WO2015019785A1 - 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

Info

Publication number
WO2015019785A1
WO2015019785A1 PCT/JP2014/068360 JP2014068360W WO2015019785A1 WO 2015019785 A1 WO2015019785 A1 WO 2015019785A1 JP 2014068360 W JP2014068360 W JP 2014068360W WO 2015019785 A1 WO2015019785 A1 WO 2015019785A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
flywheel
transmission mechanism
continuously variable
regeneration system
deceleration
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/068360
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
加藤　芳章
嘉裕 倉橋
Original Assignee
ジヤトコ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ジヤトコ株式会社 filed Critical ジヤトコ株式会社
Publication of WO2015019785A1 publication Critical patent/WO2015019785A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/08—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means
    • B60K6/10—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means by means of a chargeable mechanical accumulator, e.g. flywheel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/08—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means
    • B60K6/10—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means by means of a chargeable mechanical accumulator, e.g. flywheel
    • B60K6/105—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means by means of a chargeable mechanical accumulator, e.g. flywheel the accumulator being a flywheel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/02—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of driveline clutches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/10—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of change-speed gearings
    • B60W10/101—Infinitely variable gearings
    • B60W10/107—Infinitely variable gearings with endless flexible members
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/24—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/18009—Propelling the vehicle related to particular drive situations
    • B60W30/18109—Braking
    • B60W30/18127—Regenerative braking
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/10—Controlling shift hysteresis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/10—Change speed gearings
    • B60W2510/1005—Transmission ratio engaged
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/10—Change speed gearings
    • B60W2510/1015—Input shaft speed, e.g. turbine speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00—Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/12—Brake pedal position
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/02—Clutches
    • B60W2710/027—Clutch torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/10—Change speed gearings
    • B60W2710/1005—Transmission ratio engaged
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/16—Mechanic energy storages
    • B60Y2400/162—Flywheels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/04—Combinations of toothed gearings only
    • F16H37/042—Combinations of toothed gearings only change gear transmissions in group arrangement
    • F16H37/043—Combinations of toothed gearings only change gear transmissions in group arrangement without gears having orbital motion
    • F16H2037/045—Combinations of toothed gearings only change gear transmissions in group arrangement without gears having orbital motion comprising a separate gearing unit for shifting between high and low ratio range
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/21—Providing engine brake control
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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

  • JP2012-516417A is provided with a flywheel that can be connected / disconnected by a clutch on the input shaft of the transmission, and when the vehicle decelerates, the clutch is engaged, and the flywheel is rotated by the rotation input from the drive wheels.
  • a flywheel regenerative system that converts kinetic energy into flywheel kinetic energy.
  • the rotational speed of the flywheel when the rotational speed of the flywheel is increased based on the rotation input from the drive wheels, the rotational speed of the flywheel that can be increased is determined by the vehicle speed and the gear ratio, Applying a continuously variable transmission with a stepped transmission mechanism with a large width to increase the rotational speed of the flywheel by setting the gear ratio of the continuously variable transmission with a stepped transmission mechanism to Low even when the vehicle speed is low. It is possible to increase the regenerative energy of the flywheel.
  • a method for controlling the flywheel regeneration system is provided.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of a vehicle including a flywheel regeneration system.
  • FIG. 2 is a flowchart showing the contents of the regeneration control.
  • FIG. 3 is a time chart showing the state of regeneration during sudden deceleration.
  • FIG. 4 is a time chart showing the state of regeneration during slow deceleration.
  • FIG. 1 shows an overall configuration of a vehicle 100 provided with a flywheel regeneration system according to an embodiment of the present invention.
  • the 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 capable of controlling the fastening torque capacity with supplied hydraulic pressure.
  • the auxiliary transmission mechanism 40 is a stepped transmission mechanism with two forward speeds and one reverse speed.
  • the sub-transmission mechanism 40 is connected to a Ravigneaux type planetary gear mechanism in which two planetary gear carriers are coupled, and a plurality of frictional engagement elements that are connected to a plurality of rotating elements constituting the Ravigneaux type planetary gear mechanism and change their linkage state. (Low brake 41, High clutch 42, Rev brake 43).
  • Low brake 41, High clutch 42, Rev brake 43 When the hydraulic pressure supplied to each of the frictional engagement elements 41 to 43 is adjusted and the engagement / release state of each of the frictional engagement elements 41 to 43 is changed, the gear position of the auxiliary transmission mechanism 40 is changed.
  • the shift speed of the subtransmission mechanism 40 is the first speed. If the high clutch 42 is engaged and the low brake 41 and the rev brake 43 are released, the speed of the auxiliary transmission mechanism 40 becomes the second speed, which is higher than the first speed (small gear ratio). Further, when the Rev brake 43 is engaged and the Low brake 41 and the High clutch 42 are released, the shift stage of the auxiliary transmission mechanism 40 is reverse.
  • the oil pump 10 is connected to the input shaft 3in of the CVT 3 via a belt, gear, etc. (not shown).
  • the oil pump 10 is a gear pump type or vane pump type oil pump that generates hydraulic pressure when the input shaft 3in 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 variator 30, the auxiliary transmission mechanism 40, and the engine clutch CL1.
  • the flywheel 2 is further connected to the input shaft 3 in 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 container that is vacuumed or decompressed to reduce windage loss during rotation.
  • the hydraulic circuit 7 is configured by a solenoid valve or the like that operates in response to a signal from a controller 8 described later, and is connected to the variator 30, the auxiliary transmission mechanism 40, the engine clutch CL1, and the oil pump 10 through an oil passage.
  • the hydraulic circuit 7 generates the hydraulic pressure required by the variator 30, the auxiliary transmission mechanism 40 and the engine clutch CL 1 using the hydraulic pressure generated by the oil pump 10 as the original pressure, and uses the generated hydraulic pressure as the variator 30, the auxiliary transmission mechanism 40, and Supply to engine clutch CL1.
  • 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 (deceleration of the vehicle 100 requested by the driver, the same applies hereinafter) is supplied to the brake 14. 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, and the like.
  • the controller 8 includes a rotation speed sensor 21 that detects the rotation speed of the engine 1, and a rotation speed sensor 22 that detects the rotation speed Nin of the input shaft 3in of the CVT 3. , A rotational speed sensor 23 for detecting the rotational speed Nfw of the flywheel 2, a vehicle speed sensor 24 for detecting the vehicle speed VSP, an accelerator opening sensor 26 for detecting the opening APO of the accelerator pedal 25, and the depression amount of the brake pedal 15 by the driver And the signal from the brake sensor 27 etc. which detects depression acceleration is input.
  • the controller 8 performs various calculations based on the input signal, and controls the shift of the CVT 3, the engagement / release of the clutches CL 1 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 fastens the flywheel clutch CLfw, rotates the flywheel 2 by the rotation input from the drive wheels 6, and the vehicle 100 The kinetic energy of the vehicle 100 is regenerated by converting the kinetic energy it has into the kinetic energy of the flywheel 2.
  • the controller 8 calculates the required deceleration with reference to a predetermined map based on the depression amount and depression acceleration of the brake pedal 15 detected by the brake sensor 27, the vehicle speed VSP, etc., and responds to the required deceleration.
  • the engagement torque capacity of the flywheel clutch CLfw is controlled so that a braking force (regenerative brake) is obtained.
  • the controller 8 operates the brake actuator 17 to increase the braking force of the brake 14, Ensure that the required deceleration is achieved (cooperative brake control).
  • the regenerated kinetic energy can be stored in the flywheel 2 by releasing the flywheel clutch CLfw. If the flywheel clutch CLfw is engaged in a state where kinetic energy is stored in the flywheel 2, the kinetic energy stored in the flywheel 2 can be used for starting and acceleration of the vehicle 100.
  • the lowest through speed ratio when the auxiliary transmission mechanism 40 is at the first speed is set to be lower than the lowest transmission ratio when the CVT 3 does not include the auxiliary transmission mechanism 40.
  • the first speed ratio of the subtransmission mechanism 40 is set.
  • the vehicle 100 equipped with the flywheel regeneration system configured as described above, when the driver depresses the brake pedal 15 and regeneration is performed while the auxiliary transmission mechanism 40 is traveling in the second speed state, the vehicle decelerates. Accordingly, the subtransmission mechanism 40 is downshifted to the first speed.
  • the vehicle speed can be regenerated before the downshift of the auxiliary transmission mechanism 40 is completed and the rotation of the flywheel 2 is increased. There are cases where the lower limit of the speed is not reached and the kinetic energy of the vehicle 100 cannot be regenerated to the maximum.
  • the controller 8 performs the regenerative control described below so that the rotational speed of the flywheel 2 can be increased even when the required deceleration is large.
  • FIG. 2 is a flowchart showing the contents of the regenerative control executed by the controller 8.
  • the contents of the regeneration control will be described with reference to this.
  • the controller 8 determines whether the brake pedal 15 is depressed based on a signal input from the brake sensor 27. If it is determined that the brake pedal 15 is depressed, the process proceeds to S2 in order to perform flywheel regeneration.
  • the controller 8 releases the engine clutch CL1.
  • the engine 1 is disconnected from the power train to eliminate the rotation of the engine 1, and the kinetic energy of the vehicle is prevented from being consumed by the engine brake.
  • the controller 8 starts the engagement of the flywheel clutch CLfw, and controls the engagement torque capacity of the flywheel clutch CLfw so that the deceleration according to the requested deceleration is realized by the regenerative brake (flywheel clutch engagement). Regenerative control).
  • the controller 8 determines whether the auxiliary transmission mechanism 40 is the second speed. If the sub-transmission mechanism 40 is in the second speed, the process proceeds to S6 in order to shift to the first speed. If the sub-transmission mechanism 40 is not the second speed, that is, the first speed, the rotational speed of the flywheel 2 can no longer be increased by the flywheel clutch engagement regeneration control, and conversely, the kinetic energy of the flywheel 2 is released. Therefore, the process proceeds to S11.
  • the controller 8 downshifts the CVT 3 by the variator 30 to increase the rotational speed Nin of the input shaft 3in of the CVT 3, thereby increasing the rotational speed of the flywheel 2, thereby performing further regeneration (CVT). Downshift regeneration control).
  • the controller 8 determines whether the requested deceleration is equal to or less than the regeneration permission determination deceleration.
  • the regeneration propriety determination deceleration is the time required for the downshift of the auxiliary transmission mechanism 40 when the downshift of the auxiliary transmission mechanism 40 is started when the transmission ratio of the variator 30 becomes the lowest (maximum transmission ratio). After that, when the total time with the time until the transmission ratio of the variator 30 once shifted to the High side by cooperative downshift control described later reaches the lowest again is decelerated based on the current required deceleration.
  • the deceleration is a threshold value as to whether or not the vehicle speed is shorter than the time until the vehicle speed becomes the lower limit of the regenerative speed.
  • the lower limit of the recyclable vehicle speed is, for example, 20 km / h.
  • the flywheel 2 When the required deceleration is equal to or less than the regeneration allowance determination deceleration, that is, slow deceleration, the flywheel 2 is rotated even if the downshift of the auxiliary transmission mechanism 40 is started after the gear ratio of the variator 30 reaches the lowest level. Since the speed can be increased to the maximum, the process proceeds to S7.
  • the required deceleration is larger than the regeneration permission determination deceleration, that is, sudden deceleration
  • the process proceeds to S9 in order to advance the timing for starting the downshift of the subtransmission mechanism 40 as compared with the case of slow deceleration.
  • the controller 8 determines whether or not the gear ratio of the variator 30 has reached the lowest level. If the gear ratio of the variator 30 has not reached the lowest level, the CVT downshift regeneration control can be further performed, and the process proceeds to S8. If the gear ratio of the variator 30 has reached the lowest level, the rotational speed of the flywheel 2 can no longer be increased by CVT downshift regeneration control, and the process proceeds to S10.
  • the controller 8 performs CVT downshift regenerative control as in S11. After performing the CVT downshift regeneration control, the process returns to S1.
  • the controller 8 has the through-gear ratio of the CVT 3 equal to the gear ratio when the sub-transmission mechanism 40 is at the first speed and the gear ratio of the variator 30 is the highest (hereinafter referred to as the first speed highest gear ratio). Judge. When the through speed ratio is equal to the first speed highest speed ratio, the process proceeds to S10 in order to downshift the subtransmission mechanism 40. Otherwise, CVT downshift regeneration control can be further performed, and the process proceeds to S8.
  • the controller 8 first releases the flywheel clutch CLfw, downshifts the auxiliary transmission mechanism 40 from the second speed to the first speed, and shifts the variator 30 to the High side.
  • the flywheel clutch CLfw is engaged.
  • the speed of the variator 30 is such that when the flywheel clutch CLfw is engaged, the rotational speed of the flywheel 2 increases to a rotational speed at which the inclination of the increase in rotational speed until the flywheel 2 is released is maintained. (Coordinated downshift control).
  • the flywheel clutch CLfw is released during the period from the release to the engagement.
  • the rotational speed of the wheel 2 can be increased by the difference in change amount. Thereby, the rotation of the flywheel 2 can be quickly raised while suppressing the shock of gear shifting.
  • the controller 8 performs the cooperative brake control so that the required deceleration is realized.
  • the controller 8 performs further regeneration by CVT downshift regeneration control.
  • the controller 8 determines whether or not the gear ratio of the variator 30 has reached the lowest level. When the gear ratio of the variator 30 has not reached the lowest level, the CVT downshift regeneration control can be further performed, and the process returns to S1. If the gear ratio of the variator 30 has reached the lowest level, the rotational speed of the flywheel 2 can no longer be increased by the CVT downshift regenerative control, and the process proceeds to S13.
  • the controller 8 releases the flywheel clutch CLfw and ends the regenerative control.
  • Fig. 3 is a time chart showing the state of regeneration during sudden deceleration.
  • the rotational speed Nin of the input shaft 3in of the CVT 3 falls below the input shaft-converted rotational speed Nfwin of the flywheel 2, and the rotational speed of the flywheel 2 can no longer be increased by flywheel clutch engagement regeneration control.
  • the variator 30 is shifted to the Low side to shift down the CVT 3 to increase the rotational speed Nin of the input shaft 3 in of the CVT 3 and shift to CVT downshift regeneration in which the rotational speed of the flywheel 2 is increased.
  • the variator 30 shifts to the Low side by CVT downshift regeneration, so that the through transmission ratio of CVT3 becomes equal to the first-speed maximum High transmission ratio, and cooperative downshift control and cooperative brake control are started.
  • the above timing at which the cooperative downshift control is started is a timing at which the downshift of the auxiliary transmission mechanism 40 can be started earliest due to the structure of the CVT 3. Thereby, even in the case of sudden deceleration, the rotational speed of the flywheel 2 can be increased to the maximum before the vehicle speed falls below the lower limit of the regenerative speed.
  • the flywheel clutch CLfw is released (time t13 ⁇ time t14), so that the flywheel 2 does not rotate with the input shaft 3in of the CVT 3 to reduce the inertia and shorten the cooperative downshift. So that you can do it on time. This increases the time during which CVT downshift regeneration can be performed after cooperative downshift.
  • the regenerative brake cannot be generated while the flywheel clutch CLfw is released, the required deceleration is realized by performing the coordinated brake control so that the driver does not feel uncomfortable.
  • Fig. 4 is a time chart showing the state of regeneration during slow deceleration.
  • the rotational speed Nin of the input shaft 3in of the CVT 3 is lower than the input shaft conversion rotational speed Nfwin of the flywheel 2, and the rotational speed of the flywheel 2 can no longer be increased by flywheel clutch engagement regeneration control.
  • the variator 30 is shifted to the Low side to shift down the CVT 3 to increase the rotational speed Nin of the input shaft 3 in of the CVT 3 and shift to CVT downshift regeneration in which the rotational speed of the flywheel 2 is increased.
  • the sub-transmission mechanism 40 is a stepped transmission mechanism having two forward speeds and one reverse speed, but may be a transmission mechanism having three or more forward speeds.
  • the cooperative downshift control is started at the timing when the gear ratio of the variator 30 is the lowest or the CVT3 is the first speed highest gear ratio, but the timing at which the cooperative downshift control is started is, for example, the requested deceleration You may change between said two timings so that it may become early, so that is large.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

　バリエータと副変速機構とを備えるＣＶＴを備え、車両減速中、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、フライホイールクラッチを締結して回生を行う場合は、運転者が要求する要求減速度の大きさに基づいて、副変速機構をダウンシフトさせるタイミングを変更する。

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。
　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。
　上記のフライホイール回生システムにおいては、駆動輪から入力される回転に基づきフライホイールの回転速度を上昇させるに際して、上昇可能なフライホイールの回転速度は、車速と変速比とで決まるので、変速比の幅が大きい有段変速機構付き無段変速機を適用して、車速が低い場合でも有段変速機構付き無段変速機の変速比をＬｏｗ側とすることにより、フライホイールの回転速度を上昇させ、フライホイールの回生エネルギーを大きくできるようにすることが考えられる。
　しかしながら、上記の構成では、要求減速度が大きく、例えば、運転者が急停車しようとしているような場合は、有段変速機構のダウンシフトが完了してフライホイールの回転速度が上昇する前に、車速が回生可能な速度の下限を下回り、車両の運動エネルギーを最大限まで回生できない場合がある。このため、要求減速度が大きい場合でも、有段変速機構をダウンシフトさせてフライホイールの回転速度を上昇させることができるようにするには、減速時に有段変速機構をダウンシフトさせるタイミングを適切に設定することが重要となる。
　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、有段変速機構付き無段変速機を適用したフライホイール回生システムにおいて、減速時に有段変速機構をダウンシフトさせるタイミングを適切に設定することを目的とする。
　本発明のある態様によれば、変速比を無段階に変更可能な無段変速機構と、前記無段変速機構に対して直列に設けられ、複数の変速段を切り替え可能な有段変速機構とを備え、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無段変速機と、フライホイールと、前記動力源と前記無段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無段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、車両減速中、前記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、運転者が要求する要求減速度の大きさに基づいて、前記有段変速機構をダウンシフトさせるタイミングを変更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。
　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。
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。 図３は、急減速時の回生の様子を示したタイムチャートである。 図４は、緩減速時の回生の様子を示したタイムチャートである。
　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。
　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は、ベルト式無段変速機構（以下、バリエータ）３０と、バリエータ３０に直列に設けられる副変速機構４０とを備える。「直列に設けられる」とは、動力伝達経路においてバリエータ３０と副変速機構４０が直列に設けられるという意味である。
　バリエータ３０は、プライマリプーリ３１と、セカンダリプーリ３２と、プーリ３１、３２の間に掛け回されるＶベルト３３とを備える。プーリ３１、３２は、それぞれ固定円錐板と、この固定円錐板に対してシーブ面を対向させた状態で配置され固定円錐板との間にＶ溝を形成する可動円錐板と、この可動円錐板の背面に設けられて可動円錐板を軸方向に変位させる油圧シリンダとを備える。油圧シリンダに供給される油圧を調整すると、Ｖ溝の幅が変化してＶベルト３３と各プーリ３１、３２との接触半径が変化し、バリエータ３０の変速比が無段階に変化する。
　副変速機構４０は、前進２段・後進１段の有段変速機構である。副変速機構４０は、２つの遊星歯車のキャリアを連結したラビニョウ型遊星歯車機構と、ラビニョウ型遊星歯車機構を構成する複数の回転要素に接続され、それらの連係状態を変更する複数の摩擦締結要素（Ｌｏｗブレーキ４１、Ｈｉｇｈクラッチ４２、Ｒｅｖブレーキ４３）とを備える。各摩擦締結要素４１～４３への供給油圧を調整し、各摩擦締結要素４１～４３の締結・解放状態を変更すると、副変速機構４０の変速段が変更される。
　例えば、Ｌｏｗブレーキ４１を締結し、Ｈｉｇｈクラッチ４２とＲｅｖブレーキ４３を解放すれば、副変速機構４０の変速段は１速となる。Ｈｉｇｈクラッチ４２を締結し、Ｌｏｗブレーキ４１とＲｅｖブレーキ４３を解放すれば、副変速機構４０の変速段は１速よりも高速段（変速比小）の２速となる。また、Ｒｅｖブレーキ４３を締結し、Ｌｏｗブレーキ４１とＨｉｇｈクラッチ４２を解放すれば、副変速機構４０の変速段は後進となる。
　副変速機構４０の変速段を切り替えるときには、副変速機構４０の変速方向とは逆方向にバリエータ３０の変速比を変更する協調変速が行われる。これにより、バリエータ３０の変速比に副変速機構４０の変速比を掛けて得られる全体の変速比（以下、スルー変速比）が、副変速機構４０の変速段を切り替える前後で乖離せず、変速のショックが抑制される。
　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からバリエータ３０、副変速機構４０及びエンジンクラッチＣＬ１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、バリエータ３０、副変速機構４０、エンジンクラッチＣＬ１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、バリエータ３０、副変速機構４０及びエンジンクラッチＣＬ１で必要とされる油圧を生成し、生成した油圧をバリエータ３０、副変速機構４０及びエンジンクラッチＣＬ１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、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（協調ブレーキ制御）。
　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。
　また、本実施形態におけるＣＶＴ３では、副変速機構４０が１速のときの最Ｌｏｗスルー変速比が、ＣＶＴ３が副変速機構４０を備えない場合の最Ｌｏｗ変速比よりもＬｏｗ側になるように、副変速機構４０の１速の変速比が設定される。これにより、ＣＶＴ３が副変速機構４０を備えない場合に対して、より低車速の状態でも、副変速機構４０を１速とすることでフライホイール２の回転速度を上昇させることができ、回生エネルギーを大きくすることができる。
　このように構成されたフライホイール回生システムを備えた車両１００において、副変速機構４０が２速の状態で走行中に運転者がブレーキペダル１５を踏み込んで回生が行われる場合は、車両が減速するのに応じて副変速機構４０を１速にダウンシフトすることになる。しかしながら、要求減速度が大きい場合、例えば、運転者が急停車しようとしているような場合は、副変速機構４０のダウンシフトが完了してフライホイール２の回転が上昇する前に、車速が回生可能な速度の下限を下回り、車両１００の運動エネルギーを最大限まで回生できない場合がある。
　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、要求減速度が大きい場合でもフライホイール２の回転速度を上昇させることができるようにしている。
　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。
　まず、Ｓ１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Ｓ２に進む。
　Ｓ２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。
　Ｓ３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）。
　Ｓ４では、コントローラ８は、フライホイール２の回転速度Ｎｆｗを減速ギヤ列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の締結が完了しておらず、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Ｓ１に戻る。そうでない場合は、処理がＳ５に進む。
　Ｓ５では、コントローラ８は、副変速機構４０が２速か判断する。副変速機構４０が２速の場合は、１速への変速を行うべく、処理がＳ６に進む。副変速機構４０が２速でない場合、すなわち１速の場合は、フライホイールクラッチ締結回生制御ではもはやフライホイール２の回転速度を上昇させることができず、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Ｓ１１に進む。
　Ｓ１１では、コントローラ８は、バリエータ３０により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）。
　Ｓ６では、コントローラ８は、要求減速度が、回生可否判定減速度以下か判断する。回生可否判定減速度は、バリエータ３０の変速比が最Ｌｏｗ（変速比最大）になったときに副変速機構４０のダウンシフトを開始した場合に、副変速機構４０のダウンシフトに要する時間と、その後に、後述する協調ダウンシフト制御により一旦Ｈｉｇｈ側に変速されたバリエータ３０の変速比が再び最Ｌｏｗに到達するまでの時間との合計時間が、現在の要求減速度に基づいて減速した場合に、車速が回生可能な速度の下限となるまでの時間よりも短くなるか否かの閾値となる減速度である。回生可能な車速の下限は、例えば、２０ｋｍ／ｈである。
　要求減速度が回生可否判定減速度以下の場合は、すなわち緩減速であり、バリエータ３０の変速比が最Ｌｏｗになってから副変速機構４０のダウンシフトを開始しても、フライホイール２の回転速度を最大まで上昇させることができるので、処理がＳ７に進む。要求減速度が、回生可否判定減速度より大きい場合は、すなわち急減速であり、バリエータ３０の変速比が最Ｌｏｗになってから副変速機構４０のダウンシフトを開始すると、車速が回生可能な速度の下限を下回るまでにフライホイール２の回転速度を最大まで上昇させることができないので、緩減速の場合よりも副変速機構４０のダウンシフトを開始するタイミングを早めるべく、処理がＳ９に進む。
　Ｓ７では、コントローラ８は、バリエータ３０の変速比が最Ｌｏｗに到達したか判断する。バリエータ３０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Ｓ８に進む。バリエータ３０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はフライホイール２の回転速度を上昇させることができないので、処理がＳ１０に進む。
　Ｓ８では、コントローラ８は、Ｓ１１と同様に、ＣＶＴダウンシフト回生制御を行う。ＣＶＴダウンシフト回生制御を行った後は、処理がＳ１に戻る。
　Ｓ９では、コントローラ８は、ＣＶＴ３のスルー変速比が、副変速機構４０が１速で且つバリエータ３０の変速比が最Ｈｉｇｈである場合の変速比（以下、１速最Ｈｉｇｈ変速比）と等しくなったか判断する。スルー変速比が１速最Ｈｉｇｈ変速比と等しくなった場合は、副変速機構４０のダウンシフトを行うべく、処理がＳ１０に進む。そうでない場合は、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Ｓ８に進む。
　Ｓ１０では、コントローラ８は、まず、フライホイールクラッチＣＬｆｗを解放し、副変速機構４０を２速から１速にダウンシフトするとともに、バリエータ３０をＨｉｇｈ側に変速する。そして、副変速機構４０及びバリエータ３０の変速が完了すると、フライホイールクラッチＣＬｆｗを締結する。バリエータ３０の変速は、フライホイールクラッチＣＬｆｗを締結した時に、フライホイール２の回転速度が、フライホイール２を解放するまでの回転速度の上昇の傾きが維持される回転速度まで上昇する変速比となるように行われる（協調ダウンシフト制御）。すなわち、副変速機構４０のダウンシフトによる変速比の変化量に対して、バリエータ３０のＨｉｇｈ側への変速比の変化量を小さくすることで、フライホイールクラッチＣＬｆｗの解放から締結までの期間におけるフライホイール２の回転速度を、変化量の差分上昇させることができる。これにより、変速のショックを抑制しつつ、フライホイール２の回転を速やかに上昇させることができる。
　また、フライホイールクラッチＣＬｆｗを解放している間は、回生ブレーキを発生できないので、コントローラ８は、要求減速度が実現されるように、協調ブレーキ制御を行う。
　Ｓ１１では、コントローラ８は、ＣＶＴダウンシフト回生制御により、さらなる回生を行う。
　Ｓ１２では、コントローラ８は、バリエータ３０の変速比が、最Ｌｏｗに到達したか判断する。バリエータ３０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Ｓ１に戻る。バリエータ３０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はフライホイール２の回転速度を上昇させることができないので、処理がＳ１３に進む。
　Ｓ１３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、回生制御を行っている間の車両１００の各要素の状態について説明する。
　図３は、急減速時の回生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、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。
　時刻ｔ１２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フライホイール２の回転速度を上昇させることができなくなるので、バリエータ３０をＬｏｗ側に変速して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。
　時刻ｔ１３では、ＣＶＴダウンシフト回生によりバリエータ３０がＬｏｗ側に変速することで、ＣＶＴ３のスルー変速比が１速最Ｈｉｇｈ変速比と等しくなり、協調ダウンシフト制御及び協調ブレーキ制御が開始される。
　協調ダウンシフト制御が開始される上記のタイミングは、ＣＶＴ３の構造上、最も早く副変速機構４０のダウンシフトを開始できるタイミングである。これにより、急減速の場合であっても、車速が回生可能な速度の下限を下回るまでにフライホイール２の回転速度を最大まで上昇させることが可能となる。
　また、協調ダウンシフト中は、フライホイールクラッチＣＬｆｗを解放することで（時刻ｔ１３→時刻ｔ１４）、フライホイール２がＣＶＴ３の入力軸３ｉｎに連れ回らないようにしてイナーシャを減らし、協調ダウンシフトを短時間に行うことができるようにしている。これにより、協調ダウンシフト後に、ＣＶＴダウンシフト回生を行うことができる時間が長くなる。
　また、フライホイールクラッチＣＬｆｗを解放している間は、回生ブレーキを発生できないので、協調ブレーキ制御を行うことで要求減速度を実現し、運転者に違和感を与えないようにしている。
　時刻ｔ１４では、副変速機構４０のダウンシフトが完了し、再度、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。
　時刻ｔ１５では、車速が回生可能な速度の下限である２０ｋｍ／ｈになる前に、バリエータ３０の変速比が最Ｌｏｗに到達するとともに、フライホイール２の回転速度が最大まで上昇し、フライホイールクラッチＣＬｆｗが解放され、回生制御が終了する。
　このように、要求減速度が回生可否判定減速度よりも大きい急減速の場合は、副変速機構４０のダウンシフトを開始するタイミングを早くすることで、車速が回生可能な速度の下限を下回るまでに、フライホイール２の回転速度を上昇させることができる。
　図４は、緩減速時の回生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。
　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フライホイール２の回転速度を上昇させることができなくなるので、バリエータ３０をＬｏｗ側に変速して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。
　時刻ｔ２３では、バリエータ３０の変速比が最Ｌｏｗに到達し、もはやＣＶＴダウンシフト回生制御ではフライホイール２の回転速度を上昇させることができないので、協調ダウンシフト制御及び協調ブレーキ制御が開始される。
　時刻ｔ２４では、副変速機構４０のダウンシフトが完了し、再度、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。
　時刻ｔ２５では、車速が回生可能な速度の下限である２０ｋｍ／ｈになる前に、バリエータ３０の変速比が最Ｌｏｗに到達するとともに、フライホイール２の回転速度が最大まで上昇し、フライホイールクラッチＣＬｆｗが解放され、回生制御が終了する。
　このように、要求減速度が回生可否判定減速度以下である緩減速の場合は、副変速機構４０のダウンシフトを開始するタイミングをできるだけ遅くすることで、副変速機構４０が２速のままの時間を長くできる。この間に運転者がアクセルペダル２５を踏み込んで再加速しようとした場合は、車速の上昇に伴い副変速機構４０を１速から２速へ変速させる必要がないので、変速頻度を低減でき、副変速機構４０の耐久性を向上できる。
　ここで、図３、図４に示すように、急減速時は、ＣＶＴ３のスルー変速比が１速最Ｈｉｇｈ変速比と等しくなったタイミングで協調ダウンシフト制御を開始するので、バリエータ３０の変速比が最Ｌｏｗに到達してから協調ダウンシフト制御を開始する緩減速時よりも、フライホイールクラッチＣＬｆｗの締結が完了してバリエータ３０のダウンシフトが開始された後に、副変速機構４０のダウンシフトが開始されるタイミングが早くなる（図３のｔ１２→ｔ１３、図４のｔ２２→ｔ２３）。すなわち、要求減速度が大きいほど、副変速機構４０のダウンシフトを開始する閾値である変速比をＨｉｇｈ側とすることで、フライホイールクラッチＣＬｆｗの締結が完了してバリエータ３０のダウンシフトが開始されてから、副変速機構４０のダウンシフトが開始されるまでに要する時間を短くできる。この構成が、請求項２における「要求減速度が大きいほど、有段変速機構をダウンシフトさせるタイミングを早くする」に相当する。
　なお、「急減速時は、緩減速時よりも、副変速機構４０のダウンシフトが開始されるタイミングが早くなる」とは、フライホイールクラッチＣＬｆｗの締結が完了してバリエータ３０のダウンシフトが開始されるタイミング（図３のｔ１２、図４のｔ２２）における変速比が、急減速時および緩減速時において、同じ変速比であることを前提として比較した場合に、急減速時に副変速機４０のダウンシフトが開始されるタイミングが、緩減速時に副変速機４０のダウンシフトが開始されるタイミングよりも早いことをいう。
　以上、述べたように、本実施形態によれば、要求減速度に基づいて副変速機構４０をダウンシフトさせるタイミングを変更するので、減速時に副変速機構４０をダウンシフトさせるタイミングを適切に設定することができる。例えば、要求減速度が回生可否判定減速度よりも大きい急減速の場合は、副変速機構４０のダウンシフトを開始するタイミングを早くすることで、車速が回生可能な速度の下限を下回る前に、フライホイール２の回転速度を上昇させることができる。
　また、要求減速度が回生可否判定減速度以下である緩減速の場合は、副変速機構４０のダウンシフトを開始するタイミングをできるだけ遅くするので、副変速機構４０が２速のままの時間を長くできる。この間は、運転者がアクセルペダル２５を踏み込んで再加速しようとしても車速の上昇に伴い副変速機構４０を１速から２速へ変速させる必要がないので、変速頻度を低減でき、副変速機構４０の耐久性を向上できる。
　また、副変速機構４０のダウンシフト中は、フライホイールクラッチＣＬｆｗを解放することで（時刻ｔ１３→時刻ｔ１４）、フライホイール２がＣＶＴ３の入力軸３ｉｎに連れ回らないようにしてイナーシャを減らし、ダウンシフトを短時間で行うことができるようにしている。これにより、ダウンシフト後に、ＣＶＴダウンシフト回生を行うことができる時間を長くできる。
　また、フライホイールクラッチＣＬｆｗを解放している間は、回生ブレーキを発生できないが、協調ブレーキ制御を行うことで要求減速度を実現するので、運転者に与える違和感を抑制できる。
　また、副変速機構４０をダウンシフトするとともに、バリエータ３０をＨｉｇｈ側に変速するので、変速のショックを抑制でき、運転者に与える違和感を軽減できる。
　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、上記実施形態では、副変速機構４０を、前進２段・後進１段の有段変速機構としているが、３段以上の前進段を有する変速機構であってもよい。
　また、バリエータ３０の変速比が最Ｌｏｗ又はＣＶＴ３が１速最Ｈｉｇｈ変速比となるタイミングで、協調ダウンシフト制御を開始しているが、協調ダウンシフト制御を開始するタイミングは、例えば、要求減速度が大きいほど早くなるように、上記２つのタイミングの間で変化させてもよい。
　本願は２０１３年８月８日に日本国特許庁に出願された特願２０１３－１６５３１０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 (8)

  1. 　変速比を無段階に変更可能な無段変速機構と、前記無段変速機構に対して直列に設けられ、複数の変速段を切り替え可能な有段変速機構とを備え、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無段変速機と、フライホイールと、前記動力源と前記無段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無段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、車両減速中、前記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、運転者が要求する要求減速度の大きさに基づいて、前記有段変速機構をダウンシフトさせるタイミングを変更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。
  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、前記要求減速度が大きいほど、前記有段変速機構をダウンシフトさせるタイミングを早くする、
    フライホイール回生システム。
  3. 　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、前記要求減速度が大きい急減速の場合は、前記有段変速機構の変速比に前記無段変速機構の変速比を掛けて得られる前記無段変速機のスルー変速比が、前記有段変速機構のダウンシフト後の変速段において前記無段変速機構が最Ｈｉｇｈである場合の変速比と等しくなったタイミングで、前記有段変速機構のダウンシフトを開始する、
    フライホイール回生システム。
  4. 　請求項２または３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、前記要求減速度が小さい緩減速の場合は、前記無段変速機構の変速比が最Ｌｏｗになったタイミングで、前記有段変速機構のダウンシフトを開始する、
    フライホイール回生システム。
  5. 　請求項３または４に記載のフライホイール回生システムであって、
    　前記有段変速機構をダウンシフトさせるときは、前記無段変速機構をＨｉｇｈ側に変速させる協調変速手段を備える、
    フライホイール回生システム。
  6. 　請求項１から５のいずれか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、前記有段変速機構をダウンシフトさせている間は、前記フライホイールクラッチを解放する、
    フライホイール回生システム。
  7. 　請求項６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、前記有段変速機構をダウンシフトさせている間は、前記フライホイールクラッチを解放するとともに、ブレーキを作動させる、
    フライホイール回生システム。
  8. 　変速比を無段階に変更可能な無段変速機構と、前記無段変速機構に対して直列に設けられ、複数の変速段を切り替え可能な有段変速機構とを備え、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無段変速機と、フライホイールと、前記動力源と前記無段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無段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、車両減速中、前記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、運転者が要求する要求減速度の大きさに基づいて、前記有段変速機構をダウンシフトさせるタイミングを変更する、
    フライホイール回生システムの制御方法。
PCT/JP2014/068360 2013-08-08 2014-07-09 フライホイール回生システム及びその制御方法 WO2015019785A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013165310A JP5960658B2 (ja) 2013-08-08 2013-08-08 フライホイール回生システム及びその制御方法
JP2013-165310 2013-08-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015019785A1 true WO2015019785A1 (ja) 2015-02-12

Family

ID=52461124

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/068360 WO2015019785A1 (ja) 2013-08-08 2014-07-09 フライホイール回生システム及びその制御方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP5960658B2 (ja)
WO (1) WO2015019785A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6022527A (ja) * 1983-03-15 1985-02-05 レイランド・ヴイ−クルス・リミテツド 車両用駆動装置
JPS61192961A (ja) * 1985-02-19 1986-08-27 Mazda Motor Corp 車両の減速エネルギ−回収装置
JP2010270796A (ja) * 2009-05-19 2010-12-02 Toyota Motor Corp フライホイール付き動力伝達装置
JP2012516417A (ja) * 2009-01-27 2012-07-19 ディーティーアイ グループ ビー．ブイ． フライホイールモジュール
JP2013127298A (ja) * 2011-12-19 2013-06-27 Jatco Ltd 車両用ライン圧制御装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6022527A (ja) * 1983-03-15 1985-02-05 レイランド・ヴイ−クルス・リミテツド 車両用駆動装置
JPS61192961A (ja) * 1985-02-19 1986-08-27 Mazda Motor Corp 車両の減速エネルギ−回収装置
JP2012516417A (ja) * 2009-01-27 2012-07-19 ディーティーアイ グループ ビー．ブイ． フライホイールモジュール
JP2010270796A (ja) * 2009-05-19 2010-12-02 Toyota Motor Corp フライホイール付き動力伝達装置
JP2013127298A (ja) * 2011-12-19 2013-06-27 Jatco Ltd 車両用ライン圧制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015034589A (ja) 2015-02-19
JP5960658B2 (ja) 2016-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6113910B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置
JP5955455B2 (ja) ハイブリッド車両
JP5937751B2 (ja) ベルト式無段変速機の制御装置
JP5027179B2 (ja) 無段変速機及びその制御方法
JP6115978B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置
JP5646941B2 (ja) コーストストップ車両
JP2012117424A (ja) 車両の制御装置
JP2010246307A (ja) 車両の動力伝達制御装置
JP2014180965A (ja) ハイブリッド車両の制御装置
JP5977212B2 (ja) フライホイール回生システム及びその制御方法
JP6340605B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置
JPWO2013187221A1 (ja) 車両制御装置および車両制御方法
WO2015146385A1 (ja) フライホイール式回生システム
JP6303783B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置
JP6273505B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置
JP5960658B2 (ja) フライホイール回生システム及びその制御方法
JP2015143050A (ja) ハイブリッド車両の制御装置
JP2016141388A (ja) フライホイール回生システム、及びその制御方法
JP2016141384A (ja) フライホイール回生システム、及びその制御方法
JP5292494B2 (ja) 無段変速機
WO2015019788A1 (ja) フライホイール回生システム及びその制御方法
JP5960656B2 (ja) フライホイール回生システム及びその制御方法
WO2015019791A1 (ja) フライホイール回生システム及びその制御方法
WO2016021426A1 (ja) フライホイール回生システム及びその制御方法
WO2015019783A1 (ja) フライホイール回生システム及びその制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14834391

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14834391

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1