DE69520431T3

DE69520431T3 - Fahrzeug mit hybridantrieb

Info

Publication number: DE69520431T3
Application number: DE69520431T
Authority: DE
Inventors: L. Charles GRAY; H. Karl HELLMAN; J. Michael SAFOUTIN
Original assignee: US Environmental Protection Agency
Current assignee: US Environmental Protection Agency
Priority date: 1994-06-03
Filing date: 1995-06-02
Publication date: 2009-01-22
Anticipated expiration: 2015-06-03
Also published as: CN1073516C; CN1149856A; WO1995033629A1; JP3525932B2; KR970703248A; EP0762957B2; JPH10504363A; US5495912A; DE69520431T2; KR100361041B1; AU2662295A; DE69520431D1; EP0762957A4; EP0762957B1; MX9605867A; EP0762957A1; AU681797B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Erfindungsgebiet
Die Erfindung ist eine einmalige Konstruktion eines Hybridantriebs für Fahrzeuge, die den hoch wirksamen Gebrauch von Energie erlaubt, die von einem integrierten Innen- oder Außenverbrennungsmotor erzeugt wird. Das Anwendungsgebiet liegt in Antriebssystemen für Kraftfahrzeuge.
2. Stand der Technik
Der steigende Gebrauch von Automobilen trägt in hohem Maße zum Auftauchen verschiedener Schadstoffe einschließlich Treibhausgasen wie Kohlendioxid in der Atmosphäre bei. Aus diesem Grund gab es eine Suche nach Vorschlägen zum Verbessern des Wirkungsgrads des Kraftstoffgebrauchs für Autoantriebe. Gegenwärtige Antriebe haben durchschnittlich nur einen Wärmewirkungsgrad von etwa 10 bis 15%.
Herkömmliche Autoantriebe führen zu einem bedeutenden Energieverlust, erschweren die wirkungsvolle Steuerung der Emissionen und bieten eine begrenzte Möglichkeit, größere Verbesserungen in der Kraftstoffwirtschaftlichkeit eines Fahrzeugs zuwege zu bringen. Herkömmliche Antriebe bestehen aus einem Innenverbrennungsmotor und einem einfachen mechanischen Getriebe, das eine diskrete Anzahl an Übersetzungen aufweist. Infolge der unten beschriebenen Ineffizienzen werden etwa 85% bis 90% der von einem solchen System verbrauchten Kraftstoffenergie als Wärme verschwendet. Nur 10–15% der Energie ist verfügbar, um das Fahrzeug anzutreiben, und viel davon wird beim Bremsen als Hitze verstreut.
Viel vom Energieverlust ist einer schlechten Abstimmung zwischen der Motorleistungskapazität und dem durchschnittlichen Leistungsbedarf zu verdanken. Die zu jedem Zeitpunkt dem Motor auferlegte Last wird unmittelbar durch die gesamte Verkehrslast zu jenem Zeitpunkt bestimmt, der zwischen einer extrem hohen und einer extrem niedrigen Last variiert. Um den Beschleunigungserfordernissen zu begegnen, muß der Motor viele Male leistungsvoller als die zum Antreiben des Fahrzeugs benötigte durchschnittliche Leistung sein. Der Wirkungsgrad eines Innenverbrennungsmotors variiert beträchtlich mit der Last, wobei er bei hoher Last nahe der Spitzenlast am besten und bei niedriger Last am schlechtesten ist. Da der beim normalen Fahren erfahrene Motorbetrieb am unteren Ende des Spektrums liegt, muß der Motor die meiste Zeit über bei einem schlechten Wirkungsgrad arbeiten, obwohl einige herkömmliche Motoren Spitzenwirkungsgrade im Bereich von 35 bis 40% haben.
Eine weitere Hauptquelle für einen Energieverlust liegt beim Bremsen. Im Gegensatz zur Beschleunigung, die die Energieabgabe an die Räder erfordert, benötigt das Bremsen die Wegnahme der Energie von den Rädern. Da ein Innenverbrennungsmotor lediglich Energie erzeugen und nicht rückgewinnen kann, ist ein herkömmlicher Antrieb ein Einbahn-Energieweg. Das Bremsen wird durch ein Reibungsbremssystem erreicht, das die vorübergehende nicht benötigte kinetische Energie des Fahrzeugs nutzlos macht, indem es sie in Hitze umwandelt.
Die vom Motor in einem herkömmlichen Antrieb erfahrene weitreichende Änderung in der Geschwindigkeit und der Last macht es ebenfalls schwer, die Emissionen wirkungsvoll zu steuern, da der Motor bei vielen verschiedenen Brennbedingungen arbeiten muß. Das Betreiben des Motors bei einer konstanteren Geschwindigkeit und Last würde die viel bessere Optimierung jeglicher Emissionssteuervorrichtungen gestatten, und die insgesamt wirkungsvolleren Einstellungen des Motors würden erlauben, daß pro gefahrene Meile weniger Kraftstoff verbrannt wird.
Herkömmliche Antriebe bieten eine begrenzte Möglichkeit, Verbesserungen in der Kraftstoffwirtschaftlichkeit eines Fahrzeugs zustande zu bringen, ausgenommen der Fall, wenn sie mit Verbesserungen im Strömungswiderstand, Gewicht und dem Rollwiderstand kombiniert werden. Solche Veredelungen können nur wachsende Verbesserungen im Wirkungsgrad bieten und können gleichermaßen gut mit verbesserten Antrieben angewandt werden.
Es wurden Hybrid-Fahrzeugsysteme als ein Mittel untersucht, die vorstehenden Ineffizienzen zu lindern. Ein hybrides Fahrzeugsystem sorgt für einen "Puffer" zwischen der zum Antreiben des Fahrzeugs benötigten Leistung und der vom Innenverbrennungsmotor erzeugten Leistung zur Mäßigung der vom Motor erfahrenen Änderungen des Leistungsbedarfs. Der Puffer gestattet auch eine Nutzbremsung, da er Energie aus anderen Quellen als dem Motor empfangen und speichern kann. Der Wirkungsgrad eines hybriden Fahrzeugsystems hängt von seiner Fähigkeit, den Motor bei Spitzenwirkungsgraden zu betreiben, und von der Kapazität und dem Wirkungsgrad des Puffermittels ab. Typische Puffermittel schließen elektrische Batterien, mechanische Schwungräder und Hydraulikspeicher ein.
Um einen Hydraulikspeicher als Puffer zu verwenden, wird ein(e) hydraulische(r) Pumpe/Motor im System integriert. Die/der Pumpe/Motor wirkt abwechselnd als eine Pumpe oder als Motor. Als Pumpe verwendet die/der Pumpe/Motor die Motor- oder "Brems"-Leistung, um ein Druckfluid an einen Akkumulator zu pumpen, wo es gegen ein Gasvolumen (z. B. Stickstoff) druckbeaufschlagt wird. Als Motor wird das druckbeaufschlagte Fluid mittels der/des Pumpe/Motors abgegeben, eine Leistung erzeugend.
Es gibt zwei allgemein Klassen von hydraulischen Hybrid-Fahrzeugsystemen. Ein "Serien"-System leitet die gesamte vom Motor erzeugte Energie durch einen Fluidleistungsweg, und so ist es die Fluidleistungsseite, die die veränderlichen Fahrlast erfährt. Dies verbessert den Wirkungsgrad, da der Wirkungsgrad des Fluidleistungswegs in Bezug auf den Leistungsbedarfwechsel nicht so empfindlich ist und da der Motor solchermaßen von Fahrlast losgekoppelt wird, wodurch ihm erlaubt wird, bei Spitzenwirkungsgraden zu arbeiten oder abgeschaltet zu werden. Seriensysteme sind im Konzept und in der Steuerung relativ einfach, haben aber ein geringeres Wirkungspotential als andere Systeme, da die gesamte Energie in eine Fluidleistung und zurück zu einer mechanischen Leistung umgewandelt werden muß, um das Fahrzeug anzutreiben. Sie hängen für den optimalen Wirkungsgrad auch vom häufigen Ein/Aus-Betrieb des Motors ab. "Parallel"-Systeme teilen den Leistungsstrom zwischen einer direkten, fast herkömmlichen mechanischen Antriebsleitung und einem Fluidleistungsweg auf. Solchermaßen wird ein Teil der Energie von der Umwandlung in eine Fluidleistung und wieder zurück ausgenommen. Die herkömmlichste Verwendung für solche Systeme liegt in einem "Startunterstützungs"-Modus ("launch assist" Modus), worin das hydraulische System hauptsächlich dazu dient, die Bremsenergie zu speichern und sie zur Unterstützung bei der nächsten Fahrzeugbeschleunigung wieder abzugeben. Da das Parallelsystem sowohl einen herkömmlichen als auch einen hydraulischen Leistungsweg an die Räder benötigt, neigt es dazu, komplexer zu sein als das Seriensystem, und es ist schwieriger, es hinsichtlich der Sanftheit zu steuern. Abhängig vom speziellen Aufbau gestatten sowohl das Serien- als auch das Parallelsystem die Verkleinerung der Motorgröße, neigen jedoch beide dennoch dazu, einen relativ großen Motor zu benötigen.
Zum Beispiel offenbart das an Shiber erteilte US-Patent 4.223.532 (Sept. 23, 1980) ein hydraulisches Hybrid-Übertragungssystem, das zwei Pumpe/Motoren verwendet und auf einer Theorie basiert, die den diskontinuierlichen Motorbetrieb fördert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Hybridantriebssystem bereitzustellen, das die bedeutende Verkleinerung der Größe des Innenverbrennungsmotors des Fahrzeugs erlaubt.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Antriebssystem bereitzustellen, das es gestattet, daß der Innenverbrennungsmotor des Fahrzeugs konstant bei einem annähernden Spitzenwirkungsgrad betrieben wird.
Es ist wiederum eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Hybridantriebssystem bereitzustellen, worin die vom Innenverbrennungsmotor gerade nicht gebrauchte Leistung in einem "Puffer" gespeichert werden kann, um sie zur Erzeugung einer Antriebskraft (1) zu Zeitpunkten zu verwenden, wenn der Innenverbrennungsmotor alleine nicht ausreicht, um das vom Fahrzeug benötigte Ausgangsdrehmoment bereitzustellen, und (2) zu Zeitpunkten eines sehr geringen Leistungsbedarfs zu verwenden, wenn der Motorbetrieb ineffizient wäre, z. B. in einem Verkehrsstau.
Eine wiederum weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, einen Antriebsaufbau bereitzustellen, der einen besseren hochwirkungsvollen Gebrauch der vom Innenverbrennungsmotor erzeugten Energie erlaubt, als es bisher möglich war.
Eine noch andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Hybridantriebssystem bereitzustellen, das extreme Änderungen in der Fahrlast erlaubt, während es einen hohen Wirkungsgrad beibehält.
Die vorliegende Erfindung stellt ein einmaliges "paralleles" Hybridantriebssystem und ein Betriebsverfahren bereit, die die oben festgelegten Aufgaben erfüllt. Speziell schließt das Hybridantriebfahrzeug der vorliegenden Erfindung einen Fahrzeugrahmen ein, der von daran drehbar angebrachten Antriebsrädern auf einer Straßenoberfläche getragen wird. Ein Primärmotor, z. B. ein Innen- oder Außenverbrennungsmotor, der am Fahrzeugrahmen befestigt ist, sorgt auf herkömmliche Weise für eine Ausgangsmotorleitung und eine Ausgangswelle. Am Fahrzeugrahmen ist auch eine Antriebsspeichervorrichtung angebracht, um als "Puffer" zu dienen, d. h. um eine Brems- und "überschüssige" Motorleistung zu speichern und freizugeben. Ein erster Triebstrang dient dazu, die Motorleistung auf die Antriebsräder zu übertragen, und schließt ein stufenlos veränderliches Getriebe (CVT = continuously variable transmission) ein, das über eine normale bewegliche Riemenscheibe mit einem veränderlichen effektiven Durchmesser (oder ein anderes Mehrfach-Übersetzungsverhältnis-Getriebe) verfügt.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein umkehrbares Fluidverdrändungsmittel oder eine "umkehrbare Pumpe/Motor" zwischen einen Fluiddruckakkumulator und den ersten Triebstrang gelegt, um eine Motorleistung an den ersten Triebstrang auszugeben, der in einem ersten Modus vom Fluiddruck des Akkumulators angetrieben wird, und um als eine von dem ersten Triebstrang angetriebene Pumpe zu arbeiten, damit der Fluiddruck in einem zweiten Modus im Akkumulator gespeichert wird. In anderen Ausführungsformen könnte das umkehrbare Mittel z. B. die Kombination einer Sammelbatterie, eines Generators/Wechselstromgenerators und eines Elektromotors sein.
Ein zweiter Triebstrang dient dazu, das Leistungsspeichermittel mit dem ersten Triebstrang zu verbinden, wodurch ein "Parallel"-Antriebssystem gebildet wird.
Die Steuerung des Antriebssystems wird zum Teil von drei Sensoren bereitgestellt, d. h. einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, einem Leistungsspeichersensor, z. B. einem Drucksensor zum Abtasten des Fluiddrucks innerhalb des Akkumulators, und ein Drehmoment(oder Leistungs)-Anforderungssensor zum Abtasten des Drehmoments (oder der Leistung), das durch den Fahrer vom Fahrzeug angefordert wird, und zwar beispielsweise ein Sensor für die "Drosselklappen"-Pedalstellung oder den "Beschleunigung"-Pedalhub. Ein Mikroprozessor schließt ein Vergleichsmittel ein, um den abgetasteten Wert der gespeicherten Leistung mit einem vorbestimmten Mindestwert für die gespeicherte Leistung zu vergleichen und um bei einer Bestimmung, daß sich der abgetastete Wert für die gespeicherte Leistung am vorbestimmten Mindestwert oder darunter befindet, ein Anforderungssignal zu erzeugen. Der Mikroprozessor schließt auch ein Drehmomentausgabe-Bestimmungsmittel ein, um in Übereinstimmung mit dem Anforderungssignal ein zusätzliches Drehmoment zu bestimmen und um eine Motorausgangsdrehmoment als Summe der abgetasteten Drehmomentanforderung und des zusätzlichen Drehmoments zu bestimmen. Der Mikroprozessor schließt ebenso einen Motorgeschwindigkeits-Bestimmungsprozessor ein, um in Übereinstimmung mit dem bestimmten Motorausgangsdrehmoment und der abgetasteten Fahrzeuggeschwindigkeit eine Motorgeschwindigkeit mit einem optimalen Wirkungsgrad zu bestimmen und um ein Getriebesignal auszugeben, das die bestimmte Motorgeschwindigkeit anzeigt. Ein Motorgeschwindigkeits-Steuermittel steuert die Drehzahl der Ausgangswelle des Motors durch die Änderung der Übersetzung des Getriebes. In der bevorzugten Ausführungsform umfaßt dies die Änderung des effektiven Durchmessers der beweglichen Riemenscheibe der CVT als Reaktion auf das vom Motorgeschwindigkeits-Bestimmungsprozessor ausgegebene Getriebesignal. Ein Motor lastregler steuert als Reaktion auf das Getriebesignal die Motorleistung, indem der dem primären Verbrennungsmotor zugeführte Kraftstoff gesteuert wird. Ein Modus-Regler dient dazu, die Leistungsspeichervorrichtung zwischen dem Leistungsspeicher- und dem Leistungsabgabemodus zu schalten. In der bevorzugten Ausführungsform dient der Modus-Regler dazu, sowohl dazu den Betrieb des Fluidverdrängungsmittels als Reaktion auf das Anforderungssignal zwischen dem ersten und zweiten Betriebsmodus zu konvertieren, als auch dazu, als Reaktion auf den abgetasteten Fluiddruck die Verdrängung des Fluidverdrängungsmittels zu verändern.
Wahlweise wird ein Sekundär-, z. B. Innenverbrennungsmotor am Fahrzeugrahmen angebracht, um für eine zusätzliche Motorleistung zu sorgen, die z. B. gebraucht werden könnte, um einen besonderen Steilhang zu erklimmen. Wenn ein Sekundärmotor am Fahrzeug angebracht ist, wird zwischen dem Ausgang des Sekundärmotors und dem ersten Triebstrang eine sekundäre Motorkupplung eingesetzt, um die Ausgabegeschwindigkeit des Sekundärmotors mit der Ausgabe des Primärmotors in Übereinstimmung zu bringen.
Das Antriebssystem der vorliegenden Erfindung schließt wahlweise weiterhin eine Freilaufkupplung ein, die zwischen dem Getriebe (CVT) und dem Antriebsrädern angebracht ist, um die Antriebsräder als Reaktion auf ein Signal, das die Null-Leistungsanforderung anzeigt, von dem ersten Triebstrang zu lösen.
In der vorliegenden Erfindung wird das Antriebssystem gesteuert, indem die Fahrzeuggeschwindigkeit, der Fluiddruck innerhalb eines Fluiddruckspeichers und die Leistung, die durch den Fahrer vom Fahrzeug verlangt wird, abgetastet werden. Eine umkehrbare fluidische Verdrängungsvorrichtung (Pumpe/Motor) wird als Reaktion auf den Drehmomentbedarf und den im Akkumulator gespeicherten verfügbaren Fluiddruck zwischen einem Pumpenmodus und einem Motormodus geschaltet. Der abgetastete Fluiddruck wird mit einem vorbestimmten Mindestfluiddruck verglichen, und es wird ein Anforderungssignal erzeugt, wenn bestimmt wird, daß er unter dem vorbestimmten Fluiddruck liegt. Das für den angemessenen Anstieg des Fluiddrucks erforderliche zusätzliche Drehmoment wird in Übereinstimmung mit dem Anforderungssignal bestimmt, und ein Motorausgangsdrehmoment wird als Summe der abgetasteten Drehmomentanforderung und des vorbestimmten zusätzlichen Drehmoments bestimmt. Ein Motorgeschwindigkeitregler steuert die Drehzahl der Ausgangswelle, indem der effektive Durchmesser einer beweglichen Riemenscheibe des CVT als Reaktion auf ein Getriebesignal verändert wird. Ein Motorgeschwindigkeitprozessor wiederum bestimmt eine Motorgeschwindigkeit optimalen Wirkungsgrads in Übereinstimmung mit dem bestimmten Motorausgangsdrehmoment und der abgetasteten Fahrzeuggeschwindigkeit und gibt ein Getriebesignal aus, das die bestimmten Motorgeschwindigkeiten anzeigt. Die Ausgabeleistung des Innenverbrennungsmotors wird als Reaktion auf das Getriebesignal gesteuert, indem der dahin geführte Kraftstoff geregelt wird.
Im Gegensatz zum Stand der Technik benötigt die vorliegende Erfindung nur eine(n) Pumpe/Motor im Primärantriebssystem und verwendet das hydraulische Untersystem auf eine solche Art und Weise, daß ein sehr kleiner Grundmotor verwendet und der Motor solange wie möglich an gehalten wird.
Die Erfindung ist eine einmalige Art eines "Parallel"-Systems, kann aber ebensogut in einer seriellen Anordnung betrieben werden. Das System der vorliegenden Erfindung schließt einen sehr kleinen Motor ein, der eher für den mittleren Leistungsbedarf als für die Spitzenleistungsbedarf bemessen ist. Das hydraulische Untersystem wirkt als eine Leistungs-Trimmvorrichtung, um die vom Motor erfahrende Leistungsanfrage "zu trimmen". Das bedeutet, daß der Hauptzweck des hydraulischen Untersystems darin liegt, den Motor so nahe wie möglich an seinem Spitzenwirkungsgrad in Betrieb zu halten, indem es zu Zeiten geringer Antriebsleistungsanforderungen eine zusätzliche Last auf den Motor legt und zu Zeiten einer hohen oder Spitzenantriebs-Leistungsnachfrage eine zusätzliche Leistung freigibt. In der vorliegenden Erfindung erfüllen ein einzelner hydraulischer Pumpe/Motor und ein Akkumulator beide Funktionen. Um eine zusätzliche Last am Motor anzulegen, läuft der Motor bei einem Leistungsniveau, das dem Spitzenwirkungsgrad entspricht, und die überschüssige Leistung wird durch den hydraulischen Pumpe/Motor (als Pumpe betrieben) in den Akkumulator geleitet, wo sie mit einem sehr geringen Energieverlust gespeichert wird. Um die zusätzliche Leistung abzugeben, wird die gespeicherte Energie mittels des hydraulischen Pumpe/Motors (als Motor arbeitend) an den Triebstrang abgegeben.
In ihrer einfachsten Anordnung gestattet eine Kupplungsanordnung zwischen dem Getriebe und den Rädern einen Freilauf, wenn von dem Triebstrang keine Leistung gebraucht wird. Zu Vereinfachungszwecken wird jedoch keine Kupplung zwischen dem Motor, dem hydraulischen Pumpe/Motor und dem Getriebe zur Verfügung gestellt. Daher kann der Motor hin und wieder laufen, während die/der Pumpe/Motor den Akkumulator während der Nutzbremsung lädt oder wenn von ihm selbst kleine Leistungsmengen abgegeben werden. Dies erzeugt einen Widerstand auf den Antrieb, der etwas den Wirkungsgrad beeinträchtigt. Die mit dieser Anordnung verknüpften Reibungsverluste sind infolge des kleinen Hubraums des Innenverbrennungsmotors und der kurzen Zeitspanne in diesem Betriebsmodus minimal.
Die vorliegende Erfindung schließt mindestens zwei Anordnungen für die hydraulische Nutzbremsung ein. In der ersten Ausführungsform werden als erstes die Reibungsbremsen aktiviert, wonach das hydraulische Bremsen eingeleitet wird. Dieses Verfahren reduziert die Komplexität der Steuerungen, die gebraucht würden, um ein sanftes Leiten der Leistung von den Rädern durchzuführen, und erlaubt Sicherheit im Falle eines hydraulischen Systemfehlers. In der zweiten Ausführungsform erfolgt das hydraulische Bremsen als erstes mit als ein Ersatzsystem hinzugefügten Reibungsbremsen. Diese zweite Ausführungsform ist etwas komplexer zu steuern, aber die bevorzugte Ausführungsform, da sie die Rückgewinnung der Bremsenergie maximiert.
Wenn von einem Stillstand beschleunigt wird, stellt der Motor den Rädern mittels des nicht-hydraulischen Abschnitts des Antriebsstrangs eine Leistung bereit. Wenn mehr Leistung gebraucht wird, als sie die Motor bereitstellen kann, wird von der/dem als Motor wirkenden Pumpe/Motor eine zusätzliche Leistung zugeführt. Der Akkumulator ist groß genug, um zu erlauben, daß diese zusätzliche Leistung zwei oder mehrere Male nacheinander bereitgestellt wird. Die Akkumulatorkapazität für mindestens eine Beschleunigung wird für die Nutzbremsung benötigt, und die Kapazität für eine andere wird als Reserve für den Fall benötigt, wo ein Stillstand die Nutzbremsung nicht erlaubt.
Wenn die Reisegeschwindigkeit erreicht ist und die Leistungsanforderung auf ein niedriges Niveau fällt, paßt sich die Motorausgabe der Fahrlast an, da der Motor klein genug ist, damit sein Spitzenwirkungsgrad der Lastcharakteristik der durchschnittlichen Fahrlast entspricht. Wenn mehr Leistung vom Motor benötigt wird, um den Spitzenbetriebswirkungsgrad aufrechtzuerhalten, wird eine zusätzliche Last bereitgestellt, indem der Akkumulator mittels der/des als Pumpe wirkenden Pumpe/Motors beladen wird. Wenn der Akkumulator nicht mehr Last aufnehmen kann, wird die/der Pumpe/Motor auf die Nullverdrängung eingestellt und der Motor läuft bloß bei einer reduzierten Leistungsausgabe. Da der Motor in der Nähe der mittleren Reisegeschwindigkeit-Leistungslast dimensioniert ist, wird bei dieser Einstellung wenig oder gar nichts vom Wirkungsgrad geopfert. Der Motor kann auch abgeschaltet werden, und der Akkumulator kann die/den als Motor wirkenden Pumpe/Motor antreiben, wenn die Last gering ist, wie es bei geringer Geschwindigkeit, einem Stillstand und bei Stop-and-Go-Verkehr erfolgen würde.
Wenn ein Bremsen erfolgt und es im Akkumulator eine ausreichende nicht verwendete Speicherkapazität gibt, erfolgt die Nutzbremsung, worin die/der Pumpe/Motor als Pumpe wirkt, um den Akkumulator aufzuladen. Wenn im Akkumulator keine Kapazität zurückgelassen wird, werden die Reibungsbremsen verwendet. Das System wird so verwaltet, daß die Kapazität für gewöhnlich für die Nutzbremsung ausreichen würde.
Wenn während einer Fahrt bei Reisegeschwindigkeit eine plötzliche Beschleunigung benötigt wird, kann diese zur Verfügung gestellt werden, indem die Ausgabe des Motors entlang der Linie des besten Wirkungsgrads Ladedruck-verstärkt wird. Nachdem der wirkungsvollste Motorausgangs-Ausgabepunkt erreicht ist, wird das hydraulische Untersystem aktiviert, um die zusätzliche Leistung über die/den Pumpe/Motor vom Akkumulator zurückzugewinnen.
Wenn das Fahrzeug bei einer sehr kleinen Geschwindigkeit wie in einem Verkehrsstau dahinkriecht, wird der Motor abgeschaltet, und die/der Pumpe/Motor und der Akkumulator werden verwendet, um das Fahrzeug anzutreiben. Dies ist besser als die alleinige Verwendung des Motors in einem solchen Modus, da ein Pumpe/Motor selbst bei geringen Geschwindigkeiten und Leistungsanfragen mit einem guten Wirkungsgrad arbeiten kann.
Mittels der richtigen Auswahl der Komponentgrößen und Steuersystemoptimierung kann das System aufgebaut werden, um die verschiedenen Ziele bestmöglich umzusetzen. Zum Beispiel kann man das Auftreten dar folgenden Situationen minimieren: a) daß man auf einen ganz geladenen Akkumulator trifft, wenn die Nutzbremsungssenergie verfügbar wird, oder b) daß der Akkumulator durch mehrere schnelle Beschleunigungen erschöpft ist, ohne daß dem Akkumulator die Möglichkeit gegeben wird, wieder aufzuladen.
Die Verwendung eines kleinen Motors, der von einem Akkumulator einer finiten Energiespeicherkapazität ergänzt wird, stellt eine Schwierigkeit beim bergauf fahren langer Anstiege dar. Wie schon in Zusammenhang mit der Beschleunigung, erfordert das Bergauffahren eine ungewöhnlich große Leistung, aber abweichend von einer Beschleunigung braucht ein langer Anstieg diese Leistung über einen längeren Zeitraum. Da es in der Betriebstheorie der Erfindung liegt, einen großen Anteil der Beschleunigungsleistung mithilfe eines hydraulischen Akkumulators bereitzustellen, würde ein langer Anstieg den Akkumulator schnell erschöpfen und das Fahrzeug mit einer unzureichenden Leistung verbleiben.
Als eine Alternative für eine äußerst große Akkumulatorkapazität kann ein zweiter Motor, der billig und infolge seines gelegentlichen Gebrauchs nur mäßiger Beständigkeit sein kann, eingekuppelt werden, um die Leistung des Primärmotors und der/des Pumpe/Motors für eine unbegrenzte Zeit zu ergänzen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein schematisches Diagramm einer ersten Ausführungsform eines mit einem hybriden Antriebssystem der vorliegenden Erfindung ausgestatteten Fahrzeugs.
Die 2a, 2b, 2c und 2d sind Graphen einer Motorlast versus Motorgeschwindigkeit in verschiedenen Modi des in 1 gezeigten Systems.
3 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, das in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung mit einer zweiten Ausführungsform eines hybriden Antriebssystems ausgestattet ist.
4 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, das in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung mit einer dritten Ausführungsform eines hybriden Antriebssystems ausgestattet ist.
5 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, das in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung mit einer vierten Ausführungsform eines hybriden Antriebssystems ausgestattet ist.
6 ist ein logisches Flußdiagramm zur Steuerung des Betriebs eines Fahrzeugs durch einen Mikroprozessor in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 stellt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, die zum Antreiben eines drei- bis viertausend Pfund schweren Fahrzeugs geeignet ist. Ein sehr kleiner Innenverbrennungsmotor 1 (z. B. 20 PS) versorgt das System mit Energie. Die Energie wird entlang einer Antriebswelle 2 übertragen, die einen ersten Triebstrang bildet, und kann entweder an das Getriebe 3, in dieser Ausführungsform ein stufenlos veränderliches Getriebe (CVT), oder an die/den Pumpe/Motor 7 (im zweiten Modus als Pumpe wirkend) oder an beides übertragen werden. Die/der Pumpe/Motor 7 ist eine umkehrbare hydraulische Verdrängungsvorrichtung, z. B. eine Taumelscheibenpumpe, in der die Umkehrung des Stroms der Pumpe inhärent ist, oder eine Pumpe mit einer geneigten Achse, worin die Umkehrung des Stroms durch das Abblasen außerhalb von der Pumpe erfolgt, wobei sie in der Lage ist, entweder in einem ersten Modus als Motor oder in einem zweiten Modus als Pumpe zu arbeiten. Die/der Pumpe/Motor 7 hat eine veränderliche Verdrängung. Die an die/den Pumpe/Motor 7 (als Pumpe wirkend) geleitete Energie wird verwendet, um dem Akkumulator 6 ein Fluid zuzupumpen, der das Fluid B gegen ein Gasvolumen A druckbeaufschlagt. Die an das Getriebe geleitete Energie fließt entlang der unteren Antriebswelle 9 vorbei an der Freilaufkupplung 4 an die Räder 5. Die/der Pumpe/Motor 7 wird zwischen dem ersten und zweiten Modus geschaltet, ihre/seine Verdrängung als Reaktion auf ein Signal FPs vom Pumpen/Motorregler 20 geändert.
Wenn die an den Rädern 5 verlangte Leistung größer ist als die vom Motor 1 alleine lieferbare Leistung wird vom Pumpe/Motor 7 (als Motor im ersten Modus wirkend) eine zusätzliche Leistung bereitgestellt. In diesem Modus strömt das im Akkumulator druckbeaufschlagte Fluid zur/zum Pumpe/Motor 7 (als Motor wirkend), eine mechanische Leistung erzeugend, die wiederum entlang der Antriebswelle 30 zum Triebstrang 2 und an das Getriebe fließt, und, wie bereits beschrieben, an die Räder strömt. Der hydraulische Akkumulator 6, die/der Pumpe/Motor 7 und die Welle 30 bilden einen zweiten Triebstrang, der "parallel" zum ersten Triebstrang ist.
Mit Bezugszeichen 26 wird eine Motorsteuervorrichtung, z. B. eine Kraftstoffeinspritzpumpe, gezeigt, die als Reaktion auf ein Signal Es, das eine Funktion der Motorgeschwindigkeit ist, die Kraftstoffzuführung an den Motor 1 steuert. Das Signal Es kann vom Prozessor 18 berechnet werden oder ein Signal sein, das direkt von einem rpm-Sensor 40 empfangen wird.
Die Steuerhardware für den Betrieb des Fahrzeugs umfaßt einen Fahrzeuggeschwindigkeitsensor, z. B. eine Drehzahl-Sensor 12, der die Drehzahl der Antriebswelle stromabwärts von der Freilaufkupplung 4 erfaßt, einen Drucksensor 16 zum Erfassen des Drucks innerhalb des Fluiddruckspeichers 6 und zum Erzeugen eines Signals Ps, das den erfaßten Druck darstellt, und einen Leistungs-Anforderungssensor 14, z. B. einen Sensor zum Erfassen der Stellung des "Gaspedals". Ein erster Prozessor 42 empfängt das Signal Ps, das den vom Sensor 16 erfaßten Fluiddruck darstellt, und vergleicht diesen erfaßten Fluiddruck mit einem vorbestimmten Mindestfluiddruck, und erzeugt ein Anforderungssignal FPs, wenn bestimmt wird, daß der abgetastete Fluiddruck unter dem vorbestimmten Mindestfluiddruck liegt. Jenes Anforderungssignal FPs wird zur Umwandlung des Modus der/des Pumpe/Motors 7 auf den zweiten Modus zum Betrieb als Pumpe an den Pumpenregler 20 übertragen, um die Energie in Form eines Fluiddrucks im Akkumulator zu speichern.
Ein zweiter Prozessor 44 bestimmt eine zusätzliche Leistung in Übereinstimmung mit dem Anforderungssignal FPs und einer Motorausgangsleistung als Summe der vom 14 abgetasteten Leistungsanforderung und der bestimmten zusätzlichen Leistung. Ein dritter Prozessor 46 bestimmt die Motorgeschwindigkeit des optimalen Wirkungsgrads in Übereinstimmung mit der bestimmten Gesamtmotorausgangsleistung und gibt mit der abgetasteten Fahrzeuggeschwindigkeit ein Getriebesignal Ts an den Motorgeschwindigkeitregler 24 aus, das die bestimmte optimale Motorgeschwindigkeit anzeigt. Der Regler 24 regelt die Motorgeschwindigkeit als Reaktion auf das Signal Ts, indem der effektive Durchmesser der Riemenscheibe 22 der CVT 3 verändert wird. Die Prozessoren 42, 44 und 46 können wahlweise in einem einzigen Mikroprozessor 18 einschließlich eines Speichers 48 vereinigt werden. Das Signal Ts wird mittels Bezugnahme auf eine im Speicher 48 gespeichertes zweidimensionales Kennfeld bestimmt, worin die Werte für die Leistung des optimalen Wirkungsgrads und die Motorgeschwindigkeit korreliert sind. Kennt man die gewünschte Motorgeschwindigkeit und die Fahrzeuggeschwindigkeit vom Sensor 12, wird das Signal Ts berechnet. Dieses Steuersystem ist auf ähnliche Weise auf andere hier unten beschriebene Ausführungsformen anwendbar.
Eine optionaler Sekundärmotor 10 kann noch eine weitere zusätzliche Reserveleistung bereitstellen. In diesem Fall wird in eine elektrisch gesteuerte Kupplung 11 eingegriffen, mittels der die Leistung vom Motor 10 in das System eingeführt wird. Der Sekundärmotor 10 stellt eine Reserveleistung für starke oder wiederholte Beschleunigungen und für den kontinuierlichen Betrieb bereit, um die Geschwindigkeit lange aufrechtzuerhalten und/oder steile Anstiege zu bewältigen. Der Sekundärmotor 10 und die Kupplung 11 können wie gezeigt montiert werden (um die Antriebswelle 2 mit Leistung zu versorgen) oder um die Leistung direkt an die Antriebswelle 9 zu führen. Der Motor 10 kann elektronisch gestartet und die Kupplung 11 kann als Reaktion auf beispielsweise als eine Funktion der abgetasteten "Gaspedal"-Stellung und des erfaßten Akkumulator-Fluiddrucks erzeugten Signals SEs in Eingriff gebracht werden. Die Kupplung 11 dient dazu, den Sekundärmotor an der Ausgangsgeschwindigkeit des Primärmotors in Eingriff zu bringen. Der Primärmotor 1 und der Sekundärmotor 10 könnten kombiniert als die funktionelle Äquivalente eines Motors mit veränderlichem Hubraum erachtet werden.
Wenn an den Rädern eine Null-Leistung verlangt wird, wird das Fahrzeug als Reaktion auf ein Signal Cs aus dem Mikroprozessor 18 durch das Lösen der Freilaufkupplung 4 auf einen Freilaufmodus umgeschaltet. Auf diese Weise wird das Fahrzeug gegen Drehreibungsverlusten im Triebstrang isoliert, so daß die ganze kinetische Energie des Fahrzeugs verfügbar ist, um den Rollwiderstand und Strömungswiderstand zu überwinden. Die Kupplung 4 wird für gewöhnlich nur eingegriffen und losgelassen, wenn vom Sensor 14 einen Null-Leistungsanforderung erfaßt wird.
Wenn der Fahrer bremst, erfolgt die Nutzbremsung. Die kinetische Energie wird von den Rädern 5 an der Kupplung 4 vorbei mittels des Getriebes 3 entlang der Antriebswelle 2 in die/den Pumpe/Motor 7 (als Pumpe wirkend) überführt. Die/der Pumpe/Motor 7 druckbeaufschlagt das Fluid und speichert dadurch auf dieselbe Weise wie oben beschrieben die Energie in den Akkumulator 6.
Mittels des Fluiddrucks im Akkumulator 6, kann die/der Pumpe/Motor, der in seinem ersten Modus als Motor arbeitet, verwendet werden, um den Motor 1 zu starten, wodurch der Bedarf nach einem herkömmlichen Anlassermotor vermieden wird.
Die Wirkungsweise der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 2A–2D klarer verständlich sein. In der nachstehenden Erläuterung betrifft der Begriff "optimaler Wirkungsgrad" einen Geschwindigkeitsbereich und eine Last, d. h. (Leistung), an der vernünftigerweise angenommen werden kann, daß der Wirkungsgrad des Motors 1 nahe an seinem optimalen Wirkungsgrad zwischen den Punkten A und B ist.
2A ist ein Graph, der die Fälle (Modus 1) darstellt, wenn die angeforderte Leistung größer ist als die am optimalen Wirkungsgrad vom Motor 1 (Punkt B) in der Ausführungsform der 1 verfügbare. In diesem Fall wird jener Teil der Last, der B überschreitet, von der/vom Pumpe/Motor 7 (als Motor wirkend) bereitgestellt, während der Motor 1 den Rest bereitstellt. In den Ausführungsformen, in denen die Motor- und die Pumpen/Motorantriebswellen nicht eingekuppelt oder verzahnt sind, würden der Motor 1, die/der Pumpe/Motor 7 und die Eingangswelle des Getriebes 3 bei derselben Geschwindigkeit arbeiten. Eine Kupplungsanordnung oder eine Übersetzung könnten darin eingeschlossen sein, ohne die grundlegende Wirkungsweise dieses Modus zu ändern.
2B veranschaulicht die Wirkungsweise des Systems der 1 in einem Modus 2, d. h. wenn die vom Motor 1 verlangte Leistung innerhalb des Bereich optimalen Wirkungsgrads liegt (zwischen den Leistungsniveaus A und B). Die vom Motor 1 angeforderte Leistung wird vom Mikroprozessor 18 bestimmt, der die vom Fahrer 14 angeforderte Leistung erwägt und in Erwägung zieht, ob eine Leistung vom Akkumulator 6 abgezogen oder diesem zugeführt werden sollte. Wenn kein Bedarf besteht, den Akkumulator 6 aufzufüllen, wird die gesamte Leistung vom Motor 1 bereitgestellt, und die/der Pumpe/Motor 7 wird vom Regler 20 auf die Null-Verdrängung (d. h. neutrale Stellung) eingestellt, worin sie/er weder Fluid in den Akkumulator 6 pumpt noch das System mit Leistung versorgt.
2C veranschaulicht die Situation, worin der Motor 1 die Leistungsanforderung des Fahrers erfüllen kann und es einen Bedarf gibt (d. h. der Energiepegel des Akkumulators hat ein vorbestimmtes Mindestniveau erreicht, aber der Motor 1 kann bei einem optimalen Leistungsniveau arbeiten, Punkt (b)), oder einen Wunsch gibt (d. h. das Erfordernis zum Betreiben des Motors bei seinem optimalen Wirkungsgrad, wie es durch den Fahrer-Leistungsanforderungspunkt (a) angezeigt wird), den Akkumulator aufzufüllen (Modus 3). Während die verlangte Fahrlast durch irgendeinen der in 20 gezeigten Punkte (a) oder (b) gezeigt wird, wird die Leistungsausgabe des Motors entlang der Linie des optimalen Wirkungsgrads auf einen Punkt erhöht, an dem eine ausreichende Überschußleistung erzeugt wird, was hier durch den Punkt (c) dargestellt wird. Die Überschußleistung, die nicht an die Fahrlast geht, wird in die/den Pumpe/Motor 7 (als Pumpe wirkend) gespeist, der sie für zukünftige Modus-1- oder Modus-4-Ereignisse im Akkumulator 6 speichert.
2D veranschaulicht Modus 4, worin eine ungewöhnlich kleine Fahrlast erfahren wird. In diesem Fall kann der Motor nicht solch eine kleine Leistungsmenge bei einem annehmbaren Wirkungsgrad abgeben, und im Akkumulator 6 besteht ein beträchtlicher Druck. Der Kraftstoffstrom an den Motor 1 wird abgeschaltet und die/der Pumpe/Motor 7 (als Motor wirkend) stellt selbst eine Leistung bereit.
Die Nutzbremsung kann man eine Erweiterung des Modus 4 (2D) betrachtet werden, in der die Leistungsanfrage Null ist und sich das Fahrzeug bei einer Geschwindigkeit verlangsamen muß, die größer ist als sie der Rollwiderstand und Strömungswiderstand bereitstellen würden. Der Fahrer aktiviert die Bremsen, die wiederum die/den Pumpe/Motor 7 (als Pumpe wirkend) aktivieren, die wie zuvor beschrieben das Fluid druckbeaufschlagt, indem die mittels der Antriebswelle 2, des Getriebes 3 und der unteren Antriebswelle 9 abgeleitete kinetische Energie des Fahrzeugs verwendet wird. Dies führt zu einer Verlangsamung, die der ähnlich ist, die durch das Reibungsbremsen bewirkt wird; jedoch wird die Energie eher im Akkumulator 6 gesichert als verworfen.
Eine alternative Ausführungsform, die für den Betrieb angepaßt ist, von dem erwartet wird, daß er ein ausgiebiges Stop-and-Go-Fahren einschließt, wird in der 3 gezeigt.
Bei kontinuierlichem Stop-and-Go-Fahren wird ein Modus aufgerufen, in der die/der Pumpe/Motor das Fahrzeug ohne Unterstützung vom Motor direkt antreibt. In diesem Fall wird zwischen dem Motor 1 und der/dem Pumpe/Motor 7 eine Kupplung 8 bereitgestellt, damit der Motor 1 in diesem Modus getrennt wird und die mit dem Betrieb des Motors 1 verknüpfte Reibung verhindert wird.
Wiederum eine andere Ausführungsform wird in der 4 gezeigt, worin eine/ein zweite/r Pumpe/Motor 13 zwischen dem Getriebe und den Rädern bereitgestellt wird. Diese Anordnung würde erlauben, daß die Nutzbremsungsenergie mittels der/des zweiten Pumpe/Motors 13 direkt an den Akkumulator 6 weitergeleitet würde, ohne daß beim Passieren durch das Getriebe 3 Reibungsverluste erlitten werden. Wenn der Widerstand der/des zweiten Pumpe/Motors 13 in der neutralen Stellung klein genug ist, kann die/der zweite Pumpe/Motor 13 während aller Fahrmodi direkt mit dem Radantrieb 9 verzahnt aktiv bleiben. Eine Option zur Beseitigung dieses "in der Neutralstellung"-Widerstands würde sein, wenn zwischen der/dem zweiten hydraulischen Pumpe/Motor 13 und dem Radantrieb 9 eine Kupplung hinzugefügt würde. Da die/der zweite Pumpe/Motor 13 ebenfalls im Beschleunigungs- und Konstantfahrtmodus den Rädern eine Leistung bereitstellen kann, wird erlaubt, daß die Größe der/des ersten Pumpe/Motors 7 reduziert wird. Die kleinere Größe der/des Pumpe/Motors 7 erlaubt, daß die/der Pumpen/Motoren wahlweise betrieben werden, damit die Größe des ausgewählten Motors besser mit der von den Rädern verlangten Leistung angepaßt wird, was den mittleren Wirkungsgrad verbessert. Dies ist besonders für das Fahren in der Stadt wichtig, wo kleine und mäßige Beschleunigungen häufige Fahrmodi darstellen und ein/e kleinere/r Pumpe/Motor 7 den Primärmotor 1 wirkungsvoller für kleine Leistungsinkremente ergänzen als eine/ein größere/größerer Pumpe/Motor. Das Hinzufügen der/des zweiten Pumpe/Motors 13 zum Bewältigen hoher Beschleunigungsgeschwindigkeiten und steiler, langer Anstiege würde ebenfalls ein bedeutend kleineres Getriebe gestatten, was vor allem für stufenlos veränderliche Getriebe (CVT) wichtig ist. Für steile Anstiege könnte der Motor 10 aktiviert werden, und die/der Pumpe/Motor 7 könnte als Pumpe arbeiten, die die/den Pumpe/Motor 13 als Motor antreibt. Alternativ dazu könnte eine Pumpe an den Motor 10 angeschlossen werden, was die Kupplung 11 erübrigt, um mittels der/dem Pumpe/Motor 13 als Motor für eine Dauerleistung zu sorgen.
Eine in 5 gezeigte weitere Ausführungsform schließt einen zweiten Motor 10 ein, der entweder stromaufwärts oder stromabwärts von der Freilaufkupplung 4 direkt in die Antriebswelle 9 gekuppelt wird, und zwar eher als hinter dem Primärmotor 1 wie in den Ausführungsformen der 1, 3 und 4. Diese Anordnung gestattet, daß die vom zweiten Motor 10 erzeugte Energie direkt an die Räder 5 geht, ohne in den stromaufwärts gelegenen Komponenten der Antriebsleitung Verluste zu erleiden, und gestattet ein kleineres Getriebe 3 und, falls stromabwärts gelegen, eine kleinere Freilaufkupplung 4. In den beiden Stellungen führt der zweite Motor 10 zu verschiedenen Zwecken Energie zu, und zwar einschließlich, aber nicht darauf eingeschränkt, der Bereitstellung einer zusätzlichen Leistung für einen anhaltenden Anstieg einer Anhöhe, der Bereitstellung einer zusätzlichen Beschleunigungsleistung zu Zeitpunkten extrem starker Beschleunigung, der Bereitstellung von Notstartleistung im Falle einer Akkumulatorerschöpfung, der Bereitstellung einer Reserveleistung für eine normale Beschleunigung, um eine verringerte Akkumulator- oder eine/n verringerte/n Pumpe/Motor-Größe zu erlauben, und für einen selektiven Betrieb, um die Größe des gewählten Motors besser an die Fahrlastanforderung anzupassen.
Eine mögliche Modifikation der in der 3 gezeigten Ausführungsform würde es sein, das Getriebe 3 zu löschen und das Fahrzeug mittels des geeigneten Gebrauchs der Freilaufkupplung 4 mit der/dem Pumpe/Motor 7 zu starten.
Eine mögliche Modifikation der in der 4 gezeigten Ausführungsform würde es sein, das Getriebe 3 (und wahlweise die Kupplung 12) zu löschen und eine Kupplung zwischen der/dem Pumpe/Motor 13 und dem Radantrieb 9 einzuführen. Das Fahrzeug würde entweder mit der/dem Pumpe/Motor 7 gestartet werden (wobei die Kupplung 8 behalten wird) oder von der/dem Pumpe/Motor 13 gestartet werden. Bei Fahrzeuggeschwindigkeiten oberhalb eines festgelegten Minimums (z. B. 20 Meilen pro Stunde) würde der Motor 1 in Eingriff gebracht werden und würde eine direkte Wellenleistung bereitstellen, und der Betrieb würde wie zuvor beschrieben fortfahren. Diese Anordnung würde jedes Risiko von einer Akkumulatordruckentleerung beseitigen.
Der logische Fluß zur Steuerung durch den Mikroprozessor 18 wird jetzt mit Bezug auf die 6 der Zeichnungen beschrieben. 6 ist ein Flußdiagramm, das die Flußsteuerung der Verarbeitung durch den Mikroprozessor oder die Computereinheit 18 zeigt. Im Schritt S1 wird in Übereinstimmung mit einem Signal vom Bremssensor 50 eine Bestimmung darüber gemacht, ob die Bremsen im Eingriff sind oder nicht. Wenn die Bremsen im Eingriff sind (Y), wird der Motor 1 ausgeschaltet oder getrennt, um die Nutzbremsung mit der/dem als Pumpe betriebenen Pumpe/Motor 7 zu erlauben, um die Energie des Bremsens in den im Akkumulator 6 gespeicherten Fluiddruck umzuwandeln. Im Schritt S2 wird eine Bestimmung darüber gemacht, ob das Bremsen zusätzlich zum Nutzbremsen benötigt wird oder nicht. Falls erforderlich, werden die Reibungsbremsen in Eingriff gebracht. Im Schritt S3 wird in Übereinstimmung mit dem Signal vom Sensor 14 eine Bestimmung darüber gemacht, ob vom Fahrer eine Leistung verlangt wird oder nicht. Wenn keine Leistung verlangt wird, so fährt die Verarbeitung mit dem Schritt S4 fort, wo der Akkumulatordruck, der als Funktion des Signals vom Sensor 16 bestimmt wird, mit einem vorbestimmten Mindestwert für den Akkumulatordruck verglichen wird, und, falls er unter diesem vorbestimmten Wert liegt, wird dem Motor gestattet, mit der/dem als Pumpe betriebenen Pumpe/Motor 7 weiter zu laufen, um die Motorleistung in Form eines Fluiddrucks in die gespeicherte Energie umzuwandeln. Wenn der Druckvergleich des Schrittes S4 bestimmt, daß der abgetastete Fluiddruck über dem vorbestimmten Minimum liegt, wird der Motor ausgeschaltet oder getrennt und der Steuerverarbeitungszyklus neu gestartet. Wenn im Schritt S3 eine Bestimmung darüber gemacht wird, daß die Leistung vom Fahrer gefordert wird, rückt die Steuerverarbeitung auf den Schritt S5 vor, worin eine Bestimmung darüber gemacht wird, ob der Motor bei einem optimalen Wirkungsgrad für die verlangte Ausgangsleistung und Fahrzeuggeschwindigkeit arbeitet oder nicht. Diese Bestimmung wird unter Bezugnahme auf ein Kennfeld oder eine Kurve für den optimalen Wirkungsgrad an einer graphischen Darstellung des Motorausgabedrehmoments (d. h. der Last) versus Fahrzeuggeschwindigkeit (jeder Punkt auf der Kurve stellt ein eindeutiges Leistungsniveau dar) gemacht, die im Speicher 48 gespeichert ist. Wenn im Schritt S5 bestimmt wird, daß der Motor 1 innerhalb eines Bereichs optimalen Wirkungsgrads arbeitet, rückt die Steuerverarbeitung auf den Schritt S6 vor, wo eine Bestimmung darüber gemacht wird, ob der abgetastete Fluiddruck über einem vorbestimmten sehr hohen Wert für den Fluiddruck liegt oder nicht. Wenn im Schritt S6 befunden wird, daß der Fluiddruck über dem vorbestimmten sehr hohen Wert liegt, wird die vom Fahrer verlangte Leistung durch die/den als Motor betriebene/n Pumpe/Motor 7 durch den vom Akkumulator 6 freigesetzten Fluiddruck zugeführt. Wenn der Akkumulator oder Fluiddruck nicht am vorbestimmten sehr hohen Wert liegt, rückt die Steuerverarbeitung auf den Schritt S7 vor, worin der abgetastete Fluiddruck mit dem vorbestimmten sehr niedrigen Wert für den Fluiddruck verglichen wird, und die Verarbeitung rückt, wenn er unter diesem vorbestimmten niedrigen Wert liegt, zum Schritt S8 vor, wo eine Bestimmung in Bezug auf die Verfügbarkeit der zusätzlichen Motorleistung gemacht wird, und, wenn die zusätzliche Motorleistung verfügbar ist, wird diese zusätzliche Motorleistung verwendet, um den zusätzlichen Fluiddruck im Akkumulator mit dem Betrieb der/des Pumpe/Motors 7 als Pumpe zu speichern. Wenn der abgetastete Fluiddruck im Schritt S7 nicht unter dem vorbestimmten sehr niedrigen Wert liegt, oder wenn im Schritt S8 keine Motorleistung als verfügbar bestimmt wird, kehrt die Steuerverarbeitung zum Start zurück. Wenn im Schritt S5 bestimmt wird, daß der Motor 1 nicht innerhalb eines Bereichs optimalen Wirkungsgrads arbeitet, rückt die Steuerverarbeitung auf den Schritt S9 vor, wo eine Bestimmung darüber gemacht wird, ob der Motor an einem Bereich unter dem optimalen Wirkungsgrad arbeitet oder nicht. Wenn die Bestimmung im Schritt S9 positiv ist, rückt die Verarbeitung auf den Schritt S10 vor, wo der abgetastete Fluiddruck mit einem vorbestimmten niedrigen Wert für den Fluiddruck verglichen wird, und die Motorleistung wird, wenn er unter diesem vorbestimmten niedrigen Wert liegt, gesteigert, und die/der Pumpe/Motor 7 arbeitet als Pumpe, um den Fluiddruck innerhalb des Akkumulators 6 zu erhöhen. Wenn im Schritt S10 bestimmt wird, daß der Akkumulatordruck nicht "niedrig" ist, wird die Anfrage nach einer Leistung erfüllt, indem der Triebstrang mit dem Betrieb der/des Pumpe/Motors 7 als Motor angetrieben wird, der wiederum vom durch den Akkumulator 6 freigesetzten Fluiddruck angetrieben wird.
Wenn im Schritt S9 bestimmt wird, daß der Motor nicht unterhalb des Bereichs für den optimalen Wirkungsgrad arbeitet, d. h. über dem Bereich für den optimalen Wirkungsgrad arbeitet, rückt die Verarbeitung auf den Schritt S11 vor, worin der abgetastete Fluiddruck mit einem vorbestimmten "sehr niedrigen" Wert für den Fluiddruck verglichen wird. Wenn im Schritt S11 befunden wird, daß er unter diesem "sehr niedrigen" Wert für den Fluiddruck liegt, wird der Sekundärmotor 10 gestartet, und die Kupplung 11 (in der Ausführungsform aus 1) wird in Eingriff gebracht, so daß beide Motoren in Serie arbeiten, um das Fahrzeug anzutreiben. Wenn die Bestimmung im Schritt S11 positiv ist, rückt die Verarbeitung auf den Schritt S12 vor, wo eine Bestimmung in Bezug auf den Bedarf für mehr Leistung gemacht wird. Wenn ein Bedarf für eine zusätzliche Leistung bestimmt wird, wird die/der Pumpe/Motor 7 als Motor betrieben, um diese zusätzliche Leistung bereitzustellen. Wenn im Schritt S11 eine Bestimmung darüber gemacht wird, daß der abgetastete Fluiddruck über dem vorbestimmten "sehr niedrigen" Wert für den Fluiddruck liegt, wird der Sekundärmotor nicht gestartet, und statt dessen wird das Fahrzeug vom Primärmotor 1 und vom als Motor betriebenen Pumpe/Motor 7 angetrieben.
Die Anmerkungen für 6 sind wie folgt:

(1) Stelle das stufenlos veränderliches Getriebe(CVT)-Verhältnis und die Hydraulikpumpenverdrängung ein, um den gewünschten Bremsgrad bis zum Rutschen des Antriebsrads zu erreichen.
(2) Stelle das CVT-Verhältnis ein, um die optimale Motorgeschwindigkeit/leistung zu erzielen.
(3) Stelle das CVT-Verhältnis und den Hydraulikmotor-Verdrängung ein, um die Leistung des optimalen Wirkungsgrads zu erzielen.
(4) Stelle das CVT-Verhältnis ein, um die Motorgeschwindigkeit für die maximale Leistung zu erreichen.

Die Erfindung kann in anderen spezifischen Formen verkörpert sein, ohne sich von ihrem Geist oder ihren wesentlichen Merkmalen zu lösen. Die vorliegenden Ausführungsformen werden daher als in jeder Hinsicht darstellend und nicht einschränkend betrachtet, wobei der Schutzumfang der Erfindung weiterhin eher durch die Ansprüche angezeigt wird, als durch die vorangegangene Beschreibung eingeschränkt zu werden; und alle Änderungen, die innerhalb der Bedeutung und der Tragweite der Äquivalente der Ansprüche fallen, sind daher als darin eingeschlossen beabsichtigt.

Claims

Ein Fahrzeug mit Hybridantrieb, das folgendes umfaßt: einen Fahrzeugrahmen; Antriebsräder (5), die drehbar am Fahrzeugrahmen angebracht sind; einen am Fahrzeugrahmen angebrachten Primärmotor (1), um durch die Rotation einer Antriebswelle eine Motorleistung bereitzustellen; ein Leistungsspeichermittel (6), das am Fahrzeugrahmen angebracht ist, um die vom Primärmotor erzeugte Leistung zu speichern und abzugeben; ein erstes Triebstrangmittel (2, 3, 9, 4), um die Motorleistung auf die Antriebsräder zu übertragen, wobei das erste Triebstrangmittel ein Getriebe (3) einschließt, das eine einstellbare Geschwindigkeitseingabe und -ausgabe aufweist; ein umkehrbares Mittel (7), um selektiv, während es durch die Rotation des Motors in einem ersten Modus angetrieben wird, die Motorleistung an das Leistungsspeichermittel zu übertragen oder um in einem zweiten Modus als ein Motor zu arbeiten, indem die gespeicherte Leistung vom Leistungsspeichermittel an den ersten Triebstrang übertragen wird; ein zweites Triebstrangmittel (30), das in parallel mit mindestens einem Teil des ersten Triebstrangmittels angeordnet ist, um das umkehrbare Mittel mit dem ersten Triebstrangmittel zu verbinden, um im zweiten Modus die gespeicherte Leistung an das erste Triebstrangmittel zusätzlich zur Motorleistung zu übertragen und um im ersten Modus die Rotation des Motors an das umkehrbare Mittel zu übertragen, damit ein Teil der Motorleistung an das Leistungsspeichermittel gleichzeitig mit der Übertragung der verbliebenen Motorleistung an die Antriebsräder übertragen wird; ein Fahrzeuggeschwindigkeitsensormittel (12) zum Abtasten der Fahrzeuggeschwindigkeit; ein Sensormittel (16) für die gespeicherte Leistung, um eine Menge der innerhalb des Leistungsspeichermittels gespei cherten Leistung abzutasten; ein Leistungsanforderungs-Sensormittel (14), um eine Leistung abzutasten, die von einem Fahrer vom Fahrzeug verlangt wird; ein Vergleichsmittel (42) zum Vergleichen der abgetasteten Menge der gespeicherten Leistung mit einer vorbestimmten minimalen Menge der gespeicherten Leistung und zum Erzeugen eines Anforderungssignals, wenn bestimmt wird, daß die abgetastete Menge unter der vorbestimmten Menge liegt; ein Leistungsausgabe-Bestimmungsmittel (44), um in Übereinstimmung mit dem Anforderungssignal einen zusätzlichen Anstieg der Leistung zu bestimmen und um eine Motorausgabeleistung als eine Summe der abgetasteten Leistungsanforderung und des zusätzlichen Anstiegs der Leistung zu bestimmen; ein Motorgeschwindigkeits-Steuermittel (24), um die Geschwindigkeit der Rotation der Antriebswelle zu steuern, indem die Eingabegeschwindigkeit des Getriebes als Reaktion auf ein Getriebesignal verändert wird; ein Motorgeschwindigkeits-Bestimmungsmittel (46), um in Übereinstimmung mit der bestimmten Motorausgabeleistung und der abgetasteten Fahrzeuggeschwindigkeit eine Motorgeschwindigkeit mit dem optimalen Wirkungsgrad zu bestimmen und um das Getriebesignal, das die bestimmte Motorgeschwindigkeit anzeigt, an das Motorgeschwindigkeits-Steuermittel auszugeben; ein Motorbelastungs-Steuermittel (26) zum Steuern der Motorleistung, indem die Kraftstoffzuführung an den Primärmotor als Reaktion auf das Getriebesignal gesteuert wird; und ein Modussteuersignal (20), um den Betrieb des umkehrbaren Mittels zwischen dem ersten und dem zweiten Modus als Reaktion auf das Anforderungssignal umzuschalten.
Ein Fahrzeug mit Hybridantrieb nach Anspruch 1, das weiterhin folgendes umfaßt: einen Sekundärmotor (10); eine Sekundärmotorkupplung (11) zum Verbinden einer Ausgabe des Sekundärmotors mit dem ersten Triebstrangmittel als Reaktion auf die abgetastete Leistungsanforderung.
Ein Fahrzeug mit Hybridantrieb nach Anspruch 2, worin das Vergleichsmittel die abgetastete Leistungsanforderung mit einer für den Primärmotor vorbestimmten maximalen Leistung vergleicht und ein Befehlssignal erzeugt, um den Sekundärmotor zu starten und um die Sekundärmotorkupplung in Eingriff zu bringen, wenn die abgetastete Leistungsanforderung die vorbestimmte maximale Leistung übersteigt.
Ein Fahrzeug mit Hybridantrieb nach Anspruch 3, worin das Befehlssignal nur dann erzeugt wird, wenn bestimmt wird, daß die abgetastete Menge der gespeicherten Leistung unter der vorbestimmten Menge liegt.
Ein Fahrzeug mit Hybridantrieb nach Anspruch 1, das weiterhin eine Freilaufkupplung (4) umfaßt, die zwischen dem Getriebe und den Antriebsrädern angeordnet ist, um die Antriebsräder als Reaktion auf ein Signal, das eine abgetastete Null-Leistungsanforderung anzeigt, aus dem ersten Triebstrang auszukoppeln.
Ein Fahrzeug mit Hybridantrieb nach Anspruch 1, das weiterhin einen Speicher (48) umfaßt, der ein gespeichertes Kennfeld enthält, das die Werte für die optimale Motorgeschwindigkeit und die Motorausgabeleistung korreliert; und wobei das Motorgeschwindigkeits-Bestimmungsmittel die bestimmte Motorausgabeleistung und die abgetastete Fahrzeuggeschwindigkeit an das Kennfeld anlegt, um die Motorgeschwindigkeit des optimalen Wirkungsgrads zu bestimmen.
Ein Verfahren zum Steuern eines mit dem Hybridantriebssystem ausgestatteten Fahrzeugs, das Antriebsräder (5), ein umkehrbares Antriebsmittel (7), einen Primärmotor (1) zum gleichzeitigen, parallelen, drehbaren Antreiben der Antriebsräder und des umkehrbaren Antriebsmittels, ein Leistungsspeichermittel (6) zum Speichern der vom Primärmotor erzeugten Motorleistung, ein Getriebe (3), das eine einstellbare Geschwindigkeitseingabe und Geschwindigkeitsausgabe aufweist, und ein Motorgeschwindigkeits-Steuermittel (24) zum Ändern der Eingabegeschwindigkeit des Getriebes einschließt, wobei das Verfahren folgendes umfaßt: das Abtasten der Fahrzeuggeschwindigkeit; das Abtasten einer Menge der innerhalb des Leistungsspeichermittels gespeicherten Leistung; das Abtasten der Leistung, die von einem Fahrer vom Fahrzeug verlangt wird; das Zuführen der Leistung aus dem Leistungsspeichermittel mittels des umkehrbaren Antriebsmittels, indem das umkehrbare Antriebsmittel als ein Motor zum Antreiben der Antriebsräder als Reaktion auf ein Signal verwendet wird, das eine angeforderte Leistung anzeigt, die über jene liegt, die durch den Primärmotor ausgegeben wird, gleichzeitig und zusätzlich zur Übertragung der Leistung vom Primärmotor auf die Antriebsräder; das gleichzeitige (1) Übertragen eines Teils der Ausgabeleistung des Primärmotors in das Leistungsspeichermittel mittels der Verwendung des umkehrbaren Antriebsmittels, und zwar als Reaktion auf eine abgetastete Menge der gespeicherten Leistung, die niedriger als ein vorbestimmter Wert ist, und (2) das Übertragen der verbliebenen Ausgabeleistung des Primärmotors an die Antriebsräder; das Vergleichen der abgetasteten Menge der gespeicherten Leistung mit einem vorbestimmten minimalen Wert und das Erzeugen eines Anforderungssignals, wenn bestimmt wird, daß die abgetastete Menge der gespeicherten Leistung unter dem vorbestimmten niedrigen Wert liegt; das Bestimmen einer zusätzlichen Ausgabeleistung in Übereinstimmung mit dem Anforderungssignal und das Bestimmen einer Motorausgabeleistung als die Summe der abgetasteten Leistungsanforderung und der zusätzlichen Ausgabeleistung; das Steuern der Rotationsgeschwindigkeit des Primärmotors, indem die Eingabegeschwindigkeit des Getriebes als Reaktion auf ein Getriebesignal geändert wird; und das Bestimmen einer Motorgeschwindigkeit mit optimalem Wirkungsgrad in Übereinstimmung mit der bestimmten Motorausgabeleistung und der abgetasteten Fahrzeuggeschwindigkeit und das Ausgeben des Getriebesignals in Übereinstimmung mit der bestimmten Motorgeschwindigkeit.
Das Verfahren nach Anspruch 7, worin das Antriebssystem einen Speicher (48) einschließt, der ein gespeichertes erstes Kennfeld enthält, das die Werte für die optimale Motorgeschwindigkeit und die bestimmte Motorausgabeleistung korreliert, und ein zweites Kennfeld enthält, das die Werte für die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Getriebesignale korreliert, wobei jede der Übertragungsgeschwindigkeiten ein Übertragungsgeschwindigkeits-(Getriebe)-Verhältnis darstellt, um die optimale Motorgeschwindigkeit zu erreichen; und worin die Bestimmung der optimalen Motorgeschwindigkeit mittels der Anlegung der bestimmten Motorausgabeleistung und einer abgetasteten Fahrzeuggeschwindigkeit an die Kennfelder erfolgt, um für die bestimmte Motorausgabeleistung und die abgetastete Fahrzeuggeschwindigkeit eine Motorgeschwindigkeit mit einem optimalen Wirkungsgrad zu wählen und um das Getriebesignal einzustellen.
Ein Fahrzeug mit Hybridantrieb, das folgendes umfaßt: einen Fahrzeugrahmen; Antriebsräder (5), die drehbar am Fahrzeugrahmen angebracht sind; einen am Fahrzeugrahmen angebrachten Primärmotor (1), um durch die Rotation einer Antriebswelle eine Motorleistung bereitzustellen; einen Fluiddruckakkumulator (6), der am Fahrzeugrahmen angebracht ist, um den Fluiddruck zu speichern und abzugeben; ein erstes Triebstrangmittel (2, 3, 9, 4), um die Motorleistung auf die Antriebsräder zu übertragen, wobei das erste Triebstrangmittel ein kontinuierlich veränderliches Getriebe einschließt (3), das mindestens eine Riemenscheibe mit einem veränderlichen effektiven Durchmessers aufweist; ein umkehrbares Fluidverdrängungsmittel (7), das in einem ersten Modus als ein Motor arbeitet, der fluidisch durch den vom Akkumulator abgegebenen Fluiddruck angetrieben wird, um die Motorleistung an den ersten Triebstrang auszugeben, und das in einem zweiten Modus als eine Pumpe arbeitet, die mittels des ersten Triebstrangs durch die Rotation des Motors angetrieben wird, um den Fluiddruck zu speichern; ein zweites Triebstrangmittel (30), das das Fluidverdrängungsmittel mit dem ersten Triebstrangmittel verbindet, um im ersten Modus die Motorleistung an das erste Triebstrangmittel zu übertragen und um im zweiten Modus die Motorleistung an das Fluidverdrängungsmittel zu übertragen; ein Fahrzeuggeschwindigkeitsensormittel (12) zum Abtasten der Fahrzeuggeschwindigkeit; ein Drucksensormittel (16), um den Fluiddruck innerhalb des Akkumulators abzutasten; ein Leistungsanforderungs-Abtastmittel (14), um eine Leistung abzutasten, die von einem Fahrer vom Fahrzeug verlangt wird; ein Vergleichsmittel (42) zum Vergleichen des abgetasteten Fluiddrucks mit einem vorbestimmten minimalen Fluiddruck und zum Erzeugen eines Anforderungssignal, wenn bestimmt wird, daß der abgetastete Fluiddruck unter dem vorbestimmten Fluiddruck liegt; ein Leistungsausgabe-Bestimmungsmittel (44), um in Übereinstimmung mit dem Anforderungssignal einen zusätzlichen Anstieg der Leistung zu bestimmen und um eine Motorausgabeleistung als eine Summe der abgetasteten Leistungsanforderung und des zusätzlichen Anstiegs der Leistung zu bestimmen; ein Motorgeschwindigkeits-Steuermittel (24) zum Steuern der Rotationsgeschwindigkeit der Antriebswelle, indem der effektive Durchmesser der Riemenscheibe als Reaktion auf ein Getriebesignal verändert wird; ein Motorgeschwindigkeits-Bestimmungsmittel (46), um in Übereinstimmung mit der bestimmten Motorausgabeleistung und der abgetasteten Fahrzeuggeschwindigkeit eine Motorgeschwindigkeit mit dem optimalen Wirkungsgrad zu bestimmen und um das Getriebesignal, das die bestimmte Motorgeschwindigkeit anzeigt, an das Motorgeschwindigkeits-Steuermittel auszugeben; ein Motorbelastungs-Steuermittel (26) zum Steuern der Motorleistung, indem die Kraftstoffzuführung an den Primärmotor als Reaktion auf das Getriebesignal gesteuert wird; und ein Modussteuersignal (20), um den Betrieb des Fluidverdrängungsmittels zwischen dem ersten und dem zweiten Modus als Reaktion auf das Anforderungssignal umzuschalten und um die Verdrängung des Fluidverdrängungsmittels als Reaktion auf den abgetasteten Fluiddruck zu verändern.
Ein Fahrzeug mit Hybridantrieb nach Anspruch 9, das weiterhin folgendes einen Sekundärmotor (10); eine Sekundärmotorkupplung (11) zum Verbinden einer Ausgabe des Sekundärmotors mit dem ersten Triebstrangmittel als Reaktion auf die abgetastete Leistungsanforderung.
Ein Fahrzeug mit Hybridantrieb nach Anspruch 10, worin das Vergleichsmittel die abgetastete Leistungsanforderung mit einer für den Primärmotor vorbestimmten maximalen Leistung vergleicht und ein Befehlssignal erzeugt, um den Sekundärmotor zu starten und um die Sekundärmotorkupplung in Eingriff zu bringen, wenn die abgetastete Leistungsanforderung die vorbestimmte maximale Leistung übersteigt.
Ein Fahrzeug mit Hybridantrieb nach Anspruch 11, worin das Befehlssignal nur dann erzeugt wird, wenn bestimmt wird, daß der abgetastete Fluiddruck unter dem vorbestimmten Fluiddruck liegt.
Ein Fahrzeug mit Hybridantrieb nach Anspruch 9, das weiterhin eine Freilaufkupplung (4) umfaßt, die zwischen dem Getriebe und den Antriebsrädern angeordnet ist, um die Antriebsräder als Reaktion auf ein Signal, das eine abgetastete Null-Leistungsanforderung anzeigt, aus dem ersten Triebstrang auszukoppeln.
Ein Fahrzeug mit Hybridantrieb nach Anspruch 9, das weiterhin einen Speicher (48) umfaßt, der ein gespeichertes Kennfeld enthält, das die Werte für die optimale Motorgeschwin digkeit und die Motorausgabeleistung korreliert; und wobei das Motorgeschwindigkeits-Bestimmungsmittel die bestimmte Motorausgabeleistung und die abgetastete Fahrzeuggeschwindigkeit an das Kennfeld anlegt, um die Motorgeschwindigkeit des optimalen Wirkungsgrads zu bestimmen.
Ein Verfahren zum Steuern eines mit dem Hybridantriebssystem ausgestatteten Fahrzeugs, das Antriebsräder (5), einen Primärmotor (1) zum Antreiben der Antriebsräder, ein umkehrbares Fluidverdrängungsmittel (7), einen Akkumulator zum Akkumulieren des Fluiddrucks (6) und ein kontinuierlich veränderliches Getriebe (3) einschließt, das eine bewegliche Riemenscheibe (22) mit einem veränderlichen effektiven Durchmessers und einen Regler aufweist, um diese Riemenscheibe mechanisch zu bewegen, damit der effektive Durchmesser geändert wird, wobei das Verfahren folgendes umfaßt: das Abtasten der Fahrzeuggeschwindigkeit; das Abtasten des Fluiddrucks innerhalb des Akkumulators; das Abtasten der Leistung, die von einem Fahrer vom Fahrzeug verlangt wird; das Zuführen des Fluiddrucks aus dem Akkumulator mittels des umkehrbaren Fluidverdrängungsmittels, um das umkehrbare Fluidverdrängungsmittel als Motor zu verwenden, damit die Antriebsräder als Reaktion auf ein Signal angetrieben werden, das eine angeforderte Leistung anzeigt, die über jene, die durch den Primärmotor ausgegeben wird, liegt; das Pumpen des Fluiddrucks in den Akkumulator, indem ein Teil der Ausgabeleistung des Primärmotors verwendet wird, um das umkehrbare Fluidverdrängungsmittel als Reaktion auf einen abgetasteten Fluiddruck, der niedriger ist als ein vorbestimmter Wert, als eine Pumpe anzutreiben; das Vergleichen des abgetasteten Fluiddrucks mit einem vorbestimmten minimalen Fluiddruck und das Erzeugen eines Anforderungssignals, wenn bestimmt wird, daß der abgetastete Fluiddruck unter dem vorbestimmten niedrigen Fluiddruck liegt; das Bestimmen einer zusätzlichen Ausgabeleistung in Übereinstimmung mit dem Anforderungssignal und das Bestimmen einer Motorausgabeleistung als die Summe der abgetasteten Leistungsanforderung und der zusätzlichen Ausgabeleistung; das Steuern der Rotationsgeschwindigkeit des Primärmotors, indem der effektive Durchmesser der beweglichen Riemenscheibe als Reaktion auf ein Getriebesignal geändert wird; und das Bestimmen einer Motorgeschwindigkeit mit optimalem Wirkungsgrad in Übereinstimmung mit der bestimmten Motorausgabeleistung und der abgetasteten Fahrzeuggeschwindigkeit und das Ausgeben des Getriebesignals in Übereinstimmung mit der bestimmten Motorgeschwindigkeit.
Das Verfahren nach Anspruch 15, worin das Antriebssystem einen Speicher (48) einschließt, der ein gespeichertes erstes Kennfeld enthält, das die Werte für die optimale Motorgeschwindigkeit und die bestimmte Motorausgabeleistung korreliert, und ein zweites Kennfeld enthält, das die Werte für die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Getriebesignale korreliert, wobei jede der Übertragungsgeschwindigkeiten ein Übertragungsgeschwindigkeits-(Getriebe)-Verhältnis darstellt, um die optimale Motorgeschwindigkeit zu erreichen; und worin die Bestimmung der optimalen Motorgeschwindigkeit mittels der Anlegung der bestimmten Motorausgabeleistung und einer abgetasteten Fahrzeuggeschwindigkeit an die Kennfelder erfolgt, um für die bestimmte Motorausgabeleistung und die abgetastete Fahrzeuggeschwindigkeit eine Motorgeschwindigkeit mit einem optimalen Wirkungsgrads zu wählen und um das Getriebesignal einzustellen.