JP2016056818A - フライホイールシステム及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の飛び出し感を運転者に与えることを抑制するフライホイールシステムを提供する。
【解決手段】有段変速機構４と、減速時の運動エネルギーで回転するフライホイール２との動力伝達を断接可能な第１クラッチＣＬｆｗを備えたフライホイールシステムであって、有段変速機構４は、第１変速段と、第１変速段よりも変速比の小さい第２変速段とを有し、駆動源１の動力を有段変速機構４の入力軸へ伝達可能であり、フライホイール２の動力を第１クラッチＣＬｆｗを介して有段変速機構４の出力軸へ伝達可能であり、有段変速機構４の出力軸の動力を駆動輪７へ伝達可能であり、フライホイール２の動力を第１クラッチＣＬｆｗを介して有段変速機構４に伝達した後、有段変速機構４を第１変速段とし、かつ、第１クラッチＣＬｆｗを滑り状態にしながら、駆動源１の動力を駆動輪７へ伝達する。
【選択図】図１

Description

本発明はフライホイールシステム及びその制御方法に関するものである。

エネルギーを蓄積するフライホイールを有し、フライホイールに蓄積したエネルギーを駆動輪へ伝達可能なエネルギー回生装置が特許文献１に開示されている。

特開平０５−１７９９７９号公報

上記装置では、トルクコンバータを介して駆動輪へエネルギー（駆動力）が伝達される。

しかし、トルクコンバータは、径方向の寸法が大きく、配置するためのスペースを広く確保する必要があり、装置が大型化する。

これに対して、装置の小型化のためトルクコンバータではなく、変速段を有する遊星歯車機構を用いた変速機構を設けることが考えられる。

遊星歯車機構を用いた変速機構では、例えば、エンジンの出力軸にリングギヤを接続し、遊星歯車機構から駆動輪へ駆動力を伝達する出力軸にキャリアを接続し、ワンウェイクラッチを介してケースにサンギヤを接続する。また、リングギヤとキャリアとを直結クラッチによって断接可能とし、直結クラッチの締結解放状態を切り換えることで、変速機構の変速段を低速段と高速段とに切り換える。このような変速機構では、エンジンから駆動輪に駆動力を伝達して発進する際には、直結クラッチを解放状態にし、変速段を低速段にしている。

また、変速機構にはフライホイールクラッチを介してフライホイールが断接可能となっている。

このような変速機構では、変速段が低速段となり、エンジンから駆動輪に駆動力を伝達する場合には、サンギヤはワンウェイクラッチによってロックされる。一方、フライホイールから駆動輪に駆動力を伝達する場合には、エンジンは停止しているのでリングギヤの回転速度はゼロであり、サンギヤのワンウェイクラッチは自由に回転可能となる。

このような変速機構において、駆動輪への駆動力伝達をフライホイールからエンジンに切り換える際には、サンギヤは自由に回転している状態からロックされ、サンギヤに反力が発生し、この反力がキャリアに作用し、キャリアにかかるトルクが急増し、トルク段差が生じ、車両の飛び出し感を運転者に与える。このように、駆動輪への動力伝達経路を切り換える場合に、トルク段差が生じ、運転者に車両の飛び出し感を与えるおそれがある。

本発明はこのような問題点を解決するために発明されたもので、フライホイールシステムにおいて駆動輪への動力伝達経路が切り換えられた際に、トルク段差の発生による車両の飛び出し感を運転者に与えることを抑制することを目的とする。

本発明のある態様に係るフライホイールシステムは、駆動源と駆動輪との間に設けられた有段変速機構と、減速時の運動エネルギーで回転するフライホイールと、フライホイールと有段変速機との動力伝達を断接可能な第１クラッチとを備えたフライホイールシステムであって、有段変速機は、第１変速段と、第１変速段よりも変速比の小さい第２変速段とを有し、駆動源の動力を有段変速機の入力軸へ伝達可能であり、フライホイールの動力を第１クラッチを介して有段変速機の出力軸へ伝達可能であり、有段変速機の出力軸の動力を駆動輪へ伝達可能であり、フライホイールの動力を第１クラッチを介して有段変速機に伝達した後、有段変速機を第１変速段とし、かつ、第１クラッチを滑り状態にしながら、駆動源の動力を駆動輪へ伝達する。

本発明の別の態様に係るフライホイールシステムの制御方法は、駆動源と駆動輪との間に設けられた有段変速機構と、減速時の運動エネルギーで回転するフライホイールと、フライホイールと有段変速機との動力伝達を断接可能な第１クラッチとを備え、有段変速機は、第１変速段と、第１変速段よりも変速比の小さい第２変速段とを有し、駆動源の動力は有段変速機の入力軸へ伝達可能であり、フライホイールの動力は第１クラッチを介して有段変速機の出力軸へ伝達可能であり、有段変速機の出力軸の動力は駆動輪へ伝達可能なフライホイールシステムの制御方法であって、フライホイールの動力を第１クラッチを介して有段変速機に伝達した後、有段変速機を第１変速段とし、かつ、第１クラッチを滑り状態にしながら、駆動源の動力を駆動輪へ伝達する。

これら態様によると、フライホイールから有段変速機に動力を伝達した後に、有段変速機を第１変速段とし、かつ、フライホイールと有段変速機との間に設けた第１クラッチを滑り状態にしながら、駆動源の動力を駆動輪に伝達することで、駆動源から駆動輪へ動力伝達する際に発生するトルク段差による車両の飛び出し感を運転者に与えることを抑制することができる。

本実施形態の車両の概略構成図である。 走行切換制御を説明するフローチャートである。 走行切換制御を説明するタイムチャートである。 エンジン発進制御のフローチャートである。 エンジン発進制御のタイムチャートである。 エンジン加速制御を説明するフローチャートである。 エンジン加速制御を説明するタイムチャートである。 エンジン加速制御を説明する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。

なお、変速比は、エンジン１、またはフライホイール２から駆動輪７への駆動力伝達において入力側回転速度を出力側回転速度で除算した値であり、変速比（変速段）が大きい場合を「Ｌｏｗ」、小さい場合を「Ｈｉｇｈ」とし、変速比がＬｏｗ側へ変更されることをダウンシフト、Ｈｉｇｈ側へ変更されることをアップシフトという。

＜車両構成＞
図１は、本発明の実施形態に係るフライホイール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、エンジン１と、フライホイール２と、第１変速機３と、第２変速機４と、終減速装置５と、差動装置６と、左右の駆動輪７と、ブレーキ装置８と、油圧回路９と、コントローラ１０とを備える。

第１変速機３は、エンジン１と駆動輪７との間に設けられ、無段変速機３０と、副変速機構３１とによって構成される。

無段変速機３０は、エンジン１側に設けたプライマリプーリと、駆動輪７側に設けたセカンダリプーリとの間にベルトを掛け回して構成される。無段変速機３０は、プライマリプーリ、及びセカンダリプーリに供給される油圧が制御されることで、各プーリとベルトとの接触半径が変更され、変速比ｉｃが変更される。

副変速機構３１は、無段変速機３０と駆動輪７との間に設けられる。副変速機構３１は、前進２段・後進１段の変速機構であり、複数の摩擦締結要素の締結解放状態を切り換えることで、前進時に使用されるＬｏｗ変速段、Ｈｉｇｈ変速段、または後進時に使用される後進変速段が形成される。

第１変速機３では、無段変速機３０の変速比ｉｃと、副変速機構３１の変速段とが変更され、第１変速機３全体としてのスルー変速比ｉｔが変更される。

第２変速機４は、第１変速機３とエンジン１との間に設けられ、シングルピニオン遊星歯車を主たる構成とした変速機構である。リングギヤ４０はエンジン１の出力軸に接続している。キャリア４１は、発進クラッチＣＬｓを介して第１変速機３に接続可能であり、複数のギヤ列１１、及びフライホイールクラッチＣＬｆｗを介してフライホイール２に接続可能である。また、リングギヤ４０とキャリア４１とは、直結クラッチＣＬｄを介して接続可能である。サンギヤ４２は、ワンウェイクラッチＯＷＣを介してケースに結合している。

第２変速機４では、直結クラッチＣＬｄが解放され、エンジン１から動力が伝達される場合に、リングギヤ４０の回転が減速されてキャリア４１に伝達される第１変速段が形成される。第１変速段が形成されると、サンギヤ４２はワンウェイクラッチＯＷＣによってロックされる。また、第２変速機４では、直結クラッチＣＬｄが締結され、リングギヤ４０とキャリア４１とが直結するとリングギヤ４０とキャリア４１とが同速回転する第２変速段が形成される。第２変速段が形成されると、サンギヤ４２はワンウェイクラッチＯＷＣによってロックされず、自由に回転する。なお、エンジン１が停止し、直結クラッチＣＬｄが解放され、フライホイール２から動力が伝達される場合、または駆動輪７から動力が伝達される場合には、サンギヤ４２はワンウェイクラッチＯＷＣによってロックされず、自由に回転する。

直結クラッチＣＬｄは、供給される油圧Ｐｄによって締結トルク容量ＴＣｄを制御可能な油圧式クラッチである。

発進クラッチＣＬｓは、第１変速機３と第２変速機４との間に設けられ、供給される油圧Ｐｓによって締結トルク容量ＴＣｓを制御可能な油圧式クラッチであり、第１変速機３と第２変速機４との駆動力伝達状態を切り換える。

フライホイール２は複数のギヤ列１１、フライホイールクラッチＣＬｆｗを介して第２変速機４のキャリア４１に接続可能となっている。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。

フライホイールクラッチＣＬｆｗは、複数のギヤ列１１間に設けられ、クラッチアクチュエータによって締結解放状態が切り換えられる電動クラッチであり、フライホイール２と第２変速機４との駆動力伝達状態を切り換える。なお、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ＴＣｆｗを制御可能な油圧式クラッチでもよい。

油圧回路９は、コントローラ１０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、第１変速機３、第２変速機４、発進クラッチＣＬｓ、直結クラッチＣＬｄ、及びオイルポンプ１２と油路を介して接続される。油圧回路９は、オイルポンプ１２で発生した油圧を元圧として、第１変速機３、第２変速機４、発進クラッチＣＬｓ、直結クラッチＣＬｄで必要とされる油圧を生成し、生成した油圧を各部位に供給する。

ブレーキ装置８は、ブレーキペダル８０とマスターシリンダ８１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８０を踏み込むと、ブレーキアクチュエータ８２がマスターシリンダ８１のピストンを変位させ、要求減速度（運転者が要求する減速度、以下同じ）に応じた油圧がブレーキ８３に供給され、制動力が発生する。なお、図示は省略するが、ブレーキ装置８は従動輪にも設けられている。

コントローラ１０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１０には、エンジン回転速度Ｎｅを検出するエンジン回転速度センサ２０、無段変速機３０の入力軸の回転速度Ｎｉｎを検出する入力回転速度センサ２１、フライホイール回転速度Ｎｆｗを検出するフライホイール回転速度センサ２２、車速ＶＳＰを検出する車速センサ２３、アクセルペダル１３の開度であるアクセルペダル開度ＡＰＯを検出するアクセル開度センサ２４、ブレーキ液圧ＢＲＰを検出するブレーキ液圧センサ２５、直結クラッチＣＬｄに供給される油圧Ｐｄを検出する油圧センサ２６等からの信号が入力される。

コントローラ１０は、入力される信号に基づき各種演算を行い、第１変速機３のスルー変速比ｉｔ、各クラッチＣＬｓ、ＣＬｆｗ、ＣＬｄの締結解放状態、ブレーキアクチュエータ８２を制御する。特に、運転者がブレーキペダル８０を踏み込み、車両１００が減速する時は、コントローラ１０は、フライホイールクラッチＣＬｆｗを締結し、駆動輪７から入力される動力でフライホイール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。以下において、フライホイール２に運動エネルギーを保存し、車両１００を減速させることをフライホイール回生といい、フライホイール回生によって発生する制動力を回生ブレーキという。

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１０はブレーキアクチュエータ８２を動作させてブレーキ８３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。以下において、フライホイール２に保存されている運動エネルギーを用いて車両１００を発進、加速させることをフライホイール走行という。また、エンジン１の駆動力を用いて車両１００を発進、加速させることをエンジン走行という。

フライホイール走行では、フライホイールクラッチＣＬｆｗが締結しており、ギヤ列１１、フライホイールクラッチＣＬｆｗを介してフライホイール２から第２変速機４のキャリア４１に駆動力が伝達されている。また、エンジン１が停止しており、第２変速機４のリングギヤ４０は回転しない。また、直結クラッチＣＬｄは解放されており、サンギヤ４２はワンウェイクラッチＯＷＣによってロックされておらず、自由に回転している。なお、フライホイール走行では、フライホイール回転速度Ｎｆｗが徐々に低下するので、無段変速機３０をアップシフトし、アップシフト時の変速速度を制御することで、要求加速度を実現している。

エンジン走行で、直結クラッチＣＬｄが解放している場合には、サンギヤ４２がワンウェイクラッチＯＷＣによってロックされ、第２変速機４の変速段は第１変速段となる。エンジン走行で、直結クラッチＣＬｄが締結している場合には、サンギヤ４２はワンウェイクラッチＯＷＣによってロックされず、リングギヤ４０、キャリア４１、及びサンギヤ４２は同速回転する。

＜走行切換制御＞
次にフライホイール走行からエンジン走行へ切り換える走行切換制御について説明する。図２は、走行切換制御を説明するフローチャートである。

ステップＳ１００では、コントローラ１０は、フライホイール走行を行っているかどうか判定する。現在、フライホイール走行を行っている場合には処理はステップＳ１０１に進み、エンジン走行を行っていない場合には今回の処理は終了する。

ステップＳ１０１では、コントローラ１０は、フライホイール走行からエンジン走行に切り換えるかどうか判定する。コントローラ１０は、フライホイール２に保存されている運動エネルギーが低下し、エンジン１を始動させてエンジン走行に切り換える必要があるかどうか判定する。具体的には、コントローラ１０は、フライホイール回転速度Ｎｆｗが所定回転速度Ｎ１よりも低くなったかどうか判定し、フライホイール回転速度Ｎｆｗが所定回転速度Ｎ１よりも低くなると、エンジン走行に切り換える必要があると判定する。エンジン走行に切り換える必要がある場合には処理はステップＳ１０２に進み、エンジン走行に切り換える必要がない場合には今回の処理は終了する。

ステップＳ１０２では、コントローラ１０は、エンジン１を始動し、エンジン走行を開始する。

ステップＳ１０３では、コントローラ１０は、フライホイールクラッチＣＬｆｗを滑り状態にする。フライホイール走行では、サンギヤ４２はワンウェイクラッチＯＷＣによってロックされておらず、自由に回転している。一方、直結クラッチＣＬｄが解放された状態でエンジン１が始動すると、サンギヤ４２はワンウェイクラッチＯＷＣによってロックされる。そのため、フライホイール走行からエンジン走行に切り換わる際に、サンギヤ４２がワンウェイクラッチＯＷＣによってロックされて反力が生じ、その反力がキャリア４１に作用し、キャリア４１の出力トルクが増加し、トルク段差が生じる。これにより、車両１００の飛び出し感を運転者に与える。本実施形態では、フライホイールクラッチＣＬｆｗを滑り状態にすることで、キャリア４１に接続しているフライホイール２を連れ回し、フライホイール２を負荷として機能させ、キャリア４１の出力トルクの増加を相殺し、車両１００の飛び出し感を運転者に与えることを抑制する。なお、フライホイール２が連れ回されることで、フライホイール２に保存される運動エネルギーは高くなる。

ステップＳ１０４では、コントローラ１０は、車速ＶＳＰ、アクセルペダル開度ＡＰＯに基づいて第２変速機４の変速段を第１変速段から第２変速段へ切り換えるかどうか判定する。コントローラ１０は、例えば、第２変速機４の変速マップから車速ＶＳＰ、アクセルペダル開度ＡＰＯに基づいて第１変速段から第２変速段に切り換えるかどうか判定する。第２変速機４の変速段を第１変速段から第２変速段に切り換える場合には処理はステップＳ１０５に進み、変速段を第１変速段に維持する場合には処理はステップＳ１０３に戻り、上記処理が繰り返される。

ステップＳ１０５では、コントローラ１０は、直結クラッチＣＬｄの締結を開始する。コントローラ１０は、直結クラッチＣＬｄに供給される油圧（締結圧）を徐々に高くし、直結クラッチＣＬｄの締結トルク容量ＴＣｄを徐々に高くし、直結クラッチＣＬｄを滑り状態とした後に締結する。このように、第２変速機４における第１変速段から第２変速段への切り換え、つまり変速動作は、直結クラッチＣＬｄの滑り状態を介して締結状態へ遷移することで行われる。

ステップＳ１０６では、コントローラ１０は、フライホイールクラッチＣＬｆｗを解放する。本実施形態では、エンジン１を始動してから、第２変速機４における第１変速段から第２変速段への変速動作が開始するまでフライホイールクラッチＣＬｆｗの滑り状態を継続し、第１変速段から第２変速段への変速動作に合わせて、つまり変速動作に協調してフライホイールクラッチＣＬｆｗを解放する。

ステップＳ１０７では、コントローラ１０は、無段変速機３０をダウンシフトする。直結クラッチＣＬｄを締結することで、ワンウェイクラッチＯＷＣによるサンギヤ４２のロックが解除される。そのため、ワンウェイクラッチＯＷＣによるサンギヤ４２の反力がキャリア４１に作用しなくなり、キャリア４１の出力トルクが低下する。ここでは、コントローラ１０は、キャリア４１の出力トルクの低下を相殺するように無段変速機３０をダウンシフトする。また、コントローラ１０は、要求加速度を実現するようにダウンシフト時の変速速度を制御する。つまり、コントローラ１０は、第２変速機４における第１変速段から第２変速段への変速動作に合わせて無段変速機３０をダウンシフトする。

ステップＳ１０８では、コントローラ１０は、直結クラッチＣＬｄの締結が完了したかどうか判定する。直結クラッチＣＬｄの締結が完了していない場合には処理はステップＳ１０７に戻り、上記処理が繰り返される。一方、直結クラッチＣＬｄの締結が完了した場合には今回の処理は終了する。

次に、走行切換制御について図３のタイムチャートを用いて説明する。図３では、フライホイール回転速度Ｎｆｗを、キャリア４１での回転速度Ｎｃに換算して示しており、以下のタイムチャートにおいても同様である。

時間ｔ０において、車両１００が停車している状態からアクセルペダル１３が踏み込まれると、フライホイールクラッチＣＬｆｗを締結し、発進クラッチＣＬｓの締結を開始し、フライホイール２から駆動輪７へ駆動力の伝達を開始し、フライホイール走行を開始する。これにより、第１変速機３の入力軸の回転速度Ｎｉｎが上昇し、車速ＶＳＰが上昇する。なお、発進クラッチＣＬｓは滑り状態となっており、無段変速機３０の変速比ｉｃは最Ｌｏｗとなっている。

時間ｔ１において、第１変速機３の入力軸の回転速度Ｎｉｎと、フライホイール回転速度Ｎｆｗとが等しくなると、発進クラッチＣＬｓを締結するとともに、要求加速度に応じて無段変速機３０をアップシフトする。

時間ｔ２において、フライホイール回転速度Ｎｆｗが所定回転速度Ｎ１よりも低くなると、エンジン１を始動し、フライホイール走行からエンジン走行に切り換える。エンジン１を始動することで、第２変速機４では第１変速段が形成される。また、フライホイールクラッチＣＬｆｗを滑り状態にし、フライホイール２を負荷として機能させる。これにより、エンジン１が始動し、第２変速機４で第１変速段が形成される際に発生するキャリア４１の出力トルクの増加を相殺し、車両１００の飛び出し感を運転者に与えることを抑制する。フライホイールクラッチＣＬｆｗは滑り状態に維持される。

車速ＶＳＰが増加し、時間ｔ３において、第２変速機４の変速段を第１変速段から第２変速段に切り換える場合には、直結クラッチＣＬｄの締結を開始し、第２変速機４の変速動作を開始するとともに、変速動作に協調してフライホイールクラッチＣＬｆｗを解放する。また、直結クラッチＣＬｄを締結すると、サンギヤ４２はワンウェイクラッチＯＷＣによるロックが解除されるので、キャリア４１に作用していた反力がなくなり、キャリア４１の出力トルクが低下する。ここでは、キャリア４１の出力トルクの低下を相殺するように無段変速機３０をダウンシフトする。また、要求加速度を実現するようにダウンシフト時の変速速度を制御する。

時間ｔ４において、直結クラッチＣＬｄが締結し、第２変速機４の変速段が第２変速段になる。

走行切換制御では、第２変速機４の変速段を第１変速段としてエンジン走行を開始する場合、フライホイールクラッチＣＬｆｗをスリップ状態にする。これにより、第２変速機４の変速段を第２変速段から第１変速段に切り換える際に、車両１００の飛び出し感を運転者に与えることを抑制する。

＜エンジン発進制御＞
次にフライホイール走行を行わずに車両１００を発進するエンジン発進制御について説明する。図４はエンジン発進制御のフローチャートである。ここでは、車両１００のシステムが起動されたものとする。

ステップＳ２００では、コントローラ１０は、フライホイール走行可能かどうか判定する。コントローラ１０は、フライホイール回転速度Ｎｆｗに基づいてフライホイール走行可能かどうか判定する。フライホイール走行可能な場合には今回の処理は終了する。一方、フライホイール走行不能である場合には処理はステップＳ２０１に進む。

ステップＳ２０１では、コントローラ１０は、エンジン１を始動する。

ステップＳ２０２では、コントローラ１０は、直結クラッチＣＬｄを解放する。

ステップＳ２０３では、コントローラ１０は、発進クラッチＣＬｓを締結し、エンジン１から駆動輪７への駆動力伝達を開始し、エンジン走行を開始する。

ステップＳ２０４では、コントローラ１０は、車速ＶＳＰが第１所定車速Ｖ１以上かどうか判定する。第１所定車速Ｖ１は、現在のアクセルペダル開度ＡＰＯに対して、第２変速機４の変速段を第１変速段から第２変速段へ切り換える車速よりもわずかに低い車速であり、第２変速機４の変速段を第１変速段から第２変速段への切り換えのための準備車速である。第１所定車速Ｖ１はアクセルペダル開度ＡＰＯに応じて設定されている。車速ＶＳＰが第１所定車速Ｖ１以上になると処理はステップＳ２０５に進む。

ステップＳ２０５では、コントローラ１０は、フライホイールクラッチＣＬｆｗを滑り状態にする。本実施形態では、第２変速機４の変速段を第１変速段から第２変速段へ切り換える際に発生するトルク段差を相殺するように、第２変速機４の変速段が切り換わるよりも前にフライホイールクラッチＣＬｆｗを滑り状態とし、第２変速機４の変速段の切り換えに備えている。コントローラ１０は、フライホイールクラッチＣＬｆｗの締結圧を徐々に高くし、フライホイールクラッチＣＬｆｗの締結トルク容量ＴＣｆｗを徐々に高くする。なお、コントローラ１０は、トルクコンバータを用いた場合のトルク伝達特性と同様の効果を演出するように、フライホイールクラッチＣＬｆｗの締結トルク容量ＴＣｆｗを徐々に高くする。

ステップＳ２０６では、コントローラ１０は、車速ＶＳＰ、アクセルペダル開度ＡＰＯに基づいて第２変速機４の変速段を第１変速段から第２変速段へ切り換えるかどうか判定する。コントローラ１０は、例えば、第２変速機４の変速マップから車速ＶＳＰ、アクセルペダル開度ＡＰＯに基づいて第１変速段から第２変速段に切り換えるかどうか判定する。第２変速機４の変速段を第１変速段から第２変速段に切り換える場合には処理はステップＳ２０７に進み、変速段を第１変速段に維持する場合には処理はステップＳ２０５に戻り、上記処理が繰り返される。

ステップＳ２０７では、コントローラ１０は、直結クラッチＣＬｄの締結を開始する。ここでは、フライホイールクラッチＣＬｆｗの締結圧を高くしながら、直結クラッチＣＬｄの締結が開始され、変速動作が開始される。直結クラッチＣＬｄを締結する際に、トルク段差が発生するが、フライホイールクラッチＣＬｆｗを滑り状態とすることで、トルク段差が相殺され、トルク段差による加速度の急減が抑制される。

ステップＳ２０８では、コントローラ１０は、無段変速機３０をダウンシフトする。コントローラ１０は、キャリア４１の出力トルクの低下を相殺するように無段変速機３０をダウンシフトする。また、要求加速度を実現するようにダウンシフト時の変速速度を制御する。

ステップＳ２０９では、コントローラ１０は、直結クラッチＣＬｄの締結トルク容量ＴＣｄが所定容量ＴＣ１以上となったかどうか判定する。所定容量ＴＣ１は、予め設定され、直結クラッチＣＬｄが設定されたトルクを伝達可能となる容量である。具体的には、コントローラ１０は、直結クラッチＣＬｄに供給される油圧Ｐｄが所定容量ＴＣ１に対応した所定油圧Ｐｄ１以上となった場合に、直結クラッチＣＬｄの締結トルク容量ＴＣｄが所定容量ＴＣ１以上となったと判定する。直結クラッチＣＬｄの締結トルク容量ＴＣｄが所定容量ＴＣ１以上となった場合には処理はステップＳ２１０に進み、直結クラッチＣＬｄの締結トルク容量ＴＣｄが所定容量ＴＣ１よりも低い場合には処理はステップＳ２０８に戻り、上記処理が繰り返される。

ステップＳ２１０では、コントローラ１０は、フライホイールクラッチＣＬｆｗを解放する。

ステップＳ２１１では、コントローラ１０は、直結クラッチＣＬｄの締結が完了したかどうか判定する。直結クラッチＣＬｄの締結が完了していない場合には処理はステップＳ２０８に戻り、上記処理が繰り返される。一方、直結クラッチＣＬｄの締結が完了した場合には今回の処理は終了する。

次に、エンジン発進制御について図５のタイムチャートを用いて説明する。

時間ｔ０において、車両１００が停車している状態からアクセルペダル１３が踏み込まれると、エンジン１を始動し、エンジン１から駆動輪７へ駆動力の伝達を開始し、エンジン走行を開始する。第２変速機４では、第１変速段が形成される。

時間ｔ１において、車速ＶＳＰが第１所定車速Ｖ１になると、フライホイールクラッチＣＬｆｗを滑り状態にする。図５においては、フライホイールクラッチＣＬｆｗを滑り状態にしない場合の加速度を破線で示す。フライホイールクラッチＣＬｆｗを滑り状態にし、フライホイール２を負荷として機能させるので、フライホイールクラッチＣＬｆｗを滑り状態としない場合と比較すると、車両１００の加速度が小さくなる。

車速ＶＳＰが増加し、時間ｔ２において、第２変速機４の変速段を第１変速段から第２変速段に切り換えると判定された場合には、フライホイールクラッチＣＬｆｗの締結トルク容量ＴＣｆｗを上昇させながら、直結クラッチＣＬｄの締結を開始し、第２変速機４の第１変速段から第２変速段への変速動作を開始する。また、これに伴い、無段変速機３０をダウンシフトする。フライホイールクラッチＣＬｆｗを滑り状態にしない場合には、第２変速機４の変速段を第１変速段から第２変速段に切り換える時にトルク段差が生じ、加速度が急減する。本実施形態では、フライホイールクラッチＣＬｆｗを滑り状態にすることで、トルク段差による加速度の急減を抑制する。

時間ｔ３において、直結クラッチＣＬｄの締結トルク容量ＴＣｄが所定容量ＴＣ１となると、フライホイールクラッチＣＬｆｗを解放する。

時間ｔ４において、直結クラッチＣＬｄが締結し、第２変速機４の変速段が第２変速段になる。

エンジン発進制御では、フライホイールクラッチＣＬｆｗを滑り状態にし、第２変速機４の第１変速段から第２変速段への変速動作を開始し、第２変速機４の変速段を第１変速段から第２変速段へ切り換える際のトルク段差を相殺し、加速度の急減を抑制する。

＜エンジン加速制御＞
次にフライホイール回生からエンジン走行に切り換えられた場合のエンジン加速制御について説明する。図６はエンジン加速制御を説明するフローチャートである。

ステップＳ３００では、コントローラ１０は、フライホイール回生中に、アクセルペダル１３が踏み込まれたかどうか判定する。アクセルペダル１３が踏み込まれた場合には処理はステップＳ３０１に進み、アクセルペダル１３が踏み込まれていない場合には今回の処理は終了する。

ステップＳ３０１では、コントローラ１０は、フライホイール走行可能かどうか判定する。コントローラ１０は、フライホイール回転速度Ｎｆｗに基づいてフライホイール走行可能かどうか判定する。フライホイール走行可能な場合には今回の処理は終了する。一方、フライホイール走行不能である場合には処理はステップＳ３０２に進む。

ステップＳ３０２では、コントローラ１０は、車速ＶＳＰが第２所定車速Ｖ２未満であるかどうか判定する。第２所定車速Ｖ２は、予め設定された車速（例えば４０ｋｍ／ｈ）である。車速ＶＳＰが第２所定車速Ｖ２未満の場合には処理はステップＳ３０３に進み、車速ＶＳＰが第２所定車速Ｖ２以上の高い場合には処理はステップＳ３１２に進む。

ステップＳ３０３では、コントローラ１０は、フライホイールクラッチＣＬｆｗを解放し、フライホイール２から駆動輪７への駆動力伝達を遮断する。

ステップＳ３０４では、コントローラ１０は、直結クラッチＣＬｄを解放する。

ステップＳ３０５では、コントローラ１０は、エンジン１を始動する。

ステップＳ３０６では、コントローラ１０は、発進クラッチＣＬｓを滑り状態にする。直結クラッチＣＬｄが解放された状態でエンジン１が始動されると、キャリア４１の出力トルクが増加し、車両１００の飛び出し感を運転者に与えるおそれがある。本実施形態では、発進クラッチＣＬｓを滑り状態にすることで、キャリア４１の出力トルクの増加を発進クラッチＣＬｓで吸収し、車両１００の飛び出し感を運転者に与えることを抑制する。

ステップＳ３０７では、コントローラ１０は、車速ＶＳＰ、アクセルペダル開度ＡＰＯに基づいて第２変速機４の変速段を第１変速段から第２変速段へ切り換えるかどうか判定する。コントローラ１０は、例えば、第２変速機４の変速マップから車速ＶＳＰ、アクセルペダル開度ＡＰＯに基づいて第１変速段から第２変速段に切り換えるかどうか判定する。第２変速機４の変速段を第２変速段とする場合には処理はステップＳ３０８に進み、変速段を第１変速段に維持する場合には処理はステップＳ３０６に戻り、上記処理が繰り返される。

ステップＳ３０８では、コントローラ１０は、直結クラッチＣＬｄの締結を開始する。

ステップＳ３０９では、コントローラ１０は、無段変速機３０をダウンシフトする。コントローラ１０は、キャリア４１の出力トルクの低下を相殺するように無段変速機３０をダウンシフトする。また、コントローラ１０は、要求加速度を実現するようにダウンシフト時の変速速度を制御する。

ステップＳ３１０では、コントローラ１０は、直結クラッチＣＬｄの締結が完了したかどうか判定する。直結クラッチＣＬｄの締結が完了した場合には処理はステップＳ３１１に進み、直結クラッチＣＬｄの締結が完了していない場合には処理はステップＳ３０９に戻り、上記処理を繰り返す。

ステップＳ３１１では、コントローラ１０は、発進クラッチＣＬｓを締結する。

ステップＳ３１２では、コントローラ１０は、エンジン１を始動する。

ステップＳ３１３では、コントローラ１０は、エンジン回転速度Ｎｅがキャリア４１の回転速度Ｎｃ（無段変速機３０の入力軸の回転速度Ｎｉｎ）以上であるかどうか判定する。エンジン回転速度Ｎｅがキャリア４１の回転速度Ｎｃ以上となると処理はステップＳ３１４に進む。

ステップＳ３１４では、コントローラ１０は、直結クラッチＣＬｄの締結を開始し、第２変速機４で第２変速段が形成されるようにする。

ステップＳ３１５では、コントローラ１０は、フライホイールクラッチＣＬｆｗを解放し、フライホイール２と第２変速機４との駆動力伝達を遮断する。

ステップＳ３１６では、コントローラ１０は、無段変速機３０をダウンシフトする。コントローラ１０は、キャリア４１の出力トルクの低下を相殺するように無段変速機３０をダウンシフトする。また、コントローラ１０は、要求加速度を実現するようにダウンシフト時の変速速度を制御する。

ステップＳ３１７では、コントローラ１０は、直結クラッチＣＬｄの締結が完了したかどうか判定する。直結クラッチＣＬｄの締結が完了した場合には今回の処理は終了する。一方、直結クラッチＣＬｄの締結が完了していない場合には処理はステップＳ３１６に戻り、上記処理を繰り返す。

次に、エンジン加速制御について図７、８のタイムチャートを用いて説明する。まず、エンジン走行に切り換わる時の車速ＶＳＰが第２所定車速Ｖ２未満の場合のエンジン加速制御について図７のタイムチャートを用いて説明する。

時間ｔ０において、フライホイール回生中にアクセルペダル１３が踏み込まれ、フライホイール回生からエンジン走行に切り換えられると、フライホイールクラッチＣＬｆｗを解放し、エンジン１を始動する。直結クラッチＣＬｄは解放されており、第２変速機４では、第１変速段が形成される。また、発進クラッチＣＬｓを滑り状態にし、エンジン１の始動によるキャリア４１の出力トルクの増加を発進クラッチＣＬｓで吸収し、車両１００の飛び出し感を運転者に与えることを抑制する。

時間ｔ１において、車速ＶＳＰが高くなり、第２変速機４の変速段を第１変速段から第２変速段へ切り換えると判定されると、直結クラッチＣＬｄの締結を開始し、第２変速機４の第１変速段から第２変速段への変速動作を開始する。また、キャリア４１の出力トルクの低下を相殺するように無段変速機３０をダウンシフトする。また、発進クラッチＣＬｓの締結トルク容量ＴＣｓを増加する。

時間ｔ２において、直結クラッチＣＬｄが締結し、第２変速機４の変速段が第２変速段となり、発進クラッチＣＬｓが締結する。

次に、エンジン走行に切り換わる時の車速ＶＳＰが第２所定車速Ｖ２以上の場合のエンジン加速制御について図８のタイムチャートを用いて説明する。

時間ｔ０において、フライホイール回生中にアクセルペダル１３が踏み込まれ、フライホイール回生からエンジン走行に切り換えられると、エンジン１を始動する。

時間ｔ１において、エンジン回転速度Ｎｅが第１変速機３の入力軸の回転速度Ｎｉｎ（キャリア４１の回転速度Ｎｃ）以上になると、フライホイールクラッチＣＬｆｗを解放し、直結クラッチＣＬｄの締結を開始する。また、キャリア４１の出力トルクの低下を相殺するように無段変速機３０をダウンシフトする。

時間ｔ２において、直結クラッチＣＬｄが締結し、第２変速機４の変速段が第２変速段となる。ここでは、第２変速機４の変速段を第１変速段とはせずに第２変速段にする。車速ＶＳＰが高く、第２変速機４の変速段を第１変速段にすると、エンジン回転速度Ｎｅを高くしなければ、車両１００を加速させることができない。ここでは、車速ＶＳＰが高い場合には、第２変速機４の変速段を第２変速段とすることで、エンジン回転速度Ｎｅを高くせずに車両１００を加速させる。

エンジン加速制御では、車速ＶＳＰが第２所定車速Ｖ２未満である場合には、エンジン１を始動するとともに、発進クラッチＣＬｓを滑り状態にすることで、車両１００の飛び出し感を運転者に与えることを抑制する。また、車速ＶＳＰが第２所定車速Ｖ２以上の場合には、エンジン１始動後、すぐに直結クラッチＣＬｄの締結を開始し、第２変速機４の変速段を第２変速段にすることで、エンジン回転速度Ｎｅを高くせずに車両１００を加速させる。

本発明の実施形態の効果について説明する。

フライホイール走行からエンジン走行に切り換える走行切換制御を行う場合に、第２変速機４の変速段を第１変速段にし、かつフライホイールクラッチＣＬｆｗを滑り状態にし、エンジン１から駆動輪７へ駆動力を伝達する。これにより、エンジン走行が開始され、第２変速機４に第１変速段が形成される際に発生する第２変速機４のキャリア４１の出力トルクの増加を、フライホイール２を負荷として機能させることで相殺し、車両１００の飛び出し感運転者に与えることを抑制することができる（請求項１に対応する効果）。

フライホイールクラッチＣＬｆｗの滑り状態を、第２変速機４の第１変速段から第２変速段への変速動作が開始されるまで継続する。第２変速機４の変速段が第１変速段の状態で、フライホイールクラッチＣＬｆｗを解放すると、フライホイールクラッチＣＬｆｗの解放によるトルク段差が発生するおそれがある。そのため、本実施形態では、第１変速段から第２変速段への変速動作に合わせてフライホイールクラッチＣＬｆｗを解放する。これにより、フライホイールクラッチＣＬｆｗを滑り状態から解放する際のトルク段差の発生を抑制することができる（請求項２に対応する効果）。

第２変速機４の変速段を第１変速段から第２変速段に切り換える場合に、変速動作に合わせて無段変速機３０をダウンシフトする。これにより、第２変速機４の変速段を切り換え際に発生するキャリア４１の出力トルクの低下を相殺し、要求加速度を実現することができる（請求項３に対応する効果）。

フライホイール走行を行わずに車両１００を発進するエンジン発進制御を行う場合、フライホイールクラッチＣＬｆｗを滑り状態にして、第２変速機４の第１変速段から第２変速段への変速動作を開始する。これにより、第２変速機４の変速段が第１変速段から第２変速段へ切り換わる際のトルク段差により、加速度が急減することを抑制することができる（請求項４に対応する効果）。

フライホイール回生からエンジン走行に切り換えられ、エンジン加速制御を行う場合に、車速ＶＳＰが第２所定車速Ｖ２未満であれば直結クラッチＣＬｄを解放して第２変速機４の変速段を第１変速段にし、発進クラッチＣＬｓを滑り状態にする。これにより、エンジン１始動時のキャリア４１の出力トルクの増加を発進クラッチＣＬｓによって吸収し、車両１００の飛び出し感を抑制することができる。また、車速ＶＳＰが第２所定車速Ｖ２以上であれば直結クラッチＣＬｄを滑り状態にした後に締結する。これにより、直結クラッチＣＬｄを締結する際の車両１００の飛び出し感を運転者に与えることを抑制することができる。また、車速ＶＳＰが高い場合に、第２変速機４の変速段を第１変速段にすると、車両１００を加速させるためのエンジン回転速度Ｎｅを高くする必要があるが、第２変速段とすることでエンジン回転速度Ｎｅを高くせずに車両１００を加速させることができる（請求項５に対応する効果）。

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。

１ エンジン（駆動源）
２ フライホイール
３ 第１変速機
４ 第２変速機（有段変速機構）
７ 駆動輪
１０ コントローラ
１３ アクセルペダル
３０ 無段変速機
４０ リングギヤ
４１ キャリア
４２ サンギヤ
ＣＬｄ 直結クラッチ（第３クラッチ）
ＣＬｆｗ フライホイールクラッチ（第１クラッチ）
ＣＬｓ 発進クラッチ（第２クラッチ）

Claims (6)

1. 駆動源と駆動輪との間に設けられた有段変速機構と、
   減速時の運動エネルギーで回転するフライホイールと、
   前記フライホイールと前記有段変速機構との動力伝達を断接可能な第１クラッチとを備えたフライホイールシステムであって、
   前記有段変速機構は、第１変速段と、前記第１変速段よりも変速比の小さい第２変速段とを有し、
   前記駆動源の動力を前記有段変速機構の入力軸へ伝達可能であり、
   前記フライホイールの動力を前記第１クラッチを介して前記有段変速機構の出力軸へ伝達可能であり、
   前記有段変速機構の前記出力軸の動力を前記駆動輪へ伝達可能であり、
   前記フライホイールの動力を前記第１クラッチを介して前記有段変速機構に伝達した後、前記有段変速機構を前記第１変速段とし、かつ、前記第１クラッチを滑り状態にしながら、前記駆動源の動力を前記駆動輪へ伝達する、
   ことを特徴とするフライホイールシステム。
2. 請求項１に記載のフライホイールシステムであって、
   前記第１クラッチの前記滑り状態は、少なくとも前記有段変速機構における前記第１変速段から前記第２変速段への変速動作が開始されるまで継続される、
   ことを特徴とするフライホイールシステム。
3. 請求項１または２に記載のフライホイールシステムであって、
   前記有段変速機構と前記駆動輪との間に無段変速機を備え、
   前記有段変速機構における前記第１変速段から前記第２変速段への切り換えに合わせて、前記無段変速機はダウンシフトする、
   ことを特徴とするフライホイールシステム。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載のフライホイールシステムであって、
   前記有段変速機構を前記第１変速段とし、かつ、前記第１クラッチを解放した状態で前記駆動源の動力を前記駆動輪へ伝達した後、前記第１クラッチの締結圧を上げながら前記有段変速機構における前記第１変速段から前記第２変速段への変速動作を開始する、
   ことを特徴とするフライホイールシステム。
5. 請求項１から４のいずれか１つに記載のフライホイールシステムであって、
   前記出力軸と前記駆動輪との動力伝達を断接可能な第２クラッチを備え、
   前記有段変速機構は、前記入力軸と前記出力軸とを直結可能な第３クラッチを備え、
   前記第３クラッチを解放した状態で、前記駆動輪の動力を前記第２クラッチ及び前記第１クラッチを介して前記フライホイールへ伝達しているときにアクセルペダルが踏まれたとき、
   車速が所定車速未満であれば前記第３クラッチを解放状態とすることで前記第１変速段が選択されるとともに前記第２クラッチを滑り状態とし、
   前記車速が前記所定車速速度以上であれば前記第３クラッチを滑り状態から締結状態へ遷移することで前記第２変速段が選択される、
   ことを特徴とするフライホイールシステム。
6. 駆動源と駆動輪との間に設けられた有段変速機構と、
   減速時の運動エネルギーで回転するフライホイールと、
   前記フライホイールと前記有段変速機構との動力伝達を断接可能な第１クラッチとを備え、
   前記有段変速機構は、第１変速段と、前記第１変速段よりも変速比の小さい第２変速段とを有し、
   前記駆動源の動力は前記有段変速機構の入力軸へ伝達可能であり、
   前記フライホイールの動力は前記第１クラッチを介して前記有段変速機構の出力軸へ伝達可能であり、
   前記有段変速機構の前記出力軸の動力は前記駆動輪へ伝達可能なフライホイールシステムの制御方法であって、
   前記フライホイールの動力を前記第１クラッチを介して前記有段変速機構に伝達した後、前記有段変速機構を前記第１変速段とし、かつ、前記第１クラッチを滑り状態にしながら、前記駆動源の動力を前記駆動輪へ伝達する、
   ことを特徴とするフライホイールシステムの制御方法。

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