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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung betrifft eine Fahrzeug-Hydrauliksteuereinrichtung
und ein Verfahren hierfür. Genauer
betrifft die Erfindung eine Hydrauliksteuereinrichtung, die ein
Steuermittel umfaßt,
mit dem die Drehzahl eines elektrischen Ölpumpenmotors gesteuert wird.
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2. Beschreibung der verwandten
Technik
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Herkömmliche Fahrzeug-Hydrauliksteuereinrichtungen
umfassen eine Ölpumpe
und sind so ausgelegt, daß sie
den von der Ölpumpe
erzeugten Hydraulikdruck an die Aktoren eines Automatikgetriebes
usw. liefern, um diese Aktoren zu betätigen und um Drucköl zu verschiedenen
Teilen des Fahrzeugs zu leiten, um diese Teile zu schmieren.
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In letzter Zeit werden Ölpumpen
so konstruiert, daß sie
direkt mit einer Antriebswelle verbunden werden, die von der Brennkraftmaschine
zum Getriebe verläuft.
In dieser Ausgestaltung wird eine Ölpumpe mit hoher Abgabeleistung
verwendet, so daß die erforderliche Ölmenge für die Schaltsteuerung
auch dann erhalten werden kann, wenn die Drehzahl der Antriebswelle
niedrig ist. Bei steigender Drehzahl der Antriebswelle wird eine
zu große Ölmenge erzeugt, was
dazu führt,
daß die
von der Pumpe erzeugte Antriebskraft vergeudet wird.
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Somit wird in herkömmlichen
Hydrauliksteuereinrichtungen die Ölpumpe von einem Elektromotor
angetrieben, und die Drehzahl des Ölpumpenmotors wird so ge steuert,
daß der
erforderliche Hydraulikdruck und der benötige Drucköl-Volumendurchfluß erhalten
werden können.
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Beispielsweise führt eine Drehzahl-Steuereinrichtung
für eine Ölpumpe,
die in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2000-18377
offenbart ist, eine Steuerung durch, mit der die Drehzahl der Pumpe
auf eine Drehzahl gesenkt wird, die dem minimalen Leitungsdruck
entspricht oder darunter liegt. Diese Steuerung wird durchgeführt, um
einen übermäßigen Energieverbrauch
und Geräusche,
die vom Antreiben der Pumpe hervorgerufen werden, zu vermeiden,
und zwar aufgrund der Tatsache, daß der erforderliche Leitungsdruck
niedriger ist als der minimale Leitungsdruck, wenn das nächste Schalten nicht
unmittelbar danach durchgeführt
wird, beispielsweise dann, wenn ein Fahrzeug aufgrund der Einwirkung
einer Bremskraft angehalten wird.
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Als weitere herkömmliche Hydrauliksteuereinrichtung
existiert eine Fluiddruck-Steuereinrichtung
für ein
Hybridfahrzeug, das ein stufenlos verstellbares Umschlingungsmittel-Automatikgetriebe umfaßt, wie
in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 11-189073 offenbart.
Diese herkömmliche Einrichtung
umfaßt
eine elektrische Ölpumpe,
so daß das
Automatikgetriebe auch bei angehaltener Brennkraftmaschine mit Drucköl versorgt
werden kann. Bei einem gleichmäßigen Fahrzustand
des Fahrzeugs treibt die Einrichtung den Elektromotor der Ölpumpe mit
niedriger Drehzahl an, so daß die
minimale Menge an Drucköl
erhalten werden kann, um das gegenwärtige Übersetzungsverhältnis beizubehalten.
Während
des Schaltens des Automatikgetriebes führt die Einrichtung eine Steuerung
durch, mit welcher der Elektromotor mit hoher Drehzahl angetrieben
wird.
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Wenn der Betriebszustand des Fahrzeugs (im
folgenden als „Fahrzeug-Betriebszustand"
bezeichnet) in einen Hochlastzustand geändert wird, wird in einer herkömmlichen
Hydrauliksteuereinrichtung die Drehzahl der elektrischen Ölpumpe aus
einem Niedrigdrehzahl-Bereich wieder in den Hochdrehzahl-Bereich
geändert,
in dem der benötigte
Leitungsdruck erzeugt werden kann, so daß der erforderliche Hydraulikdruck
und die erforderliche Ölmenge
für das
Schalten des Automatikgetriebes und das Ein rücken eines Kupplungsmechanismus
erhalten werden. In dem Steuerzustand, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit
und die Drehzahl der Brennkraftmaschine erfaßt werden und die Drehzahl
der elektrischen Ölpumpe
erhöht
wird, um den erforderlichen Hydraulikdruck zu erzeugen, kann das
Problem auftreten, daß die
Drehzahl der elektrischen Pumpe nicht ausreicht, was in einem frühen Stadium
der Änderung
des Fahrzeug-Betriebszustands zu einem vorübergehenden Mangel an Hydraulikdruck
führen kann.
Wenn beispielsweise Aktoren des Automatikgetriebes und des Kupplungsmechanismus
betätigt werden
sollen, bevor die Drehzahl der Brennkraftmaschinen-Welle erhöht wird,
reicht die Drehzahl der Ölpumpe
nicht aus, um den Hydraulikdruck zu erhöhen, und das Aktivieren des
Aktors wird verzögert.
Demgemäß kann es
beispielsweise zu dem Problem kommen, daß das Schalten nicht ruhig
bzw. glatt durchgeführt
werden kann, und daß das
Umschlingungsmittel schlupft, falls es sich um ein stufenlos verstellbares
Umschlingungsmittel-Getriebe handelt.
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In einem Hybridfahrzeug, in dem zwei
Antriebsquellen, d.h. eine Brennkraftmaschine und ein Motorgenerator,
angeordnet sind, muß selbst
dann, wenn während
des Fahrens eine regenerative Bremsung oder eine Stromerzeugung
durchgeführt
wird, die Drehzahl des Ölpumpenmotors
aus einem Niedrigdrehzahl-Bereich in einen Hochdrehzahl-Bereich gebracht
werden, so daß der
Einrückungszustand der
Kupplung eines Leistungsschaltmechanismus verändert wird und ein geeignetes Übersetzungsverhältnis erhalten
oder der Umschlingungsmittel-Anpreßdruck des CVT erhöht wird.
In einer herkömmlichen
Hydrauliksteuereinrichtung wird diese Hydrauliksteuerung jedoch
nicht aufgrund einer Änderung des
Betriebszustands des Hybridfahrzeugs durchgeführt.
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In einer herkömmlichen Hydrauliksteuereinrichtung
wird auch die Geschwindigkeit, mit der die Drehzahl der Ölpumpe aus
dem Niedrigdrehzahl-Bereich in den Hochdrehzahl-Bereich zurückkehrt,
nicht angepaßt.
Daher kann das Problem auftreten, daß die Drehzahl der Ölpumpe weiter
nicht ausreicht, insbesondere im frühen Stadium der Änderung
des Betriebszustands.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Angesichts der genannten Umstände ist
es Gegenstand der Erfindung, eine Fahrzeug-Hydrauliksteuereinrichtung
bereitzustellen, welche die Drehzahl eines Ölpumpen-Elektromotors, der sich in einem Niedrigdrehzahl-Bereich
befindet, in einen erforderlichen Hochdrehzahl-Bereich zurückbringen kann,
und zwar schnell und ohne Verzögerungen,
sobald die Betriebslast des Fahrzeugs verändert wird.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist
es, eine Fahrzeug-Hydrauliksteuereinrichtung bereitzustellen, welche
die Drehzahl eines Ölpumpen-Elektromotors
schnell und ohne Verzögerung
in einen erforderlichen Hochdrehzahl-Bereich zurückbringen kann, und die sich
für die
Anwendung in der Hydrauliksteuerung, die für das oben genannte Hybridfahrzeug
spezifisch ist, gut eignet.
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Um die genannten Ziele zu erreichen,
umfaßt eine
Fahrzeug-Hydrauliksteuereinrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung
eine elektrische Ölpumpe, ein
Pumpensteuermittel, um die elektrische Ölpumpe zu steuern, ein Hydraulikkreismittel,
um Hydraulikdruck von der elektrischen Ölpumpe zu einem Aktor des Fahrzeug-Transaxlesystems
zu liefern, ein Hydraulikkreis-Steuermittel, um ein Steuersignal
an das Hydraulikkreismittel auszugeben, und ein Ölpumpendrehzahl-Steuermittel
innerhalb des Pumpensteuermittels, um den Drehzustand der elektrischen Ölpumpe aufgrund
einer Änderung
des Steuerstatus des Hydraulikreis-Steuermittels zu steuern.
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Die Fahrzeug-Hydrauliksteuereinrichtung umfaßt weiter
ein Mittel zur Bestimmung des Fahrzeug-Betriebszustands und ein
Hydraulikdruck-Bestimmungsmittel um aufgrund des Bestimmungsergebnisses
zu bestimmen, ob der Hydraulikdruck des Fahrzeug-Hydrauliksystems
in einem Niedrighydraulikdruck-Bereich oder in einem Hochhydraulikdruck-Bereich
liegen sollte. Das Hydraulikkreis-Steuermittel ist so ausgelegt,
daß es
ein Steuersignal aufgrund des Ergebnisses der Bestimmung des Fahrzeug-Betriebszustands
berechnet. Das Ölpumpendrehzahl-Steuermittel
ist so ausgelegt, daß es die Drehzahl
des Ölpumpenmotors
aufgrund des Ergebnisses der Hydraulikdruckbestimmung steuert.
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Eine Änderung des Steuerstatus zeigt
eine Änderung
des Steuerungsniveaus und des Steuerungsinhalts im Hydraulikkreis-Steuermittel
aufgrund einer Änderung
des Betriebszustands an, wenn festgestellt wird, daß sich der
Betriebzustands, der für den
Aktor erforderlich ist, geändert
hat. Genauer gesagt zeigt eine Änderung
den Fall an, daß ein
Steuersignal für
die Erhöhung
des Hydraulikdrucks an den Hydraulikkreis ausgegeben wird, den Fall,
daß ein
Steuerungs-Flag für
die Steuerung des Hydraulikkreises gesetzt wird, usw.
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Erfindungsgemäß wird der Steuerungszustand,
der für
den Aktor erforderlich ist, so bestimmt, daß eine Änderung des Steuerstatus des
Hydraulikkreis-Steuermittels erfaßt wird, d.h. eine Änderung der
Betätigungsbedingung
für den
Aktor, und daß der Drehzustand
der elektrischen Ölpumpe
aufgrund eines Lastwechselbefehls an den Aktor, der aufgrund des
Bestimmungsergebnisses erhalten wird, gesteuert wird. Demgemäß kann,
wenn ein Hydraulikdruck erforderlich ist, um den Aktor zu betätigen, die
Drehzahl der Ölpumpe
im voraus erhöht
werden. Infolgedessen kann Drucköl
ohne Verzögerung
im Gesamtablauf, der den Betriebszustand des Fahrzeugs ändert, zum
Aktor geliefert werden.
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Weiter umfaßt eine Fahrzeug-Hydrauliksteuereinrichtung
gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung eine elektrische Ölpumpe; ein Steuermittel für die elektrische Ölpumpe;
ein Hydraulikkreismittel, um Hydraulikdruck von der elektrischen Ölpumpe zu einem
Aktor des Fahrzeug-Transaxlesystems zu schicken; ein Hydraulikkreis-Steuermittel,
um ein Steuersignal an das Hydraulikkreismittel auszugeben; ein
Bestimmungsmittel für
den Fahrzeug-Betriebszustand; ein Hydraulikdruck-Bestimmungsmittel,
um aufgrund des Bestimmungsergebnisses zu bestimmen, ob der Hydraulikdruck
des Fahrzeug-Hydrauliksystems im Niedrighydraulikdruck-Bereich oder
im Hochhydraulikdruck-Bereich liegen sollte, ein Ölpumpendrehzahl-Steuermittel,
um die Drehzahl der elektrischen Ölpumpe aufgrund des Ergebnisses der
Hydraulikdruckbestimmung zu steuern, und ein Drehzahl-Rückführmittel,
um die Drehzahl der elektrischen Ölpumpe so einzustellen, daß sie im
Niedrigdrehzahl-Bereich liegt, wenn als Ergebnis der Hydraulikdruckbestimmung
bestimmt wird, dass der Hydraulikdruck des Hydrauliksystems im Niedrighydraulikdruck-Bereich
liegen sollte, und um die Drehzahl der elektrischen Ölpumpe so
einzustellen, daß sie
im Hochdrehzahl-Bereich liegt, wenn als Ergebnis der Hydraulikdruckbestimmung
bestimmt wird, daß der Hydraulikdruck
des Hydrauliksystems im Hochdrehzahlbereich liegen sollte, und um
die Drehzahl der elektrischen Ölpumpe
aus dem Niedrigdrehzahl-Bereich in den Hochdrehzahl-Bereich zurückzubringen. Wenn
die Drehzahl der elektrischen Ölpumpe
aus dem Niedrigdrehzahl-Bereich in den Hochdrehzahl-Bereich zurückkehrt,
stellt das Drehzahl-Rückführmittel
die Änderungsrate
der Drehzahl der elektrischen Ölpumpe
so ein, daß sie
höher ist
als die Änderungsrate
der Drehzahl der elektrischen Ölpumpe, wenn
sich die Drehzahl innerhalb des Hochdrehzahl-Bereich ändert. Das
heißt,
das Drehzahl-Rückführmittel
stellt die Rückführungskurve
für die
Drehzahl der Ölpumpe
aus einem Niedrigdrehzahl-Bereich in einen Hochdrehzahl-Bereich
so ein, daß sie steiler
ist als die Änderungskurve
(Änderungsrate) der
Drehzahl der Ölpumpe.
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Da die Drehzahl eines elektrischen Ölpumpenmotors
erfindungsgemäß aus einem
Niedrigdrehzahl-Bereich umgehend in einen Hochdrehzahlbereich zurückgeführt werden
kann, reicht die Drehzahl der Ölpumpe
selbst in einem frühen
Stadium der Änderung
des Fahrzeug-Betriebszustands aus, und der erforderliche Hydraulikdruck
kann erzeugt werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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1 ist
die schematische Darstellung eines Beispiels für ein Hybridfahrzeug, das eine
erfindungsgemäße Fahrzeug-Hydrauliksteuereinrichtung umfaßt;
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2 ist
ein Blockschema, das den gesamten Aufbau eines Steuerungssystems
für das
Hybridfahrzeug zeigt;
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3 ist
ein Blockschema, das die Transaxle-Konstruktion von 1 zeigt;
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4 ist
die Darstellung des Hauptabschnitts eines Hydraulikkreises für einen
Leistungsschaltmechanismus;
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5 ist
eine Tabelle, welche die Beziehungen zwischen den Betriebszuständen von
Kupplungen und Bremsen des Transaxlesystems und Fahrmodi zeigt;
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6 ist
ein Funktionsblockschema, das den schematischen Aufbau eines Hydraulikkreissystems
zeigt;
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7 ist
ein Schema, das den gesamten Aufbau einer elektrischen Hydraulikpumpe
zeigt;
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8 ist
ein Diagramm, das einen Hydraulikkreis zeigt, in dem ein Hydraulikleitungsdruck
erzeugt wird;
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9 zeigt
den Hydraulikkreis eines hydraulischen Aktors für eine erste Riemenscheibe,
mit dem ein CVT geschaltet wird;
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10 ist
eine Darstellung des detaillierten Aufbaus der ersten Riemenscheibe;
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11 zeigt
einen Hydraulikkreis, mit dem Hydraulikdruck zu einer zweiten Riemenscheibe
geliefert wird, so daß der
Umschlingungsmittel-Anpreßdruck
gesteuert wird;
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12 ist
ein Steuerungsblockschema für den
hydraulischen Aktor eines Transaxlesystems;
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13 ist
ein Blockschema, das ein hydraulisches Steuersystem zeigt, in dem
die Erfindung verwirklicht wird;
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14 ist
ein Fließschema,
das eine Routine zeigt, mit der die Änderung der Drehzahl eines Ölpumpenmotors
gesteuert wird;
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15 ist
ein Fließschema,
das eine Routine zeigt, mit der die Geschwindigkeit bestimmt wird, bei
der im CVT ein Schalten durchgeführt
wird;
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16 ist
ein Fließschema,
das die Routine erklärt,
mit der die Drehzahl des Öl-pumpenmotors gesteuert
wird; und
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17 ist
eine Darstellung, welche die Veränderung
der Drehzahl des Ölpumpenmotors
bezüglich
der Zeit zeigt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im folgenden wird eine bevorzugte
erfindungsgemäße Ausführungsform
mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. 1 ist die schematische Darstellung
eines Beispiels für
ein Hybridfahrzeug, das eine erfindungsgemäße Fahrzeug-Hydrauliksteuereinrichtung umfaßt. Die
Bezugszahl 14 bezeichnet einen Motor, bei dem es sich um
eine Brennkraftmaschine handelt, und die Bezugszahl 14A bezeichnet
ein Front-Transaxlesystem. Das Front-Transaxlesystem umfaßt einen
Motorgenerator 16, der als Elektromotor oder Stromerzeuger dient,
einen Leistungsschaltmechanismus 18A, der mit einem Wechselgetriebestrang
ausgestattet ist, und ein stufenlos verstellbares Umschlingungsmittel-Getriebe
(CVT) 12.
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Die Bezugszahl 12A bezeichnet
ein Heck-Transaxlesystem, das einen Motorgenerator 12B umfaßt. Die
Bezugszahl 74 bezeichnet einen Wechselrichter mit einem
Wandler, der den Gleichstrom von einer Batterie und den Wechselstrom
vom Motorgenerator steuert. Der Leistungsschaltmechanismus 14A ist
so ausgelegt, daß er
die Leistung von der Brennkraftmaschine, die Leistung vom Motorgenerator
oder beide zum CVT leitet. Die Bezugszahl 42 bezeichnet
die Batterie, und die Bezugszahl 70 bezeichnet einen Starter.
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2 zeigt
den gesamten Aufbau des Steuerungssystems des Hybridfahrzeugs. Ein
Leistungsschaltmechanismus 18A umfaßt eine Planetengetriebevorrichtung 18 vom
Doppelritzeltyp. Ein Sonnenrad 18s der Planetengetriebevorrichtung 18 ist
mit der Brennkraftmaschine 14 verbunden. Ein Träger 18c ist
mit dem Motorgenerator 16 verbunden. Ein Zahnkranz 18r wird über eine
erste Bremse B1 mit einem Gehäuse 20 verbunden.
Der Träger 18c wird über eine
erste Kupplung Cl mit einer Antriebswelle 22 des CVT 12 verbunden.
Der Zahnkranz 18r wird über
eine zweite Kupplung C2 mit der Antriebswelle 22 verbunden.
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Die Kupplungen C1, C2 und die erste
Bremse B1 sind hydraulische Reibschlußvorrichtungen vom naßlaufenden
Lamellenkupplungstyp, die durch Aktoren eingerückt werden, welche mittels
Drucköl betätigt werden,
und werden mit unter Betriebsdruck stehendem Öl, das von einem Hydraulikkreis 24 geliefert
wird, in Reibschluß gebracht.
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3 zeigt
den Aufbau des Front-Transaxlesystem 14A von 1. In dieser Ausgestaltung
wird Energie von einer Abtriebswelle 44 des stufenlos verstellbaren
Umschlingungsmittel-Getriebes (CVT) 12 über ein Vorgelegerad 46 auf
einen Zahnkranz 50 eines Differentialgetriebes 48 übertragen
und vom Differentialgetriebe 48 auf Vorderräder 52 übertragen.
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Das CVT 12 umfaßt ein Paar
verstellbarer Riemenscheiben 12a, 12b. Jede der
Riemenscheiben besteht aus einem Paar kreisförmiger, konischer Riemenscheibenhälften, von
denen eine fest und die andere beweglich ist (im folgenden als feste
Riemenscheibenhälfte"
und „bewegliche
Riemenscheibenhälfte"
bezeichnet. Die bewegliche Riemenscheibenhälfte wird bezüglich der
festen Riemenscheibenhälfte
so bewegt, daß die
Breite der V-Nut zwischen den Riemenscheibenhälften verändert wird. Somit kann der
Wirkradius des verstellbaren Umschlingungsmittels, das auf der Nut
vorgesehen ist, nach Bedarf verändert
werden.
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Das Übersetzungsverhältnis i
(= Antriebswellen-Drehzahl Nin/Abtriebswellen-Drehzahl Nout) wird stufenlos verändert, wenn
die Breite der V-Nut vom hydraulischen Aktor der ersten Riemenscheibe 12a verändert wird.
Die Umschlingungsmittel-Anpreßdruck
(d.h. die Spannung) wird vom hydraulischen Aktor der zweiten Riemenscheibe 12b eingestellt.
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4 ist
ein Schema, das den Hauptabschnitt des Hydraulikkreises 24 für den Leistungsschaltmechanismus 18 zeigt,
der mit einem Wechselgetriebestrang ausgestattet ist. Ein Anfangs-Hydraulikdruck
PC, der von einem elektrischen Hydraulikdruckgenerator (einer elektrischen Ölpumpe) 26,
der eine Elektropumpe umfaßt,
erzeugt wird, wird über das
manuelle Ventil 28 gemäß der Schaltstellung
des in 1 gezeigten Schalthebels 30 zu
den Kupplungen C1, C2 und der Bremse B1 geleitet.
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Der Schalthebel 30 ist so
ausgelegt, daß er sich
in einer der fünf
Schaltstellungen „B", „D", „N", „R" und „P" befindet,
je nach Fahrzeug-Betriebszustand. Die Stellung „B" ist eine Schaltstellung,
in der eine relativ große
Bremskraft der Brennkraftmaschine erzeugt werden kann, wenn das
Fahrzeug vorwärts
fährt.
Die Stellung „D"
ist eine Schaltstellung fürs
Vorwärtsfahren.
In diesen Schaltstellungen kann der Anfangs-Hydraulikdruck PC von einem Auslaß 28a des
Ventils 28 zu der Kupplung C1 und der Kupplung C2 geleitet
werden. Falls eine dieser Schaltstellungen ausgewählt ist,
wenn ein Bremspedal niedergedrückt
wird, wird eine regenerative Bremsung durchgeführt. Der Anfangs-Hydraulikdruck
PC wird über
ein Wechselventil 31 zur ersten Kupplung C1 geleitet.
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Die Stellung „N" ist eine Schaltstellung,
in der die Leistungszufuhr von der Leistungsquelle unterbrochen
wird. Die Stellung „R"
ist eine Schaltstellung, in der das Fahrzeug rückwärts fährt. Die Stellung „P" ist
eine Schaltstellung, in der die Leistungszufuhr von der Leistungsquelle
unterbrochen und die Drehung der Antriebsräder mechanisch blockiert wird.
In diesen Schaltstellungen wird der Anfangs-Hydraulikdruck PC von
einem Auslaß 28b und
dem Wechselventil 31 zur ersten Kupplung C1 geliefert.
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Ein Steuerventil 32 ist
auf der Kupplung C1 vorgesehen und steuert den Hydraulikdruck PC1, der zur Kupplung C1 geliefert wird. Ein
Steuerventil 34 ist auf der Kupp-lung C2 vorgesehen und steuert den Hydraulikdruck
PC2, der zur Kupplung C2 geliefert wird.
Ein Steuerventil ist auf der Bremse B1 vorgesehen und steuert den
Hydraulikdruck PB1, der zur Bremse B1 geliefert
wird. Der Hydraulikdruck PC1, der zur Kupplung
Cl geliefert wird, wird von einem Tastverhältnis-Magnetventil 38 eingestellt,
mit dem der Eingriffsdruck der Kupplung C1 so gesteuert wird, daß der Eingriffsdruck
der Kupplung C1, welche die Drehung des Trägers 18c (2) zur CVT-Seite hin überträgt, gesteuert
wird. Der Hydraulikdruck, der zur Kupplung C2 und zur Bremse B1
geliefert wird, wird von einem Hubmagnetventil 40 eingestellt.
Das Hubmagnetventil
40 steuert das Einrücken der Kupplung C2, welche
die Drehung des Zahnkranzes 18r zur CVT-Seite hin überträgt, und
das Einrücken
der Bremse B1, welche die Drehung des Zahnkranzes unterbricht.
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Die Betätigungszustände der Kupplungen Cl und C2
und der Bremse B1 entsprechen den in 5 gezeigten
Fahrmodi. In der Stellung „B"
oder der Stellung „D"
wird entweder ein „ETC-Modus",
ein „Direktverbindungs-Modus"
oder ein „Elektromotor-angetriebener
Fahrmodus (vorwärts)"
ausgewählt.
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Im „ETC-Modus", wenn die Kupplung
C2 eingerückt
und die erste Bremse B1 ausgerückt
st, d.h. wenn das Sonnenrad 18s, der Träger 18c und der Zahnkranz 18r sich
relativ zueinander drehen können,
laufen sowohl die Brennkraftmaschine 14 als auch der Motorgenerator 16,
so daß ein
Drehmoment auf das Sonnenrad 18s und den Träger 18c übertragen
wird und der Zahnkranz 18r sich dreht. Somit fährt das
Fahrzeug vorwärts.
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Im „Direktverbindungs-Modus",
wenn beide Kupplungen C1 und C2 eingerückt sind und die erste Bremse
B1 ausgerückt
ist, läuft
die Brennkraftmaschine 14. Somit fährt das Fahrzeug vorwärts. Im „Direktverbindungs-Modus"
kann der Motorgenerator 16 abhängig von der Strommenge SOC,
die in der Batterie 42 von 2 gespeichert
ist, als Stromerzeuger wirken. In diesem Fall kann durch Erhöhen des Brennkraftmaschinen-Drehmoments
die gespeicherte Strommenge SOC beibehalten/wiederaufgefüllt werden,
so daß sie
in einem geeigneten Bereich bleibt.
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Im „Elektromotor-angetriebenen
Fahrmodus (vorwärts)"
ist die Kupplung C1 eingerückt,
die Kupplung C2 und die Bremse B1 sind ausgerückt, und der Motorgenerator 16 läuft, so
daß das
Fahrzeug vorwärts
fährt.
Im „Elektromotor-angetriebenen
Fahrmodus (vorwärts)"
wird eine regenerative Steuerung für den Motorgenerator 16 durchgeführt, beispielsweise während der
Verzögerung
(das Beschleunigungselement ist AUS), so daß die Batterie 42 gemäß der kinetischen
Energie des Fahrzeugs aufgeladen werden kann, und das Fahrzeug eine
Bremskraft erzeugen kann.
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In der Stellung „N" oder der Stellung „P" wird entweder
der „Neutral-„ oder
der „Aufladungs/Brennkraftmaschinenstart-Modus"
durchgeführt.
Bei „Neutral"
sind sowohl die Kupplungen Cl, C2 als auch die erste Bremse B1 ausgerückt. Im „Aufladungs/Brennkraftmaschinenstart-Modus"
sind die Kupplungen Cl, C2 ausgerückt, und die erste Bremse B1
ist eingerückt.
Weiter wird der Motorgenerator 16 von der Brennkraftmaschine 14 über die
Planetengetriebevorrichtung 18 drehangetrieben, um Strom
zu erzeugen. Somit wird Strom erzeugt, und die Batterie 42 wird
aufgeladen.
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In der Stellung „R" wird entweder der „Elektromotor-angetriebene
Fahrmodus (rückwärts)" oder der „Friktions-Fahrmodus"
verwirklicht. Im „Elektromotor-angetriebenen
Fahrmodus (rückwärts)", wenn die
Kupplung C1 eingerückt
ist und die zweite Kupplung C2 und die erste Bremse B1 ausgerückt sind, wird
der Motorgenerator 16 in Rückwärtsrichtung drehangetrieben,
so daß der
Träger 18c und
die Antriebswelle 22 sich in Rückwärtsrichtung drehen. Somit fährt das
Fahrzeug rückwärts.
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Der „Friktions-Fahrmodus" wird
durchgeführt,
wenn während
des Rückwärtsfahrens
im „Elektromotor-angetriebenen
Fahrmodus (rückwärts)" eine
Unterstützungsanforderung
gestellt wird. Im „Friktions-Fahrmodus",
ist, wenn die Brennkraftmaschine 14 läuft, so daß das Sonnenrad 18s sich
in normaler Richtung dreht, und der Zahnkranz 18r sich in Übereinstimmung
mit der Drehung des Sonnenrads 18s in normaler Richtung
dreht, die erste Bremse B2 schlupfend eingerückt, so daß die Drehung des Zahnkranzes 18 beschränkt ist.
Somit wird der Träger 18c mit
Drehkraft in Rückwärtsrichtung
beaufschlagt, um das Rückwärtsfahren
zu unterstützen.
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Der Hydraulikkreis 24 umfaßt ein Stellsystem,
mit dem das Übersetzungsverhältnis i
des Getriebes 12 und der stufenlose Umschlingungsmittel-Anpreßdruck gesteuert
werden und das mit Betriebsöl
von einer gemeinsamen elektrischen Ölpumpe 26 versorgt
wird. Das Betriebsöl
vom Hydraulikkreis 24 wird in einer Ölwanne bereitgehalten, um die Planetengetriebevorrichtung 18 und
das Differentialgetriebe 48 zu schmieren, und ein eil des
Betriebsöls wird
dafür verwendet,
den Motorgenerator 16 (2) zu
kühlen.
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Das in 2 gezeigte
Steuersystem für
ein Hybridfahrzeug umfaßt
einen Hybridrechner (HVECU) 60. Der HVECU 60 umfaßt eine
CPU, einen RAM, einen ROM usw. Programme für die Durchführung verschiedener
Steuerungen, die nachstehend beschrieben werden, werden zuvor erstellt
und im ROM hinterlegt. Programme und Daten, die für verschiedenen
Steuerungen notwendig sind, werden vorübergehend in den RAM geladen.
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Die HVECU 60 steuert die
Brennkraftmaschinen-ECU 64, den Tastverhältnis-Magneten 38 für den Hydraulikkreis 24,
den Hubmagneten 40, den Starter 70 des Motors 14 usw.
Die Brennkraftmaschinen-ECU 64 steuert das Öffnen und
Schließen
einer elektronischen Drosselklappe 72 der Brennkraftmaschine 14.
Die Brennkraftmaschinen-ECU 64 steuert die Leistung der
Brennkraftmaschine mittels der Kraftstoffmenge, die in die Brennkraftmaschine 14 eingespritzt
wird, mittels einer variablen Ventilsteuerung, einer Zündsteuerung
usw.
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Die Brennkraftmaschinen-ECU 64 steuert das
Antriebsdrehmoment, das Drehmoment der regenerativen Bremsung usw.
des Motorgenerators 16 über
einen Wechselrichter 74. Die Brennkraftmaschinen-ECU 64 steuert
das Übersetzungsverhältnis i, den
Umschlingungsmittel-Anpreßdruck
usw. des Getriebes 12. Der Starter 70 ist über eine
Kraftübertragungs-Vorrichtung,
wie einen Riemen oder eine Kette, mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 14 verbunden
(siehe 1).
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Ein Signal, das den Verstellweg ACC des Gaspedals 78 anzeigt, wird
vom Verstellweg-Sensor 76 an die HVECU ausgegeben. Ein
Schaltstellungs-Befehlssignal für
den Schalthebel 30 wird von einem Schaltstellungssensor 80 ausgegeben.
Die Brennkraftmaschinen-Drehzahl Ne wird von einem Brennkraftmaschinen-Drehzahlsensor 82 in
die HVECU 60 eingegeben. Ebenso werden die Motordrehzahl
Nm von einem Motordrehzahl-Sensor 84, die Antriebswellen-Drehzahl
(die Drehzahl der Antriebs welle 22) Ni von einem Antriebswellen-Drehzahlsensor 86,
die Abtriebswellen-Drehzahl (die Drehzahl der Abtriebswelle 44)
Nout von einem Abtriebswellen-Drehzahlsensor 88 (siehe 3), die Temperatur THCVT des Betriebsöls im Hydraulikkreis 24 von
einem CVT-Öltemperatursensor 90,
die Temperatur THW des Kühlmittels für die Brennkraftmaschine 14 von
einem Kühlmitteltemperatur-Sensor 91 in
die HVECU 60 eingegeben.
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Die Öltemperatur wird vom CVT-Öltemperatursensor 90 erfaßt, und
die Fahrzeuggeschwindigkeit V wird aufgrund der Abtriebswellen-Drehzahl Nout
erfaßt.
Darüber
hinaus werden verschiedene Signale, die den Fahrzeug-Betriebszustand
anzeigen, beispielsweise die Strommenge (Restmenge), die in der
Batterie 42 gespeichert ist, an die HVECU 60 geschickt.
Der Gaspedal-Verstellweg ACC entspricht
der vom Fahrer angeforderten Leistungshöhe.
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6 ist
ein Funktions-Blockschema, das den schematischen Aufbau des Hydrauliksteuersystems
erläutert.
Das Transaxlesystem 92 umfaßt das Getriebe 12,
die Planetengetriebevorrichtung 18 und das Differentialgetriebe 48.
Eine Hydrauliksteuereinheit 94 steht in Verbindung mit
einem hydraulischen Aktor (einem Hydraulikzylinder), der das CVT 12 schaltet,
einem Hydraulikzylinder, der das Umschlingungsmittel anpreßt, den
Aktoren der ersten Bremse B1, der Kupplungen C1 und C2 usw. der
Planetengetriebevorrichtung 18 oder einem elektromagnetisches
Schaltventil und einem elektromagnetischen Hydrauliksteuerventil,
die von der HVECU 60 gesteuert werden, beispielsweise dem
Tastverhältnis-Magneten 38 und
dem Hubmagneten 40.
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Das Betriebsöl in der Ölwanne 96 wird von einer
elektrischen Ölpumpe 100 hochgepumpt
und wird zu dem Hydrauliksteuerungs-Mechanismus 94 geschickt,
so daß der
hydraulische Aktor betätigt
wird und die Kupplungsmechanismen und die Riemenscheiben des CVT
betätigt
werden. Der überschüssige Hydraulikdruck
wird verwendet, um verschiedene Abschnitte des Transaxlesystems 92 zu
schmieren und/oder wird in einen Ölkühler 114 geleitet,
um die Öltemperatur
THCVT einzustellen.
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Die Ölpumpe 100 ist eine
rotierende Pumpe, beispielsweise eine Zahnradpumpe, und wird von
einem speziellen Elektromotor 98 drehangetrieben. 7 zeigt eine elektrische
Hydraulikpumpe, die durch integrales Anordnen des Elektromotors 98,
einer ersten Hydraulikpumpe 520 und einer zweiten Hydraulikpumpe 540 ausgebildet
wird. Die erste Hydraulikpumpe 520 dient der Servolenkung,
und die zweite Hydraulikpumpe dient dem Schalten des CVT und der
Kupplung, um den Fahrmodus zu wechseln.
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In 6 ist
der elektrische Hydraulikdruckgenerator 26 mit einer Ölpumpe 100 und
einem Elektromotor 98 ausgestattet. Der Elektromotor 98 wird von
der HVECU 60 über
einen Wechselrichter 74 gesteuert. Ein Signal von einem
Resolver (einem Drehzahlsensor) 102, das die Motordrehzahl
NPM anzeigt, und ein Signal von einem Amperemeter 104,
das den Antriebsstrom IPM anzeigt, welcher
der Motordrehzahl entspricht, werden zur HVECU 60 geschickt.
Die Motordrehzahl NPM entspricht der Pumpendrehzahl
(der Abgabemenge der Ölpumpe 100),
und der Antriebsstrom IPM, der dem Motordrehmoment
entspricht, entspricht der Antriebskraft und dem Hydraulikdruck
der Ölpumpe 100.
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8 ist
ein Schema, das einen Abschnitt des Hydraulikkreises 24 zeigt.
In diesem Abschnitt wird ein Leitungsdruck PL,
aufgrund dessen der Anfangs-Hydraulikdruck PC erhalten
wird, erzeugt. Das Betriebsöl,
das von der Ölpumpe 100 durch
einen Siebfilter 106 hochgepumpt wird, wird von einem ersten
Regulatorventil 108, das als Drucksteuerungsventil dient,
so eingestellt, daß man
den vorgegebenen Leitungsdruck PL erhält.
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Ein Signaldruck PSLS des
Hubmagneten 110, der von der HVECU 60 gesteuert
wird, wird zu einem ersten Reglerventil 108 geschickt.
Der hydraulische Leitungsdruck PL wird in Übereinstimmung
mit dem Signaldruck PSLS gesteuert, und
das überschüssige Betriebsöl fließt in einen Ölkanal 112 zurück.
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Der hydraulische Leitungsdruck PL dient als Ausgangsgröße für den Hydraulikdruck PC. Darüber hinaus
wird der Leitungsdruck PL für die Schaltsteuerung
des Ge triebes 12 und für
die Steuerung des Umschlingungsmittel-Anpreßdrucks verwendet. Demgemäß wird der
Leitungsdruck PL so eingestellt, daß er dem
erforderlichen Hydraulikdruck PL entspricht,
der beispielsweise mittels des Gaspedal-Verstellwegs ACC,
d.h. dem Getriebedrehmoment des Leistungsschaltmechanismus 18,
als Parameter erhalten wird.
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Das Betriebsöl im Ölkanal 112 wird von
einer Durchtrittsöffnung 118 zu
verschiedenen Schmierabschnitten des Hydraulikkreises 24 geleitet,
und ein Teil des Betriebsöls
wird von einem Kühlmittel-Ölkanal 120 zum Ölkühler 114 geschickt,
damit es gekühlt wird.
Das Betriebsöl
wird von einem Reglerventil 116 so eingestellt, daß es den
vorgegebenen Hydraulikdruck hat, so daß eine geeignete Menge des
Betriebsöls
zu den Schmierabschnitten und dem Ölkühler 114 geschickt
wird.
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Der Ölkühler 114 ist ein wassergekühlter Wärmetauscher.
Während
des Betriebs der Brennkraftmaschine 14 beträgt die Kühlmitteltemperatur THW etwa 80°C
bis 100°C.
Demgemäß kann die
Temperatur des Betriebsöls
steigen oder mit dem Kühlmittel
gesenkt werden.
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Im Kühlmittel-Ölkanal 120 sind eine
feste Durchtrittsöffnung 122 mit
einer festen Querschnittsfläche
und ein Kühlmittel-Steuerventil 124 parallel
zueinander angeordnet. Das Öffnen
und Schließen
des Kühlmittel-Steuerventils 124 wird
in Übereinstimmung
mit einem Signaldruck PSRL gesteuert, der
von einem elektromagnetischen Ventil 126 ausgegeben wird.
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9 zeigt
den Hydraulikkreis des hydraulischen Aktors der ersten Riemenscheibe 12a,
mit dem das CVT 12 geschaltet wird. Der Hydraulikkreis schickt
den Leitungsdruck zu der beweglichen Riemenscheibenhälfte 12aa der
ersten Riemenscheibe 12a. Die Breite der Nut zwischen der
beweglichen Riemenscheibenhälfte 12aa und
der festen Riemenscheibenhälfte 12ab wird
eingestellt, und der Wirkradius der ersten Riemenscheibe wird bestimmt.
Der Wicklungsradius des Umschlingungsmittels der ersten Riemenscheibe
wird gemäß dem Wirkradius
bestimmt, und das Schalten wird mit einer vorgegeben Übersetzung
durchgeführt.
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Ein Steuerventil 900 für die Beschleunigungssteuerung
und ein Steuerventil 902 für die Verzögerungssteuerung sind mit der
Hydraulikkammer der beweglichen Riemenscheibenhälfte 12aa verbunden,
und der Hydraulikdruck, der zu der Hydraulikkammer der beweglichen
Riemenscheibenhälfte 12aa geschickt
wird, wird eingestellt. Der Hydraulikdruck für die Beschleunigungssteuerung
wird von einem Anforderungsmagneten 904 eingestellt, und
der Hydraulikdruck für
die Verzögerungssteuerung
wird von einem Anforderungsmagneten 906 eingestellt. Der
Anforderungsmagnet 904 steuert die Ölmenge, die aufgrund des Leitungsdrucks
zur ersten Riemenscheibe geschickt wird, in Übereinstimmung mit der Raddrehzahl
und dem Öffnungsgrad
des Beschleunigungselements, um die Beschleunigungsgeschwindigkeit
zu steuern. Der Anforderungsmagnet 906 steuert die Ölmenge,
die aufgrund des Leitungsdrucks zur ersten Riemenscheibe strömt, in Übereinstimmung
mit der Raddrehzahl und dem Öffnungsgrad
des Beschleunigungselements, um die Verzögerungsgeschwindigkeit zu steuern.
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In 9 bezeichnet
die Bezugsziffer „H"
den Abstand (d.h. den Umschlingungsmittel-Wickelradius) zwischen
einem Endlos-Umschlingungsmittel 900A und der Zentralachse
der Riemenscheibe 12a. Wenn das Übersetzungsverhältnis hoch
ist, d.h. wenn der Abstand zwischen den beiden Riemenscheibenhälften 12aa, 12ab groß und der
Wirkradius klein ist, ist der Wickelradius klein. Wenn das Übersetzungsverhältnis niedrig
ist, d.h. wenn der Abstand zwischen den beiden Riemenscheibenhälften klein und
der Wirkradius groß ist,
ist der Wickelradius des Umschlingungsmittels groß.
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10 zeigt
detailliert den Aufbau der ersten Riemenscheibe 12a. Die
obere Hälfte über der
Achsenlinie zeigt den Fall, daß die
Nutbreite groß und das Übersetzungsverhältnis hoch
ist (der Wirkradius klein ist). Die untere Hälfte unterhalb der Achsenlinie zeigt
den Fall, daß die
Nutbreite klein und das Übersetzungsverhältnis niedrig
ist (der Wirkradius groß ist).
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Ein Wellenabschnitt 920 der
ersten Riemenscheibe 12a wird von einem Lagerpaar 922, 924 getragen.
Die rechte Riemenscheibenhälfte
ist die feste Riemenscheibenhälfte 12ab,
und die linke Riemenscheibenhälfte
ist die bewegliche Riemenscheibenhälfte 12aa. Zwei Hydraulikkammern 926, 928 Sind neben
der beweglichen Riemenscheibenhälfte 12aa vorgesehen.
Die bewegliche Riemenscheibenhälfte 12aa wird
so verstellt, daß sie
sich der festen Riemenscheibenhälfte 12ab nähert, wenn
das Drucköl
in die Hydraulikkammern geleitet wird. Die Hydraulikkammern sind
in Reihe angeordnet, wodurch die Hydraulikkammern verkleinert werden
können.
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11 zeigt
den Hydraulikkreis, mit dem der Hydraulikdruck zur zweiten Riemenscheibe 12b geleitet
wird, so daß der
Umschlingungsmittel-Anpreßdruck
gesteuert wird. Das Betriebsöl,
das von der Ölpumpe 100 abgegeben
wird, wird von einem ersten Reglerventil 930, das als Drucksteuerungsventil dient,
so eingestellt, daß es
den vorgegebenen Leitungsdruck PL aufweist.
Der Signaldruck eines Hubmagneten 930, der von der HVECU 60 gesteuert wird,
wird zum ersten Reglerventil 930 geschickt. Der Leitungsdruck
wird gemäß dem Signaldruck
gesteuert. Die Bezugszahlen 934, 936 bezeichnen
Steuerventile. In dem Hydraulikkreis wird der Umschlingungsmittel-Anpreßdruck unabhängig von
der Schaltsteuerung der ersten Riemenscheibe gesteuert, da das Drucksteuerventil
und das elektromagnetisches Ventil an der Stromabwärtsseite
des Leitungsdrucks angeordnet sind. Der Hubmagnet 932 steuert
den Hydraulikdruck für
die zweite Riemenscheibe gemäß dem Antriebswellen-Drehmoment, um
den Umschlingungsmittel-Anpreßdruck
zu steuern.
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12 ist
ein Blockschema, das die Steuerung des hydraulischen Aktors des
Transaxlesystems zeigt, welche vom Hybridrechner 60 und
vom Brennkraftmaschinen-Steuerrechner
(der Brennkraftmaschinen-ECU) 64 durchgeführt wird.
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Der Hybridrechner 60 stellt
den Fahrzeug-Betriebszustand aufgrund der Signale von verschiedenen
Sensoren fest, um zu bestimmen, wie die Kupplungen und Bremsen zu
steuern sind, und berechnet den Einrückdruck. Der Hybridrechner 60 schickt
dann ein Steuersignal an den Anforderungsmagneten 38, um
den Einrückdruck
der Kupplung Cl zu steuern, und schickt ein Steuersignal an den
Anforderungsmagneten 40, um den Einrückdruck der Kupplung C2 und
den Einrückdruck
der Bremse B1 zu steuern. Eine notwendige Steuerung des Leistungsschaltmechanismus 18 des
Transaxlesystems kann durch Steuerung dieser Einrückdrücke durchgeführt werden.
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Der Brennkraftmaschinen-Steuerungsrechner 64 schickt
Steuersignale an die Magnetventile 904, 906, um
die Schaltsteuerung der zweiten Riemenscheibe 12b durchzuführen, und
schickt ein Steuersignal an den Hubmagneten 932, um den
Umschlingungsmittel-Anpreßdruck
für die
zweite Riemenscheibe zu steuern. Vom Hybridrechner und dem Brennkraftmaschinensteuer-Rechner
werden ein Prozeß 950,
mit dem der Fahrzeug-Betriebszustand (der Fahrmodus) bestimmt wird,
ein Steuerprozeß 952 für den hydraulischen
Aktor 94 des Transaxlesystems und ein Steuerprozeß 954 für die Ölpumpe durchgeführt, wie
in 13 gezeigt.
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Im Prozeß 950 zur Feststellung
des Fahrzeug-Betriebszustands beispielsweise stellt der Hybridrechner
gemäß den Signalen
von verschiedenen Sensoren fest, ob das Fahrzeug im Niedriglastbereich,
im Mittellastbereich, im Beschleunigungs-/schnellen Beschleunigungsbereich
oder im Verzögerungs-Bremsbereich
gefahren wird.
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Der Niedriglast-Fahrmodus entspricht
einem Bereich, in dem der Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine niedrig
ist, beispielsweise einem, in dem das Fahrzeug langsam oder leicht
abwärts
fährt.
In diesem Modus wird die Brennkraftmaschine angehalten, und das
Fahrzeug wird vom Motorgenerator angetrieben.
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Der Mittellast-Fahrmodus entspricht
einem Bereich, in dem der Wirkungsgrad der Bremskraftmaschine hoch
ist. In diesem Modus läuft
die Brennkraftmaschine und das Fahrzeug wird von der Brennkraftmaschine
angetrieben. Der Beschleunigungsmodus entspricht einem Bereich,
in dem die Motorleistung erhöht
werden muß.
In diesem Modus wird das Fahrzeug durch Erhöhen der Übersetzung des CVT beschleunigt.
Im Bereich der schnellen Beschleunigung wird die Antriebskraft des
Fahrzeugs vom Motorgenerator unterstützt.
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In den Verzögerungs- und Bremsmodi bewirkt
die Antriebskraft der Räder,
daß der
Motorgenerator als Stromerzeuger dient. Während des regenerativen Bremsens
wird die Übersetzung
des CVT so gesteuert, daß die
optimale Regenerationseffizienz erreicht wird.
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Im Steuerprozeß 952 für den hydraulischen Aktor
wird bestimmt, ob eine Steuerung dieser Hydraulikkreise (siehe 4) notwendig ist, um den
Hydraulikdruck der Kupplungen C1 und C2 und der Bremse B1 zu ändern, um
für jeden
Fahrmodus den vorgegebenen, passenden Leistungsschaltzustand zu
verwirklichen. Wenn bestimmt wird, daß der Hydraulikdruck verändert werden
muß, werden
Steuersignale für
den Magneten und das Ventil an den Hydraulikkreis ausgegeben. Weiter
wird bestimmt, ob der Hydraulikdruck verändert werden muß, um für den jeweiligen
Fahrmodus die geeignete Übersetzung
des CVT und den geeigneten Umschlingungsmittel-Anpreßdruck zu
erhalten. Dann werden Steuersignale für den Magneten und das Ventil
an die Hydraulikkreise ausgegeben, wie in den 9, 11 gezeigt.
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Im Steuerprozeß 954 für die Ölpumpenmotor-Drehzahl
wird festgestellt, ob es sich bei dem Modus um einen ersten, einen
zweiten oder einen dritten Modus handelt. Im ersten Modus wird die
Drehzahl der elektrischen Ölpumpe 26 (siehe 2) in einem Niedrigdrehzahl-Bereich
gehalten. Im zweiten Modus wird die Drehzahl des elektrischen Ölpumpenmotors in
einem Hochdrehzahl-Bereich gehalten. Im dritten Modus kehrt die
Drehzahl der elektrischen Ölpumpe aus
dem Niedrigdrehzahl-Bereich in den Hochdrehzahlbereich zurück.
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Im Bestimmungsprozeß 950 für den Fahrzeug-Betriebszustand
muß dann,
wenn das Fahrzeug im Niedriglast-Fahrmodus läuft, ein niedriger Hydraulikdruck
beibehalten werden, so daß die Übersetzung
und der Umschlingungsmittel-Anpreßdruck des CVT und der Einrückungszustand
der Kupplung beibehalten werden. Demgemäß wird in diesem Fahrmodus
ein Status-Flag der Ölpumpe
(in einem Widerstand in einem vor gegebenen Bereich des Hybridrechnerspeichers)
auf „1"
gesetzt, was anzeigt, daß die
Drehzahl des Ölpumpenmotors
im Niedrigdrehzahl-Bereich liegt.
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Der Hybridrechner 60 prüft das Statusflag der Ölpumpe 100 und
steuert den Wechselrichter 74 so, daß vom Steuerbaustein des Wechselrichters 74 für die elektrische Ölpumpe ein
Sollsignal ausgegeben wird, um die Drehzahl des Ölpumpenmotors im Niedrigdrehzahl-Bereich
zu halten, wenn das Statusflag auf „1" gesetzt ist. Wenn die
Drehzahl des Ölpumpenmotors
im Niedrigdrehzahl-Bereich liegt, wird die Drehzahl des Ölpumpenmotors
bei einem Drehzahlwert gehalten, mit dem der Hydraulikdruck erzeugt
werden kann, der durch Addieren des Rahmendrucks zum minimalen Leitungsdruck
erhalten wird.
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Wenn der Fahrzeug-Fahrmodus in den
Mittellastbereich-Fahrmodus oder den Beschleunigungsmodus verändert wird,
werden eine Steuerung für
die Änderung
der Übersetzung
des CVT, eine Steuerung für
die Änderung
des Umschlingungsmittel-Anpreßdrucks
und eine Leistungsschaltsteuerung notwendig. Weiter muß der Hydraulikdruck
erhöht werden,
mit dem verschiedene Abschnitte des Transaxlesystems geschmiert
werden. Demgemäß wird die
Drehzahl des Ölpumpenmotors
erhöht,
so daß sie in
den Hochdrehzahlbereich kommt. In diesem Modus wird der Statusflag-Widerstand
auf „0"
zurückgesetzt.
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Wenn das Fahrzeug angehalten wird,
kann die Drehzahl des Ölpumpenmotors
so eingestellt werden, daß sie
niedriger ist als die Drehzahl, bei welcher der minimale Leitungsdruck
erzeugt wird, anders als in den oben genannten Modi.
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Als nächstes wird mittels des Fließschemas in 14 eine Routine für die Steuerung
der Drehzahländerung
des Ölpumpenmotors
erklärt,
die von dem Hybridrechner und dem Brennkraftmaschinensteuerungs-Rechner
durchgeführt
wird.
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In Schritt S14A wird bestimmt, ob
die Drehzahl des Ölpumpenmotors
kontinuierlich im Niedrigdrehzahl-Bereich gehalten wird, abhängig davon,
ob das Statusflag F des Ölpumpenmotors
auf „1"
gesetzt ist. Die Drehzahl des Ölpumpenmotors
wird einer Feedback-Steuerung durch die HVECU 60 unterworfen. Wenn
das Statusflag auf „1"
gesetzt ist, geht der Prozeß zu
einer Routine über,
mit der in Schritt S14B und den folgenden Schritten festgestellt
wird, ob die Drehzahl des Ölpumpenmotors
wieder steigen muß.
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Wenn das Statusflag auf „1" gesetzt
ist, geht der Prozeß zu
Schritt S14S über,
und der Ölpumpenmotor
wird im Hochdrehzahl-Zustand gehalten und die Drehzahl der Öl-pumpe wird so gesteuert,
daß sie sich
im Hochdrehzahl-Bereich in Übereinstimmung mit
dem Fahrzeug-Betriebszustand ändert.
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Die Rückkehr-Bestimmungsroutine in
Schritt S14B und den folgenden Schritten ist eine Steueraktion,
mit der bestimmt wird, daß die
Drehzahl des Ölpumpenmotors
aus dem Niedrigdrehzahl-Bereich schnell und exakt wieder in den
Hochdrehzahlbereich gebracht werden muß. In dieser Routine wird aufgrund
der Änderung
des Steuerstatus des Hybridrechners (des Hybridkreis-Steuerabschnitts)
entschieden, ob ein Steuersignal zum Hydraulikkreis des vorgegebenen
hydraulischen Aktors des Transaxlesystems geschickt wird. In Schritt
S14B stellt der Hybridrechner 60 fest, ob ein Zustand eingetreten
ist, in dem der Hydraulikdruck, der zur Kupplung des Leistungsschaltmechanismus 18 geleitet
wird, erhöht werden
muß, d.h.
ob die Kupplung eingerückt
werden muß.
Wenn dies bejaht wird, wird ein Steuersignal zum Einrücken der
Kupplung Cl oder der Kupplung C2 an die Magnete 38, 40 ausgegeben.
Wenn dieser Steuerzustand eintritt oder das Steuersignal ausgegeben
wird, setzt der Hybridrechner 60 das Flag „1" im
Steuerflag-Widerstand FF für
die Rückführung der Ölpumpenmotor-Drehzahl,
um die Steuerung durchzuführen,
mit der die Drehzahl des Ölpumpenmotors aus
dem Niedrigdrehzahl-Bereich wieder in den Hochdrehzahl-Bereich gebracht
wird (Schritt S14T).
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Wenn in Schritt S14B eine negative
Feststellung getroffen wird, geht der Prozeß zu Schritt S14C über. In
diesem Schritt werden ein absoluter Wert und ein vorgegebener Wert
für die
Geschwindigkeit, bei der das Schalten des CVT durchgeführt wird
(im folgenden als „Schaltgeschwindigkeit"
bezeichnet) miteinander verglichen. 15 zeigt
Einzelheiten dieses Schritts. Wenn die Routine in 15 gestartet wird, berechnet der Hybridrechner 60 ständig das Übersetzungsverhältnis und
die Änderungsrate
des Übersetzungsverhältnisses
(die Schaltgeschwindigkeit), um festzustellen, ob es notwendig ist,
den Hydraulikdruck zu erhöhen,
der zu der in 9 gezeigten
ersten Riemenscheibe geleitet wird. Dann endet die Routine von 15. Der Prozeß kehrt
dann zu Schritt S14D in 14 zurück.
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Wenn die Routine von 15 gestartet wird, geht der Prozeß zu Schritt
S15A über,
und das Übersetzungsverhältnis der
ersten Riemenscheibe wird berechnet. Das Übersetzungsverhältnis wird
mittels einer Gleichung (Drehzahl der ersten Riemenscheibe/Drehzahl
der zweiten Riemenscheibe) berechnet. Diese Drehzahlen werden von
den Drehzahlsensoren in den Riemenscheiben erfaßt.
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In einem vorgegebenen Speicherbereich
des Hybridrechners 60 wird eine Korrelation zwischen dem Übersetzungsverhältnis und
dem Umschlingungsmittel-Wickelradius in Form einer Speichertabelle
hinterlegt. In Schritt S15B wird der Umschlingungsmittel-Wickelradius
aufgrund des gegenwärtigen Übersetzungsverhältnisses
der Geschwindigkeit, bei welcher der Umschlingungsmittel-Wickelradius
sich ändert,
berechnet, und weiter wird der absolute Wert der Geschwindigkeit
berechnet und im vorgegebenen Speicherbereich hinterlegt. Wenn der Prozeß endet,
beendet der Hybridrechner die Routine in 15, und der Prozeß kehrt zu Schritt 14C von 14 zurück. In diesem Schritt werden
der absolute Wert und der vorgegebene Wert miteinander verglichen.
Wenn der absolute Wert gleich oder größer ist als der vorgegebene
Wert, geht der Prozeß zu Schritt
S14T über.
Wenn in Schritt S14C eine negative Feststellung getroffen wird,
geht das Verfahren zu Schritt S14D über.
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Der Grund für das Einsetzen des vorgegebenen
Werts in Schritt S 14C ist folgender. In einem Fahrzeug-Fahrzustand,
in dem das Übersetzungsverhältnis der
ersten Riemenscheibe nur leicht geändert wird, ist es aus Gründen der
Energieeffizienz nicht günstig,
die Drehzahl des Ölpumpenmotors
aus dem Niedrigdrehzahl-Bereich wieder in den Hochdrehzahl-Bereich
zu bringen. Wenn der absolute Wert der Schaltgeschwindigkeit gleich
oder niedriger ist als ein vorgegebener Schwellenwert, ist die Zunahme
des Hydraulikdrucks für
das Schalten des CVT gering. Demgemäß kann das Schalten des CVT ohne
Verzögerung
durchgeführt
werden. Die Drehzahl des Ölpumpenmotors
im Niedrigdrehzahl-Bereich wird auf einen Wert gesetzt, bei dem
ein Hydraulikdruck erzeugt werden kann, der durch Addieren des Rahmendrucks
und des minimalen Leitungsdrucks erhalten wird. Aufgrund des Rahmendrucks kann
eine mäßige Änderung
des Übersetzungsverhältnisses
verwirklicht werden. Die vorgegebenen Schwellenwerte für das Hoch-
und Rückschalten können unterschiedlich
sein.
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Der Grund für das Feststellen der Schaltgeschwindigkeit
durch Berechnen des Umschlingungsmittel-Wickelradius aufgrund des Übersetzungsverhältnisses
ist wie folgt. Die Änderung
des Übersetzungsverhältnisses
und die Zunahme des erforderlichen Hydraulikdrucks zeigen nicht
immer eine lineare Entsprechung. Dagegen zeigen die Änderung
des Umschlingungsmittel-Wickelradius und die Veränderung des Hydraulikdrucks
eine lineare Entsprechung. Daher wird die Schaltgeschwindigkeit
aufgrund der Geschwindigkeit bestimmt, bei welcher der Umschlingungsmittel-Wickelradius
sich ändert.
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Nachdem diese Bestimmung in Schritt
S14C durchgeführt
wurde, geht der Prozeß zu
Schritt S14D über,
und der Hybridrechner stellt fest, ob ein Zustand eintritt, in dem
der Umschlingungsmittel-Anpreßdruck
für die
zweite Riemenscheibe 12b erhöht werden muß. Der Hybridrechner
erfaßt
das Eintreten dieses Zustands oder die Ausgabe des Steuersignals zum
Magneten 932 des Hydraulikkreises, und führt in Schritt
S14D eine Bestimmung durch. Wenn in Schritt S14B und S14D negative
Feststellungen getroffen werden, wird das Niedrigdrehzahl-Statusflag „1" des Ölpumpenmotors
beibehalten.
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16 ist
ein Fließschema,
das die Routine erläutert,
mit der die Drehung des Öl-pumpenmotors gesteuert
wird. Der Hybridrechner liest den Inhalt des Statusflag-Widerstands
F des Ölpumpenmotors
und des Steuerflag-Widerstands FF für die Rückkehr der Ölpumpenmotor-Drehzahl (Schritt
S16A), liest dann den Fahrzeug-Fahrzustand und liest die Öltemperatur
und den Leitungsdruck (Schritt S16B).
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Als nächstes prüft der Hybridrechner den Inhalt
des Statusflag-Widerstands F des Motors. Wenn das Flag auf „1" gesetzt
wird, stellt der Hybridrechner fest, daß die Drehzahl des Ölpumpenmotors
im Niedrigdrehzahl-Bereich liegen kann, und hält die Drehzahl des Ölpumpenmotors
im Niedrigdrehzahl-Bereich (Schritt S16D). Wenn das Flag F auf „0" gesetzt ist,
wird die Drehzahl des Ölpumpenmotors
im Hochdrehzahl-Bereich gesteuert (Schritt S16E).
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Als nächstens prüft der Hybridrechner das Bestimmungs-Flag
FF für
die Rückführung der
Drehzahl. Wenn das Flag auf „1"
gesetzt ist, geht der Prozeß zu
Schritt S16G über,
und die Drehzahl des Ölpumpenmotors
im Niedrigdrehzahl-Bereich wird schnell wieder auf eine Soll-Drehzahl
im Hochdrehzahl-Bereich gebracht, und das Einstellungs-Flag des
Flag-Widerstands FF wird zurückgesetzt.
Der Hybridrechner hält
die Drehzahl des Ölpumpenmotors,
die in den Hochdrehzahl-Bereich zurückgekehrt ist, für eine vorgegebene
Zeit im Hochdrehzahl-Bereich.
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17 zeigt
die Änderung
der Drehzahl des Ölpumpenmotors
bezüglich
der Zeit. Die Bezugsziffer 17A zeigt an, daß die Drehzahl
des Ölpumpenmotors
im Niedrigdrehzahl-Bereich liegt, die Bezugsziffer 17B zeigt
an, daß die
Drehzahl des Ölpumpenmotors
im Hochdrehzahl-Bereich liegt, und die Bezugsziffer 17C zeigt
an, daß die
Drehzahl des Ölpumpenmotors
gerade aus dem Niedrigdrehzahl-Bereich in den Hochdrehzahl-Bereich
zurückkehrt.
Im Rückkehr-Prozeß steigt
die Drehzahl (17D) der Öl-pumpe rasch auf die
hohe Soll-Drehzahl (17E). Die Rückkehrkurve (yl/x1) der Öl-pumpen-Drehzahl wird
so eingestellt, daß sie
steiler ist als der Maximalwert der Änderungskurve (y2/x2) der Drehzahl
des Ölpumpenmotors
im Hochdrehzahl-Bereich. Sowohl in dem Fall, daß die Drehzahl des Ölpumpenmotors
im Niedrigdrehzahl-Bereich liegt, als auch in dem Fall, daß die Drehzahl
des Ölpumpenmotors
im Hochdrehzahl-Bereich liegt, wird die Drehzahl des Ölpumpenmotors
gemäß dem Fahrzeug- Betriebszustand,
beispielsweise der Öltemperatur,
dem erforderlichen Leitungsdruck, dem Beschleunigungs-Öffnungsgrad und
der Fahrzeuggeschwindigkeit, gesteuert.
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Wenn das Fahrzeug verzögert wird
und im Leichtlast-Modus fährt,
stellt der Hybridrechner 60 fest, ob der Leichtlast-Fahrmodus
für einen
vorgegebenen Zeitraum andauert. Wenn dies bejaht wird, setzt der
Hybridrechner den Statusflag-Widerstand für den Ölpumpenmotor auf „1". Der
Hybridrechner senkt die Drehzahl des Ölpumpenmotors in den Niedrigdrehzahl-Bereich
und behält
die gesenkte Drehzahl bei (Schritt S16A bis S16D in 16).
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Ausgehend von diesem Zustand wird,
wenn das Fahrzeug beschleunigt und aus dem Motorgenerator-Fahrzustand
(Kupplung C1: EIN, Kupplung C2: AUS) in den Brennkraftmaschinen-angetriebenen Fahrzustand
(C1: EIN, C2. EIN) wechselt, bestimmt, daß die Kupplung C2 weiterhin
eingerückt
bleiben muß.
Dann geht der Prozeß von
Schritt S14B zu Schritt S14T von 14 über, der
Flag-Widerstand FF für
die Rückführung der Ölpumpen-Drehzahl
wird auf „1"
gesetzt, die Drehzahl des Öl-pumpenmotors wird
rasch aus dem Niedrigdrehzahl-Bereich in den Hochdrehzahl-Bereich zurückgebracht
(Schritt S16G in 16),
und die hohe Drehzahl wird für
einen vorgegebenen Zeitraum beibehalten. Im Fahrmodus wird der Statusflag-Widerstand
F des Ölpumpenmotors
auf „0"
zurückgesetzt,
bevor die vorgegebene Zeit verstrichen ist. Demgemäß wird die
Drehzahl des Motors im Hochdrehzahlbereich gehalten, auch nachdem
die vorgegebene Zeit verstrichen ist (Schritt S16E in 16).
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Wenn das Fahrzeug im Leichtlast-Fahrmodus
läuft und
mäßig beschleunigt
wird, wird der Antrieb durch den Motorgenerator beibehalten, und
der Zustand, in denn der Einrückungszustand
der Kupplung verändert
wird, tritt nicht ein. Demgemäß geht der
Prozeß zu
Schritt S14C von 14 über, und
die Schaltgeschwindigkeit des CVT wird bestimmt. Wenn die Beschleunigung
des Fahrzeugs relativ hoch ist, geht der Prozeß zu Schritt S14T über, und
die Drehkraft des Ölpumpenmotors
kehrt in den Hochdrehzahl-Bereich
zurück
(Schritt S16G in 16).
Andererseits wird dann, wenn die Beschleunigung nicht hoch ist,
in Schritt S14D von 1 festgestellt,
daß keine
Anforderung für den
Umschlingungsmittel-Anpreßdruck
in Schritt S14D vorliegt, und der Niedrigdrehzahl-Bereich des Ölpumpenmotors
wird beibehalten.
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Wenn das Fahrzeug vom Niedriglastzustand in
den Verzögerungszustand
oder den Bremszustand geschaltet wird, wird in Schritt S14B von 14 festgestellt, ob die
Schaltgeschwindigkeit gleich oder kleiner ist als der vorgegebene
Wert. Wenn die Schaltgeschwindigkeit mit Bezug auf die Erhaltung der
optimalen Regenerationseffizienz hoch ist, wird das Motorrückkehr-Flag
in Schritt S14T auf „1"
gesetzt. Der Prozeß geht
von Schritt S14D zu S14T über,
und die Drehzahl des Ölpumpenmotors
kehrt in den Hochdrehzahl-Bereich zurück, so daß die Regenerationseffizienz
durch Erhöhen
des Umschlingungsmittel-Anpreßdrucks
der zweiten Riemenscheibe und durch Verhindern des Schlupfens des
Umschlingungsmittels erhöht
wird, auch wenn die Schaltgeschwindigkeit niedrig ist. (Schritt
S16G in 16).
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Die bisher beschriebene Ausführungsform kann
nach Bedarf innerhalb des Bereichs der Erfindung modifiziert werden.
Beispielsweise kann als Automatikgetriebe ein Antriebsrollen-CVT
anstelle eines Umschlingungsmittel-CTV verwendet werden. Bei dem
Fahrzeug kann es sich um ein Brennkraftmaschinen-angetriebenes Otto/Diesel-Fahrzeug oder um
ein Elektromotor-angetriebenes Elektrofahrzeug anstelle des Hybridfahrzeugs
handeln. Die Drehkraft der elektrischen Ölpumpe kann im Niedrigdrehzahl-Bereich liegen, wenn
in sämtlichen
Schritten S14B bis S14C von 14 eine
negative Feststellung getroffen wird.
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Wie bisher beschrieben, wird erfindungsgemäß eine Steuerung
durchgeführt,
die für
einen Aktor erforderlich ist, und der Drehzustand der elektrischen Ölpumpe wird
aufgrund eines Laständerungsbefehls an
den Aktor, der aufgrund des Bestimmungsergebnisses erhalten wird,
direkt gesteuert. Demgemäß kann,
wenn ein Hydraulikdruck zum Ansteuern des Aktors erforderlich ist,
die Drehzahl der Ölpumpe
vor dem Ansteuern des Aktors erhöht
werden. Daher kann die Drehzahl des elektrischen Ölpumpenmotors,
die im Niedrigdrehzahl-Bereich liegt, schnell und ohne Verzögerung in
den erforderlichen Hochdrehzahl-Bereich zurückkehren.
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Darüber hinaus kann auch im Zustand
der regenerativen Stromerzeugung usw. die für ein Hybridfahrzeug typisch
sind, die Drehzahl des elektrischen Ölpumpenmotors schnell und ohne
Verzögerung
in den erforderlichen Hochdrehzahl-Bereich zurückkehren.
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Weiter wird erfindungsgemäß die Rückkehrkurve
der Ölpumpen-Drehzahl
aus dem Niedrigdrehzahl-Bereich in den hohen Drehzahl-Bereich so
eingestellt, daß sie
steiler ist als die Änderungskurve
der Ölpumpen-Drehzahl
im Hochdrehzahl-Bereich. Demgemäß bleibt
auch in einem frühen
Stadium der Änderung
des Fahrzeug-Betriebszustands die Drehzahl der Ölpumpe ausreichend hoch, und
der erforderliche Hydraulikdruck kann erzeugt werden.