dreht, die Energie entsprechend der Summe der Bereiche G1 + G3 durch den Kupplungsmotor 30 regeneriert und dem Hilfsmotor 40 zugeführt. Der Hilfsmotor 40 wandelt die erhaltene Energie in der Summe der Bereiche G1 + G3 in die Energie entsprechend der Summe der Bereiche G2 + G3 um und überträgt die umgewandelte Energie auf die Kurbelwelle 56.
Wenn die Drehzahl Ne des Motors 50 kleiner ist als die Drehzahl Nd der Abtriebswelle 22, arbeitet der Kupplungsmotor 30 als ein normaler Motor. In dem Kupplungsmotor 30 dreht sich der Innenrotor 34 relativ zu dem Außenrotor 32 in der Drehrichtung der Abtriebswelle 22 mit einer Drehzahl, welche durch den absoluten Wert der Drehzahldifferenz Nc(=Ne-Nd) definiert ist. Unter der Voraussetzung, dass das Drehmoment Ta des Hilfsmotors 40 auf einen negativen Wert eingestellt ist, der dem Hilfsmotor 40 gestattet, elektrischen Strom im Wesentlichen gleich zu der elektrischen Energie, welche durch den Kupplungsmotor 30 verbraucht wird, zu regenerieren, wird ebenso eine freie Drehmomentenumwandlung für den Energieausgang aus dem Motor 50 innerhalb des Bereichs, welcher der Beziehung der oben vorgegebenen Gleichung (11) entspricht, gestattet.
Bezugnehmend auf die Fig. 4 wird, unter der Bedingung, dass sich die Kurbelwelle 56 mit dem Drehmoment T2 und mit der Drehzahl N2 dreht, die Energie entsprechend dem Bereich G2 durch den Hilfsmotor 40 regeneriert und durch den Kupplungsmotor 30 wie die Energie entsprechend dem Bereich G1 verbraucht.
Das Steuerungsverfahren der oben erörterten zweiten Ausführungsform folgt der Drehmomentensteuerroutine, die in dem Ablaufdiagramm der Fig. 13 gezeigt ist. Wenn das Programm die Drehmomentensteuerroutine beginnt, führt die Steuer-CPU 90 der Steuereinrichtung 80 zunächst die Bearbeitung bzw. Verarbeitung der Schritte S200 bis S208, welche zu derjenigen der Schritte S100 bis S104 in dem Ablaufdiagramm der Fig. 5 identisch sind, durch. Die Steuer-CPU 90 liest in Schritt S200 die Drehzahl Nd der Abtriebswelle 22 und in Schritt S202 die Gaspedalstellung AP (ab) und berechnet bzw. errechnet in Schritt S204 den Drehmomentenausgangensteuerwert Td* aus der Eingangs gaspedalstellung AP. Die Steuer-CPU 90 berechnet bzw. errechnet dann in Schritt S206 die von der Abtriebswelle 22 zu übertragende Energie Pd, die auf dem berechneten bzw. errechneten Drehmomentenausgangensteuerwert Td* und der Eingangsdrehzahl Nd der Abtriebswelle 22 basiert, und stellt in Schritt S208 das Soll-Motordrehmoment Te* und die Soll-Drehzahl Ne* des Motors 50 ein.
In nachfolgendem Schritt S210 berechnet bzw. errechnet die Steuer-CPU 90 den Drehmomentensteuerwert Ta* des Hilfsmotors 40 entsprechend der vorgegebenen Gleichung (12):
Ta* = Ksc · (Td* - Te*).......... (12)
In Schritt S212 wird der Drehmomentensteuerwert Tc* des Kupplungsmotors 30 aus dem so erhaltenen Drehmomentensteuerwert Ta* des Hilfsmotors 40 entsprechend der ausgedrückten Gleichung (13) berechnet:
Tc* = Te* + Ta*.......... (13)
Die Steuer-CPU 90 steuert den Kupplungsmotor 30 in Schritt S214, den Hilfsmotor 40 in Schritt S216 und den Motor 50 in Schritt S217 basierend auf den so erhaltenen Drehmomentensteuerwerten Ta* und Tc*, dem Soll-Motordrehmoment Te* und der Soll-Drehzahl Ne*. Der konkrete Vorgang der Kupplungsmotorsteuerung (Schritt S214) ist identisch zu demjenigen, der oben entsprechend dem Ablaufdiagramm der Fig. 6 beschrieben ist, wobei der konkrete Vorgang der Motorsteuerung (Schritt S217) identisch ist zu demjenigen der oben beschriebenen ersten Ausführungsform. Die in Schritt S216 ausgeführte Hilfsmotorsteuerung folgt im Wesentlichen dem Verfahren der Schritte S192 bis S196 in der Hilfsmotorsteuerroutine der Fig. 10, mit der Ausnahme, dass der Drehwinkel θe der Kurbelwelle 56 des Motors 50, der mit dem Funktionsgeber 39 gemessen wird, anstelle des Drehwinkels θd der Abtriebswelle 22 bearbeitet bzw. verarbeitet wird. Diese Modifikation ist der Position des Hilfsmotors 40 zuzuschreiben, welcher an der Kurbelwelle 56 befestigt ist.
Die Antriebsvorrichtung 20B der zweiten Ausführungsform kann die Ladung und Entladung der Batterie 94 wirksam steuern. Das Fahrzeug kann nur durch den in der Batterie 94 gespeicherten Strom angetrieben werden, während der Betrieb des Motors 50 angehalten bzw. unterbrochen ist. Das Nachfolgende beschreibt den Vorgang einer Beendigungsoperation des Motors 50 und eines Antriebs des Fahrzeugs mit dem aus der Batterie 94 entladenen bzw. eingespeisten Strom, der auf einer Motoranhaltezeitdrehmomentensteuerroutine der zweiten Ausführungsform, die in dem Ablaufdiagramm der Fig. 14 gezeigt ist, basiert. Ähnlich der gleichen Routine der ersten Ausführungsform wird die Motoranhaltezeitdrehmomentensteuerroutine der Fig. 14 zu vorbestimmten Zeitintervallen anstelle der Drehmomentensteuerroutine der Fig. 13 wiederholt ausgeführt, wenn die Steuereinrichtung ein Batterieentladesignal, das anzeigt, dass die Restkapazität BRM der Batterie 94 gleich oder größer wird als der Entladebeginnwert BH, oder eine eindeutige Anweisung von dem Fahrer als ein Anhaltesignal, um den Betrieb des Motors 50 anzuhalten bzw. zu unterbrechen, empfängt.
Wenn das Programm in die Motoranhaltezeitdrehmomentensteuerroutine eintritt, empfängt die Steuer-CPU 90 zunächst in Schritt 220 Daten der Gaspedalstellung AP von dem Gaspedalpositionssensor 65 und berechnet in Schritt S222 den Drehmomentenausgangensteuerwert Td* entsprechend der Eingangsgaspedalstellung AP. Die Ausgangsenergie Pd des Motors 50 wird in Schritt S224 mit einem Schwellenwert Pdref verglichen. Der Schwellenwert Pdref wird eingestellt, um etwas größer zu sein als die Ausgangsenergie Pd des Motors 50 im Leerlauf. Wenn diese Routine zum ersten Mal in Antwort auf das Anhaltesignal, um den Betrieb des Motors 50 anzuhalten bzw. zu unterbrechen, aktiviert wird, ist die Ausgangsenergie Pd im Allgemeinen größer als der Schwellenwert Pdref, da das Fahrzeug durch den Stromausgang aus dem Motor 50 angetrieben wird.
Wenn die Ausgangsenergie Pd in Schritt S224 größer ist als der Schwellenwert Pdref, fährt das Programm bei Schritt S226 fort, in welchem die Steuer-CPU 90 den Subtraktionsbetrag ΔPd von der in dem vorhergehenden Zyklus dieser Routine eingestellten Ausgangsenergie Pd subtrahiert, um eine neue Ausgangsenergie Pd zu bestimmen. In nachfolgendem Schritt S228 setzt die Steuer-CPU 90 ein Soll-Motordrehmoment Te* und eine Soll- Motordrehzahl Ne* des Motors 50 fest, indem der Wirkungsgrad des Motors 50 und andere Bedingungen entsprechend der unten vorgegebenen Gleichung (14) betrachtet werden:
Pd = Te* · Ne*.......... (14)
Es ist bevorzugt, dass das Soll-Motordrehmoment Te* und die Soll-Motordrehzahl Ne* eingestellt werden, um schrittweise den Leerlaufzustand des Motors 50 zu erhalten. Der Drehmomentensteuerwert Ta* des Hilfsmotors 50 wird in Schritt S230 entsprechend der unten vorgegebenen Gleichung (15) berechnet:
Ta* = Td* - Te*.......... (15)
wobei der Drehmomentensteuerwert Tc* des Kupplungsmotors 30 in Schritt S232 mit dem Drehmomentenausgangensteuerwert Td* gleichgesetzt wird.
Die Steuer-CPU 90 führt eine Steuerung des Kupplungsmotors 30 (Schritt S234), eine Steuerung des Hilfsmotors 40 (Schritt S236) und eine Steuerung des Motors 50 (in Schritt S238) aus, die mit den Verfahren, die in Schritt S214 bis 5217 in der Drehmomentensteuerroutine der Fig. 13 ausgeführt werden, identisch sind.
Die wiederholte Ausführung dieser Routine macht die Soll- Motordrehzahl Ne* des Motors 50 gleich oder kleiner als die Drehzahl Nd der Abtriebswelle 22. Unter solchen Bedingungen wird der Kupplungsmotor 30 mit dem in der Batterie 94 gespeicherten Strom gesteuert, um die Drehzahl (Nd-Ne) mit einem Mo mentensteuerwert Tc* zu gewinnen. Durch den Kupplungsmotor 30 regenerierter Strom ist für eine PWM-Steuerung des Hilfsmotors 40 nicht ausreichend, um Spannungen entsprechend dem voreingestellten Momentensteuerwert Ta* zu erzeugen. Der Mangel bzw. Minderbetrag wird durch den in der Batterie 94 gespeicherten Strom zugeführt.
Unabhängig von der Abnahme der Ausgangsenergie Pd des Motors 50 wird der Drehmomentenausgang zu der Abtriebswelle 22 als ein Ergebnis der Drehmomentensteuerung gleich dem Drehmomentenausgangensteuerwert Td*, welcher von der Gaspedalstellung AP abhängt. Solange die Gaspedalstellung AP unverändert bleibt, verändert die wiederholte Ausführung dieser Routine den Drehmomentenausgang zu der Abtriebswelle 22 nicht.
Da die Motoranhaltezeitdrehmomentensteuerroutine wiederholt ausgeführt wird, wird die Ausgangsenergie Pd des Motors 50 in Schritt S224 gleich oder kleiner als der Schwellenwert Pdref. Unter solchen Bedingungen wird der Motor 50 im Wesentlichen im Leerlauf gehalten. Wenn das Programm diesen Zustand erkennt, setzt die Steuer-CPU 90 das Soll-Motordrehmoment Te* und die Soll-Motordrehzahl Ne* des Motors 50 in Schritt S240 gleich Null, setzt den Drehmomentensteuerwert Ta* des Hilfsmotors 40 in Schritt S242 gleich dem Drehmomentenausgangensteuerwert Td* und setzt den Drehmomentensteuerwert Tc* des Kupplungsmotors 30 in Schritt S244 gleich dem Drehmomentenausgangensteuerwert Td*. Dies wird durch die Steuerung des Kupplungsmotors 30 (Schritt S234), des Hilfsmotors 40 (Schritt S236) und des Motors 50 (Schritt S238) gefolgt. Der Vorgang der Motoranhaltezeitdrehmomentensteuerung beendet den Betrieb des Motors 50 und gestattet dem Fahrzeug, durch das Drehmoment Tc des Kupplungsmotors 30, welches durch den aus der Batterie 94 entladenen Strom erzeugt wird, angetrieben zu werden. Der Hilfsmotor 40 nimmt die von dem Kupplungsmotor 30 auf die Abtriebswelle 22 übertragene Reaktionskraft des Drehmomentensteuerwertes Tc* auf. Wenn der Motor 50 den Betrieb anhält bzw. unterbricht, wird die Drehzahl Ne des Motors 50 gleich Null und fließt ein konstanter Strom, welcher ein Drehmoment gegenüber dem Drehmomentensteuerwert Tc* erzeugt, durch die dreiphasigen Spulen des Hilfsmotors 40. Die Kurbelwelle 56 wird demgemäß durch den Hilfsmotor 40 elektromagnetisch blockiert bzw. festgesetzt.
Wie oben erläutert ist, kann die Antriebsvorrichtung 20B der zweiten Ausführungsform den Betrieb des Motors 50 ohne Veränderung des Drehmomentenausganges zu der Abtriebswelle 22 anhalten bzw. unterbrechen. Die Anordnung der zweiten Ausführungsform verhindert nämlich die unerwartete Veränderung eines Drehmomentenausgangs zu der Abtriebswelle 22 und stellt eine gleichmäßige Fahrt sicher. Das festgelegte Drehmoment zu der Abtriebswelle 22 verhindert wirksam unerwünschte Schwingungen des Fahrzeugs.
Bei der Antriebsvorrichtung 20B der zweiten Ausführungsform wird die Motoranhaltezeitdrehmomentensteuerroutine der Fig. 14 wiederholt ausgeführt, wenn die Steuereinrichtung 80 ein Batterieentladesignal, das anzeigt, dass die Restkapazität BRM der Batterie 94 gleich oder größer als der Entladebeginnwert BH wird, oder eine eindeutige Anweisung von dem Fahrer als ein Anhaltesignal, um den Betrieb des Motors 50 anzuhalten bzw. zu unterbrechen, empfängt. Alternativ kann dieselbe Routine wiederholt ausgeführt werden, wenn das Batterieentladesignal oder die eindeutige Anweisung von dem Fahrer ein Eingang als ein Energieabnahmesignal, das anzeigt, dass die Ausgangsenergie des Motors 50 abgenommen hat, ist. In letzterem Fall wird die Ausgangsenergie Pd des Motors 50 in Schritt S224 in dem Ablaufdiagramm der Fig. 14 mit einer Soll-Ausgangsenergie Pd* des Motors 50 anstelle mit dem Schwellenwert Pdref verglichen. Wenn die Ausgangsenergie Pd größer ist als die Soll- Ausgangsenergie Pd*, führt das Programm die Bearbeitung bzw. Verarbeitung in den Schritten S226 bis S238 durch. Wenn die Ausgangsenergie Pd gleich der Soll-Ausgangsenergie Pd* wird, führt das Programm hingegen die Schritte S230 bis S238 aus. Diese Anordnung kann die Ausgangsenergie Pd des Motors 50 ohne Veränderung des Drehmomentenausganges zu der Abtriebswelle 22 vermindern.
Bei der Antriebsvorrichtung 20B der Fig. 12, die als die oben erläuterte zweite Ausführungsform vorgestellt ist, ist der Hilfsmotor 40 an der Kurbelwelle 26, die zwischen dem Motor 50 und dem Kupplungsmotor 30 angeordnet ist, befestigt. Ähnlich einer anderen Antriebsvorrichtung 20C, die in der Fig. 15 dargestellt ist, kann der Motor 50 allerdings zwischen dem Kupplungsmotor 30 und dem Hilfsmotor 40, welche beide mit der Kurbelwelle 56 verbunden sind, angeordnet sein.
Bei der Antriebsvorrichtung 20B der Fig. 12 sind der Kupplungsmotor 30 und der Hilfsmotor 40 getrennt an verschiedenen Stellen der Kurbelwelle 56 angebracht. Ähnlich einer Antriebsvorrichtung 20D, die in der Fig. 16 gezeigt ist, können der Kupplungsmotor und der Hilfsmotor integral miteinander verbunden sein. Ein Kupplungsmotor 30D der Antriebsvorrichtung 20D umfasst einen Außenrotor 32D, der die Kurbelwelle 56 verbindet, und einen Innenrotor 34, der mit der Abtriebswelle 22 verbunden ist. Dreiphasige Spulen 36 sind an dem Innenrotor 34 angebracht und Permanentmagnete 35D sind an dem Außenrotor 32D angeordnet, derart, dass die Außenfläche und die Innenfläche davon unterschiedliche Magnetpole aufweisen. Ein Hilfsmotor 40D umfasst den Außenrotor 32D des Kupplungsmotors 30D und einen Stator 43 mit daran angebrachten dreiphasigen Spulen 44. Bei diesem Aufbau wirkt der Außenrotor 32D des Kupplungsmotors 30D als ein Rotor des Hilfsmotors 40D.
Bei der Antriebsvorrichtung 20D wird die an die dreiphasigen Spulen 36 an dem Innenrotor 34 angelegte Spannung gegenüber dem Innenflächenmagnetpol der Permanentmagnete 35D, die an dem Außenrotor 32D angebracht sind, gesteuert. Dies gestattet dem Kupplungsmotor 30D in derselben Weise wie der Kupplungsmotor 30 der Antriebseinrichtung 20B, die in der Fig. 12 gezeigt ist, zu arbeiten. Die an die dreiphasigen Spulen 44 an dem Stator 43 angelegte Spannung wird gegenüber dem Außenflächenmagnetpol der Permanentmagnete 35D, die an dem Außenrotor 32D angebracht sind, gesteuert. Dies gestattet dem Hilfsmotor 40D, auf dieselbe Weise wie der Hilfsmotor 40 der Antriebsvorrichtung 20B zu arbeiten. Die Drehmomentensteuerroutine der Fig. 13 und die Motoranhaltezeitdrehmomentensteuerroutine der Fig. 14 sind ebenso auf die Antriebsvorrichtung 20D, die in der Fig. 16 gezeigt ist, anwendbar, welche dementsprechend dieselben Operationen ausführen und dieselben Wirkungen wie diejenigen der Antriebsvorrichtung 20B, die in der Fig. 12 gezeigt ist, ausüben.
Ähnlich der Antriebsvorrichtung 20A, die in der Fig. 11 gezeigt ist, funktioniert der Außenrotor 32D bei der Antriebsvorrichtung 20D der Fig. 16 gleichzeitig als einer der Rotoren in dem Kupplungsmotor 30D und als der Rotor des Hilfsmotors 40D, wobei die Größe und das Gewicht der gesamten Abtriebsvorrichtung 20D wirksam reduziert werden.
Es können viele andere Modifikationen, Abänderungen und Veränderungen existieren, ohne die Lehre der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar verständlich, dass obige Ausführungsformen nur erläuternd sind.
Der mittels Benzin angetriebene Motor wird als der Motor 50 bei den obigen Antriebsvorrichtungen verwendet. Das Prinzip der Erfindung besteht jedoch darin, auf andere Kraftmaschinen mit innerer und äußerer Verbrennung, wie Dieselmotoren, Turbinenmotoren und Düsentriebwerke, anwendbar sind.
Synchronmotoren vom Permanent(PM)-Typ werden für den Kupplungsmotor 30 und den Hilfsmotor 40 bei den oben beschriebenen Antriebsvorrichtungen verwendet. Andere Motoren, wie Synchronmotoren vom variablen Reluktanz(VR)-Typ, Verniertriebwerke, Gleichstrommotoren, Induktionsmotoren, superleitende Motoren und Schrittmotoren, können für die regenerative Operation und die Stromoperation verwendet werden.
Der drehende Umformer bzw. Transformator 38, der als eine Ein richtung zum Übertragen von elektrischem Strom zu dem Kupplungsmotor 30 verwendet ist, kann durch einen Schleifring- Bürstenkontakt, Schleifring-Quecksilberkontakt, eine Halbleiterkupplung einer magnetischen Energie oder dergleichen ersetzt werden.
Bei den obigen Antriebsvorrichtungen werden Transistorinverter für die erste und die zweite Antriebsschaltung 91 und 92 verwendet. Andere Beispiele, die für die Antriebsschaltungen 91 und 92 anwendbar sind, umfassen IGBT-(isolierter Gate-Bipolar- Modustransistor)-Inverter, Thyristorinverter, Spannungs-PWN (Pulsbreitenmodulations)-Inverter, Quadratwellen-Inverter (Spannungsinverter und Strominverter) und Resonanzinverter.
Die Batterie 94 kann Pb-Zellen, NiMH-Zellen, Li-Zellen oder dergleichen Zellen umfassen. Ein Kondensator kann anstelle der Batterie 94 verwendet werden.
Obschon die Antriebsvorrichtung bei den obigen Ausführungsformen an bzw. in einem Fahrzeug angebracht ist, kann sie an bzw. in anderen Transporteinrichtungen, wie Schiffen und Flugzeugen ebenso wie an einer Vielzahl von Industriemaschinen bzw. -anlagen, montiert werden.
Der Kern und die Lehre der vorliegenden Erfindung sind nur durch die Formulierungen der anliegenden Ansprüche beschränkt.

Claims

1. Antriebsvorrichtung zur Übertragung einer Kraft auf eine Abtriebswelle (22), wobei die Antriebsvorrichtung umfasst:

Einen Motor (50), der eine Ausgangswelle (56) aufweist, eine Motorantriebseinrichtung zum Antrieb des Motors (50), einen ersten Motor (30; 30A, C, D), der einen ersten Rotor, welcher mit der Ausgangswelle (56) des Motors verbunden ist, und einen zweiten Rotor, welcher mit der Abtriebswelle (22) verbunden ist, umfasst, wobei der zweite Rotor koaxial und relativ drehbar zu dem ersten Rotor ist, wobei eine Kraft zwischen der Ausgangswelle (56) des Motors und der Abtriebswelle (22) über eine elektromagnetische Verbindung des ersten Rotors und des zweiten Rotors übertragen wird, eine erste Motorantriebsschaltung (91) zum Steuern eines Grades der elektromagnetischen Verbindung des ersten Rotors und des zweiten Rotors in dem ersten Motor (30) und zum Steuern einer Drehung des zweiten Rotors relativ zu dem ersten Rotor,

einen zweiten Motor (40; 40A, D), der mit der Abtriebswelle (22) verbunden ist, und

eine zweite Motorantriebsschaltung (92) zum Antrieb und zum Steuern des zweiten Motors (40),

gekennzeichnet durch

eine Speicherbatterie (94), die elektrisch mit dem ersten Motor (30) und dem zweiten Motor (40) über die erste Motorantriebsschaltung (91) und die zweite Motorantriebsschaltung (92) verbunden ist,

eine Stromabnahmesignalerfassungseinrichtung zum Erfassen eines Stromabnahmesignals, um einen Stromausgang (Pd) aus dem Motor zu vermindern,

eine Antriebsschaltungsteuereinrichtung zum Vermindern des Grades der elektromagnetischen Verbindung des ersten Rotors mit dem zweiten Rotor in dem ersten Motor (30) um Subtraktionsbeträge (ΔTc) durch Steuern der ersten Motorantriebsschaltung (91) in Antwort auf ein durch die Stromabnahmesignalerfassungseinrichtung erfasstes Stromabnahmesignal und zum Einschalten des zweiten Motors (40) durch Steuern der zweiten Motorantriebsschaltung (92), um in der Speicherbatterie (94) gespeicherten Strom zu verwenden und um eine Abnahme des Stroms, der durch den ersten Motor (30; 30A, C, D) übertragen wird, welche von der Abnahme des Grades der elektromagnetischen Verbindung begleitet ist, auszugleichen, und

eine Motorstromverminderungseinrichtung zum Vermindern des Stromausgangs (Pd) aus dem Motor um die Abnahme des Grades der elektromagnetischen Verbindung des ersten Rotors mit dem zweiten Rotor, welche von der Antriebsschaltungssteuereinrichtung begleitet ist, durch Steuern der Motorantriebseinrichtung.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher ein komplexer Motor (20A) den ersten Motor (30A) und den zweiten Motor (40A) umfasst und der zweite Rotor des ersten Motors (30A) sowie ein Stator den zweiten Motor (40A) bilden.

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Stromabnahmesignalerfassungseinrichtung eine Einrichtung zum Erfassen eines Motoranhaltesignals zum Anhalten des Betriebs des Motors (50) umfasst, und bei welcher die Motorstromverminderungseinrichtung eine Einrichtung zum Steuern der Motorantriebseinrichtung zum Unterbrechen der Zufuhr von Kraftstoff in den Motor (50) und zum Beenden des Betriebs des Motors (50), wenn die Antriebsschaltungssteuereinrichtung die elektromagnetische Verbindung des ersten Rotors mit dem zweiten Rotor in dem ersten Motor (30; 30A) freigibt, umfasst.

4. Antriebsvorrichtung (20B, D) zum Übertragen einer Kraft auf eine Abtriebswelle (22), wobei die Antriebsvorrichtung umfasst:

Einen Motor (50), der eine Ausgangswelle (56) aufweist, eine Motorantriebseinrichtung zum Antrieb des Motors (50), einen ersten Motor (30; 30D), der einen ersten Rotor, welcher mit der Ausgangswelle (56) des Motors verbunden ist, und einen zweiten Rotor, welcher mit der Abtriebswelle (22) verbunden ist, umfasst, wobei der erste Motor (30; 30D) koaxial und relativ drehbar zu dem ersten Rotor ist, wobei eine Kraft zwischen der Ausgangswelle (56) des Motors und der Abtriebswelle (22) über eine elektromagnetische Verbindung des ersten Rotors und des zweiten Rotors übertragen wird,

eine erste Motorantriebsschaltung (91) zum Steuern eines Grades der elektromagnetischen Verbindung des ersten Rotors und des zweiten Rotors in dem ersten Motor (30) und zum Steuern einer Drehung des zweiten Rotors relativ zu dem ersten Rotor,

gekennzeichnet durch

einen zweiten Motor (40; 40D), der mit der Ausgangswelle (56) des Motors verbunden ist,

eine Speicherbatterie (94), die elektrisch mit dem ersten Motor (30B) und dem zweiten Motor (40; 40D) über die erste Motorantriebsschaltung (91) und die zweite Motorantriebsschaltung (92) verbunden ist,

eine Stromabnahmesignalerfassungseinrichtung zum Erfassen eines Stromabnahmesignals, um einen Stromausgang aus dem Motor (50) zu vermindern,

eine Motorstromverminderungseinrichtung zum Vermindern des Stromausgangs (Pd) aus dem Motor (50) um Subtraktionsbeträge (ΔPd) durch Steuern der Motorantriebseinrichtung in Antwort auf ein durch die Stromabnahmesignalerfassungseinrichtung erfasstes Stromabnahmesignal, und

eine Antriebsschaltungssteuereinrichtung zum Einschalten des ersten Motors (30) und des zweiten Motors (40; 40D) durch Steuern der ersten Motorantriebsschaltung (91) und der zweiten Motorantriebsschaltung (92), um in der Speicherbatterie (94) gespeicherten Strom zu verwenden und um die Abnahme des Stromausgangs (Pd) aus dem Motor (50), welche von der Motorstromverminderungseinrichtung begleitet ist, auszugleichen.

5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher ein komplexer Motor (20D) den ersten Motor (30D) und den zweiten Motor (40D) umfasst und der erste Rotor des ersten Motors (30D) sowie ein Stator einen zweiten Motor (40D) bilden.

6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, bei welcher die Antriebsschaltungssteuereinrichtung eine Einrichtung zum Steuern der ersten Motorantriebsschaltung (91), um dem ersten Motor (30; 30D) zu ermöglichen, eine Abnahme der Drehzahl der Ausgangswelle (56) des Motors unter der Abnahme des Stromausgangs aus dem Motor (50) auszugleichen, und zum Steuern der zweiten Motorantriebsschaltung (92), um dem zweiten Motor (40; 40D) zu ermöglichen, eine Abnahme des Drehmoments unter der Abnahme des Stromausgangs (Pd) aus dem Motor auszugleichen, umfasst.

7. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei welcher die Stromabnahmesignalerfassungseinrichtung eine Einrichtung zum Erfassen eines Motoranhaltesignals zum Anhalten des Betriebs des Motors (50) umfasst, und bei welcher die Motorstromverminderungseinrichtung eine Einrichtung zum Steuern der Motorantriebseinrichtung zum Unterbrechen der Zufuhr von Kraftstoff in den Motor (50) und zum Beenden des Betriebs des Motors (50), wenn der Stromausgang aus dem Motor gleich Null wird, umfasst.

8. Verfahren zum Steuern einer Antriebsvorrichtung zur Übertragung einer Kraft auf eine Abtriebswelle (22), wobei das Verfahren die Schritte umfasst:

(a) Bereitstellen eines Motors (50), der eine Ausgangswelle (56) aufweist,

einer Motorantriebseinrichtung zum Antrieb des Motors (50), eines ersten Motors (30; 30A, C, D), der einen ersten Rotor, welcher mit der Ausgangswelle (56) des Motors verbunden ist, und einen zweiten Rotor, welcher mit der Abtriebswelle (22) verbunden ist, umfasst, wobei der erste Motor (30; 30A, C, D) koaxial und relativ drehbar zu dem ersten Rotor ist, wobei eine Kraft zwischen der Ausgangswelle (56) des Motors und der Abtriebswelle (22) über eine elektromagnetische Verbindung des ersten Rotors und des zweiten Rotors übertragen wird,

eines zweiten Motors (40; 40A, D), der mit der Abtriebswelle (22) verbunden ist, und

eine Speicherbatterie (94), die elektrisch mit dem ersten Motor (30; 30A, C, D) und dem zweiten Motor (40; 40A, D) über die erste Motorantriebsschaltung (91) und die zweite Motorantriebsschaltung (92) verbunden ist,

gekennzeichnet durch die Schritte:

(b) Erfassen eines Stromabnahmesignals, um den Stromausgang aus dem Motor (50) zu vermindern,

(c) Steuern des ersten Motors (30) in der Antwort auf das Stromabnahmesignal, um den Grad der elektromagnetischen Verbindung des ersten Rotors mit dem zweiten Rotor in dem ersten Motor (30) um Subtraktionsbeträge (ΔTc) zu vermindern,

(d) Steuern des zweiten Motors (40), um dem zweiten Motor zu ermöglichen, in der Speicherbatterie (94) gespeicherten Strom zu verwenden und eine Abnahme des Stroms, der durch den ersten Motor (30) übertragen wird, welche von der Abnahme des Grades der elektromagnetischen Verbindung begleitet ist, auszugleichen, und

(e) Steuern der Motorantriebseinrichtung, um den Stromausgang aus dem Motor (50) mit der Abnahme des Grades der elektromagnetischen Verbindung des ersten Rotors mit dem zweiten Rotor, die in Schritt (c) begleitet ist, zu vermin dern.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei welchem das erfasste Stromabnahmesignal ein Motoranhaltesignal darstellt, um den Betrieb des Motors (50) anzuhalten, wobei Schritt (e) weiterhin den Schritt zum Steuern der Motorantriebseinrichtung umfasst, um eine Zufuhr von Kraftstoff in den Motor (50) zu unterbrechen und den Betrieb des Motors (50) zu beenden, wenn die elektromagnetische Verbindung des ersten Rotors mit dem zweiten Rotor in dem ersten Motor (30; 30A, C, D) auf eine Freigabestellung in Antwort auf das Motoranhaltesignal vermindert worden ist.

10. Verfahren zum Steuern einer Antriebsvorrichtung zur Übertragung einer Kraft auf eine Abtriebswelle (22), wobei das Verfahren die Schritte umfasst:

(a) Bereitstellen eines Motors (50), der eine Ausgangswelle (56) aufweist,

einer Motorantriebseinrichtung zum Antrieb des Motors (50), eines ersten Motors (30; 30D), der einen ersten Rotor, welcher mit der Ausgangswelle (56) des Motors (50) verbunden ist, und einen zweiten Rotor, welcher mit der Abtriebswelle (22) verbunden ist, umfasst, wobei der zweite Rotor koaxial und relativ drehbar zu dem ersten Rotor ist, wobei eine Kraft zwischen der Ausgangswelle (56) des Motors und der Abtriebswelle (22) über eine elektromagnetische Verbindung des ersten Rotors und des zweiten Rotors übertragen wird,

eines zweiten Motors (40; 40D), der mit der Ausgangswelle (56) des Motors verbunden ist, und

eine Speicherbatterie (94), die elektrisch mit dem ersten Motor (30; 30D) und dem zweiten Motor (40; 40D) über die erste Motorantriebsschaltung (91) und die zweite Motorantriebsschaltung (92) verbunden ist,

gekennzeichnet durch die Schritte:

(c) Steuern der Motorantriebseinrichtung in Antwort auf das Stromabnahmesignal zur Verminderung des Stromausgangs aus dem Motor (50) um Subtraktionsbeträge (ΔPd), und

(d) Steuern des ersten Motors (30; 30D) und des zweiten Motors (40), um dem ersten Motor (30) und dem zweiten Motor (40) zu ermöglichen, in der Speicherbatterie (94) gespeicherten Strom zu verwenden und die Abnahme des Stromausgangs aus dem Motor (50), die in Schritt (c) begleitet ist, auszugleichen.

11. Verfahren nach Anspruch 10, bei welchem der Schritt (d) weiterhin die Schritte umfasst:

(e) Steuern des ersten Motors (30; 30D), um dem ersten Motor zu ermöglichen, eine Abnahme der Drehzahl der Ausgangswelle (56) des Motors entsprechend der Abnahme des Stromausgangs aus dem Motor (50) auszugleichen, und

(f) Steuern des zweiten Motors (40; 40D), um dem zweiten Motor (40) zu ermöglichen, eine Abnahme des Drehmoments entsprechend der Abnahme des Stromausgangs aus dem Motor (50) auszugleichen.