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DE69615745T2 - Drive arrangement and control of the overdrive for a hybrid vehicle - Google Patents

Drive arrangement and control of the overdrive for a hybrid vehicle

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Publication number
DE69615745T2
DE69615745T2 DE69615745T DE69615745T DE69615745T2 DE 69615745 T2 DE69615745 T2 DE 69615745T2 DE 69615745 T DE69615745 T DE 69615745T DE 69615745 T DE69615745 T DE 69615745T DE 69615745 T2 DE69615745 T2 DE 69615745T2
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DE
Germany
Prior art keywords
motor
energy
electrical energy
rotor
drive shaft
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
DE69615745T
Other languages
German (de)
Other versions
DE69615745D1 (en
Inventor
Yasutomo Kawabata
Takao Miyatani
Ryouji Mizutani
Ryuji Toh
Eiji Yamada
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority claimed from JP7245463A external-priority patent/JP3052803B2/en
Priority claimed from JP24546295A external-priority patent/JP3052802B2/en
Priority claimed from JP24546495A external-priority patent/JP3052804B2/en
Priority claimed from JP7251944A external-priority patent/JP3063589B2/en
Priority claimed from JP07266475A external-priority patent/JP3099698B2/en
Priority claimed from JP7269241A external-priority patent/JP3063592B2/en
Priority claimed from JP26924395A external-priority patent/JP3099700B2/en
Priority claimed from JP26924295A external-priority patent/JP3099699B2/en
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of DE69615745T2 publication Critical patent/DE69615745T2/en
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Description

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Energieabgabevorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung von dieser. Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf eine Energieabgabevorrichtung zum Übertragen und zum Verwenden von Energie, die durch einen Verbrennungsmotor erzeugt wird, mit hohen Wirkungsgrad und zum Drehen einer Antriebswelle mit einer Drehzahl, die höher als die der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors ist. Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf ein Verfahren zur Steuerung einer solchen Energieabgabevorrichtung.The present invention relates to an energy output device and a method for controlling the same. More specifically, the invention relates to an energy output device for transmitting and using energy generated by an internal combustion engine with high efficiency and for rotating a drive shaft at a speed higher than that of the output shaft of the internal combustion engine. The invention also relates to a method for controlling such an energy output device.

Beschreibung des Standes der TechnikDescription of the state of the art

Drehmomentwandler, die ein Fluid verwendet, werden im allgemeinen verwendet, um ein Abtriebsdrehmoment eines Verbrennungsmotors oder von ähnlichem in eine Energie umzuwandeln und die umgewandelte Energie zu übertragen. Bei herkömmlichen Drehmomentwandlern auf der Basis von Fluid sind eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle nicht vollständig miteinander in Eingriff; es tritt dementsprechend ein Energieverlust auf, der einem Schlupf entspricht, der zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle auftritt. Der Energieverlust, der als Wärme verbraucht wird, wird als Produkt der Drehzahldifferenz zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle und des zu diesem Zeitpunkt übermittelten Drehmoments ausgedrückt. Bei Fahrzeugen, an denen ein solcher Drehmomentwandler montiert ist, tritt ein großer Energieverlust im Übergangszustand, wie zu einem Anlaßzeitpunkt, auf. Der Wirkungsgrad der Energieübertragung ist, selbst beim stationären Antrieb, nicht 100%. Im Vergleich zu manuellen Getrieben führen die Drehmomentwandler zu einem niedrigeren Kraftstoffverbrauch.Torque converters using a fluid are generally used to convert an output torque of an internal combustion engine or the like into energy and to transmit the converted energy. In conventional fluid-based torque converters, an input shaft and an output shaft are not fully engaged with each other; accordingly, an energy loss occurs corresponding to a slip that occurs between the input shaft and the output shaft. The energy loss consumed as heat is expressed as a product of the speed difference between the input shaft and the output shaft and the torque transmitted at that time. In vehicles on which such a torque converter is mounted, a large energy loss occurs in a transient state such as at a start-up time. The efficiency of energy transmission is not 100% even in stationary driving. Compared with manual transmissions, the torque converters result in lower fuel consumption.

Einige vorgeschlagene Energieabgabevorrichtungen verwenden im Unterschied zu herkömmlichen Drehmomentwandlern kein Fluid zur Drehmomentwandlung oder Energieübertragung, sondern übertragen Energie mittels Umwandlung mechanischelektrisch-mechanisch. Beispielsweise koppelt eine Energieabgabevorrichtung, die in der japanischen Patentoffenlegungs-Gazette Nr. 53-133814 offenbart ist, eine Abtriebswelle eines Verbrennungsmotors mit einer Rotationswelle eines Gleichstrommotors über eine elektromagnetische Kupplung, damit die Rotationswelle als Antriebswelle arbeitet. Der Verbrennungsmotor treibt einen Rotor an der Seite der Gleichstromfeld-Wicklung der elektromagnetischen Kupplung, während der andere Rotor an der Seite der Wechselstrom- Magnetankerwicklung die Rotationswelle des Gleichstrommotors oder die Antriebswelle antreibt. Elektrische Energie, die durch einen Schlupf zwischen den zwei Rotoren der elektromagnetischen Kupplung erzeugt wird, wird vom Rotor an der Seite der Wechselstrom-Magnetankerwicklung dem Gleichstrommotor über einen Gleichrichter zugeführt. Der Gleichstrommotor nimmt ebenfalls elektrische Energie von einer Batterie auf, um die Antriebswelle in Rotation zu versetzen. Im Unterschied zu herkömmlichen Drehmomentwandlern auf der Basis von Fluid hat diese vorgeschlagene Struktur im wesentlichen keinen Energieverlust durch den Schlupf. Es ist dementsprechend möglich, die Energieverlust in der Energieübertragungseinrichtung relativ klein zu gestalten, indem der Wirkungsgrad der elektromagnetischen Kupplung und des Gleichstrommotors verbessert werden.Some proposed power output devices, unlike conventional torque converters, do not use fluid for torque conversion or power transmission, but transmit power by mechanical-electrical-mechanical conversion. For example, a power output device disclosed in Japanese Patent Laid-Open Gazette No. 53-133814 couples an output shaft of an internal combustion engine to a rotary shaft of a DC motor via an electromagnetic clutch to make the rotary shaft function as a drive shaft. The internal combustion engine drives a rotor on the DC field winding side of the electromagnetic clutch, while the other rotor on the AC armature winding side drives the rotary shaft of the DC motor or the drive shaft. Electric energy generated by slip between the two rotors of the electromagnetic clutch is supplied from the rotor on the AC armature winding side to the DC motor via a rectifier. The DC motor also receives electric energy from a battery to rotate the drive shaft. Unlike conventional fluid-based torque converters, this proposed structure has substantially no energy loss due to slip. Accordingly, it is possible to make the energy loss in the power transmission device relatively small by improving the efficiency of the electromagnetic clutch and the DC motor.

Bei der vorstehend diskutierten vorgeschlagenen Energieabgabevorrichtung wird jedoch die Rotationswelle des Gleichstrommotors (d. h. die Antriebswelle) gesteuert, damit sich diese mit einer Drehzahl dreht, die kleiner als die der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors im stationären Zustand ist. Zu einem Startzeitpunkt des Verbrennungsmotors wird die Drehzahl der Antriebswelle aber zeitweise höher als die der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors. Bei der vorgeschlagenen Struktur wird der Betrieb im Schnellgang, in dem die Antriebswelle mit einer Drehzahl gedreht wird, die höher als die der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors ist, nicht berücksichtigt.However, in the proposed power output device discussed above, the rotary shaft of the DC motor (ie, the drive shaft) is controlled to rotate at a speed lower than that of the output shaft of the internal combustion engine in the stationary state. However, at a time of starting the internal combustion engine, the speed of the drive shaft is temporarily increased. than that of the output shaft of the internal combustion engine. The proposed structure does not take into account the overdrive operation in which the input shaft is rotated at a speed higher than that of the output shaft of the internal combustion engine.

Das Dokument DE-A-30 25 756 offenbart eine Struktur, die dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche entspricht.Document DE-A-30 25 756 discloses a structure that corresponds to the preamble of the independent claims.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine Energieabgabevorrichtung vorzusehen, die Energie von einem Verbrennungsmotor mit einem hohen Wirkungsgrad überträgt und verwendet und ermöglicht, daß sich eine Antriebswelle mit einer Drehzahl dreht, die höher als die der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors ist, und ebenfalls ein Verfahren zum Steuern einer solchen Energieabgabevorrichtung vorzusehen.The object of the present invention is therefore to provide an energy output device which transfers and uses energy from an internal combustion engine with a high degree of efficiency and enables a drive shaft to rotate at a speed higher than that of the output shaft of the internal combustion engine, and also to provide a method for controlling such an energy output device.

Zumindest ein Teil der vorstehenden Aufgabe wird durch eine erste Energieabgabevorrichtung zur Abgabe von Energie zu einer Antriebswelle umgesetzt.At least part of the above object is implemented by a first energy output device for outputting energy to a drive shaft.

Die erste Energieabgabevorrichtung weist auf: einen Verbrennungsmotor mit einer Abtriebswelle, einen erste Motor mit einem mit der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors verbundenen ersten Rotor und einem mit der Antriebswelle verbundenen zweiten Rotor, wobei der zweite Rotor bezüglich des ersten Rotors koaxial und drehbar angeordnet ist und der erste und der zweite Rotor elektromagnetisch miteinander gekoppelt sind, wodurch zwischen der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors und der Antriebswelle über die elektromagnetische Kopplung des ersten und des zweiten Rotors Energie übertragen wird, eine Antriebsschaltung für den ersten Motor zum Austauschen von elektrischen Strömen mit dem ersten Motor, um die elektromagnetische Kopplung des ersten Rotors mit dem zweiten Rotor zu ändern, einen zweiten Motor mit einem Stator und einem dritten Rotor, der entweder mit der Antriebswelle oder der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors verbunden ist, wobei der Stator mit dem dritten Rotor elektromagnetisch gekoppelt ist, eine Antriebsschaltung für den zweiten Motor zum Austauschen von elektrischen Strömen mit dem zweiten Motor, um die elektromagnetische Kopplung des Stators mit dem dritten Rotor zu ändern, und eine Steuereinrichtung zum Steuern der Antriebsschaltung für den ersten und den zweiten Motor, um die Drehzahlen der Antriebswelle und der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors einzustellen, so daß die Drehzahl der Antriebswelle höher als die Drehzahl der Abtriebswelle ist.The first energy output device comprises: an internal combustion engine with an output shaft, a first motor with a first rotor connected to the output shaft of the internal combustion engine and a second rotor connected to the drive shaft, wherein the second rotor is arranged coaxially and rotatably with respect to the first rotor and the first and second rotors are electromagnetically coupled to one another, whereby energy is transmitted between the output shaft of the internal combustion engine and the drive shaft via the electromagnetic coupling of the first and second rotors, a drive circuit for the first motor for exchanging electrical currents with the first motor in order to achieve the electromagnetic coupling of the first rotor with the second rotor, a second motor having a stator and a third rotor connected to either the drive shaft or the output shaft of the internal combustion engine, the stator being electromagnetically coupled to the third rotor, a drive circuit for the second motor for exchanging electrical currents with the second motor to change the electromagnetic coupling of the stator with the third rotor, and a control device for controlling the drive circuit for the first and second motors to adjust the speeds of the drive shaft and the output shaft of the internal combustion engine so that the speed of the drive shaft is higher than the speed of the output shaft.

Bei der ersten Energieabgabevorrichtung wird die Drehzahl der Antriebswelle erhöht, um höher als die Drehzahl der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors zu sein. Daher fällt, wenn die erste Energieabgabevorrichtung an einem Fahrzeug zum Antreiben seiner Achsen montiert ist, das Fahrzeug in den Schnellgang. Genauer gesagt ermöglicht die erste Energieabgabevorrichtung, selbst wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit angetrieben wird, daß der Verbrennungsmotor mit einem hohen Wirkungsgrad angetrieben wird, ohne daß die Drehzahl der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors erhöht ist, wodurch der Kraftstoffverbrauch verbessert ist.In the first power output device, the rotational speed of the drive shaft is increased to be higher than the rotational speed of the output shaft of the internal combustion engine. Therefore, when the first power output device is mounted on a vehicle to drive its axles, the vehicle falls into overdrive. More specifically, even when the vehicle is driven at high speed, the first power output device enables the internal combustion engine to be driven at high efficiency without increasing the rotational speed of the output shaft of the engine, thereby improving fuel consumption.

Entsprechend einem Aspekt der Erfindung weist die Steuereinrichtung eine Einrichtung zum Steuern der Antriebsschaltung für den zweiten Motor, um zu ermöglichen, daß der zweite Motor elektrische Energie regeneriert, und zum Steuern der Antriebseinrichtung für den ersten Motor, um die regenerierte elektrische Energie dem ersten Motor zum Antreiben des ersten Motors zuzuführen, auf.According to one aspect of the invention, the control means comprises means for controlling the drive circuit for the second motor to enable the second motor to regenerate electrical energy and for controlling the drive means for the first motor to supply the regenerated electrical energy to the first motor for driving the first motor.

Bei dieser Struktur gleicht die durch den zweiten Motor regenerierten elektrische Energie die durch den ersten Motor verbrauchte elektrische Energie aus. Dieses erhöht die Drehzahl der Antriebswelle, so daß diese höher als die Drehzahl der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors ist.In this structure, the electrical energy regenerated by the second motor compensates that generated by the first engine consumes electrical energy. This increases the speed of the drive shaft so that it is higher than the speed of the output shaft of the combustion engine.

Entsprechend einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die erste Energieabgabevorrichtung ferner einer Speichereinrichtung zum Speichern von elektrischer Energie auf. Die Steuereinrichtung weist eine Einrichtung zum Steuern der Antriebsschaltung für den zweiten Motor, um zu ermöglichen, daß der zweite Motor elektrische Energie regeneriert, und zum Steuern der Antriebsschaltung für den ersten Motor, um die regenerierte elektrische Energie und die in der Speichereinrichtung gespeicherte elektrische Energie dem ersten Motor zum Antreiben des ersten Motors zuzuführen, auf.According to another aspect of the invention, the first power output device further comprises a storage device for storing electric energy. The control device comprises means for controlling the drive circuit for the second motor to allow the second motor to regenerate electric energy and for controlling the drive circuit for the first motor to supply the regenerated electric energy and the electric energy stored in the storage device to the first motor for driving the first motor.

Diese Struktur versetzt die Antriebswelle nicht nur mit der durch den zweiten Motor regenerierten elektrischen Energie in Rotation, sondern mit der in der Speichereinrichtung gespeicherten elektrischen Energie, wodurch ein ausreichend großes Drehmoment zur Antriebswelle ausgegeben wird.This structure rotates the drive shaft not only with the electric energy regenerated by the second motor but also with the electric energy stored in the storage device, thereby outputting a sufficiently large torque to the drive shaft.

Entsprechend einem noch weiteren Aspekt der Erfindung weist die erste Energieabgabevorrichtung ferner eine Speichereinrichtung zum Speichern von elektrischer Energie auf. Die Steuereinrichtung weist eine Einrichtung zum Steuern der Antriebsschaltung für den zweiten Motor, um zu ermöglichen, daß der zweite Motor elektrische Energie regeneriert, und zum Steuern der Antriebsschaltung für den ersten Motor, um die regenerierte elektrische Energie dem ersten Motor zum Antreiben des ersten Motors und zumindest teilweise der Speichereinrichtung, damit diese gespeichert wird, zuzuführen, auf.According to yet another aspect of the invention, the first energy output device further comprises a storage device for storing electrical energy. The control device comprises means for controlling the drive circuit for the second motor to enable the second motor to regenerate electrical energy, and for controlling the drive circuit for the first motor to supply the regenerated electrical energy to the first motor for driving the first motor and at least partially to the storage device for storing it.

Diese Struktur ist besonders für den Fall geeignet, in dem die Speichereinrichtung eine geringe Restkapazität hat.This structure is particularly suitable for the case where the storage device has a small remaining capacity.

Entsprechend einem noch weiteren Aspekt der Erfindung weist die erste Energieabgabevorrichtung ferner eine Speichereinrichtung zum Speichern von elektrischer Energie auf. Die Steuereinrichtung weist eine Einrichtung zum Steuern der Antriebsschaltung für den ersten Motor, um die elektrische Energie von der Speichereinrichtung dem ersten Motor zum Antreiben des ersten Motor zuzuführen, auf.According to yet another aspect of the invention, the first energy output device further comprises a storage device for storing electrical energy. The control device comprises means for controlling the drive circuit for the first motor to supply the electrical energy from the storage device to the first motor for driving the first motor.

Daher wird bei dieser Struktur die elektrische Energie nicht der Speichereinrichtung zugeführt, da der zweite Motor nicht die Regenerierung der elektrischen Energie ausführt. Statt dessen wird die durch den ersten Motor in der Speichereinrichtung gespeicherte elektrische Energie aktiv verbraucht. Dieser Betrieb kann die elektrische Energie in der Speichereinrichtung auf einen geeigneten Pegel verringern, selbst wenn die Speichereinrichtung vollständig geladen wurde.Therefore, in this structure, the electric energy is not supplied to the storage device because the second motor does not perform the regeneration of the electric energy. Instead, the electric energy stored in the storage device by the first motor is actively consumed. This operation can reduce the electric energy in the storage device to an appropriate level even when the storage device has been fully charged.

Entsprechend einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die erste Energieabgabevorrichtung ferner eine Speichereinrichtung zum Speichern von elektrischer Energie auf. Die Steuereinrichtung weist eine Einrichtung zum Steuern der Antriebsschaltung für den zweiten Motor, um die elektrische Energie von der Speichereinrichtung dem zweiten Motor zum Antreiben des zweiten Motors zuzuführen, und zum Steuern der Antriebsschaltung für den ersten Motor, um die elektrische Energie von der Speichereinrichtung dem ersten Motor zum Antreiben des ersten Motors zuzuführen, auf.According to another aspect of the invention, the first power output device further comprises a storage device for storing electrical energy. The control device comprises means for controlling the drive circuit for the second motor to supply the electrical energy from the storage device to the second motor for driving the second motor, and for controlling the drive circuit for the first motor to supply the electrical energy from the storage device to the first motor for driving the first motor.

Diese Struktur ermöglicht, daß sowohl der erste Motor als auch der zweite Motor den Energiebetrieb ausführen. Die Antriebswelle nimmt dementsprechend nicht nur das durch den ersten Motor erzeugte Drehmoment, sondern auch das durch den zweiten Motor erzeugte Drehmoment, das in Richtung der Rotation der Antriebswelle wirkt, auf. Genauer gesagt wird ein großes Drehmoment auf die Antriebswelle aufgebracht. Diese Struktur ist insbesondere für den Fall geeignet, in dem ein großes Drehmoment erforderlich ist, z. B., wenn das Fahrzeug zu einer Schräge gelangt oder der Fahrer ein andere Fahrzeug beim Fahren im Schnellgang auf der Autobahn oder Fernverkehrsstraße überholen will.This structure allows both the first motor and the second motor to perform the power operation. The drive shaft accordingly receives not only the torque generated by the first motor but also the torque generated by the second motor acting in the direction of rotation of the drive shaft. More specifically, a large torque is applied to the drive shaft. This structure is particularly suitable for the case where where a high torque is required, for example when the vehicle approaches a slope or the driver wants to overtake another vehicle while driving at high speed on the motorway or main road.

Entsprechend einem noch weiteren Aspekt der Erfindung weist eine zweite Energieabgabevorrichtung zur Abgabe von Energie zu einer Antriebswelle auf: einen Verbrennungsmotor mit einer Abtriebswelle, einen Motor mit einem mit der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors verbundenen ersten Rotor und einem mit der Antriebswelle verbundenen zweiten Rotor, wobei der zweite Rotor bezüglich des ersten Rotor koaxial und drehbar angeordnet ist und der erste und der zweite Rotor elektromagnetisch miteinander gekoppelt sind, wodurch zwischen der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors und der Antriebswelle über die elektromagnetische Kopplung des ersten und des zweiten Rotors Energie übertragen wird, eine Motorantriebsschaltung zum Austauschen von elektrischen Strömen mit dem ersten Motor, um die elektromagnetische Kopplung des ersten Rotors mit dem zweiten Rotor zu ändern, eine Speichereinrichtung zum Speichern von elektrischer Energie, und eine Steuereinrichtung zum Steuern der Motorantriebsschaltung, um die elektrische Energie von der Speichereinrichtung dem Motor zum Antreiben des Motors zuzuführen, wodurch die Antriebswelle mit einer Drehzahl gedreht wird, die höher als eine Drehzahl der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors ist.According to yet another aspect of the invention, a second energy output device for outputting energy to a drive shaft comprises: an internal combustion engine having an output shaft, a motor having a first rotor connected to the output shaft of the internal combustion engine and a second rotor connected to the drive shaft, the second rotor being coaxially and rotatably arranged with respect to the first rotor and the first and second rotors being electromagnetically coupled to one another, whereby energy is transmitted between the output shaft of the internal combustion engine and the drive shaft via the electromagnetic coupling of the first and second rotors, a motor drive circuit for exchanging electrical currents with the first motor to change the electromagnetic coupling of the first rotor with the second rotor, a storage device for storing electrical energy, and a control device for controlling the motor drive circuit to supply the electrical energy from the storage device to the motor to drive the motor, whereby the drive shaft is rotated at a speed higher than a Speed of the output shaft of the combustion engine.

Bei der zweiten Energieabgabevorrichtung mit nur einem Motor wird der Motor mit der in der Speichereinrichtung gespeicherten elektrischen Energie angetrieben, um die Antriebswelle mit einer Drehzahl zu drehen, die höher als die der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors ist. Diese Struktur setzt ebenfalls eine Schnellgangsteuerung um.In the second power output device with only one motor, the motor is driven by the electric energy stored in the storage device to rotate the input shaft at a speed higher than that of the output shaft of the internal combustion engine. This structure also implements overdrive control.

Entsprechend einem weiteren Aspekt der Erfindung weist eine dritte Energieabgabevorrichtung zur Abgabe von mechanischer Energie als Energie zu einer Antriebswelle auf: einen mit einer Rotationswelle verbundenen Verbrennungsmotor, einen mit der Rotationswelle verbundenen ersten Motor und einen mit der Antriebswelle verbundenen zweiten Motor, wobei der Verbrennungsmotor mechanische Energie erzeugt und die mechanische Energie zur Rotationswelle überträgt, wobei der erste Motor elektrische Energie, die vom zweiten Motor zugeführt wurde, in mechanische Energie umwandelt und eine Summe der umgewandelten mechanischen Energie und der mechanischen Energie, die über die Rotationswelle übertragen wurde, zum zweiten Motor überträgt, wobei der zweite Motor einen Teil der vom ersten Motor übertragenen mechanischen Energie in elektrische Energie umwandelt, die elektrische Energie dem ersten Motor zuführt und den Rest der übertragenen mechanischen Energie zur Antriebswelle ausgibt, und wobei der erste Motor angetrieben wird, um die Antriebswelle mit einer Drehzahl in Rotation zu versetzen, die höher als eine Drehzahl der Rotationswelle ist.According to a further aspect of the invention, a third energy delivery device for delivering mechanical Energy as energy to a drive shaft: an internal combustion engine connected to a rotary shaft, a first motor connected to the rotary shaft, and a second motor connected to the drive shaft, wherein the internal combustion engine generates mechanical energy and transmits the mechanical energy to the rotary shaft, wherein the first motor converts electrical energy supplied from the second motor into mechanical energy and transmits a sum of the converted mechanical energy and the mechanical energy transmitted via the rotary shaft to the second motor, wherein the second motor converts a portion of the mechanical energy transmitted from the first motor into electrical energy, supplies the electrical energy to the first motor, and outputs the remainder of the transmitted mechanical energy to the drive shaft, and wherein the first motor is driven to rotate the drive shaft at a speed higher than a speed of the rotary shaft.

Die dritte Energieabgabevorrichtung der Erfindung kann die durch den Verbrennungsmotor erzeugte mechanische Energie über die Energieumwandlung mit einem hohen Wirkungsgrad übertragen oder verwenden.The third energy output device of the invention can transmit or utilize the mechanical energy generated by the internal combustion engine through energy conversion with a high efficiency.

Entsprechend einem noch weiteren Aspekt der Erfindung weist eine vierte Energieabgabevorrichtung zur Abgabe von mechanische Energie als Energie zu einer Antriebswelle auf: einen mit einer Rotationswelle verbundenen Verbrennungsmotor, einen mit der Rotationswelle verbundenen ersten Motor, einen mit der Antriebswelle verbundenen zweiten Motor und eine Speichereinrichtung zum Speichern von elektrischer Energie, wobei der Verbrennungsmotor mechanische Energie erzeugt und die mechanische Energie zur Rotationswelle überträgt, wobei die Speichereinrichtung elektrische Energie speichert und die gespeicherte elektrische Energie dem ersten Motor zuführt, wobei der erste Motor die vom zweiten Motor und der Speichereinrichtung zugeführt elektrische Energie in mechanische Energie umwandelt und eine Summe der umgewandelten mechanischen Energie und der über die Rotationswelle übertragenen mechanischen Energie zum zweiten Motor überträgt, wobei der zweite Motor einen Teil der vom ersten Motor übertragenen mechanischen Energie in elektrische Energie umwandelt, die elektrische Energie dem ersten Motor zuführt und den Rest der übertragenen mechanischen Energie zur Antriebswelle ausgibt, und wobei der erste Motor angetrieben wird, um die Antriebswelle mit einer Drehzahl zu drehen, die höher als eine Drehzahl der Rotationswelle ist.According to yet another aspect of the invention, a fourth energy output device for outputting mechanical energy as energy to a drive shaft comprises: an internal combustion engine connected to a rotary shaft, a first motor connected to the rotary shaft, a second motor connected to the drive shaft, and a storage device for storing electrical energy, wherein the internal combustion engine generates mechanical energy and transmits the mechanical energy to the rotary shaft, wherein the storage device stores electrical energy and supplies the stored electrical energy to the first motor, wherein the first motor uses the electrical energy supplied from the second motor and the storage device energy into mechanical energy and transmits a sum of the converted mechanical energy and the mechanical energy transmitted via the rotary shaft to the second motor, wherein the second motor converts a portion of the mechanical energy transmitted by the first motor into electrical energy, supplies the electrical energy to the first motor, and outputs the remainder of the transmitted mechanical energy to the drive shaft, and wherein the first motor is driven to rotate the drive shaft at a speed higher than a speed of the rotary shaft.

Diese Struktur wird bevorzugt für den Fall verwendet, daß der zweite Motor keine ausreichende elektrische Energie zuführen kann.This structure is preferably used in the case that the second motor cannot supply sufficient electrical energy.

Entsprechend einem weiteren Aspekt der Erfindung weist eine fünfte Energieabgabevorrichtung zur Abgabe von mechanischer Energie als Energie zu einer Antriebswelle auf: einen mit einer Rotationswelle verbundenen Verbrennungsmotor, einen mit der Rotationswelle und der Antriebswelle verbundenen Motor und eine Speichereinrichtung zum Speichern von elektrischer Energie, wobei der Verbrennungsmotor mechanische Energie erzeugt und die mechanische Energie zur Rotationswelle überträgt, und der Motor die von der Speichereinrichtung zugeführte elektrische Energie in mechanische Energie umwandelt und eine Summe der umgewandelten mechanischen Energie und der über die Rotationswelle übertragenen mechanischen Energie zur Antriebswelle ausgibt und der Motor angetrieben wird, um die Antriebswelle mit einer Drehzahl zu drehen, die höher als eine Drehzahl der Rotationswelle ist.According to another aspect of the invention, a fifth energy output device for outputting mechanical energy as energy to a drive shaft comprises: an internal combustion engine connected to a rotary shaft, a motor connected to the rotary shaft and the drive shaft, and a storage device for storing electrical energy, wherein the internal combustion engine generates mechanical energy and transmits the mechanical energy to the rotary shaft, and the motor converts the electrical energy supplied from the storage device into mechanical energy and outputs a sum of the converted mechanical energy and the mechanical energy transmitted via the rotary shaft to the drive shaft, and the motor is driven to rotate the drive shaft at a speed higher than a speed of the rotary shaft.

Bei dieser Struktur kann die Antriebswelle zusätzlich zur durch den Verbrennungsmotor erzeugten mechanischen Energie die mechanische Energie aufnehmen, die durch die Umwandlung der in der Speichereinrichtung gespeicherten elektrischen Energie erhalten wurde. Genauer gesagt wird eine große mechanische Energie auf die Antriebswelle aufgebracht.In this structure, in addition to the mechanical energy generated by the internal combustion engine, the drive shaft can absorb the mechanical energy generated by converting the energy stored in the storage device. electrical energy was obtained. More precisely, a large amount of mechanical energy is applied to the drive shaft.

Entsprechend einem noch weiteren Aspekt der Erfindung weist eine sechste Energieabgabevorrichtung zur Abgabe von mechanischer Energie als Energie zu einer Antriebswelle auf: einen mit einer Rotationswelle verbundenen Verbrennungsmotor, einen mit der Rotationswelle verbundenen ersten Motor, einen mit der Antriebswelle verbundenen zweiten Motor und eine Speichereinrichtung zum Speichern von elektrischer Energie, wobei der Verbrennungsmotor mechanische Energie erzeugt und die mechanische Energie zur Rotationswelle überträgt, wobei der erste Motor die von der Speichereinrichtung zugeführte elektrische Energie in mechanische Energie umwandelt und eine Summe der umgewandelten mechanischen Energie und der über die Rotationswelle übertragenen mechanischen Energie zum zweiten Motor überträgt, wobei der zweite Motor die von der Speichereinrichtung zugeführte elektrische Energie in mechanische Energie umwandelt und eine Summe der umgewandelten mechanischen Energie und der vom ersten Motor übertragenen mechanischen Energie zur Antriebswelle abgibt, und der erste Motor angetrieben wird, um die Antriebswelle mit einer Drehzahl zu drehen, die höher als eine Drehzahl der Rotationswelle ist.According to yet another aspect of the invention, a sixth energy output device for outputting mechanical energy as energy to a drive shaft comprises an internal combustion engine connected to a rotary shaft, a first motor connected to the rotary shaft, a second motor connected to the drive shaft, and a storage device for storing electrical energy, the internal combustion engine generating mechanical energy and transmitting the mechanical energy to the rotary shaft, the first motor converting the electrical energy supplied from the storage device into mechanical energy and transmitting a sum of the converted mechanical energy and the mechanical energy transmitted via the rotary shaft to the second motor, the second motor converting the electrical energy supplied from the storage device into mechanical energy and outputting a sum of the converted mechanical energy and the mechanical energy transmitted from the first motor to the drive shaft, and the first motor being driven to rotate the drive shaft at a speed higher than a speed of the rotary shaft.

Die Antriebswelle nimmt dementsprechend eine große mechanische Energie auf.The drive shaft therefore absorbs a great deal of mechanical energy.

Entsprechend einem weiteren Aspekt der Erfindung weist eine siebente Energieabgabevorrichtung zur Abgabe von mechanischer Energie als Energie zu einer Antriebswelle auf: einen mit einer Rotationswelle verbundenen Verbrennungsmotor, einen mit der Antriebswelle verbundenen ersten Motor, einen mit der Rotationswelle verbundenen zweiten Motor und einen Speichereinrichtung zum Speichern von elektrischer Energie, wobei der Verbrennungsmotor mechanische Energie erzeugt und die mechanische Energie zur Rotationswelle überträgt, wobei der zweite Motor einen Teil der mechanischen Energie, die über die Rotationswelle übertragen wurde, in elektrisch Energie umwandelt, die elektrische Energie dem ersten Motor zuführt und den Rest der übertragenen mechanischen Energie zum ersten Motor überträgt, wobei der erste Motor die vom zweiten Motor zugeführte elektrische. Energie in mechanische Energie umwandelt und eine Summe der umgewandelten mechanischen Energie und der vom zweiten Motor übertragenen mechanischen Energie zur Antriebswelle ausgibt und der zweite Motor angetrieben wird, um die Antriebswelle mit einer Drehzahl anzutreiben, die höher als die Drehzahl der Rotationswelle ist.According to a further aspect of the invention, a seventh energy output device for outputting mechanical energy as energy to a drive shaft comprises: an internal combustion engine connected to a rotary shaft, a first motor connected to the drive shaft, a second motor connected to the rotary shaft, and a storage device for storing electrical energy, wherein the internal combustion engine generates mechanical energy and transmits the mechanical energy to the rotary shaft, wherein the second motor converts a portion of the mechanical energy transmitted via the rotary shaft into electrical energy, supplies the electrical energy to the first motor, and transmits the remainder of the transmitted mechanical energy to the first motor, wherein the first motor converts the electrical energy supplied by the second motor into mechanical energy and outputs a sum of the converted mechanical energy and the mechanical energy transmitted by the second motor to the drive shaft, and the second motor is driven to drive the drive shaft at a speed higher than the speed of the rotary shaft.

Die siebente Energieabgabevorrichtung der Erfindung hat die gleichen Wirkungen wie die vorstehend diskutierte dritte Energieabgabevorrichtung.The seventh energy output device of the invention has the same effects as the third energy output device discussed above.

Die vorstehende Aufgabe wird ebenfalls durch ein Verfahren zum Steuern einer Energieabgabevorrichtung zur Abgabe von Energie zu einer Antriebswelle umgesetzt.The above object is also achieved by a method for controlling an energy delivery device for delivering energy to a drive shaft.

Das Verfahren weist die Schritte auf: (a) Vorsehen eines Verbrennungsmotors mit einer Abtriebswelle, eines ersten Motor mit einem ersten Rotor, der mit der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors verbunden ist, und einem zweiten Rotor, der mit der Antriebswelle verbunden ist, wobei der zweite Rotor bezüglich des ersten Rotors koaxial und drehbar angeordnet ist und der erste und der zweite Rotor elektromagnetisch miteinander gekoppelt sind, wodurch zwischen der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors und der Antriebswelle über die elektromagnetische Kopplung des ersten und des zweiten Rotors Energie übertragen wird, und eines zweiten Motors mit einem Stator und einem dritten Rotor, der mit der Antriebswelle verbunden ist, wobei der Stator mit dem dritten Rotor elektromagnetisch gekoppelt ist, und (b) Einstellen der Drehzahlen der Antriebswelle und der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors, so daß die Drehzahl der Antriebswelle höher als die Drehzahl der Abtriebswelle ist.The method comprises the steps of: (a) providing an internal combustion engine with an output shaft, a first motor with a first rotor connected to the output shaft of the internal combustion engine and a second rotor connected to the drive shaft, the second rotor being arranged coaxially and rotatably with respect to the first rotor and the first and second rotors being electromagnetically coupled to one another, whereby energy is transmitted between the output shaft of the internal combustion engine and the drive shaft via the electromagnetic coupling of the first and second rotors, and a second motor with a stator and a third rotor connected to the drive shaft, the stator being electromagnetically coupled to the third rotor and (b) adjusting the speeds of the input shaft and the output shaft of the internal combustion engine so that the speed of the input shaft is higher than the speed of the output shaft.

Selbst wenn die Drehzahl der Antriebswelle hoch ist, ermöglicht das Verfahren, daß der Verbrennungsmotor mit einem hohen Wirkungsgrad ohne Erhöhung der Drehzahl der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors angetrieben wird.Even if the speed of the drive shaft is high, the method enables the internal combustion engine to be driven with a high efficiency without increasing the speed of the output shaft of the internal combustion engine.

Diese und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele mit den beiliegenden Zeichnungen deutlich.These and other objects, features, aspects and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of the preferred embodiments with the accompanying drawings.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings

Fig. 1 stellt schematisch eine Struktur einer Energieabgabevorrichtung 20 als ein erstes Ausführungsbeispiel entsprechend der vorliegenden Erfindung dar,Fig. 1 schematically illustrates a structure of an energy output device 20 as a first embodiment according to the present invention,

Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht, die detaillierte Strukturen eines Kupplungsmotors 30 und eines Hilfsmotors darstellt, die in der Energieabgabevorrichtung 20 von Fig. 1 enthalten sind,Fig. 2 is a cross-sectional view showing detailed structures of a clutch motor 30 and an auxiliary motor included in the power output device 20 of Fig. 1,

Fig. 3 ist eine schematische Ansicht, die eine allgemeine Struktur eines Fahrzeugs darstellt, in der die Energieabgabevorrichtung 20 von Fig. 1 eingebaut ist,Fig. 3 is a schematic view showing a general structure of a vehicle in which the energy output device 20 of Fig. 1 is installed,

Fig. 4 ist eine graphische Darstellung, die einen Betrag der Energie, die durch den Kupplungsmotor 30 regeneriert wird, und der Energie, die durch den Hilfsmotor 40 verbraucht wird, schematisch darstellt,Fig. 4 is a graph schematically showing an amount of energy regenerated by the clutch motor 30 and the energy consumed by the assist motor 40,

Figur ist eine graphische Darstellung, die einen Energiebetrag, der durch den Kupplungsmotors 30 verbraucht wird, und einen Energiebetrag, die durch den Hilfsmotor 40 regeneriert wird, im Schnellgangzustand schematisch darstellt,Figure is a graphical representation showing an amount of energy consumed by the clutch motor 30 and schematically represents an amount of energy regenerated by the auxiliary motor 40 in the overdrive state,

Fig. 6 ist ein Fließbild, das einen durch die Steuer- CPU 90 ausgeführten Steuerprozeß im Schnellgangzustand zeigt,Fig. 6 is a flow chart showing a control process executed by the control CPU 90 in the high-speed state,

Fig. 7 ist ein Fließbild, das Einzelheiten des Steuerprozesses des Kupplungsmotors 30 zeigt, der in Schritt S100 im Fließbild von Fig. 6 ausgeführt wird,Fig. 7 is a flowchart showing details of the control process of the clutch motor 30 executed in step S100 in the flowchart of Fig. 6,

Fig. 8 ist ein Fließbild, das Einzelheiten des Steuerprozesses des Hilfsmotors 40 zeigt, der in Schritt S102 im Fließbild von Fig. 6 ausgeführt wird,Fig. 8 is a flowchart showing details of the control process of the assist motor 40 executed in step S102 in the flowchart of Fig. 6,

die Fig. 9(a) bis 9(c) zeigen einen Energiefluß zwischen dem Benzinmotor 50, dem Kupplungsmotor 30, dem Hilfsmotor 40 und der Batterie 94,Fig. 9(a) to 9(c) show an energy flow between the gasoline engine 50, the clutch motor 30, the auxiliary motor 40 and the battery 94,

Fig. 10 ist ein Fließbild, das einen Steuerprozeß im Schnellgangzustand zeigt, der durch die Steuer-CPU 90 in einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird,Fig. 10 is a flow chart showing a control process in the overdrive state executed by the control CPU 90 in a second embodiment of the present invention,

Fig. 11 ist ein Kenngrößendiagramm, das das Drehmoment Tc des Kupplungsmotors 30 über der Drehzahldifferenz (Ne- Nd) für unterschiedliche Werte der Drehzahl Nd zeigt,Fig. 11 is a characteristic diagram showing the torque Tc of the clutch motor 30 versus the speed difference (Ne- Nd) for different values of the speed Nd,

Fig. 12 ist ein Fließbild, das einen Steuerprozeß im Schnellgangzustand zeigt, der durch die Steuer-CPU 90 in einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird,Fig. 12 is a flow chart showing a control process in the overdrive state executed by the control CPU 90 in a third embodiment of the present invention,

Fig. 13 ist ein Kenngrößendiagramm, das eine Wirkungsgraddarstellung des Motors illustriert,Fig. 13 is a characteristic diagram illustrating an efficiency diagram of the motor,

Fig. 14 ist eine graphische Darstellung, die einen Energiebetrag, der durch den Kupplungsmotor 30 verbraucht wird, und einen Energiebetrag, der durch den Hilfsmotor 40 verbraucht wird, entsprechend dem Steuerprozeß von Fig. 12 schematisch darstellt,Fig. 14 is a graph schematically showing an amount of energy consumed by the clutch motor 30 and an amount of energy consumed by the assist motor 40 according to the control process of Fig. 12,

Fig. 15 zeigt einen Energiefluß zwischen dem Benzinmotor 50, dem Kupplungsmotor 30, dem Hilfsmotor 40 und der Batterie 94,Fig. 15 shows an energy flow between the petrol engine 50, the clutch motor 30, the auxiliary motor 40 and the battery 94,

Fig. 16 ist eine schematische Ansicht, die einen wesentlichen Teil einer weiteren Energieabgabevorrichtung 20A als einer Abwandlung der Erfindung darstellt,Fig. 16 is a schematic view showing an essential part of another energy output device 20A as a modification of the invention,

Fig. 17 ist eine schematische Ansicht, die einen wesentlichen Teil einer noch weiteren Energieabgabevorrichtung 20B als eine weitere Abwandlung der Erfindung darstellt,Fig. 17 is a schematic view showing an essential part of still another energy output device 20B as a further modification of the invention,

Fig. 18 ist eine graphische Darstellung, die einen Energiebetrag, der durch den Kupplungsmotors 30B regeneriert wird, und einen Energiebetrag, der durch den Hilfsmotor 40B verbraucht wird, in der abgewandelten Struktur von Fig. 17 schematisch darstellt,Fig. 18 is a graph schematically showing an amount of energy regenerated by the clutch motor 30B and an amount of energy consumed by the auxiliary motor 40B in the modified structure of Fig. 17,

Fig. 19 zeigt einen Energiefluß zwischen dem Benzinmotor 50, dem Kupplungsmotor 30 und dem Hilfsmotor 40,Fig. 19 shows an energy flow between the petrol engine 50, the clutch motor 30 and the auxiliary motor 40,

Fig. 20 ist eine schematische Ansicht, die einen wesentlichen Teil einer weiteren Energieabgabevorrichtung 20C als noch weitere Abwandlung der Erfindung darstellt,Fig. 20 is a schematic view showing an essential part of another energy output device 20C as still another modification of the invention,

Fig. 21 ist eine schematische Ansicht, die einen wesentlichen Teil einer noch weiteren Energieabgabevorrichtung 20D als eine weitere Abwandlung der Erfindung darstellt, undFig. 21 is a schematic view showing an essential part of still another energy output device 20D as a further modification of the invention, and

Fig. 22 zeigt einen Energiefluß zwischen dem Benzinmotor 50, dem Kupplungsmotor 30 und der Batterie 94.Fig. 22 shows an energy flow between the gasoline engine 50, the clutch motor 30 and the battery 94.

Beschreibung der bevorzugten AusführungsbeispieleDescription of the preferred embodiments

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, die die Struktur einer Energieabgabevorrichtung 20 als ein erstes Ausführungsbeispiel entsprechend der vorliegenden Erfindung darstellt, Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht, die detaillierte Strukturen eines Kupplungsmotors 30 und eines Hilfsmotors 40, die in der Energieabgabevorrichtung 20 von Fig. 1 enthalten sind, darstellt, und Fig. 3 ist eine schematische Ansicht, die eine allgemeine Struktur eines Fahrzeugs darstellt, in der die Energieabgabevorrichtung 20 von Fig. 1 enthalten ist. Die allgemeine Struktur des Fahrzeugs wird aus Gründen der Zweckmäßigkeit als erstes beschrieben.Fig. 1 is a schematic view showing the structure of a power output device 20 as a first embodiment according to the present invention, Fig. 2 is a cross-sectional view showing detailed structures of a clutch motor 30 and an auxiliary motor 40 included in the power output device 20 of Fig. 1, and Fig. 3 is a schematic view showing a general structure of a vehicle in which the power output device 20 of Fig. 1 is included. The general structure of the vehicle will be described first for convenience.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 hat das Fahrzeug einen Benzinmotor 50, der durch Benzin angetrieben wird, als eine Energiequelle oder Antriebsmaschine. Die von einem Luftzuführsystem über ein Drosselventil 66 aufgenommene Luft wird mit. Kraftstoff, d. h. in diesem Ausführungsbeispiel mit Benzin, der von einem Kraftstoffeinspritzventil 51 eingespritzt wurde, gemischt. Das Luft/Kraftstoffgemisch wird "einer Verbrennungskammer 52 zugeführt und explosiv gezündet und verbrannt. Die Linearbewegung eins Kolbens 54, der durch die Explosion des Luft/Kraftstoffgemischs niedergedrückt wird, wird in eine Rotationsbewegung der Kurbelwelle 56 umgewandelt. Das Drosselventil 66 wird durch einen Motor 68 angetrieben, um sich zu öffnen und zu schließen. Eine Zündkerze 62 wandelt eine von einer Zündeinrichtung 58 über einen Verteiler 60 angelegte Hochspannung in einen Funken um, der das Luft/Kraftstoffgemisch explosiv entzündet und verbrennt.Referring to Fig. 3, the vehicle has a gasoline engine 50 driven by gasoline as a power source or prime mover. Air taken in from an air supply system via a throttle valve 66 is mixed with fuel, i.e., gasoline, injected from a fuel injection valve 51 in this embodiment. The air/fuel mixture is supplied to a combustion chamber 52 and explosively ignited and burned. The linear motion of a piston 54, which is depressed by the explosion of the air/fuel mixture, is converted into a rotational motion of the crankshaft 56. The throttle valve 66 is driven by a motor 68 to open and close. A spark plug 62 converts a high voltage applied by an ignition device 58 via a distributor 60 into a spark which explosively ignites and burns the air/fuel mixture.

Der Betrieb des Benzinmotors 50 wird durch eine elektronische Steuereinheit 70 (auf die sich im folgenden als EFIECU bezogen wird) gesteuert. Die EFIECU 70 nimmt Informationen von zahlreichen Sensoren auf, die die Betriebszustände des Benzinmotors 50 erfassen. Diese Sensoren weisen auf: einen Drosselpositionssensor 67 zum Erfassen des Ventilweges oder der Position des Drosselventils 66, einen Krümmervakuumsensor 72 zum Messen einer an den Benzinmotor 50 angelegten Last, einen Wassertemperatursensor 74 zum Messen der Temperatur des Kühlwassers im Benzinmotor 50 und einen Drehzahlsensor 76 und einen Winkelsensor 78, die am Verteiler 60 befestigt sind, um die Drehzahl und den Rotationswinkel der Kurbelwelle 56 zu messen. Ein Anlasserschalter 79 zum Erfassen eines Startzustands ST eines Zündschlüssels (nicht gezeigt) ist ebenfalls mit der EFIECU 70 verbunden. Weitere Sensoren und Schalter, die mit der EFIECU 70 Verbindung herstellen, sind in den Zeichnungen weggelassen.The operation of the petrol engine 50 is controlled by an electronic control unit 70 (hereinafter referred to as EFIECU). The EFIECU 70 receives information from numerous sensors that detect the operating conditions of the gasoline engine 50. These sensors include a throttle position sensor 67 for detecting the valve travel or position of the throttle valve 66, a manifold vacuum sensor 72 for measuring a load applied to the gasoline engine 50, a water temperature sensor 74 for measuring the temperature of the cooling water in the gasoline engine 50, and a speed sensor 76 and an angle sensor 78 attached to the manifold 60 for measuring the speed and angle of rotation of the crankshaft 56. A starter switch 79 for detecting a start state ST of an ignition key (not shown) is also connected to the EFIECU 70. Other sensors and switches that connect to the EFIECU 70 are omitted from the drawings.

Die Kurbelwelle 56 des Benzinmotors 50 ist über einen Kupplungsmotor 30 und einen Hilfsmotor 40 mit einer Antriebswelle 22 verbunden. Die Antriebswelle 22 stellt ferner Verbindung mit einem Differentialgetriebe 24 her, das anschließend das von der Antriebswelle 22 abgegebene Drehmoment zu einem linken und einem rechten Antriebsrad 26 und 28 überträgt. Der Kupplungsmotor 30 und der Hilfsmotor 40 werden durch eine Steuereinrichtung 80 angetrieben und gesteuert. Die Steuereinrichtung 80 weist eine Innen- Steuer-CPU auf und nimmt Eingänge von einem Gangschaltpositionssensor 84, der an einer Gangschaltung 82 befestigt ist, und von einem Fahrpedalpositionssensor 65, der an einem Fahrpedal 64 befestigt ist, auf, wie es später detailliert beschrieben wird. Die Steuereinrichtung 880 sendet eine Vielzahl von Daten und Informationen zur EFIECU 70 und empfängt eine Vielzahl von diesen von der EFIECU 70 mittels Kommunikation. Einzelheiten der Steuerprozedur einschließlich eines Kommunikationsprotokolls werden später beschrieben.The crankshaft 56 of the gasoline engine 50 is connected to a drive shaft 22 via a clutch motor 30 and an auxiliary motor 40. The drive shaft 22 also connects to a differential gear 24, which then transmits the torque output from the drive shaft 22 to left and right drive wheels 26 and 28. The clutch motor 30 and the auxiliary motor 40 are driven and controlled by a controller 80. The controller 80 has an internal control CPU and receives inputs from a gear shift position sensor 84 attached to a gear shift 82 and an accelerator pedal position sensor 65 attached to an accelerator pedal 64, as will be described in detail later. The controller 880 sends a variety of data and information to the EFIECU 70 and receives a variety of them from the EFIECU 70 through communication. Details of the control procedure including a communication protocol will be described later.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 weist die Energieabgabevorrichtung 20 im wesentlichen den Benzinmotor 50 zum Erzeugen von Energie, den Kupplungsmotor 30 mit einem Außenrotor 32 und einem Innenrotor 34, den Hilfsmotor 40 mit einem Rotor 42 und die Steuereinrichtung 80 zum Antreiben und Steuern des Kupplungsmotors 30 und des Hilfsmotors 40 auf. Der Außenrotor 32 des Kupplungsmotors 30 ist mit einem Endabschnitt der Kurbelwelle 56 des Benzinmotors 50 mechanisch verbunden, während der Innenrotor 34 von diesem mit dem Rotor 42 des Hilfsmotors 40 mechanisch verbunden ist.Referring to Fig. 1, the power output device 20 essentially comprises the gasoline engine 50 for generating power, the clutch motor 30 having an outer rotor 32 and an inner rotor 34, the auxiliary motor 40 having a rotor 42, and the control device 80 for driving and controlling the clutch motor 30 and the auxiliary motor 40. The outer rotor 32 of the clutch motor 30 is mechanically connected to an end portion of the crankshaft 56 of the gasoline engine 50, while the inner rotor 34 thereof is mechanically connected to the rotor 42 of the auxiliary motor 40.

Wie es in Fig. 1 gezeigt ist, ist der Kupplungsmotor 30 als ein Synchronmotor aufgebaut, bei dem Dauermagneten 35 an einer Innenfläche des Außenrotor 32 befestigt sind und Dreiphasenspulen 36 auf im Innenrotor 34 ausgebildete Schlitze gewickelt sind. Den Dreiphasenspulen, 36 wird Energie über einen Drehwandler 38 zugeführt. Ein dünnes laminiertes Blech aus nichtgerichtetem elektromagnetischem Stahl wird verwendet, um die Zähne und Schlitze für die Dreiphasenspulen 36 im Innenrotor 34 auszubilden. Ein Drehmelder 39 zum Messen eines Rotationswinkels 9e der Kurbelwelle 56 ist an der Kurbelwelle 56 befestigt. Der Drehmelder 39 kann ebenfalls als der Winkelsensor 78 dienen, der am Verteiler 60 befestigt ist.As shown in Fig. 1, the clutch motor 30 is constructed as a synchronous motor in which permanent magnets 35 are fixed to an inner surface of the outer rotor 32 and three-phase coils 36 are wound on slots formed in the inner rotor 34. Power is supplied to the three-phase coils 36 via a rotary converter 38. A thin laminated sheet of non-directional electromagnetic steel is used to form the teeth and slots for the three-phase coils 36 in the inner rotor 34. A resolver 39 for measuring a rotation angle θe of the crankshaft 56 is fixed to the crankshaft 56. The resolver 39 can also serve as the angle sensor 78 fixed to the distributor 60.

Der Hilfsmotor 40 ist ebenfalls als ein Synchronmotor mit Dreiphasenspulen 44 aufgebaut, die auf einen Stator 43 gewickelt sind, der an einem Gehäuse 45 befestigt ist, um ein rotierendes Magnetfeld zu erzeugen. Der Stator 43 ist ebenfalls aus einem dünnen laminierten Blech aus nicht gerichtetem elektromagnetischem Stahl gefertigt. Eine Vielzahl an Dauermagneten 46 ist an einer Außenfläche des Rotors 42 befestigt. Im Hilfsmotor 40 führt eine Wechselwirkung zwischen einem durch die Dauermagneten 46 ausgebildeten Magnetfeld und einem durch die Dreiphasenspulen 44 ausgebildeten rotierenden Magnetfeld zu einer Rotation des Rotors 42. Der Rotor 42 ist mit der Antriebswelle 22 mechanisch verbunden, die als die Drehmomentabtriebswelle der Energieabgabevorrichtung 20 arbeitet. Ein Drehmelder 48 zum Messen eines Rotationswinkels Ad der Antriebswelle 22 ist an der Antriebswelle 22 befestigt, die ferner durch ein im Gehäuse 45 gehaltenes Lager 49 abgestützt wird.The auxiliary motor 40 is also constructed as a synchronous motor with three-phase coils 44 wound on a stator 43 fixed to a housing 45 to generate a rotating magnetic field. The stator 43 is also made of a thin laminated sheet of non-directional electromagnetic steel. A plurality of permanent magnets 46 are fixed to an outer surface of the rotor 42. In the auxiliary motor 40, an interaction between a magnetic field formed by the permanent magnets 46 and a rotating magnetic field formed by the three-phase coils 44 results in rotation of the Rotor 42. The rotor 42 is mechanically connected to the drive shaft 22 which functions as the torque output shaft of the energy output device 20. A resolver 48 for measuring a rotation angle Ad of the drive shaft 22 is attached to the drive shaft 22 which is further supported by a bearing 49 held in the housing 45.

Der Innenrotor 34 des Kupplungsmotors 30 ist mit dem Rotor 42 des Hilfsmotors 40 und weiter mit der Antriebswelle 22 mechanisch verbunden. Wenn die Rotation und das axiale Drehmoment der Kurbelwelle 56 des Benzinmotor 50 über den Außenrotor 32 zum Innenrotor 34 des Kupplungsmotors 30 übertragen werden, addieren sich die Rotation und das Drehmoment durch den Hilfsmotor 40 zur übertragenen Rotation und zum übertragenen Drehmoment bzw. werden von diesen abgezogen.The inner rotor 34 of the clutch motor 30 is mechanically connected to the rotor 42 of the auxiliary motor 40 and further to the drive shaft 22. When the rotation and axial torque of the crankshaft 56 of the gasoline engine 50 are transmitted to the inner rotor 34 of the clutch motor 30 via the outer rotor 32, the rotation and torque by the auxiliary motor 40 are added to or subtracted from the transmitted rotation and torque.

Während der Hilfsmotor 40 als ein herkömmlicher Dauermagnet-Dreiphasen-Synchronmotor aufgebaut ist, weist der Kupplungsmotor 30 zwei Rotationselemente oder Rotoren auf, d. h. den Außenrotor 32 mit Dauermagneten und den Innenrotor 34 mit Dreiphasenspulen 36. Die detaillierte Struktur des Kupplungsmotors 30 wird mit der Querschnittansicht von Fig. 2 beschrieben. Der Außenrotor 32 des Kupplungsmotors 30 ist an einem Umfangsende eines Rades 57, das um die Kurbelwelle 56 herum vorgesehen ist, mittels eines Druckstiftes 59a und einer Schraube 59b befestigt. Ein Mittelabschnitt der Rades 57 steht hervor, um ein wellenartiges Element auszubilden, an dem der Innenrotor 34 mittels Lagern 37A und 37B drehbar befestigt ist. Ein Endabschnitt der Antriebswelle 22 ist am Innenrotor 34 befestigt.While the auxiliary motor 40 is constructed as a conventional permanent magnet three-phase synchronous motor, the clutch motor 30 has two rotating elements or rotors, i.e., the outer rotor 32 with permanent magnets and the inner rotor 34 with three-phase coils 36. The detailed structure of the clutch motor 30 is described with the cross-sectional view of Fig. 2. The outer rotor 32 of the clutch motor 30 is fixed to a peripheral end of a gear 57 provided around the crankshaft 56 by means of a push pin 59a and a screw 59b. A central portion of the gear 57 protrudes to form a shaft-like member to which the inner rotor 34 is rotatably fixed by means of bearings 37A and 37B. An end portion of the drive shaft 22 is fixed to the inner rotor 34.

Eine Vielzahl von Dauermagneten 35, in diesem Ausführungsbeispiel vier, ist an der Innenfläche des Außenrotors 32 gemäß Vorbeschreibung befestigt. Die Dauermagneten 35 sind in Richtung zum axialen Zentrum des Kupplungsmotors 30 hin magnetisiert und haben Magnetpole mit abwechselnd umgekehrten Richtungen. Die Dreiphasenspulen 36 des Innenrotors 34, die über einen kleine Lücke zu den Dauermagneten 35 weisen, sind auf insgesamt 24 im Innenrotor 34 ausgebildete Schlitze (nicht gezeigt) gewickelt. Die Zuführung von Elektrizität zu den jeweiligen Spulen bildet magnetische Flüsse, die durch die Zähne verlaufen (nicht gezeigt), die die Schlitze voneinander trennen. Die Zuführung eine Dreiphasen-Wechselstroms zu den jeweiligen Spulen versetzt dieses Magnetfeld in Rotation. Die Dreiphasenspulen 36 sind verbunden, um die vom Drehwandler 38 zugeführte elektrische Energie aufzunehmen. Der Drehwandler 38 weist Primärwicklungen 38a, die am Gehäuse 45 befestigt sind, und Sekundärwicklungen 38b auf, die an der mit dem Innenrotor 34 gekoppelten Antriebswelle 22 befestigt sind. Durch elektromagnetische Induktion wird ermöglicht, daß elektrische Energie von den Primärwicklungen 38a zu den Sekundärwicklungen 39b oder umgekehrt übertragen wird. Der Drehwandler 38 hat Wicklungen für die drei Phasen, d. h. für die U-, V- und W- Phase, um die Übertragung von elektrischen Dreiphasenströmen zu ermöglichen.A plurality of permanent magnets 35, four in this embodiment, are attached to the inner surface of the outer rotor 32 as described above. The permanent magnets 35 are magnetized toward the axial center of the clutch motor 30 and have magnetic poles with alternating reverse directions. The three-phase coils 36 of the inner rotor 34, which face the permanent magnets 35 across a small gap, are wound on a total of 24 slots (not shown) formed in the inner rotor 34. The supply of electricity to the respective coils forms magnetic fluxes which pass through the teeth (not shown) separating the slots. The supply of a three-phase alternating current to the respective coils causes this magnetic field to rotate. The three-phase coils 36 are connected to receive the electrical energy supplied from the rotary converter 38. The rotary converter 38 has primary windings 38a fixed to the housing 45 and secondary windings 38b fixed to the drive shaft 22 coupled to the inner rotor 34. Electromagnetic induction allows electrical energy to be transferred from the primary windings 38a to the secondary windings 39b or vice versa. The rotary converter 38 has windings for the three phases, ie for the U, V and W phases, to enable the transmission of three-phase electrical currents.

Die Wechselwirkung zwischen einem durch ein benachbartes Paar von Dauermagneten 35 ausgebildetes Magnetfeld und einem durch die Dreiphasenspulen 36 des Innenrotors 34 ausgebildetem rotierenden Magnetfeld führt zu einer Vielzahl von Verhaltensweisen des Außenrotors 32 und des Innenrotors 34. Die Frequenz des Dreiphasen-Wechselstroms, der den Dreisphasenspulen 36 zugeführt wird, ist im allgemeinen gleich einer Differenz zwischen der Drehzahl (Umdrehungen je Sekunde) des Außenrotors 32, der mit der Kurbelwelle 56 direkt verbunden ist, und der Drehzahl des Innenrotors 34. Daraus ergibt sich ein Schlupf zwischen den Rotationen des Außenrotors 32 und des Innenrotors 34. Einzelheiten der Steuerprozeduren des Kupplungsmotors 30 und des Hilfsmotors 40 werden später auf der Grundlage der Fließbilder beschrieben.The interaction between a magnetic field formed by an adjacent pair of permanent magnets 35 and a rotating magnetic field formed by the three-phase coils 36 of the inner rotor 34 results in a variety of behaviors of the outer rotor 32 and the inner rotor 34. The frequency of the three-phase alternating current supplied to the three-phase coils 36 is generally equal to a difference between the rotational speed (revolutions per second) of the outer rotor 32, which is directly connected to the crankshaft 56, and the rotational speed of the inner rotor 34. This results in a slip between the rotations of the outer rotor 32 and the inner rotor 34. Details of the control procedures of the clutch motor 30 and the auxiliary motor 40 will be described later based on the flowcharts.

Gemäß Vorbeschreibung werden der Kupplungsmotor 30 und der Hilfsmotor 40 durch die Steuereinrichtung 80 angetrieben und gesteuert. Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 1 weist die Steuereinrichtung 80 auf: eine erste Antriebsschaltung 91 zum Antreiben des Kupplungsmotors 30, eine zweite Antriebsschaltung 92 zum Antrieben des Hilfsmotors 40, eine Steuer-CPU 90 zum Steuern sowohl der ersten als auch der zweiten Antriebsschaltung 91 und 92 und eine Batterie 94 mit einer Anzahl an Sekundärzellen. Die Steuer- CPU 90 ist ein Ein-Chip-Mikroprozessor mit einem als Arbeitsspeicher verwendeten RAM 90a, einem ROM 90b, in dem zahlreiche Steuerprogramme gespeichert sind, einem Eingabe/Ausgabe-Anschluß (nicht gezeigt) und einem seriellen Kommunikationsanschluß (nicht gezeigt), über den Daten zur EFIECU 70 gesendet werden und von dieser empfangen werden. Die Steuer-CPU 90 nimmt eine Vielzahl an Daten über den Eingabe/Ausgabeanschluß auf. Die Eingangsdaten weisen auf: einen Rotationswinkel 6e der Kurbelwelle 56 des Benzinmotors 50 vom Drehmelder 39, einen Rotationswinkel 8d der Antriebswelle 22 vom Drehmelder 48, eine Fahrpedalposition AP (Betätigungsbetrag des Fahrpedals 64) vom Fahrpedalpositionssensor 65, ein Gangschaltposition SP vom Gangschaltpositionssensor 84, Kupplungsmotorströme Iuc und Ivc von zwei Amperemetern 95 und 96 in der ersten Antriebsschaltung 91, Hilfsmotorströme Iua und Iva von zwei Amperemetern 97 und 98 in der zweiten Antriebsschaltung 92 und eine Restkapazität BRM der Batterie 94 von einer Meßeinrichtung 99 für die Restkapazität. Die Meßeinrichtung 99 für die Restkapazität kann die Restkapazität BRM der Batterie durch ein beliebiges bekanntes Verfahren bestimmen, z. B. durch das Messen der relativen Dichte einer Elektrolytlösung in der Batterie 94 oder des Gesamtgewichts der Batterie 94, durch das Berechnen der Ströme und der Zeit für das Laden und Entladen, oder durch das Bewirken eines sofortigen Kurzschlusses zwischen den Anschlußklemmen der Batterie 94 und das Messen eines Innenwiderstandes über dem elektrischen Strom.As described above, the clutch motor 30 and the auxiliary motor 40 are driven and controlled by the controller 80. Referring again to Fig. 1, the controller 80 includes a first drive circuit 91 for driving the clutch motor 30, a second drive circuit 92 for driving the auxiliary motor 40, a control CPU 90 for controlling both the first and second drive circuits 91 and 92, and a battery 94 having a number of secondary cells. The control CPU 90 is a single-chip microprocessor having a RAM 90a used as a working memory, a ROM 90b in which various control programs are stored, an input/output port (not shown), and a serial communication port (not shown) through which data is sent to and received from the EFIECU 70. The control CPU 90 receives a variety of data through the input/output port. The input data includes: a rotation angle θe of the crankshaft 56 of the gasoline engine 50 from the resolver 39, a rotation angle θd of the drive shaft 22 from the resolver 48, an accelerator pedal position AP (operating amount of the accelerator pedal 64) from the accelerator pedal position sensor 65, a gear shift position SP from the gear shift position sensor 84, clutch motor currents Iuc and Ivc from two ammeters 95 and 96 in the first drive circuit 91, auxiliary motor currents Iua and Iva from two ammeters 97 and 98 in the second drive circuit 92, and a remaining capacity BRM of the battery 94 from a remaining capacity measuring device 99. The remaining capacity measuring device 99 can determine the remaining capacity BRM of the battery by any known method, e.g. by measuring the relative density of an electrolyte solution in the battery 94 or the total weight of the battery 94, by calculating the currents and time for charging and discharging, or by causing an instantaneous short circuit between the terminals of the battery 94 and measuring an internal resistance across the electric current.

Die Steuer-CPU 90 gibt ein erstes Steuersignal SW1 zum Antreiben von sechs Transistoren Tr1 bis Tr6, die als Schaltelemente der ersten Antriebsschaltung 91 arbeiten, und ein zweites Steuersignal SW2 zum Antreiben von sechs Transistoren Tr11 bis Tr16, die als Schaltelemente der zweiten Antriebsschaltung 92 arbeiten, aus. Die sechs Transistoren Tr1 bis Tr6 in der ersten Antriebsschaltung 91 bilden einen Transistorinverter und sind paarweise angeordnet, um als eine Quelle und eine Senke bezüglich einem Paar an Energieleitungen P1 und P2 zu arbeiten. Die Dreiphasenspulen (U,V,W) 36 des Kupplungsmotors 30 sind über den Drehwandler 38 mit den jeweiligen Kontakten der paarweise angeordneten Transistoren verbunden. Die Energieleitungen P1 und P2 sind jeweils mit Plus- und Minusanschlüssen der Batterie 94 verbunden. Das erste Steuersignal Swl, das von der Steuer-CPU 90 ausgegeben wird, steuert aufeinanderfolgend die Energie-Ein-Zeit der paarweise angeordneten Transistoren Tr1 bis Tr6. Der elektrische Strom, der durch jede Spule 36 fließt, wird einer PWM (Impulsbreitenmodulation) unterzogen, um eine guasisinusförmige Welle zu erzeugen, die ermöglicht, daß die Dreiphasenspulen 36 ein rotierendes Magnetfeld ausbilden.The control CPU 90 outputs a first control signal SW1 for driving six transistors Tr1 to Tr6 operating as switching elements of the first drive circuit 91, and a second control signal SW2 for driving six transistors Tr11 to Tr16 operating as switching elements of the second drive circuit 92. The six transistors Tr1 to Tr6 in the first drive circuit 91 constitute a transistor inverter and are arranged in pairs to operate as a source and a sink with respect to a pair of power lines P1 and P2. The three-phase coils (U, V, W) 36 of the clutch motor 30 are connected to the respective contacts of the paired transistors via the rotary converter 38. The power lines P1 and P2 are connected to plus and minus terminals of the battery 94, respectively. The first control signal Swl output from the control CPU 90 sequentially controls the power-on time of the paired transistors Tr1 to Tr6. The electric current flowing through each coil 36 is subjected to PWM (Pulse Width Modulation) to generate a quadrature sinusoidal wave, which allows the three-phase coils 36 to form a rotating magnetic field.

Die sechs Transistoren Tr11 bis Tr16 in der zweiten Antriebsschaltung 92 bilden ebenfalls einen Transistorinverter und sind in der gleichen Weise wie die Transistoren Tr1 bis Tr6 in der ersten Antriebsschaltung 91 angeordnet. Die Dreiphasenspulen (U,V,W) 44 des Hilfsmotors 40 sind mit den jeweiligen Kontakten der paarweise angeordneten Transistoren verbunden. Das zweite Steuersignal SW2, das von der Steuer-CPU 90 ausgegeben wird, steuert aufeinanderfolgend die Energie-Ein-Zeit der paarweise angeordneten Transistoren Tr11 bis Tr16. Der elektrische Strom, der durch jede Spule 44 strömt, wird einer PWM unterzogen, um eine quasisinusförmige Welle zu erhalten, die ermöglicht, daß die Dreiphasenspulen 44 ein rotierendes Magnetfeld ausbilden.The six transistors Tr11 to Tr16 in the second drive circuit 92 also constitute a transistor inverter and are arranged in the same manner as the transistors Tr1 to Tr6 in the first drive circuit 91. The three-phase coils (U, V, W) 44 of the auxiliary motor 40 are connected to the respective contacts of the paired transistors. The second control signal SW2 output from the control CPU 90 sequentially controls the power-on time of the paired transistors Tr11 to Tr16. The electric current flowing through each coil 44 is subjected to PWM to obtain a quasi-sinusoidal wave, which allows the three-phase coils 44 to form a rotating magnetic field.

Nachfolgend wird der wesentliche Betrieb der auf diese Weise aufgebauten Energieabgabevorrichtung 20 beschrieben. Als erstes wird der Betrieb beschrieben, wenn das Fahrzeug im Normalzustand angetrieben wird, d. h. wenn sich die Antriebswelle 22 mit einer niedrigeren Drehzahl als die Kurbelwelle 56 des Benzinmotors 50 dreht. Beispielsweise wird angenommen, daß der durch die EFIECU 70 angetriebene Benzinmotor 50 mit einer vorbestimmten Drehzahl Ne rotiert. Die Antriebswelle 22 dreht sich mit einer Drehzahl Nd, die niedriger als die vorbestimmte Verbrennungsmotordrehzahl Ne ist (Nd< Ne). Wenn die Steuer-CPU 90 der Steuereinrichtung 80 das erste Steuersignal SW1 zur Ein-Aus-Steuerung der Transistoren Tr1 bis Tr6 in der ersten Antriebsschaltung 91 ausgibt, strömt ein konstanter elektrischer Strom durch die Dreiphasenspulen 36 des Kupplungsmotors 30 auf der Grundlage der Differenz zwischen einer Drehzahl Ne der Kurbelwelle 56 des Benzinmotors 50 und der Drehzahl Nd der Antriebswelle 22 (d. h. einer Differenz Nc (=Ne-Nd) zwischen der Drehzahl des Außenrotors 32 und der des Innenrotors 34 des Kupplungsmotors 30). Dementsprechend liegt zwischen dem Außenrotor 32 und dem Innenrotor 34 des Kupplungsmotors 30 ein bestimmter Schlupf vor. Das heißt, daß sich der Innenrotor 34 in Rotationsrichtung der Kurbelwelle 56 mit einer Drehzahl dreht, die niedriger als die der Kurbelwelle 56 des Benzinmotors 50 ist. In diesem Zustand funktioniert der Kupplungsmotor 30 als ein Generator und führt den regenerativen Betrieb aus, um über die erste Antriebsschaltung 91 einen elektrischen Strom zu regenerieren. Um zu ermöglichen, daß der Hilfsmotor Energie verbraucht, die mit der durch den Kupplungsmotor 30 regenerierten elektrischen Energie identisch ist, steuert die Steuer-CPU 90 die Transistoren Tr11 bis Tr16 in der zweiten Antriebsschaltung 92 ein und aus. Die Ein-Aus-Steuerung der Transistoren Tr11 bis Tr16 ermöglicht, daß ein elektrischer Strom durch die Dreiphasenspulen 44 des Hilfsmotors 40 strömt und der Hilfsmotor 40 folglich den Energiebetrieb zum Erzeugen eines Drehmoments ausführt.The following describes the essential operation of the power output device 20 constructed in this manner. First, the operation when the vehicle is driven in the normal state, that is, when the drive shaft 22 rotates at a lower speed than the crankshaft 56 of the gasoline engine 50, will be described. For example, it is assumed that the gasoline engine 50 driven by the EFIECU 70 rotates at a predetermined speed Ne. The drive shaft 22 rotates at a speed Nd that is lower than the predetermined engine speed Ne (Nd< Ne). When the control CPU 90 of the controller 80 outputs the first control signal SW1 for on-off control of the transistors Tr1 to Tr6 in the first drive circuit 91, a constant electric current flows through the three-phase coils 36 of the clutch motor 30 based on the difference between a rotational speed Ne of the crankshaft 56 of the gasoline engine 50 and the rotational speed Nd of the drive shaft 22 (i.e., a difference Nc (=Ne-Nd) between the rotational speed of the outer rotor 32 and that of the inner rotor 34 of the clutch motor 30). Accordingly, a certain slip exists between the outer rotor 32 and the inner rotor 34 of the clutch motor 30. That is, the inner rotor 34 rotates in the rotation direction of the crankshaft 56 at a speed lower than that of the crankshaft 56 of the gasoline engine 50. In this state, the clutch motor 30 functions as a generator and performs the regenerative operation to regenerate an electric power via the first drive circuit 91. In order to allow the auxiliary motor to consume energy identical to the electric power regenerated by the clutch motor 30, the control CPU 90 controls the transistors Tr11 to Tr16 in the second drive circuit 92 on and off. The on-off control of the transistors Tr11 to Tr16 allows an electric current to flow through the three-phase coils 44 of the auxiliary motor 40 and thus the auxiliary motor 40 performs the power operation to generate torque.

Fig. 4 ist eine graphische Darstellung, die einen Energiebetrag, der durch den Kupplungsmotor 30 regeneriert wird, und einen Energiebetrag, der durch den Hilfsmotor 40 verbraucht wird, schematisch darstellt. Während die Kurbelwelle 56 des Benzinmotors 50 mit einer Drehzahl Ne und einem Drehmoment Te angetrieben wird, wird Energie in einem Bereich Gc als elektrische Energie durch den Kupplungsmotor 30 regeneriert. Die regenerierte Energie wird dem Hilfsmotor 40 zugeführt und in Energie in einem Bereich Ga umgewandelt, die ermöglicht, daß sich die Antriebswelle 22 mit einer Drehzahl Nd und einem Drehmoment Td dreht. Die Drehmomentumwandlung wird in der vorstehend diskutierten Weise ausgeführt; die Energie, die dem Schlupf im Kupplungsmotor 30 oder der Drehzahldifferenz (Ne-Nd) entspricht, wird folglich als ein Drehmoment zur Antriebswelle 22 gegeben.Fig. 4 is a graph schematically showing an amount of energy regenerated by the clutch motor 30 and an amount of energy consumed by the auxiliary motor 40. While the crankshaft 56 of the gasoline engine 50 is driven at a speed Ne and a torque Te, energy in a range Gc is regenerated as electric energy by the clutch motor 30. The regenerated energy is supplied to the auxiliary motor 40 and converted into energy in a range Ga that allows the drive shaft 22 to rotate at a speed Nd and a torque Td. The torque conversion is carried out in the manner discussed above; the energy corresponding to the slip in the clutch motor 30 or the speed difference (Ne-Nd) is thus given as a torque to the drive shaft 22.

Nachfolgend wird der Betrieb beschrieben, wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit auf einer Autobahn oder einer Fernverkehrsstraße betrieben wird, d. h. wenn sich die Antriebswelle 22 mit einer Drehzahl dreht, die höher als die der Kurbelwelle 56 des Benzinmotors 50 ist (im Schnellgang-Zustand). Der Benzinmotor 50 wird im allgemeinen gesteuert, so daß dieser mit dem höchstmöglichen Wirkungsgrad angetrieben wird. Die Drehzahl Ne der Kurbelwelle 56 des Benzinmotors 50 ist dementsprechend auf einen Drehzahlbereich mit hohem Wirkungsgrad beschränkt. Während die erhöhte Drehzahl Nd der Antriebswelle 22 einen Maximalwert Nemax im Drehzahlbereich mit hohem Wirkungsgrad des Benzinmotors 50 überschreiten kann, kann die Drehzahl Ne der Kurbelwelle 56 den Maximalwert Nemax des Drehzahlbereiches mit hohem Wirkungsgrad nicht überschreiten. Daher wird, wenn die Drehzahl Nd der Antriebswelle 22 den Maximalwert Nemax des Drehzahlbereiches mit hohem Wirkungsgrad überschreitet, die Drehzahl Nd der Antriebswelle 22 höher als die Drehzahl Ne der Kurbelwelle 56. Genauer gesagt wird das Fahrzeug im Schnellgang-Zustand angetrieben.The following describes the operation when the vehicle is driven at high speed on a highway or a main road, that is, when the drive shaft 22 rotates at a speed higher than that of the crankshaft 56 of the gasoline engine 50 (in the overdrive state). The gasoline engine 50 is generally controlled so that it is driven at the highest possible efficiency. The speed Ne of the crankshaft 56 of the gasoline engine 50 is accordingly limited to a high efficiency speed range. While the increased speed Nd of the drive shaft 22 may exceed a maximum value Nemax in the high efficiency speed range of the gasoline engine 50, the speed Ne of the crankshaft 56 cannot exceed the maximum value Nemax of the high efficiency speed range. Therefore, when the speed Nd of the drive shaft 22 exceeds the maximum value Nemax of the high efficiency speed range, the speed Nd of the drive shaft 22 becomes higher than the rotational speed Ne of the crankshaft 56. More precisely, the vehicle is driven in the overdrive state.

Wenn die Steuer-CPU 90 der Steuereinrichtung 80 das erste Steuersignal SW1 ausgibt, um die Transistoren Trl bis Tr6 in der ersten Antriebsschaltung 91 im Schnellgangzustand ein- und auszuschalten, funktioniert der Kupplungsmotor 30 als ein normaler Motor und führt den Energiebetrieb aus, um die Rotationsgeschwindigkeit des Innenrotors 34 bezüglich des Außenrotors 32 zu verbessern. Dieses ermöglicht, daß die Antriebswelle 22 weiter mit der höheren Drehzahl Nd im Verhältnis zur Drehzahl Ne des Benzinmotors rotiert. Während seiner Funktion als normaler Motor verbraucht der Kupplungsmotor 30 die elektrische Energie.When the control CPU 90 of the controller 80 outputs the first control signal SW1 to turn on and off the transistors Trl to Tr6 in the first drive circuit 91 in the overdrive state, the clutch motor 30 functions as a normal motor and performs the power operation to improve the rotation speed of the inner rotor 34 with respect to the outer rotor 32. This allows the drive shaft 22 to continue to rotate at the higher speed Nd relative to the speed Ne of the gasoline engine. During its function as a normal motor, the clutch motor 30 consumes the electric power.

Um zu ermöglichen, daß der Hilfsmotor 40 Energie regeneriert, die mit der durch den Kupplungsmotor 30 verbrauchten elektrischen Energie identisch ist, steuert die Steuer- CPU 90 die Transistoren Tr11 bis Tr16 in der zweiten Antriebsschaltung 92 ein und aus. Die Ein-Aus-Steuerung der Transistoren Tr11 bis Tr16 ermöglicht, daß der Hilfsmotor 40 den regenerativen Betrieb ausführt. Somit fließt ein elektrischer Strom durch die Dreiphasenspulen 44 des Hilfsmotors 40; elektrische Energie wird demzufolge über die zweite Antriebsschaltung 92 regeneriert. Die regenerierte Energie wird dem Kupplungsmotor 30 als elektrische Energie zugeführt, die die durch den Kupplungsmotor 30 verbrauchte elektrische Energie ausgleicht.In order to enable the auxiliary motor 40 to regenerate energy identical to the electric energy consumed by the clutch motor 30, the control CPU 90 controls the transistors Tr11 to Tr16 in the second drive circuit 92 on and off. The on-off control of the transistors Tr11 to Tr16 enables the auxiliary motor 40 to perform the regenerative operation. Thus, an electric current flows through the three-phase coils 44 of the auxiliary motor 40; electric energy is thus regenerated via the second drive circuit 92. The regenerated energy is supplied to the clutch motor 30 as electric energy that compensates for the electric energy consumed by the clutch motor 30.

Fig. 5 ist eine graphische Darstellung, die einen Energiebetrag, der durch den Kupplungsmotor 30 verbraucht wird, und einen Energiebetrag, der durch den Hilfsmotor 40 regeneriert wird, im Schnellgangzustand schematisch darstellt Beispielsweise wird angenommen, daß die Kurbelwelle 56 des Benzinmotors 50 mit einer Drehzahl Ne und einem Drehmoment Te angetrieben wird und daß die Antriebswelle 22 mit einer Drehzahl Nd und einem Drehmoment Td rotiert. In diesem Zustand wird Energie in einem Bereich Ga als elektrische Energie durch den Hilfsmotor 40 regeneriert. Die regenerierte Energie wird dem Kupplungsmotor 30 zugeführt und in Energie in einem. Bereich Gc umgewandelt, die anschließend durch den Kupplungsmotor 30 verbraucht wird. Mit einer Verringerung des Drehmoments Td der Antriebswelle 22 (d. h. des Abtriebsdrehmoments) gegenüber dem Drehmoment Te des Benzinmotors 50 erhöht sich die Drehzahl Nd der Antriebswelle 22 gegenüber der Drehzahl Ne des Benzinmotors (d. h. der Drehzahl der Kurbelwelle 56). In der graphischen Darstellung von Fig. 5 stellt Ta das Drehmoment des Hilfsmotors 40 dar und bezeichnen Tc und Nc das Drehmoment und die Drehzahl des Kupplungsmotors 30.Fig. 5 is a graph schematically showing an amount of energy consumed by the clutch motor 30 and an amount of energy regenerated by the assist motor 40 in the overdrive state. For example, it is assumed that the crankshaft 56 of the gasoline engine 50 is driven at a speed Ne and a torque Te and that the drive shaft 22 rotates at a speed Nd and a torque Td. In this In this state, energy in a region Ga is regenerated as electric energy by the auxiliary motor 40. The regenerated energy is supplied to the clutch motor 30 and converted into energy in a region Gc, which is subsequently consumed by the clutch motor 30. As the torque Td of the drive shaft 22 (i.e., the output torque) decreases relative to the torque Te of the gasoline engine 50, the rotational speed Nd of the drive shaft 22 increases relative to the rotational speed Ne of the gasoline engine (i.e., the rotational speed of the crankshaft 56). In the graph of Fig. 5, Ta represents the torque of the auxiliary motor 40, and Tc and Nc denote the torque and rotational speed of the clutch motor 30.

Im Unterschied zur Drehmomentwandlung und Drehzahlwandlung, die vorstehend diskutiert wurden, kann die Energieabgabevorrichtung 20 des Ausführungsbeispiels die Batterie 94 mit einem Überschuß an elektrischer Energie laden oder die Batterie 94 entladen, um die elektrische Energie zu ergänzen. Dieses wird implementiert, indem die mechanische Energie, die vom Benzinmotor 50 abgegeben wird (d. h. das Produkt aus Drehmoment Te und Drehzahl Ne), die durch den Kupplungsmotor 30 regenerierte oder verbrauchte elektrische Energie und die durch den Hilfsmotor 40 regenerierte oder verbrauchte elektrische Energie gesteuert werden. Die. Abgabeenergie vom Benzinmotor 50 kann somit als Energie zur Antriebswelle 22 mit einem höheren Wirkungsgrad übertragen werden.Unlike the torque conversion and speed conversion discussed above, the power output device 20 of the embodiment can charge the battery 94 with a surplus of electric energy or discharge the battery 94 to supplement the electric energy. This is implemented by controlling the mechanical energy output from the gasoline engine 50 (i.e., the product of torque Te and speed Ne), the electric energy regenerated or consumed by the clutch motor 30, and the electric energy regenerated or consumed by the auxiliary motor 40. The output energy from the gasoline engine 50 can thus be transmitted as power to the drive shaft 22 with a higher efficiency.

Nachfolgend wird die Steuerprozedur der Steuereinrichtung 80 beschrieben, wenn die Antriebswelle 22 mit einer Drehzahl gedreht wird, die höher als die der Kurbelwelle 56 des Benzinmotors 50 ist (d. h. im Schnellgangzustand). Figur ist ein Fließbild, das einen Steuerprozeß im Schnellgangzustand, der durch die Steuer-CPU 90 ausgeführt wird, zeigt. Wenn das Programm in die Routine eintritt, nimmt die Steuer-CPU 90 als erstes in Schritt S80 Daten der Drehzahl Nd der Antriebswelle 22 auf. Die Drehzahl Nd der Antriebswelle 22 kann aus dem Rotationswinkel 8d der Antriebswelle 22, der vom Drehmelder 48 gelesen wurde, berechnet werden.Next, the control procedure of the controller 80 when the drive shaft 22 is rotated at a speed higher than that of the crankshaft 56 of the gasoline engine 50 (i.e., in the overdrive state) will be described. Figure 1 is a flowchart showing a control process in the overdrive state executed by the control CPU 90. When the program enters the routine, the control CPU 90 first takes in data of the speed Nd of the drive shaft 22. The rotational speed Nd of the drive shaft 22 can be calculated from the rotation angle θd of the drive shaft 22 read by the resolver 48.

Die Eingabedrehzahl Nd der Antriebswelle 22 wird in Schritt S82 mit einer Referenzdrehzahl NOD für den Schnellgangbetrieb verglichen. Wenn die Eingabedrehzahl Nd die Referenzdrehzahl NOD überschreitet, geht das Programm zum nachfolgenden Schritt S84. Andernfalls verläßt das Programm die Routine von Fig. 6. Die Referenzdrehzahl NOD für den Schnellgangbetrieb wird beispielsweise gleich dem Maximalwert Nemax im Drehzahlbereich mit hohem Wirkungsgrad des Benzinmotors 50 gesetzt.The input speed Nd of the drive shaft 22 is compared with a reference speed NOD for the overdrive operation in step S82. If the input speed Nd exceeds the reference speed NOD, the program goes to the following step S84. Otherwise, the program exits the routine of Fig. 6. The reference speed NOD for the overdrive operation is set equal to, for example, the maximum value Nemax in the high efficiency speed range of the gasoline engine 50.

In Schritt S84 liest die Steuer-CPU 90 die Fahrpedalposition AP vom Fahrpedalpositionssensor 65. Der Fahrer tritt auf das Fahrpedal 64, wenn er ein unzureichendes Abtriebsdrehmoment spürt. Der Wert der Fahrpedalposition AP stellt dementsprechend das gewünschte Abtriebsdrehmoment dar (d. h. das Drehmoment der Antriebswelle 22), das der Fahrer fordert. Im nachfolgenden Schritt S86 berechnet die Steuer- CPU 90 ein Soll-Abtriebsdrehmoment (Drehmoment der Antriebswelle 22) Td*, das der Eingabe-Fahrpedalposition AP entspricht. Auf das Soll-Abtriebsdrehmoment Td* wird sich ebenfalls als Abtriebsdrehmoment-Stellwert bezogen. Die Abtriebsdrehmoment-Stellwerte Td* wurden zuvor für den jeweiligen Fahrpedalpositionen AP eingestellt. Im Ansprechen auf eine Eingabe der Fahrpedalposition AP wird der Abtriebsdrehmoment-Stellwert Td*, der der Eingabe-Fahrpedalposition AP entspricht, aus den voreingestellten Abtriebsdrehmoment-Stellwerten Td* extrahiert.In step S84, the control CPU 90 reads the accelerator pedal position AP from the accelerator pedal position sensor 65. The driver steps on the accelerator pedal 64 when he senses insufficient output torque. The value of the accelerator pedal position AP accordingly represents the desired output torque (i.e., the torque of the drive shaft 22) that the driver requests. In the subsequent step S86, the control CPU 90 calculates a target output torque (torque of the drive shaft 22) Td* that corresponds to the input accelerator pedal position AP. The target output torque Td* is also referred to as an output torque set value. The output torque set values Td* were previously set for the respective accelerator pedal positions AP. In response to an input of the accelerator pedal position AP, the output torque control value Td* corresponding to the input accelerator pedal position AP is extracted from the preset output torque control values Td*.

In Schritt S88 wird ein Energiebetrag Pd, der von der Antriebswelle 22 ausgegeben werden soll, entsprechend dem Ausdruck Pd = Td*xNd berechnet, d. h., indem der extrahierte Abtriebsdrehmoment-Stellwert Td* (der Antriebswelle 22) mit der Eingabedrehzahl Nd der Antriebswelle 22 multipliziert wird. Das Programm geht dann zu Schritt S90, in dem die Steuer-CPU 90 ein Soll-Verbrennungsmotordrehmoment Te* und eine Soll-Verbrennungsmotordrehzahl Ne* des Benzinmotors 50 auf der Grundlage der somit erhaltenen Abtriebsenergie Pd einstellt. Hierbei wird angenommen, daß die gesamte Energie Pd, die vom der Antriebswelle 22 ausgegeben werden soll, durch den Benzinmotor 50 zugeführt wird. Da die mechanische Energie, die vom Benzinmotor 50 zugeführt wird, gleich dem Produkt aus Drehmoment Te und der Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 50 ist, kann die Beziehung zwischen der Abtriebsenergie Pd und dem Soll-Verbrennungsmotordrehmoment Te* und der Soll-Verbrennungsmotordrehzahl Ne* als Pd = Te*xNe* ausgedrückt werden. Es gibt jedoch zahlreiche Kombinationen des Soll-Verbrennungsmotordrehmoments Te* und der Soll-Verbrennungsmotordrehzahl Ne*, die die vorstehende Beziehung erfüllen. In diesem Ausführungsbeispiel wird eine optimale Kombination des Soll-Verbrennungsmotordrehmoments Te* und der Soll-Verbrennungsmotordrehzahl Ne* ausgewählt, um einen Betrieb des Benzinmotors 50 mit dem höchstmöglichen Wirkungsgrad umzusetzen. Die Soll-Verbrennungsmotordrehzahl (Drehzahl der Kurbelwelle 56) Ne* wird dementsprechend innerhalb des Drehzahlbereiches mit hohem Wirkungsgrad des Benzinmotors 50 eingestellt.In step S88, an amount of energy Pd to be output from the drive shaft 22 is calculated according to the expression Pd = Td*xNd, that is, by multiplying the extracted output torque control value Td* (of the drive shaft 22) by the input speed Nd of the drive shaft 22. The program then goes to step S90, in which the control CPU 90 sets a target engine torque Te* and a target engine speed Ne* of the gasoline engine 50 based on the output energy Pd thus obtained. Here, it is assumed that all of the energy Pd to be output from the drive shaft 22 is supplied by the gasoline engine 50. Since the mechanical energy supplied from the gasoline engine 50 is equal to the product of the torque Te and the speed Ne of the engine 50, the relationship between the output energy Pd and the target engine torque Te* and the target engine speed Ne* can be expressed as Pd = Te*xNe*. However, there are numerous combinations of the target engine torque Te* and the target engine speed Ne* that satisfy the above relationship. In this embodiment, an optimal combination of the target engine torque Te* and the target engine speed Ne* is selected to realize operation of the gasoline engine 50 with the highest possible efficiency. The target engine speed (rotational speed of the crankshaft 56) Ne* is accordingly set within the high efficiency speed range of the gasoline engine 50.

Das bedeutet, daß die Soll-Verbrennungsmotordrehzahl (Drehzahl der Kurbelwelle 56) Ne* den Maximalwert Nemax im Drehzahlbereich mit hohem Wirkungsgrad des Benzinmotors 50 nicht überschreiten kann. Die Referenzdrehzahl NOD für den Schnellgangbetrieb wird gleich dem Maximalwert Nemax des Drehzahlbereiches mit hohem Wirkungsgrad gemäß Vorbeschreibung eingestellt. Wenn die Drehzahl Nd der Antriebswelle 22 die Referenzdrehzahl NOD überschreitet, ist die Drehzahl Nd der Antriebswelle 22 immer höher als die Verbrennungsmotordrehzahl (Drehzahl der Kurbelwelle 56 des Benzinmotors 50) Ne. Genauer gesagt befindet sich das Fahrzeug im Schnellgangzustand.This means that the target engine speed (speed of the crankshaft 56) Ne* cannot exceed the maximum value Nemax in the high efficiency speed range of the gasoline engine 50. The reference speed NOD for the overdrive operation is set equal to the maximum value Nemax of the high efficiency speed range as described above. When the speed Nd of the drive shaft 22 exceeds the reference speed NOD, the speed Nd of the drive shaft 22 is always higher than the engine speed (speed of the crankshaft 56 of the gasoline engine 50) Ne. More specifically, the vehicle is in the overdrive state.

Im nachfolgenden Schritt S92 bestimmt die Steuer-CPU 90 einen Drehmoment-Stellwert Tc* des Kupplungsmotors 30 auf der Grundlage des Soll-Verbrermungsmotordrehmoments Te*, das in Schritt S90 eingestellt wurde. Um die Drehzahl Ne des Benzinmotors 50 auf einem im wesentlichen konstanten Pegel zu halten, ist es erforderlich, daß das Drehmoment des Kupplungsmotors 30 das Drehmoment des Benzinmotors 50 ausgleicht. Die Verarbeitung in Schritt S92 setzt dementsprechend den Drehmoment-Stellwert Tc* des Kupplungsmotors 30 gleich dem Soll-Verbrennungsmotordrehmoment Te*.In the subsequent step S92, the control CPU 90 determines a torque set value Tc* of the clutch motor 30 based on the target engine torque Te* set in step S90. In order to keep the rotation speed Ne of the gasoline engine 50 at a substantially constant level, the torque of the clutch motor 30 is required to balance the torque of the gasoline engine 50. The processing in step S92 accordingly sets the torque set value Tc* of the clutch motor 30 equal to the target engine torque Te*.

Die Steuer-CPU 90 berechnet in Schritt S94 die durch den Kupplungsmotor 30 verbrauchte elektrische Energie Pc. Die elektrische Energie Pc, die durch den Kupplungsmotor 30 verbraucht wird, wird aus dem Drehmomentstellwert Tc* des Kupplungsmotors 30, der in Schritt S92 eingestellt wurde, berechnet und ausgedrückt als:The control CPU 90 calculates the electric power Pc consumed by the clutch motor 30 in step S94. The electric power Pc consumed by the clutch motor 30 is calculated from the torque command value Tc* of the clutch motor 30 set in step S92 and expressed as:

Pc = (1/ksc) · Tc* · NcPc = (1/ksc) · Tc* · Nc

wobei ksc einen Wirkungsgrad des Energiebetriebes durch den Kupplungsmotor 30 darstellt und Nc eine Drehzahl des Kupplungsmotors 30 bezeichnet. Die Drehzahl Nc des Kupplungsmotors 30 ist gleich der Differenz zwischen der Drehzahl der Antriebswelle 22 und der der Kurbelwelle 56 und kann somit ausgedrückt werden als:where ksc represents an efficiency of power operation by the clutch motor 30 and Nc represents a rotational speed of the clutch motor 30. The rotational speed Nc of the clutch motor 30 is equal to the difference between the rotational speed of the drive shaft 22 and that of the crankshaft 56 and can thus be expressed as:

Nc = Nd - Ne*Nc = Nd - Ne*

wobei Nd die Drehzahl der Antriebswelle 22, die in Schritt S80 gelesen wurde, und Ne* die Soll-Verbrennungsmotordrehzahl, die in Schritt S90 eingestellt wurde, ist.where Nd is the rotational speed of the drive shaft 22 read in step S80 and Ne* is the target engine rotational speed set in step S90.

Unter der Annahme, daß die gesamte Energie Pc, die durch den. Kupplungsmotor 30 verbraucht wurde, durch die regenerative Energie des Hilfsmotors 40 abgedeckt ist, wird in Schritt S96 die durch den Hilfsmotor 40 regenerierte elektrische Energie Pa gleich der durch den Kupplungsmotor verbrauchten Energie Pc gesetzt.Assuming that the entire energy Pc consumed by the clutch motor 30 is covered by the regenerative energy of the auxiliary motor 40, in step S96, the energy regenerated by the auxiliary motor 40 is electrical energy Pa is set equal to the energy Pc consumed by the clutch motor.

Im nachfolgenden Schritt S98 wird ein Drehmoment-Stellwert Ta* des Hilfsmotors 40 aus der Drehzahl Nd der Antriebswelle 22, die in Schritt S80 gelesen wurde, und der regenerativen Energie Pa des Hilfsmotors 40, die in Schritt S96 eingestellt wurde, berechnet. Der Drehmoment-Stellwert Ta* wird ausgedrückt als:In the subsequent step S98, a torque control value Ta* of the auxiliary motor 40 is calculated from the rotational speed Nd of the drive shaft 22 read in step S80 and the regenerative energy Pa of the auxiliary motor 40 set in step S96. The torque control value Ta* is expressed as:

Ta* = Pa/(KsaxNd)Ta* = Pa/(KsaxNd)

wobei Ksa einen Wirkungsgrad der Regenerierung durch den Hilfsmotor 40 bezeichnet.where Ksa denotes a regeneration efficiency by the auxiliary motor 40.

Nach dem Bestimmen des Drehmomentstellwertes Ta* des Hilfsmotors 40 geht das Programm zu den Schritt S100, S102 und S104, um den Kupplungsmotor 30, den Hilfsmotor 40 bzw. den Benzinmotor 50 zu steuern. Aus Gründen der Zweckmäßigkeit bei der Darstellung werden die Steuervorgänge des Kupplungsmotors 30, des Hilfsmotors 40 und des Benzinmotors 50 als getrennte Schritte gezeigt. Bei der tatsächlichen Prozedur werden diese Steuervorgänge jedoch im Komplex ausgeführt. Beispielsweise steuert die Steuer-CPU 90 gleichzeitig den Kupplungsmotor 30 und den Hilfsmotor 40 durch Unterbrechverarbeitung, während ein Befehl zur EFIECU 70 mittels Kommunikation übertragen wird, um gleichzeitig den Benzinmotor 50 zu steuern.After determining the torque control value Ta* of the assist motor 40, the program goes to steps S100, S102 and S104 to control the clutch motor 30, the assist motor 40 and the gasoline engine 50, respectively. For the sake of explanation convenience, the control operations of the clutch motor 30, the assist motor 40 and the gasoline engine 50 are shown as separate steps. However, in the actual procedure, these control operations are carried out in complex. For example, the control CPU 90 simultaneously controls the clutch motor 30 and the assist motor 40 by interrupt processing while transmitting a command to the EFIECU 70 by communication to simultaneously control the gasoline engine 50.

Fig. 7 ist ein Fließbild, das Einzelheiten des Steuerprozesses des Kupplungsmotors 30, der in Schritt S100 im Fließbild von Fig. 6 ausgeführt wird, zeigt. Wenn das Programm in die Kupplungsmotorsteuerroutine eintritt, liest die Steuer-CPU 90 der Steuereinrichtung 80 als erstes in Schritt S112 den Rotationswinkel &theta;d der Antriebswelle 22 aus dem Drehmelder 48 und in Schritt S114 den Rotationswinkel &theta;e der Kurbelwelle 56 des Benzinmotors 50 vom Drehmelder 39. Die Steuer-CPU 90 berechnet dann in Schritt S116 einen Relativwinkel &theta;c der Antriebswelle 22 und der Kurbelwelle 56 durch die Gleichung &theta;c = &theta;e - &theta;d.Fig. 7 is a flowchart showing details of the control process of the clutch motor 30 executed in step S100 in the flowchart of Fig. 6. When the program enters the clutch motor control routine, the control CPU 90 of the controller 80 first reads the rotation angle θd of the drive shaft 22 from the resolver 48 in step S112 and the rotation angle θe of the crankshaft 56 of the gasoline engine 50 from the resolver in step S114. 39. The control CPU 90 then calculates a relative angle θc of the drive shaft 22 and the crankshaft 56 by the equation θc = θe - θd in step S116.

Das Programm geht zu Schritt S118, in dem die Steuer- CPU 90 Daten der Kupplungsmotorströme Iuc und Ivc, die durch die U-Phase bzw. die V-Phase der Dreiphasenspulen 36 im Kupplungsmotor 30 strömen, von den Amperemetern 95 und 96 aufnimmt. Obwohl die Ströme natürlich durch alle drei Phasen U, V und W strömen, ist eine Messung nur für die Ströme erforderlich, die durch die zwei Phasen verlaufen, da die Summe der Ströme gleich Null ist. Im nachfolgenden Schritt S120 führt die Steuer-CPU 90 die Koordinatenumwandlung (Umwandlung von drei Phasen in zwei Phasen) unter Verwendung der in Schritt S118 erhaltenen Werte der durch die drei Phasen fließenden Ströme aus. Die Koordinatenumwandlung gibt die Werte der durch die drei Phasen fließenden Ströme zu den Werten der durch die d- und q-Achse des Dauermagnet-Synchronmotor verlaufenden Ströme wieder und wird entsprechend der nachfolgenden Gleichung (1) ausgeführt: The program proceeds to step S118, in which the control CPU 90 receives data of the clutch motor currents Iuc and Ivc flowing through the U phase and the V phase, respectively, of the three-phase coils 36 in the clutch motor 30 from the ammeters 95 and 96. Although the currents naturally flow through all three phases U, V and W, measurement is only required for the currents passing through the two phases since the sum of the currents is zero. In the subsequent step S120, the control CPU 90 carries out coordinate conversion (conversion from three phases to two phases) using the values of the currents flowing through the three phases obtained in step S118. The coordinate conversion represents the values of the currents flowing through the three phases to the values of the currents flowing through the d and q axes of the permanent magnet synchronous motor and is carried out according to the following equation (1):

Die Koordinatenumwandlung wird ausgeführt, da die durch die d- und q-Achse fließenden Ströme für die Drehmomentsteuerung im Dauermagnet-Synchronmotor wesentlich sind. Alternativ dazu kann die Drehmomentsteuerung direkt mit den durch die drei Phasen fließenden Strömen ausgeführt werden. Nach der Umwandlung in die Ströme der zwei Achsen berechnet die Steuer-CPU 90 die Abweichungen der Ströme Idc und Iqc, die tatsächlich durch die d- und q-Achse fließen, von den Stromstellwerten Idc* und Iqc* der jeweiligen Achsen, die aus dem Drehmomentstellwert Tc* des Kupplungsmotors 30 berechnet werden, und bestimmt diese die Spannungsstellwerte Vdc und Vqc für die d- und q-Achse in Schritt S122.The coordinate conversion is performed because the currents flowing through the d and q axes are essential for the torque control in the permanent magnet synchronous motor. Alternatively, the torque control may be directly performed with the currents flowing through the three phases. After conversion into the currents of the two axes, the control CPU 90 calculates the deviations of the currents Idc and Iqc actually flowing through the d and q axes from the current control values Idc* and Iqc* of the respective axes calculated from the torque control value Tc* of the clutch motor 30, and determines the voltage control values Vdc and Vqc for the d and q axes in step S122.

Entsprechend einer konkreten Prozedur führt die Steuer-CPU 90 den Betrieb entsprechend den Gleichungen (2) und Gleichungen (3), die nachfolgend gegeben sind, aus:According to a concrete procedure, the control CPU 90 performs the operation according to equations (2) and equations (3) given below:

&Delta;Idc = Ic* - IdcΔIdc = Ic* - Idc

&Delta;Iqc = Iqc* - Iqc... (2)ΔIqc = Iqc* - Iqc... (2)

Vdc = Kp1·&Delta;Idc + &Sigma;Ki1·&Delta;IdcVdc = Kp1·ΔIdc + Sigma;Ki1·ΔIdc

Vqc = Kp2·&Delta;Iqc + &Sigma;Ki2·&Delta;Idc ... (3)Vqc = Kp2·ΔIqc + Sigma;Ki2·ΔIdc... (3)

wobei Kp1, Kp2, Ki1 und Ki2 Koeffizienten darstellen, die eingestellt sind, um für die Merkmale des verwendeten Motors geeignet zu sein.where Kp1, Kp2, Ki1 and Ki2 represent coefficients that are set to suit the characteristics of the engine used.

Der Spannungsstellwert Vdc (Vqc) weist einen Teil proportional zur Abweichung &Delta;I vom Stromstellwert I* (erster Term auf der rechten Seiten von Gleichung (3)) und eine Summierung der historischen Daten der Abweichungen &Delta;I für 'i'-Zeitpunkte (zweiter Term auf der rechten Seite) auf. Die Steuer-CPU 90 wandelt dann die Koordinaten der Spannungsstellwerte, die auf diese Weise erhalten wurden, in Schritt S124 zurück (Umwandlung von zwei Phasen in drei Phasen). Dieses entspricht einer Umkehrung der Umwandlung, die in Schritt S120 ausgeführt wurde. Die Umkehrumwandlung bestimmt Spannungen Vuc, Vvc und Vwc, die tatsächlich an die Dreiphasenspulen 36 angelegt sind, wie folgt: The voltage setpoint Vdc (Vqc) has a part proportional to the deviation ΔI from the current setpoint I* (first term on the right-hand side of equation (3)) and a summation of the historical data of the deviations ΔI for 'i' times (second term on the right-hand side). The control CPU 90 then reverse converts the coordinates of the voltage setpoints thus obtained in step S124 (conversion from two phases to three phases). This is equivalent to an inversion of the conversion carried out in step S120. The reverse conversion determines voltages Vuc, Vvc and Vwc actually applied to the three-phase coils 36 as follows:

Vwc = -Vuc - Vvc ... (4)Vwc = -Vuc - Vvc ... (4)

Die eigentliche Spannungssteuerung wird durch den Ein- Aus-Betrieb der Transistoren Tr1 bis Tr6 in der ersten Antriebsschaltung vorgenommen. In Schritt S126 wird die Ein- und Aus-Zeit der Transistoren Tr1 bis Tr6 in der ersten Antriebsschaltung 91 PWM gesteuert (Impulsbreitenmodulation), um die Spannungsstellwerte Vuc, Vvc und Vwc, die durch die vorstehende Gleichung (4) bestimmt wurden, zu erhalten. Dieser Prozeß ermöglicht, daß der Kupplungsmotor 30 das Solldrehmoment zur Antriebswelle 22 mechanisch überträgt.The actual voltage control is carried out by the on-off operation of the transistors Tr1 to Tr6 in the first drive circuit. In step S126, the On and off times of the transistors Tr1 to Tr6 in the first drive circuit 91 are PWM (pulse width modulation) controlled to obtain the voltage command values Vuc, Vvc and Vwc determined by the above equation (4). This process enables the clutch motor 30 to mechanically transmit the target torque to the drive shaft 22.

Fig. 8 ist ein Fließbild, das Einzelheiten des Steuerprozesses des Hilfsmotors 40, der in Schritt S102 im Fließbild von Fig. 6 ausgeführt wird, zeigt. Wenn das Programm in die Hilfsmotorsteuerroutine eintritt, liest die Steuer- CPU 90 als erstes in Schritt S140 den Rotationswinkel Ad der Antriebswelle 22 vom Drehmelder 48 und nimmt von den Amperemeter 97 und 98 in Schritt S142 Daten der Hilfsmotorströme Iua und Iva, die durch die U-Phase bzw. die V-Phase der Dreiphasenspulen 44 im Hilfsmotor 40 strömen, auf. Die Steuer-CPU 90 führt dann die Koordinatenumwandlung für die Ströme der drei Phasen in Schritt S144 aus, berechnet Spannungsstellwerte Vda und Vqa in Schritt S146 und führt die umgekehrte Umwandlung der Koordinaten für die Spannungsstellwerte in Schritt S148 aus. Im nachfolgenden Schritt S150 bestimmt die Steuer-CPU 90 die Ein- und Aus- Zeit der Transistoren Tr11 bis Tr16 in der zweiten Antriebsschaltung 92 für die PWM(Impulsbreitenmodulation)- Steuerung. Die Verarbeitung in den Schritten 5144 bis 5150 ist ähnlich der, die in den Schritten 5120 bis 5126 der im Fließbild von Fig. 7 gezeigten Kupplungsmotorsteuerroutine ausgeführt wird.Fig. 8 is a flowchart showing details of the control process of the auxiliary motor 40 executed in step S102 in the flowchart of Fig. 6. When the program enters the auxiliary motor control routine, the control CPU 90 first reads the rotation angle Ad of the drive shaft 22 from the resolver 48 in step S140 and takes in data of the auxiliary motor currents Iua and Iva flowing through the U-phase and the V-phase, respectively, of the three-phase coils 44 in the auxiliary motor 40 from the ammeters 97 and 98 in step S142. The control CPU 90 then carries out the coordinate conversion for the currents of the three phases in step S144, calculates voltage set values Vda and Vqa in step S146, and carries out the reverse conversion of the coordinates for the voltage set values in step S148. In the subsequent step S150, the control CPU 90 determines the on and off times of the transistors Tr11 to Tr16 in the second drive circuit 92 for PWM (pulse width modulation) control. The processing in steps S144 to S150 is similar to that carried out in steps S120 to S126 of the clutch motor control routine shown in the flow chart of Fig. 7.

Die Steuerung des Benzinmotors 50 (Schritt S104 im Fließbild von Fig. 6) wird in der folgenden Weise ausgeführt. Um einen stationären Antrieb mit dem Soll-Verbrennungsmotordrehmoment Te* und der Soll-Verbrennungsmotordrehzahl Ne* (die in Schritt S90 in Fig. 6 eingestellt wurden) zu erhalten, reguliert die Steuer-CPU 90 das Drehmoment Te und die Drehzahl Ne des Benzinmotors 50, um diese an das Soll-Verbrennungsmotordrehmoment Te* bzw. die Soll- Verbrennungsmotordrehzahl Ne* anzunähern. Entsprechend einer konkreten Prozedur sendet die Steuer-CPU 90 einen Befehl an die EFIECU 70 mittels Kommunikation, um die Menge an Kraftstoffeinspritzen oder die Drosselventilposition zu regulieren. Eine solche Regulierung bewirkt, daß das Drehmoment Te und die Drehzahl Ne des Benzinmotors SO sich anschließend an das Soll-Verbrennungsmotordrehmoment Te* und die Soll-Verbrennungsmotordrehzahl Ne* annähern.The control of the gasoline engine 50 (step S104 in the flow chart of Fig. 6) is carried out in the following manner. In order to obtain a steady-state drive with the target engine torque Te* and the target engine speed Ne* (which were set in step S90 in Fig. 6), the control CPU 90 regulates the torque Te and the speed Ne of the gasoline engine 50 to achieve these to approach the target engine torque Te* and the target engine speed Ne*, respectively. According to a concrete procedure, the control CPU 90 sends a command to the EFIECU 70 by communication to regulate the amount of fuel injection or the throttle valve position. Such regulation causes the torque Te and the speed Ne of the gasoline engine SO to subsequently approach the target engine torque Te* and the target engine speed Ne*.

Gemäß Vorbeschreibung ermöglicht der Energiebetrieb des Kupplungsmotors 30, daß sich die Antriebswelle 22 mit einer Drehzahl dreht, die höher als die der Kurbelwelle 56 des Benzinmotors 50 ist. In der Zwischenzeit führt der Hilfsmotor 40 den regenerativen Betrieb zum Regenerieren von elektrischer Energie aus, die dem Kupplungsmotor 30 zugeführt wird, um die durch den Kupplungsmotor 30 verbrauchte elektrische Energie auszugleichen. Wie es in Fig. 5 gezeigt ist, wird die Energie im Bereich Ga, die als elektrische Energie durch den Hilfsmotor 40 regeneriert wird, als die Energie im Bereich Gc durch den Kupplungsmotor 30 verbraucht. Genauer gesagt wird die Energie im Bereich Ga zu der im Bereich Gc umgewandelt.As described above, the power operation of the clutch motor 30 allows the drive shaft 22 to rotate at a speed higher than that of the crankshaft 56 of the gasoline engine 50. In the meantime, the auxiliary motor 40 performs the regenerative operation for regenerating electric energy supplied to the clutch motor 30 to compensate for the electric energy consumed by the clutch motor 30. As shown in Fig. 5, the energy in the region Ga regenerated as electric energy by the auxiliary motor 40 is consumed as the energy in the region Gc by the clutch motor 30. More specifically, the energy in the region Ga is converted to that in the region Gc.

Es tritt natürlich ein bestimmter Betrag an Energieverlust im Kupplungsmotor 30, Hilfsmotor 40, in der ersten Antriebsschaltung 91 und der zweiten Antriebsschaltung 92 auf. Es ist dementsprechend selten, daß die Energie im Bereich Ga mit der Energie im Bereich Gc im tatsächlichen Zustand perfekt zusammenfällt. Der Energieverlust im Kupplungsmotor 30 und im Hilfsmotor 40 ist jedoch relativ gering, da einige vor kurzem entwickelte Synchronmotoren einen Wirkungsgrad sehr nahe 1 haben. Der Energieverlust in der ersten Antriebsschaltung 91 und der zweiten Antriebsschaltung 92 kann auch ausreichend klein sein, da der Ein- Zustand-Widerstand der bekannten Transistoren, wie z. B. GTOs, die für Tr1 bis Tr16 anwendbar sind, sehr klein ist.There is, of course, a certain amount of energy loss in the clutch motor 30, auxiliary motor 40, first drive circuit 91 and second drive circuit 92. Accordingly, it is rare that the energy in the region Ga perfectly coincides with the energy in the region Gc in the actual state. However, the energy loss in the clutch motor 30 and auxiliary motor 40 is relatively small because some recently developed synchronous motors have an efficiency very close to 1. The energy loss in the first drive circuit 91 and second drive circuit 92 can also be sufficiently small because the on-state resistance of the known transistors such as GTOs applicable to Tr1 to Tr16 is very small.

Während der Kupplungsmotor 30 das Drehmoment Tc an die Antriebswelle 22 anlegt, erzeugt der Hilfsmotor 40 das Drehmoment Ta, das umgekehrt zur Rotation der Antriebswelle 22 wirkt. Das Drehmoment Td, das von der Antriebswelle 22 ausgegeben wird, ist folglich gleich (Tc-Ta). Wenn das Fahrzeug ständig mit hoher Geschwindigkeit auf der Autobahn oder Fernverkehrsstraße betrieben wird, ist im allgemeinen aufgrund der Trägheit des Fahrzeugs ein großes Drehmoment für das Abtriebsdrehmoment Td der Antriebswelle 22 nicht erforderlich. Somit treten keine Probleme auf, selbst wenn das Abtriebsdrehmoment Td so klein wie (Tc-Ta) ist. Gemäß Vorbeschreibung wird, um die Drehzahl Ne des Benzinmotors auf einem im wesentlichen konstanten Pegel zu halten, das Drehmoment Tc des Kupplungsmotors 30 gleich dem Drehmoment Te des Benzinmotors 50 gesetzt.While the clutch motor 30 applies the torque Tc to the drive shaft 22, the auxiliary motor 40 generates the torque Ta which acts inversely to the rotation of the drive shaft 22. The torque Td output from the drive shaft 22 is therefore equal to (Tc-Ta). In general, when the vehicle is continuously operated at high speed on the highway or highway, a large torque is not required for the output torque Td of the drive shaft 22 due to the inertia of the vehicle. Thus, no problem occurs even if the output torque Td is as small as (Tc-Ta). As described above, in order to keep the rotational speed Ne of the gasoline engine at a substantially constant level, the torque Tc of the clutch motor 30 is set equal to the torque Te of the gasoline engine 50.

Fig. 9(a) zeigt einen Energiefluß zwischen dem Benzinmotor 50, dem Kupplungsmotor 30 und dem Hilfsmotor 40. In Fig. 9 zeigt der Pfeil der Vollinie einen Fluß von mechanischer Energie und der Pfeil der gestrichelten Linie einen Fluß von elektrischer Energie.Fig. 9(a) shows a flow of energy between the gasoline engine 50, the clutch motor 30 and the auxiliary motor 40. In Fig. 9, the arrow of the solid line shows a flow of mechanical energy and the arrow of the dashed line shows a flow of electrical energy.

Wie es in Fig. 9(a) gezeigt ist, wird durch den Benzinmotor 50 erzeugte mechanische Energie (TexNe) zum Kupplungsmotor 30 übertragen. Der Kupplungsmotor 30 nimmt ebenfalls elektrische Energie im Bereich. Ga (TaxNd), die vom Hilfsmotor 40 zugeführt wird, auf und wandelt die elektrische Energie (TaxNd) in mechanische Energie im Bereich Gc (TcxNc) um. Dementsprechend wird die Summe der mechanischen Energie (TcxNc) und der vom Benzinmotor 50 übertragenen mechanischen Energie (TexNe) vom Kupplungsmotor 30 zum Hilfsmotor 40 übertragen. Der Hilfsmotor 40 wandelt einen Teil der übertragenen mechanischen Energie in elektrische Energie im Bereich Ga (TaxNd) um und führt die elektrische Energie (TaxNd) zum Kupplungsmotor 30. Der Rest (TdxNd) der übertragenen mechanischen Energie wird zur Antriebswelle 22 ausgegeben.As shown in Fig. 9(a), mechanical energy (TexNe) generated by the gasoline engine 50 is transmitted to the clutch motor 30. The clutch motor 30 also receives electrical energy in the range Ga (TaxNd) supplied from the auxiliary motor 40 and converts the electrical energy (TaxNd) into mechanical energy in the range Gc (TcxNc). Accordingly, the sum of the mechanical energy (TcxNc) and the mechanical energy (TexNe) transmitted from the gasoline engine 50 is transmitted from the clutch motor 30 to the auxiliary motor 40. The auxiliary motor 40 converts a part of the transmitted mechanical energy into electrical energy in the range Ga (TaxNd) and supplies the electrical energy (TaxNd) to the clutch motor 30. The rest (TdxNd) of the transmitted mechanical energy is output to the drive shaft 22.

Die Struktur des ersten Ausführungsbeispiels ermöglicht, daß die Antriebswelle 22 mit einer Drehzahl rotiert, die höher als die der Kurbelwelle 56 des Benzinmotors 50 ist, d. h. bewirkt den Antrieb des Fahrzeugs im Schnellgangzustand. Dieses ermöglicht, daß der Benzinmotor 50 mit einem gewünschten hohen Wirkungsgrad angetrieben wird, ohne daß die Drehzahl des Benzinmotors 50 (Drehzahl der Kurbelwelle 56) erhöht ist, selbst im Zustand des Antriebs mit hoher Geschwindigkeit, wodurch der Kraftstoffverbrauch verbessert ist.The structure of the first embodiment allows the drive shaft 22 to rotate at a speed higher than that of the crankshaft 56 of the gasoline engine 50, i.e., causes the vehicle to drive in the overdrive state. This enables the gasoline engine 50 to be driven at a desired high efficiency without increasing the speed of the gasoline engine 50 (speed of the crankshaft 56) even in the high-speed drive state, thereby improving fuel consumption.

Im vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel wird nur die durch den Hilfsmotor 40 regenerierte elektrische Energie für den Energiebetrieb des Kupplungsmotors 30 verwendet, um den Schnellgangzustand umzusetzen. Die elektrische Energie, die in der in der Energieabgabevorrichtung 20 enthaltenen Batterie 94 gespeichert ist, kann ebenfalls für den gleichen Zweck verwendet werden. Wenn die Batterie 94 eine ausreichende Restkapazität hat, ermöglicht die Steuer-CPU 90 der Steuereinrichtung 80, daß der Kupplungsmotor 30 den Energiebetrieb unter Verwendung der in der Batterie 94 gespeicherten elektrischen Energie sowie der durch den Hilfsmotor 40 regenerierten elektrischen Energie implementiert. Entsprechend einer konkreten Prozedur steuert die Steuer-CPU 90 die erste Antriebsschaltung 91, um zu ermöglichen, daß sowohl die durch den Hilfsmotor 40 regenerierte elektrische Energie als auch die in er Batterie 94 gespeicherte elektrische Energie dem Kupplungsmotor 30 über die erste Antriebsschaltung 91 zugeführt wird. Der Kupplungsmotor 30 führt den Energiebetrieb mit dem größeren Betrag der elektrischen Energie aus, wodurch die Drehzahl der Antriebswelle 22 weiter erhöht wird. In diesem Fall ist ein Energiefluß zwischen dem Benzinmotor 50, dem Kupplungsmotor 30, dem Hilfsmotor 40 und der Batterie wie in Fig. 9(b) gezeigt.In the first embodiment described above, only the electric power regenerated by the auxiliary motor 40 is used for the power operation of the clutch motor 30 to implement the overdrive state. The electric power stored in the battery 94 included in the power output device 20 can also be used for the same purpose. When the battery 94 has sufficient remaining capacity, the control CPU 90 of the controller 80 allows the clutch motor 30 to implement the power operation using the electric power stored in the battery 94 as well as the electric power regenerated by the auxiliary motor 40. According to a concrete procedure, the control CPU 90 controls the first drive circuit 91 to allow both the electric power regenerated by the auxiliary motor 40 and the electric power stored in the battery 94 to be supplied to the clutch motor 30 via the first drive circuit 91. The clutch motor 30 performs the energy operation with the larger amount of electrical energy, thereby further increasing the speed of the drive shaft 22. In this case, an energy flow between the gasoline engine 50, the clutch motor 30, the auxiliary motor 40 and the battery as shown in Fig. 9(b).

Wenn die Batterie 94 eine sehr geringe Restkapazität hat, kann der Hilfsmotor 40 andrerseits gesteuert werden, um elektrische Energie zu regenerieren, die größer als die durch den Kupplungsmotor 30 verbrauchte elektrische Energie ist. Bei dieser Struktur wird, während ein Teil der durch den Hilfsmotor 40 regenerierten elektrischen Energie dem Kupplungsmotor 30 zugeführt wird, die Batterie 94 mit der verbleibenden regenerierten Energie geladen. Entsprechend einer konkreten Prozedur steuert die Steuer-CPU 90 die erste und die zweite Antriebsschaltung 91 und 92, um die Batterie 94 mit einem Teil der durch den Hilfsmotor 40 regenerierten elektrischen Energie zu laden. Diese Struktur ermöglicht, daß die Batterie 94 mit der verbleibenden Energie während des Schnellgangbetriebes geladen wird. In diesem Fall ist ein Fluß der Energie zwischen dem Benzinmotor 50, dem Kupplungsmotor 30, dem Hilfsmotor 40 und der Batterie 94 wie in Fig. 9(c) gezeigt.On the other hand, when the battery 94 has a very small remaining capacity, the auxiliary motor 40 can be controlled to regenerate electric energy larger than the electric energy consumed by the clutch motor 30. With this structure, while a part of the electric energy regenerated by the auxiliary motor 40 is supplied to the clutch motor 30, the battery 94 is charged with the remaining regenerated energy. According to a concrete procedure, the control CPU 90 controls the first and second drive circuits 91 and 92 to charge the battery 94 with a part of the electric energy regenerated by the auxiliary motor 40. This structure enables the battery 94 to be charged with the remaining energy during the overdrive operation. In this case, a flow of energy between the gasoline engine 50, the clutch motor 30, the auxiliary motor 40 and the battery 94 is as shown in Fig. 9(c).

Wenn die Batterie 94 vollständig geladen wurde, kann im Gegensatz dazu die weitere Speicherung von elektrischen Ladungen in der Batterie 94. Probleme verursachen. Unter diesen Bedingungen ist es vorzuziehen, daß der Hilfsmotor 40 gesteuert wird, um keinen weiteren regenerativen Betrieb auszuführen, während der Kupplungsmotor 30 gesteuert wird, um den Energiebetrieb nur mit der in der Batterie 94 gespeicherten elektrischen Energie auszuführen. Entsprechend einer konkreten Prozedur steuert die Steuer-CPU 90 die zweite Antriebsschaltung 92, um den regenerativen Betrieb des Hilfsmotors 40 zu beeinflussen, während die erste Antriebsschaltung 91 gesteuert wird, um zu ermöglichen, daß dem Kupplungsmotor 30 über die erste Antriebsschaltung 91 die in der Batterie 94 gespeicherte elektrische Energie zugeführt wird, und um den Energiebetrieb des Kupplungsmotors 30 mit der somit zugeführten elektrischen Energie umzusetzen. Dieser Betrieb kann die verbleibenden Kapazität der Batterie 94 auf einen geeigneten Pegel verringern.In contrast, when the battery 94 has been fully charged, further storage of electric charges in the battery 94 may cause problems. Under these conditions, it is preferable that the auxiliary motor 40 is controlled not to perform any further regenerative operation while the clutch motor 30 is controlled to perform the power operation only with the electric energy stored in the battery 94. According to a concrete procedure, the control CPU 90 controls the second drive circuit 92 to affect the regenerative operation of the auxiliary motor 40 while controlling the first drive circuit 91 to allow the electric energy stored in the battery 94 to be supplied to the clutch motor 30 via the first drive circuit 91 and to start the power operation of the clutch motor 30 with the electric energy thus supplied. This operation can reduce the remaining capacity of the battery 94 to an appropriate level.

Die Steuer-CPU 90 bestimmt den Ladezustand der Batterie 94 auf der Grundlage der Restkapazität BRM der Batterie 94, die durch die Meßeinrichtung 99 für die Restkapazität gemessen wurde.The control CPU 90 determines the state of charge of the battery 94 based on the remaining capacity BRM of the battery 94 measured by the remaining capacity measuring device 99.

Die Energieabgabevorrichtung 20 des ersten Ausführungsbeispiels kann in eine weitere Anwendung, die als ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gegeben ist, eingehen. Das zweite Ausführungsbeispiel führt die Schnellgangsteuerung aus, um die gleichen Wirkungen wie beim herkömmlichen Schnellgangbetrieb durch den Drehmomentwandler auszuüben.The power output device 20 of the first embodiment can be applied to another application given as a second embodiment of the present invention. The second embodiment carries out the overdrive control to exert the same effects as the conventional overdrive operation by the torque converter.

Fig. 10 ist ein Fließbild, das einen Steuerprozeß im Schnellgangzustand, der durch die Steuer-CPU 90 im zweiten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird, zeigt. Wenn das Programm in die Routine eintritt, nimmt die Steuer-CPU 90 der Steuereinrichtung 80 als erstes in Schritt S160 Daten der Drehzahl Nd der Antriebswelle 22 und in Schritt S162 Daten der Drehzahl Ne des Benzinmotors 50 auf. Die Drehzahl Ne des Benzinmotors 50 kann aus dem Rotationswinkel 6e der Kurbelwelle 56, der vom Drehmelder 39 gelesen wurde, berechnet werden oder durch den am Verteiler 60 montierten Drehzahlsensor 76 direkt gemessen werden. Im letztgenannten Fall nimmt die Steuer-CPU 90 Daten der Drehzahl Ne des Benzinmotors 50 durch Kommunikation mit der EFIECU 70, die mit dem Drehzahlsensor 76 Verbindung herstellt, auf.Fig. 10 is a flowchart showing a control process in the overdrive state executed by the control CPU 90 in the second embodiment. When the program enters the routine, the control CPU 90 of the controller 80 first acquires data of the rotational speed Nd of the drive shaft 22 in step S160 and data of the rotational speed Ne of the gasoline engine 50 in step S162. The rotational speed Ne of the gasoline engine 50 may be calculated from the rotational angle θe of the crankshaft 56 read by the resolver 39 or directly measured by the rotational speed sensor 76 mounted on the distributor 60. In the latter case, the control CPU 90 acquires data of the rotational speed Ne of the gasoline engine 50 by communicating with the EFIECU 70 which connects to the rotational speed sensor 76.

Die in Schritt S160 gelesene Drehzahl Nd der Antriebswelle 22 wird in Schritt S164 mit einer Referenzdrehzahl NOD für den Schnellgangbetrieb verglichen. Wenn die Eingangsdrehzahl Nd die Referenzdrehzahl NOD überschreitet, geht das Programm zum nachfolgenden Schritt S166. Andernfalls verläßt das Programm die Routine von Fig. 10.The speed Nd of the input shaft 22 read in step S160 is compared with a reference speed NOD for the overdrive operation in step S164. If the input speed Nd exceeds the reference speed NOD, the program goes to the following step S166. Otherwise, the program exits the routine of Fig. 10.

In Schritt S166 bestimmt die Steuer-CPU 90 den Drehmomentstellwert Tc* des Kupplungsmotors 30 entsprechend der in Schritt S160 gelesenen Drehzahl Nd der Antriebswelle 22 und der in Schritt S162 gelesenen Drehzahl Ne des Benzinmotors 50. Der Drehmomentstellwert Tc* des Kupplungsmotors 30 kann entsprechend einer der charakteristischen Kurven, die zuvor im ROM 90b gespeichert wurden, wie es in Fig. 11 dargestellt ist, oder alternativ dazu durch Berechnung bestimmt werden.In step S166, the control CPU 90 determines the torque command value Tc* of the clutch motor 30 according to the rotational speed Nd of the drive shaft 22 read in step S160 and the rotational speed Ne of the gasoline engine 50 read in step S162. The torque command value Tc* of the clutch motor 30 may be determined according to one of the characteristic curves previously stored in the ROM 90b as shown in Fig. 11 or, alternatively, by calculation.

Beim erstgenannten Verfahren wird eine Vielzahl von charakteristischen Kurven, die die Beziehung zwischen der Drehzahldifferenz (Nd-Ne) und dem Drehmoment Tc des Kupplungsmotors 30 darstellen, für unterschiedliche Werte der Drehzahl Nd der Antriebswelle 22, wie es in Fig. 11 gezeigt ist, vorbereitet. Eine geeignete charakteristische Kurve, die der Eingabe-Drehzahl Nd der Antriebswelle 22 entspricht, wird aus den zuvor im ROM 90b gespeicherten ausgewählt. Der Drehmomentstellwert Tc* des Kupplungsmotors 30 wird dann über der Drehzahldifferenz (Ne-Nd) in der ausgewählten charakteristischen Kurve gelesen. Die charakteristischen Kurven, die für die Schnellgangsteuerung anwendbar sind, sind die im zweiten Quadranten (mit schrägen Linien gefüllt) in Fig. 11.In the former method, a plurality of characteristic curves representing the relationship between the speed difference (Nd-Ne) and the torque Tc of the clutch motor 30 are prepared for different values of the speed Nd of the drive shaft 22 as shown in Fig. 11. An appropriate characteristic curve corresponding to the input speed Nd of the drive shaft 22 is selected from those previously stored in the ROM 90b. The torque command value Tc* of the clutch motor 30 is then read against the speed difference (Ne-Nd) in the selected characteristic curve. The characteristic curves applicable to the overdrive control are those in the second quadrant (filled with oblique lines) in Fig. 11.

Beim letztgenannten Verfahren wird beispielsweise Gleichung (5), die nachfolgend gegeben ist, für die Berechnung verwendet:In the latter method, for example, equation (5) given below is used for the calculation:

Tc = Kc{(Ne - Nd) - KddxNd} (5)Tc = Kc{(Ne - Nd) - KddxNd} (5)

wobei Kc einen Wirkungsgrad bezeichnet, der der Neigung der Kurve in der graphischen Darstellung von Fig. 11 entspricht, und Kdd eine Konstante darstellt, die dem Koeffizienten zur Bestimmung des Ordinatenschnittpunkts der Kurve bezüglich einer gegebenen Drehzahl Nd entspricht.where Kc denotes an efficiency corresponding to the slope of the curve in the graph of Fig. 11, and Kdd represents a constant corresponding to the coefficient for determining the ordinate intercept of the curve with respect to a given speed Nd.

Die Verarbeitung, die in den nachfolgenden Schritten S168 bis S178 ausgeführt wird, ist identisch mit der in den Schritten S94 bis S104 von Fig. 6 im ersten Ausführungsbeispiel.The processing performed in the subsequent steps S168 to S178 is identical to that in steps S94 to S104 of Fig. 6 in the first embodiment.

Gemäß Vorbeschreibung bestimmt die Schnellgangsteuerung der zweiten Ausführungsbeispiels den Drehmomentstellwert Tc* des Kupplungsmotors 30 auf der Grundlage der Eingabedaten der Drehzahl Nd der Antriebswelle 22 und der Drehzahl Ne des Benzinmotors 50 entsprechend den charakteristischen Kurven, wie es in Fig. 11 dargestellt ist, oder durch die Berechnung von Gleichung (5), wie diese vorstehend gegeben ist.As described above, the overdrive controller of the second embodiment determines the torque command value Tc* of the clutch motor 30 based on the input data of the rotational speed Nd of the drive shaft 22 and the rotational speed Ne of the gasoline engine 50 according to the characteristic curves as shown in Fig. 11 or by the calculation of equation (5) as given above.

Beispielhaft wird angenommen, daß das Fahrzeug mit einer konstanten Drehzahl angetrieben wird und sich die Antriebswelle 22 mit einer konstanten Drehzahl Nd (z. B. Nd=Nd3 in Fig. 11) dreht. Wenn der Fahrer auf das Fahrpedal 64 tritt, um das Abtriebsdrehmoment (Drehmoment der Antriebswelle 22) zu verbessern, damit die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht wird, wird der Benzinmotor 50 gesteuert, um seine Drehzahl Ne zu erhöhen. Die Differenz (Ne-Nd) zwischen der Drehzahl Nd der Antriebswelle 22 und der Drehzahl Ne des Benzinmotors 50 nähert sich dementsprechend Null an. Da die charakteristische Kurve der gegebenen Drehzahl Nd3 einen positiven Gradienten hat, wie es in Fig. 11 deutlich sichtbar ist, wird der Kupplungsmotor 30 gesteuert, damit dieser sein Drehmoment Tc erhöht, wenn die Drehzahldifferenz (Ne-Nd) sich Null annähert. Das heißt, daß der Drehmomentstellwert Tc* auf einen großen Wert gesetzt wird. Mit einer Erhöhung des Drehmoments Tc des Kupplungsmotors 30 wird die Antriebswelle 22 angetrieben, um sich bezüglich der Kurbelwelle 56 des Benzinmotors 50 schneller zu drehen. Dieses erhöht die Drehzahl Nd der Antriebswelle 22 und verbessert dementsprechend die Fahrzeuggeschwindigkeit. Durch die Erhöhung der Drehzahl Nd entfernt sich die Drehzahldifferenz (Ne-Nd) von Null, so daß der Kupplungsmotor 30 gesteuert wird, um sein Drehmoment Tc zu verringern. Das bedeutet, daß der Drehmomentstellwert Tc* auf einen kleinen Wert gesetzt wird. Die Struktur des zweiten Ausführungsbeispiels bestimmt den Drehmomentstellwert Tc* des Kupplungsmotors 30 in der vorstehenden Weise, wodurch die kontinuierliche Schnellgangsteuerung umgesetzt wird.For example, assume that the vehicle is driven at a constant speed and the drive shaft 22 rotates at a constant speed Nd (e.g., Nd=Nd3 in Fig. 11). When the driver steps on the accelerator pedal 64 to increase the output torque (torque of the drive shaft 22) to increase the vehicle speed, the gasoline engine 50 is controlled to increase its speed Ne. The difference (Ne-Nd) between the speed Nd of the drive shaft 22 and the speed Ne of the gasoline engine 50 accordingly approaches zero. Since the characteristic curve of the given speed Nd3 has a positive gradient as clearly seen in Fig. 11, the clutch motor 30 is controlled to increase its torque Tc as the speed difference (Ne-Nd) approaches zero. That is, the torque control value Tc* is set to a large value. With an increase in the torque Tc of the clutch motor 30, the drive shaft 22 is driven to rotate faster with respect to the crankshaft 56 of the gasoline engine 50. This increases the rotational speed Nd of the drive shaft 22 and accordingly improves the vehicle speed. By increasing the rotational speed Nd, the speed difference is removed (Ne-Nd) from zero, so that the clutch motor 30 is controlled to reduce its torque Tc. That is, the torque command value Tc* is set to a small value. The structure of the second embodiment determines the torque command value Tc* of the clutch motor 30 in the above manner, thereby implementing the continuous overdrive control.

Wenn der Fahrer keine Erhöhung des Abtriebsdrehmoments (Drehmoment der Antriebswelle 22) fordert und das Fahrpedal 64 freigibt, wird im Gegensatz dazu der Benzinmotor 50 gesteuert, um seine Drehzahl Ne zu verringern. Die Differenz (Ne-Nd) zwischen der Drehzahl Nd der Antriebswelle 22 und der Drehzahl Ne des Benzinmotors 50 entfernt sich dementsprechend von Null. Die Änderung bei der Drehzahldifferenz (Ne-Nd) von Null weg steuert den Kupplungsmotor 30, so daß dieser sein Drehmoment Tc entsprechend der in Fig. 11 gezeigten charakteristischen Kurve verringert. Das bedeutet, daß der Drehmomentstellwert Tc* auf einen kleinen Wert gesetzt wird. Mit der Verringerung des Drehmoments Tc des Kupplungsmotors 30 verringert sich demzufolge das Abtriebsdrehmoment (Drehmoment der Antriebswelle 22).In contrast, when the driver does not request an increase in the output torque (torque of the drive shaft 22) and releases the accelerator pedal 64, the gasoline engine 50 is controlled to reduce its speed Ne. The difference (Ne-Nd) between the speed Nd of the drive shaft 22 and the speed Ne of the gasoline engine 50 accordingly moves away from zero. The change in the speed difference (Ne-Nd) away from zero controls the clutch motor 30 to reduce its torque Tc according to the characteristic curve shown in Fig. 11. This means that the torque control value Tc* is set to a small value. As the torque Tc of the clutch motor 30 decreases, the output torque (torque of the drive shaft 22) therefore decreases.

Die Schnellgangsteuerung des zweiten Ausführungsbeispiels hat die gleichen Wirkungen wie der herkömmliche Schnellgangbetrieb durch den Drehmomentwandler. Für die unterschiedlichen Werte der Drehzahl Nd der Antriebswelle 22 in Fig. 11 ist eine Vielzahl von charakteristischen Kurven vorbereitet. Die charakteristische Kurve mit einem großen Ordinatenschnittpunkt wird für die hohe Drehzahl Nd der Antriebswelle 22 eingestellt (d. h. Nd=Nd3). Dieses erhöht das Drehmoment Tc des Kupplungsmotors 30, um zu verhindern, daß der Benzinmotor 50 hochfährt, wenn sich die Drehzahldifferenz (Ne-Nd) an Null annähert. Die charakteristische Kurve mit einem kleinen Ordinatenschnittpunkt wird für die niedrige Drehzahl Nd der Antriebswelle 22 eingestellt (d. h. Nd=Nd1). Dieses verringert das Drehmoment Tc des Kupplungsmotors 30, um zu ermöglichen, daß der Benzinmotor 50 hochfährt, wenn sich die Drehzahldifferenz (Ne-Nd) an Null annähert.The overdrive control of the second embodiment has the same effects as the conventional overdrive operation by the torque converter. A plurality of characteristic curves are prepared for the different values of the rotational speed Nd of the drive shaft 22 in Fig. 11. The characteristic curve with a large ordinate intersection is set for the high rotational speed Nd of the drive shaft 22 (ie, Nd=Nd3). This increases the torque Tc of the clutch motor 30 to prevent the gasoline engine 50 from speeding up when the rotational speed difference (Ne-Nd) approaches zero. The characteristic curve with a small ordinate intersection is set for the low rotational speed Nd of the drive shaft 22 (ie, Nd=Nd1). This decreases the torque Tc of the clutch motor 30 to allow the gasoline engine 50 to start up when the speed difference (Ne-Nd) approaches zero.

Die Energieabgabevorrichtung 20 des ersten Ausführungsbeispiels kann in eine noch weitere Anwendung eingehen, die als ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gegeben ist. Beim ersten Ausführungsbeispiel wird der Hilfsmotor 40 gesteuert, um den regenerativen Betrieb auszuführen und um elektrische Energie zu regenerieren, die die durch den Kupplungsmotor 30 verbrauchte elektrische Energie ausgleicht. Der regenerative Betrieb des Hilfsmotors 40 erzeugt das negative Drehmoment Ta, das zu dem durch den Kupplungsmotor 30 erzeugten positiven Drehmoment Tc addiert wird, und bewirkt dadurch, daß das zur Antriebswelle 22 ausgegebene Drehmoment Td (=Tc-Ta) relativ klein ist. Dieses kann ein unzureichendes Abtriebsdrehmoment Td in den Fall hervorrufen, in dem das große Drehmoment erforderlich ist, z. B. wenn das Fahrzeug zu einem Abhang gelangt oder wenn der Fahrer beim Fahren mit hoher Geschwindigkeit auf der Autobahn oder Fernverkehrsstraße ein anderes Fährzeug überholen will.The power output device 20 of the first embodiment can be put into still another application, which is given as a third embodiment of the present invention. In the first embodiment, the auxiliary motor 40 is controlled to perform the regenerative operation and to regenerate electric energy that compensates for the electric energy consumed by the clutch motor 30. The regenerative operation of the auxiliary motor 40 generates the negative torque Ta, which is added to the positive torque Tc generated by the clutch motor 30, and thereby causes the torque Td (=Tc-Ta) output to the drive shaft 22 to be relatively small. This may cause insufficient output torque Td in the case where the large torque is required, for example, when the vehicle comes to a slope or when the driver wants to overtake another vehicle while driving at high speed on the highway or highway.

Bei der Struktur des dritten Ausführungsbeispiels wird nicht nur der Kupplungsmotor 30, sondern auch der Hilfsmotor 40 gesteuert, um den Energiebetrieb für die Fälle auszuführen, in denen ein großes Abtriebsdrehmoment Td der Antriebswelle 22 erforderlich ist. Bei dieser Struktur wird die elektrische Energie, die für den Energiebetrieb sowohl im Kupplungsmotors 30 als auch im Hilfsmotor 40 erforderlich ist, von der Batterie 94 zugeführt.In the structure of the third embodiment, not only the clutch motor 30 but also the auxiliary motor 40 are controlled to perform the power operation in cases where a large output torque Td of the drive shaft 22 is required. In this structure, the electric power required for the power operation in both the clutch motor 30 and the auxiliary motor 40 is supplied from the battery 94.

Fig. 12 ist ein Fließbild, das einen Steuerprozeß im Schnellgangzustand zeigt, der durch die Steuer-CPU 90 im dritten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird. Wenn das Programm in die Routine eintritt, nimmt die Steuer-CPU 90 der Steuereinrichtung 80 als erstes in Schritt S180 Daten der Drehzahl Nd der Antriebswelle 22 und in Schritt S182 Daten der Drehzahl Ne des Benzinmotors 50 auf.Fig. 12 is a flow chart showing a control process in the overdrive state executed by the control CPU 90 in the third embodiment. When the program enters the routine, the control CPU 90 of the controller 80 first takes in data in step S180 the rotational speed Nd of the drive shaft 22 and, in step S182, data of the rotational speed Ne of the gasoline engine 50.

Die in Schritt S180 gelesene Drehzahl Nd der Antriebswelle 22 wird in Schritt S184 mit einer Referenzdrehzahl NOD für den Schnellgangbetrieb verglichen. Wenn die eingegebene Drehzahl Nd die Referenzdrehzahl NOD überschreitet, geht das Programm zum nachfolgenden Schritt S186. Andernfalls verläßt das Programm die Routine von Fig. 12.The speed Nd of the drive shaft 22 read in step S180 is compared with a reference speed NOD for the overdrive operation in step S184. If the input speed Nd exceeds the reference speed NOD, the program goes to the following step S186. Otherwise, the program exits the routine of Fig. 12.

Die Steuer-CPU 90 liest in Schritt S186 die Fahrpedalposition AP vom Fahrpedalpositionssensor 65 und berechnet in Schritt S188 den Abtriebsdrehmoment-Stellwert Td* (Drehmoment der Antriebswelle 22), der der eingegebenen Fahrpedalposition AP entspricht.The control CPU 90 reads the accelerator pedal position AP from the accelerator pedal position sensor 65 in step S186 and calculates the output torque setpoint Td* (torque of the drive shaft 22) corresponding to the input accelerator pedal position AP in step S188.

Der auf diese Weise berechnete Abtriebsdrehmoment- Stellwert Td* wird in Schritt S190 mit einem Referenzabtriebsdrehmoment TdST verglichen. Ein geeigneter Wert wurde als Referenzabtriebsdrehmoment TdST im Hinblick auf die Bestimmung, ob der Fahrer ein großes Abtriebsdrehmoment Td fordert, gesetzt. In Schritt S190 wird bestimmt, ob der Abtriebsdrehmoment-Stellwert Td*, der das durch den Fahrer geforderte gewünschte Abtriebsdrehmoment darstellt, das voreingestellten Referenzabtriebsdrehmoment TdST überschreitet. Wenn der Abtriebsdrehmoment-Stellwert Td* das Referenzabtriebsdrehmoment TdST nicht überschreitet, bestimmt das Programm, daß der Fahrer kein großes Abtriebsdrehmoment fordert und daß keine spezifische Steuerung erforderlich ist, um den Energiebetrieb des Hilfsmotors 40 sowie des Kupplungsmotors 30 zu ermöglichen, und verläßt dieses die Routine von Fig. 12.The output torque set value Td* calculated in this way is compared with a reference output torque TdST in step S190. An appropriate value has been set as the reference output torque TdST in view of determining whether the driver requests a large output torque Td. In step S190, it is determined whether the output torque set value Td* representing the desired output torque requested by the driver exceeds the preset reference output torque TdST. If the output torque setpoint Td* does not exceed the reference output torque TdST, the program determines that the driver does not request a large output torque and that no specific control is required to enable the power operation of the assist motor 40 and the clutch motor 30, and exits the routine of Fig. 12.

Wenn der Abtriebsdrehmoment-Stellwert Td* das Referenzabtriebsdrehmoment TdST überschreitet, bestimmt andrerseits die Steuer-CPU 90 in Schritt S192 den Drehmomentstellwert Tc* des Kupplungsmotors 30 und den Drehmomentstellwert Ta* des Hilfsmotors 40 auf der Grundlage des Abtriebsdrehmoment-Stellwertes Td*. Die Drehmoment-Stellwerte Tc* und Ta* sind so eingestellt, daß diese die folgenden zwei Bedingungen erfüllen:On the other hand, when the output torque set value Td* exceeds the reference output torque TdST, the control CPU 90 determines the torque set value Tc* of the clutch motor 30 and the torque set value Ta* in step S192. of the auxiliary motor 40 based on the output torque set value Td*. The torque set values Tc* and Ta* are set to satisfy the following two conditions:

(1) Die Summe des Drehmomentstellwertes Tc* des Kupplungsmotors 30 und des Drehmomentstellwertes Ta* des Hilfsmotors 40 ist gleich dem Abtriebsdrehmoment-Stellwert Td* (Tc* + Ta* = Td*), der das gewünschte Abtriebsdrehmoment, das der Fahrer fordert, darstellt, und(1) The sum of the torque control value Tc* of the clutch motor 30 and the torque control value Ta* of the auxiliary motor 40 is equal to the output torque control value Td* (Tc* + Ta* = Td*), which represents the desired output torque required by the driver, and

(2) Die Summe des Wirkungsgrades des Energiebetriebes ksc des Kupplungsmotors 30 und eines Wirkungsgrades des Energiebetriebes ksa des Hilfsmotors 40 geben einen maximalen Wirkungsgrad.(2) The sum of the energy operation efficiency ksc of the clutch motor 30 and an energy operation efficiency ksa of the auxiliary motor 40 gives a maximum efficiency.

Der beste Arbeitspunkt von jedem Motor zum Erhalten des maximalen Wirkungsgrades des Energiebetriebes kann aus einer graphischen Darstellung des Wirkungsgrades abgelesen werden, wie diese in der Kenngrößendarstellung von Fig. 13 gezeigt ist. Beispielsweise liegen Arbeitspunkte mit 90% und 92% Wirkungsgrad des Energiebetriebes des Motors auf einer 90%-Wirkungsgradkurve bzw. einer 92% -wirkungsgradkurve in Fig. 13 vor. Da jeder Motor seiner eigenen graphischen Darstellung des Wirkungsgrades folgt, sollten unterschiedliche graphische Darstellungen für den Wirkungsgrad für den Kupplungsmotor 30 und den Hilfsmotor 40 verwendet werden. Die Drehzahl Nc des Kupplungsmotors 30 ist als die Differenz (Nd-Ne) zwischen der in Schritt S180 gelesenen Drehzahl Nd der Antriebswelle 22 und der in Schritt S182 gelesenen Drehzahl Ne des Benzinmotors 50 (Drehzahl der Kurbelwelle 56) gegeben. Die Drehzahl Na des Hilfsmotors 40 ist mit der Drehzahl Nd der Antriebswelle 22 identisch. Wenn die graphische Darstellung des Wirkungsgrades aus Fig. 13 beispielsweise auf den Hilfsmotor 40 angewendet wird, gibt der Hilfsmotor 40, der sich mit der Drehzahl Na=Nd dreht, einen 90%-Wirkungsgrad des Energiebetriebes ksa beim Drehmoment Ta=Ta1 und einen 92% -Wirkungsgrad beim Drehmoment Ta=Ta2. Das Drehmoment Tc, das den maximalen Wirkungsgrad bei der Drehzahl (Nd-Nc) erreicht, wird aus der graphischen Darstellung des Wirkungsgrads des Kupplungsmotors 30 gelesen und dem Drehmomentstellwert Tc* des Kupplungsmotors 30 zugewiesen. Das Drehmoment Ta, das den maximalen Wirkungsgrad bei der Drehzahl Nd erreicht, wird aus der graphischen Darstellung des Wirkungsgrades des Hilfsmotors 40 gelesen und dem Drehmomentstellwert Ta* des Hilfsmotors 40 zugewiesen. Die Drehmomentstellwerte Tc* und Ta*, die auf diese Weise eingestellt wurden, können die vorstehende Bedingung (2) erfüllen.The best operating point of each engine for obtaining maximum power operation efficiency can be read from an efficiency graph as shown in the characteristic graph of Fig. 13. For example, operating points of 90% and 92% power operation efficiency of the engine exist on a 90% efficiency curve and a 92% efficiency curve in Fig. 13, respectively. Since each engine follows its own efficiency graph, different efficiency graphs should be used for the clutch motor 30 and the auxiliary motor 40. The rotational speed Nc of the clutch motor 30 is given as the difference (Nd-Ne) between the rotational speed Nd of the drive shaft 22 read in step S180 and the rotational speed Ne of the gasoline engine 50 (rotational speed of the crankshaft 56) read in step S182. The speed Na of the auxiliary motor 40 is identical to the speed Nd of the drive shaft 22. For example, if the efficiency graph of Fig. 13 is applied to the auxiliary motor 40, the auxiliary motor 40 rotating at the speed Na=Nd gives a 90% efficiency of the energy operation ksa at torque Ta=Ta1 and 92% efficiency at torque Ta=Ta2. The torque Tc that achieves the maximum efficiency at the speed (Nd-Nc) is read from the efficiency graph of the clutch motor 30 and assigned to the torque set value Tc* of the clutch motor 30. The torque Ta that achieves the maximum efficiency at the speed Nd is read from the efficiency graph of the auxiliary motor 40 and assigned to the torque set value Ta* of the auxiliary motor 40. The torque set values Tc* and Ta* set in this way can satisfy the above condition (2).

Wenn der Kupplungsmotor 30 und der Hilfsmotor 40 fast die gleiche Menge an elektrischer Energie verbrauchen, sichert die erfüllte Bedingung (2) die im wesentlichen minimale Summe an durch den Kupplungsmotor 30 und den Hilfsmotor 40 verbrauchter elektrischer Energie ab. Wenn der Kupplungsmotor 30 und der Hilfsmotor 40 im wesentlichen unterschiedliche Beträge an elektrische Energie verbrauchen, kann im Gegensatz dazu durch die erfüllte Bedingung (2) die minimale Summe an durch den Kupplungsmotor 30 und den Hilfsmotor 40 verbrauchter Energie nicht absichern. Das kann z. B. in dem Fall auftreten, in dem die durch den Kupplungsmotor 30 verbrauchte elektrische Energie deutlich größer als die durch den Hilfsmotor 40 verbrauchte elektrische Energie ist. Unter solchen Bedingungen kann die Summe der durch den Kupplungsmotor 30 und den Hilfsmotor 40 verbrauchten elektrischen Energie nicht am Arbeitspunkt, der die hohen Wirkungsgrade von sowohl dem Kupplungsmotor 30 als auch dem Hilfsmotor 40 erreicht, sondern am Arbeitspunkt minimiert werden, der den höheren Wirkungsgrad des Kupplungsmotors 30, jedoch den relativ niedrigeren Wirkungsgrad des Hilfsmotors 40 erreicht. Die verbrauchte Energie des Kupplungsmotors 30 ist jedoch im wesentlichen mit der des Hilfsmotors 40 im allgemeinen identisch. Daher ist, wenn die vorstehende Bedingung (2) erfüllt ist, die Summe der durch den Kupplungsmotor 30 und den Hilfsmotor 40 verbrauchten elektrischen Energie minimiert.When the clutch motor 30 and the auxiliary motor 40 consume almost the same amount of electric power, the satisfied condition (2) ensures the substantially minimum amount of electric power consumed by the clutch motor 30 and the auxiliary motor 40. In contrast, when the clutch motor 30 and the auxiliary motor 40 consume substantially different amounts of electric power, the satisfied condition (2) cannot ensure the minimum amount of energy consumed by the clutch motor 30 and the auxiliary motor 40. This may occur, for example, in the case where the electric power consumed by the clutch motor 30 is significantly larger than the electric power consumed by the auxiliary motor 40. Under such conditions, the sum of the electric energy consumed by the clutch motor 30 and the auxiliary motor 40 can be minimized not at the operating point that achieves the high efficiencies of both the clutch motor 30 and the auxiliary motor 40, but at the operating point that achieves the higher efficiency of the clutch motor 30 but the relatively lower efficiency of the auxiliary motor 40. However, the consumed energy of the clutch motor 30 is substantially identical to that of the auxiliary motor 40 in general. Therefore, if the above condition (2) is satisfied, the The sum of the electrical energy consumed by the clutch motor 30 and the auxiliary motor 40 is minimized.

Die Steuer-CPU 90 berechnet in Schritt S194 die elektrische Gesamtenergie Pm, die durch den Kupplungsmotor 30 und den Hilfsmotor 40 verbraucht wird, aus den Drehmomentstellwerten Tc* und Ta*, die in Schritt S192 eingestellt wurden. Die durch den Kupplungsmotor 30 verbrauchte elektrische Energie Pc ist gegeben durch:The control CPU 90 calculates the total electric energy Pm consumed by the clutch motor 30 and the assist motor 40 from the torque command values Tc* and Ta* set in step S192 in step S194. The electric energy Pc consumed by the clutch motor 30 is given by:

Pc = (1/ksc) · Tc* · (Nd - Nc)Pc = (1/ksc) Tc* (Nd - Nc)

während die durch den Hilfsmotor 40 verbrauchte elektrische Energie Pa ausgedrückt wird als:while the electrical energy Pa consumed by the auxiliary motor 40 is expressed as:

Pa = (1/ksa) · Ta* · Nd.Pa = (1/ksa) · Ta* · Nd.

Die elektrische Gesamtenergie Pm, die durch die zwei Motoren 30 und 40 verbraucht wurde, ist somit gegeben als:The total electrical energy Pm consumed by the two motors 30 and 40 is thus given as:

Pm = Pc + PaPm = Pc + Pa

Das Programm geht dann zu Schritt S196, in dem die Restkapazität BRM der Batterie 94, die durch die Meßeinrichtung 99 für die Restkapazität gemessen wurde, mit einem Referenzwert BPm verglichen wird, der in Abhängigkeit von der verbrauchten Gesamtenergie Pm geändert wird. Gemäß Vorbeschreibung sollte die in der Batterie 94 gespeicherte elektrische Energie die durch den Kupplungsmotor 30 und den Hilfsmotor 40 verbrauchte elektrische Gesamtenergie Pm abdecken. Es ist somit erforderlich, daß die Batterie 94 eine ausreichende Restkapazität aufweist, um die verbrauchte Gesamtenergie Pm abzudecken. In Schritt S196 wird bestimmt, ob die Restkapazität BRM der Batterie 94 größer als der Referenzwert BPm ist, der entsprechend der verbrauchten Gesamtenergie Pm eingestellt wurde. Dieses zeigt, ob die Restkapazität BRm der Batterie 94 ausreicht, um die verbrauchte Gesamtenergie Pm zuzuführen. Wenn die Restkapazität BRM der Batterie 94 nicht größer als der Referenzwert BPm ist und nicht ausreicht, um die verbrauchte Gesamtenergie Pm abzudecken, verläßt das Programm die Routine von Fig. 12.The program then goes to step S196, in which the remaining capacity BRM of the battery 94 measured by the remaining capacity measuring device 99 is compared with a reference value BPm which is changed depending on the total consumed energy Pm. As described above, the electric energy stored in the battery 94 should cover the total electric energy Pm consumed by the clutch motor 30 and the auxiliary motor 40. It is thus necessary that the battery 94 has sufficient remaining capacity to cover the total consumed energy Pm. In step S196, it is determined whether the remaining capacity BRM of the battery 94 is larger than the reference value BPm which has been set in accordance with the total consumed energy Pm. This shows whether the remaining capacity BRm of the battery 94 is sufficient to cover the consumed total energy Pm. If the remaining capacity BRM of the battery 94 is not greater than the reference value BPm and is not sufficient to cover the consumed total energy Pm, the program exits the routine of Fig. 12.

Wenn die Restkapazität BRM der Batterie 94 größer als der Referenzwert BPm ist, geht das Programm andrerseits zu Schritt S198, um den Kupplungsmotor 30 zu steuern, zu Schritt S200, um den Hilfsmotor 40 zu steuern, und zu Schritt S202, um den Benzinmotor 50 zu steuern. Die Steuerprozeduren des Kupplungsmotors 30 und des Hilfsmotors 40 sind ähnlich denen der Fig. 7 und 8 im ersten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel wird jedoch der Hilfsmotor 40 gesteuert, um nicht den regenerativen Betrieb, sondern den Energiebetrieb im dritten Ausführungsbeispiel auszuführen. Es ist festzuhalten, daß das durch den Hilfsmotor 40 im dritten Ausführungsbeispiel erzeugte Drehmoment zum im ersten Ausführungsbeispiel erzeugten Drehmoment entgegengesetzt wirkt, d. h. in Richtung der Rotation der Antriebswelle 22, und daß der Drehmomentstellwert Ta* ein umgekehrtes Vorzeichen hat. Der Benzinmotor 50 wird gesteuert, um mit dem höchstmöglichen Wirkungsgrad angetrieben zu werden. Aus Gründen der Zweckmäßigkeit der Darstellung sind die Steuervorgänge des Kupplungsmotors 30, des Hilfsmotors 40 und des Benzinmotors 50 als getrennte Schritte gezeigt. Bei der tatsächlichen Prozedur werden diese Steuervorgänge im Komplex ausgeführt. Beispielsweise steuert die Steuer-CPU 90 gleichzeitig den Kupplungsmotor 30 und den Hilfsmotor 40 durch Unterbrech- Verarbeitung, während zur gleichen Zeit ein Befehl zur EFIECU 70 mittels Kommunikation übertragen wird, um den Benzinmotor 50 gleichzeitig zu steuern.On the other hand, when the remaining capacity BRM of the battery 94 is larger than the reference value BPm, the program goes to step S198 to control the clutch motor 30, to step S200 to control the auxiliary motor 40, and to step S202 to control the gasoline engine 50. The control procedures of the clutch motor 30 and the auxiliary motor 40 are similar to those of Figs. 7 and 8 in the first embodiment. However, unlike the first embodiment, the auxiliary motor 40 is controlled to perform not the regenerative operation but the power operation in the third embodiment. Note that the torque generated by the auxiliary motor 40 in the third embodiment acts in the opposite direction to the torque generated in the first embodiment, i.e., in the direction of rotation of the drive shaft 22, and the torque control value Ta* has an inverted sign. The gasoline engine 50 is controlled to be driven at the highest possible efficiency. For convenience of illustration, the control operations of the clutch motor 30, the auxiliary motor 40 and the gasoline engine 50 are shown as separate steps. In the actual procedure, these control operations are carried out in complex. For example, the control CPU 90 simultaneously controls the clutch motor 30 and the auxiliary motor 40 by interrupt processing, while at the same time transmitting a command to the EFIECU 70 by communication to control the gasoline engine 50 simultaneously.

Fig. 14 ist eine graphische Darstellung, die einen durch den Kupplungsmotor 30 verbrauchten Energiebetrag und einen durch den Hilfsmotor 40 verbrauchten Energiebetrag entsprechend der Steuerprozedur von Fig. 12 darstellt. Der Benzinmotor 50, der mit einer Verbrennungsmotordrehzahl Ne und einem Verbrennungsmotordrehmoment Te angetrieben wird, gibt Energie in einem Bereich Ge ab. Der Kupplungsmotor 30 verbraucht Energie in einem Bereich Gc, die als elektrische Energie von der Batterie 94 zugeführt wird, und führt den Energiebetrieb aus, um zu ermöglichen, daß sich die Antriebswelle 22 mit der Drehzahl Nd dreht, die höher als die Drehzahl Ne der Kurbelwelle 56 des Benzinmotors 50 ist. Der Hilfsmotor 40 verbraucht Energie in einem Bereich Ga, die als elektrische Energie von der Batterie 94 zugeführt wurde, und führt den Energiebetrieb aus, um das Abtriebsdrehmoment Td der Antriebswelle 22 um das durch den Hilfsmotor 40 erzeugte Drehmoment Ta zu erhöhen.Fig. 14 is a graph showing an amount of energy consumed by the clutch motor 30 and an amount of energy consumed by the auxiliary motor 40 according to the control procedure of Fig. 12. The gasoline engine 50 driven at an engine speed Ne and an engine torque Te outputs power in a range Ge. The clutch motor 30 consumes power in a range Gc supplied as electric power from the battery 94 and performs the power operation to allow the drive shaft 22 to rotate at the speed Nd higher than the speed Ne of the crankshaft 56 of the gasoline engine 50. The auxiliary motor 40 consumes power in a range Ga supplied as electric power from the battery 94 and performs the power operation to increase the output torque Td of the drive shaft 22 by the torque Ta generated by the auxiliary motor 40.

Fig. 15 zeigt einen Energiefluß zwischen dem Benzinmotor 50, dem Kupplungsmotor 30, dem Hilfsmotor 40 und der Batterie 94. Die mechanische Energie (TexNe) im Bereich Ge, die durch den Benzinmotor 50 erzeugt wurde, wird zum Kupplungsmotor 30 übertragen. Der Kupplungsmotor 30 wandelt die elektrische Energie im Bereich Gc (TcxNc), die von der Batterie 94 zugeführt wurde, in mechanische Energie um und addiert die umgewandelte mechanische Energie zur mechanischen Energie im Bereich Ge (TexNe), die vom Benzinmotor 50 übertragen wurde. Die Summe der mechanischen Energie (TcxNd) wird dementsprechend vom Kupplungsmotor 30 zum Hilfsmotor 40 übertragen. Der Hilfsmotor 40 wandelt elektrische Energie im Bereich Ga (TaxNd) in mechanische Energie um und addiert die umgewandelte mechanische Energie zur mechanischen Energie (TcxNd), die vom Kupplungsmotor 30 übertragen wurde. Die mechanische Gesamtenergie (TdxNd) wird anschließend zur Antriebswelle 22 ausgegeben.Fig. 15 shows a flow of energy between the gasoline engine 50, the clutch motor 30, the auxiliary motor 40, and the battery 94. The mechanical energy (TexNe) in the region Ge generated by the gasoline engine 50 is transmitted to the clutch motor 30. The clutch motor 30 converts the electrical energy in the region Gc (TcxNc) supplied from the battery 94 into mechanical energy and adds the converted mechanical energy to the mechanical energy in the region Ge (TexNe) transmitted from the gasoline engine 50. The sum of the mechanical energy (TcxNd) is accordingly transmitted from the clutch motor 30 to the auxiliary motor 40. The auxiliary motor 40 converts electrical energy in the range Ga (TaxNd) into mechanical energy and adds the converted mechanical energy to the mechanical energy (TcxNd) transmitted from the clutch motor 30. The total mechanical energy (TdxNd) is then output to the drive shaft 22.

Der Prozeß des dritten Ausführungsbeispiels ermöglicht, daß sowohl der Kupplungsmotor 30 als auch der Hilfsmotor 40 den Energiebetrieb ausführen. Die Antriebswelle 22 nimmt dementsprechend die Summe des Drehmoments Tc, das durch den Kupplungsmotor 30 erzeugt wurde, und des Drehmoment Ta, das durch den Hilfsmotor 40 erzeugt wurde, auf, wobei beide in Rotationsrichtung der Antriebswelle 22 wirken. Dieses ergibt ein großes Abtriebsdrehmoment Td der Antriebswelle 22, das gleich (Tc+Ta) ist. Die Struktur des dritten Ausführungsbeispiels wird in dem Fall bevorzugt, in dem das große Abtriebsdrehmoment Td erforderlich ist, z. B. wenn das Fahrzeug auf eine Neigung gerät oder wenn der Fahrer beim Fahren mit hoher Geschwindigkeit auf der Autobahn oder Fernverkehrsstraße ein anderes Fahrzeug überholen möchte.The process of the third embodiment allows both the clutch motor 30 and the auxiliary motor 40 to perform the power operation. The drive shaft 22 accordingly takes the sum of the torque Tc generated by the clutch motor 30 and the torque Ta generated by the assist motor 40, both acting in the rotational direction of the drive shaft 22. This results in a large output torque Td of the drive shaft 22 which is equal to (Tc+Ta). The structure of the third embodiment is preferable in the case where the large output torque Td is required, for example, when the vehicle is going on a slope or when the driver wants to overtake another vehicle while driving at high speed on the highway or highway.

Der Kupplungsmotor 30 und der Hilfsmotor 40 werden gesteuert, um die Summe des Wirkungsgrades des Energiebetriebs ksc des Kupplungsmotors 30 und des Wirkungsgrades des Energiebetriebes ksa des Hilfsmotors 40 zu maximieren. Dieses verringert wirksam den Energieverlust im Kupplungsmotor 30 und Hilfsmotor 40 und setzt die im wesentlichen minimale Summe der durch den Kupplungsmotors 30 und den Hilfsmotor 40 verbrauchten elektrischen Energie um, wodurch der Kraftstoffverbrauch des Benzinmotors 50 verbessert wird.The clutch motor 30 and the auxiliary motor 40 are controlled to maximize the sum of the power operation efficiency ksc of the clutch motor 30 and the power operation efficiency ksa of the auxiliary motor 40. This effectively reduces the energy loss in the clutch motor 30 and auxiliary motor 40 and realizes the substantially minimum sum of the electric energy consumed by the clutch motor 30 and the auxiliary motor 40, thereby improving the fuel consumption of the gasoline engine 50.

Einige Beispiele für die Abwandlung der vorstehenden Ausführungsbeispiele sind nachstehend aufgeführt.Some examples of modifications to the above embodiments are listed below.

Bei der Struktur der in Fig. 1 gezeigten Energieabgabevorrichtung 20 sind der Kupplungsmotor 30 und der Hilfsmotor 40 an unterschiedlichen Positionen der Antriebswelle 22 getrennt befestigt. Wie bei einer in Fig. 16 dargestellten modifizierten Energieabgabevorrichtung 20A können jedoch der Kupplungsmotor und der Hilfsmotor einstückig miteinander verbunden sein. Ein Kupplungsmotor 30A der Energieabgabevorrichtung 20A weist einen Innenrotor 34, der mit der Kurbelwelle 56 Verbindung herstellt, und einen Außenrotor 32A, der mit der Antriebswelle 22 verbunden ist, auf. Dreiphasenspulen 36 sind am Innenrotor 34 befestigt und Dauermagneten 35A sind am Außenrotor 32A in einer solchen weisen angeordnet, daß die Außenfläche und die Innenfläche von diesen unterschiedliche Magnetpole haben. Ein Hilfsmotor 40A weist den Außenrotor 32A des Kupplungsmotors 30A und einen Stator 43 auf, an dem Dreiphasenspulen 44 montiert sind. Bei dieser Struktur arbeitet der Außenrotor 32A des Kupplungsmotors 30A ebenfalls als ein Rotor des Hilfsmotors 40A. Da die Dreiphasenspulen 36 am Innenrotor 34, der die Verbindung zur Kurbelwelle 56 herstellt, montiert sind, ist ein Drehwandler 38 zum Zuführen von Energie zu den Dreiphasenspulen 36 des Kupplungsmotors 30A an der Kurbelwelle 56 befestigt.In the structure of the power output device 20 shown in Fig. 1, the clutch motor 30 and the auxiliary motor 40 are separately attached to different positions of the drive shaft 22. However, as in a modified power output device 20A shown in Fig. 16, the clutch motor and the auxiliary motor may be integrally connected to each other. A clutch motor 30A of the power output device 20A has an inner rotor 34 that connects to the crankshaft 56 and an outer rotor 32A that connects to the drive shaft 22. Three-phase coils 36 are attached to the inner rotor 34 and permanent magnets 35A are attached to the outer rotor 32A in such a manner that are arranged such that the outer surface and the inner surface thereof have different magnetic poles. An auxiliary motor 40A comprises the outer rotor 32A of the clutch motor 30A and a stator 43 on which three-phase coils 44 are mounted. In this structure, the outer rotor 32A of the clutch motor 30A also functions as a rotor of the auxiliary motor 40A. Since the three-phase coils 36 are mounted on the inner rotor 34 which connects to the crankshaft 56, a rotary converter 38 for supplying power to the three-phase coils 36 of the clutch motor 30A is fixed to the crankshaft 56.

Bei der Energieabgabevorrichtung 20A wird die an die Dreiphasenspulen 36 am Innenrotor 34 angelegte Spannung gegenüber dem Innenflächenmagnetpol der am Außenrotor 32A angeordneten Dauermagneten 35A gesteuert. Dieses ermöglicht, daß der Kupplungsmotor 30A in der gleichen Weise wie der Kupplungsmotor 30 der in Fig. 1 gezeigten Energieabgabevorrichtung 20 arbeitet. Die an die Dreiphasenspulen 44 am Stator 43 angelegte Spannung wird gegenüber dem Außenflächenmagnetpol der Dauermagneten 35A, die am Außenrotor 32A angeordnet sind, gesteuert. Dieses ermöglicht, daß der Hilfsmotor 40A in der gleichen Weise wie der Hilfsmotor 40 der Energieabgabevorrichtung 20 arbeitet. Die Steuerprozeduren, die als erstes bis drittes Ausführungsbeispiel vorstehend diskutiert wurden, sind auf die in Fig. 16 gezeigte Energieabgabevorrichtung 20A anwendbar, die dementsprechend die gleichen Wirkungen wie die in Fig. 1 gezeigte Energieabgabevorrichtung 20 hat.In the power output device 20A, the voltage applied to the three-phase coils 36 on the inner rotor 34 is controlled with respect to the inner surface magnetic pole of the permanent magnets 35A arranged on the outer rotor 32A. This enables the clutch motor 30A to operate in the same manner as the clutch motor 30 of the power output device 20 shown in Fig. 1. The voltage applied to the three-phase coils 44 on the stator 43 is controlled with respect to the outer surface magnetic pole of the permanent magnets 35A arranged on the outer rotor 32A. This enables the auxiliary motor 40A to operate in the same manner as the auxiliary motor 40 of the power output device 20. The control procedures discussed as the first to third embodiments above are applicable to the power output device 20A shown in Fig. 16, which accordingly has the same effects as the power output device 20 shown in Fig. 1.

Bei der Energieabgabevorrichtung 20A von Fig. 16 sind der Kupplungsmotor 30A und der Hilfsmotor 40A einstückig miteinander verbunden, was die Länge der Energieabgabevorrichtung 20A entlang der Antriebswelle 22 verkürzt. Der Außenrotor 32A arbeitet gleichzeitig als einer der Rotoren im Kupplungsmotor 30A und als Rotor des Hilfsmotor 40A, wodurch die Große und das Gewicht der gesamten Energieabgabevorrichtung 20A wirksam verringert wird.In the energy output device 20A of Fig. 16, the clutch motor 30A and the auxiliary motor 40A are integrally connected to each other, which shortens the length of the energy output device 20A along the drive shaft 22. The outer rotor 32A simultaneously functions as one of the rotors in the clutch motor 30A and as the rotor of the auxiliary motor 40A, thereby effectively reducing the size and weight of the entire energy delivery device 20A.

Bei der modifzierten Struktur, in der der Außenrotor 32A als einer der Rotoren im Kupplungsmotor 30A und als Rotor des Hilfsmotor 40A arbeitet, wird bewirkt, daß sich der Kupplungsmotor 30A und der Hilfsmotor 40A magnetisch beeinflussen und dadurch eine negative Wirkung aufeinander haben. Um die große magnetische Beeinflussung zu verhindern, kann der Außenrotor 32A als eine Doppelzylinderstruktur mit zwei konzentrischen Zylindern aufgebaut sein. Einer der Zylinder ist dem Rotor des Kupplungsmotors 30A zugeordnet und der andere dem Rotor des Hilfsmotors 40A. Die zwei Zylinder, die um einen vorbestimmten Abstand voneinander entfernt sind, sind mit der Antriebswelle 22 verbunden. Ein magnetisches Abschirmelement zum Blockieren der magnetischen Kraftlinien ist bei der Verhinderung der magnetischen Beeinflussung ebenfalls wirksam.In the modified structure in which the outer rotor 32A functions as one of the rotors in the clutch motor 30A and as the rotor of the auxiliary motor 40A, the clutch motor 30A and the auxiliary motor 40A are caused to magnetically interfere with each other and thereby have a negative effect on each other. In order to prevent the large magnetic interference, the outer rotor 32A may be constructed as a double cylinder structure having two concentric cylinders. One of the cylinders is associated with the rotor of the clutch motor 30A and the other with the rotor of the auxiliary motor 40A. The two cylinders, which are spaced apart by a predetermined distance, are connected to the drive shaft 22. A magnetic shield member for blocking the magnetic lines of force is also effective in preventing the magnetic interference.

Obwohl der Hilfsmotor 40 in der Energieabgabevorrichtung 20 von Fig. 1 an der Antriebswelle 22 befestigt ist, kann bei einer weiteren Energieabgabevorrichtung 20B, die in Fig. 17 gezeigt ist, ein Hilfsmotor 40B an der Kurbelwelle 56 des Benzinmotors 50 befestigt sein.Although the auxiliary motor 40 is attached to the drive shaft 22 in the power output device 20 of Fig. 1, in another power output device 20B shown in Fig. 17, an auxiliary motor 40B may be attached to the crankshaft 56 of the gasoline engine 50.

Die Energieabgabevorrichtung 20B von Fig. 17 hat mit der Ausnahme, daß der Hilfsmotor 40B an der Kurbelwelle 56 befestigt ist, die sich zwischen dem Benzinmotor 50 und einem Kupplungsmotor 30B befindet, eine ähnliche Struktur wie die Energieabgabevorrichtung 20 Fig. 1. Bei der Energieabgabevorrichtung 20B von Fig. 17 sind ähnliche Elemente wie bei der Energieabgabevorrichtung 20 von Fig. 1 durch die gleichen Bezugszeichen oder Symbole gezeigt und werden diese hier nicht erläutert. Die in der vorstehenden Beschreibung verwendeten Symbole haben eine ähnliche Bedeutung, sofern es nicht anders spezifiziert wurde.The power output device 20B of Fig. 17 has a similar structure to the power output device 20 of Fig. 1, except that the auxiliary motor 40B is attached to the crankshaft 56, which is located between the gasoline engine 50 and a clutch motor 30B. In the power output device 20B of Fig. 17, similar elements to those in the power output device 20 of Fig. 1 are shown by the same reference numerals or symbols and will not be explained here. The symbols used in the above description have a similar meaning unless otherwise specified.

Nachfolgend wird der Betrieb der in Fig. 17 gezeigten Energieabgabevorrichtung 20B beschrieben. Beispielhaft wird angenommen, daß der Benzinmotor 50 mit einem Drehmoment Te und einer Drehzahl Ne angetrieben werden. Wenn der Kurbelwelle 56 durch den mit der Kurbelwelle 56 verbundenen Hilfsmotor 40B ein Drehmoment Ta hinzugefügt wird, wirkt folglich die Summe der Drehmomente (Te+Ta) auf die Kurbelwelle 56. Wenn der Kupplungsmotor 30B gesteuert wird, um das Drehmoment Tc, das gleich der Summe der Drehmomente (Te+Ta) ist, zu erzeugen, wird das Drehmoment Tc (=Te+Ta) anschließend vom Kupplungsmotor 3OB zur Antriebswelle 22 übertragen.The operation of the power output device 20B shown in Fig. 17 will be described below. For example, it is assumed that the gasoline engine 50 is driven with a torque Te and a speed Ne. When a torque Ta is added to the crankshaft 56 by the auxiliary motor 40B connected to the crankshaft 56, the sum of the torques (Te+Ta) therefore acts on the crankshaft 56. When the clutch motor 30B is controlled to generate the torque Tc equal to the sum of the torques (Te+Ta), the torque Tc (=Te+Ta) is then transmitted from the clutch motor 30B to the drive shaft 22.

Wenn das Fahrzeug in einem normalen Antriebszustand angetrieben wird, d. h. wenn die Drehzahl Nd der Antriebswelle 22 niedriger als die Drehzahl Ne des Benzinmotors 50 ist (Nd< Ne), regeneriert der Kupplungsmotor 30B elektrische Energie auf der Grundlage der Drehzahldifferenz Nc zwischen der Drehzahl Ne des Benzinmotors 50 und der Drehzahl Nd der Antriebswelle 22. Die regenerierte Energie wird dem Hilfsmotor 40B über die erste und zweite Antriebsschaltung 91 und 92 zugeführt, um den Hilfsmotor 40B zu aktivieren. Unter der Annahme, daß das Drehmoment Ta des Hilfsmotors 40B auf einen Wert gesetzt ist, der ermöglicht, daß der Hilfsmotor 40B elektrische Energie verbraucht, die im wesentlichen mit der durch den Kupplungsmotor 30B regenerierten elektrischen Energie identisch ist, wird eine freie Drehmomentumwandlung für die vom Benzinmotor 50 abgegebene Energie innerhalb eines Bereiches erlaubt, der die Beziehung der nachfolgenden Gleichung (6) erfüllt. Da die Beziehung der Gleichung (6) den Idealzustand mit einem Wirkungsgrad von 100% darstellt, ist (TcxNd) im tatsächlichen Zustand ein wenig kleiner als (TexNe):When the vehicle is driven in a normal driving state, that is, when the rotational speed Nd of the drive shaft 22 is lower than the rotational speed Ne of the gasoline engine 50 (Nd< Ne), the clutch motor 30B regenerates electric energy based on the rotational speed difference Nc between the rotational speed Ne of the gasoline engine 50 and the rotational speed Nd of the drive shaft 22. The regenerated energy is supplied to the auxiliary motor 40B via the first and second drive circuits 91 and 92 to activate the auxiliary motor 40B. Assuming that the torque Ta of the auxiliary motor 40B is set to a value that allows the auxiliary motor 40B to consume electric energy substantially identical to the electric energy regenerated by the clutch motor 30B, free torque conversion for the energy output from the gasoline engine 50 is permitted within a range that satisfies the relationship of the following equation (6). Since the relationship of the equation (6) represents the ideal state with an efficiency of 100%, (TcxNd) is a little smaller than (TexNe) in the actual state:

Te · Ne = Tc · Nd (6)Te · Ne = Tc · Nd (6)

Fig. 18 ein graphische Darstellung, die einen durch den Kupplungsmotor 30B regenerierten Energiebetrag und einen durch den Hilfsmotor 40B verbrauchten Energiebetrag schematisch zeigt. Im Beispiel von Fig. 18 wird die Kurbelwelle 56 des Benzinmotors 50 mit einer Drehzahl Ne und einem Drehmoment Te angetrieben, während die Antriebswelle 22 mit einer Drehzahl Nd und einem Drehmoment Td angetrieben wird. Der Kupplungsmotor 30B regeneriert Energie in einem Bereich Gc als elektrische Energie. Die regenerierte Energie wird dem Hilfsmotor 40B als Energie in einem Bereich Ga zugeführt, die durch den Hilfsmotor 40B verbraucht wird.Fig. 18 is a graph schematically showing an amount of energy regenerated by the clutch motor 30B and an amount of energy consumed by the auxiliary motor 40B. In the example of Fig. 18, the crankshaft 56 of the gasoline engine 50 is driven at a speed Ne and a torque Te, while the drive shaft 22 is driven at a speed Nd and a torque Td. The clutch motor 30B regenerates energy in a range Gc as electric energy. The regenerated energy is supplied to the auxiliary motor 40B as energy in a range Ga, which is consumed by the auxiliary motor 40B.

Wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit auf der Autobahn oder Fernverkehrsstraße gefahren wird, d. h. wenn die Drehzahl Nd der Antriebswelle 22 höher als die Drehzahl Ne des Benzinmotors 50 ist (Nd> Ne), arbeitet der Kupplungsmotors 30B als ein normaler Motor. Der Kupplungsmotor 30B verbessert dementsprechend die Rotationsgeschwindigkeit des Innenrotors 34 bezüglich des Außenrotors 32. Unter der Annahme, daß das Drehmoment Ta des Hilfsmotors 40B auf einen negativen Wert gesetzt ist, um zu ermöglichen, daß der Hilfsmotor 40B Energie erzeugt, die im wesentlichen mit der durch den Kupplungsmotor 30B verbrauchten elektrischen Energie äquivalent ist, wird eine freie. Drehmomentumwandlung für die vom Benzinmotor 50 abgegebene Energie innerhalb eines Bereiches, der die Beziehung der vorstehenden Gleichung (6) erfüllt, ebenfalls ermöglicht.When the vehicle is driven at high speed on the highway or highway, that is, when the rotational speed Nd of the drive shaft 22 is higher than the rotational speed Ne of the gasoline engine 50 (Nd>Ne), the clutch motor 30B operates as a normal motor. The clutch motor 30B accordingly improves the rotational speed of the inner rotor 34 with respect to the outer rotor 32. Assuming that the torque Ta of the auxiliary motor 40B is set to a negative value to allow the auxiliary motor 40B to generate power substantially equivalent to the electric power consumed by the clutch motor 30B, free torque conversion for the power output from the gasoline engine 50 is also enabled within a range satisfying the relationship of the above equation (6).

Mit nur einer geringen Abwandlung sind die vorstehend als erstes bis drittes Ausführungsbeispiel diskutierten Steuerprozeduren ebenfalls auf die in Fig. 17 gezeigte Energieabgabevorrichtung 20B anwendbar, die dementsprechend die gleichen Wirkungen wie die in Fig. 1 gezeigte Energieabgabevorrichtung 20 hat. Die erforderliche Abwandlung der Steuerprozeduren wird kurz beschrieben.With only a slight modification, the control procedures discussed above as the first to third embodiments are also applicable to the energy output device 20B shown in Fig. 17, which accordingly has the same effects as the energy output device 20 shown in Fig. 1. The required modification of the control procedures will be briefly described.

Wenn die Steuerprozedur des ersten Ausführungsbeispiels durch die Energieabgabevorrichtung 20 von Fig. 1 ausgeführt wird, wird der Drehmomentstellwert Tc* des Kupplungsmotors 30 in Schritt S92 im Fließbild von Fig. 6 gleich dem Soll-Verbrennungsmotordrehmoment Te* gesetzt. Bei der Energieabgabevorrichtung 20B von Fig. 17 sollte jedoch der Drehmomentstellwert Tc* des Kupplungsmotors 30B gleich dem Abtriebsdrehmoment-Stellwert Td* gesetzt werden.When the control procedure of the first embodiment is executed by the power output device 20 of Fig. 1, the torque command value Tc* of the clutch motor 30 is set equal to the target engine torque Te* in step S92 in the flowchart of Fig. 6. However, in the power output device 20B of Fig. 17, the torque command value Tc* of the clutch motor 30B should be set equal to the output torque command value Td*.

Der Drehmomentstellwert Ta* des Hilfsmotors 40 wird in Schritt S98 von Fig. 6 im ersten Ausführungsbeispiel oder in Schritt S172 von Fig. 10 im zweiten Ausführungsbeispiel entsprechend der Gleichung berechnet, die wie folgt ausgedrückt ist:The torque control value Ta* of the assist motor 40 is calculated in step S98 of Fig. 6 in the first embodiment or in step S172 of Fig. 10 in the second embodiment according to the equation expressed as follows:

Ta* = Pa/(KsaxNd)Ta* = Pa/(KsaxNd)

Bei der Energieabgabevorrichtung 20B von Fig. 17 sollte die Berechnung geändert werden zu:For the energy delivery device 20B of Fig. 17, the calculation should be changed to:

Ta* = Pa/(KsaxNe)Ta* = Pa/(KsaxNe)

Während bei der Struktur des ersten Ausführungsbeispiels die Energieabgabevorrichtung 20 von Fig. 1 den in Fig. 9 gezeigten Energiefluß hat, gibt die Energieabgabevorrichtung 20B von Fig. 17 einen unterschiedlichen Energiefluß. Genauer gesagt wird bei der Energieabgabevorrichtung 20B der in Fig. 9 gezeigte Energiefluß zu dem in Fig. 19 gezeigten Energiefluß geändert. Bei der Energieabgabevorrichtung 20B, wie diese in Fig. 19 gezeigt ist, wird die durch den Benzinmotor 50 erzeugte mechanische Energie (TexNe) als erstes zum Hilfsmotor 40B übertragen. Der Hilfsmotor 40B wandelt einen Teil der übertragenen mechanischen Energie in elektrische Energie (TaxNe) um und führt die umgewandelte elektrische Energie (TaxNe) zum Kupplungsmotor 30B, während die verbleibende mechanische Energie (TdxNe) zum Kupplungsmotor 30B direkt übertragen wird. Der Kupplungsmotor 30B wandelt die vom Hilfsmotor 40B zugeführte elektrische Energie (TaxNe) in mechanische Energie (TcxNc) um und addiert die umgewandelte mechanische Energie (TcxNc) zum Rest der mechanischen Energie (TdxNe), der vom Hilfsmotor 40B übertragen wurde. Die gesamte mechanische Energie (TdxNd) wird anschließend zur Antriebswelle 22 ausgegeben.While in the structure of the first embodiment, the power output device 20 of Fig. 1 has the energy flow shown in Fig. 9, the power output device 20B of Fig. 17 outputs a different energy flow. More specifically, in the power output device 20B, the energy flow shown in Fig. 9 is changed to the energy flow shown in Fig. 19. In the power output device 20B as shown in Fig. 19, the mechanical energy (TexNe) generated by the gasoline engine 50 is first transmitted to the auxiliary motor 40B. The auxiliary motor 40B converts a part of the transmitted mechanical energy into electrical energy (TaxNe) and supplies the converted electrical energy (TaxNe) to the clutch motor 30B, while the remaining mechanical energy Energy (TdxNe) is directly transmitted to the clutch motor 30B. The clutch motor 30B converts the electrical energy (TaxNe) supplied from the auxiliary motor 40B into mechanical energy (TcxNc) and adds the converted mechanical energy (TcxNc) to the remainder of the mechanical energy (TdxNe) transmitted from the auxiliary motor 40B. The total mechanical energy (TdxNd) is then output to the drive shaft 22.

Wenn die Steuerprozedur des dritten Ausführungsbeispiels durch die Energieabgabevorrichtung 20 von Fig. 1 ausgeführt wird, werden der Drehmomentstellwert Tc* des Kupplungsmotors 30 und der Drehmomentstellwert Ta* des Hilfsmotors 40 eingestellt, um die zwei spezifischen Bedingungen zu erfüllen, die vorstehend in Schritt S192 im Fließbild von Fig. 12 diskutiert wurden. Bei der Energieabgabevorrichtung 20B von Fig. 17 sollte jedoch der Drehmomentstellwert Tc* des Kupplungsmotors 30 gleich dem Abtriebsdrehmoment-Stellwert Td* gesetzt werden. Der Drehmomentstellwert Ta* des Hilfsmotors 40 sollte eingestellt werden, um die folgenden Gleichung zu erfüllen und den maximalen Wirkungsgrad des Energiebetriebes ksa umzusetzen:When the control procedure of the third embodiment is carried out by the power output device 20 of Fig. 1, the torque command value Tc* of the clutch motor 30 and the torque command value Ta* of the auxiliary motor 40 are set to satisfy the two specific conditions discussed above in step S192 in the flow chart of Fig. 12. However, in the power output device 20B of Fig. 17, the torque command value Tc* of the clutch motor 30 should be set equal to the output torque command value Td*. The torque command value Ta* of the auxiliary motor 40 should be set to satisfy the following equation and realize the maximum power operation efficiency ksa:

Ta* + Te* = Td*Ta* + Te* = Td*

wobei Te* ein Soll-Verbrennungsmotordrehmoment oder einen Drehmomentstellwert des Benzinmotors 50 darstellt. Das Soll-Verbrennungsmotordrehmoment Te* des Benzinmotors 50 sollte eingestellt werden, um die vorstehende Gleichung zu erfüllen und den möglichst höchsten Wirkungsgrad umzusetzen. Das Soll-Verbrennungsmotordrehmoment Te* des Benzinmotors 50 wird im Prozeß der Steuerung des Benzinmotors 50 in Schritt S202 im Fließbild von Fig. 12 verwendet.where Te* represents a target engine torque or a torque setpoint of the gasoline engine 50. The target engine torque Te* of the gasoline engine 50 should be set to satisfy the above equation and realize the highest possible efficiency. The target engine torque Te* of the gasoline engine 50 is used in the process of controlling the gasoline engine 50 in step S202 in the flowchart of Fig. 12.

Die durch den Hilfsmotor 40 verbrauchte elektrische Energie Pa wird in Schritt S194 von Fig. 12 im dritten Ausführungsbeispiel entsprechend der Gleichung berechnet, die wie folgt ausgedrückt wird:The electric power Pa consumed by the auxiliary motor 40 is calculated in step S194 of Fig. 12 in the third Example calculated according to the equation which is expressed as follows:

Pa = (1/ksa) · Ta* · NdPa = (1/ksa) · Ta* · Nd

Bei der Energieabgabevorrichtung 20B von Fig. 17 sollte die Berechnung geändert werden zu:For the energy delivery device 20B of Fig. 17, the calculation should be changed to:

Pa = (1/ksa) · Ta* · NePa = (1/ksa) · Ta* · Ne

Bei der Struktur des dritten Ausführungsbeispiels gibt die Energieabgabevorrichtung 20B von Fig. 17, während die Energieabgabevorrichtung 20 von Fig. 1 den in Fig. 15 gezeigten Energiefluß hat, einen unterschiedlichen Energiefluß. Der Kupplungsmotor 30B und der Hilfsmotor 40B wechseln in der Zeichnung von Fig. 15 die Plätze. Bei der Energieabgabevorrichtung 20B wird die durch den Benzinmotor 50 erzeugte mechanische Energie im Bereich Ge (TexNe) als erstes zum Hilfsmotor 40B übertragen. Der Hilfsmotor 40B wandelt die von der Batterie 94 zugeführte elektrische Energie (TaxNd) in mechanische Energie um und addiert die umgewandelte mechanische Energie zur mechanischen Energie im Bereich Ge (TexNe), die vom Benzinmotor 50 übertragen wurde. Die Summe der mechanischen Energie (TdxNe) wird dementsprechend vom Hilfsmotor 40B zum Kupplungsmotor 30B übertragen. Der Kupplungsmotor 30B wandelt die elektrische Energie (TcxNc), die von der Batterie 94 zugeführt wurde, in mechanische Energie um und addiert die umgewandelte mechanische Energie zur vom Hilfsmotor 40B übertragenen mechanischen Energie (TdxNe). Die gesamte mechanische Energie (TdxNd) wird anschließend zur Antriebswelle 22 ausgegeben.In the structure of the third embodiment, while the power output device 20 of Fig. 1 has the energy flow shown in Fig. 15, the power output device 20B of Fig. 17 outputs a different energy flow. The clutch motor 30B and the auxiliary motor 40B switch places in the drawing of Fig. 15. In the power output device 20B, the mechanical energy in the region Ge (TexNe) generated by the gasoline engine 50 is first transmitted to the auxiliary motor 40B. The auxiliary motor 40B converts the electric energy (TaxNd) supplied from the battery 94 into mechanical energy and adds the converted mechanical energy to the mechanical energy in the region Ge (TexNe) transmitted from the gasoline engine 50. The sum of the mechanical energy (TdxNe) is accordingly transmitted from the auxiliary motor 40B to the clutch motor 30B. The clutch motor 30B converts the electrical energy (TcxNc) supplied from the battery 94 into mechanical energy and adds the converted mechanical energy to the mechanical energy (TdxNe) transmitted from the auxiliary motor 40B. The total mechanical energy (TdxNd) is then output to the drive shaft 22.

Die vorstehend diskutieren Abwandlungen ermöglichen, daß die Energieabgabevorrichtung 20B von Fig. 17 das erste bis dritte Ausführungsbeispiel ausführt und die gleichen Wirkungen hat.The modifications discussed above enable the energy output device 20B of Fig. 17 to implement the first to third embodiments and have the same effects.

Bei der Energieabgabevorrichtung 20B von Fig. 17 ist der Hilfsmotor 40B an der Kurbelwelle 56 befestigt, die sich zwischen dem Benzinmotor 50 und dem Kupplungsmotor 30B befindet. Wie bei einer anderen Energieabgabevorrichtung 20C, die in Fig. 20 dargestellt ist, kann der Benzinmotor 50 jedoch zwischen einen Kupplungsmotor 30C und einen an der Kurbelwelle 56 befestigten Hilfsmotor 40C zwischengefügt sein. Die Steuerprozeduren, die durch die Energieabgabevorrichtung 20B von Fig. 17 ausgeführt werden, sind ebenfalls auf die Energieabgabevorrichtung 20C anwendbar, die dementsprechend die gleichen Operationen und Wirkungen umsetzt.In the power output device 20B of Fig. 17, the auxiliary motor 40B is fixed to the crankshaft 56, which is located between the gasoline engine 50 and the clutch motor 30B. However, as with another power output device 20C shown in Fig. 20, the gasoline engine 50 may be interposed between a clutch motor 30C and an auxiliary motor 40C fixed to the crankshaft 56. The control procedures performed by the power output device 20B of Fig. 17 are also applicable to the power output device 20C, which accordingly implements the same operations and effects.

Bei der Energieabgabevorrichtung 20B von Fig. 17 sind der Kupplungsmotor 30B und der Hilfsmotor 40B getrennt an unterschiedlichen Position der Kurbelwelle 56 befestigt. Wie bei einer in Fig. 21 gezeigten Energieabgabevorrichtung 20D können jedoch ein Kupplungsmotor 30D und ein Hilfsmotor 40D einstückig miteinander verbunden sein, der Kupplungsmotor 30D der Energieabgabevorrichtung 20D weist einen Außenrotor 32D, der mit der Kurbelwelle 56 Verbindung herstellt, und einen mit der Antriebswelle 22 verbundenen Innenrotor 34 auf. Dreiphasenspulen 36 sind am Innenrotor 34 befestigt und Dauermagneten 35D sind am Außenrotor 32D in einer solchen Weise angeordnet, daß die Außenfläche und die Innenfläche von diesen unterschiedliche Magnetpole haben. Der Hilfsmotor 40D weist den Außenrotor 32D des Kupplungsmotors 30D und einen Stator 43 auf, an dem Dreiphasenspulen 44 montiert sind. Bei dieser Struktur arbeiten der Außenrotor 32D des Kupplungsmotors 30D ebenfalls als ein Rotor des Hilfsmotor 40D.In the power output device 20B of Fig. 17, the clutch motor 30B and the auxiliary motor 40B are separately fixed to different positions of the crankshaft 56. As in a power output device 20D shown in Fig. 21, however, a clutch motor 30D and an auxiliary motor 40D may be integrally connected to each other, the clutch motor 30D of the power output device 20D has an outer rotor 32D connecting to the crankshaft 56, and an inner rotor 34 connected to the drive shaft 22. Three-phase coils 36 are fixed to the inner rotor 34, and permanent magnets 35D are arranged on the outer rotor 32D in such a manner that the outer surface and the inner surface thereof have different magnetic poles. The auxiliary motor 40D includes the outer rotor 32D of the clutch motor 30D and a stator 43 on which three-phase coils 44 are mounted. In this structure, the outer rotor 32D of the clutch motor 30D also functions as a rotor of the auxiliary motor 40D.

Bei der Energieabgabevorrichtung 20D wird die Spannung, die an die Dreiphasenspulen 36 am Innenrotor 34 angelegt ist, gegenüber dem Innenflächemagnetpol der Dauermagneten 35D, die am Außenrotor 32D angeordnet sind, gesteuert.In the energy output device 20D, the voltage applied to the three-phase coils 36 on the inner rotor 34 is controlled relative to the inner surface magnetic pole of the permanent magnets 35D arranged on the outer rotor 32D.

Dieses ermöglicht, daß der Kupplungsmotor 30D in der gleichen Weise wie der Kupplungsmotor 30B der in Fig. 17 gezeigten Energieabgabevorrichtung 20B arbeitet. Die Spannung, die an die Dreiphasenspulen 44 am Stator 43 angelegt ist, wird gegenüber dem Außenflächenmagnetpol der Dauermagneten 35D, die am Außenrotor 32D angeordnet sind, gesteuert. Das ermöglicht, daß der Hilfsmotor 40D in der gleichen Weise wie der Hilfsmotor 40B der Energieabgabevorrichtung 20B arbeitet. Die vorstehend diskutierten Steuerprozeduren des ersten bis dritten Ausführungsbeispiels sind ebenfalls auf die in Fig. 21 gezeigte Energieabgabevorrichtung 20D anwendbar, die dementsprechend die gleichen Wirkungen wie die in Fig. 17 gezeigte Energieabgabevorrichtung 20B hat.This enables the clutch motor 30D to operate in the same manner as the clutch motor 30B of the power output device 20B shown in Fig. 17. The voltage applied to the three-phase coils 44 on the stator 43 is controlled with respect to the outer surface magnetic pole of the permanent magnets 35D arranged on the outer rotor 32D. This enables the auxiliary motor 40D to operate in the same manner as the auxiliary motor 40B of the power output device 20B. The control procedures of the first to third embodiments discussed above are also applicable to the power output device 20D shown in Fig. 21, which accordingly has the same effects as the power output device 20B shown in Fig. 17.

Wie bei der Energieabgabevorrichtung 20A von Fig. 16 sind bei der Energieabgabevorrichtung 20D von Fig. 21 der Kupplungsmotor 30D und der Hilfsmotor 40D einstückig miteinander verbunden, was die Länge der Energieabgabevorrichtung 20D entlang der Antriebswelle 22 verkürzt. Der Außenrotor 32D funktioniert gleichzeitig als einer der Rotoren im Kupplungsmotor 30D und als Rotor des Hilfsmotors 40D, wodurch die Größe und das Gewicht der gesamten Energieabgabevorrichtung 20D wirksam verringert werden.As with the power output device 20A of Fig. 16, in the power output device 20D of Fig. 21, the clutch motor 30D and the auxiliary motor 40D are integrally connected to each other, which shortens the length of the power output device 20D along the drive shaft 22. The outer rotor 32D simultaneously functions as one of the rotors in the clutch motor 30D and the rotor of the auxiliary motor 40D, thereby effectively reducing the size and weight of the entire power output device 20D.

Bei allen Strukturen der Fig. 1, 16, 17, 20 und 21 weist die Energieabgabevorrichtung den Hilfsmotor 40 sowie den Kupplungsmotor 30 auf. Die Schnellgangsteuerung kann jedoch durch die Struktur von Fig. 1 ohne den Hilfsmotor 40 umgesetzt werden. Bei dieser modifizierten Struktur ohne den Hilfsmotor 40 wird der Kupplungsmotor 30 gesteuert, um den Energiebetrieb unter Verwendung der in der Batterie 94 gespeicherten elektrischen Energie auszuführen. Das ermöglicht, daß sich die Antriebswelle 22 mit einer Drehzahl, die höher als die der Kurbelwelle 56 des Benzinmotors 50 ist, dreht und daß das Drehmoment, das mit dem Verbrennungsmotordrehmoment des Benzinmotors 50 identisch ist, ausgegeben wird. Entsprechend einer konkreten Prozedur steuert die Steuer-CPU 90 die erste Antriebsschaltung 91, um in der Batterie 94 gespeicherte elektrische Energie dem Kupplungsmotor 30 über die erste Antriebsschaltung 91 zuzuführen und damit der Kupplungsmotor 30 den Energiebetrieb ausführt, so daß sich die Antriebswelle 22 mit einer Drehzahl dreht, die höher als die der Kurbelwelle 56 ist.In all the structures of Figs. 1, 16, 17, 20 and 21, the power output device includes the auxiliary motor 40 and the clutch motor 30. However, the overdrive control can be implemented by the structure of Fig. 1 without the auxiliary motor 40. In this modified structure without the auxiliary motor 40, the clutch motor 30 is controlled to perform the power operation using the electric energy stored in the battery 94. This allows the drive shaft 22 to rotate at a speed higher than that of the crankshaft 56 of the gasoline engine 50 and the torque identical to the engine torque of the gasoline engine 50 to be output. According to a concrete procedure the control CPU 90 controls the first drive circuit 91 to supply electric power stored in the battery 94 to the clutch motor 30 via the first drive circuit 91 and to cause the clutch motor 30 to perform the power operation so that the drive shaft 22 rotates at a speed higher than that of the crankshaft 56.

Fig. 22 zeigt einen Energiefluß zwischen dem Benzinmotor 50, dem Kupplungsmotor 30 und der Batterie 94. Durch den Benzinmotor 50 erzeugte mechanische Energie wird zum Kupplungsmotor 30 übertragen. Der Kupplungsmotor 30 wandelt von der Batterie 94 zugeführte elektrische Energie in mechanische Energie um und addiert die umgewandelte mechanische Energie zur mechanischen Energie, die vom Benzinmotor 50 übertragen wurde. Die Summe der mechanischen Energie wird dementsprechend von Kupplungsmotor 30 zur Antriebswelle 22 ausgegeben.Fig. 22 shows a flow of energy between the gasoline engine 50, the clutch motor 30, and the battery 94. Mechanical energy generated by the gasoline engine 50 is transmitted to the clutch motor 30. The clutch motor 30 converts electrical energy supplied from the battery 94 into mechanical energy and adds the converted mechanical energy to the mechanical energy transmitted from the gasoline engine 50. The sum of the mechanical energy is accordingly output from the clutch motor 30 to the drive shaft 22.

Der durch Benzin angetriebene Benzinmotor 50 wird in den vorstehenden Energieabgabevorrichtungen als Verbrennungsmotor verwendet. Das Prinzip der Erfindung ist jedoch auf andere Motoren mit innerer Verbrennung und andere Motoren mit äußerer Verbrennung anwendbar, wie z. B. Dieselmotoren, Turbinenmotoren und Strahltriebwerke.The gasoline engine 50 driven by gasoline is used as an internal combustion engine in the above power output devices. However, the principle of the invention is applicable to other internal combustion engines and other external combustion engines, such as diesel engines, turbine engines and jet engines.

In den vorstehend beschriebenen Energieabgabevorrichtungen werden Dauermagnet(PM)-Synchronmotoren für den Kupplungsmotor 30 und den Hilfsmotor 40 verwendet. Sowohl für den regenerativen Betrieb als auch den Energiebetrieb können andere Motoren wie Synchronmotoren mit änderbarer Reluktanz (VR), Feinstellmotoren, Gleichstrommotoren, Induktionsmotoren und Supraleitmotoren verwendet werden, während Schrittmotoren nur für den Energiebetrieb anwendbar sind.In the energy delivery devices described above, permanent magnet (PM) synchronous motors are used for the clutch motor 30 and the auxiliary motor 40. For both regenerative operation and energy operation, other motors such as variable reluctance (VR) synchronous motors, fine-tuning motors, DC motors, induction motors and superconducting motors can be used, while stepper motors are only applicable for energy operation.

Bei den vorstehend diskutierten Ausführungsbeispielen ist der Außenrotor 32 des Kupplungsmotor 30 mit der Kurbelwelle 56 verbunden, während der Innenrotor 34 mit der Antriebswelle 22 verbunden ist. Alternativ dazu kann der Außenrotor 32 mit der Antriebswelle 22 verbunden sein und der Innenrotor 34 mit der Kurbelwelle 56. Statt des Außenrotors 32 und des Innenrotors 34 können Scheibenrotoren, die zueinander weisen, verwendet werden.In the embodiments discussed above, the outer rotor 32 of the clutch motor 30 is connected to the crankshaft 56, while the inner rotor 34 is connected to the drive shaft 22. Alternatively, the outer rotor 32 can be connected to the drive shaft 22 and the inner rotor 34 to the crankshaft 56. Instead of the outer rotor 32 and the inner rotor 34, disc rotors that face each other can be used.

Der Drehwandler 38, der als Einrichtung zum Übertragen von elektrischer Energie zum Kupplungsmotor 30 verwendet wird, kann durch einen Schleifring-Bürsten-Kontakt, einen Schleifring-Quecksilber-Kontakt, eine Halbleiterkupplung mit magnetischer Energie oder ähnliches ersetzt werden.The rotary converter 38 used as a means for transmitting electric energy to the clutch motor 30 may be replaced by a slip ring-brush contact, a slip ring-mercury contact, a semiconductor clutch with magnetic energy or the like.

Bei den vorstehenden Energieabgabevorrichtungen werden für die erste und zweite Antriebsschaltung 91 und 92 Transistorinverter verwendet. Andere Beispiele, die bei den Antriebsschaltungen 91 und 92 einsetzbar sind, weisen IGBT- Inverter (Inverter mit Bipolar-Transistor mit isolierter Torelektrode), Thyristor-Inverter, Spannungs- PWM(Impulsbreitenmodulation)-Inverter, Rechteckwellen- Inverter (Spannungsinverter und Strominverter) und Resonanzinverter auf.In the above power output devices, transistor inverters are used for the first and second drive circuits 91 and 92. Other examples usable for the drive circuits 91 and 92 include IGBT inverters (Insulated Gate Bipolar Transistor inverters), thyristor inverters, voltage PWM (Pulse Width Modulation) inverters, square wave inverters (voltage inverters and current inverters), and resonance inverters.

Die Batterie 94 kann Pb-Zellen, NiMH-Zellen, Li-Zellen oder ähnlichen Zellen aufweisen. Statt der Batterie 94 kann ein Kondensator verwendet werden. Die Batterie 94 arbeitet ebenfalls als eine Einrichtung zum Absorbieren der regenerierten Energie. Eine Vielzahl von elektrischer Ausrüstung (z. B. Beleuchtungsanlagen, Tonanlagen und Kühleinrichtungen), die am Fahrzeug außer der Batterie 94 montiert sind, können als Einrichtung zum Absorbieren von regenerierter Energie verwendet werden.The battery 94 may comprise Pb cells, NiMH cells, Li cells, or similar cells. A capacitor may be used instead of the battery 94. The battery 94 also functions as a means for absorbing the regenerated energy. A variety of electrical equipment (e.g., lighting equipment, sound equipment, and cooling equipment) mounted on the vehicle other than the battery 94 may be used as a means for absorbing regenerated energy.

Obwohl die Energieabgabevorrichtung in den vorstehenden Ausführungsbeispielen am Fahrzeug montiert ist, kann diese an anderen Transporteinrichtungen wie Schiffen und Flugzeugen sowie an einer Vielzahl an Industriemaschinen montiert werden.Although the energy delivery device is mounted on the vehicle in the above embodiments, it can be mounted on other transport devices such as ships and aircraft and can be mounted on a variety of industrial machines.

Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung wird durch den Inhalt der beiliegenden Ansprüche begrenzt.The scope of the present invention is limited by the content of the appended claims.

Claims (15)

1. Energieabgabevorrichtung zur Abgabe von Energie zu einer Antriebswelle (22), wobei die Energieabgabevorrichtung aufweist:1. Energy delivery device for delivering energy to a drive shaft (22), the energy delivery device comprising: einen Verbrennungsmotor (50) mit einer Abtriebswelle (56),an internal combustion engine (50) with an output shaft (56), einen ersten Motor (30) mit einem mit der Abtriebswelle (56) des Verbrennungsmotors verbundenen ersten Rotor und einem mit der Antriebswelle (22) verbundenen zweiten Rotor, wobei der zweite Rotor bezüglich des ersten Rotors koaxial und drehbar angeordnet ist und wobei der erste und der zweite Rotor elektromagnetisch miteinander gekoppelt sind, wodurch zwischen der Abtriebswelle (56) des Verbrennungsmotors und der Antriebswelle (22) über die elektromagnetische Kopplung des ersten und des zweiten Rotors Energie übertragen wird,a first motor (30) with a first rotor connected to the output shaft (56) of the internal combustion engine and a second rotor connected to the drive shaft (22), the second rotor being arranged coaxially and rotatably with respect to the first rotor and the first and second rotors being electromagnetically coupled to one another, whereby energy is transmitted between the output shaft (56) of the internal combustion engine and the drive shaft (22) via the electromagnetic coupling of the first and second rotors, eine Antriebseinrichtung (91) für den ersten Motor zum Austauschen von elektrischen Strömen mit dem ersten Motor (30), um die elektromagnetische Kopplung des ersten Rotors mit dem zweiten Rotor zu ändern,a drive device (91) for the first motor for exchanging electrical currents with the first motor (30) in order to change the electromagnetic coupling of the first rotor with the second rotor, einen zweiten Motor (40), der einen Stator und einen dritten Rotor aufweist, der entweder mit der Antriebswelle (22) oder der Abtriebswelle (56) des Verbrennungsmotors verbunden ist, wobei der Stator mit dem dritten Rotor elektromagnetisch gekoppelt ist, unda second motor (40) having a stator and a third rotor connected to either the drive shaft (22) or the output shaft (56) of the internal combustion engine, the stator being electromagnetically coupled to the third rotor, and eine Antriebseinrichtung (92) für den zweiten Motor zum Austauschen von elektrischen Strömen mit dem zweiten Motor, um die elektromagnetische Kopplung des Stators mit dem dritten Rotor zu ändern,a drive device (92) for the second motor for exchanging electrical currents with the second motor, in order to change the electromagnetic coupling of the stator with the third rotor, gekennzeichnet durchmarked by eine Steuereinrichtung (90) zum Steuern der Antriebsschaltung für den ersten und für den zweiten Motor, um die Drehzahlen der Antriebswelle (22) und der Abtriebswelle (56) des Verbrennungsmotors einzustellen, so daß die Drehzahl der Antriebswelle (22) höher als die Drehzahl der Abtriebswelle (56) ist.a control device (90) for controlling the drive circuit for the first and second motors to adjust the speeds of the drive shaft (22) and the output shaft (56) of the internal combustion engine so that the speed the drive shaft (22) is higher than the speed of the output shaft (56). 2. Energieabgabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung (90) eine Einrichtung zum Steuern der Antriebsschaltung (92) für den zweiten Motor, um zu ermöglichen, daß der zweite Motor (40) elektrische Energie erzeugt, und zum Steuern der Antriebschaltung (91) für den ersten Motor, um die erzeugte elektrische Energie dem ersten Motor (30) zum Antrieb des ersten Motors zuzuführen, aufweist.2. The power output device according to claim 1, wherein the control means (90) comprises means for controlling the drive circuit (92) for the second motor to enable the second motor (40) to generate electrical energy and for controlling the drive circuit (91) for the first motor to supply the generated electrical energy to the first motor (30) for driving the first motor. 3. Energieabgabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Energieabgabevorrichtung ferner aufweist:3. Energy delivery device according to claim 1, wherein the energy delivery device further comprises: eine Speichereinrichtung (94) zum Speichern von elektrischer Energie und wobei die Steuereinrichtung (90) eine Einrichtung zum Steuern der Antriebseinrichtung (92) für den zweiten Motor, um zu ermöglichen, daß der zweite Motor (40) elektrische Energie erzeugt, und zum Steuern der Antriebsschaltung (91) für den ersten Motor, um die erzeugte elektrische Energie und die in der Speichereinrichtung (94) gespeicherte elektrische Energie dem ersten Motor (30) zum Antrieb des ersten Motors zuzuführen, aufweist.a storage device (94) for storing electrical energy and wherein the control device (90) comprises means for controlling the drive device (92) for the second motor to enable the second motor (40) to generate electrical energy and for controlling the drive circuit (91) for the first motor to supply the generated electrical energy and the electrical energy stored in the storage device (94) to the first motor (30) to drive the first motor. 4. Energieabgabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Energieabgabevorrichtung ferner aufweist:4. The energy delivery device of claim 1, wherein the energy delivery device further comprises: eine Speichereinrichtung (90) zum Speichern von elektrischer Energie, unda storage device (90) for storing electrical energy, and wobei die Steuereinrichtung (90) eine Einrichtung zum Steuern der Antriebsschaltung (92) für den zweiten Motor, um zu ermöglichen, daß der zweite Motor (40) elektrische Energie erzeugt, und zum Steuern der Antriebsschaltung (91) für den ersten Motor, um die erzeugte elektrische Energie dem ersten Motor (30) zum Antrieb des ersten Motor und zumindest teilweise der Speichereinrichtung (90) zum Speichern zuzuführen, aufweist.wherein the control device (90) comprises means for controlling the drive circuit (92) for the second motor to enable the second motor (40) to generate electrical energy and for controlling the drive circuit (91) for the first motor to supply the generated electrical energy to the first motor (30) for driving the first motor and at least partially to the storage device (90) for storing it. 5. Energieabgabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Energieabgabevorrichtung ferner aufweist:5. The energy delivery device of claim 1, wherein the energy delivery device further comprises: eine Speichereinrichtung (94) zum Speichern von elektrischer Energie, unda storage device (94) for storing electrical energy, and wobei die Steuereinrichtung (90) eine Einrichtung zum Steuern der Antriebseinrichtung (91) für den ersten Motor, um die elektrische Energie von der Speichereinrichtung dem ersten Motor (30) zum Antrieb des ersten Motors zuzuführen, aufweist.wherein the control device (90) comprises means for controlling the drive device (91) for the first motor, in order to supply the electrical energy from the storage device to the first motor (30) for driving the first motor. 6. Energieabgabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Energieabgabevorrichtung ferner aufweist:6. The energy delivery device of claim 1, wherein the energy delivery device further comprises: eine Speichereinrichtung (94) zum Speichern von elektrischer Energie, unda storage device (94) for storing electrical energy, and wobei die Steuereinrichtung (90) eine Einrichtung zum Steuern der Antriebsschaltung (92) für den zweiten Motor, um elektrische Energie von der Speichereinrichtung (94) dem zweiten Motor (40) zum Antrieb des zweiten Motor zuzuführen, und zum Steuern der Antriebsschaltung (91) für den ersten Motor, um elektrische Energie von der Speichereinrichtung (94) dem ersten Motor (30) zum Antrieb des ersten Motors zuzuführen, aufweist.wherein the control device (90) comprises means for controlling the drive circuit (92) for the second motor to supply electrical energy from the storage device (94) to the second motor (40) for driving the second motor, and for controlling the drive circuit (91) for the first motor to supply electrical energy from the storage device (94) to the first motor (30) for driving the first motor. 7. Energieabgabevorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Steuereinrichtung (90) eine Einrichtung zum Steuern der Antriebsschaltung (91) für den ersten Motor und der Antriebsschaltung (92) für den zweiten Motor aufweist, um den ersten Motor (30) und den zweiten Motor (40) anzutreiben, so daß eine Summe von elektrischer Energie, die durch den ersten Motor (30) und den zweiten Motor (40) verbraucht wird, unter einer spezifizierten Bedingung minimiert ist.7. A power output device according to claim 6, wherein the control means (90) comprises means for controlling the drive circuit (91) for the first motor and the drive circuit (92) for the second motor to drive the first motor (30) and the second motor (40) so that a sum of electric power consumed by the first motor (30) and the second motor (40) is minimized under a specified condition. 8. Energieabgabevorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Steuereinrichtung (90) eine Einrichtung zum Steuern der Antriebsschaltung (91) für den ersten Motor und der Antriebsschaltung (92) für den zweiten Motor aufweist, um den ersten Motor (30) und den zweiten Motor (40) anzutreiben, so daß ein Gesamtwirkungsgrad des ersten Motors und des zweiten Motors unter einer spezifizierten Bedingung maximiert ist.8. An energy output device according to claim 7, wherein the control means (90) comprises means for controlling the drive circuit (91) for the first motor and the drive circuit (92) for the second motor to drive the first motor (30) and the second motor (40), so that an overall efficiency of the first motor and the second motor is maximized under a specified condition. 9. Energieabgabevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der dritte Rotor9. Energy delivery device according to one of the preceding claims, wherein the third rotor am zweiten Rotor montiert ist, der mit der mit dem dritten Rotor verbundenen Antriebswelle (22) verbunden ist, oderis mounted on the second rotor, which is connected to the drive shaft (22) connected to the third rotor, or am ersten Rotor montiert ist, der mit der mit dem dritten Rotor verbundenen Abtriebswelle (56) verbunden ist.mounted on the first rotor, which is connected to the output shaft (56) connected to the third rotor. 10. Verfahren zum Steuern einer Energieabgabevorrichtung zur Abgabe von Energie zu einer Antriebswelle (22), wobei das Verfahren die Schritte aufweist:10. A method for controlling an energy delivery device for delivering energy to a drive shaft (22), the method comprising the steps of: (a) Vorsehen eines Verbrennungsmotors (50) mit einer Abtriebswelle (56), eines ersten Motors (30) mit einem mit der Abtriebswelle (56) des Verbrennungsmotors verbundenen ersten Rotor und einem mit der Antriebswelle (22) verbunde- nen zweiten Rotor, wobei der zweite Rotor bezüglich des ersten Rotors koaxial und drehbar angeordnet ist und wobei der erste und der zweite Rotor elektromagnetisch miteinander gekoppelt sind, wodurch zwischen der Abtriebswelle (56) des Verbrennungsmotors und der Antriebswelle (22) über die elektromagnetische Kopplung des ersten und des zweiten Rotors Energie übertragen wird, eines zweiten Motors (40) mit einem Stator und einem dritten Rotor, der mit der Antriebswelle (22) oder der Abtriebswelle (56) verbunden ist, wobei der Stator mit dem dritten Rotor elektromagnetisch gekoppelt ist,(a) providing an internal combustion engine (50) with an output shaft (56), a first motor (30) with a first rotor connected to the output shaft (56) of the internal combustion engine and a second rotor connected to the drive shaft (22), wherein the second rotor is arranged coaxially and rotatably with respect to the first rotor and wherein the first and second rotors are electromagnetically coupled to one another, whereby energy is transmitted between the output shaft (56) of the internal combustion engine and the drive shaft (22) via the electromagnetic coupling of the first and second rotors, a second motor (40) with a stator and a third rotor which is connected to the drive shaft (22) or the output shaft (56), wherein the stator is electromagnetically coupled to the third rotor, gekennzeichnet durch den Schritt descharacterized by the step of (b) Einstellens der Drehzahlen der Antriebswelle (22) und der Abtriebswelle (56) des Verbrennungsmotors durch eine Steuereinrichtung (90), die den ersten Motor (30) und den zweiten Motor (40) steuert, so daß die Drehzahl der Antriebswelle (22) höher als die Drehzahl der Abtriebswelle (56) ist.(b) adjusting the speeds of the drive shaft (22) and the output shaft (56) of the internal combustion engine by a control device (90) which controls the first motor (30) and the second motor (40) so that the speed of the drive shaft (22) is higher than the speed of the output shaft (56). 11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Schritt (b) die Schritte aufweist:11. The method of claim 10, wherein step (b) comprises the steps: (b-1) Ermöglichen, daß der zweite Motor (40) elektrische Energie erzeugt, und(b-1) enabling the second motor (40) to generate electrical energy, and (b-2) Zuführen der erzeugen elektrischen Energie zum ersten Motor (30) zum Antrieb des ersten Motors.(b-2) Supplying the generated electrical energy to the first motor (30) for driving the first motor. 12. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Schritt (a) den Schritt des Vorsehens einer Speichereinrichtung (94) zum Speichern von elektrischer Energie aufweist, und12. The method of claim 10, wherein step (a) comprises the step of providing a storage device (94) for storing electrical energy, and wobei der Schritt (b) die Schritte aufweist:wherein step (b) comprises the steps of: (b-1) Ermöglichen, daß der zweite Motor (40) elektrische Energie erzeugt, und(b-1) enabling the second motor (40) to generate electrical energy, and (b-2) Zuführen der erzeugten elektrischen Energie und der in der Speichereinrichtung (94) gespeicherten elektrischen Energie zum ersten Motor zum Antrieb des ersten Motors (30).(b-2) supplying the generated electrical energy and the electrical energy stored in the storage device (94) to the first motor for driving the first motor (30). 13. Verfahren nach Anspruch 10,13. Method according to claim 10, wobei der Schritt (a) den Schritt des Vorsehens einer Speichereinrichtung (94) zum Speichern von elektrischer Energie aufweist, undwherein step (a) comprises the step of providing a storage device (94) for storing electrical energy, and der Schritt (b) die Schritte aufweist:step (b) comprises the steps: (b-1) Ermöglichen, daß der zweite Motor (40) elektrische Energie erzeugt, und(b-1) enabling the second motor (40) to generate electrical energy, and (b-2) Zuführen der erzeugten elektrischen Energie zum ersten Motor (30) zum Antrieb des ersten Motors und zumindest teilweise zur Speichereinrichtung (94) zum Speichern.(b-2) supplying the generated electrical energy to the first motor (30) for driving the first motor and at least partially to the storage device (94) for storage. 14. Verfahren nach Anspruch 10, wobei14. The method of claim 10, wherein der Schritt (a) den Schritt des Vorsehens einer Speichereinrichtung (94) zum Speichern von elektrischer Energie aufweist, undstep (a) comprises the step of providing a storage device (94) for storing electrical energy, and der Schritt (b) den Schritt des Zuführens der elektrischen Energie von der Speichereinrichtung (94) zum ersten Motor (30) zum Antrieb des ersten Motors aufweist.step (b) comprises the step of supplying the electrical energy from the storage device (94) to the first motor (30) for driving the first motor. 15. Verfahren zum Steuern einer Energieabgabevorrichtung nach Anspruch 10,15. A method for controlling an energy delivery device according to claim 10, wobei der Schritt (a) den Schritt des Vorsehens einer Speichereinrichtung (94) zum Speichern von elektrischer Energie aufweist, undwherein step (a) comprises the step of providing a storage device (94) for storing electrical energy, and Sehritt (b) die Schritte aufweist:Step (b) comprises the steps: (b-1) Zuführen der elektrischen Energie von der Speichereinrichtung (94) zum zweiten Motor (40) zum Antrieb des zweiten Motors, und(b-1) supplying the electrical energy from the storage device (94) to the second motor (40) for driving the second motor, and (b-2) Zuführen der elektrischen Energie von der Speichereinrichtung (94) zum ersten Motor (30) zum Antrieb des ersten Motors.(b-2) supplying the electrical energy from the storage device (94) to the first motor (30) for driving the first motor.
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