(57)【要約】【課題】エンジンを自動停止して回転数が低下する過程における振動を抑制する。【解決手段】自動停止制御されるエンジンの出力側に、ロックアップクラッチおよびロックアップダンパを備えたトルクコンバータが連結され、そのトルクコンバータにおけるタービンランナに振り子式の捩り振動低減機構が連結され、さらに前記タービンランナと変速機構との間に発進クラッチが設けられている車両用振動低減装置において、前記エンジンを自動停止する場合（ステップＳ１，Ｓ３）に、前記発進クラッチを解放しかつ前記ロックアップクラッチを係合状態に制御（ステップＳ５）するとともに、前記エンジンと前記タービンランナとの回転数差が予め定めた所定回転数に低下した際（ステップＳ６）に前記ロックアップクラッチを一旦解放側に制御（ステップＳ７）し、さらに前記タービンランナの回転数が前記エンジンの回転数を上回った場合にロックアップクラッチを再度係合状態に制御（ステップＳ９）するように構成されている。【選択図】図１
2015214999.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動停止制御されるエンジンの出力側に、ロックアップクラッチおよびロックアップダンパを備えたトルクコンバータが連結され、そのトルクコンバータにおけるタービンランナに振り子式の捩り振動低減機構が連結され、さらに前記タービンランナと変速機構との間に発進クラッチが設けられている車両用振動低減装置において、
前記エンジンを自動停止する場合に、前記発進クラッチを解放しかつ前記ロックアップクラッチを係合状態に制御するとともに、前記エンジンと前記タービンランナとの回転数差が予め定めた所定回転数に低下した際に前記ロックアップクラッチを一旦解放側に制御し、さらに前記タービンランナの回転数が前記エンジンの回転数を上回った場合にロックアップクラッチを再度係合状態に制御するように構成されていることを特徴とする車両用振動低減装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、捩り振動を低減する装置に関し、特に車両のエンジンを停止することに伴う振動を低減する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、遠心振り子式の吸振装置をトルクコンバータの内部に配置したダンパ装置が記載されている。そのトルクコンバータの基本的な構成は従来広く知られているものと同様であって、ポンプインペラのシェルがフロントカバーと一体化されてトルクコンバータ全体としてのケーシングが形成されており、そのフロントカバーの内側面に対向してロックアップクラッチが配置されている。そのロックアップクラッチの背面側（フロントカバーとは反対側）には、前記ポンプインペラと対向しているタービンランナが配置され、そのタービンランナとロックアップクラッチとはハブに連結されている。そして、そのタービンランナとロックアップクラッチとの間に遠心振り子式吸振装置が配置されている。その吸振装置は、ハブに取り付けられている円盤状の中間部材と、その中間部材に貫通して形成された円弧孔状のガイド孔と、そのガイド孔に挿入されてガイド孔に沿って往復動する質量体とを備えている。
【０００３】
一方、特許文献２には、エンジンを自動停止させる場合の制御装置が記載されている。エンジンを自動停止する場合、エンジン回転数を迅速に低下させて回転を止めることが望ましいので、特許文献２に記載された装置では、エンジンを自動停止させる場合、エンジンの燃焼が停止する前までの間に、エンジンの出力側に連結されているトルクコンバータにおけるロックアップクラッチを係合状態に制御し、その係合動作が完了するまでの間で、変速段を設定するためのクラッチなどの係合装置を解放状態とし、ロックアップクラッチの係合が完了した状態で前記係合装置をスリップ状態に制御することとしている。
【０００４】
また、エンジンを自動停止させる場合にエンジン回転数の低下を促進するように構成された装置が特許文献３に記載されている。この特許文献３に記載された装置によれば、エンジンの停止条件が成立した場合に、燃料の供給停止後に、トルクコンバータにおけるロックアップクラッチが係合させられる。なお、特許文献４に記載された装置では、車両の減速時に車速が所定車速以下の場合には、ロックアップクラッチを解放して、エンジンストールを回避することとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−０４４３７０号公報
【特許文献２】特許第５２５６９７１号公報
【特許文献３】特開２００３−２１４２１０号公報
【特許文献４】特開平８−１７８０５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されている遠心振り子式の吸振装置は、質量体がガイド孔に沿って円滑に往復動できるように、ガイド孔の内面と質量体との間に僅かにな隙間が設けられている。そのため、特許文献２や３に記載されているようにエンジンを自動停止させる場合、回転数に低下に伴う遠心力の減少によって質量体がガイド孔の内面に押し付けられずにガイド孔内を不規則に移動し、質量体がガイド孔の内面に繰り返し当接していわゆるガタ打ち音などの異音が生じる可能性がある。特許文献２や３に記載されているように、エンジン回転数の低下を促進する制御を実行すれば、エンジン回転数が共振域に入っている期間を短くすることができる。しかしながら、その制御では、トルクコンバータのロックアップクラッチを係合させるので、エンジンとタービンとの回転数またはトルクの大小関係が反転する事態が生じると、ロックアップクラッチに設けられているダンパ機構における駆動側の部材と従動側の部材との相対位相が反転し、それに伴って振動（ガタ打ち）が発生する可能性がある。
【０００７】
この発明は、上記の技術的課題に着目し、エンジンを自動停止させてその回転数を低下させる過程における振動もしくは共振を抑制することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、この発明は、自動停止制御されるエンジンの出力側に、ロックアップクラッチおよびロックアップダンパを備えたトルクコンバータが連結され、そのトルクコンバータにおけるタービンランナに振り子式の捩り振動低減機構が連結され、さらに前記タービンランナと変速機構との間に発進クラッチが設けられている車両用振動低減装置において、前記エンジンを自動停止する場合に、前記発進クラッチを解放しかつ前記ロックアップクラッチを係合状態に制御するとともに、前記エンジンと前記タービンランナとの回転数差が予め定めた所定回転数に低下した際に前記ロックアップクラッチを一旦解放側に制御し、さらに前記タービンランナの回転数が前記エンジンの回転数を上回った場合にロックアップクラッチを再度係合状態に制御するように構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、エンジンを自動停止する場合、発進クラッチが解放させられてエンジンが変速機構から切り離され、かつロックアップクラッチが係合状態に制御される。エンジンは自動停止制御によって燃料の供給が止められているので、エンジン自体の抵抗力（もしくは摩擦力）によってその回転数を急速に低下させる。一方、トルクコンバータなどの動力伝達機構は、発進クラッチおよびロックアップクラッチが解放させられて変速機構およびエンジンから切り離されているので、エンジン回転数の低下に対して遅れてその回転数が低下する。その回転数の低下の過程で、エンジン回転数とタービン回転数との差が所定回転数に低下すると、ロックアップクラッチが一旦解放側に制御される。その結果、タービン回転数などの出力側の回転数を引き下げる抵抗力が一時的に低下し、エンジン回転数とタービン回転数との大小関係が反転することが回避もしくは抑制される。その後、前記回転数差が前記所定回転数を上回った状態でロックアップクラッチが再度係合させられる。その結果、回転数を低下させる抵抗力が増大してトルクコンバータなどの動力伝達機構が更に低下する。ロックアップクラッチが上記のように係合状態および解放状態に制御されることにより、エンジン回転数が低下する過程において、ロックアップダンパにおけるエンジン側の回転数とタービンランナ側の回転数との大小関係が反転することが回避もしくは抑制され、エンジンを自動停止する過程における振動もしくは共振を防止もしくは抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明に係る捩り振動低減装置で実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。
【図２】図１の制御を実行した場合の回転数や指令信号の変化の一例を模式的に示すタイムチャートである。
【図３】この発明で対象とすることのできる車両におけるパワートレーンの一例を示す概略図である。
【図４】その振動系を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
この発明で対象とすることのできる車両におけるパワートレーンの一例を図３に模式的に示してある。エンジン１の出力側にロックアップクラッチ２を備えたトルクコンバータ３が連結されている。エンジン１は例えばガソリンエンジンあるいはディーゼルエンジンなどの内燃機関であって、スロットル開度や燃料の供給および停止、バルブタイミング、点火時期などが自動制御されるだけでなく、停車中や走行中における停止およびその後の再始動を自動制御されるように構成されている。そのような制御を行うためのエンジン用電子制御装置（Ｅ−ＥＣＵ）４が設けられている。
【００１２】
トルクコンバータ３の基本的な構成は従来知られているトルクコンバータと同様であって、ポンプシェル５をフロントカバー６の開口端に接合することによりこれらポンプシェル５とフロントカバー６とによってトルクコンバータ３の全体としてのケーシング７が形成されている。ロックアップクラッチ２はそのフロントカバー６の内側面に対向して配置されている。このロックアップクラッチ２は円板状の部材であって、外周側に取り付けられている摩擦材８がフロントカバー６に接触することにより係合状態となってトルクを伝達し、またその接触圧が小さくなることによって伝達トルク容量が低下し、ついにはトルクを伝達しない解放状態になるように構成されている。このロックアップクラッチ２には、コイルバネを備えたロックアップダンパ９が設けられており、このロックアップダンパ９を介してハブ１０に連結されている。このハブ１０にタービンランナ１１が連結されている。また、ハブ１０は入力軸１２に一体となって回転するように連結されている。したがって、ロックアップクラッチ２およびタービンランナ１１はハブ１０を介して入力軸１２に連結されている。
【００１３】
ロックアップクラッチ２とタービンランナ１１との間に振り子式の捩り振動低減機構１３が配置されている。この捩り振動低減機構１３は、前述した特許文献１に記載されている遠心振り子式の吸振装置と同様の構成の機構であって、前記ハブ１０にその半径方向で外側に延び出るように連結された回転板１４と、その回転板１４の外周部に円弧形状の長孔状に形成された転動孔１５と、その転動孔１５に緩く嵌合させられて転動孔１５に沿って往復動する転動体１６と、その転動体１６を液密状態に覆うように回転板１４に取り付けられたカバー１７とを備えている。したがって、この捩り振動低減機構１３は、ハブ１０もしくは入力軸１２のトルクあるいは回転数が変化した場合に、転動体１６が回転板１４に相対的に揺動して捩り振動を減衰するように構成されている。
【００１４】
入力軸１２は、変速機構１８にトルクを伝達するためのものであって、その入力軸１２と変速機構１８との間に発進クラッチＣ１が配置されている。その変速機構１８は、従来知られている有段式もしくは無段式の変速機構であってよい。また、発進クラッチＣ１は、湿式多板クラッチによって構成することができる。そして、前記ロックアップクラッチ２や変速機構１８における変速比、さらには発進クラッチＣ１の係合・解放の制御を行うために変速機用電子制御装置（Ｔ−ＥＣＵ）２０が設けられている。前述したエンジン用電子制御装置４および変速機用電子制御装置２０は、それぞれマイクロコンピュータを主体にして構成され、予め用意されている各種の制御プログラムに従って演算を行い、その演算の結果を制御指令信号としてエンジン１やトルクコンバータ３あるいは変速機構１８に出力するように構成されている。
【００１５】
上述したようにロックアップダンパ９が設けられていることにより、主としてそのコイルバネの弾性係数（ロックアップダンパ剛性）Ｋに応じた振動系が構成されている。これを図４に模式的に示してあり、エンジン１とロックアップダンパ９の１次側（エンジン１からのトルクの入力側）との慣性モーメントＩ1 と、ロックアップダンパ９の２次側（入力軸１２などの出力側）と変速機構１８を含む駆動系との慣性モーメントＩ2 との間に弾性係数（剛性）が「Ｋ」のコイルバネが介在している構造である。したがって、この振動系の共振周波数ｆは、
ｆ＝（１／２π）・｛Ｋ（Ｉ1 ＋Ｉ2 ）／Ｉ1・Ｉ2 }１／２    （Ｈｚ）
となる。これを回転数Ｆで表せば、
Ｆ＝ｆ・２／ｎ・６０    （rpm）
となる。なお、ｎはエンジン１の気筒数である。
【００１６】
この共振回転数Ｆは、アイドリング回転数より低い回転数に設定されているので、通常は、特には共振が問題となることはない。しかしながら、エンジン１を自動停止する場合にエンジン回転数が低下する過程で共振が生じたり、あるいはロックアップダンパ９における１次側と２次側との回転数の大小関係が反転してこれが振動の原因となったりすることがある。この発明に係る振動低減装置は、このようなエンジン１の自動停止の過程で生じる振動を抑制するように構成されている。
【００１７】
図１はこの発明に係る振動低減装置で実行される制御の一例を説明するためのフローチャートであって、前述した各電子制御装置４，２０によって所定の短時間ごとに繰り返し実行され、あるいはこれらを統合する図示しない電子制御装置によって所定の短時間ごとに繰り返し実行される。先ず、エンジン１を自動停止する指令（Engine off指令）が発せられているか否かが判断される（ステップＳ１）。エンジン１の自動停止指令は、制御機器に異常がなく、かつ車両の停止要求があること、エンジン水温が所定温度以上であること、モータリングのための充電残量が十分にあることなどの所定の条件が成立することにより発せられる。このステップＳ１で否定的に判断された場合には、「スタート」に戻り、あるいはリターンする。また、ステップＳ１で肯定的に判断された場合には、シフト位置が判断される（ステップＳ２）。前述した変速機構１８は、前進や後進、ニュートラル、パーキング、エンジンブレーキが効く状態などをレンジとして設定してあり、これらのレンジをシフト装置（図示せず）によって選択するように構成されている。シフト位置は、そのシフト装置によって選択され、そのシフト位置が図示しないセンサによって検出される。
【００１８】
検出されたシフト位置が非駆動レンジ（パーキング（Ｐ）レンジやニュートラル（Ｎ）レンジ）の場合、エンジン１に対する燃料の供給が停止される（ステップＳ３）。すなわち、フューエルカット信号（Ｆ／Ｃ）がＯＮとされる。なお、非駆動レンジが選択されている場合には、発進クラッチＣ１は解放状態（ＯＦＦ状態）に制御されている。この状態でエンジン回転数が前述した駆動系の共振回転数Ｆより低回転数か否かが判断される（ステップＳ４）。このステップＳ４で否定的に判断された場合には、従前の制御状態を維持するべくステップＳ４の前に戻り、あるいはリターンする。これとは反対にステップＳ４で肯定的に判断された場合には、ロックアップクラッチ（Ｌ／Ｕ）２が係合側（Ｌ／Ｕ＝ＯＮ）に制御される（ステップＳ５）。こうすることによりタービンランナ１１やこれと一体の入力軸１２などの駆動系もしくは動力伝達機構の部材の回転数がエンジン１によって引き下げられる。
【００１９】
この状態でエンジン１とタービンランナ１１との回転数差が予め定めた所定回転数（例えば１００rpm）以下になったか否かが判断される（ステップＳ６）。この所定回転数は、以下に述べる制御に不可避的な遅れがあっても、エンジン回転数とタービン回転数との大小関係が反転しない程度の回転数として設定される。このステップＳ６で否定的に判断された場合には、タービンランナ１１などの駆動系もしくは動力伝達機構の回転数を更に引き下げるべく、ステップＳ５に戻って、ロックアップ・オン状態が継続される。これに対して、ステップＳ６で肯定的に判断された場合には、ロックアップ・オフに制御される（ステップＳ７）。ロックアップクラッチ２を解放することによりタービン回転数を引き下げるいわゆる抵抗力が低下する。その後、タービン回転数がエンジン回転数を上回っているか否かが判断される（ステップＳ８）。タービン回転数がエンジン回転数以下の場合にはステップＳ８で否定的に判断され、その場合には、ステップＳ７に戻ってロックアップ・オフの状態が継続される。ロックアップダンパ９に作用する捩りトルクの方向が反転することを回避もしくは抑制するためである。
【００２０】
これに対してステップＳ８で肯定的に判断された場合には、ロックアップダンパ９に作用する捩りトルクの方向が反転することがないので、ロックアップクラッチ２が係合方向に制御（Ｌ／Ｕ＝ＯＮ）される（ステップＳ９）。そして、ロックアップ・オンの状態が、エンジン回転数が「０」になるまで、すなわちステップＳ１０で肯定的に判断されるまで継続される。エンジン１の回転数が「０」になってステップＳ１０で肯定的に判断されることによりロックアップクラッチ２が解放状態に制御され（ステップＳ１１）、リターンする。なお、ステップＳ１０で否定的に判断された場合には、ステップＳ８の前に戻る。
【００２１】
一方、シフト位置が前進走行のためのドライブ（Ｄ）レンジや後進走行のためのリバース（Ｒ）レンジなどの駆動レンジであることがステップＳ２で判断された場合、発進クラッチＣ１が係合している（Ｃ１＝ＯＮ）か否かが判断される（ステップＳ１２）。発進クラッチＣ１が解放させられていてステップＳ１２で否定的に判断された場合には、前述したステップＳ３に進み、ステップＳ３ないしステップＳ１１の制御が実行される。すなわち、エンジン１を自動停止する場合、トルクコンバータ３もしくは入力軸１２を変速機構１８から切り離した状態で、ロックアップクラッチ２を係合させてタービン回転数を迅速に低下させ、またロックアップダンパ９に作用する捩りトルクの方向が反転しないようにロックアップクラッチ２を一時的に解放する制御が実行される。なお、ステップＳ１２で肯定的に判断された場合にはリターンする。
【００２２】
上記の制御を行った場合の回転数や指令信号の変化を図２にタイムチャートとして模式的に示してある。エンジン１をアイドリング運転している状態で自動停止の条件が成立すると、燃料カット（Ｆ／Ｃ）信号がＯＮとなり（ｔ1 時点）、エンジン回転数Ｎｅが低下し始める。この時点では、ロックアップクラッチ（Ｌ／Ｕ）２が解放状態に制御され、また発進クラッチＣ１が解放しているから、入力軸回転数Ｎｉがエンジン回転数Ｎｅの低下に遅れて低下し始める（ｔ2 時点）。この過程では、入力軸回転数Ｎｉがエンジン回転数Ｎｅより高回転数になっているので、前述したステップＳ４で肯定的に判断され、ロックアップクラッチ２が係合状態に制御される（ｔ3 時点）。そのため、入力軸回転数Ｎｉが引き下げられ、前述した回転数差が所定回転数以下になると（ｔ4 時点）、ロックアップクラッチ２が一時的に解放側に制御される。入力軸回転数Ｎｉを引き下げる力（抵抗力もしくは摩擦力）が小さくなることにより、入力軸回転数Ｎｉの低下が抑制され、あるいは入力軸回転数Ｎｉがエンジン回転数Ｎｅに対して相対的に増大する。このようにして入力軸回転数Ｎｉがエンジン回転数Ｎｅを上回ると、ロックアップクラッチ２が再度、係合状態に制御され、エンジン回転数Ｎｅが「０」になるまで継続される。その後、ロックアップクラッチ２が解放させられる（ｔ6 時点）。
【００２３】
したがって、図２から知られるように、入力軸１２やタービンランナ１１などの回転数を、ロックアップクラッチ２を係合させることにより迅速に低下させることができ、共振回転数Ｆを中心にした所定幅の回転数領域に入っている時間を短くすることができる。併せて捩り振動低減機構１３でガタ打ち音などの異音が生じる期間を短くすることができる。これに加えて、入力軸回転数Ｎｉとエンジン回転数Ｎｅとの大小関係が大きく反転することを回避もしくは抑制することができる。そのため、ロックアップダンパ９に掛かるトルクが繰り返し反転したり、それに伴ってロックアップダンパ９で振動（共振）が生じたりすることを防止もしくは抑制することができる。
【００２４】
図２には、ロックアップクラッチ２を係合側に制御しない比較例での入力軸回転数Ｎｉの変化を破線で示してある。この比較例では、エンジン１によって入力軸回転数Ｎｉを引き下げる作用が特には生じないので、入力軸回転数Ｎｉ（すなわち駆動系もしくは動力伝達機構の回転数）の低下が緩慢になり、共振回転数Ｆを中心にした所定幅の回転数領域に入っている時間が長くなってしまい、また捩り振動低減機構１３で異音が生じる時間が長くなってしまう。
【符号の説明】
【００２５】
１…エンジン、  ２…ロックアップクラッチ、  ３…トルクコンバータ、  ４…エンジン用電子制御装置（Ｅ−ＥＣＵ）、  ９…ロックアップダンパ、  １１…タービンランナ、  １２…入力軸、  １３…捩り振動低減機構、  １８…変速機構、  ２０…変速機用電子制御装置（Ｔ−ＥＣＵ）、  Ｃ１…発進クラッチ。
【図１】
2015214999.tif 000003
【図２】
2015214999.tif 000004
【図３】
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【図４】
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