フライホイール装置および車両制御装置
【課題】内燃機関の出力を自動変速機に伝達する出力軸に設けられ、慣性モーメントを変化させることが可能に構成されたフライホイールと、フライホイールの慣性モーメントの大きさを制御する制御手段とを備えるフライホイール装置において、自動変速機の変速に要する時間を低減することが可能なフライホイール装置を提供すること。
【解決手段】内燃機関の出力を自動変速機に伝達する出力軸に設けられ、慣性モーメントを変化させることが可能に構成されたフライホイールと、フライホイールの慣性モーメントの大きさを制御する制御手段とを備えるフライホイール装置であって、制御手段は、自動変速機において低速側の変速比への変速が行われるシフトダウン時（Ｓ３０−Ｙ）に、シフトダウン時以外（制御Ｂ）に比べて慣性モーメントを小さな値とするように制御する第一の制御（制御Ａ）を行う（Ｓ４０）。
【解決手段】内燃機関の出力を自動変速機に伝達する出力軸に設けられ、慣性モーメントを変化させることが可能に構成されたフライホイールと、フライホイールの慣性モーメントの大きさを制御する制御手段とを備えるフライホイール装置であって、制御手段は、自動変速機において低速側の変速比への変速が行われるシフトダウン時（Ｓ３０−Ｙ）に、シフトダウン時以外（制御Ｂ）に比べて慣性モーメントを小さな値とするように制御する第一の制御（制御Ａ）を行う（Ｓ４０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フライホイール装置および車両制御装置に関し、特に、内燃機関の出力を自動変速機に伝達する出力軸に設けられ、慣性モーメントを変化させることが可能に構成されたフライホイールと、フライホイールの慣性モーメントの大きさを制御する制御手段とを備えるフライホイール装置、および、そのフライホイール装置を備えた車両を制御する車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の出力軸には、出力軸の回転変動を抑制する手段としてフライホイールが設けられる。フライホイールが設けられて出力軸の慣性モーメントが増すことにより、内燃機関から出力軸に加えられる出力（トルク）の周期的な変動の影響が低減されて、出力軸の回転を安定させることができる。
【０００３】
従来、慣性モーメントを変化させることが可能に構成されたフライホイールに関する技術が提案されている。
【０００４】
特開２００４−２６３７６６号公報（特許文献１）には、エンジンの出力軸に連結する第１フライホイールと共にエンジンの出力軸に回転自在な第２フライホイールを設け、第２フライホイールの慣性モーメントがエンジンの出力軸に加わらない負荷の小さな第１状態と、第２フライホイールの慣性モーメントがエンジンの出力軸に加わる負荷の大きな第２状態と、に切り替わる慣性モーメントの可変手段を備えるフライホイール装置において、エンジン回転速度Ｎが所定値Ｎ１以上かつエンジン負荷Ｌが所定値Ｌ１以上の領域に入るとその間はフライホイールの慣性モーメントを第１状態に保持するべく切り替える一方、エンジン回転速度Ｎが所定値Ｎ０以下の領域またはエンジン負荷Ｌが所定値Ｌ０以下の領域に入るとその間はフライホイールの慣性モーメントを第２状態に保持するべく切り替える点が開示されている。
【０００５】
実開平６−２５６３８号公報（特許文献２）には、内燃機関の出力部に取り付けられて内燃機関の回転変動を安定させるための重量可変フライホイ−ルの重量を車両及び内燃機関の状態に応じて変化させる点が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２６３７６６号公報
【特許文献２】実開平６−２５６３８号公報
【特許文献３】特開２００４−２９３７２６号公報
【特許文献４】特開２００６−２２８９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
フライホイールの慣性モーメントが可変とされている場合、フライホイールの慣性モーメントが大きな値に設定されていると、自動変速機の変速に要する時間（以下、変速時間とする）が長くなってしまうという問題がある。
【０００８】
例えば、自動変速機でシフトダウンが行われる場合に、シフトダウンの開始から終了までには、少なくとも内燃機関の回転数が変速前の変速段（変速比）に対応する回転数から、変速後の変速段に対応する回転数まで上昇するだけの時間が必要となる。ここで、フライホイールの慣性モーメントが大きな値であると、回転数が変化しにくくなるため、変速を開始してから変速を終了するまでの変速時間が大きな値となってしまう。
【０００９】
内燃機関の出力を自動変速機に伝達する出力軸に設けられ、慣性モーメントを変化させることが可能に構成されたフライホイールと、フライホイールの慣性モーメントの大きさを制御する制御手段とを備える場合に、自動変速機の変速に要する時間を低減できることが望まれている。
【００１０】
本発明の目的は、内燃機関の出力を自動変速機に伝達する出力軸に設けられ、慣性モーメントを変化させることが可能に構成されたフライホイールと、フライホイールの慣性モーメントの大きさを制御する制御手段とを備えるフライホイール装置において、自動変速機の変速に要する時間を低減することが可能なフライホイール装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のフライホイール装置は、内燃機関の出力を自動変速機に伝達する出力軸に設けられ、慣性モーメントを変化させることが可能に構成されたフライホイールと、前記フライホイールの前記慣性モーメントの大きさを制御する制御手段とを備えるフライホイール装置であって、前記制御手段は、前記自動変速機において低速側の変速比への変速が行われるシフトダウン時に、前記シフトダウン時以外に比べて前記慣性モーメントを小さな値とするように制御する第一の制御を行うことを特徴とする。
【００１２】
本発明のフライホイール装置において、前記制御手段は、前記内燃機関の回転数が予め定められた所定回転数よりも小さな値である場合に、前記回転数が前記所定回転数よりも大きな値である場合に比べて前記慣性モーメントを大きな値とするように制御する第二の制御を行うものであって、前記第一の制御は、前記第二の制御が行われている場合にのみ行われることを特徴とする。
【００１３】
本発明の車両制御装置は、前記フライホイール装置を備えた車両を制御する車両制御装置であって、前記第一の制御から復帰して前記慣性モーメントが増加される際に、前記自動変速機において前記内燃機関の出力を前記車両の車輪に摩擦係合により伝達し、かつ係合油圧の上昇に応じて前記摩擦係合による前記出力の伝達率が増加するように構成された摩擦係合装置の前記係合油圧を低下させる制御、および前記内燃機関の出力を増加させる制御の少なくともいずれか一方を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、内燃機関の出力を自動変速機に伝達する出力軸に設けられ、慣性モーメントを変化させることが可能に構成されたフライホイールと、フライホイールの慣性モーメントの大きさを制御する制御手段とを備えるフライホイール装置において、自動変速機の変速に要する時間を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明のフライホイール装置の一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１６】
（第１実施形態）
図１から図５を参照して、第１実施形態について説明する。本実施形態は、内燃機関の出力を自動変速機に伝達する出力軸に設けられ、慣性モーメントを変化させることが可能に構成されたフライホイールと、フライホイールの慣性モーメントの大きさを制御する制御手段とを備えるフライホイール装置に関する。
【００１７】
本実施形態では、慣性モーメントを可変にできるフライホイール（図２の符号４参照）を搭載したパワートレーンにおいて、シフトダウン中（図１のステップＳ３０−Ｙ）にフライホイール４の慣性モーメントＩを減少させる（図１のステップＳ４０）ことで変速時間を短縮させる。シフトダウン中におけるフライホイール４の慣性モーメントＩをシフトダウン中以外に比べて低減させる制御（第一の制御）が行われることにより、エンジン回転数ＮＥが、シフトダウン前の変速段に応じた回転数からシフトダウン後の変速段に応じた回転数まで上昇するために必要な時間が短縮される。これにより、シフトダウンを開始してから終了するまでに要する時間である変速時間が短縮されることができる。
【００１８】
図２は、本実施形態に係わる装置の概略構成図である。
【００１９】
図２において、符号１は、エンジン（内燃機関）を示す。エンジン１の出力軸３は、自動変速機２に接続されている。エンジン１の出力トルクは、出力軸３を介して自動変速機２に伝達される。
【００２０】
出力軸３には、フライホイール４が設けられている。フライホイール４は、円板形状をなしており、出力軸３に固定されて出力軸３と共に回転する。フライホイール４が設けられることにより、出力軸３の慣性モーメントが増し、出力軸３の回転の安定性が高められる。自動変速機２は、駆動軸６を介して車輪５に連結されている。
【００２１】
フライホイール４は、慣性モーメントＩを変化させることが可能に構成されている。フライホイール４の慣性モーメントＩを変化させる手段としては、従来公知の方法が用いられることができる。
【００２２】
エンジン１が搭載された車両（図示せず）には、車両の各部を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）を有するコントロールユニット１０が設けられている。コントロールユニット１０は、本実施形態の制御手段としての機能を有する。エンジン１は、コントロールユニット１０に接続されており、エンジン回転数ＮＥを示す信号がコントロールユニット１０に出力される。また、コントロールユニット１０により、燃料噴射量や噴射時期、点火時期等のエンジン１の動作が制御される。車輪５に設けられた図示しない車速センサは、コントロールユニット１０に接続されており、車速を示す信号がコントロールユニット１０に出力される。
【００２３】
自動変速機２およびフライホイール４は、コントロールユニット１０に接続されており、それぞれコントロールユニット１０により制御される。コントロールユニット１０は、予め定められた変速マップに基づいて自動変速機２に対する変速指令を出力する。変速指令（変速先の変速段）は、例えば、車速とエンジン回転数ＮＥに基づいて決定されることができる。また、自動変速機２からは、現在の変速段を示す信号や変速終了を示す信号がコントロールユニット１０に出力される。
【００２４】
コントロールユニット１０は、以下に説明するように、エンジン回転数ＮＥに基づいてフライホイール４の慣性モーメントＩを調節する。エンジン回転数ＮＥが低回転である場合には、フライホイール４の慣性モーメントＩが大きな値とされる（第二の制御）。これにより、エンジン１が低回転で運転される場合の出力軸３の回転の安定性が向上する。一方、エンジン回転数ＮＥが高回転である場合には、フライホイール４の慣性モーメントＩが小さな値とされる。これにより、変速時間が短縮されて、変速操作に対する応答性や加速性能の向上等が可能となる。
【００２５】
図３は、フライホイール４の慣性モーメントＩにおいて可変とされた範囲について説明するための図である。図４は、フライホイール４の慣性モーメントＩの設定内容について説明するための図である。
【００２６】
図３において、符号Ｉ０は、フライホイール４の慣性モーメントＩにおける可変とされた範囲の最大値（以下、最大設定値とする）を示す。符号Ｉ１は、フライホイール４の慣性モーメントＩにおける可変とされた範囲の最小値（以下、最小設定値とする）を示す。フライホイール４の慣性モーメントＩは、最小設定値Ｉ１から最大設定値Ｉ０までの間で可変に設定されることができる。
【００２７】
図４は、フライホイール４の慣性モーメントＩの設定内容について説明するための図である。図４において、符号１００は、フライホイール４を含む出力軸３の運動エネルギーを示す。図４には、フライホイール４の慣性モーメントＩがエンジン回転数ＮＥにかかわらず一定の値（例えば、最大設定値Ｉ０よりも小さな一定値）とされた場合の出力軸３の運動エネルギー１００が示されている。出力軸３の運動エネルギー１００は、エンジン回転数ＮＥに応じて変化する。出力軸３の運動エネルギー１００は、図４に示すように、エンジン回転数ＮＥが大きな値となるに連れて増加する。
【００２８】
出力軸３の回転の安定性は、出力軸３の運動エネルギー１００の大きさに依存し、出力軸３の運動エネルギー１００が小さな値であるほど、エンジン１の出力における周期的な変動の影響を受けて回転の安定性が低下しやすくなる。出力軸３の回転の安定性が低下して回転がばらつくと、振動や騒音が発生してしまうことがある。図４において、符号Ｎ０は、出力軸３の回転の安定性が低下しやすくなる領域Ｒの上限のエンジン回転数ＮＥ（所定回転数、以下、閾値とする）を示す。本実施形態では、エンジン回転数ＮＥが閾値Ｎ０よりも小さな値である場合には、フライホイール４の慣性モーメントＩが最大設定値Ｉ０に設定される。これにより、領域Ｒにおける出力軸３の運動エネルギー１００が増加し、出力軸３が安定して回転することが可能となる。
【００２９】
一方で、エンジン回転数ＮＥが大きな値である場合には、フライホイール４の慣性モーメントＩが小さな値であるほうが有利となる。これは、フライホイール４の慣性モーメントＩが大きな値であると、出力軸３の回転が変動しにくいために回転速度が上昇しにくく、加速性能の低下等につながることによる。本実施形態では、エンジン回転数ＮＥが閾値Ｎ０よりも大きな値である場合には、フライホイール４の慣性モーメントＩが最大設定値Ｉ０よりも小さな値に設定される。例えば、エンジン回転数ＮＥの増加に応じて段階的にフライホイール４の慣性モーメントＩが低減されることができる。この場合、エンジン回転数ＮＥが最も高回転の領域にある場合に、フライホイール４の慣性モーメントＩが最小設定値Ｉ１とされることができる。
【００３０】
ここで、エンジン回転数ＮＥに基づくフライホイール４の慣性モーメントＩの制御において、フライホイール４の慣性モーメントＩが可変とされた範囲における大きな値に設定されている場合には、自動変速機２において変速に要する時間（以下、変速時間とする）がその分長くなってしまうという問題がある。例えば、自動変速機２においてシフトダウンが行われる場合である。
【００３１】
自動変速機２においてＮ速変速段から（Ｎ−Ｘ）速変速段へシフトダウンする場合、変速時間は、少なくともエンジン回転数ＮＥがＮ速変速段に対応する値から（Ｎ−Ｘ）速変速段に対応する値まで上昇するだけの時間を要する。このときに、フライホイール４の慣性モーメントＩが大きな値であると、エンジン回転数ＮＥが上昇するために必要な時間が長くなってしまう。その結果、変速を開始してから変速を終了するまでの変速時間が大きな値となってしまう。
【００３２】
本実施形態では、以下に詳しく説明するように、自動変速機２においてシフトダウンする場合には、シフトダウン時以外に比べてフライホイール４の慣性モーメントＩを低下させる制御が行われる。即ち、シフトダウン時には、フライホイール４の慣性モーメントＩが、エンジン回転数ＮＥに基づいて設定される値よりも小さな値に変更される。これにより、シフトダウン時におけるエンジン回転数ＮＥの上昇を促進させ、変速時間を短縮させることができる。
【００３３】
図１は、本実施形態の動作を示すフローチャートである。図５は、本実施形態の制御が行われた場合のタイムチャートである。
【００３４】
図５において、（ａ）は変速指令、（ｂ）はフライホイール４の慣性モーメントＩ、（ｃ）は変速進行度、（ｄ）はエンジン回転数ＮＥ、（ｅ）は自動変速機２の出力軸トルク（駆動軸トルク）を示す。
【００３５】
図５において、破線（１０２，１０４，１０６，１０８）は、シフトダウン時にフライホイール４の慣性モーメントＩ（１０２）が低減されない従来の制御におけるそれぞれの値の推移を示し、実線（１０３，１０５，１０７，１０９）は、本実施形態においてシフトダウン時にフライホイール４の慣性モーメントＩ（１０３）が低減される場合のそれぞれの値の推移を示す。
【００３６】
従来は、変速時にフライホイール４の慣性モーメントＩ（１０２）は変更されていなかった。このため、例えば、エンジン回転数ＮＥ（１０６）が閾値Ｎ０よりも小さい場合であれば、フライホイール４の慣性モーメントＩ（１０２）が最大設定値Ｉ０に設定されているままでシフトダウンが行われていた。このため、変速指令１０１がＮ速変速段から（Ｎ−Ｘ）速変速段に変更されて変速が開始される時刻ｔ０から、エンジン回転数ＮＥ（１０６）が上昇して変速が終了する時刻ｔ２までに多くの時間を必要としていた。
【００３７】
これに対して、本実施形態では、変速指令１０１がＮ速変速段から（Ｎ−Ｘ）速変速段に変更されると、フライホイール４の慣性モーメントＩ（１０３）が最大設定値Ｉ０から低減される。例えば、フライホイール４の慣性モーメントＩ（１０３）が最小設定値Ｉ１まで低減されることができる。フライホイール４の慣性モーメントＩ（１０３）が低減されることにより、シフトダウン中において、エンジン回転数ＮＥ（１０７）は、従来のエンジン回転数ＮＥ（１０６）に比べて速やかに上昇することができる。その結果、変速が終了する時刻ｔ１は、従来の制御において変速が終了する時刻ｔ２よりも早められることができる。よって、本実施形態では駆動軸トルク１０９を従来の駆動軸トルク１０８に比べて早いタイミングで上昇させ、加速性能を向上させることができる。
【００３８】
本実施形態の制御フロー（図１）では、まず、ステップＳ１０において、コントロールユニット１０により、エンジン回転数ＮＥが閾値Ｎ０よりも小さな値であるか否かが判定される。その判定の結果、エンジン回転数ＮＥが閾値Ｎ０よりも小さな値であると判定された場合（ステップＳ１０−Ｙ）には、ステップＳ２０に進み、そうでない場合（ステップＳ１０−Ｎ）にはステップＳ７０に進む。
【００３９】
ステップＳ２０では、コントロールユニット１０により、フライホイール４の慣性モーメントＩを最大設定値Ｉ０とする制御（制御Ｂ）が行われる。これにより、出力軸３の回転の安定性が高められ、出力軸３の回転がばらつくことによる振動や騒音の発生が抑制される。
【００４０】
次に、ステップＳ３０において、コントロールユニット１０により、自動変速機２に対して変速指令（シフトダウン指令）が出力されているか否かが判定される。図５の例では、時刻ｔ０にシフトダウン指令が出力される。ステップＳ３０の判定の結果、変速指令が出力されていると判定された場合（ステップＳ３０−Ｙ）にはステップＳ４０に進み、そうでない場合（ステップＳ３０−Ｎ）には、本制御フローが再度はじめからスタートされる。
【００４１】
ステップＳ４０では、コントロールユニット１０により、フライホイール４の慣性モーメントＩを減少させる制御（制御Ａ）が行われる。ステップＳ４０では、フライホイール４の慣性モーメントＩが、エンジン回転数ＮＥに基づいて設定された値（最大設定値Ｉ０）よりも小さな値に変更される。フライホイール４の慣性モーメントＩは、例えば、最小設定値Ｉ１に変更されることができる。フライホイール４の慣性モーメントＩが減少することにより、エンジン回転数ＮＥ（図５の符号１０７参照）は、慣性モーメントＩが小さな値に変更されない場合のエンジン回転数ＮＥ（図５の符号１０６参照）に比べて、速やかに上昇することができる。よって、図５に符号１０４および符号１０５に示すように、本実施形態の制御が行われた場合（１０５）には、従来（１０４）に比べてシフトダウンが短時間で行われることができる。
【００４２】
次に、ステップＳ５０では、コントロールユニット１０により、エンジン回転数ＮＥが閾値Ｎ０よりも小さな値であるか否かが判定される。ステップＳ５０では、シフトダウン後にフライホイール４の慣性モーメントＩを再び大きな値（最大設定値Ｉ０）に戻す必要があるか否かが判定される。シフトダウン中にエンジン回転数ＮＥが上昇して閾値Ｎ０を超えた場合（ステップＳ５０−Ｎ）、フライホイール４の慣性モーメントＩは、変速終了後に最大設定値Ｉ０に戻される必要がなくなり、ステップＳ４０（制御Ａ）で変更された後の小さな値のままでよい。つまり、フライホイール４の慣性モーメントＩの制御は、シフトダウン中か否かに基づく制御から、エンジン回転数ＮＥに基づく制御に復帰させてもよい。このため、本制御フローがリセットされる。
【００４３】
一方、シフトダウン中にエンジン回転数ＮＥが上昇するものの、閾値Ｎ０を超えない場合（ステップＳ５０−Ｙ）には、本制御フローをリセットさせずに変速が終了するまでフライホイール４の慣性モーメントＩを小さな値（例えば、最小設定値Ｉ１）に保っておく必要がある。変速が終了したことを確認するまでエンジン回転数ＮＥに基づくフライホイール４の慣性モーメントＩの制御に復帰しないように、後述するステップＳ６０で変速終了の信号が入力されるのを待つ。
【００４４】
ステップＳ５０の判定の結果、エンジン回転数ＮＥが閾値Ｎ０よりも小さな値であると判定された場合（ステップＳ５０−Ｙ）にはステップＳ６０に進み、そうでない場合（ステップＳ５０−Ｎ）には本制御フローが再度はじめからスタートされる。
【００４５】
ステップＳ６０では、コントロールユニット１０により、変速が終了したか否かが判定される。自動変速機２からシフトダウンが終了したことを示す変速終了の信号が入力されたか否かに基づいてステップＳ６０の判定が行われる。その判定の結果、変速が終了したと判定された場合（ステップＳ６０−Ｙ）には本制御フローが再度はじめからスタートされ、そうでない場合（ステップＳ６０−Ｎ）には、ステップＳ６０の判定が繰り返される。
【００４６】
ステップＳ１０において否定判定がなされてステップＳ７０に進むと、ステップＳ７０では、コントロールユニット１０により、フライホイール４の慣性モーメントＩを最大設定値Ｉ０よりも小さな値に設定する制御（制御Ａ）が行われる。ステップＳ７０が実行されると、本制御フローが再度はじめからスタートされる。
【００４７】
本実施形態によれば、エンジン回転数ＮＥが閾値Ｎ０よりも小さな値で（ステップＳ１０−Ｙ）、フライホイール４の慣性モーメントＩが最大設定値Ｉ０とされている場合（ステップＳ２０）には、シフトダウン時にフライホイール４の慣性モーメントＩを低減させる制御が行われる（ステップＳ４０）。これにより、シフトダウン中にエンジン回転数ＮＥが速やかに上昇して変速時間が短縮されることができる。
【００４８】
エンジン回転数ＮＥが低回転である場合に、シフトダウン時以外においてはフライホイール４の慣性モーメントＩが大きな値とされていることで回転軸３が安定して回転することができる。一方、シフトダウン時には、フライホイール４の慣性モーメントＩがシフトダウン時以外に比べて低減されることにより、変速時間が短縮される。変速時間が短縮されることで、運転者の変速操作（シフト操作やアクセル操作）に対する応答性や、加速性能が向上されることができる。エンジン回転数ＮＥが低回転である場合のエンジン１の出力トルクは、他の回転域における出力トルクに比べて低いことがある。この場合に、更に、低回転域においてフライホイール４の慣性モーメントＩを大きな値とする制御が行われていると、低回転域における応答性や加速性が十分でないと感じられる可能性がある。本実施形態によれば、特に低回転域における応答性や加速性能を向上させることができる。
【００４９】
なお、図１のフローチャートでは、シフトダウン時にフライホイール４の慣性モーメントＩを減少させる制御が、フライホイール４の慣性モーメントＩが変速前に最大設定値Ｉ０に設定されている場合に限り行われたが、上記制御が行われる条件は、これには限定されない。変速指令が出力される時点におけるフライホイール４の慣性モーメントＩが、最小設定値Ｉ１よりも大きな値であれば、最大設定値Ｉ０である場合に限らず、変速時にフライホイール４の慣性モーメントＩを減少させる制御を行うようにしてもよい。
【００５０】
また、本実施形態では、フライホイール４の慣性モーメントＩがエンジン回転数ＮＥに応じて設定されている場合を前提として、シフトダウン時にフライホイール４の慣性モーメントＩを減少させる制御が適用されたが、前提とするフライホイール４の慣性モーメントＩの設定方法はこれには限定されない。エンジン回転数ＮＥ以外の要素に基づいてフライホイール４の慣性モーメントＩが設定されている場合であっても、シフトダウン時にフライホイール４の慣性モーメントＩを減少させる制御が適用されることができる。
【００５１】
あるいは、シフトダウン時における変速時間の短縮を主な目的として、フライホイール４の慣性モーメントＩが可変とされるものであってもよい。即ち、シフトダウン時のみフライホイール４の慣性モーメントＩが変更（減少）され、それ以外の場合にはフライホイール４の慣性モーメントＩが一定とされてもよい。
【００５２】
本実施形態では、自動変速機２が有段の自動変速機（ＡＴ）である場合を例に説明したが、本実施形態の制御の適用対象はこれには限定されない。自動変速機２が、ＣＶＴ、ハイブリッド車に搭載されたＡＴ、ＭＭＴ（自動変速モード付きマニュアルトランスミッション）等である場合にも、本実施形態のシフトダウン時におけるフライホイール４の慣性モーメントＩを低減させる制御が適用されることができる。
【００５３】
（第２実施形態）
図６を参照して第２実施形態について説明する。第２実施形態については、上記第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。
【００５４】
上記第１実施形態（図１）では、変速中に小さな値に設定されていた（ステップＳ４０）フライホイール４の慣性モーメントＩが、変速の終了（ステップＳ６０−Ｙ）後に変速前の大きな値（最大設定値Ｉ０）に戻された（ステップＳ２０）。この場合、フライホイール４の慣性モーメントＩが急激に増加することでエンジン１のトルクが低下し、ショックが発生することが考えられる。そこで、本実施形態では、シフトダウンが終了してフライホイール４の慣性モーメントＩを増加させるときに、エンジン１の出力トルクを増加させる制御が行われる。これにより、エンジン１の出力トルクの低下を抑制し、ドライバビリティを向上させることができる。本実施形態のコントロールユニット１０は、車両制御装置としての機能を有する。
【００５５】
図６を参照して、本実施形態の動作について説明する。
【００５６】
エンジン回転数ＮＥが閾値Ｎ０よりも小さな値で（ステップＳ１１０−Ｙ）フライホイール４の慣性モーメントＩが最大設定値Ｉ０とされている（ステップＳ１２０）場合に、シフトダウン指令が出力される（ステップＳ１３０−Ｙ）と、フライホイール４の慣性モーメントＩを減少させる制御が行われる（ステップＳ１４０）。シフトダウン中にエンジン回転数ＮＥが閾値Ｎ０よりも小さな値である（ステップＳ１５０−Ｙ）場合には、変速が終了したか否かが判定される（ステップＳ１６０）。その判定の結果、変速が終了したと判定された場合（ステップＳ１６０−Ｙ）には、ステップＳ１７０に進み、そうでない場合（ステップＳ１６０−Ｎ）には、ステップＳ１６０の判定が繰り返される。
【００５７】
ステップＳ１７０では、コントロールユニット１０により、エンジン１の出力トルクを増加させる制御が実行される。コントロールユニット１０は、例えば、エンジン１における燃料の噴射量を増加させ、あるいは点火時期を変更することにより、エンジン１の出力トルクを増加させる。
【００５８】
これにより、シフトダウンが終了してフライホイール４の慣性モーメントＩが最大設定値Ｉ０に増加されるときに、エンジン１のトルクが低下することが抑制される。ショックを発生させることなくフライホイール４の慣性モーメントＩを最大設定値Ｉ０に戻すことが可能となる。その他の動作については、上記第１実施形態と同様であることができる。
【００５９】
（第２実施形態の変形例）
第２実施形態の変形例について説明する。
【００６０】
上記第２実施形態（図６）では、シフトダウンが終了してフライホイール４の慣性モーメントＩを最大設定値Ｉ０に戻す場合のショックを抑制するために、エンジン１のトルクを増加させる制御（ステップＳ１７０）が行われたが、これに代えて、自動変速機２のクラッチ（摩擦係合装置）の係合油圧を抜くことにより、ショックを抑制することができる。
【００６１】
ここで、自動変速機２のクラッチは、エンジン１の出力を車輪５に摩擦係合により伝達するものであって、油圧（係合油圧）により出力の伝達率が変化する。係合油圧が大きい場合には、係合油圧が小さい場合に比べて、出力の伝達率が大きくなるように構成されている。従って、係合油圧を抜く（係合油圧を低下させる）ことにより、エンジン１の負荷を低下させ、フライホイール４の慣性モーメントＩが最大設定値Ｉ０に戻される際のエンジン１のトルクの低下を抑制することができる。
【００６２】
この場合、例えば、フライホイール４の慣性モーメントＩを最大設定値Ｉ０に戻すタイミングに合わせて、自動変速機２においてクラッチの係合油圧を抜くことにより、ショックを低減させることができる。あるいは、シフトダウンが終了するときのクラッチの係合に同期してフライホイール４の慣性モーメントＩを最大設定値Ｉ０に戻すようにし、クラッチが係合する瞬間の係合油圧を抜くことにより、ショックを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明のフライホイール装置の第１実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図２】本発明のフライホイール装置の第１実施形態の概略構成図である。
【図３】本発明のフライホイール装置の第１実施形態におけるフライホイールの慣性モーメントにおいて可変とされた範囲について説明するための図である。
【図４】本発明のフライホイール装置の第１実施形態におけるフライホイールの慣性モーメントの設定内容について説明するための図である。
【図５】本発明のフライホイール装置の第１実施形態の制御が行われた場合のタイムチャートである。
【図６】本発明のフライホイール装置の第２実施形態の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６４】
１ エンジン
２ 自動変速機
３ 出力軸
４ フライホイール
５ 車輪
６ 駆動軸
１０ コントロールユニット
１００ 運動エネルギー
１０１ 変速指令
１０２，１０３ 慣性モーメント
１０４，１０５ 変速進行度
１０６，１０７ エンジン回転数
１０８，１０９ 変速機の出力トルク
Ｉ 慣性モーメント
Ｉ０ 最大設定値
Ｉ１ 最小設定値
ＮＥ エンジン回転数
Ｎ０ 閾値
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フライホイール装置および車両制御装置に関し、特に、内燃機関の出力を自動変速機に伝達する出力軸に設けられ、慣性モーメントを変化させることが可能に構成されたフライホイールと、フライホイールの慣性モーメントの大きさを制御する制御手段とを備えるフライホイール装置、および、そのフライホイール装置を備えた車両を制御する車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の出力軸には、出力軸の回転変動を抑制する手段としてフライホイールが設けられる。フライホイールが設けられて出力軸の慣性モーメントが増すことにより、内燃機関から出力軸に加えられる出力（トルク）の周期的な変動の影響が低減されて、出力軸の回転を安定させることができる。
【０００３】
従来、慣性モーメントを変化させることが可能に構成されたフライホイールに関する技術が提案されている。
【０００４】
特開２００４−２６３７６６号公報（特許文献１）には、エンジンの出力軸に連結する第１フライホイールと共にエンジンの出力軸に回転自在な第２フライホイールを設け、第２フライホイールの慣性モーメントがエンジンの出力軸に加わらない負荷の小さな第１状態と、第２フライホイールの慣性モーメントがエンジンの出力軸に加わる負荷の大きな第２状態と、に切り替わる慣性モーメントの可変手段を備えるフライホイール装置において、エンジン回転速度Ｎが所定値Ｎ１以上かつエンジン負荷Ｌが所定値Ｌ１以上の領域に入るとその間はフライホイールの慣性モーメントを第１状態に保持するべく切り替える一方、エンジン回転速度Ｎが所定値Ｎ０以下の領域またはエンジン負荷Ｌが所定値Ｌ０以下の領域に入るとその間はフライホイールの慣性モーメントを第２状態に保持するべく切り替える点が開示されている。
【０００５】
実開平６−２５６３８号公報（特許文献２）には、内燃機関の出力部に取り付けられて内燃機関の回転変動を安定させるための重量可変フライホイ−ルの重量を車両及び内燃機関の状態に応じて変化させる点が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２６３７６６号公報
【特許文献２】実開平６−２５６３８号公報
【特許文献３】特開２００４−２９３７２６号公報
【特許文献４】特開２００６−２２８９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
フライホイールの慣性モーメントが可変とされている場合、フライホイールの慣性モーメントが大きな値に設定されていると、自動変速機の変速に要する時間（以下、変速時間とする）が長くなってしまうという問題がある。
【０００８】
例えば、自動変速機でシフトダウンが行われる場合に、シフトダウンの開始から終了までには、少なくとも内燃機関の回転数が変速前の変速段（変速比）に対応する回転数から、変速後の変速段に対応する回転数まで上昇するだけの時間が必要となる。ここで、フライホイールの慣性モーメントが大きな値であると、回転数が変化しにくくなるため、変速を開始してから変速を終了するまでの変速時間が大きな値となってしまう。
【０００９】
内燃機関の出力を自動変速機に伝達する出力軸に設けられ、慣性モーメントを変化させることが可能に構成されたフライホイールと、フライホイールの慣性モーメントの大きさを制御する制御手段とを備える場合に、自動変速機の変速に要する時間を低減できることが望まれている。
【００１０】
本発明の目的は、内燃機関の出力を自動変速機に伝達する出力軸に設けられ、慣性モーメントを変化させることが可能に構成されたフライホイールと、フライホイールの慣性モーメントの大きさを制御する制御手段とを備えるフライホイール装置において、自動変速機の変速に要する時間を低減することが可能なフライホイール装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のフライホイール装置は、内燃機関の出力を自動変速機に伝達する出力軸に設けられ、慣性モーメントを変化させることが可能に構成されたフライホイールと、前記フライホイールの前記慣性モーメントの大きさを制御する制御手段とを備えるフライホイール装置であって、前記制御手段は、前記自動変速機において低速側の変速比への変速が行われるシフトダウン時に、前記シフトダウン時以外に比べて前記慣性モーメントを小さな値とするように制御する第一の制御を行うことを特徴とする。
【００１２】
本発明のフライホイール装置において、前記制御手段は、前記内燃機関の回転数が予め定められた所定回転数よりも小さな値である場合に、前記回転数が前記所定回転数よりも大きな値である場合に比べて前記慣性モーメントを大きな値とするように制御する第二の制御を行うものであって、前記第一の制御は、前記第二の制御が行われている場合にのみ行われることを特徴とする。
【００１３】
本発明の車両制御装置は、前記フライホイール装置を備えた車両を制御する車両制御装置であって、前記第一の制御から復帰して前記慣性モーメントが増加される際に、前記自動変速機において前記内燃機関の出力を前記車両の車輪に摩擦係合により伝達し、かつ係合油圧の上昇に応じて前記摩擦係合による前記出力の伝達率が増加するように構成された摩擦係合装置の前記係合油圧を低下させる制御、および前記内燃機関の出力を増加させる制御の少なくともいずれか一方を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、内燃機関の出力を自動変速機に伝達する出力軸に設けられ、慣性モーメントを変化させることが可能に構成されたフライホイールと、フライホイールの慣性モーメントの大きさを制御する制御手段とを備えるフライホイール装置において、自動変速機の変速に要する時間を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明のフライホイール装置の一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１６】
（第１実施形態）
図１から図５を参照して、第１実施形態について説明する。本実施形態は、内燃機関の出力を自動変速機に伝達する出力軸に設けられ、慣性モーメントを変化させることが可能に構成されたフライホイールと、フライホイールの慣性モーメントの大きさを制御する制御手段とを備えるフライホイール装置に関する。
【００１７】
本実施形態では、慣性モーメントを可変にできるフライホイール（図２の符号４参照）を搭載したパワートレーンにおいて、シフトダウン中（図１のステップＳ３０−Ｙ）にフライホイール４の慣性モーメントＩを減少させる（図１のステップＳ４０）ことで変速時間を短縮させる。シフトダウン中におけるフライホイール４の慣性モーメントＩをシフトダウン中以外に比べて低減させる制御（第一の制御）が行われることにより、エンジン回転数ＮＥが、シフトダウン前の変速段に応じた回転数からシフトダウン後の変速段に応じた回転数まで上昇するために必要な時間が短縮される。これにより、シフトダウンを開始してから終了するまでに要する時間である変速時間が短縮されることができる。
【００１８】
図２は、本実施形態に係わる装置の概略構成図である。
【００１９】
図２において、符号１は、エンジン（内燃機関）を示す。エンジン１の出力軸３は、自動変速機２に接続されている。エンジン１の出力トルクは、出力軸３を介して自動変速機２に伝達される。
【００２０】
出力軸３には、フライホイール４が設けられている。フライホイール４は、円板形状をなしており、出力軸３に固定されて出力軸３と共に回転する。フライホイール４が設けられることにより、出力軸３の慣性モーメントが増し、出力軸３の回転の安定性が高められる。自動変速機２は、駆動軸６を介して車輪５に連結されている。
【００２１】
フライホイール４は、慣性モーメントＩを変化させることが可能に構成されている。フライホイール４の慣性モーメントＩを変化させる手段としては、従来公知の方法が用いられることができる。
【００２２】
エンジン１が搭載された車両（図示せず）には、車両の各部を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）を有するコントロールユニット１０が設けられている。コントロールユニット１０は、本実施形態の制御手段としての機能を有する。エンジン１は、コントロールユニット１０に接続されており、エンジン回転数ＮＥを示す信号がコントロールユニット１０に出力される。また、コントロールユニット１０により、燃料噴射量や噴射時期、点火時期等のエンジン１の動作が制御される。車輪５に設けられた図示しない車速センサは、コントロールユニット１０に接続されており、車速を示す信号がコントロールユニット１０に出力される。
【００２３】
自動変速機２およびフライホイール４は、コントロールユニット１０に接続されており、それぞれコントロールユニット１０により制御される。コントロールユニット１０は、予め定められた変速マップに基づいて自動変速機２に対する変速指令を出力する。変速指令（変速先の変速段）は、例えば、車速とエンジン回転数ＮＥに基づいて決定されることができる。また、自動変速機２からは、現在の変速段を示す信号や変速終了を示す信号がコントロールユニット１０に出力される。
【００２４】
コントロールユニット１０は、以下に説明するように、エンジン回転数ＮＥに基づいてフライホイール４の慣性モーメントＩを調節する。エンジン回転数ＮＥが低回転である場合には、フライホイール４の慣性モーメントＩが大きな値とされる（第二の制御）。これにより、エンジン１が低回転で運転される場合の出力軸３の回転の安定性が向上する。一方、エンジン回転数ＮＥが高回転である場合には、フライホイール４の慣性モーメントＩが小さな値とされる。これにより、変速時間が短縮されて、変速操作に対する応答性や加速性能の向上等が可能となる。
【００２５】
図３は、フライホイール４の慣性モーメントＩにおいて可変とされた範囲について説明するための図である。図４は、フライホイール４の慣性モーメントＩの設定内容について説明するための図である。
【００２６】
図３において、符号Ｉ０は、フライホイール４の慣性モーメントＩにおける可変とされた範囲の最大値（以下、最大設定値とする）を示す。符号Ｉ１は、フライホイール４の慣性モーメントＩにおける可変とされた範囲の最小値（以下、最小設定値とする）を示す。フライホイール４の慣性モーメントＩは、最小設定値Ｉ１から最大設定値Ｉ０までの間で可変に設定されることができる。
【００２７】
図４は、フライホイール４の慣性モーメントＩの設定内容について説明するための図である。図４において、符号１００は、フライホイール４を含む出力軸３の運動エネルギーを示す。図４には、フライホイール４の慣性モーメントＩがエンジン回転数ＮＥにかかわらず一定の値（例えば、最大設定値Ｉ０よりも小さな一定値）とされた場合の出力軸３の運動エネルギー１００が示されている。出力軸３の運動エネルギー１００は、エンジン回転数ＮＥに応じて変化する。出力軸３の運動エネルギー１００は、図４に示すように、エンジン回転数ＮＥが大きな値となるに連れて増加する。
【００２８】
出力軸３の回転の安定性は、出力軸３の運動エネルギー１００の大きさに依存し、出力軸３の運動エネルギー１００が小さな値であるほど、エンジン１の出力における周期的な変動の影響を受けて回転の安定性が低下しやすくなる。出力軸３の回転の安定性が低下して回転がばらつくと、振動や騒音が発生してしまうことがある。図４において、符号Ｎ０は、出力軸３の回転の安定性が低下しやすくなる領域Ｒの上限のエンジン回転数ＮＥ（所定回転数、以下、閾値とする）を示す。本実施形態では、エンジン回転数ＮＥが閾値Ｎ０よりも小さな値である場合には、フライホイール４の慣性モーメントＩが最大設定値Ｉ０に設定される。これにより、領域Ｒにおける出力軸３の運動エネルギー１００が増加し、出力軸３が安定して回転することが可能となる。
【００２９】
一方で、エンジン回転数ＮＥが大きな値である場合には、フライホイール４の慣性モーメントＩが小さな値であるほうが有利となる。これは、フライホイール４の慣性モーメントＩが大きな値であると、出力軸３の回転が変動しにくいために回転速度が上昇しにくく、加速性能の低下等につながることによる。本実施形態では、エンジン回転数ＮＥが閾値Ｎ０よりも大きな値である場合には、フライホイール４の慣性モーメントＩが最大設定値Ｉ０よりも小さな値に設定される。例えば、エンジン回転数ＮＥの増加に応じて段階的にフライホイール４の慣性モーメントＩが低減されることができる。この場合、エンジン回転数ＮＥが最も高回転の領域にある場合に、フライホイール４の慣性モーメントＩが最小設定値Ｉ１とされることができる。
【００３０】
ここで、エンジン回転数ＮＥに基づくフライホイール４の慣性モーメントＩの制御において、フライホイール４の慣性モーメントＩが可変とされた範囲における大きな値に設定されている場合には、自動変速機２において変速に要する時間（以下、変速時間とする）がその分長くなってしまうという問題がある。例えば、自動変速機２においてシフトダウンが行われる場合である。
【００３１】
自動変速機２においてＮ速変速段から（Ｎ−Ｘ）速変速段へシフトダウンする場合、変速時間は、少なくともエンジン回転数ＮＥがＮ速変速段に対応する値から（Ｎ−Ｘ）速変速段に対応する値まで上昇するだけの時間を要する。このときに、フライホイール４の慣性モーメントＩが大きな値であると、エンジン回転数ＮＥが上昇するために必要な時間が長くなってしまう。その結果、変速を開始してから変速を終了するまでの変速時間が大きな値となってしまう。
【００３２】
本実施形態では、以下に詳しく説明するように、自動変速機２においてシフトダウンする場合には、シフトダウン時以外に比べてフライホイール４の慣性モーメントＩを低下させる制御が行われる。即ち、シフトダウン時には、フライホイール４の慣性モーメントＩが、エンジン回転数ＮＥに基づいて設定される値よりも小さな値に変更される。これにより、シフトダウン時におけるエンジン回転数ＮＥの上昇を促進させ、変速時間を短縮させることができる。
【００３３】
図１は、本実施形態の動作を示すフローチャートである。図５は、本実施形態の制御が行われた場合のタイムチャートである。
【００３４】
図５において、（ａ）は変速指令、（ｂ）はフライホイール４の慣性モーメントＩ、（ｃ）は変速進行度、（ｄ）はエンジン回転数ＮＥ、（ｅ）は自動変速機２の出力軸トルク（駆動軸トルク）を示す。
【００３５】
図５において、破線（１０２，１０４，１０６，１０８）は、シフトダウン時にフライホイール４の慣性モーメントＩ（１０２）が低減されない従来の制御におけるそれぞれの値の推移を示し、実線（１０３，１０５，１０７，１０９）は、本実施形態においてシフトダウン時にフライホイール４の慣性モーメントＩ（１０３）が低減される場合のそれぞれの値の推移を示す。
【００３６】
従来は、変速時にフライホイール４の慣性モーメントＩ（１０２）は変更されていなかった。このため、例えば、エンジン回転数ＮＥ（１０６）が閾値Ｎ０よりも小さい場合であれば、フライホイール４の慣性モーメントＩ（１０２）が最大設定値Ｉ０に設定されているままでシフトダウンが行われていた。このため、変速指令１０１がＮ速変速段から（Ｎ−Ｘ）速変速段に変更されて変速が開始される時刻ｔ０から、エンジン回転数ＮＥ（１０６）が上昇して変速が終了する時刻ｔ２までに多くの時間を必要としていた。
【００３７】
これに対して、本実施形態では、変速指令１０１がＮ速変速段から（Ｎ−Ｘ）速変速段に変更されると、フライホイール４の慣性モーメントＩ（１０３）が最大設定値Ｉ０から低減される。例えば、フライホイール４の慣性モーメントＩ（１０３）が最小設定値Ｉ１まで低減されることができる。フライホイール４の慣性モーメントＩ（１０３）が低減されることにより、シフトダウン中において、エンジン回転数ＮＥ（１０７）は、従来のエンジン回転数ＮＥ（１０６）に比べて速やかに上昇することができる。その結果、変速が終了する時刻ｔ１は、従来の制御において変速が終了する時刻ｔ２よりも早められることができる。よって、本実施形態では駆動軸トルク１０９を従来の駆動軸トルク１０８に比べて早いタイミングで上昇させ、加速性能を向上させることができる。
【００３８】
本実施形態の制御フロー（図１）では、まず、ステップＳ１０において、コントロールユニット１０により、エンジン回転数ＮＥが閾値Ｎ０よりも小さな値であるか否かが判定される。その判定の結果、エンジン回転数ＮＥが閾値Ｎ０よりも小さな値であると判定された場合（ステップＳ１０−Ｙ）には、ステップＳ２０に進み、そうでない場合（ステップＳ１０−Ｎ）にはステップＳ７０に進む。
【００３９】
ステップＳ２０では、コントロールユニット１０により、フライホイール４の慣性モーメントＩを最大設定値Ｉ０とする制御（制御Ｂ）が行われる。これにより、出力軸３の回転の安定性が高められ、出力軸３の回転がばらつくことによる振動や騒音の発生が抑制される。
【００４０】
次に、ステップＳ３０において、コントロールユニット１０により、自動変速機２に対して変速指令（シフトダウン指令）が出力されているか否かが判定される。図５の例では、時刻ｔ０にシフトダウン指令が出力される。ステップＳ３０の判定の結果、変速指令が出力されていると判定された場合（ステップＳ３０−Ｙ）にはステップＳ４０に進み、そうでない場合（ステップＳ３０−Ｎ）には、本制御フローが再度はじめからスタートされる。
【００４１】
ステップＳ４０では、コントロールユニット１０により、フライホイール４の慣性モーメントＩを減少させる制御（制御Ａ）が行われる。ステップＳ４０では、フライホイール４の慣性モーメントＩが、エンジン回転数ＮＥに基づいて設定された値（最大設定値Ｉ０）よりも小さな値に変更される。フライホイール４の慣性モーメントＩは、例えば、最小設定値Ｉ１に変更されることができる。フライホイール４の慣性モーメントＩが減少することにより、エンジン回転数ＮＥ（図５の符号１０７参照）は、慣性モーメントＩが小さな値に変更されない場合のエンジン回転数ＮＥ（図５の符号１０６参照）に比べて、速やかに上昇することができる。よって、図５に符号１０４および符号１０５に示すように、本実施形態の制御が行われた場合（１０５）には、従来（１０４）に比べてシフトダウンが短時間で行われることができる。
【００４２】
次に、ステップＳ５０では、コントロールユニット１０により、エンジン回転数ＮＥが閾値Ｎ０よりも小さな値であるか否かが判定される。ステップＳ５０では、シフトダウン後にフライホイール４の慣性モーメントＩを再び大きな値（最大設定値Ｉ０）に戻す必要があるか否かが判定される。シフトダウン中にエンジン回転数ＮＥが上昇して閾値Ｎ０を超えた場合（ステップＳ５０−Ｎ）、フライホイール４の慣性モーメントＩは、変速終了後に最大設定値Ｉ０に戻される必要がなくなり、ステップＳ４０（制御Ａ）で変更された後の小さな値のままでよい。つまり、フライホイール４の慣性モーメントＩの制御は、シフトダウン中か否かに基づく制御から、エンジン回転数ＮＥに基づく制御に復帰させてもよい。このため、本制御フローがリセットされる。
【００４３】
一方、シフトダウン中にエンジン回転数ＮＥが上昇するものの、閾値Ｎ０を超えない場合（ステップＳ５０−Ｙ）には、本制御フローをリセットさせずに変速が終了するまでフライホイール４の慣性モーメントＩを小さな値（例えば、最小設定値Ｉ１）に保っておく必要がある。変速が終了したことを確認するまでエンジン回転数ＮＥに基づくフライホイール４の慣性モーメントＩの制御に復帰しないように、後述するステップＳ６０で変速終了の信号が入力されるのを待つ。
【００４４】
ステップＳ５０の判定の結果、エンジン回転数ＮＥが閾値Ｎ０よりも小さな値であると判定された場合（ステップＳ５０−Ｙ）にはステップＳ６０に進み、そうでない場合（ステップＳ５０−Ｎ）には本制御フローが再度はじめからスタートされる。
【００４５】
ステップＳ６０では、コントロールユニット１０により、変速が終了したか否かが判定される。自動変速機２からシフトダウンが終了したことを示す変速終了の信号が入力されたか否かに基づいてステップＳ６０の判定が行われる。その判定の結果、変速が終了したと判定された場合（ステップＳ６０−Ｙ）には本制御フローが再度はじめからスタートされ、そうでない場合（ステップＳ６０−Ｎ）には、ステップＳ６０の判定が繰り返される。
【００４６】
ステップＳ１０において否定判定がなされてステップＳ７０に進むと、ステップＳ７０では、コントロールユニット１０により、フライホイール４の慣性モーメントＩを最大設定値Ｉ０よりも小さな値に設定する制御（制御Ａ）が行われる。ステップＳ７０が実行されると、本制御フローが再度はじめからスタートされる。
【００４７】
本実施形態によれば、エンジン回転数ＮＥが閾値Ｎ０よりも小さな値で（ステップＳ１０−Ｙ）、フライホイール４の慣性モーメントＩが最大設定値Ｉ０とされている場合（ステップＳ２０）には、シフトダウン時にフライホイール４の慣性モーメントＩを低減させる制御が行われる（ステップＳ４０）。これにより、シフトダウン中にエンジン回転数ＮＥが速やかに上昇して変速時間が短縮されることができる。
【００４８】
エンジン回転数ＮＥが低回転である場合に、シフトダウン時以外においてはフライホイール４の慣性モーメントＩが大きな値とされていることで回転軸３が安定して回転することができる。一方、シフトダウン時には、フライホイール４の慣性モーメントＩがシフトダウン時以外に比べて低減されることにより、変速時間が短縮される。変速時間が短縮されることで、運転者の変速操作（シフト操作やアクセル操作）に対する応答性や、加速性能が向上されることができる。エンジン回転数ＮＥが低回転である場合のエンジン１の出力トルクは、他の回転域における出力トルクに比べて低いことがある。この場合に、更に、低回転域においてフライホイール４の慣性モーメントＩを大きな値とする制御が行われていると、低回転域における応答性や加速性が十分でないと感じられる可能性がある。本実施形態によれば、特に低回転域における応答性や加速性能を向上させることができる。
【００４９】
なお、図１のフローチャートでは、シフトダウン時にフライホイール４の慣性モーメントＩを減少させる制御が、フライホイール４の慣性モーメントＩが変速前に最大設定値Ｉ０に設定されている場合に限り行われたが、上記制御が行われる条件は、これには限定されない。変速指令が出力される時点におけるフライホイール４の慣性モーメントＩが、最小設定値Ｉ１よりも大きな値であれば、最大設定値Ｉ０である場合に限らず、変速時にフライホイール４の慣性モーメントＩを減少させる制御を行うようにしてもよい。
【００５０】
また、本実施形態では、フライホイール４の慣性モーメントＩがエンジン回転数ＮＥに応じて設定されている場合を前提として、シフトダウン時にフライホイール４の慣性モーメントＩを減少させる制御が適用されたが、前提とするフライホイール４の慣性モーメントＩの設定方法はこれには限定されない。エンジン回転数ＮＥ以外の要素に基づいてフライホイール４の慣性モーメントＩが設定されている場合であっても、シフトダウン時にフライホイール４の慣性モーメントＩを減少させる制御が適用されることができる。
【００５１】
あるいは、シフトダウン時における変速時間の短縮を主な目的として、フライホイール４の慣性モーメントＩが可変とされるものであってもよい。即ち、シフトダウン時のみフライホイール４の慣性モーメントＩが変更（減少）され、それ以外の場合にはフライホイール４の慣性モーメントＩが一定とされてもよい。
【００５２】
本実施形態では、自動変速機２が有段の自動変速機（ＡＴ）である場合を例に説明したが、本実施形態の制御の適用対象はこれには限定されない。自動変速機２が、ＣＶＴ、ハイブリッド車に搭載されたＡＴ、ＭＭＴ（自動変速モード付きマニュアルトランスミッション）等である場合にも、本実施形態のシフトダウン時におけるフライホイール４の慣性モーメントＩを低減させる制御が適用されることができる。
【００５３】
（第２実施形態）
図６を参照して第２実施形態について説明する。第２実施形態については、上記第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。
【００５４】
上記第１実施形態（図１）では、変速中に小さな値に設定されていた（ステップＳ４０）フライホイール４の慣性モーメントＩが、変速の終了（ステップＳ６０−Ｙ）後に変速前の大きな値（最大設定値Ｉ０）に戻された（ステップＳ２０）。この場合、フライホイール４の慣性モーメントＩが急激に増加することでエンジン１のトルクが低下し、ショックが発生することが考えられる。そこで、本実施形態では、シフトダウンが終了してフライホイール４の慣性モーメントＩを増加させるときに、エンジン１の出力トルクを増加させる制御が行われる。これにより、エンジン１の出力トルクの低下を抑制し、ドライバビリティを向上させることができる。本実施形態のコントロールユニット１０は、車両制御装置としての機能を有する。
【００５５】
図６を参照して、本実施形態の動作について説明する。
【００５６】
エンジン回転数ＮＥが閾値Ｎ０よりも小さな値で（ステップＳ１１０−Ｙ）フライホイール４の慣性モーメントＩが最大設定値Ｉ０とされている（ステップＳ１２０）場合に、シフトダウン指令が出力される（ステップＳ１３０−Ｙ）と、フライホイール４の慣性モーメントＩを減少させる制御が行われる（ステップＳ１４０）。シフトダウン中にエンジン回転数ＮＥが閾値Ｎ０よりも小さな値である（ステップＳ１５０−Ｙ）場合には、変速が終了したか否かが判定される（ステップＳ１６０）。その判定の結果、変速が終了したと判定された場合（ステップＳ１６０−Ｙ）には、ステップＳ１７０に進み、そうでない場合（ステップＳ１６０−Ｎ）には、ステップＳ１６０の判定が繰り返される。
【００５７】
ステップＳ１７０では、コントロールユニット１０により、エンジン１の出力トルクを増加させる制御が実行される。コントロールユニット１０は、例えば、エンジン１における燃料の噴射量を増加させ、あるいは点火時期を変更することにより、エンジン１の出力トルクを増加させる。
【００５８】
これにより、シフトダウンが終了してフライホイール４の慣性モーメントＩが最大設定値Ｉ０に増加されるときに、エンジン１のトルクが低下することが抑制される。ショックを発生させることなくフライホイール４の慣性モーメントＩを最大設定値Ｉ０に戻すことが可能となる。その他の動作については、上記第１実施形態と同様であることができる。
【００５９】
（第２実施形態の変形例）
第２実施形態の変形例について説明する。
【００６０】
上記第２実施形態（図６）では、シフトダウンが終了してフライホイール４の慣性モーメントＩを最大設定値Ｉ０に戻す場合のショックを抑制するために、エンジン１のトルクを増加させる制御（ステップＳ１７０）が行われたが、これに代えて、自動変速機２のクラッチ（摩擦係合装置）の係合油圧を抜くことにより、ショックを抑制することができる。
【００６１】
ここで、自動変速機２のクラッチは、エンジン１の出力を車輪５に摩擦係合により伝達するものであって、油圧（係合油圧）により出力の伝達率が変化する。係合油圧が大きい場合には、係合油圧が小さい場合に比べて、出力の伝達率が大きくなるように構成されている。従って、係合油圧を抜く（係合油圧を低下させる）ことにより、エンジン１の負荷を低下させ、フライホイール４の慣性モーメントＩが最大設定値Ｉ０に戻される際のエンジン１のトルクの低下を抑制することができる。
【００６２】
この場合、例えば、フライホイール４の慣性モーメントＩを最大設定値Ｉ０に戻すタイミングに合わせて、自動変速機２においてクラッチの係合油圧を抜くことにより、ショックを低減させることができる。あるいは、シフトダウンが終了するときのクラッチの係合に同期してフライホイール４の慣性モーメントＩを最大設定値Ｉ０に戻すようにし、クラッチが係合する瞬間の係合油圧を抜くことにより、ショックを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明のフライホイール装置の第１実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図２】本発明のフライホイール装置の第１実施形態の概略構成図である。
【図３】本発明のフライホイール装置の第１実施形態におけるフライホイールの慣性モーメントにおいて可変とされた範囲について説明するための図である。
【図４】本発明のフライホイール装置の第１実施形態におけるフライホイールの慣性モーメントの設定内容について説明するための図である。
【図５】本発明のフライホイール装置の第１実施形態の制御が行われた場合のタイムチャートである。
【図６】本発明のフライホイール装置の第２実施形態の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６４】
１ エンジン
２ 自動変速機
３ 出力軸
４ フライホイール
５ 車輪
６ 駆動軸
１０ コントロールユニット
１００ 運動エネルギー
１０１ 変速指令
１０２，１０３ 慣性モーメント
１０４，１０５ 変速進行度
１０６，１０７ エンジン回転数
１０８，１０９ 変速機の出力トルク
Ｉ 慣性モーメント
Ｉ０ 最大設定値
Ｉ１ 最小設定値
ＮＥ エンジン回転数
Ｎ０ 閾値
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の出力を自動変速機に伝達する出力軸に設けられ、慣性モーメントを変化させることが可能に構成されたフライホイールと、前記フライホイールの前記慣性モーメントの大きさを制御する制御手段とを備えるフライホイール装置であって、
前記制御手段は、前記自動変速機において低速側の変速比への変速が行われるシフトダウン時に、前記シフトダウン時以外に比べて前記慣性モーメントを小さな値とするように制御する第一の制御を行う
ことを特徴とするフライホイール装置。
【請求項２】
請求項１記載のフライホイール装置において、
前記制御手段は、前記内燃機関の回転数が予め定められた所定回転数よりも小さな値である場合に、前記回転数が前記所定回転数よりも大きな値である場合に比べて前記慣性モーメントを大きな値とするように制御する第二の制御を行うものであって、
前記第一の制御は、前記第二の制御が行われている場合にのみ行われる
ことを特徴とするフライホイール装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のフライホイール装置を備えた車両を制御する車両制御装置であって、
前記第一の制御から復帰して前記慣性モーメントが増加される際に、前記自動変速機において前記内燃機関の出力を前記車両の車輪に摩擦係合により伝達し、かつ係合油圧の上昇に応じて前記摩擦係合による前記出力の伝達率が増加するように構成された摩擦係合装置の前記係合油圧を低下させる制御、および前記内燃機関の出力を増加させる制御の少なくともいずれか一方を行う
ことを特徴とする車両制御装置。
【請求項１】
内燃機関の出力を自動変速機に伝達する出力軸に設けられ、慣性モーメントを変化させることが可能に構成されたフライホイールと、前記フライホイールの前記慣性モーメントの大きさを制御する制御手段とを備えるフライホイール装置であって、
前記制御手段は、前記自動変速機において低速側の変速比への変速が行われるシフトダウン時に、前記シフトダウン時以外に比べて前記慣性モーメントを小さな値とするように制御する第一の制御を行う
ことを特徴とするフライホイール装置。
【請求項２】
請求項１記載のフライホイール装置において、
前記制御手段は、前記内燃機関の回転数が予め定められた所定回転数よりも小さな値である場合に、前記回転数が前記所定回転数よりも大きな値である場合に比べて前記慣性モーメントを大きな値とするように制御する第二の制御を行うものであって、
前記第一の制御は、前記第二の制御が行われている場合にのみ行われる
ことを特徴とするフライホイール装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のフライホイール装置を備えた車両を制御する車両制御装置であって、
前記第一の制御から復帰して前記慣性モーメントが増加される際に、前記自動変速機において前記内燃機関の出力を前記車両の車輪に摩擦係合により伝達し、かつ係合油圧の上昇に応じて前記摩擦係合による前記出力の伝達率が増加するように構成された摩擦係合装置の前記係合油圧を低下させる制御、および前記内燃機関の出力を増加させる制御の少なくともいずれか一方を行う
ことを特徴とする車両制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−８５４００（Ｐ２００９−８５４００Ａ）
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２５８８６８（Ｐ２００７−２５８８６８）
【出願日】平成１９年１０月２日（２００７．１０．２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月２日（２００７．１０．２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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