(57)【要約】【課題】車両の発進時および惰性走行中からの始動時において、大きな制振効果を得ることができる捩り振動低減装置を提供する。【解決手段】遊星歯車機構６と、弾性ダンパ１２と、クラッチＣＬとブレーキＢとからなる捩り振動低減装置１において、前記クラッチＣＬおよび前記ブレーキＢの制御を行うコントローラ（ＥＣＵ）１４を備え、前記ＥＣＵ１４は、車両の発進時に、駆動力要求が大きい場合は、入力部材と出力部材との回転数比である変速比が大きくなるように前記クラッチＣＬと前記ブレーキＢとのいずれか一方を半係合状態とし、前記駆動力要求が小さい場合は、前記変速比が小さくなるように前記クラッチＣＬと前記ブレーキＢとのいずれか他方を前記半係合状態とし、エンジン２の停止時または惰性走行中から前記エンジン２を始動させる場合は前記変速比が小さくなるように前記クラッチＣＬと前記ブレーキＢとのいずれか他方を前記半係合状態とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されたエンジンのトルクが入力される入力部材から出力部材に伝達されるトルクの変動を、少なくとも３つの回転要素によって差動作用を行う差動機構と、前記トルクの変動を低減するための弾性体を有する弾性ダンパとによって低減させるように構成された捩り振動低減装置において、
前記少なくとも３つの回転要素のうち第１回転要素を前記入力部材に選択的に連結するとともに滑りを伴ってトルクを伝達する半係合状態の可能な第１係合機構と、前記第１回転要素を選択的に固定するとともに滑りを伴ってトルクを伝達する半係合状態の可能な第２係合機構とを備え、
前記少なくとも３つの回転要素のうち、第２回転要素と前記入力部材との間に前記弾性ダンパが設けられ、
前記少なくとも３つの回転要素のうち、第３回転要素に前記出力部材が連結され、
前記第１係合機構と前記第２係合機構とを制御するコントローラを備え、
前記コントローラは、前記車両の発進時に、駆動力要求が大きい場合は、前記入力部材と前記出力部材との回転数比である変速比が大きくなるように前記第１係合機構と前記第２係合機構とのいずれか一方を前記半係合状態とし、前記駆動力要求が小さい場合は、前記変速比が小さくなるように前記第１係合機構と前記第２係合機構とのいずれか他方を前記半係合状態とし、前記エンジンの停止時または惰性走行中から前記エンジンを始動させる場合は前記変速比が小さくなるように前記第１係合機構と前記第２係合機構とのいずれか他方を前記半係合状態とすることを特徴とする捩り振動低減装置。
【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するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の振動低減装置の一例が特許文献１に記載されている。その装置は、ばねダンパとイナーシャ部材とを備え、エンジンとトルク分配機構との間に配置されている。また、トルク分配機構はクラッチを介して変速機に連結されている。特許文献２には、エンジンが停止、かつクラッチが解放されている状態で車両が走行している場合に、エンジンとトルク分配機構とをつなぐクラッチの伝達トルクを次第に増大させて押しがけを行うハイブリット車両が記載されている。そして、特許文献３には、エンジンとトルク分配機構とをつなぐクラッチを備え、車両の発進時にクラッチを半係合させる構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１７７９６１号公報
【特許文献２】特開２０１３−２５２７３４号公報
【特許文献３】特開２０１３−１０３５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１ないし特許文献３に記載された装置では、トルク分配機構が変速機能を有しているので、振動減衰特性を変更することができる。しかしながら、振動減衰特性に適したエンジンの回転数領域を用いることができず、大きい制振効果を得ることができない可能性があり、特に車両の発進時や惰性走行中からのエンジンの始動時において制振効果を十分に発揮できないおそれがある。
【０００５】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、車両の発進時および惰性走行中からのエンジンの始動時において、大きな制振効果を得ることができる捩り振動低減装置を提供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】
【０００６】
上記の目的を達成するために、この発明は、車両に搭載されたエンジンのトルクが入力される入力部材から出力部材に伝達されるトルクの変動を、少なくとも３つの回転要素によって差動作用を行う差動機構と、前記トルクの変動を低減するための弾性体を有する弾性ダンパとによって低減させるように構成された捩り振動低減装置において、前記少なくとも３つの回転要素のうち第１回転要素を前記入力部材に選択的に連結するとともに滑りを伴ってトルクを伝達する半係合状態の可能な第１係合機構と、前記第１回転要素を選択的に固定するとともに滑りを伴ってトルクを伝達する半係合状態の可能な第２係合機構とを備え、前記少なくとも３つの回転要素のうち、第２回転要素と前記入力部材との間に前記弾性ダンパが設けられ、前記少なくとも３つの回転要素のうち、第３回転要素に前記出力部材が連結され、前記第１係合機構と前記第２係合機構とを制御するコントローラを備え、前記コントローラは、前記車両の発進時に、駆動力要求が大きい場合は、前記入力部材と前記出力部材との回転数比である変速比が大きくなるように前記第１係合機構と前記第２係合機構とのいずれか一方を前記半係合状態とし、前記駆動力要求が小さい場合は、前記変速比が小さくなるように前記第１係合機構と前記第２係合機構とのいずれか他方を前記半係合状態とし、前記エンジンの停止時または惰性走行中から前記エンジンを始動させる場合は前記変速比が小さくなるように前記第１係合機構と前記第２係合機構とのいずれか他方を前記半係合状態とすることを特徴とする捩り振動低減装置である。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、第１係合機構を半係合させ、かつ第２係合機構を解放させることにより第１回転要素と第２回転要素とに入力部材からトルクが伝達される。この状態で、入力部材にトルクの変動が伝達された場合には、弾性ダンパによってそのトルクの変動の一部が低減される。このように弾性ダンパが作動すると、第１回転要素と第２回転要素とが相対回転し、第２回転要素の慣性トルクによって前記トルクの変動の他の一部が低減される。一方、第１係合機構を解放させ、かつ第２係合機構を半係合させることにより第１回転要素を固定した状態で第２回転要素に入力部材からトルクが伝達される。この状態では、弾性ダンパのみによってトルクの変動が低減される。このように、この発明によれば、第１係合機構および第２係合機構の係合・解放を切り替えることにより、捩り振動低減装置の振動減衰特性を容易に切り替えることができ、各振動減衰特性に適した回転数領域においてトルクの変動を効果的に低減して装置全体としての振動減衰性能を向上させることができる。
【０００８】
また、この発明に係る捩り振動低減装置においては、発進機構として成立するため、発進装置を別途必要としない。そして、上記の切り替えを行うことにより、駆動力要求が大きいときは、エンジンの回転数を高くして出力トルクを高めても、振動を抑制もしくは低減しつつ発進することができる。また、駆動力要求が小さいときは、エンジンの回転数を低くしても同様に振動を抑制もしくは低減しつつ発進することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施形態を模式的に示す図である。
【図２】図１の遊星歯車機構による変速比を変更するためのブレーキおよびクラッチの係合および解放の状態を示す図表である。
【図３】この発明の他の実施形態を模式的に示す図である。
【図４】図３の遊星歯車機構による変速比を変更するためのブレーキおよびクラッチの係合および解放の状態を示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
つぎに、この発明の実施形態を図を参照しつつ説明する。図１はこの発明に係る捩り振動低減装置の一例を示す模式図である。この捩り振動低減装置１は、トルクの伝達方向でエンジン（ＥＮＧ）２と変速機（図示せず）との間に配置されている。また、エンジン２の出力軸に捩り振動低減装置１の入力軸３が動力伝達可能に連結され、変速機の入力軸に捩り振動低減装置１の出力軸４が動力伝達可能に連結されている。上記のエンジン２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る。上記の入力軸３に、捩り振動低減装置１の一部を構成するフライホイール５が取り付けられている。なお、上述したエンジン２の出力軸がこの発明における入力部材に相当し、変速機の入力軸がこの発明における出力部材に相当している。
【００１１】
上記の捩り振動低減装置１は、シングルピニオン型の遊星歯車機構６を備えている。その遊星歯車機構６は、サンギヤ７と、そのサンギヤ７の外周側に同心円上に配置されたリングギヤ８と、サンギヤ７およびリングギヤ８に噛み合っているピニオンギヤ９と、そのピニオンギヤ９を自転可能かつ公転可能に保持しているキャリヤ１０とを有している。図１に示す例では、サンギヤ７は、滑りを伴ってトルクを伝達する、半係合状態の可能なクラッチＣＬを介してフライホイール５の出力側に選択的に連結されるように構成されている。また、滑りを伴ってトルクを伝達する、半係合状態の可能なブレーキＢを介してケーシングなどの固定部１１に選択的に固定されるように構成されている。リングギヤ８は、弾性ダンパ１２を介してフライホイール５の出力側に連結され、キャリヤ１０は捩り振動低減装置１の出力軸４に連結されている。上記の変速機は従来知られている有段式あるいは無段式の変速機であってよい。なお、上述したクラッチＣＬがこの発明における第１係合装置に相当し、ブレーキＢがこの発明における第２係合装置に相当している。また、図１に示す例では、サンギヤ７がこの発明における第１回転要素に相当し、リングギヤ８がこの発明における第２回転要素に相当し、キャリヤ１０がこの発明における第３回転要素に相当している。
【００１２】
上記の弾性ダンパ１２は、入力側部材と出力側部材とによってコイルバネ１３を挟み込んで構成されている。その入力側部材はフライホイール５の出力側に連結され、出力側部材はリングギヤ８に連結されている。そして、入力側部材と出力側部材とが相対回転することによりコイルバネ１３を伸縮させ、そのコイルバネ１３の弾性力によってトルク変動を低減するようになっている。
【００１３】
上記のクラッチＣＬおよびブレーキＢは、図示しないアクチュエータによって係合および解放されるように構成されている。そのアクチュエータは、油圧式や電磁式などであってよく、コントローラ（以下、ＥＣＵ）１４によってその動作が制御されている。また、上記構成の捩り振動低減装置１では、クラッチＣＬおよびブレーキＢの係合および解放を切り替えることにより、その制振効果と、遊星歯車機構６におけるギヤ比とを変更できるように構成されており、それらの変更を成立させるためのクラッチＣＬおよびブレーキＢの係合作動を係合表として図２に示してある。図２における「○」は係合を、「△」は半係合を、「×」は解放をそれぞれ表している。
【００１４】
つぎに、図１に示す構成の遊星歯車機構６の動作について検討する。先ず、クラッチＣＬを滑らせつつ半係合させ、ブレーキＢを解放させた場合には、遊星歯車機構６のサンギヤ７およびリングギヤ８にエンジン２のトルクが入力される。つまり、クラッチＣＬを半係合させることにより、遊星歯車機構６に対して二つのギヤからトルクが入力される。この係合状態が完全に係合した場合には、いわゆる直結状態となる（Ｌｏ）。クラッチＣＬを半係合させた状態では、トルク変動が伝達された場合、後述するように、弾性ダンパ１２とリングギヤ８とサンギヤ７とが振動する。また、クラッチＣＬを解放させ、ブレーキＢを半係合させた場合には、サンギヤ７が固定部１１に固定される。この場合、遊星歯車機構６による変速比は小さくなる（Ｈｉ）。
【００１５】
つぎに、この発明に係る捩り振動低減装置１の作用について説明する。先ず、クラッチＣＬおよびブレーキＢを解放状態としたニュートラルの状態から、ブレーキＢを半係合させ、サンギヤ７を固定部１１に固定する。つまり、ブレーキＢを半係合させ、クラッチＣＬを解放させた場合には、上述したように、Ｌｏギヤを選択する。これにより伝達トルクが増幅され車両は発進することができる。また、クラッチＣＬを半係合させ、ブレーキＢを解放させた場合には、Ｈｉギヤを選択する。すなわち、クラッチＣＬを半係合することにより、惰性走行中からエンジン２を始動させることができる。
【００１６】
また、この捩り振動低減装置１における弾性ダンパ１２は、エンジン２の回転数が高いほど弾性ダンパ１２の制振効果が大きくなる特性を有している。そのため、駆動力要求が大きい場合には、エンジン２の回転数を高くし、Ｌｏギヤを選択する。一方、エンジン２の回転数が低いときは、弾性ダンパ１１およびリングギヤ８の慣性トルクＩｒとサンギヤ７の慣性トルクＩｓとによってトルク変動を低減させることで制振効果が大きくなる特性を有している。そのため、駆動力要求が小さい場合は、エンジン２の回転数を低くし、Ｈｉギヤを選択する。これにより、車両の発進時の振動を抑制もしくは低減することができる。すなわち、図２に示すように、駆動力要求が所定より大きい場合は、遊星歯車機構６のＬｏギヤを選択するようにブレーキＢを半係合させ、駆動力要求が所定より小さいときは、Ｈｉギヤを選択させるようにクラッチＣＬを半係合させる。つまり、駆動力要求が大きいときは、入力部材と出力部材との回転数の比である変速比が大きくなるようにブレーキＢ半係合状態とし、駆動力要求が小さいときは、前記変速比が小さくなるようにクラッチＣＬを半係合状態とする。なお、クラッチＣＬおよびブレーキＢの係合および解放の切り替えは、上述したＥＣＵ１４によって実行される。
【００１７】
これにより、駆動力要求が大きい場合には、Ｌｏギヤでの発進によりエンジン２のトルクが増幅され駆動力が大きくなり、駆動力要求を満たしつつ、振動を低減することができる。また駆動力要求が小さい場合には、Ｈｉギヤを選択することでエンジン２のトルクが増幅されず駆動力を小さくすることができる。したがって、駆動力要求が大きいときは、高いエンジン２の回転数でエンジン２のトルクを高めても、振動を抑制もしくは低減しつつ、発進することができ、また駆動力要求が小さいときは、エンジン２の回転数を低くしても振動を抑制もくしくは低減しつつ発進することができる。
【００１８】
さらに、エンジン２の停止時または惰性走行中からのエンジン２の始動時には、Ｈｉギヤを構成するようにクラッチＣＬを半係合し、エンジン２をクランキングすることで、エンジン２の始動に必要な負トルクが増幅されず車両のブレーキトルクを小さくすることができる。これにより、エンジン２のクランキング中の車両の減速度の抑制ならびに、エンジン２のトルク変動における制振効果をより大きくすることができる。
【００１９】
したがって、図１に示す構成の捩り振動低減装置１では、車両の発進時および惰性走行中からのエンジン２の始動時においても、クラッチＣＬおよびブレーキＢの係合・解放を切り替えることにより、振動減衰特性を容易に切り替えることができる。また、上記の切り替えの際に、遊星歯車機構６で差動作用を行うことによりエンジン２の回転数を増減させる。弾性ダンパ１２のみを作動させてトルク変動を低減する場合には、エンジン２の回転数は増大させられ、弾性ダンパ１２および各慣性トルクＩｓ，Ｉｒとによってトルク変動を低減する場合には、エンジン２の回転数は低下させられる。つまり、切り替えた振動減衰特性に適した回転数領域を設定するため、高い制振効果を得ることができ、その結果、装置全体としての振動減衰性能を向上させることができる。
【００２０】
つぎに、この発明に係る捩り振動低減装置の他の例について図３を参照しつつ説明する。図３に示す捩り振動低減装置１５は、上記の実施形態と基本的な構成は同様であるが、後述する弾性ダンパ２６のみを作用させたとき、遊星歯車機構２０がいわゆる増速状態となる構成とされている点で相違する。以下、この装置の構成について説明する。捩り振動低減装置１５は、トルクの伝達方向でエンジン１６と変速機（図示せず）との間に配置されている。また、エンジン１６の出力軸に捩り振動低減装置１５の入力軸１７が動力伝達可能に連結され、変速機の入力軸に捩り振動低減装置１５の出力軸１８が動力伝達可能に連結されている。上記の入力軸１７に捩り振動低減装置１５の一部を構成するフライホイール１９が取り付けられている。なお、上述したエンジン１６の出力軸がこの発明における入力部材に相当し、変速機の入力軸がこの発明における出力部材に相当している。
【００２１】
また、捩り振動低減装置１３は、上述したようにシングルピニオン型の遊星歯車機構２０を備えている。その遊星歯車機構２０は、サンギヤ２１と、そのサンギヤ２１の外周側に同心円上に配置されたリングギヤ２２と、サンギヤ２１およびリングギヤ２２に噛み合っているピニオンギヤ２３と、そのピニオンギヤ２３を自転可能および公転可能に保持しているキャリヤ２４とを有している。図３に示す例では、リングギヤ２２はクラッチＣＬを介してフライホイール１９の出力側に選択的に連結されるように構成され、また、ブレーキＢを介してケーシングなどの固定部２５に選択的に固定されるように構成されている。キャリヤ２４は、弾性ダンパ２６を介してフライホイール１９の出力側に連結され、サンギヤ２１は捩り振動低減装置１５の出力軸１８に連結されている。なお、上述したクラッチＣＬがこの発明における第１係合装置に相当し、ブレーキＢがこの発明における第２係合装置に相当している。また、図３に示す例では、リングギヤ２２がこの発明における第１回転要素に相当し、キャリヤ２４がこの発明における第２回転要素に相当し、サンギヤ２１がこの発明における第３回転要素に相当している。そして、上記のクラッチＣＬおよびブレーキＢの係合作動を係合表として図４に示してあり、「○」は係合状態を、「△」は半係合状態を「×」は解放状態をそれぞれ表している。
【００２２】
つぎに、図３に示す構成の遊星歯車機構２０の動作について検討する。先ず、クラッチＣＬを半係合させ、ブレーキＢを解放させた場合には、遊星歯車機構２０のリングギヤ２２およびキャリヤ２４にエンジン１６ののトルクが入力される。つまり、クラッチＣＬを半係合させることにより、遊星歯車機構２０に対して二つのギヤからトルクが入力される。この係合状態が完全に係合した場合には、いわゆる直結状態となる（Ｌｏ）。クラッチＣＬを半係合させた状態では、トルク変動が伝達された場合、後述するように、弾性ダンパ２６とリングギヤ２２とキャリヤ２４とが振動する。また、クラッチＣＬを解放させ、ブレーキＢを半係合させた場合には、リングギヤ２２が固定部２５に固定される。この場合、遊星歯車機構２０による変速比は小さくなる（Ｈｉ）。
【００２３】
つぎに、図３に示す構成の捩り振動低減装置１５の作用について説明する。先ず、クラッチＣＬおよびブレーキＢを解放状態としたニュートラルの状態から、クラッチＣＬを半係合させ、ブレーキＢを解放させた場合には、上述したように、遊星歯車機構２０のリングギヤ２１およびキャリヤ２４にエンジン１６のトルクが入力され、Ｌｏギヤを選択する。これにより、伝達トルクが増幅され、車両が発進可能となる。また、クラッチＣＬを解放させ、ブレーキＢを半係合させた場合には、リングギヤ２２が固定部２５に固定され、遊星歯車機構２０はＨｉギヤを選択する。すなわち、ブレーキＢを半係合することにより、惰性走行中からエンジン１６を始動させることができる。
【００２４】
また、この捩り振動低減装置１における弾性ダンパ２６は、エンジン１６の回転数が低いほど弾性ダンパ２６の制振効果が大きくなる特性を有している。そのため、駆動力要求が小さい場合は、エンジン１６の回転数を低くし、Ｈｉギヤを選択する。一方、エンジン１６の回転数が高いときは、弾性ダンパ２６およびキャリヤ２４の慣性トルクＩｃとリングギヤ２２の慣性トルクＩｒとによってトルク変動を低減させることで制振効果が大きくなる特性を有している。そのため、駆動力要求が大きい場合は、エンジン１６の回転数を高くし、Ｌｏギヤを選択する。これにより、車両の発進時の振動を抑制もしくは低減することができる。すなわち、図４に示すように、駆動力要求が所定より大きい場合は、遊星歯車機構２０のＬｏギヤを選択するようにクラッチＣＬを半係合させ、駆動力要求が所定より小さい場合は、Ｈｉギヤを選択させるようにブレーキＢを半係合させる。つまり、駆動力要求が大きいときは、変速比が大きくなるようにクラッチＣＬを半係合状態とし、駆動力要求が小さいときは、前記変速比が小さくなるようにブレーキＢを半係合状態とする。なお、上記の切り替えはＥＣＵ２８によって実行される。
【００２５】
これにより、この実施形態においても、上記の実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、図３に示す構成の捩り振動低減装置１５においても、クラッチＣＬおよびブレーキＢの係合・解放を切り替えることにより、振動減衰特性を容易に切り替えることができ、切り替えた振動減衰特性に適したエンジン１６の回転数領域において、高い制振効果を得ることができる。特に、駆動力要求が大きい場合には、Ｌｏギヤでの発進によりエンジン１６のトルクが増幅され駆動力が大きくなり、駆動力要求を満たしつつ、振動を低減することができる。また駆動力要求が小さい場合には、Ｈｉギヤを選択することでエンジン１６のトルクが増幅されず駆動力を小さくすることができる。すなわち、図４に示すように、駆動力要求が大きい場合には、高いエンジン１６の回転数でエンジン１６のトルクを高めても、振動を抑制もしくは低減しつつ発進することができる。また駆動力要求が小さい場合は、エンジン１６の回転数を低くしても振動を抑制もしくは低減しつつ発進することができる。
【００２６】
さらに、エンジン１６の停止時または惰性走行中からのエンジン１６の始動時には、Ｈｉギヤを構成するようにクラッチＣＬを半係合し、エンジン１６をクランキングすることで、エンジン１６の始動に必要な負トルクが増幅されず車両のブレーキトルクを小さくすることができる。これにより、エンジン１６のクランキング中の車両の減速度の抑制ならびに、エンジン１６のトルク変動における制振効果をより大きくすることができる。
【００２７】
なお、いずれの実施形態においても、捩り振動低減装置１，１５におけるシングルピニオン型の遊星歯車機構６，２０に替えてダブルピニオン型の遊星歯車機構を用いることもできる。また、クラッチＣＬとブレーキＢを同時に半係合することにより、中間の減速比で発進してもよい。この場合であっても上述した実施の形態と同様の作用および効果を得ることができる。すなわち、車両の発進時および惰性走行中からのエンジン２，１６の始動時において、振動を抑制もしくは低減することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１，１５…捩り振動低減装置、  ２，１６…エンジン（ＥＮＧ）、  ３，１７…入力軸、  ４，１８…出力軸、  ６，２０…遊星歯車機構、  ７，２１…サンギヤ、  ８，２２…リングギヤ、  ９，２３…ピニオンギヤ、  １０，２４…キャリヤ、  １２，２６…弾性ダンパ、  １３，２７…コイルバネ（弾性体）、  １４，２８…電子制御装置（ＥＣＵ）、  ＣＬ…クラッチ（第１係合装置）、  Ｂ…ブレーキ（第２係合装置）。
【図１】
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【図２】
2016217370.tif 000004
【図３】
2016217370.tif 000005
【図４】
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