WO2015019784A1 - フライホイール回生システム及びその制御方法 - Google Patents

フライホイール回生システム及びその制御方法 Download PDF

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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a flywheel regeneration technology that regenerates kinetic energy of a vehicle with a flywheel.
  • JP2012-516417A provides a flywheel that can be engaged and disengaged by a clutch (hereinafter referred to as a flywheel clutch) on the input shaft of the transmission, and when the vehicle decelerates, the flywheel clutch is engaged and the rotation is input from the drive wheels.
  • a flywheel regeneration system that converts kinetic energy of the vehicle into kinetic energy of a flywheel.
  • released kinetic energy can be stored in the flywheel by releasing the flywheel clutch, and can be stored in the flywheel by engaging the flywheel clutch at the time of start or acceleration. Released kinetic energy can be used to start and accelerate the vehicle.
  • the transmission, etc. requires oil pressure even during regeneration, and if an oil pump is provided at such a position, the oil pump is driven by the rotation input from the drive wheels even during regeneration, and oil pressure can be generated. It is from. There is no impact even if the engine etc. is disconnected from the powertrain during regeneration.
  • the present invention has been made in view of such technical problems, and it is an object of the present invention to prevent a shortage of hydraulic pressure during regeneration in a flywheel regeneration system in which an oil pump is provided on an input shaft of a transmission.
  • a power transmission is provided between the power source and the input shaft of the transmission, a transmission that shifts the rotation input from the power source and outputs it to the drive wheels, a flywheel, and the power source.
  • a flywheel regeneration system for regenerating the kinetic energy of the vehicle, wherein, when the flywheel clutch is engaged for regeneration, the power source clutch is released to downshift the transmission.
  • a flywheel regeneration system is provided.
  • the rotational speed of the input shaft of the transmission can be increased by downshifting the transmission, so that the rotational speed of the input shaft of the transmission can be suppressed from falling below the minimum rotational speed during regeneration. Can be prevented from running out.
  • FIG. 1 is an entire configuration diagram of a vehicle provided with a flywheel regeneration system.
  • FIG. 2 is a flowchart showing the contents of regenerative control (first embodiment).
  • FIG. 3 is a time chart showing how regeneration is performed (first embodiment).
  • FIG. 4 is a flow chart showing the contents of regenerative control (second embodiment).
  • FIG. 5 is a time chart showing how regeneration is performed (second embodiment).
  • FIG. 1 shows the overall configuration of a vehicle 100 provided with a flywheel regeneration system according to a first embodiment of the present invention.
  • the vehicle 100 decelerates the output rotation of the CVT 3, an engine 1 as a power source, a flywheel 2 for regeneration, a continuously variable transmission (hereinafter, CVT) 3 that continuously changes the output rotation of the engine 1.
  • CVT continuously variable transmission
  • a final reduction gear 4, a differential 5, left and right drive wheels 6, a hydraulic circuit 7, and a controller 8 are provided.
  • An engine clutch CL1 is provided between the engine 1 and the input shaft 3in of the CVT 3.
  • the engine clutch CL1 is a hydraulic clutch whose engagement torque capacity can be controlled by the supplied hydraulic pressure.
  • the forward clutch CL2 is a hydraulic clutch whose engagement torque capacity can be controlled by the supplied hydraulic pressure.
  • the forward clutch CL2 is provided independently in FIG. 1, but in detail, a clutch (including a brake) for achieving the forward state in the stepped transmission or the forward / reverse switching mechanism provided between the CVT 3 and the final reduction gear 4 )one of.
  • An oil pump 10 is connected to the input shaft 3in of the CVT 3 via a belt, a gear, etc. (not shown).
  • the oil pump 10 is a gear pump type or vane pump type oil pump that generates an oil pressure when the input shaft 3 in of the CVT 3 rotates.
  • the hydraulic pressure generated by the oil pump 10 is sent to the hydraulic circuit 7, and is supplied from the hydraulic circuit 7 to the CVT 3 pulley, the engine clutch CL1, and the forward clutch CL2.
  • the flywheel 2 is further connected to the input shaft 3in of the CVT 3 via a pair of reduction gear trains 11 and 12.
  • the flywheel 2 is a metal cylinder or disk, and is housed in a vacuum or depressurized container to reduce windage loss during rotation.
  • a flywheel clutch CLfw is provided between the reduction gear train 11 and the reduction gear train 12.
  • the flywheel clutch CLfw is an electric clutch that can switch engagement and release by the clutch actuator 13.
  • an electric oil pump may be provided, and the flywheel clutch CLfw may be a hydraulic clutch whose engagement torque capacity can be controlled by the hydraulic pressure generated by the electric oil pump.
  • the hydraulic circuit 7 is constituted by a solenoid valve or the like that operates in response to a signal from the controller 8 described later, and is connected to the CVT 3, the engine clutch CL1, the forward clutch CL2 and the oil pump 10 via an oil path.
  • the hydraulic circuit 7 uses the hydraulic pressure generated by the oil pump 10 as an original pressure to generate the hydraulic pressure required by the CVT 3 pulley, the engine clutch CL1 and the forward clutch CL2, and generates the generated hydraulic pressure as the CVT 3 pulley, the engine clutch CL1 and It supplies the forward clutch CL2.
  • the brake 14 is an electronically controlled brake in which the brake pedal 15 and the master cylinder 16 are mechanically independent.
  • the brake actuator 17 displaces the piston of the master cylinder 16, and the hydraulic pressure corresponding to the required deceleration (the deceleration of the vehicle 100 requested by the driver, the same applies hereinafter) is supplied to the brake 14. And a braking force is generated.
  • the brake 14 is also provided on the driven wheel.
  • the controller 8 includes a CPU, a RAM, an input / output interface, etc.
  • the controller 8 includes a rotational speed sensor 21 for detecting the rotational speed of the engine 1 and a rotational speed sensor 22 for detecting the rotational speed Nin of the input shaft 3in of the CVT 3.
  • Rotational speed sensor 23 for detecting rotational speed Nfw of flywheel 2
  • vehicle speed sensor 24 for detecting vehicle speed VSP
  • accelerator opening sensor 26 for detecting opening APO of accelerator pedal 25 by the driver And the signal from the brake sensor 27 etc. which detect depression acceleration is input.
  • the controller 8 performs various calculations based on the input signal, and controls the CVT 3 shift, engagement / disengagement of the clutches CL1, CL2 and CLfw, and the brake actuator 17. In particular, when the driver depresses the brake pedal 15 and the vehicle 100 decelerates, the controller 8 engages the flywheel clutch CLfw and rotates the flywheel 2 by the rotation input from the drive wheel 6, and the vehicle 100 The kinetic energy of the vehicle 100 is regenerated by converting the kinetic energy it has into kinetic energy of the flywheel 2.
  • the controller 8 calculates the required deceleration with reference to a predetermined map on the basis of the depression amount and the depression acceleration of the brake pedal 15 detected by the brake sensor 27, the vehicle speed VSP, etc.
  • the engagement torque capacity of the flywheel clutch CLfw is controlled so as to obtain a braking force (regenerative brake).
  • the controller 8 operates the brake actuator 17 to increase the braking force of the brake 14 to reduce the demand when the regenerative brake can not be generated before the flywheel clutch CLfw is engaged or when the required deceleration can not be realized only with the regenerative brake. Let the speed be realized.
  • the regenerated kinetic energy can be stored in the flywheel 2 by releasing the flywheel clutch CLfw. Then, if the flywheel clutch CLfw is engaged in a state in which kinetic energy is stored in the flywheel 2, kinetic energy stored in the flywheel 2 can be used for starting or accelerating the vehicle 100.
  • the controller 8 engages the flywheel clutch CLfw and the kinetic energy of the vehicle 100 is regenerated.
  • the flywheel clutch CLfw is engaged, the inertia of the flywheel 2 causes the CVT 3 to The rotational speed of the input shaft 3 in decreases, and the discharge pressure of the oil pump 10 decreases. Then, if the discharge pressure of the oil pump 10 falls below the sum of the oil pressure necessary for shifting and holding the CVT 3 and the oil pressure required for the forward clutch CL 2 (necessary oil pressure balance), the gear ratio change of the CVT 3 and the shift delay , And the forward clutch CL2 slips, which is not preferable.
  • the coast line where the rotational speed of the input shaft 3in of the CVT 3 is set on the shift map as the vehicle speed VSP decreases (the rotational speed of the input shaft 3in of the CVT 3 when the opening APO of the accelerator pedal 25 is zero).
  • the rotational speed of the input shaft 3 in of the CVT 3 also decreases by being controlled based on the set line). Therefore, the gear ratio change of the CVT 3 and the shift delay of the CVT 3 described above and the occurrence of the slippage of the forward clutch CL 2 are more remarkable at the time of deceleration in the low vehicle speed region where the rotational speed of the input shaft 3 in of the CVT 3 becomes lower.
  • the controller 8 performs regeneration control described below, downshifts the CVT 3 to increase the rotational speed of the input shaft 3 in of the CVT 3, and prevents the hydraulic pressure shortage.
  • FIG. 2 is a flow chart showing the contents of regenerative control that the controller 8 executes.
  • the contents of the regenerative control will be described with reference to this.
  • the controller 8 determines whether the brake pedal 15 is depressed based on the signal input from the brake sensor 27. If it is determined that the brake pedal 15 is depressed, the process proceeds to S12 to perform flywheel regeneration.
  • the controller 8 releases the engine clutch CL1. Thereby, the engine 1 is disconnected from the power train to prevent the engine 1 from being rotated, and the kinetic energy of the vehicle is prevented from being consumed by the engine brake.
  • the controller 8 determines whether the rotational speed Nin of the input shaft 3in of the CVT 3 is lower than the minimum rotational speed Npumpmin.
  • the minimum rotation speed Npumpmin is a lower limit value of the rotation speed of the input shaft 3in of the CVT 3 required to generate the required hydraulic pressure balance with the oil pump 10. If the rotational speed of the input shaft 3 in of the CVT 3 is lower than the minimum rotational speed Npumpmin, the process proceeds to S14, and if not, the process proceeds to S15.
  • the controller 8 downshifts the CVT 3 until the rotational speed Nin of the input shaft 3in of the CVT 3 becomes higher by a predetermined amount ⁇ than the minimum rotational speed Npumpmin.
  • the predetermined amount is several hundred rpm, and is set to a larger value as the required deceleration is larger, that is, as the rapid deceleration is performed.
  • the downshift in S14 is performed stepwise in a short time, unlike the downshift in S17 described later. This is to end the downshift in a short time, to advance the timing at which regeneration is started (engagement timing of the flywheel clutch CLfw) and to increase the amount of regeneration. Even if the CVT 3 is downshifted in such a short time, since the flywheel clutch CLfw and the engine clutch CL1 are released, there is no deterioration in drivability such as excessive engine braking.
  • the controller 8 operates the brake actuator 17 and controls according to the required deceleration. Power is generated by the brake 14 (regenerative coordinated brake).
  • the controller 8 starts engagement of the flywheel clutch CLfw, and controls the engagement torque capacity of the flywheel clutch CLfw so that deceleration corresponding to the required deceleration is realized by the regenerative brake (flywheel clutch engagement Regenerative control).
  • the rotational speed Nin of the input shaft 3in of the CVT 3 is lower than the minimum rotational speed Npumpmin, the rotational speed Nin of the input shaft 3in of the CVT 3 can be increased beforehand by downshifting the CVT 3 (S13 ⁇ S14). Even when CLfw is engaged, the rotational speed Nin of the input shaft 3 in of the CVT 3 does not fall below the minimum rotational speed Npumpmin, and the hydraulic pressure generated by the oil pump 10 does not fall below the required hydraulic pressure balance.
  • controller 8 calculates rotational speed Nf of flywheel 2 obtained by dividing rotational speed Nfw of flywheel 2 by reduction ratio of reduction gear train 11, 12 from rotational speed Nin of input shaft 3in of CVT 3 Also determine if it is low.
  • the input shaft conversion rotational speed Nfwin of the flywheel 2 is lower than the rotational speed Nin of the input shaft 3in of the CVT 3, further regeneration is possible by maintaining or increasing the fastening torque capacity of the flywheel clutch CLfw, so processing is S11 Return to If this is not the case, the flywheel clutch engagement regeneration control can no longer regenerate, and the kinetic energy of the flywheel 2 is released, so the process proceeds to S17.
  • the controller 8 downshifts the CVT 3 to increase the rotational speed Nin of the input shaft 3 in of the CVT 3 and thereby raises the rotational speed of the flywheel 2 to perform further regeneration (CVT downshift regeneration control ).
  • the downshift in S17 is performed at a shift speed that can realize the deceleration required by the driver. This is because if the shift speed is too fast, a deceleration larger than that required by the driver occurs, while if it is too slow, the deceleration is insufficient relative to the deceleration required by the driver. To give a sense of incongruity.
  • the controller 8 determines whether the gear ratio of the CVT 3 has reached the lowest level. If the gear ratio of the CVT 3 has not reached the lowest level, the CVT downshift regeneration control can be further performed, so the process returns to S11. If the gear ratio of the CVT 3 has reached the lowest level, regeneration can not be performed even by the CVT downshift regeneration control, so the process proceeds to S19.
  • FIG. 3 is a time chart showing how regeneration is performed.
  • the foot is released from the accelerator pedal 25 and the brake pedal 15 is depressed.
  • the CVT 3 is downshifted and the rotational speed Nin of the input shaft 3 in of the CVT 3 is increased.
  • the brake actuator 17 is operated to cause the brake 14 to generate the braking force according to the required deceleration (regenerative coordinated brake ).
  • the flywheel clutch CLfw when the flywheel clutch CLfw is engaged and regeneration is performed, the engine clutch CL1 is released and the CVT 3 is downshifted. Since the CVT 3 downshifts the rotational speed Nin of the input shaft 3in of the CVT 3 to be increased, it is suppressed that the rotational speed Nin of the input shaft 3in of the CVT 3 falls below the minimum rotational speed Npumpmin, and the CVT 3 shift It is possible to prevent the ratio change, the shift delay, and the slippage of the forward clutch CL2.
  • the CVT 3 is downshifted by a predetermined amount so as to be the rapid deceleration. Since the downshift amount of is increased, it is possible to prevent the rotational speed Nin of the input shaft 3in from falling below the minimum rotational speed Npumpmin even in the case of rapid deceleration.
  • FIG. 4 is a flow chart showing the contents of regenerative control that the controller 8 executes.
  • the contents of the regenerative control will be described with reference to this. The same processes as in FIG.
  • the controller 8 determines whether the brake pedal 15 is depressed (S11), and when it is determined that the brake pedal 15 is depressed, the engine clutch CL1 is released (S12).
  • the controller 8 determines whether the rotational speed Nin of the input shaft 3in of the CVT 3 is lower than a value obtained by adding a predetermined amount ⁇ (for example, 50 rpm) to the minimum rotational speed Npumpmin. If the rotational speed Nin of the input shaft 3 in of the CVT 3 is lower than the minimum rotational speed Npumpmin + ⁇ , the process proceeds to S22, and if not, the process proceeds to S23.
  • ⁇ for example, 50 rpm
  • the controller 8 starts engagement of the flywheel clutch CLfw to start regeneration, and controls the engagement torque capacity of the flywheel clutch CLfw so that the required deceleration is realized by the regenerative brake (flywheel clutch engagement Regenerative control). Also, during regeneration, CVT 3 is downshifted momentarily so that the rotational speed Nin of the input shaft 3 in of CVT 3 is maintained at the minimum rotational speed Npumpmin.
  • the controller 8 starts engagement of the flywheel clutch CLfw to start regeneration, and controls the engagement torque capacity of the flywheel clutch CLfw so that the required deceleration is realized by the regenerative brake (flywheel clutch engagement Regenerative control).
  • FIG. 5 is a time chart showing how regeneration is performed.
  • the foot is released from the accelerator pedal 25 and the brake pedal 15 is depressed.
  • engagement of the flywheel clutch CLfw is started and regeneration is started, and the CVT 3 is downshifted to control the rotational speed Nin of the input shaft 3in of the CVT 3 to the minimum rotational speed Npumpmin.
  • the CVT 3 is downshifted momentarily and the rotational speed Nin of the input shaft 3 in of the CVT 3 is maintained at the minimum rotational speed Npumpmin determined from the required oil amount balance.
  • the downshift amount of CVT 3 in flywheel clutch engagement regeneration control can be suppressed.
  • the amount of downshift that the CVT 3 can perform in CVT downshift regeneration implemented after the flywheel clutch engagement regeneration control can be increased, and the amount of regeneration in the CVT downshift regeneration control can be increased.
  • the vehicle 100 includes only the engine 1 as a power source, but may include the engine 1 and a motor as a power source, or even if only the motor is provided instead of the engine 1 Good.
  • the vehicle 100 includes the CVT 3 as a transmission
  • the type of transmission is not limited to this, and the CVT 3 may be replaced by a stepped transmission.
  • the minimum rotational speed Npumpmin is set to the lower limit value of the rotational speed of the CVT 3 input shaft 3 in necessary to generate the required hydraulic pressure balance with the oil pump 10
  • the necessary hydraulic pressure balance is generated with the oil pump 10 It may be set to a value obtained by adding a margin to the lower limit value of the rotational speed of the input shaft 3 in of the CVT 3 required for.

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Abstract

　車両減速中にフライホイールクラッチを締結して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システムは、ＣＶＴの入力軸に設けられるオイルポンプを備える。コントローラは、フライホイールクラッチを締結して回生を行う場合、エンジンクラッチを解放し、ＣＶＴをダウンシフトさせる。

Description

フライホイール回生システム及びその制御方法
　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。
　車両の燃費・電費を向上させるには、車両が減速する時に車両の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。
　ＪＰ２０１２－５１６４１７Ａは、変速機の入力軸にクラッチ（以下、フライホイールクラッチ）によって断続可能なフライホイールを設け、車両が減速する時にフライホイール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。
　このようなフライホイール回生システムにおいては、フライホイール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、発進時や加速時にフライホイール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。
　上記フライホイール回生システムにおいては、変速機の入力軸にオイルポンプを設けるのが好適である。これは、回生中も変速機等は油圧を必要とし、このような位置にオイルポンプを設ければ回生中も駆動輪から入力される回転でオイルポンプが駆動され、油圧を発生させることができるからである。回生中にエンジン等をパワートレインから切り離しても影響を受けることがない。
　しかしながら、このような構成では、回生を開始すると、フライホイール分のイナーシャが増えて変速機の入力軸の回転速度が落ち込み、変速機等で必要とされる油圧をオイルポンプで発生させることができなくなる可能性がある。油圧が不足すると、変速比の変動、変速遅れ、摩擦要素のスリップ等の原因となり、好ましくない。
　本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、変速機の入力軸にオイルポンプを設けたフライホイール回生システムにおいて、回生中の油圧不足を防止することを目的とする。
　本発明のある態様によれば、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、前記変速機の入力軸に設けられるオイルポンプとを備え、車両減速中に前記フライホイールクラッチを締結して前記車両の運動エネルギーを回生す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クラッチを締結して回生を行う場合は、前記動力源クラッチを解放し、前記変速機をダウンシフトさせる回生制御手段を備えたフライホイール回生システムが提供される。
　また、本発明の別の態様によれば、上記フライホイール回生システムの制御方法が提供される。
　これらの態様によれば、変速機がダウンシフトすることで変速機の入力軸の回転速度が引き上げられるので、回生時に変速機の入力軸の回転速度が最低回転速度を下回るのが抑えられ、油圧が不足するのを防止することができる。
図１は、フライホイール回生システムを備えた車両の全体構成図である。 図２は、回生制御の内容を示したフローチャートである（第１実施形態）。 図３は、回生時の様子を示したタイムチャートである（第１実施形態）。 図４は、回生制御の内容を示したフローチャートである（第２実施形態）。 図５は、回生時の様子を示したタイムチャートである（第２実施形態）。
　以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
　＜第１実施形態＞
　図１は、本発明の第１実施形態に係るフライホイール回生システムを備えた車両１００の全体構成を示している。
　車両１００は、動力源としてのエンジン１と、回生用のフライホイール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とを備えている。
　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が設けられている。エンジンクラッチＣＬ１は、供給される油圧によって締結トルク容量を制御可能な油圧式クラッチである。
　ＣＶＴ３と終減速装置４との間には、発進・前進時に締結され、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に伝達する前進クラッチＣＬ２が設けられている。前進クラッチＣＬ２は、供給される油圧によって締結トルク容量を制御可能な油圧式クラッチである。前進クラッチＣＬ２は、図１では単独で設けられているが、詳細には、ＣＶＴ３と終減速装置４の間に設けられる有段変速機又は前後進切換機構において前進状態を実現するクラッチ（ブレーキ含む）の一つである。
　ＣＶＴ３の入力軸３ｉｎには図示しないベルト、ギヤ等を介してオイルポンプ１０が接続されている。オイルポンプ１０は、ＣＶＴ３の入力軸３ｉｎが回転すると油圧を発生させるギヤポンプ式又はベーンポンプ式のオイルポンプである。オイルポンプ１０が発生した油圧は油圧回路７へと送られ、油圧回路７からＣＶＴ３のプーリ、エンジンクラッチＣＬ１、前進クラッチＣＬ２に供給される。
　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が接続されている。フライホイール２は、金属製の円筒体又は円盤であり、回転時の風損を低減するために真空又は減圧された容器内に収容されている。
　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が設けられている。フライホイールクラッチＣＬｆｗは、クラッチアクチュエータ１３によって締結・解放を切り換えることのできる電動クラッチである。クラッチアクチュエータ１３に代えて電動オイルポンプを設け、フライホイールクラッチＣＬｆｗを、電動オイルポンプで発生した油圧によって締結トルク容量を制御可能な油圧式クラッチとしてもよい。
　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、前進クラッチ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及び前進クラッチ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及び前進クラッチＣＬ２に供給する。
　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、要求減速度（運転者が要求する車両１００の減速度、以下同じ）に応じた油圧がブレーキ１４に供給され、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ている。
　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、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、運転者によるブレーキペダル１５の踏み込み量及び踏み込み加速度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。
　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、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が減速する時は、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でフライホイール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。
　回生中、コントローラ８は、ブレーキセンサ２７で検出されるブレーキペダル１５の踏み込み量及び踏み込み加速度、車速ＶＳＰ等に基づき、所定のマップを参照して要求減速度を演算し、要求減速度に応じた制動力（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の締結トルク容量を制御する。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できない場合や回生ブレーキのみでは要求減速度を実現できない場合は、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て要求減速度が実現されるようにする。
　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に保存することができる。そして、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を締結すれば、フライホイール２に保存されている運動エネルギーを車両１００の発進や加速に利用することができる。
　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のであるが、フライホイールクラッチＣＬｆｗを締結するとフライホイール２のイナーシャによってＣＶＴ３の入力軸３ｉｎの回転速度が落ち込み、オイルポンプ１０の吐出圧が下がる。そして、オイルポンプ１０の吐出圧が、ＣＶＴ３の変速及びベルト保持に必要な油圧、前進クラッチＣＬ２で必要とされる油圧の合計（必要油圧収支）よりも下回ると、ＣＶＴ３の変速比変化や変速遅れ、前進クラッチＣＬ２の滑りが発生し、好ましくない。さらに、車速ＶＳＰの低下に伴い、ＣＶＴ３の入力軸３ｉｎの回転速度が変速マップ上に設定されるコースト線（アクセルペダル２５の開度ＡＰＯがゼロである場合のＣＶＴ３の入力軸３ｉｎの回転速度を設定する線）に基づき制御されることによってもＣＶＴ３の入力軸３ｉｎの回転速度は低下する。したがって、上述したＣＶＴ３の変速比変化や変速遅れ、前進クラッチＣＬ２の滑り発生は、ＣＶＴ３の入力軸３ｉｎの回転速度が低くなる低車速域での減速時ほど顕著である。
　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をダウンシフトさせることでＣＶＴ３の入力軸３ｉｎの回転速度を上昇させ、上記油圧不足を防止する。
　図２は、コントローラ８が実行する回生制御の内容を示したフローチャートである。以下、これを参照しながら回生制御の内容について説明する。
　これによると、まず、Ｓ１１では、コントローラ８は、ブレーキセンサ２７から入力される信号に基づき、ブレーキペダル１５が踏み込まれているか判断する。ブレーキペダル１５が踏み込まれていると判断された場合は、フライホイール回生を行うべく、処理がＳ１２に進む。
　Ｓ１２では、コントローラ８は、エンジンクラッチＣＬ１を解放する。これにより、パワートレインからエンジン１を切り離してエンジン１の連れ回りをなくし、車両の運動エネルギーがエンジンブレーキによって消費されるのを防止する。
　Ｓ１３では、コントローラ８は、ＣＶＴ３の入力軸３ｉｎの回転速度Ｎｉｎが最低回転速度Ｎｐｕｍｐｍｉｎよりも低いか判断する。最低回転速度Ｎｐｕｍｐｍｉｎは、上記必要油圧収支をオイルポンプ１０で発生させるのに必要なＣＶＴ３の入力軸３ｉｎの回転速度の下限値である。ＣＶＴ３の入力軸３ｉｎの回転速度が最低回転速度Ｎｐｕｍｐｍｉｎよりも低い場合は処理がＳ１４に進み、そうでない場合は処理がＳ１５に進む。
　Ｓ１４では、コントローラ８は、ＣＶＴ３の入力軸３ｉｎの回転速度Ｎｉｎが最低回転速度Ｎｐｕｍｐｍｉｎよりも所定量α高くなるまでＣＶＴ３をダウンシフトさせる。所定量は数百ｒｐｍであり、要求減速度が大きいほど、すなわち、急減速であるほど、大きな値に設定される。
　Ｓ１４におけるダウンシフトは、後述するＳ１７におけるダウンシフトとは異なり、ステップ的に短時間で実施される。これは、ダウンシフトを短時間で終わらせることで回生が開始される時期（フライホイールクラッチＣＬｆｗの締結時期）を早め、回生量を多くするためである。ＣＶＴ３をこのように短時間でダウンシフトさせても、フライホイールクラッチＣＬｆｗ及びエンジンクラッチＣＬ１が解放されているので、過度なエンジンブレーキが作用する等の運転性の悪化が生じることはない。
　また、ＣＶＴ３をダウンシフトさせている間はフライホイールクラッチＣＬｆｗが締結されておらず、回生ブレーキを発生させることができないので、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、要求減速度に応じた制動力をブレーキ１４によって発生させる（回生協調ブレーキ）。
　Ｓ１５では、コントローラ８は、フライホイールクラッチＣＬｆｗの締結を開始し、要求減速度に応じた減速度が回生ブレーキによって実現されるよう、フライホイールクラッチＣＬｆｗの締結トルク容量を制御する（フライホイールクラッチ締結回生制御）。
　ＣＶＴ３の入力軸３ｉｎの回転速度Ｎｉｎが最低回転速度Ｎｐｕｍｐｍｉｎよりも低い場合はＣＶＴ３をダウンシフトさせてＣＶＴ３の入力軸３ｉｎの回転速度Ｎｉｎを予め高められるので（Ｓ１３→Ｓ１４）、Ｓ１５でフライホイールクラッチＣＬｆｗを締結してもＣＶＴ３の入力軸３ｉｎの回転速度Ｎｉｎが最低回転速度Ｎｐｕｍｐｍｉｎよりも落ち込むことはなく、オイルポンプ１０で発生する油圧が必要油圧収支を下回ることはない。
　Ｓ１６では、コントローラ８は、フライホイール２の回転速度Ｎｆｗに減速ギヤ列１１、１２の減速比で割って得られるフライホイール２の入力軸換算回転速度ＮｆｗｉｎがＣＶＴ３の入力軸３ｉｎの回転速度Ｎｉｎよりも低いか判断する。フライホイール２の入力軸換算回転速度ＮｆｗｉｎがＣＶＴ３の入力軸３ｉｎの回転速度Ｎｉｎよりも低い場合は、フライホイールクラッチＣＬｆｗの締結トルク容量を維持又は増大させることでさらなる回生が可能なので、処理がＳ１１に戻る。そうでない場合は、フライホイールクラッチ締結回生制御ではもはや回生ができず、逆に、フライホイール２の運動エネルギーが放出されてしまうので、処理がＳ１７に進む。
　Ｓ１７では、コントローラ８は、ＣＶＴ３をダウンシフトさせてＣＶＴ３の入力軸３ｉｎの回転速度Ｎｉｎを上昇させ、これによってフライホイール２の回転速度を上昇させることで、さらなる回生を行う（ＣＶＴダウンシフト回生制御）。
　Ｓ１７におけるダウンシフトは、運転者が要求する減速度を実現しうる変速速度で行われる。これは変速速度が速すぎると運転者が要求する減速度よりも大きな減速度が発生し、逆に、遅すぎると運転者が要求する減速度に対して減速度が不足し、いずれも運転者に違和感を与えるからである。
　Ｓ１８では、コントローラ８は、ＣＶＴ３の変速比が最Ｌｏｗに到達しているか判断する。ＣＶＴ３の変速比が最Ｌｏｗに到達していない場合は、ＣＶＴダウンシフト回生制御をさらに行うことが可能なので、処理がＳ１１に戻る。ＣＶＴ３の変速比が最Ｌｏｗに到達している場合は、もはやＣＶＴダウンシフト回生制御でも回生ができないので、処理がＳ１９に進む。
　Ｓ１９では、コントローラ８は、フライホイールクラッチＣＬｆｗを解放して、回生制御を終了する。
　続いて、上記回生制御を行うことによる作用効果について説明する。
　図３は、回生時の様子を示したタイムチャートである。
　時刻ｔ１１では、アクセルペダル２５から足が離されるとともにブレーキペダル１５が踏み込まれている。これを受けて、ＣＶＴ３がダウンシフトされ、ＣＶＴ３の入力軸３ｉｎの回転速度Ｎｉｎが高められる。この時、フライホイールクラッチＣＬｆｗはまだ締結されておらず、回生ブレーキを発生させることができないので、ブレーキアクチュエータ１７を動作させてブレーキ１４で要求減速度に応じた制動力を発生させる（回生協調ブレーキ）。
　時刻ｔ１２では、フライホイールクラッチＣＬｆｗの締結が開始されて回生が開始される。フライホイールクラッチＣＬｆｗが締結されることでＣＶＴ３の入力軸３ｉｎの回転速度Ｎｉｎが落ち込むが、ＣＶＴ３をダウンシフトさせてＣＶＴ３の入力軸３ｉｎの回転速度Ｎｉｎが予め高められているので、ＣＶＴ３の入力軸３ｉｎの回転速度Ｎｉｎが必要油量収支から決まる最低回転速度Ｎｐｕｍｐｍｉｎを下回ることはない。
　時刻ｔ１３では、ＣＶＴ３の入力軸３ｉｎの回転速度Ｎｉｎがフライホイール２の入力軸換算回転速度Ｎｆｗｉｎを下回り、フライホイールクラッチ締結回生制御ではもはや回生できなくなるので、ＣＶＴ３をダウンシフトさせてＣＶＴ３の入力軸３ｉｎの回転速度Ｎｉｎを上昇させ、フライホイール２の回転速度を上昇させるＣＶＴダウンシフト回生に移行する。これにより、ＣＶＴ３の変速比が最Ｌｏｗに到達するまで回生を行うことができる。
　このように、第１実施形態によれば、フライホイールクラッチＣＬｆｗを締結して回生を行う場合は、エンジンクラッチＣＬ１を解放し、ＣＶＴ３をダウンシフトさせる。ＣＶＴ３がダウンシフトすることでＣＶＴ３の入力軸３ｉｎの回転速度Ｎｉｎが引き上げられるので、ＣＶＴ３の入力軸３ｉｎの回転速度Ｎｉｎが最低回転速度Ｎｐｕｍｐｍｉｎを下回るのが抑えられ、油圧不足に起因するＣＶＴ３の変速比変化や変速遅れ、前進クラッチＣＬ２の滑りを防止することができる。
　また、ＣＶＴ３を所定量ダウンシフトさせた後に、フライホイールクラッチＣＬｆｗを締結して回生を開始するようにしたので、回生中、ＣＶＴ３の入力軸３ｉｎの回転速度Ｎｉｎが最低回転速度Ｎｐｕｍｐｍｉｎを下回らないようにＣＶＴ３の変速比を時々刻々と制御する必要がなく、制御を簡略化することができる。
　また、急減速であるほど、フライホイールクラッチＣＬｆｗを締結したときのＣＶＴ３の入力軸３ｉｎの回転速度Ｎｉｎの落ち込みが大きくなるが、本実施形態では急減速であるほどＣＶＴ３を所定量ダウンシフトさせる時のダウンシフト量を大きくするようにしたので、急減速であっても入力軸３ｉｎの回転速度Ｎｉｎが最低回転速度Ｎｐｕｍｐｍｉｎを下回るのを防止することができる。
　＜第２実施形態＞
　続いて、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態に係るフライホイール回生システムが適用される車両の構成は図１に示した第１実施形態のものと同じであり、コントローラ８が実行する回生制御のみが第１実施形態と異なる。
　図４は、コントローラ８が実行する回生制御の内容を示したフローチャートである。以下、これを参照しながら回生制御の内容について説明する。図２と同じ処理については同じ符号を付して説明を適宜省略する。
　Ｓ１１、Ｓ１２の処理は図２に示したものと同じである。コントローラ８は、ブレーキペダル１５が踏み込まれているか判断し（Ｓ１１）、ブレーキペダル１５が踏み込まれていると判断された場合はエンジンクラッチＣＬ１を解放する（Ｓ１２）。
　Ｓ２１では、コントローラ８は、ＣＶＴ３の入力軸３ｉｎの回転速度Ｎｉｎが最低回転速度Ｎｐｕｍｐｍｉｎに所定量β（例えば、５０ｒｐｍ）を加えた値よりも低いか判断する。ＣＶＴ３の入力軸３ｉｎの回転速度Ｎｉｎが最低回転速度Ｎｐｕｍｐｍｉｎ＋βよりも低い場合は処理がＳ２２に進み、そうでない場合は処理がＳ２３に進む。
　Ｓ２２では、コントローラ８は、フライホイールクラッチＣＬｆｗの締結を開始して回生を開始し、要求減速度が回生ブレーキによって実現されるよう、フライホイールクラッチＣＬｆｗの締結トルク容量を制御する（フライホイールクラッチ締結回生制御）。また、回生中、ＣＶＴ３の入力軸３ｉｎの回転速度Ｎｉｎが最低回転速度Ｎｐｕｍｐｍｉｎに維持されるようにＣＶＴ３を時々刻々とダウンシフトさせる。
　Ｓ２３では、コントローラ８は、フライホイールクラッチＣＬｆｗの締結を開始して回生を開始し、要求減速度が回生ブレーキによって実現されるよう、フライホイールクラッチＣＬｆｗの締結トルク容量を制御する（フライホイールクラッチ締結回生制御）。
　Ｓ１６～Ｓ１９の処理は図２に示したものと同じである。すなわち、フライホイール２の入力軸換算回転速度ＮｆｗｉｎがＣＶＴ３の入力軸３ｉｎの回転速度Ｎｉｎよりも低く、フライホイールクラッチＣＬｆｗの締結トルク容量を制御することによって回生を行うことができる場合は、フライホイールクラッチ締結回生制御（Ｓ１２２、Ｓ２３）を繰り返す。そうでない場合はＣＶＴ３の変速比が最Ｌｏｗに到達するまでＣＶＴダウンシフト回生制御（Ｓ１７）を継続する。
　続いて、上記回生制御を行うことによる作用効果について説明する。
　図５は、回生時の様子を示したタイムチャートである。
　時刻ｔ２１では、アクセルペダル２５から足が離されるとともにブレーキペダル１５が踏み込まれている。これを受けて、フライホイールクラッチＣＬｆｗの締結が開始されて回生が開始されるとともに、ＣＶＴ３がダウンシフトされてＣＶＴ３の入力軸３ｉｎの回転速度Ｎｉｎが最低回転速度Ｎｐｕｍｐｍｉｎに制御される。回生中、ＣＶＴ３が時々刻々とダウンシフトされ、ＣＶＴ３の入力軸３ｉｎの回転速度Ｎｉｎが必要油量収支から決まる最低回転速度Ｎｐｕｍｐｍｉｎに維持される。
　時刻ｔ２２では、ＣＶＴ３の入力軸３ｉｎの回転速度Ｎｉｎがフライホイール２の入力軸換算回転速度Ｎｆｗｉｎを下回り、フライホイールクラッチ締結回生制御ではもはや回生できないので、ＣＶＴ３をダウンシフトさせてＣＶＴ３の入力軸３ｉｎの回転速度Ｎｉｎを上昇させ、フライホイール２の回転速度を上昇させるＣＶＴダウンシフト回生に移行する。これにより、ＣＶＴ３の変速比が最Ｌｏｗに到達するまで回生が行われる。
　このように、第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に、フライホイールクラッチＣＬｆｗを締結して回生を行う場合は、エンジンクラッチＣＬ１を解放し、ＣＶＴ３をダウンシフトさせるので、油圧不足に起因するＣＶＴ３の変速比変化や変速遅れ、前進クラッチＣＬ２の滑りを防止することができる。
　また、回生中、ＣＶＴ３の入力軸３ｉｎの回転速度Ｎｉｎが最低回転速度Ｎｐｕｍｐｍｉｎを維持するようにＣＶＴ３をダウンシフトさせるので、フライホイールクラッチ締結回生制御におけるＣＶＴ３のダウンシフト量を抑えることができる。これにより、フライホイールクラッチ締結回生制御の後に実施されるＣＶＴダウンシフト回生でＣＶＴ３が行うことのできるダウンシフト量を増やし、ＣＶＴダウンシフト回生制御での回生量を増やすことができる。
　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。
　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。
　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。
　また、最低回転速度Ｎｐｕｍｐｍｉｎを、必要油圧収支をオイルポンプ１０で発生させるのに必要なＣＶＴ３の入力軸３ｉｎの回転速度の下限値に設定しているが、必要油圧収支をオイルポンプ１０で発生させるのに必要なＣＶＴ３の入力軸３ｉｎの回転速度の下限値に対して余裕代を加えた値に設定してもよい。
　本願は日本国特許庁に２０１３年８月８日に出願された特願２０１３－１６５２１４号に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (5)

  1. 　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、前記変速機の入力軸に設けられるオイルポンプとを備え、車両減速中に前記フライホイールクラッチを締結して前記車両の運動エネルギーを回生す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クラッチを締結して回生を行う場合は、前記動力源クラッチを解放し、前記変速機をダウンシフトさせる回生制御手段を備えたフライホイール回生システム。
  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、
    　前記回生制御手段は、前記変速機の変速比を所定量ダウンシフトさせた後に、前記フライホイールクラッチを締結して回生を開始する、
    フライホイール回生システム。
  3. 　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、
    　前記回生制御手段は、前記フライホイールクラッチを締結して回生を行う場合は、前記動力源クラッチを解放するとともに前記フライホイールクラッチを締結し、回生中、前記変速機の入力軸の回転速度が最低回転速度を維持するように前記変速機をダウンシフトさせる、
    フライホイール回生システム。
  4. 　請求項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、急減速であるほど前記変速機を所定量ダウンシフトさせる時のダウンシフト量を大きくする、
    フライホイール回生システム。
  5. 　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、前記変速機の入力軸に設けられるオイルポンプとを備え、車両減速中に前記フライホイールクラッチを締結して前記車両の運動エネルギーを回生す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クラッチを締結して回生を行う場合は、前記動力源クラッチを解放し、前記変速機をダウンシフトさせる、
    フライホイール回生システムの制御方法。
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