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Die vorliegende Erfindung beansprucht die Vorteile der
japanischen Patentanmeldungen Nr. 2014-182352 , eingereicht am 8. September 2014 beim japanischen Patentamt, deren Offenbarungen durch Bezugnahme hierin aufgenommen werden.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem für ein Fahrzeug, das eine mechanische Ölpumpe, die von einem Primärantrieb angetrieben wird, beispielsweise von einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor, und eine elektrische Ölpumpe aufweist, die von ihrem eigenen Elektromotor aktiviert wird.
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Erörterung des Standes der Technik
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JP-A-2006-283809 beschreibt ein automatisches Getriebe ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor-Start/Stopp-System und einem Hydraulikkreis für die Betätigung von Reibeingriffselementen wie einer Kupplung und einer Bremse. Der Hydraulikkreis weist eine hydraulische Leistungsquelle auf, die eine mechanische Ölpumpe, die von einem Verbrennungsmotor angetrieben wird, und eine elektrische Ölpumpe beinhaltet, die von ihrem eigenen Elektromotor angetrieben wird, bei dem es sich nicht um den Primärantrieb des Fahrzeugs handelt. Eine Abgabe- bzw. Förderseite der elektrischen Ölpumpe ist über ein Rückschlagventil auf eine solche Weise mit einer Abflussleitung für die mechanische Ölpumpe verbunden, dass ein Rückfluss des von der mechanischen Ölpumpe geförderten Öls verhindert wird. Um den Druck des Öls, das von der elektrischen Ölpumpe gefördert wird, auf einen vorgegebenen Pegel zu regulieren, ist ein Regelventil zwischen der elektrischen Ölpumpe und einer stromaufwärtigen Seite des Rückschlagventils angeordnet. Wenn der Verbrennungsmotor durch das Verbrennungsmotor-Start/Stopp-System angehalten wird, wird die elektrische Ölpumpe angetrieben, um hydraulischen Druck zu erzeugen, und das unter Druck stehende Öl wird zum automatischen Getriebe geliefert.
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JP-A-2009-127859 beschreibt ebenfalls ein Getriebe mit einem Verbrennungsmotor-Start/Stopp-System. Das von
JP-A-2009-127859 gelehrte Getriebe umfasst ebenfalls einen Hydraulikkreis, eine elektrische Ölpumpe und eine mechanische Ölpumpe, die vom Primärantrieb angetrieben wird. Gemäß den Lehren von
JP-A-2009-127859 wird eine Drehschieberpumpe, durch die Öl fließen kann, auch wenn die Pumpe angehalten ist, als die mechanische Ölpumpe verwendet, und eine Getriebepumpe, durch die kein Öl fließen kann, wenn die Pumpe angehalten ist, wird als die elektrische Ölpumpe verwendet.
JP-A-2009-127859 beschreibt auch einen Hydraulikkreis, in dem die mechanische Pumpe parallel zur elektrischen Ölpumpe angeordnet ist, als Stand der Technik.
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Wie von
JP-A-2006-283809 und
JP-A-2009-127859 gelehrt, sind das Fahrzeug mit dem Verbrennungsmotor-Start/Stopp-System und das Hybridfahrzeug mit dem Verbrennungsmotor und dem Elektromotor als Primärantrieb nicht nur mit der mechanischen Ölpumpe, die vom Verbrennungsmotor angetrieben wird, sondern auch mit der elektrischen Ölpumpe ausgestattet, die von ihrem eigenen Elektromotor angetrieben wird, bei dem es sich nicht um den Primärantrieb handelt. Bei dieser Art von Fahrzeugen kann eine Ölzufuhr durch die elektrische Ölpumpe fortgesetzt werden, auch wenn die mechanische Ölpumpe durch Anhalten des Fahrzeugs angehalten wird.
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In dem Fahrzeug, das sowohl die mechanische Ölpumpe als auch die elektrische Ölpumpe aufweist, werden ein Rückschlagventil und ein Regelventil in dem hydraulischen System verwendet, um Öl von diesen Pumpen zu Stellen zu liefern, wo Öl benötigt wird. Das Rückschlagventil ist dafür ausgelegt, ein Rückfließen des von einer der Ölpumpen geförderten Öls zu verhindern. In dem von
JP-A-2006-283809 gelehrten Getriebe ist das Regelventil so eingerichtet, dass es den Druck des Öls, das von der elektrischen Ölpumpe gefördert wird, auf einen gewünschten Pegel reguliert. Somit werden in dem Fahrzeug, das sowohl die mechanische Ölpumpe als auch die elektrische Ölpumpe aufweist, das Rückschlagventil und das Regelventil in dem Hydrauliksystem verwendet, und somit müssen Abmessungen und Kosten des Hydrauliksystems im Vergleich zu herkömmlichen Fahrzeugen, die keine elektrische Ölpumpe aufweisen, erhöht werden.
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Die vorliegende Erfindung wurde aufgrund der oben genannten technischen Probleme gemacht, und daher ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung die Verkleinerung eines Hydrauliksystems für ein Fahrzeug, das mechanische und elektrische Ölpumpen aufweist, und die Senkung für deren Kosten.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Das Hydrauliksystem der vorliegenden Erfindung wird auf ein Fahrzeug angewendet, das aufweist: eine erste Ölpumpe, die von einem Primärantrieb eines Fahrzeugs angetrieben wird, um Hydraulikdruck zu erzeugen; eine zweite Ölpumpe, die von ihrem eigenen Elektromotor angetrieben wird, bei dem es sich nicht um einen Elektromotor handelt, der als Primärantrieb dient, um Hydraulikdruck zu erzeugen; eine Stelle, an der Öl benötigt wird und zu der das von der ersten Ölpumpe und der zweiten Ölpumpe geförderte Öl geliefert wird; ein erstes Rückschlagventil, das zwischen einer Stelle, an der Öl benötigt wird und zu der das von der ersten Ölpumpe oder der zweiten Ölpumpe geförderte Öl geliefert wird, angeordnet ist und das dafür ausgelegt ist, durch Öffnen einer Einlauföffnung das Öl nur in einer Richtung von der ersten Ölpumpe zu der Stelle, an der Öl benötigt wird, fließen zu lassen; und ein zweites Rückschlagventil, das zwischen der Stelle, an der Öl benötigt wird, und der zweiten Ölpumpe angeordnet ist und das dafür ausgelegt ist, durch Öffnen einer Einlauföffnung das Öl nur in einer Richtung von der zweiten Ölpumpe zu der Stelle, an der Öl benötigt wird, fließen zu lassen. Das erste Rückschlagventil weist einen ersten Durchlass als Einlauföffnung, der mit einem Ablauf der ersten Ölpumpe verbunden ist, einen zweiten Durchlass, der mit einer Ablauföffnung des zweiten Rückschlagventils verbunden ist, und einen dritten Durchlass auf, der mit der Stelle, an der Öl benötigt wird, verbunden ist. Das erste Rückschlagventil ist dafür ausgelegt, durch Öffnen des ersten Durchlasses eine Verbindung zwischen diesen drei Durchlässen herzustellen. Außerdem weist das erste Rückschlagventil ferner eine Durchleitung auf, die es dem Öl ermöglicht, auch dann zwischen dem zweiten Durchlass und dem dritten Durchlass zu fließen, wenn der erste Durchlass geschlossen ist.
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Die Durchleitung durch das erste Rückschlagventil kann als Durchflussregler für das Öl dienen, das auf einem durch das zweite Rückschlagventil führenden Leitungsweg von der zweiten Ölpumpe zu der Stelle, an der Öl benötigt wird, fließt.
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Das Öl, das durch die Durchleitung fließt, kann zu der Stelle, an der Öl benötigt wird, geliefert werden, wo eine benötigte Ölmenge relativ klein ist.
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Das Hydrauliksystem kann auf ein Hybridfahrzeug angewendet werden, das aufweist: einen Verbrennungsmotor, einen ersten Elektromotor und einen zweiten Elektromotor, die als Primärantrieb dienen; eine Planetengetriebeeinheit, die als Leistungsverteilungsvorrichtung dient, die durch eine Differentialwirkung Leistung des Verbrennungsmotors auf den ersten Elektromotor und auf ein Abtriebselement verteilt; und ein Getriebe, das mit dem zweiten Elektromotor verbunden ist und das die Leistung zwischen dem Abtriebselement und den Antriebsrädern überträgt. In diesem Fall wird das Öl, das durch die Durchleitung fließt, zumindest zur Planetengetriebeeinheit geliefert.
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Im Hydrauliksystem beinhaltet die Hydraulikquelle die erste Ölpumpe, die vom Primärantrieb angetrieben wird, und die elektrische Ölpumpe, die von ihrem eigenen Elektromotor angetrieben wird. Die erste und die zweite Ölpumpe sind mit dem ersten bzw. dem zweiten Rückschlagventil ausgestattet, um ein Rückfließen des von ihnen abgegebenen Öls zu verhindern. Das erste Rückschlagventil dient auch als Teil eines Ölleitungswegs, der den Ablauf des zweiten Rückschlagventils mit den Stellen verbindet, an denen Öl benötigt wird. Zu diesem Zweck ist das erste Rückschlagventil mit der Durchleitung versehen, die eine Verbindung zwischen dem Ablauf des zweiten Rückschlagventils und den Stellen, an denen Öl benötigt wird, auch dann ermöglicht, wenn es geschlossen ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Hydrauliksystem somit verkleinert werden, indem das erste Rückschlagventil auf diese Weise als Teil des Ölleitungswegs verwendet wird, wodurch weniger Platz im Inneren des Systems benötigt wird.
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Wie beschrieben dient die Durchleitung des ersten Rückschlagventils auch als Durchflussregler für das Öl, das zwischen dem Ablauf des zweiten Rückschlagventils und der Stelle, an der Öl benötigt wird, fließt. Das heißt, die Durchleitung dient auch als Düse zum Anpassen einer Durchflussrate des Öls, das zwischen dem zweiten Rückschlagventil und der Stelle, an der Öl benötigt wird, durch den Leitungsweg fließt. Aus diesem Grund kann in dem Hydrauliksystem die Anzahl von Teilen verringert werden, so dass das Hydrauliksystem verkleinert werden kann. Außerdem können Kosten für die Ausbildung der Düse eingespart werden.
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Genauer wird das Öl, das durch die Durchleitung des ersten Rückschlagventils fließt, zu der Stelle geliefert, die eine relativ geringe Ölmenge benötigt. Daher kann die Durchflussrate des Öls, das zu den Stellen geliefert wird, an denen Öl benötigt wird, unterwegs ordnungsgemäß angepasst werden.
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Es wird auch beschrieben, dass das Hydrauliksystem der vorliegenden Erfindung auf das Hybridfahrzeug angewendet werden kann, das den Verbrennungsmotor, den ersten Elektromotor, die zweiten Elektromotoren und die als Leistungsverteilungsvorrichtung dienende Planetengetriebeeinheit aufweist. In diesem Fall kann das Öl, das durch das erste Rückschlagventil fließt, zur Planetengetriebeeinheit geliefert werden, während seine Durchflussrate unterwegs angepasst wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Merkmale, Aspekte und Vorteile von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung und die begleitenden Zeichnungen, welche die Erfindung keineswegs beschränken, besser verständlich werden.
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1 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für das Fahrzeug zeigt, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird;
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2 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für einen Hydraulikkreis gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
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3 ist eine Ansicht, die ein erstes Beispiel für einen Aufbau eines Rückschlagventils zeigt, das im Hydrauliksystem des in 1 dargestellten Fahrzeugs verwendet wird;
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4 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für einen Hydraulikkreis zeigt, auf den die vorliegende Erfindung nicht angewendet wird;
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5 ist eine Ansicht, die ein zweites Beispiel für den Aufbau des Rückschlagventils zeigt, das in dem Hydrauliksystem des in 1 dargestellten Fahrzeugs verwendet wird;
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6 ist eine Ansicht, die ein drittes Beispiel für den Aufbau des Rückschlagventils zeigt, das im Hydrauliksystem des in 1 dargestellten Fahrzeugs verwendet wird;
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7 ist eine Ansicht, die ein viertes Beispiel für den Aufbau des Rückschlagventils zeigt, das im Hydrauliksystem des in 1 dargestellten Fahrzeugs verwendet wird; und
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8 ist ein weiteres Beispiel für einen Hydraulikkreis gemäß dem Hydrauliksystem.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Es wird auf 1 Bezug genommen, wo ein bevorzugtes Beispiel für einen Aufbau eines Fahrzeugs gezeigt ist, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird. Das dort gezeigte Fahrzeug weist eine mechanische Ölpumpe, die von einem Primärantrieb angetrieben wird, um Hydraulikdruck zu erzeugen, und eine elektrische Ölpumpe auf, die von ihrem eigenen Elektromotor aktiviert wird, bei dem es sich nicht um den Primärantrieb handelt, um Hydraulikdruck zu erzeugen. Das Fahrzeug ist so gestaltet, dass es durch Aktivieren der elektrischen Ölpumpe eine Ölzufuhr aufrechterhält, wenn der Primärantrieb vorübergehend angehalten wird, während das Fahrzeug vorwärts getrieben wird oder während das Fahrzeug vorübergehend angehalten wird. Zum Beispiel kann der Primärantrieb in einem Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor-Start/Stopp-System, das den Verbrennungsmotor anhält, während das Fahrzeug angehalten wird, oder in einem Hybridfahrzeug, das einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor als Primärantrieb aufweist, vorübergehend angehalten werden.
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1 zeigt ein Hybridfahrzeug Ve, in dem ein Primärantrieb einen Verbrennungsmotor 1 (in 1 als „ENG” bezeichnet), einen ersten Motor-Generator 2 (in 1 als „MG1” bezeichnet) und einen zweiten Motor-Generator 3 (in 1 als „MG2” bezeichnet) aufweist. Eine Leistung des Verbrennungsmotors 1 wird durch eine Leistungsverteilungsvorrichtung 4 auf eine Seite, wo der erste Motor-Generator 2 liegt, und auf eine Seite, wo die Antriebswelle 5 liegt, verteilt. Indessen wird eine elektrische Leistung, die vom ersten Motor-Generator 2 erzeugt wird, zum zweiten Motor-Generator 3 geliefert, so dass der zweite Motor-Generator 3 angetrieben wird, um eine Leistung zu erzeugen, mit der die Antriebskraft zum Drehen der Antriebswelle 5 unterstützt wird.
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Der Verbrennungsmotor 1 wird elektrisch gestartet und angehalten, und die von ihm ausgegebene Leistung wird auch elektrisch angepasst. Genauer werden in einem Fall, wo ein Ottomotor als Verbrennungsmotor 1 verwendet wird, ein Öffnungsgrad einer Drosselklappe, eine Kraftstoffzufuhrmenge, Zündanfang und -ende, ein Zündzeitpunkt usw. elektrisch gesteuert.
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In diesem bevorzugten Beispiel wird jeweils ein Dauermagnet-Synchronmotor mit einer Generatorfunktion als erster Motor-Generator 2 und als zweiter Motor-Generator 3 verwendet. Sowohl der erste Motor-Generator 2 als auch der zweite Motor-Generator 3 sind jeweils über einen nicht dargestellten Wechselrichter mit einer Batterie verbunden, um ihre Drehzahl und ihr Drehmoment so zu steuern, dass die Motor-Generatoren 2 und 3 als Reaktion auf einen Strom, der an sie angelegt wird, selektiv als Motor und als Generator betrieben werden können.
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Genauer ist in dem in 1 dargestellten Beispiel die Leistungsverteilungsvorrichtung 4 eine Einzelritzel-Planetengetriebeeinheit, die dafür ausgelegt ist, eine Differentialaktion zwischen drei rotierenden Elementen, wie einem Sonnenrad 6, einem Hohlrad 7 und einem Träger 8, durchzuführen.
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Die Planetengetriebeeinheit, die als die Leistungsverteilungsvorrichtung 4 dient, ist koaxial zu einer Abtriebswelle 1a des Verbrennungsmotors 1 angeordnet, und der erste Motor-Generator 2 liegt auf einer entgegengesetzten Seite des Verbrennungsmotors 1 jenseits der Leistungsverteilungsvorrichtung 4. Das Sonnenrad 6 der Leistungsverteilungsvorrichtung 4 ist mit einer Drehwelle 2b verbunden, die sich als Einheit mit einem Rotor 2a des ersten Motor-Generators 2 dreht, und das Hohlrad 7 liegt als Innenzahnrad konzentrisch zum Sonnenrad 6. Eine Mehrzahl von Ritzeln ist zwischen dem Sonnenrad 6 und dem Hohlrad 7 angeordnet, wobei sie mit diesen Zahnrädern kämmen, und diese Ritzel werden vom Träger 8, der mit einer Eingangswelle 4a der Leistungsverteilungsvorrichtung 4 verbunden ist, auf solche Weise getragen, dass sie sich um sich selbst drehen und umlaufen können. Die Eingangswelle 4a ist über eine unidirektionale bzw. einweg Bremse 9 mit der Abtriebswelle 1a des Verbrennungsmotors 1 verbunden.
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Die unidirektionale Bremse 9 ist zwischen der Abtriebswelle 1a oder dem Träger 8 und einem stationären Element 10, beispielsweise einem Gehäuse, angeordnet. Genauer wird die unidirektionale Bremse 9 eingerückt, um die Drehung des Verbrennungsmotors 1 anzuhalten, wenn ein Drehmoment in einer Richtung, die eine Drehung in einer Gegenrichtung bewirkt, an die Abtriebswelle 1a des Trägers 8 angelegt wird. Das heißt, die Drehung der Abtriebswelle 1a oder des Trägers 8 kann von der unidirektionalen Bremse 9 in Abhängigkeit von der Richtung des Drehmoments, das an sie angelegt wird, angehalten werden.
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Ein Antriebszahnrad 11 ist ein Außenzahnrad, das um das Hohlrad 7 der Leistungsverteilungsvorrichtung 4 herum und einstückig damit ausgebildet ist, und eine Gegenantriebwelle 12 ist parallel zu einer gemeinsamen Drehachse der Leistungsverteilungsvorrichtung 4 und des ersten Motors 2 angeordnet. Ein angetriebenes Gegenantriebrad 13 sitzt auf solche Weise auf einem von den Endabschnitten der Gegenantriebwelle 12 (d. h. rechts in 1), dass es zusammen mit dieser gedreht wird, während es mit dem Antriebszahnrad 11 in Eingriff steht. Ein Gegenantrieb-Antriebszahnrad 16 sitzt auf solche Weise auf dem anderen Endabschnitt der Gegenantriebwelle 12 (d. h. links in 1), dass es zusammen mit dieser gedreht wird, während es mit einem Hohlrad 15 einer als Enduntersetzung dienenden Differentialgetriebeeinheit 14 in Eingriff steht. So ist das Hohlrad 7 der Leistungsverteilungsvorrichtung 4 über das Antriebszahnrad 11, die Vorgelegewelle 12, das angetriebene Vorgelegerad 13, das Vorgelege-Antriebszahnrad 16 und die Differentialgetriebeeinheit 14 mit der Antriebswelle 5 verbunden.
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Das Drehmoment des zweiten Motor-Generators 3 kann zu dem Drehmoment addiert werden, das von der Leistungsverteilungsvorrichtung 4 auf die Antriebswelle 5 übertragen wird. Zu diesem Zweck ist der zweite Motor-Generator 3 parallel zur Vorgelegewelle 12 angeordnet, und ein Untersetzungsgetriebe 17, das mit einer Rotorwelle 3b verbunden ist, die sich als Einheit mit einem Rotor 3a dreht, steht mit dem angetriebenen Vorgelegerad 13 in Eingriff. Das heißt, das Hohlrad 7 der Leistungsverteilungsvorrichtung 4 ist über den oben genannten Getriebezug oder das Untersetzungsgetriebe 17 mit der Antriebswelle 5 und dem zweiten Motor-Generator 3 verbunden.
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Das Fahrzeug Ve ist mit zwei Ölpumpen, beispielsweise einer ersten Ölpumpe 18 und einer zweiten Ölpumpe 19 verbunden, um die Motor-Generatoren 2 und 3 der Leistungsverteilungsvorrichtung 4 zu kühlen und zu schmieren.
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Die erste Ölpumpe 18 ist eine mechanische Ölpumpe, die herkömmlicherweise für einen Verbrennungsmotor oder ein Automobilgetriebe verwendet wird, um Schmieröl zu liefern und um Hydraulikdruck zu erzeugen. Die erste Ölpumpe 18 (im Folgenden einfach als „MOP” bezeichnet), wird durch ein Drehmoment des Verbrennungsmotors 1 aktiviert, um Hydraulikdruck aufzubauen.
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Wie beschrieben, wird die MOP 18 vom Verbrennungsmotor 1 angetrieben, und daher wird die MOP 18 angehalten, so dass sie keinen Hydraulikdruck mehr aufbauen kann, wenn der Verbrennungsmotor 1 angehalten wird. Um die Ölzufuhr zu einer Stelle, an der Öl benötigt wird, beispielsweise zu den Motor-Generatoren 2 und 3 und der Leistungsverteilungsvorrichtung 4 auch dann sicherzustellen, wenn der Verbrennungsmotor 1 angehalten wird, ist das Fahrzeug Ve mit der zweiten Ölpumpe 19 ausgestattet.
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Die zweite Ölpumpe 19 (im Folgenden einfach als „EOP” bezeichnet) ist eine elektrische Ölpumpe, die von einem Drehmoment eines Elektromotors angetrieben wird, um einen Hydraulikdruck aufzubauen. Zu diesem Zweck ist ein Pumpenmotor 20 zusätzlich zum ersten Motor-Generator 2 und zum zweiten Motor-Generator 3 im Fahrzeug Ve angeordnet.
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Gemäß dem bevorzugten Beispiel ist das Steuersystem mit einer elektronischen Steuereinheit 21 (im Folgenden als „ECU” abgekürzt) zum Steuern des Verbrennungsmotors 1, des ersten Motor-Generators 2, des zweiten Motor-Generators 3 und des Pumpenmotors 20 ausgestattet. Die ECU 21 besteht aus einem Mikrocomputer, der so gestaltet ist, dass er eine Berechnung auf Basis von Falldaten und vorinstallierten Daten ausführt und ein Rechenergebnis in Form eines Befehlssignals sendet.
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Der Betriebsmodus des Hybridfahrzeugs Ve wird nach optimalem Kraftstoff- oder Energieverbrauch ausgewählt. Genauer wird der Antriebsmodus des Fahrzeugs Ve ausgewählt unter dem HV-Modus, wo das Fahrzeug Ve zumindest vom Verbrennungsmotor 1 mit Leistung versorgt wird, und dem EV-Modus, wo das Fahrzeug Ve von mindestens einem der Motor-Generatoren 2, 3 mit Leistung versorgt wird, während der Verbrennungsmotor 1 angehalten wird.
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Der EV-Modus kann abhängig von einem Fahrzustand ausgewählt werden unter einem ersten EV-Modus, wo das Fahrzeug Ve vom zweiten Motor-Generator 3 mit Leistung versorgt wird, und einem zweiten EV-Modus, wo das Fahrzeug Ve sowohl vom ersten als auch vom zweiten Motor-Generator 2, 3 mit Leistung versorgt wird.
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Im ersten EV-Modus wird der zweite Motor-Generator 3 als Motor betrieben, um durch Rotieren in einer Vorwärtsrichtung (d. h. einer Drehrichtung des Abtriebswelle 1a des Verbrennungsmotors 1) ein Drehmoment zu erzeugen, so dass das Fahrzeug Ve vom zweiten Motor-Generator 3 vorwärts getrieben wird.
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Im zweiten EV-Modus wird das Fahrzeug Ve sowohl vom ersten als auch vom zweiten Motor-Generator 2, 3 mit Leistung versorgt. In diesem Fall wird der erste Motor-Generator 2 in einer Gegenrichtung (einer zur Drehrichtung der Abtriebswelle 1a des Verbrennungsmotors 1 umgekehrten Richtung) gedreht, um ein Drehmoment zu erzeugen, aber der zweite Motor-Generator 3 wird auch in der Vorwärtsrichtung gedreht, um ein Drehmoment zu erzeugen. In dieser Lage wird ein Drehmoment in einer Gegenrichtung an die Abtriebswelle 1a des Verbrennungsmotors 1 angelegt, so dass die unidirektionale Bremse 9 in Eingriff gebracht wird. Infolgedessen kann das Fahrzeug Ve von den Motor-Generatoren 2 und 3 wirksam vorwärts getrieben werden, während eine Drehung des Verbrennungsmotors 1 angehalten wird.
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Somit wird der Betriebsmodus abhängig von einem Laufzustand und einer geforderten Antriebskraft zwischen dem HV-Modus und dem EV-Modus umgeschaltet. Wie oben angegeben, wird im EV-Modus der Verbrennungsmotor 1 angehalten, und somit wird nicht zugelassen, dass die MOP 18 Hydraulikdruck erzeugt. Jedoch ist es im ersten EV-Modus nötig, dass das Öl den zweiten Motor-Generator 3 schmiert und kühlt. Ebenso muss im zweiten EV-Modus das Öl die Leistungsverteilungsvorrichtung 4 ebenso wie die Motor-Generatoren 2 und 3 schmieren und kühlen. Gemäß dem bevorzugten Beispiel wird die EOP 19 daher durch Aktivieren des Pumpenmotors 20 angetrieben, um den Hydraulikdruck zu erzeugen, wenn der EV-Modus ausgewählt ist oder wenn der Verbrennungsmotor 1 angehalten ist. In einem Fall, wo das Fahrzeug Ve ein Plug-in-Hybridfahrzeug ist (das im Folgenden mit „PHV” abgekürzt wird), in dem eine Batterie zum Vorwärtstreiben des Fahrzeugs von einer externen Stromquelle aufgeladen werden kann, würde der EV-Modus im Vergleich zum herkömmlichen Hybridfahrzeug öfter ausgewählt werden. Das heißt, wenn das Fahrzeug Ve das PHV ist, wird die EOP 19 häufiger aktiviert, um Hydraulikdruck zu erzeugen.
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In einem Fall, wo das Hydrauliksystem des bevorzugten Beispiels auf das Fahrzeug angewendet wird, das mit dem Verbrennungsmotor-Start/Stopp-System ausgestattet ist, wird der Pumpenmotor 20 aktiviert, um die EOP 19 anzutreiben, um Hydraulikdruck zu erzeugen, wenn das Fahrzeug vom Verbrennungsmotor-Start/Stopp-System angehalten wird.
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Es wird nun auf 2 Bezug genommen, wo ein Beispiele für ein Hydrauliksystem dargestellt ist, welches die MOP 18 und die MOP 19 als Hydraulikquelle verwendet. Das Hydrauliksystem weist einen Hydraulikkreis 30 auf zwischen den Hydraulikquellen, beispielsweise der MOP 18 und der EOP 19, und Stellen, an denen Öl benötigt wird, wie den Motor-Generatoren 2, 3 und der Leistungsverteilungsvorrichtung 4. Die MOP 18 zieht das Öl aus einer nicht dargestellten Ölwanne oder dergleichen durch ein Ölsieb 31 und fördert unter Druck stehendes Öl von einem Ablauf 18a, der mit einer Einlauföffnung eines ersten Rückschlagventils 32 verbunden ist, durch einen ersten Leitungsweg 33. Der erste Leitungsweg 33 ist an einer Stelle, wo das erste Rückschlagventil 32 angeordnet ist, mit einem zweiten Leitungsweg 34 und einem dritten Leitungsweg 35 verbunden. Das erste Rückschlagventil 32 ermöglicht einen Ölfluss in Richtung vom Ablauf 18a zum zweiten und zum dritten Leitungsweg 34 und 35. Ein Aufbau des ersten Rückschlagventils 32 wird weiter unten ausführlicher beschrieben.
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Genauer sorgt der zweite Leitungsweg 34 für eine Verbindung zwischen einer Ablauföffnung des Rückschlagventils 32 und den Stellen, an denen Öl benötigt wird, wie den Motor-Generatoren 2 und 3, durch Überstromventile 36 und 37 und einen Ölkühler 38, um Spulenenden und rotierende Elemente der Motor-Generatoren 2 und 3 zu kühlen und zu schmieren.
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Das Überstromventil 36 wird geöffnet, um das Öl aus dem zweiten Leitungsweg 34 ablaufen zu lassen, sobald ein Hydraulikdruck im zweiten Leitungsweg 34 über einen vorgegebenen Pegel steigt. Das Überstromventil 37 ist ein Hilfs-Überstromventil, das anstelle des Überstromventils 36 verwendet wird, falls das Überstromventil 36 ausfällt. Diese Überstromventile 36 und 37 sind in Reihe angeordnet. Zum Beispiel kann ein wassergekühlter Ölkühler als Ölkühler 38 verwendet werden, und der Ölkühler 38 ist zwischen dem Überstromventil 37 und den Stellen, an denen Öl benötigt wird, angeordnet, um das Öl, das durch den zweiten Leitungsweg 34 fließt, zu kühlen.
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Der dritte Leitungsweg 35 sorgt für eine Verbindung zwischen der Ablauföffnung des Rückschlagventils 32 und den Stellen, an denen Öl benötigt wird, beispielsweise dem ersten Motor-Generator 2 und der Leistungsverteilungsvorrichtung 4, durch eine Düse 39, um Zahnräder und rotierende Elemente der Leistungsverteilungsvorrichtung 4 ebenso wie das Spulenende und die rotierenden Elemente des ersten Motor-Generators 2 zu kühlen und zu schmieren. Außerdem wird der erste Motor-Generator 2 auch durch das Öl geschmiert, das durch eine Drehung des Hohlrads 15 des Differentialgetriebes 14 verschleudert wird.
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Wie beschrieben, wird der zweite Motor-Generator 3 sowohl im ersten EV-Modus als auch im zweiten EV-Modus angetrieben, wobei der erste Motor-Generator 2 im zweiten EV-Modus zusammen mit dem zweiten Motor-Generator 3 angetrieben wird. Im zweiten EV-Modus wird eine Drehzahl jedes Ritzels der Leistungsverteilungsvorrichtung 4 zusätzlich zum Drehmoment des zweiten Motor-Generators 3 auch von demjenigen des ersten Motor-Generators 2 erhöht, und somit wird eine Last, die an die einzelnen Ritzel angelegt wird, erhöht. Infolgedessen wird eine Temperatur jedes Ritzels insbesondere im zweiten EV-Modus erhöht. In dieser Situation muss das Öl daher zugeführt werden, um die Leistungsverteilungsvorrichtung 4 zu schmieren und zu kühlen. Das heißt, der zweite Motor-Generator 3 wird im EV-Modus häufiger in Betrieb genommen als der erste Motor-Generator 2, und somit benötigt der zweite Motor-Generator 3 eine relativ große Ölmenge. Im Gegensatz dazu werden der erste Motor-Generator 2 und die Leistungsverteilungsvorrichtung 4 nicht so häufig in Betrieb genommen wie der zweite Motor-Generator 3, und somit ist die Ölmenge, die für den ersten Motor-Generator 2 und für die Leistungsverteilungsvorrichtung 4 benötigt wird, jeweils kleiner als die, die vom zweiten Motor-Generator 3 benötigt wird.
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Eine Luftspülungsleitung 41 sorgt durch eine Düse 40 hindurch für eine Verbindung zwischen dem Ablauf 18a der MOP 18 und dem dritten Leitungsweg 35, um die Luft im ersten Leitungsweg 33 hindurch strömen zu lassen. Falls das erste Rückschlagventil 32 geschlossen würde, ohne dass die Luftspülungsleitung 41 eingerichtet ist, würde der erste Leitungsweg 33 vollständig geschlossen, und somit würde Luft im ersten Leitungsweg 33 zurückbleiben, während die MOP 18 angehalten wird. In diesem Fall kann ein Aufbau des Hydraulikdrucks durch im Leitungsweg 33 verbliebene Luft verzögert werden, wenn die MOP 18 gestartet wird. Um einen solchen Nachteil zu vermeiden, sind die Luftspülungsleitung 41 und die Düse 40 so eingerichtet, dass die Luft, die im ersten Leitungsweg 33 zurückbleibt, zu den Stellen der Leistungsverteilungsvorrichtung 4, an denen Öl benötigt wird, strömen kann.
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Die EOP 19 ist parallel zur MOP 18 angeordnet. Wie die MOP 18 pumpt die MOP 19 das Öl durch das Ölsieb 31 und fördert unter Druck stehendes Öl von einem Ablauf 19a, der mit dem zweiten Leitungsweg 34 verbunden ist, durch ein zweites Rückschlagventil 42. Das zweite Rückschlagventil 42 ist dafür ausgelegt, das Öl nur in Richtung vom Ablauf 19a zum zweiten Leitungsweg 34 fließen zu lassen.
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Wenn in dem in 2 dargestellten Hydraulikkreis 30 der Verbrennungsmotor 1 angehalten wird und somit von der MOP 18 kein Hydraulikdruck aufgebaut werden kann, kann die EOP 19 durch den Pumpenmotor 20 aktiviert werden, um das unter Druck stehende Öl zum ersten Motor-Generator 2, zum zweiten Motor-Generator 3, zur Leistungsverteilungsvorrichtung 4 zu liefern.
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Wie bereits gesagt, müssen Abmessungen und Kosten für das Hydrauliksystem, das sowohl die mechanische Ölpumpe als auch die elektrische Ölpumpe aufweist, im Vergleich zu denen herkömmlicher Systeme ohne elektrische Ölpumpe steigen. Um eine solche Größen- und Kostensteigerung des Hydrauliksystems zu vermeiden, wird gemäß dem bevorzugten Beispiel das erste Rückschlagventil 32 an einer Verbindungsstelle zwischen dem ersten Leitungsweg 33, dem zweiten Leitungsweg 34 und dem dritten Leitungsweg 35 angeordnet.
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Nun wird auf 3 Bezug genommen, wo ein erstes Beispiel für einen Aufbau des ersten Rückschlagventils 32 dargestellt ist. Wie in 3 dargestellt ist, weist das erste Rückschlagventil 32 einen ersten Durchlass 32a als Einlauföffnung und einen zweiten Durchlass 32b und einen dritten Durchlass 32c als Ablauföffnungen auf. Das erste Rückschlagventil 32 weist ferner ein Ventilelement 32d, das in einen Ventilkörper 43 gepasst ist, und eine Feder 32e auf.
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Der erste Durchlass 32a ist über den ersten Leitungsweg 33 mit dem Ablauf 18a der MOP 18 verbunden. Der zweite Durchlass 32b ist über den zweiten Leitungsweg 34 mit einer Ablauföffnung des zweiten Rückschlagventils 42 verbunden. Der dritte Durchlass 32c ist über den dritten Leitungsweg 35 mit den Stellen des ersten Motor-Generators 2 und der Leistungsverteilungsvorrichtung 4, an denen Öl benötigt wird, verbunden.
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Das Ventilelement 32d wird von der Feder 32e elastisch angeschoben, um den ersten Durchlass 32a zu schließen. Wenn der Hydraulikdruck, der höher ist als die elastische Kraft der Feder 32e, an den ersten Durchlass 32a angelegt wird, wird das Ventilelement 32d zurückgezogen, um den ersten Durchlass 32a zu öffnen, während die Feder 32e komprimiert wird. Das heißt, das erste Rückschlagventil 32 ist dafür ausgelegt, das Öl nur in Richtung vom Ablauf 18a der MOP 18 zum zweiten und zum dritten Durchlass 32b und 32c fließen zu lassen, aber einen Ölfluss von diesen Durchlässen in Richtung auf die MOP 18 zu blockieren.
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Damit das Öl zwischen dem zweiten Durchlass 32b und dem dritten Durchlass 32c auch dann fließen kann, wenn der erste Durchlass 32a vom Ventilelement 32d geschlossen wird, ist außerdem eine Durchleitung 32f an einem vorderen Ende des Ventilelements 32d auf der Seite, wo der erste Durchlass 32a liegt, ausgebildet. Gemäß dem ersten Beispiel, das in 3 dargestellt ist, wird die Durchleitung 32f durch diametrale Reduzierung des vorderen Endes des Ventilelements 32d ausgebildet, um einen diametralen Spalt am vorderen Ende auszubilden. Ein Außendurchmesser eines Hauptkörpers des Ventilelements 32d ist groß genug, um den zweiten Durchlass 32b und den dritten Durchlass 32c zu schließen, aber das Öl kann zwischen dem zweiten Leitungsweg 34 und dem dritten Leitungsweg 35 durch eine Lücke fließen, die neben der diametral reduzierten Durchleitung 32f gebildet wird, auch wenn das Ventilelement 32d auf einen nicht dargestellten Ventilsitz geschoben wird, um den ersten Durchlass 32a zu schließen.
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Wenn das erste Rückschlagventil 32 den ersten Durchlass 32a öffnet, werden hier sowohl der erste Durchlass 32a als auch der zweite Durchlass 32b und der dritte Durchlass 32c miteinander verbunden.
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Außerdem ist ein Strömungsquerschnitt der Lücke neben der Durchleitung 32f kleiner als derjenige der Leitungswege 34 und 35, so dass die Durchleitung 32f als Durchflussregler, beispielsweise als Düse und als Drosselklappe in den Leitungswegen 34 und 35 dienen kann. Somit ist die Durchleitung 32f zwischen einer Ablaufseite des zweiten Rückschlagventils 42 und den Stellen des ersten Motor-Generators 2 und der Leistungsverteilungsvorrichtung 4, an denen Öl benötigt wird, ausgebildet, um dazwischen als Düse zum Anpassen der Durchflussrate zu dienen.
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Gemäß dem ersten Beispiel kann das Hydrauliksystem verkleinert werden, und eine Anzahl der Teile kann verringert werden, um Kosten dafür zu sparen, indem das erste Rückschlagventil 32, das die Durchleitung 32f im Hydraulikkreis 30 aufweist, auf solche Weise eingerichtet wird. Im Gegensatz dazu müssen in einem Fall, wo der Hydraulikkreis 30 nicht mit dem so aufgebauten ersten Rückschlagventil 32 ausgestattet ist, das heißt in einem Fall, wo ein herkömmliches Rückschlagventil 101 anstelle des ersten Rückschlagventils 32 verwendet wird, wie in 4 dargestellt, ein Leitungsweg 102, der für eine Verbindung zwischen dem zweiten und dem dritten Leitungsweg 34 und 35 sorgt, und eine Düse 103, die eine Durchflussrate des durch den Leitungsweg 102 strömenden Öls anpasst, zusätzlich im Hydraulikkreis 30 angeordnet werden. Zu diesem Zweck muss Platz zum Ausbilden des Leitungswegs 102 gewährleistet werden, wodurch die Größe des Hydrauliksystems zunimmt, und die Düse 103 muss am Leitungsweg 102 ausgebildet werden, wodurch die Kosten für den Hydraulikkreis 30 steigen.
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Eine Form und eine Position der Durchleitung 32f sind nicht auf das in 3 dargestellt erste Beispiel beschränkt, sondern können nach Belieben modifiziert werden, wie in 5, 6 und 7 dargestellt ist. Zum Beispiel kann gemäß dem zweiten, in 5 dargestellten Beispiel die Durchleitung 32f am vorderen Ende des Ventilelements 32d als eine sich konisch verjüngende Leitung ausgebildet sein.
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Wie in 6 dargestellt ist, kann gemäß dem dritten Beispiel die Durchleitung 32f, die durch diametrales Reduzieren des Ventilelements 32d ausgebildet wird, in der Höhe innerhalb der Durchleitungen 34 und 35 verändert werden.
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Wie in 7 dargestellt ist, kann gemäß dem vierten Beispiel die Durchleitung 32f auch als durchgehende Bohrung ausgebildet sein, die durch das Ventilelement 32d in einer Richtung solchen hindurch geht, dass für eine Verbindung zwischen dem zweiten Durchlass 32b und dem dritten Durchlass 32c gesorgt wird.
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Die in 3, 5, 6 und 7 dargestellten Rückschlagventile 32 können auch an einer anderen Verbindungsstelle verwendet werden. Zum Beispiel wird in dem in 8 dargestellten Hydraulikkreis 50 das Öl, das von der EOP 19 gefördert wird, zusätzlich zum ersten und zum zweiten Motor-Generator 2 und 3 sowie zur Leistungsverteilungsvorrichtung 4 auch zu einer anderen Stelle 51, an der Öl benötigt wird, geliefert. In diesem Fall ist ein zweites Rückschlagventil 52 mit einer der in 3, 5, 6 und 7 dargestellten Struktur an einer Verbindungsstelle zwischen der EOP 19 und den Stellen, an denen Öl benötigt wird, angeordnet.
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Das zweite Rückschlagventil 52 weist außerdem einen ersten Durchlass 52a als Einlauföffnung und einen zweiten Durchlass 52b und einen dritten Durchlass 52c als Ablauföffnungen auf. Der erste Durchlass 52a ist über einen vierten Leitungsweg 54 mit dem Ablauf 19a der EOP 19 verbunden. Der zweite Durchlass 52b ist über den zweiten Leitungsweg 34 mit dem zweiten Durchlass 32b als Ablauföffnung des ersten Rückschlagventils verbunden. Der dritte Durchlass 52c ist über den vierten Leitungsweg 54 mit einer anderen Stelle 51, an der Öl benötigt wird, verbunden.
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Das zweite Rückschlagventil 52 weist ferner ein Ventilelement und eine Feder auf und ist dafür ausgelegt, das Öl nur in Richtung vom Ablauf 19a der EOP 19 zum zweiten und zum dritten Durchlass 52b und 52c fließen zu lassen, aber einen Ölfluss von diesen Durchlässen in Richtung auf die EOP 19 zu blockieren.
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Damit das Öl zwischen dem zweiten Durchlass 52b und dem dritten Durchlass 52c auch dann strömen kann, wenn der erste Durchlass 52a vom Ventilelement geschlossen wird, ist außerdem eine Durchleitung 52f mit einer der Strukturen der in 3, 5, 6 und 7 dargestellten Durchleitungen am Ventilelement ausgebildet. Das heißt, wie die Durchleitungen 32f des ersten Rückschlagventils 32 dient die Durchleitung 52f als Düse zum Anpassen der Durchflussrate des Öls, das durch den Leitungsweg zwischen dem zweiten Durchlass 32b des ersten Rückschlagventils 32 und der anderen Stelle 51, an der Öl benötigt wird, fließt.
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Daher kann der Hydraulikkreis 50 verkleinert werden, und eine Anzahl der Teile kann verringert werden, um Kosten dafür zu sparen, indem das zweite Rückschlagventil 52, das die Durchleitung 52f aufweist, auf diese Weise eingerichtet wird. Da die Durchleitung 52f auch als Düse dient, kann außerdem die Anzahl der Teile verringert werden.
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Das Steuersystem der vorliegenden Erfindung kann auf andere Fahrzeuge als das Fahrzeug Ve mit dem Verbrennungsmotor 1, dem ersten Motor-Generator 2 und dem zweiten Motor-Generator 3 angewendet werden. Genauer kann das Steuersystem auf jede Art von Fahrzeug angewendet werden, das eine mechanische Ölpumpe, die vom Primärantrieb aktiviert wird, und eine elektrische Ölpumpe aufweist, die vom Elektromotor aktiviert wird, z. B. auf ein Hybridfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einem einzelnen Motor-Generator und auf ein Fahrzeug, das mit einem Verbrennungsmotor angetrieben wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2014-182352 [0001]
- JP 2006-283809 A [0003, 0005, 0006]
- JP 2009-127859 A [0004, 0004, 0004, 0004, 0005]
