(57)【要約】【課題】フライホイール回生システムにおいて、フライホイールクラッチの発熱量を低減し、締結時間を短縮する。【解決手段】車両１００が減速中、フライホイールクラッチＣＬｆｗを締結してフライホイール２に運動エネルギーを回生し、フライホイール２のエネルギーを車両の発進又は加速に用いるフライホイール回生システムであって、フライホイール２による回生を行うとき、所定の運転条件が満たされると、動力源クラッチＣＬ１が解放された状態で変速機３の変速比をアップシフトさせた後にフライホイールクラッチＣＬｆｗの締結を開始する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の動力源から入力される回転を変速して駆動輪に出力する変速機と、
フライホイールと、
前記動力源と前記変速機の入力軸との間に設けられる動力源クラッチと、
前記フライホイールと前記変速機の入力軸との間に設けられるフライホイールクラッチと、を備え、
前記車両が減速中、前記フライホイールクラッチを締結して前記フライホイールに運動エネルギーを回生し、前記フライホイールのエネルギーを前記車両の発進又は加速に用いるフライホイール回生システムであって、
前記フライホイールによる回生を行うとき、所定の運転条件が満たされると、前記動力源クラッチが解放された状態にて、前記変速機の変速比をアップシフトさせた後に前記フライホイールクラッチの締結を開始する回生制御手段を備える、
ことを特徴とするフライホイール回生システム。
【請求項２】
請求項１に記載のフライホイール回生システムであって、
前記回転制御手段は、前記フライホイールクラッチにおいて、前記変速機の入力軸側の回転速度が前記フライホイール側の回転速度より大きい場合に、前記所定の運転条件が満たされると判断する
ことを特徴とするフライホイール回生システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のフライホイール回生システムであって、
前記回生制御手段は、前記フライホイールクラッチが締結されるときの回転速度差が略ゼロとなるまで、前記変速機をアップシフトさせる、
ことを特徴とするフライホイール回生システム。
【請求項４】
請求項１から３に記載のフライホイール回生システムであって、
前記変速機の入力軸に連結されて油圧を発生するオイルポンプを備え、
前記回生制御手段は、前記入力軸の回転速度が必要油圧収支から決まる最低回転速度を下回らないように、前記変速機のアップシフトを制限する、
ことを特徴とするフライホイール回生システム。
【請求項５】
請求項１から４に記載のフライホイール回生システムであって、
前記車両の駆動輪を制動するブレーキを備え、
前記回生制御手段は、前記動力源クラッチを解放しているときに、前記ブレーキの制動力を制御して、前記車両に要求される減速度を設定する
ことを特徴とするフライホイール回生システム。
【請求項６】
車両の動力源から入力される回転を変速して駆動輪に出力する変速機と、回生用のフライホイールと、前記動力源と前記変速機の入力軸との間に設けられる動力源クラッチと、前記フライホイールと前記変速機の入力軸との間に設けられるフライホイールクラッチと、を備え、前記車両が減速中、前記フライホイールクラッチを締結して前記フライホイールに運動エネルギーを回生し、前記フライホイールのエネルギーを前記車両の発進又は加速に用いるフライホイール回生システムの制御方法であって、
前記フライホイールによる回生を行うとき、
所定の運転条件が満たされると、前記動力源クラッチが解放された状態にて、前記変速機の変速比をアップシフトさせた後に前記フライホイールクラッチの締結を開始する
ことを特徴とするフライホイール回生システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の運動エネルギーをフライホイールで回生するフライホイール回生技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の燃費・電費を向上させるには、減速時に車両が持つ運動エネルギーを電気的又は機械的に回生し、回生したエネルギーを発進時や加速時に利用するのが有効である。
【０００３】
特許文献１は、変速機の入力軸にクラッチによって断続可能なフライホイールを設け、減速時に当該クラッチを締結して駆動輪から入力される回転でフライホイールを回転させ、車両の運動エネルギーをフライホイールの運動エネルギーに変換するフライホイール回生システムを開示している。
【０００４】
このようなフライホイール回生システムにおいては、クラッチを解放すれば回生した運動エネルギーをフライホイールに保存することができ、また、発進時や加速時にクラッチを締結すれば、フライホイールに保存された運動エネルギーを放出させ、車両の発進や加速に利用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１２−５１６４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述のような構成のフライホイール回生システムでは、フライホイールの回生を行うときにクラッチを締結するが、クラッチ締結時の回転速度差が大きいと、クラッチの発熱量が大きくなり耐久性が低下する。また、回転速度差が大きいと、クラッチの締結が完了するまでの時間が大きくなる。
【０００７】
クラッチの耐久性の低下を防止するためにクラッチ摩擦板の枚数や表面積を増やすなどしてクラッチ容量を大きくすることも考えられるが、この場合はクラッチの重量やサイズが大型化し、燃費効率が低下する。
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、フライホイールで回生を行うとき、クラッチ締結時の発熱量を低減でき、締結時間を短縮できるフライホイール回生システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のある態様によれば、車両の動力源から入力される回転を変速して駆動輪に出力する変速機と、回生用のフライホイールと、動力源と変速機の入力軸との間に設けられる動力源クラッチと、フライホイールと変速機の入力軸との間に設けられるフライホイールクラッチと、を備え、車両が減速中、フライホイールクラッチを締結してフライホイールに運動エネルギーを回生し、フライホイールのエネルギーを車両の発進又は加速に用いるフライホイール回生システムであって、フライホイールによる回生を行うとき、所定の運転条件が満たされるときに、動力源クラッチが解放された状態にて、変速機の変速比をアップシフトさせた後にフライホイールクラッチの締結を開始する回生制御手段を備える、フライホイール回生システムが提供される。
【発明の効果】
【００１０】
上記態様によれば、動力源クラッチを解放して変速機をアップシフトさせた後にフライホイールクラッチを締結し、変速比をダウンシフトさせるので、フライホイールクラッチを締結するときの回転速度差を小さくすることができ、フライホイールクラッチの発熱量を低減できると共に、フライホイールクラッチが完全に締結するまでに要する時間を短縮でき、フライホイールによる回生を行う時間を大きくすることができるので、エネルギー効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態のフライホイール回生システムを備える車両の構成図である。
【図２】本発明の実施形態の回生制御のフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態の回生制御のタイムチャートである。
【図４】本発明の実施形態の回生制御のタイムチャートである。
【図５】本発明の実施形態の回生制御のタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に係るフライホイール回生システムを備える車両１００の全体構成を示す。
【００１４】
車両１００は、動力源としてのエンジン１と、エネルギーを回生するフライホイール２と、エンジン１の出力回転を無段階に変速する無段変速機（以下、ＣＶＴ）３と、ＣＶＴ３の出力回転を減速する終減速装置４と、差動装置５と、左右の駆動輪６と、油圧回路７と、コントローラ８とを備える。
【００１５】
エンジン１とＣＶＴ３の入力軸３ｉｎとの間には、エンジンクラッチＣＬ１が設けられる。エンジンクラッチＣＬ１は、供給される油圧によって締結容量を制御可能な油圧式クラッチであり、エンジンクラッチＣＬ１を締結状態としたときに、エンジン１の駆動力がＣＶＴ３へと伝達される。
【００１６】
ＣＶＴ３の入力軸３ｉｎには、入力軸３ｉｎの回転により駆動され油圧を発生するオイルポンプ１０が接続される。オイルポンプ１０は、例えばギヤポンプやベーンポンプにより構成される。オイルポンプ１０が発生した油圧は後述する油圧回路７を介して、ＣＶＴ３、エンジンクラッチＣＬ１、後述する発進クラッチＣＬ２等に供給される。
【００１７】
ＣＶＴ３の入力軸３ｉｎには、さらに、一対の減速ギヤ列１１、１２を介してフライホイール２が接続される。フライホイール２は、回転可能な円筒体又は円盤形状の金属体が容器内に収装されて構成される。容器内は、金属体が回転するときの空気抵抗等の影響により回転が低下すること（風損とも呼ぶ）を低減するために、真空状態又は減圧されている。
【００１８】
減速ギヤ列１１と減速ギヤ列１２との間にはフライホイールクラッチＣＬｆｗが設けられる。フライホイールクラッチＣＬｆｗは、供給される油圧によって締結容量を制御可能な油圧式クラッチである。フライホイールクラッチＣＬｆｗは、入力軸３ｉｎの回転にかかわらず油圧を供給可能な油圧元によって締結容量が制御される。具体的には、オイルポンプ１０とは異なり、電動モータにより駆動される油圧ポンプにより発生された油圧がフライホイールクラッチＣＬｆｗに供給される。電動モータにより駆動される油圧ポンプではなく、電動のアクチュエータによってフライホイールクラッチＣＬｆｗの締結容量を制御してもよい。
【００１９】
ＣＶＴ３と終減速装置４の間には、発進時に締結され、ＣＶＴ３を介して入力されるエンジン１又はフライホイール２からの回転を終減速装置４に伝達する発進クラッチＣＬ２が設けられる。発進クラッチＣＬ２は、供給される油圧によって締結容量を制御可能な油圧式クラッチである。この例では、ＣＶＴ３と終減速装置４との間には発進クラッチＣＬ２しか設けられていないが、ＣＶＴ３と終減速装置４の間に有段変速機を設ける構成であってもよく、この場合は、有段変速機の１速を実現するブレーキ又はクラッチが発進クラッチＣＬ２となる。発進クラッチＣＬ２はエンジン１とＣＶＴ３との間に備えられてもよい。また、入力軸３ｉｎにトルクコンバータを備えてもよい。
【００２０】
油圧回路７は、後述するコントローラ８からの信号を受けて動作するソレノイド弁等で構成され、ＣＶＴ３、エンジンクラッチＣＬ１、発進クラッチＣＬ２及びオイルポンプ１０と油路を介して接続される。油圧回路７は、オイルポンプ１０で発生した油圧を元圧として、ＣＶＴ３のプーリ、エンジンクラッチＣＬ１及び発進クラッチＣＬ２で必要とされる油圧を生成し、生成した油圧をＣＶＴ３のプーリ、エンジンクラッチＣＬ１及び発進クラッチＣＬ２に供給する。
【００２１】
ブレーキ１４は、ブレーキペダル１５とマスターシリンダ１６とが機構的に独立している電子制御式ブレーキである。運転者がブレーキペダル１５を踏み込むと、ブレーキアクチュエータ１７がマスターシリンダ１６のピストンを変位させ、運転者がブレーキペダル１５を踏み込む力、すなわち要求減速度に応じた油圧がブレーキ１４に供給され、ブレーキ１４によって要求減速度に応じた制動力が発生する。なお、図示は省略するが、ブレーキ１４は従動輪にも設けられる。
【００２２】
コントローラ８は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、入出力インターフェース等で構成される。コントローラ８には、エンジン１の回転速度を検出する回転速度センサ２１、ＣＶＴ３の入力軸３ｉｎの回転速度（入力軸回転速度Ｎｉｎ）を検出する回転速度センサ２２、フライホイール２の回転速度Ｎｆｗを検出する回転速度センサ２３、車速ＶＳＰを検出する車速センサ２４、アクセルペダル２５の開度ＡＰＯを検出するアクセル開度センサ２６、運転者がブレーキペダル１５の踏む力を検出するブレーキセンサ２７等からの信号が入力される。
【００２３】
コントローラ８は、入力される信号に基づき各種演算を行い、ＣＶＴ３の変速、各クラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬｆｗの締結・解放、ブレーキアクチュエータ１７を制御する。特に、運転者がブレーキペダル１５を踏み込み、車両１００が減速するときは、コントローラ８は、フライホイールクラッチＣＬｆｗを締結し、駆動輪６から入力される回転を減速ギヤ列１１、１２により増速してフライホイール２を回転させ、車両１００が持つ運動エネルギーをフライホイール２の運動エネルギーに変換することで、車両１００の運動エネルギーを回生する。
【００２４】
回生中、コントローラ８は、運転者の減速度要求に応じた制動力（回生ブレーキ）が得られるようフライホイールクラッチＣＬｆｗの締結容量を制御する。フライホイールクラッチＣＬｆｗを締結する前で回生ブレーキを発生させられない場合や回生ブレーキのみでは運転者の減速度要求を満たせない場合は、コントローラ８はブレーキアクチュエータ１７を動作させてブレーキ１４の制動力を増大させ、運転者の減速度要求に応じた制動力が得られるようにする。
【００２５】
回生された運動エネルギーは、フライホイールクラッチＣＬｆｗを解放することによってフライホイール２の回転として保存できる。フライホイール２に運動エネルギーが保存されている状態でフライホイールクラッチＣＬｆｗを締結することで、フライホイール２に保存されている運動エネルギーが入力軸３ｉｎに伝達され、車両１００の発進又は加速のエネルギーとすることができる。
【００２６】
特に、フライホイール２の質量や減速ギヤ列１１、１２の減速比を適切に選定することにより、フライホイールが十分に回転している状態で、重量物である車両１００を発進させるのに十分なエネルギーを保存することができる。
【００２７】
このように、車両１００が減速する時に、コントローラ８がフライホイールクラッチＣＬｆｗを締結し、車両１００の運動エネルギーが回生される。
【００２８】
ここで、フライホイールクラッチＣＬｆｗを締結するときに、フライホイールクラッチＣＬｆｗにおける入力側と出力側との回転速度差が大きい場合は、短時間で締結させることによりフライホイールクラッチＣＬｆｗに蓄積される発熱量のピーク値が高くなり、耐久性に影響を及ぼす恐れがある。これを避けるべく、フライホイールクラッチＣＬｆｗの締結制御を開始してから回転速度差が解消して締結が完了するまでの時間を長くする。
【００２９】
これは、減速状態において、フライホイールクラッチＣＬｆｗの締結が開始され、フライホイールクラッチＣＬｆｗの締結後のＣＶＴ３の変速比をダウンシフトして車両の運動エネルギーを回生する回生システムであるため、フライホイールクラッチＣＬｆｗが締結完了するまでの時間が長くなると、ダウンシフトによりフライホイール２が回生を行う時間が短くなり、車両１００の運動エネルギーを十分に回生することができないおそれがあることを意味する。
【００３０】
このような理由から、フライホイールクラッチＣＬｆｗを締結するとき、入力側と出力側との回転速度差が小さいことが望ましい。
【００３１】
そこで、コントローラ８は、以下に説明する回生制御を行い、ＣＶＴ３の変速比を制御してフライホイールクラッチＣＬｆｗの締結を制御することでフライホイールクラッチＣＬｆｗを締結するときの回転速度差を小さくした。
【００３２】
図２は、本発明の実施形態のコントローラ８が実行する回生制御を示すフローチャートである。なお、図２に示すフローチャートは、コントローラ８における他の処理と並列して、所定の周期（例えば１０ｍｓ毎）に実行される。
【００３３】
まず、Ｓ１１において、コントローラ８は、車両に減速が要求されて、フライホイール２による回生を行う状態であるか否かを判定する。車両に減速が要求されているか否かは、アクセル開度センサ２６からの信号によりアクセルペダル２５が踏み込まれていない（アクセルＯＦＦ）、かつ、ブレーキセンサ２７からの信号によりブレーキペダル１５が踏み込まれている（ブレーキＯＮ）ことを検出した場合は、車両に減速が要求されている状態と判定して、次のステップＳ１２に移行する。車両に減速が要求されていない場合は、本フローチャートの処理を一旦終了し、他の処理に戻る。
【００３４】
次に，ステップＳ１２では、コントローラ８は、現在の車速ＶＳＰが下限車速ＶＳＰ０未満であるか否かを判定する。
【００３５】
下限車速ＶＳＰ０とは、アクセル開度ＡＰＯが０の場合におけるエンジン１の回転速度に対応するＣＶＴ３の変速比が、コースト線が設定されているＣＶＴ３の変速マップに基づく最Ｈｉｇｈ状態である場合の車速の最小値である。アクセルＯＦＦである場合、すなわちコースト状態では、コントローラ８は、コースト状態の変速マップに基づいてＣＶＴ３の変速比を制御する。コースト状態ではエンジン１の回転速度Ｎｅと車速ＶＳＰと変速比とに相関があるので、変速比が最Ｈｉｇｈのときの車速の最小値である下限車速ＶＳＰ０が求まる。
【００３６】
車速が下限車速ＶＳＰ０以上である場合は、変速比が最Ｈｉｇｈであり、後述する制御においてＣＶＴ３の変速比をこれ以上アップシフトできない。この場合は本フローチャートの処理を一旦終了し、他の処理に戻る。
【００３７】
次に、ステップＳ１３では、コントローラ８は、ＣＶＴ３の入力軸回転速度Ｎｉｎがフライホイール２の入力軸３ｉｎにおける回転速度である入力軸換算フライホイール回転速度Ｎｆｗｉｎよりも大きいか否かを判定する。
【００３８】
入力軸換算フライホイール回転速度Ｎｆｗｉｎとは、フライホイールクラッチＣＬｆｗを締結状態とした場合に入力軸３ｉｎにおける回転速度を示す。フライホイールクラッチＣＬｆｗが解放状態の場合は、入力軸換算フライホイール回転速度Ｎｆｗｉｎは、フライホイールの回転速度Ｎｆｗに減速ギヤ列１１、１２の減速比で除算することにより算出される。
【００３９】
入力軸回転速度Ｎｉｎが入力軸換算フライホイール回転速度Ｎｆｗｉｎと等しい又は小さい場合は、フライホイール２の回転速度が車両１００の減速により得られる回転速度以上であり、運動エネルギーをさらに回生することができないので、本フローチャートの処理を一旦終了し、他の処理に戻る。
【００４０】
入力軸回転速度Ｎｉｎが入力軸換算フライホイール回転速度Ｎｆｗｉｎよりも大きい場合は、変速比をアップシフト側に制御するために、次のステップＳ１４に移行する。
【００４１】
ステップＳ１４では、コントローラ８は、ＣＶＴ３の変速比をアップシフトさせる。具体的には、エンジンクラッチＣＬ１を解放し、ＣＶＴ３の変速比をアップシフト側に制御する。このとき、エンジンクラッチＣＬ１を解放することによってエンジンブレーキの効果による減速度が減少するので、コントローラ８は、減速度の減少を補うようにブレーキ１４の制動力を増加させる。
【００４２】
ステップＳ１４において、ＣＶＴ３の変速比をアップシフトするときは、コントローラ８は、ＣＶＴ３の現在のプーリ比ｉｐに対して所定値Δｉを減算した新たなプーリ比（ｉｐ＝ｉｐ−Δｉ）を算出し、ＣＶＴ３の変速比の目標値として設定する。この処理により、変速比が所定値ΔｉだけＨｉｇｈ側にアップシフトされる。ここでのＨｉｇｈ側へのアップシフトとは、ＣＶＴ３の変速マップにおけるコースト線に対応する変速比よりＨｉｇｈ側への変速のことである。
【００４３】
次に、ステップＳ１５に移行し、コントローラ８は、ＣＶＴ３の変速比が最Ｈｉｇｈとなったか否かを判定する。変速比が最Ｈｉｇｈとなったか否かは、ＣＶＴ３の現在のプーリ比ｉｐが、最Ｈｉｇｈに対応するプーリ比ｉＯＤよりも大きいか否かにより判定する。変速比が最Ｈｉｇｈとなった場合は、ＣＶＴ３の変速比により入力軸回転速度Ｎｉｎが最も小さくなるため、この時点での入力軸回転速度Ｎｉｎと入力軸換算フライホイール回転速度Ｎｆｗｉｎとの回転速度差が最小となる。この場合は、ステップＳ２１に移行してフライホイールクラッチＣＬｆｗを締結する制御を行う。
【００４４】
ステップＳ１６では、コントローラ８は、現在の入力軸回転速度Ｎｉｎが入力軸換算フライホイール回転速度Ｎｆｗｉｎよりも大きいか否かを判定する。
【００４５】
ＣＶＴ３をアップシフトした結果、入力軸回転速度Ｎｉｎが入力軸換算フライホイール回転速度Ｎｆｗｉｎと等しい又は小さくなった場合には、フライホイールクラッチＣＬｆｗにおける回転速度差が最小となり、これ以上変速比をアップシフトさせる必要がないので、ステップＳ２１に移行する。これは、例えば、フライホイール２による回生開始前の入力軸換算フライホイール回転速度Ｎｆｗｉｎがゼロより大きく、かつ、ＣＶＴ３の変速マップにおけるコースト線に対応する入力軸回転速度Ｎｉｎ以下である場合に生じうる。入力軸回転速度Ｎｉｎが入力軸換算フライホイール回転速度Ｎｆｗｉｎよりも未だ大きい場合はステップＳ１７に移行する。
【００４６】
ステップＳ１７では、コントローラ８は、現在の入力軸回転速度Ｎｉｎが、油量収支限界回転速度Ｎｐｕｍｐに所定値αを加算した値（油量収支許容回転速度Ｎｐｆ）よりも大きいか否かを判定する。
【００４７】
油量収支限界回転速度Ｎｐｕｍｐとは、入力軸３ｉｎにより回転されるオイルポンプ１０の吐出圧が、ＣＶＴ３の変速比維持及び変速に必要な油圧、発進クラッチＣＬ２で必要とされる油圧の合計である必要油圧収支を確保するために必要な最低のオイルポンプ１０の回転速度である。
【００４８】
オイルポンプ１０の回転速度が油量収支限界回転速度Ｎｐｕｍｐを下回った場合は、オイルポンプ１０の吐出油圧が低下してＣＶＴ３や発進クラッチＣＬ２等において締結容量が不足し、動力を正しく伝達することができなくなる。
【００４９】
特に、本実施形態における回生制御中は車両１００が減速中であり、入力軸回転速度Ｎｉｎが減少傾向となっている。このような状況において、入力軸回転速度Ｎｉｎが油量収支限界回転速度Ｎｐｕｍｐ付近となったときにフライホイールクラッチＣＬｆｗの締結を行うと、締結により入力軸回転速度Ｎｉｎが低下して油量収支限界回転速度Ｎｐｕｍｐを下回る可能性がある。これを防ぐために、入力軸回転速度Ｎｉｎが油量収支限界回転速度Ｎｐｕｍｐに余裕分の所定値αを加算した油量収支許容回転速度Ｎｐｆを下回らないように制御する。
【００５０】
ステップＳ１７の処理において、現在の入力軸回転速度Ｎｉｎが油量収支許容回転速度Ｎｐｆと等しい又は小さくなった場合にはステップＳ２１に移行し、ＣＶＴ３の変速比をアップシフトさせることを中断してフライホイールクラッチＣＬｆｗを締結させる。
【００５１】
現在の入力軸回転速度Ｎｉｎが油量収支許容回転速度Ｎｐｆよりも大きい場合は、ステップＳ１４に戻り、ステップＳ１４からＳ１７の処理を繰り返す。この繰り返しの課程において、ＣＶＴ３の変速比がアップシフトされる。
【００５２】
これらステップＳ１４からＳ１７の処理が繰り返されることにより、変速比が最Ｈｉｇｈとなるまで、入力軸回転速度Ｎｉｎが入力軸換算フライホイール回転速度Ｎｆｗｉｎとなるまで、または、入力軸回転速度Ｎｉｎが油量収支許容回転速度Ｎｐｆとなるまで、ＣＶＴ３の変速比が所定値Δｉずつ変更されて、ＣＶＴ３がアップシフトされる。
【００５３】
変速比を所定量ずつ段階的に変更させることにより、ＣＶＴ３の実変速比がこれに追従して変更される。なお、ＣＶＴ３のアップシフトにおいて、エンジンクラッチＣＬ１を解放状態とした場合は、ＣＶＴ３のイナーシャ（入力軸３ｉｎの先に繋がる重量、ベルトを挟持する推力等）が小さいので、ＣＶＴ３の変速速度を、通常の変速時と比較して小さくすることができる。
【００５４】
ステップＳ２１では、コントローラ８は、フライホイールクラッチＣＬｆｗの締結容量を増加させ、フライホイールクラッチＣＬｆｗを締結状態に制御する。これによりフライホイール２の回転が上昇して、フライホイール２による運動エネルギーの回生が行われる。このとき、フライホイールクラッチＣＬｆｗの締結により入力軸３ｉｎにフライホイール２に応じた負荷が生じるため車両１００に対する減速度が増加する。そこで、コントローラ８は、変速度の変化に対応してステップＳ１４で設定したブレーキ１４に対する制動力を低減する。
【００５５】
ステップＳ２１の処理の後、ステップＳ２２に移行し、コントローラ８は、入力軸回転速度Ｎｉｎが入力軸換算フライホイール回転速度Ｎｆｗｉｎよりも大きいか否かを判定する。入力軸回転速度Ｎｉｎが入力軸換算フライホイール回転速度Ｎｆｗｉｎよりも大きい場合は、未だフライホイールクラッチＣＬｆｗに差回転が生じて締結状態ではないので、ステップＳ２１に戻り処理を繰り返す。
【００５６】
入力軸回転速度Ｎｉｎが入力軸換算フライホイール回転速度Ｎｆｗｉｎと等しくなった場合は、フライホイールクラッチＣＬｆｗが完全に締結状態となる。この状態で、入力軸３ｉｎの回転が減速ギヤ列１１、１２を介してフライホイール２に伝達され、運動エネルギーを回生する。
【００５７】
フライホイールクラッチＣＬｆｗが完全に締結状態となった後、ステップＳ２３に移行して、コントローラ８は、ＣＶＴ３の変速比をＬｏｗ側へとダウンシフトさせる。ＣＶＴ３をダウンシフトすることにより、入力軸３ｉｎの回転速度が増加し、フライホイール２の回転速度をさらに増加させることができる。
【００５８】
このように、図２のフローチャートでは、コントローラ８は、所定の運転条件（ステップＳ１１における車両に減速が要求されてフライホイール２による回生を行う状態である、ステップＳ１２における現在の車速ＶＳＰが下限車速ＶＳＰ０未満である、ステップＳ１３における入力軸回転速度Ｎｉｎが入力軸換算フライホイール回転速度Ｎｆｗｉｎよりも大きい）が満たされると、エンジンクラッチＣＬ１が開放された状態でＣＶＴ３の変速比をアップシフトさせた後に、ステップＳ２１においてフライホイールクラッチＣＬｆｗの締結を開始する。
【００５９】
このような制御を行うことによって、フライホイールクラッチＣＬｆｗを締結するときの回転速度差が小さくなるので、締結時の発熱量を抑制できると共に締結時間を短縮することができて、車両の減速エネルギーをフライホイール２により多く回生することができる。なお、車両が減速中でない場合にも、少なくともステップＳ１３がＹＥＳになったときに、所定の運転条件が満たされたと判断してもよい。
【００６０】
回生された運動エネルギーは、車両の発進時又は加速時に、発進クラッチＣＬ２及びフライホイールクラッチＣＬｆｗを締結状態とすることにより、入力軸３ｉｎから駆動輪６へと出力される。この結果、エンジン１の燃料消費量が削減できて、燃費を向上できる。
【００６１】
なお、図２のフローチャートでは、ステップＳ１３において入力軸回転速度Ｎｉｎが入力軸換算フライホイール回転速度Ｎｆｗｉｎよりも大きい場合にステップＳ１４へ移行したが、これに限られない。例えば、ステップＳ１３の処理に代えて、（入力回転速度Ｎｉｎ−入力軸換算フライホイール回転速度Ｎｆｗｉｎ）＞所定値である場合にステップＳ１４へ移行するようにしてもよい。ここでの所定値とは、フライホイールクラッチＣＬｆｗの締結に際して耐久性の低下に影響がない回転速度差に設定される。
【００６２】
さらに、このように判定を行った場合は、ＣＶＴ３のアップシフトを終了する条件として、ステップＳ１５からＳ１７の判定に加えて、（入力軸回転速度Ｎｉｎ−入力軸換算フライホイール回転速度Ｎｆｗｉｎ）＞所定値」という判定を追加し、この判定がＹＥＳの場合はステップＳ１４に戻り、ＮＯの場合はステップＳ２１に移行するようにしてもよい。このような形態とすることにより、フライホイール２の回生を行うに際して、フライホイールクラッチＣＬｆｗの回転速度差が耐久性の低下に影響しない回転速度差である場合は、回転速度差を低減させるアップシフトを行わずにフライホイールクラッチＣＬｆｗを締結させるので、アップシフトに要する時間の分だけフライホイール２の回生を早く開始することができる。
【００６３】
次に、本実施形態における回生制御を行うことによる作用効果について説明する。
【００６４】
図３は、本発明の実施形態の回生制御のタイムチャートである。
【００６５】
図３に示すタイムチャートは、上段から、車速ＶＳＰ、アクセル開度ＡＰＯ、ブレーキ状態、ＣＶＴ３の変速比、入力軸回転速度Ｎｉｎ、入力軸換算フライホイール回転速度Ｎｆｗｉｎ、エンジンクラッチＣＬ１の状態、及び、フライホイールクラッチＣＬｆｗ状態、を、それぞれ時間を横軸として示したものである。
【００６６】
図３に示す例は、車両がある車速で走行しているとき、アクセルＯＦＦかつブレーキＯＮとなった場合の、回生制御の動作を示す。
【００６７】
タイミングｔ０１において、アクセルＯＦＦ、すなわちアクセル開度ＡＰＯが０であり、かつ、ブレーキＯＮ、すなわちブレーキペダル１５が踏み込まれた場合は、図２に示すフローチャートのステップＳ１１の判定がＹＥＳとなり、ステップＳ１２以降の処理が実行される。
【００６８】
コントローラ８は、ステップＳ１４でエンジンクラッチＣＬ１を解放すると共に、ＣＶＴ３の変速比を徐々にアップシフトさせる。このとき、コントローラ８は、エンジンクラッチＣＬ１が解放されてからフライホイールクラッチＣＬｆｗが締結制御されるまでは、エンジンブレーキとブレーキペダルの踏み込みとに応じた減速度が得られるように、ブレーキ１４の制動力を増加させる。図３において、ブレーキ１４の制動力を増加させている状態を網掛けで示す。
【００６９】
その後、タイミングｔ０２において、ＣＶＴ３の変速比が最Ｈｉｇｈに達する。ＣＶＴ３の変速比が最Ｈｉｇｈに達した場合は、図２のステップＳ１５の判定がＹＥＳとなり、図２のステップＳ２１に移行する。コントローラ８は、フライホイールクラッチＣＬｆｗを締結状態へと制御する。このとき、フライホイールクラッチＣＬｆｗの締結容量が徐々に高められ、入力軸回転速度Ｎｉｎと入力軸換算フライホイール回転速度Ｎｆｗｉｎとの回転速度差が徐々に解消するようになる。
【００７０】
入力軸回転速度Ｎｉｎと入力軸換算フライホイール回転速度Ｎｆｗｉｎとの回転速度差が略ゼロとなった時点で（タイミングｔ０３）、フライホイールクラッチＣＬｆｗが完全に締結された状態となる。
【００７１】
フライホイールクラッチＣＬｆｗが完全に締結された後、コントローラ８はＣＶＴ３の変速比をＬｏｗ側へとダウンシフトさせ、フライホイール２の回転速度を更に増加させる。
【００７２】
このように、フライホイールクラッチＣＬｆｗを締結するときにＣＶＴ３の変速比を最Ｈｉｇｈに設定することで、入力軸換算フライホイール回転速度Ｎｆｗｉｎと入力軸回転速度Ｎｉｎとの回転速度差を小さくできる。
【００７３】
図３に示す例では、ＣＶＴ３の変速比を最Ｈｉｇｈに設定しなかった場合の回転速度差Ａに対して、ＣＶＴ３の変速比が最Ｈｉｇｈとなったときの回転速度差Ｂが小さい。このようにフライホイールクラッチＣＬｆｗの回転速度差を小さくすることにより、締結時の発熱量を抑制でき、締結時間を短縮することができる。
【００７４】
特に、本実施形態では、フライホイール２による回生を行うことと決定したとき（アクセルＯＦＦかつブレーキＯＮ）に、ＣＶＴ３をアップシフトさせてからフライホイールクラッチＣＬｆｗを締結するように制御している。このとき、エンジンクラッチＣＬ１は解放されているのでＣＶＴ３のイナーシャは小さく、ＣＶＴ３のアップシフトは通常の変速時よりも速く行えるこのため、ＣＶＴ３の変速時間だけフライホイールクラッチＣＬｆｗを締結するタイミングが若干遅れるものの（タイミングｔ０１からｔ０２）、フライホイールクラッチＣＬｆｗにおける回転速度差を小さくできるのである。
【００７５】
この結果、フライホイールクラッチＣＬｆｗが完全に締結するまでに要する時間が短くなり、フライホイール２の回生を行う時間を大きくすることができ、運動エネルギーを回生する効率を高めることができる。
【００７６】
図４は、本発明の実施形態の回生制御の他の例のタイムチャートである。
【００７７】
図４に示すタイムチャートは、図３のタイムチャートと同様であり、車両がある車速で走行しているとき、アクセルＯＦＦかつブレーキＯＮとなった場合の、回生制御の動作を示す。
【００７８】
タイミングｔ１１において、アクセルＯＦＦかつブレーキＯＮとなった場合は、図２に示すフローチャートのステップＳ１１の判定がＹＥＳとなり、ステップＳ１２以降の処理が実行される。
【００７９】
コントローラ８は、ステップＳ１４でエンジンクラッチＣＬ１を解放すると共にＣＶＴ３の変速比を徐々にアップシフトさせ、ブレーキ１４の制動力を増加させる。図４においても図３と同様に、ブレーキ１４の制動力を増加させている状態を網掛けで示す。
【００８０】
その後、タイミングｔ１２において、入力軸回転速度Ｎｉｎと入力軸換算フライホイール回転速度Ｎｆｗｉｎとが略一致した場合は、図２のステップＳ１６の判定がＹＥＳとなる。この場合は、図２のステップＳ２１に移行して、コントローラ８は、フライホイールクラッチＣＬｆｗを締結状態へと制御する。
【００８１】
タイミングｔ１２では、入力軸回転速度Ｎｉｎと入力軸換算フライホイール回転速度Ｎｆｗｉｎとの回転速度差は略ゼロであるので、フライホイールクラッチＣＬｆｗを直ちに完全に締結された状態とすることができる。フライホイールクラッチＣＬｆｗが完全に締結された後、コントローラ８はＣＶＴ３の変速比をＬｏｗ側に変速させ、フライホイール２の回転速度を上昇させる。
【００８２】
このように、フライホイールクラッチＣＬｆｗを締結するときにＣＶＴ３の変速比をアップシフトさせた結果、入力軸換算フライホイール回転速度Ｎｆｗｉｎと入力軸回転速度Ｎｉｎとの回転速度差が略ゼロとなった場合は、直ちにフライホイールクラッチＣＬｆｗを完全に締結することができるので、締結時の発熱量を抑制でき、締結時間を短縮することができる。
【００８３】
図５は、本発明の実施形態の回生制御の更に他の例のタイムチャートである。
【００８４】
図５に示すタイムチャートは、図３のタイムチャートと同様であり、車両がある車速で走行しているとき、アクセルＯＦＦかつブレーキＯＮとなった場合の回生制御の動作を示す。
【００８５】
タイミングｔ２１において、アクセルＯＦＦかつブレーキＯＮとなった場合は、図２に示すフローチャートのステップＳ１１の判定がＹＥＳとなり、ステップＳ１２以降の処理が実行される。
【００８６】
その後、タイミングｔ２２において、入力軸回転速度Ｎｉｎが油量収支許容回転速度Ｎｐｆ以下となった場合には、図２のステップＳ１７の判定がＹＥＳとなる。この場合は、図２のステップＳ２１に移行して、コントローラ８は、フライホイールクラッチＣＬｆｗを締結状態へと制御する。
【００８７】
これにより、フライホイールクラッチＣＬｆｗの締結容量が徐々に高められ、入力軸回転速度Ｎｉｎと入力軸換算フライホイール回転速度Ｎｆｗｉｎとの回転速度差が徐々に解消するようになる。この締結に伴って入力軸回転速度Ｎｉｎが若干低下するが、油量収支許容回転速度Ｎｐｆは油量収支限界回転速度Ｎｐｕｍｐよりも所定値αだけ大きな値に設定されているので、フライホイールクラッチＣＬｆｗの締結により入力軸回転速度Ｎｉｎが低下したとしても、油量収支限界回転速度Ｎｐｕｍｐを下回ることはない。
【００８８】
その後、入力軸回転速度Ｎｉｎと入力軸換算フライホイール回転速度Ｎｆｗｉｎとの回転速度差が略ゼロとなった時点で（タイミングｔ２３）、フライホイールクラッチＣＬｆｗが完全に締結された状態となる。
【００８９】
フライホイールクラッチＣＬｆｗが完全に締結された後、コントローラ８はＣＶＴ３の変速比をＬｏｗ側に変速させ、フライホイール２の回転速度を上昇させる。
【００９０】
このように、フライホイールクラッチＣＬｆｗを締結するときにＣＶＴ３の変速比を最Ｈｉｇｈに設定することで、入力軸換算フライホイール回転速度Ｎｆｗｉｎと入力軸回転速度Ｎｉｎとの回転速度差を小さくできる。
【００９１】
この場合、フライホイールクラッチＣＬｆｗを締結するときに入力軸回転速度Ｎｉｎが低下するが、フライホイールクラッチＣＬｆｗを締結状態とするトリガである油量収支許容回転速度Ｎｐｆは、油量収支限界回転速度Ｎｐｕｍｐよりも所定値αだけ大きな値に設定されているので、入力軸回転速度Ｎｉｎが低下したとしても油量収支限界回転速度Ｎｐｕｍｐを下回ることは内容に制御される。
【００９２】
この結果、フライホイールクラッチＣＬｆｗの締結時の発熱量を抑制でき、締結時間を短縮することができると共に、エンジンクラッチＣＬ１を解放して、フライホイールクラッチＣＬｆｗを締結するときにも、ＣＶＴ３の変速比維持及び変速に必要な油圧、発進クラッチＣＬ２で必要とされる油圧の合計である必要油圧収支を確保するために必要な最低のオイルポンプ１０の回転速度を保つことができる。
【００９３】
以上のように、本実施形態では、車両１００の動力源であるエンジン１から入力される回転を変速して駆動輪６に出力する変速機としてのＣＶＴ３と、回生用のフライホイール２と、エンジン１とＣＶＴ３の入力軸３ｉｎとの間に設けられるエンジンクラッチＣＬ１と、フライホイール２とＣＶＴ３の入力軸３ｉｎとの間に設けられるフライホイールクラッチＣＬｆｗと、を備え、車両１００が減速するときに、フライホイールクラッチＣＬｆｗを締結してフライホイール２に運動エネルギーを回生し、フライホイール２の回転エネルギーを車両１００の発進又は加速に用いるフライホイール回生システムとして構成される。
【００９４】
このように構成されたフライホイール回生システムにおいて、フライホイール２による回生を行うとき、所定の運転条件が満たされると、エンジンクラッチＣＬ１が解放された状態にて、ＣＶＴ３の変速比をアップシフトさせた後にフライホイールクラッチＣＬｆｗの締結を開始する回生制御を行うコントローラ８を備える。
【００９５】
本実施形態では、このような構成によって、所定の運転条件が満たされると、フライホイールクラッチＣＬｆｗを締結するときにエンジンクラッチＣＬ１を解放してＣＶＴ３の変速比をアップシフトさせるので、フライホイールクラッチＣＬｆｗにおける回転速度差を小さくできる。この結果、フライホイールクラッチＣＬｆｗの発熱量を低減できると共に、フライホイールクラッチＣＬｆｗが完全に締結するまでに要する時間が短くなり、フライホイール２の回生を行う時間を長くすることができ、エネルギー効率を高めることができる。この効果は請求項１及び６に対応する。
【００９６】
また、コントローラ８は、フライホイールクラッチＣＬｆｗおけるＣＶＴ３の入力軸３ｉｎ側の回転速度（入力軸回転速度Ｎｉｎ）が、フライホイール２側の回転速度（入力軸換算フライホイール回転速度Ｎｆｗｉｎ）より大きい場合に、所定の運転条件が満たされると判断するので（図２にステップＳ１３）、フライホイールクラッチＣＬｆｗにおける回転速度差が大きいために、締結に際して発熱が生じる場合や、完全締結に時間を要する場合に、ＣＶＴ３をアップシフトさせるので、不要なアップシフトを行うことによりフライホイール２の回生を行う時間が短くなることを防止できる。この効果は請求項２に対応する。
【００９７】
また、コントローラ８は、フライホイールクラッチＣＬｆｗが締結されるときの回転速度の差が略ゼロとなるまでＣＶＴ３をアップシフトさせるので、直ちにフライホイールクラッチＣＬｆｗを完全に締結することができ、締結時の発熱量を抑制でき、締結時間を短縮することができる。この効果は請求項３に対応する。
【００９８】
また、ＣＶＴ３の入力軸３ｉｎに連結されて油圧を発生するオイルポンプ１０を備え、コントローラ８は、入力軸３ｉｎの回転速度が、必要油圧収支から決まる最低回転速度（油量収支限界回転速度Ｎｐｕｍｐ）を下回らないように、ＣＶＴ３のアップシフトを制御する。これにより、エンジンクラッチＣＬ１を解放して、フライホイールクラッチＣＬｆｗを締結するときにも、ＣＶＴ３の変速比維持及び変速に必要な油圧、発進クラッチＣＬ２で必要とされる油圧の合計である必要油圧収支を確保するために必要な最低のオイルポンプ１０の回転速度を保つことができる。この効果は請求項４に対応する。
【００９９】
また、車両１００の駆動輪６を制動するブレーキ１４を備え、コントローラ８は、エンジンクラッチＣＬ１を解放しているときに、ブレーキ１４の制動力を制御して、車両に要求される減速度を設定する。このように構成することにより、エンジンクラッチＣＬ１を解放した場合に喪失するエンジンブレーキの代わりにブレーキ１４の制動力を増加することにより運転者の意図する減速度を達成することができる。この効果は請求項５に対応する。
【０１００】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【０１０１】
例えば、上記実施形態では、車両１００は動力源としてエンジン１のみを備えているが、動力源としてエンジン１とモータとを備えていてもよいし、エンジン１に代えてモータのみを備えていてもよい。
【０１０２】
また、車両１００は変速機としてＣＶＴ３を備えているが、変速機の種類はこれに限定されず、ＣＶＴ３に代えて有段変速機を備えていてもよい。この場合、図２のフローチャートにおいて、最Ｈｉｇｈの変速段でない変速段の場合にステップＳ１４以降の処理が実行され、ステップＳ１４におけるΔｉの代わりに変速段１段毎にアップシフトするように制御することができる。
【符号の説明】
【０１０３】
１      エンジン（動力源）
２      フライホイール
３      ＣＶＴ（変速機）
３ｉｎ  入力軸
６      駆動輪
７      油圧回路
８      コントローラ
１０    オイルポンプ
２１    回転速度センサ
２２    回転速度センサ
２３    回転速度センサ
２４    車速センサ
２５    アクセル開度センサ
２７    ブレーキセンサ
１００    車両
ＣＬ１    エンジンクラッチ（動力源クラッチ）
ＣＬ２    発進クラッチ
ＣＬｆｗ  フライホイールクラッチ
【図１】
2015034586.tif 000003
【図２】
2015034586.tif 000004
【図３】
2015034586.tif 000005
【図４】
2015034586.tif 000006
【図５】
2015034586.tif 000007