JP5754517B2 - 車両用振動低減装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両用振動低減装置に関する。
車両に搭載され、車両に生じる振動を低減する装置として、例えば、特許文献1には、内燃機関と、内燃機関の出力トルクを車両の駆動軸に伝達する伝達軸と、伝達軸に設けられた変速機とを有する駆動系の回転変動を低減する駆動系回転変動低減装置が開示されている。この駆動系回転変動低減装置は、伝達軸の慣性を可変とする可変手段と、可変手段を制御する制御手段とを備える。そして、駆動系回転変動低減装置は、伝達軸のうち変速機よりも内燃機関側には、出力トルクの変動を吸収するダンパが設けられており、可変手段は、ダンパよりも変速機側の伝達軸の慣性を可変とする。これにより、駆動系回転変動低減装置は、ダンパよりも変速機側の伝達軸の慣性を増加させることにより、駆動系の捩り振動モードにおける1次の固有値のモードの周波数が低下することを抑制しつつ、伝達軸の慣性を増加させることが可能である。その結果、駆動系回転変動低減装置は、車両応答性の低下を抑制しつつ、駆動系の回転変動を低減することができる。
特開2010−001905号公報
ところで、上述のような特許文献1に記載の駆動系回転変動低減装置は、例えば、より適正な振動低減等の点で、更なる改善の余地がある。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、適正に振動を低減することができる車両用振動低減装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る車両用振動低減装置は、車両を走行させる回転動力を発生させる走行用動力源、又は、前記走行用動力源からダンパを介して駆動輪に前記回転動力を伝達可能である動力伝達装置に連結可能である慣性質量体と、前記走行用動力源と前記動力伝達装置の前記ダンパとを動力伝達可能に係合した状態と前記係合を解除した状態とに切り替え可能である第1係合装置と、前記第1係合装置とは異なる動力伝達経路によって前記動力伝達装置と前記慣性質量体とを動力伝達可能に係合した状態と前記係合を解除した状態とに切り替え可能である第2係合装置と、前記第1係合装置及び前記第2係合装置とは異なる動力伝達経路によって前記走行用動力源と前記慣性質量体とを動力伝達可能に係合した状態と前記係合を解除した状態とに切り替え可能である第3係合装置とを備えることを特徴とする。
また、上記車両用振動低減装置では、前記動力伝達装置は、前記走行用動力源から前記駆動輪に伝達される回転動力を変速する変速機を有し、前記第1係合装置、前記第2係合装置、及び、前記第3係合装置は、前記変速機の入力軸の回転軸線と同軸上に配置され、前記第2係合装置は、前記変速機の入力軸と前記慣性質量体とを動力伝達可能に係合した状態と前記係合を解除した状態とに切り替え可能であるものとすることができる。
また、上記車両用振動低減装置では、前記第1係合装置、前記第2係合装置、及び、前記第3係合装置を制御する第1制御装置を備え、前記走行用動力源は、内燃機関であり、前記第1制御装置は、前記走行用動力源がアイドル運転状態である場合に、前記第1係合装置、及び、前記第2係合装置を解放状態に、前記第3係合装置を係合状態に制御するものとすることができる。
また、上記車両用振動低減装置では、前記第1制御装置は、前記第1係合装置、及び、前記第2係合装置が解放状態、前記第3係合装置が係合状態である状態から前記車両を発進させるものとすることができる。
また、上記車両用振動低減装置では、前記第1制御装置は、前記第1係合装置、及び、前記第2係合装置が解放状態、前記第3係合装置が係合状態である状態から前記車両が発進する際に、前記第1係合装置を係合状態に制御すると共に、当該第1係合装置の係合が完了した後に、前記第3係合装置を解放状態、前記第2係合装置を係合状態に制御するものとすることができる。
また、上記車両用振動低減装置では、前記動力伝達装置は、流体を介して前記回転動力を伝達可能である流体伝達機構を有し、前記第1制御装置は、前記第1係合装置、及び、前記第2係合装置が解放状態、前記第3係合装置が係合状態である状態から前記車両が発進する際に、前記第2係合装置の前記動力伝達装置側の回転速度と前記慣性質量体側の回転速度とが同期した後に、前記第3係合装置を解放状態、前記第2係合装置を係合状態に制御すると共に、当該第3係合装置の解放、及び、当該第2係合装置の係合が完了した後に、前記第1係合装置を係合状態に制御するものとすることができる。
また、上記車両用振動低減装置では、前記慣性質量体は、伝達された回転動力を慣性エネルギとして蓄積可能であるものとすることができる。
また、上記車両用振動低減装置では、前記慣性質量体の回転を調節可能である回転調節装置と、前記走行用動力源の出力に基づいて前記回転調節装置を制御し前記慣性質量体の回転を調節する第2制御装置とを備えるものとすることができる。
また、上記車両用振動低減装置では、前記第2制御装置は、前記回転調節装置を制御し、前記車両の走行に用いる動力に対する前記走行用動力源が発生させる動力の余剰分を前記慣性質量体に蓄積可能であるものとすることができる。
また、上記車両用振動低減装置では、前記第2制御装置は、前記回転調節装置を制御し、前記車両の走行に用いる動力に対する前記走行用動力源が発生させる動力の不足分を前記慣性質量体から放出可能であるものとすることができる。
また、上記車両用振動低減装置では、前記第1係合装置は、流体を介して前記回転動力を伝達可能である流体伝達機構のロックアップクラッチであるものとすることができる。
本発明に係る車両用振動低減装置は、適正に振動を低減することができる、という効果を奏する。
図1は、実施形態1に係る車両用振動低減装置の概略構成図である。 図2は、実施形態1に係る車両用振動低減装置における動作の一例を示す線図である。 図3は、実施形態1に係る車両用振動低減装置における動作の一例を示す線図である。 図4は、実施形態1に係る車両用振動低減装置における制御の一例を示すフローチャートである。 図5は、実施形態1に係る車両用振動低減装置の動作の一例を示すタイムチャートである。 図6は、実施形態1に係る車両用振動低減装置の回転調節装置の一例を表す概略構成図である。 図7は、実施形態1に係る車両用振動低減装置の回転調節装置の一例を表す概略構成図である。 図8は、実施形態2に係る車両用振動低減装置の概略構成図である。 図9は、変形例に係る車両用振動低減装置の概略構成図である。 図10は、実施形態3に係る車両用振動低減装置の概略構成図である。 図11は、実施形態3に係る車両用振動低減装置における制御の一例を示す模式図である。 図12は、実施形態3に係る車両用振動低減装置における制御の一例を示す模式図である。 図13は、実施形態3に係る車両用振動低減装置における制御の一例を示すフローチャートである。 図14は、実施形態3に係る車両用振動低減装置で用いるエンジントルクマップの一例を示す線図である。 図15は、実施形態3に係る車両用振動低減装置で用いる慣性質量増加速度マップの一例を示す線図である。 図16は、実施形態3に係る車両用振動低減装置における制御の一例を示すフローチャートである。 図17は、実施形態4に係る車両用振動低減装置の概略構成図である。 図18は、実施形態5に係る車両用振動低減装置の概略構成図である。 図19は、変形例に係る車両用振動低減装置の概略構成図である。 図20は、実施形態6に係る車両用振動低減装置の概略構成図である。 図21は、実施形態7に係る車両用振動低減装置の概略構成図である。 図22は、実施形態8に係る車両用振動低減装置の概略構成図である。
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
[実施形態1]
図1は、実施形態1に係る車両用振動低減装置の概略構成図、図2、図3は、実施形態1に係る車両用振動低減装置における動作の一例を示す線図、図4は、実施形態1に係る車両用振動低減装置における制御の一例を示すフローチャート、図5は、実施形態1に係る車両用振動低減装置の動作の一例を示すタイムチャート、図6、図7は、実施形態1に係る車両用振動低減装置の回転調節装置の一例を表す概略構成図である。
なお、以下の説明では、特に断りのない限り、回転軸線に沿った方向をそれぞれ軸方向といい、回転軸線に直交する方向、すなわち、軸方向に直交する方向をそれぞれ径方向といい、回転軸線周りの方向をそれぞれ周方向という。また、径方向において回転軸線側を径方向内側といい、反対側を径方向外側という。
本実施形態の車両用振動低減装置1は、図1に示すように、車両2に適用され、車両2のパワートレーン3の共振点(共振周波数)を調節する共振点調節装置である。これにより、車両用振動低減装置1は、車両2に生じる振動を低減するNVH(Noise−Vibration−Harshness、騒音・振動・ハーシュネス)対策装置である。車両用振動低減装置1は、典型的には、慣性質量体としての回転体30の慣性質量を用いてパワートレーン3の駆動側、被駆動側の慣性質量を調節することで、パワートレーン3の共振点を調節し、NVHを許容範囲内まで低減することができるものである。また、本実施形態の車両用振動低減装置1は、エネルギ蓄積装置としても利用可能である。
ここで、車両2のパワートレーン3は、車両2を走行させる回転動力を発生させる走行用動力源である内燃機関としてのエンジン4、エンジン4が発生させた回転動力をエンジン4からダンパ6等を介して駆動輪9に伝達可能である動力伝達装置(トランスミッション)5等を含んで構成される。動力伝達装置5は、ダンパ6、変速機7、デファレンシャルギヤ8等を含んで構成される。動力伝達装置5は、エンジン4が発生させた動力がダンパ6に伝達され、このダンパ6に伝達された回転動力を変速機7に伝達する。動力伝達装置5は、例えば、変速機7によってエンジン4からの回転動力を変速して車両2の駆動輪9に伝達可能である。エンジン4、変速機7等は、第1制御装置としてのECU10によって制御される。
したがって、車両2は、エンジン4の機関出力軸であるクランクシャフト4aが回転駆動すると、その駆動力がダンパ6等を介して変速機7に入力されて変速され、デファレンシャルギヤ8等を介して各駆動輪9に伝達される。これにより、車両2は、各駆動輪9が回転することで前進または後退することができる。また、車両2は、運転者による制動要求操作であるブレーキ操作に応じて車両2に制動力を発生させる制動装置11を搭載している。車両2は、制動装置11が発生させる制動力によって減速、停止することができる。
ここで、上記の変速機7は、車両2の走行状態に応じて変速比(変速段)を変更するものである。変速機7は、エンジン4から駆動輪9への動力の伝達経路に設けられエンジン4から駆動輪9に伝達される回転動力を変速して出力可能である。変速機7に伝達された動力は、この変速機7にて所定の変速比(=入力回転数/出力回転数)で変速されて各駆動輪9に伝達される。変速機7は、いわゆる手動変速機(MT)であってもよいし、有段自動変速機(AT)、無段自動変速機(CVT)、マルチモードマニュアルトランスミッション(MMT)、シーケンシャルマニュアルトランスミッション(SMT)、デュアルクラッチトランスミッション(DCT)などのいわゆる自動変速機であってもよい。ここでは、変速機7は、例えば、有段自動変速機が適用され、ECU10によって油圧制御装置等を介して動作が制御される。
より具体的には、変速機7は、エンジン4からダンパ6等を介して変速機入力軸(入力軸)12に入力された回転動力を変速して、変速機出力軸(出力軸)13から出力する。変速機入力軸12は、変速機7においてエンジン4側からの回転動力が入力される回転部材である。変速機出力軸13は、変速機7において駆動輪9側へ回転動力を出力する回転部材である。変速機入力軸12は、エンジン4からの動力が伝達されて回転軸線X1を回転中心として回転可能である。変速機出力軸13は、変速されたエンジン4からの動力が伝達されて回転軸線X1と平行な回転軸線X2を回転中心として回転可能である。変速機7は、それぞれに所定の変速比が割り当てられた複数の変速段(ギヤ段)71、72、73、74を有する。変速機7は、同期噛合機構等を含んで構成される変速機構75によって、複数の変速段71、72、73、74のうちのいずれか1つが選択され、選択された変速段71、72、73、74によって、変速機入力軸12に入力された動力を変速して変速機出力軸13から駆動輪9側に向けて出力する。
ECU10は、CPU、ROM、RAM及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路である。ECU10は、種々の検出結果等に対応した電気信号が入力され、入力された検出結果等に応じて、エンジン4、変速機7、制動装置11等を制御する。ここでは、変速機7等を含む動力伝達装置5、制動装置11は、媒体としての作動油の圧力(油圧)によって作動する油圧式の装置であり、ECU10は、油圧制御装置等を介してこれらの動作を制御する。ECU10は、例えば、アクセル開度、車速等に基づいてエンジン4のスロットル装置を制御し、吸気通路のスロットル開度を調節し、吸入空気量を調節して、その変化に対応して燃料噴射量を制御し、燃焼室に充填される混合気の量を調節してエンジン4の出力を制御する。また、ECU10は、例えば、アクセル開度、車速等に基づいて油圧制御装置を制御し、変速機7の変速段(変速比)等を制御する。
そして、本実施形態の車両用振動低減装置1は、慣性質量体としての回転体30を含んで構成される振動低減装置本体20と、複数の係合装置としての第1クラッチ(第1係合装置)41、第2クラッチ(第2係合装置)42、第3クラッチ(第3係合装置)43と、振動低減装置本体20や第1クラッチ41、第2クラッチ42、第3クラッチ43等を制御するECU10とを備える。車両用振動低減装置1は、これらの作動状態を運転状態に応じて適宜に切り替えることで、回転体30を、エンジン4のクランクシャフト4a、又は、駆動系をなす動力伝達装置5の回転軸ここでは変速機入力軸12に連結可能とする。これにより、車両用振動低減装置1は、パワートレーン3において、適正に振動を低減している。
ここでは、車両用振動低減装置1は、第1クラッチ41、第2クラッチ42、第3クラッチ43の作動状態を運転状態に応じて適宜に切り替えることで、回転体30に対する動力の伝達経路、言い換えれば、回転体30の連結経路として、第1経路44と、第2経路45とを使い分けることができる。第1経路44は、第1クラッチ41及び第2クラッチ42を介して、エンジン4と動力伝達装置5と回転体30とをこの順で連結した動力伝達経路である。一方、第2経路45は、第1経路44とは異なる動力伝達経路であり、第3クラッチ43を介して、エンジン4と回転体30とを直接的に連結、脱着できる動力伝達経路である。つまり、第2経路45は、第1クラッチ41、動力伝達装置5、第2クラッチ42等を迂回してこれらを介さずに回転体30をエンジン4に直接的に連結する経路である。
本実施形態の車両用振動低減装置1は、典型的には、ECU10の制御によって、パワートレーン3の状態に応じて第1経路44と第2経路45とを切り替えて回転体30の連結状態を切り替えることで、駆動側あるいは被駆動側の慣性質量を調節し、振動低減装置本体20の振動低減特性を変更する。これにより、車両用振動低減装置1は、ダンパ6のダンパスプリング6aより上流の駆動側(動力源側)の慣性質量とダンパスプリング6aより下流の被駆動側(駆動輪側)の慣性質量とのバランスを運転状態に応じて最適化することができ、よって、被駆動側の共振周波数を低下させることができる。したがって、車両用振動低減装置1は、エンジン4の回転数やエンジントルク等の運転状態に応じて変動する駆動側と被駆動側との共振点(パワートレーン3の共振点)を低下させ共振を効果的に抑制することができる。そしてさらに、車両用振動低減装置1は、車両2の運転状態に応じて第1経路44と第2経路45とを切り替えることで、振動低減とあわせて、アイドリングの安定化、発進時のエネルギ損失の低減等を図ることができ、これにより、燃費性能の向上を図ることができる。
以下、図1を参照して車両用振動低減装置1の各構成について詳細に説明する。
具体的には、振動低減装置本体20は、共振点制御用慣性質量体である回転体30と、回転体30の回転軸50とを含んで構成される。
回転体30は、動力伝達装置5のエンジン4から駆動輪9までの動力伝達経路に対して並列に設けられる。回転体30は、円板状に形成され、回転軸50に一体回転可能に結合される。回転体30は、回転軸線X1と同軸上に配置され、動力が伝達されて回転軸線X1を回転中心として回転可能である。回転体30は、第1クラッチ41、第2クラッチ42、第3クラッチ43等を介してクランクシャフト4a、又は、変速機入力軸12に選択的に動力伝達可能に連結される。回転体30は、慣性質量体、つまり慣性モーメントを発生させるための慣性質量部材として作用する。
また、本実施形態の回転体30は、共振点制御用の慣性質量体として機能すると共に、さらに、伝達される回転動力を慣性エネルギとして蓄積するいわゆるフライホイールとしても機能する。これにより、車両用振動低減装置1は、振動低減装置本体20が車両2のエネルギ蓄積装置としても利用される。つまり、車両用振動低減装置1は、回転体30が慣性質量体であると共にフライホイールとしても兼用され、動力が伝達されることにより回転体30が回転し、回転体30に伝達された回転動力を慣性エネルギとして蓄積可能である。これにより、この車両用振動低減装置1は、振動の低減と燃費性能の向上との両立を図ることができる。
回転軸50は、回転軸線X1と同軸上に配置され、動力が伝達されて回転軸線X1を回転中心として回転可能である。回転軸50は、上述のように一端に回転体30が一体回転可能に結合される一方、他端に第2クラッチ42、第3クラッチ43が接続される。
第1クラッチ41は、発進用クラッチであり、エンジン4と動力伝達装置5のダンパ6とを動力伝達可能に係合した状態と係合を解除した状態とに切り替え可能である。第1クラッチ41は、動力伝達経路に対してエンジン4とダンパ6との間に設けられる。なお、ダンパ6は、動力伝達経路に対してこの第1クラッチ41と変速機7との間に設けられる。第1クラッチ41は、種々のクラッチを用いることができ、例えば、湿式多板クラッチや乾式単板クラッチ等の摩擦式ディスククラッチ装置を用いることができる。ここでは、第1クラッチ41は、例えば、作動油の油圧であるクラッチ油圧によって作動する油圧式の装置である。
第1クラッチ41は、エンジン4側の回転部材41aとダンパ6側の回転部材41bとを動力伝達可能に係合しエンジン4とダンパ6とを動力伝達可能に係合した係合状態と、この係合を解除した解放状態とに切り替え可能である。第1クラッチ41は、係合状態となることで回転部材41aと回転部材41bとが連結され、エンジン4とダンパ6との間での動力伝達が可能な状態となる。一方、第1クラッチ41は、解放状態となることで回転部材41aと回転部材41bとを切り離しエンジン4とダンパ6との間での動力伝達が遮断された状態となる。第1クラッチ41は、回転部材41aと回転部材41bとを係合する係合力が0である場合に係合が解除された解放状態となり、係合力が大きくなるにしたがって半係合状態(スリップ状態)を経て完全係合状態となる。
ここでは、回転部材41aは、クランクシャフト4aに一体回転可能に結合された中空円筒状の中間軸51と一体回転する部材である。一方、回転部材41bは、ダンパ6のダンパスプリング6aを保持する保持部材6bと一体回転する部材である。上記中間軸51は、回転軸線X1と同軸上に配置され、動力が伝達されて回転軸線X1を回転中心として回転可能である。また、上記保持部材6bは、変速機入力軸12に一体回転可能に結合された保持部材6cとの間にダンパスプリング6aを保持する部材である。ダンパ6は、回転方向(回転軸線X1の周方向)に対してこの保持部材6bと保持部材6cとの間にダンパスプリング6aが介在するようにして保持される。ダンパ6は、ダンパスプリング6aが保持部材6bと保持部材6cとの間で伝達される動力の大きさに応じて弾性変形する。第1クラッチ41は、例えばECU10によって油圧制御装置等を介して動作が制御される。
第2クラッチ42は、トランスミッション/フライホイール連結用クラッチであり、第1クラッチ41とは異なる動力伝達経路によって動力伝達装置5と回転体30とを動力伝達可能に係合した状態と係合を解除した状態とに切り替え可能である。第2クラッチ42は、動力伝達経路に対して動力伝達装置5の変速機7と回転体30との間に設けられる。第2クラッチ42は、第1クラッチ41を迂回してこの第1クラッチ41を介さずに変速機7と回転体30とを動力伝達可能に係合する。ここでは、第2クラッチ42は、変速機入力軸12と回転体30とを動力伝達可能に係合した状態と係合を解除した状態とに切り替え可能である。第2クラッチ42は、第1クラッチ41と同様に種々のクラッチを用いることができる。
第2クラッチ42は、変速機入力軸12側の回転部材42aと回転体30側の回転部材42bとを動力伝達可能に係合し変速機入力軸12と回転体30とを動力伝達可能に係合した係合状態と、この係合を解除した解放状態とに切り替え可能である。第2クラッチ42は、係合状態となることで回転部材42aと回転部材42bとが連結され、変速機入力軸12と回転体30との間での動力伝達が可能な状態となる。一方、第2クラッチ42は、解放状態となることで回転部材42aと回転部材42bとを切り離し変速機入力軸12と回転体30との間での動力伝達が遮断された状態となる。第2クラッチ42は、回転部材42aと回転部材42bとを係合する係合力が0である場合に係合が解除された解放状態となり、係合力が大きくなるにしたがって半係合状態(スリップ状態)を経て完全係合状態となる。
ここでは、回転部材42aは、変速機入力軸12に一体回転可能に結合された中空円筒状の中間軸52と一体回転する部材である。一方、回転部材42bは、回転軸50に一体回転可能に結合された中空円筒状の中間軸53と一体回転する部材である。上記中間軸52、中間軸53は、回転軸線X1と同軸上に配置され、動力が伝達されて回転軸線X1を回転中心として回転可能である。第2クラッチ42は、例えばECU10によって油圧制御装置等を介して動作が制御される。
第3クラッチ43は、エンジン/フライホイール連結用クラッチであり、第1クラッチ41及び第2クラッチ42とは異なる動力伝達経路によってエンジン4と回転体30とを動力伝達可能に係合した状態と係合を解除した状態とに切り替え可能である。第3クラッチ43は、動力伝達経路に対してエンジン4と回転体30との間に設けられる。第3クラッチ43は、第1クラッチ41、第2クラッチ42を迂回してこの第1クラッチ41、第2クラッチ42を介さずにエンジン4と回転体30とを動力伝達可能に係合する。ここでは、第3クラッチ43は、クランクシャフト4aと回転体30とを動力伝達可能に係合した状態と係合を解除した状態とに切り替え可能である。第3クラッチ43は、第1クラッチ41、第2クラッチ42と同様に種々のクラッチを用いることができる。
第3クラッチ43は、クランクシャフト4a側の回転部材43aと回転体30側の回転部材43bとを動力伝達可能に係合しクランクシャフト4aと回転体30とを動力伝達可能に係合した係合状態と、この係合を解除した解放状態とに切り替え可能である。第3クラッチ43は、係合状態となることで回転部材43aと回転部材43bとが連結され、クランクシャフト4aと回転体30との間での動力伝達が可能な状態となる。一方、第3クラッチ43は、解放状態となることで回転部材43aと回転部材43bとを切り離しクランクシャフト4aと回転体30との間での動力伝達が遮断された状態となる。第3クラッチ43は、回転部材43aと回転部材43bとを係合する係合力が0である場合に係合が解除された解放状態となり、係合力が大きくなるにしたがって半係合状態(スリップ状態)を経て完全係合状態となる。
ここでは、回転部材43aは、クランクシャフト4aに一体回転可能に結合された円柱状の中間軸54と一体回転する部材である。一方、回転部材43bは、回転軸50と一体回転する部材である。上記中間軸54は、回転軸線X1と同軸上に配置され、動力が伝達されて回転軸線X1を回転中心として回転可能である。中間軸54は、中空円筒状の中間軸51、変速機入力軸12、中間軸52、中間軸53等の中空部に挿入されるようにして配置され、一端にクランクシャフト4aが、他端に回転部材43aが一体回転可能に結合される。第3クラッチ43は、例えばECU10によって油圧制御装置等を介して動作が制御される。
上記のように構成される車両用振動低減装置1は、第1クラッチ41、第2クラッチ42が係合状態、第3クラッチ43が解放状態となることで、第1経路44が形成される。この場合、回転体30は、変速機入力軸12に連結される。この結果、振動低減装置本体20は、この回転体30を動力伝達装置5に連結し、回転体30の慣性質量をダンパスプリング6aより下流の被駆動側(駆動輪側)の慣性質量として付加することができる。このとき、エンジン4側、あるいは、駆動輪9側から変速機入力軸12に伝達された回転動力は、中間軸52、第2クラッチ42、中間軸53等を順に介して回転軸50に入力(伝達)され、回転体30に伝達される。
また、車両用振動低減装置1は、少なくとも第2クラッチ42が解放状態、第3クラッチ43が係合状態となることで、第2経路45が形成される。この場合、回転体30は、クランクシャフト4aに直接的に連結される。この結果、振動低減装置本体20は、この回転体30をエンジン4に連結し、回転体30の慣性質量をダンパスプリング6aより上流の駆動側(動力源側)の慣性質量として付加することができる。このとき、エンジン4側から中間軸54に伝達された回転動力は、第3クラッチ43を介して回転軸50に入力(伝達)され、回転体30に伝達され、変速機入力軸12側からの回転動力は、第2クラッチ42にて回転体30側への伝達が遮断される。
なお、車両用振動低減装置1は、第2クラッチ42、第3クラッチ43の双方を解放状態とすることで第1経路44、第2経路45のいずれも選択されていない状態、すなわち、回転体30をエンジン4、動力伝達装置5のいずれにからも切り離した状態とすることもできる。
そして、本実施形態のECU10は、車両2の運転状態に応じて、第1クラッチ41、第2クラッチ42、及び、第3クラッチ43を制御する。
ここで、ECU10は、アクセル開度センサ60、スロットル開度センサ61、車速センサ62、エンジン回転数センサ63、入力軸回転数センサ64、回転体回転数センサ65、ブレーキセンサ66等、種々のセンサから検出した検出結果に対応した電気信号が入力される。アクセル開度センサ60は、運転者によるアクセルペダルの操作量(アクセル操作量)であるアクセル開度を検出する。スロットル開度センサ61は、エンジン4のスロットル開度を検出する。車速センサ62は、車両2の走行速度である車速を検出する。エンジン回転数センサ63は、クランクシャフト4aの回転速度に相当するエンジン回転数を検出する。入力軸回転数センサ64は、変速機7の変速機入力軸12の入力軸回転数を検出する。回転体回転数センサ65は、回転体30の回転軸50の回転数を検出する。ブレーキセンサ66は、運転者によるブレーキペダルの操作量(ブレーキ操作量)、例えば、マスタシリンダ圧等を検出する。
ECU10は、入力された検出結果に応じてエンジン4、変速機7、第1クラッチ41、第2クラッチ42、及び、第3クラッチ43を制御する。また、ECU10は、例えば、アクセル開度センサ60による検出結果に基づいて、運転者による車両2に対する加速要求操作であるアクセル操作のON/OFFを検出することができる。また、ECU10は、例えば、ブレーキセンサ66による検出結果に基づいて、運転者による車両2に対する制動要求操作であるブレーキ操作のON/OFFを検出することができる。
本実施形態のECU10は、エンジン4の始動後等、エンジン4がアイドル運転状態である場合に、第1クラッチ41、及び、第2クラッチ42を解放状態に、第3クラッチ43を係合状態に制御することが好ましい。ここで、エンジン4のアイドル(アイドリング)運転状態とは、エンジン4を無負荷状態に近い最低限度の回転数で稼動させる運転であり、例えば、必要最低限の補機の駆動等を行いつつ、エンジン4で発生するエネルギをエンジン内部で発生する摩擦に拮抗させる自立運転である。
これにより、車両用振動低減装置1は、エンジン4がアイドル運転状態である場合には第1経路44と第2経路45とのうち第2経路45が選択された状態となる。この結果、車両用振動低減装置1は、振動低減装置本体20の回転体30が動力伝達装置5等を介さずに直接的にクランクシャフト4aに連結された状態となり、この回転体30がエンジン4の慣性質量として作用することとなる。これにより、車両用振動低減装置1は、アイドル運転中のエンジン4のフライホイール相当の慣性質量を相対的に大きくすることができ、アイドリングを安定化させることができる。よって、車両用振動低減装置1は、安定したアイドリングを維持した上でアイドル回転数(アイドル運転中のエンジン回転数)を相対的に低くすることができ、燃費性能を向上することができる。また、車両用振動低減装置1は、この状態で回転体30がフライホイールとして機能し、回転体30に伝達される回転動力を当該回転体30にて慣性エネルギとして蓄積することができ、また、回転変動も吸収することができ、NVHを低減することもできる。車両用振動低減装置1は、この状態では回転体30の回転数がエンジン回転数と同等の回転数まで上昇した状態となる。
なお、ECU10は、エンジン4の始動前の状態では、第1クラッチ41、第2クラッチ42、及び、第3クラッチ43をすべて解放状態としておき、エンジン4の始動後に、第3クラッチ43を係合状態に制御するようにするとよい。この場合、車両用振動低減装置1は、エンジン4の始動時にクランキングする慣性質量を相対的に小さくすることができ、始動に必要なクランキングトルクを小さくすることができ、例えば、スタータモータ等のトルク容量を小さくし小型化を図ることができる。
そして、ECU10は、例えば、運転者によるアクセル操作を検出し車両2を発進させる際には、上記のように第1クラッチ41、及び、第2クラッチ42が解放状態、第3クラッチ43が係合状態である状態から第1クラッチ41を係合状態へと制御をすることが好ましい。すなわち、ECU10は、第1クラッチ41、及び、第2クラッチ42が解放状態、第3クラッチ43が係合状態である状態から第1クラッチ41を係合状態へと制御し、車両2を発進させる。
これにより、車両用振動低減装置1は、下記のように、車両2の発進時のエネルギ損失を低減することができる。すなわち、車両用振動低減装置1は、エンジン4がアイドル運転状態である場合等、第1クラッチ41、及び、第2クラッチ42が解放状態、第3クラッチ43が係合状態である状態では、上述したように回転体30の回転数がエンジン回転数と同等になっている。このため、車両用振動低減装置1は、この状態から車両2を発進させる際には、第1クラッチ41の係合を開始する前の段階で既に回転体30の回転数がエンジン回転数と同等になっている。このことから、車両用振動低減装置1は、第1クラッチ41を解放状態から完全係合状態にする過程で、第1クラッチ41のスリップ制御に応じたクラッチ伝達トルクによって回転上昇させなければならない被駆動側慣性質量を、回転体30の慣性質量に相当する分だけ相対的に小さくすることができる。これにより、車両用振動低減装置1は、第1クラッチ41を完全係合状態にする過程で第1クラッチ41が半係合状態(スリップ状態)にあるときに生じる発進クラッチスリップ損失(熱損失)を抑制することができる。つまり、車両用振動低減装置1は、第1クラッチ41の係合を開始する前に、回転体30の回転数がエンジン回転数と同等の回転数となっていることから、車両2の発進に際し第1クラッチ41において回転体30の回転数上昇分の発進クラッチスリップ損失を低減できる。
ここで、図2、図3は、車両用振動低減装置1における動作の一例を模式的に表している。図2、図3は、横軸を時間軸、縦軸をエンジン回転数、エンジントルクとしている。ここで、エンジン4が発生させるエネルギ(動力)は、エンジン出力トルク×エンジン回転数に応じた値として算出することができる。ここでは、図2は、車両用振動低減装置1において動力伝達装置5、駆動輪9等の被駆動側慣性質量体の回転数をひき上げるためのエネルギを模式的に表しており、図3は、車両用振動低減装置1において回転体30の回転数をひき上げるためのエネルギを模式的に表している。
簡略的に説明すると、エンジン4が発生させるエンジン出力トルクは、動力伝達装置5、駆動輪9等に伝達されこれらを駆動するトルク成分であるエンジントルクTe1(図2参照)と、第2経路45を介して回転体30に伝達され回転体30を回転させるトルク成分nであるエンジントルクTe2(図3参照)として利用される(エンジン出力トルク=Te1+Te2)。
そして、エンジントルクTe1に応じたエネルギは、車両発進利用分相当のエネルギ、発進損失相当のエネルギ等として消費される。ここで、車両発進利用分相当のエネルギは、動力伝達装置5、駆動輪9等の被駆動側慣性質量体の回転数をひき上げるためのエネルギ、言い換えれば、車両2を発進させるために利用されるエネルギである(図2中、領域A1参照)。一方、発進損失相当のエネルギは、動力伝達装置5、駆動輪9等の被駆動側慣性質量に起因して、第1クラッチ41をスリップ状態とすることによる回転部材41aと回転部材41bとの差動回転数に応じて生じる熱損失相当のエネルギである(図2中、領域A2参照)。発進損失相当のエネルギは、第1クラッチ41の係合が開始された時刻t11から完全係合状態となる時刻t12までの期間で発生する。エンジントルクTe1に応じたエネルギ消費は、車両2の発進時に第1経路44が選択されている場合と第2経路45が選択されている場合とでほぼ同様の態様となる。
一方、エンジントルクTe2に応じたエネルギは、車両2の発進時に第1経路44が選択されている場合、すなわち、振動低減装置本体20の回転体30が変速機7の変速機入力軸12に連結されている場合、フライホイール蓄積分相当のエネルギ、フライホイール損失相当のエネルギ等として消費される。ここで、フライホイール蓄積分相当のエネルギは、回転体30の回転数をひき上げるためのエネルギ、言い換えれば、回転体30に蓄積される回転エネルギである(図3中、左段の領域B1参照)。一方、フライホイール損失相当のエネルギは、回転体30の慣性質量に起因して、第1クラッチ41をスリップ状態とすることによる回転部材41aと回転部材41bとの差動回転数に応じて生じる熱損失相当のエネルギである(図3中、左段の領域B2参照)。フライホイール損失相当のエネルギは、第1クラッチ41の係合が開始された時刻t21から完全係合状態となる時刻t22までの期間で発生する。
これに対して、本実施形態の車両用振動低減装置1は、車両2の発進時に第2経路45が選択されることで、回転体30が直接的にクランクシャフト4aに連結される。これにより、車両用振動低減装置1は、上述したように回転体30が既にエンジン回転数と同等の回転数で回転しているため、第1クラッチ41の係合が開始された時刻t21から完全係合状態となる時刻t22までの期間でフライホイール損失相当のエネルギが発生しない(図3中、右段参照)。よって、車両用振動低減装置1は、第1クラッチ41の係合が開始された時刻t21から完全係合状態となる時刻t22までの期間でエンジン4が発生させるエネルギの大部分をフライホイール蓄積分相当のエネルギとして消費することができ(図3中、右段の領域B1参照)、すなわち、回転体30に回転エネルギとして蓄積することができる。
なお、車両用振動低減装置1は、例えば、時刻t21以前の時刻t23にてエンジン4が始動された後、エンジン4がアイドル運転状態である場合には、上述したように第3クラッチ43が係合状態に制御される。このとき、エンジン4がアイドル運転時に発生させるエネルギは、アイドル時フライホイール蓄積分相当のエネルギ、アイドル時フライホイール損失相当のエネルギ等として消費される。ここで、アイドル時フライホイール蓄積分相当のエネルギは、エンジン4がアイドル運転状態である場合に回転体30の回転数をひき上げるためのエネルギ、言い換えれば、回転体30に蓄積される回転エネルギである(図3中、右段の領域B3参照)。アイドル時フライホイール損失相当のエネルギは、第3クラッチ43を完全係合状態とする過程で、回転体30の慣性質量に起因して、第3クラッチ43をスリップ状態とすることによる回転部材43aと回転部材43bとの差動回転数に応じて生じる熱損失相当のエネルギである(図3中、右段の領域B4参照)。アイドル時フライホイール損失相当のエネルギは、第3クラッチ43の係合が開始された時刻t24から完全係合状態となる時刻t21(ここでは第1クラッチ41の係合が開始される時刻でもある。)までの期間で発生する。この場合、アイドル時フライホイール損失相当のエネルギ(図3中、右段の領域B4参照)は、フライホイール損失相当のエネルギ(図3中、左段の領域B2参照)と比較して十分に小さくなる。
したがって、車両用振動低減装置1は、発進時に第1クラッチ41を係合する際に、回転体30が既にエンジン回転数と同等の回転数で回転しているため、第1クラッチ41にて回転体30の回転数を上昇させる分の発進クラッチスリップ損失を抑制することができる。よって、車両用振動低減装置1は、車両2の発進時のエネルギ損失を低減し、発進効率を向上することができ、燃費性能を向上することができる。
そして、ECU10は、第1クラッチ41、及び、第2クラッチ42が解放状態、第3クラッチ43が係合状態である状態から車両2が発進した際には下記のように制御する。すなわち、ECU10は、第1クラッチ41を係合状態に制御すると共に、当該第1クラッチ41の係合が完了した後に、第3クラッチ43を解放状態、第2クラッチ42を係合状態に制御する。
これにより、車両用振動低減装置1は、クランクシャフト4a、回転軸50の回転速度と変速機入力軸12の回転速度とが同期した後(同等となった後)に、第2クラッチ42を係合状態に、第3クラッチ43を解放状態に切り替えて、第1経路44と第2経路45とを切り替えることができる。よって、車両用振動低減装置1は、ショックなく第2クラッチ42と第3クラッチ43とを切り替えて、第2経路45が選択されている状態から第1経路44が選択されている状態に切り替えることができる。そしてこの結果、車両用振動低減装置1は、振動低減装置本体20の回転体30をエンジン4に連結し回転体30の慣性質量を駆動側の慣性質量として付加させた状態から、回転体30を動力伝達装置5に連結し回転体30の慣性質量を被駆動側の慣性質量として付加させた状態に切り替えることができる。したがって、車両用振動低減装置1は、ダンパ6のダンパスプリング6aより上流の駆動側(動力源側)の慣性質量とダンパスプリング6aより下流の被駆動側(駆動輪側)の慣性質量とのバランスを運転状態に応じて最適化することができる。これにより、車両用振動低減装置1は、エンジン4の回転数やエンジントルク等の運転状態に応じて変動する駆動側と被駆動側との共振点(パワートレーン3の共振点)を低下させ共振を効果的に抑制することができる。この結果、車両用振動低減装置1は、パワートレーン3の共振点を調節し、NVHを許容範囲内まで低減することができる。よって、この車両用振動低減装置1は、例えば、パワートレーン3で発生したエンジン爆発1次に起因する振動を抑制することができ、振動騒音の低減、燃費の向上を図ることができる。
次に、図4のフローチャートを参照してECU10による制御の一例を説明する。
車両2の発進モード(発進制御)として、まず、ECU10は、運転者による操作等に基づいて、エンジン4を始動する(ST1)。
次に、ECU10は、アイドル回転制御として、エンジン4を制御しエンジン回転数が予め設定されたアイドル回転数になるように制御する(ST2)。
次に、ECU10は、エンジン回転数がアイドル回転数に到達したか否かを判定する(ST3)。ECU10は、例えば、エンジン回転数センサ63による検出結果等に基づいて、エンジン回転数センサ63が検出したエンジン回転数Neと予め設定されるアイドル目標回転数Niとの関係が下記の数式(1)に示す判定式を満たすか否かを判定する。数式(1)において、「α」は予め設定される、アイドル目標回転数Niとエンジン回転数Neとの誤差範囲である。

Ne>Ni−α ・・・ (1)
ECU10は、エンジン回転数Neとアイドル目標回転数Niとの関係が数式(1)に示す判定式を満たさないと判定した場合(ST3:No)、すなわち、エンジン回転数がアイドル回転数に到達していないと判定した場合、ST2に戻って以降の処理を繰り返し実行する。
ECU10は、エンジン回転数Neとアイドル目標回転数Niとの関係が数式(1)に示す判定式を満たすと判定した場合(ST3:Yes)、すなわち、エンジン回転数がアイドル回転数に到達したと判定した場合、第3クラッチ43を係合状態に制御する(ST4)。これにより、車両用振動低減装置1は、回転体30が直接的にクランクシャフト4aに連結された状態となる。このとき、第1クラッチ41、第2クラッチ42は、解放状態となっている。
次に、ECU10は、第3クラッチ43の係合が完了したか否かを判定する(ST5)。ECU10は、例えば、エンジン回転数センサ63、回転体回転数センサ65による検出結果等に基づいて、エンジン回転数センサ63が検出したエンジン回転数Neと回転体回転数センサ65が検出した回転軸50の回転数Nfとの関係が下記の数式(2)に示す判定式を満たすか否かを判定する。数式(2)において、「β」は予め設定される、エンジン回転数Neと回転軸50の回転数Nfとの誤差範囲である。

Ne−Nf<β ・・・ (2)
ECU10は、エンジン回転数Neと回転軸50の回転数Nfとの関係が数式(2)に示す判定式を満たさないと判定した場合(ST5:No)、すなわち、第3クラッチ43の係合が完了していないと判定した場合、ST4に戻って以降の処理を繰り返し実行する。
ECU10は、エンジン回転数Neと回転軸50の回転数Nfとの関係が数式(2)に示す判定式を満たすと判定した場合(ST5:Yes)、すなわち、中間軸54の回転速度と回転軸50の回転速度とが同期し第3クラッチ43の係合が完了したと判定した場合、スロットル開度センサ61による検出結果等に基づいて、スロットル開度θを読み込む(ST6)。なお、ECU10は、スロットル開度θにかえて、アクセル開度センサ60による検出結果等に基づいて、アクセル開度を読み込んで以下の処理を行うようにしてもよい。
次に、ECU10は、ST6で読み込んだスロットル開度θに基づいて、スロットル開度θが0より大きいか否かを判定する(ST7)。ECU10は、スロットル開度θが0以下であると判定した場合(ST7:No)、ST6に戻って以降の処理を繰り返し実行する。
ECU10は、スロットル開度θが0より大きいと判定した場合(ST7:Yes)、エンジン4を制御し、エンジン回転数を第1クラッチ41のミート回転数に上昇させる(ST8)。ここで、第1クラッチ41のミート回転数とは、スロットル開度θに基づいて設定される回転数であり、第1クラッチ41を係合させる際の回転数である。第1クラッチ41のミート回転数は、スロットル開度θに関するマップ(不図示)、あるいは、数式モデル等としてECU10の記憶部に予め記憶されている。ECU10は、ST6で読み込んだスロットル開度θに基づいて、当該マップ、あるいは、数式モデルからスロットル開度θに応じたミート回転数を算出する。
そして、ECU10は、エンジン4を制御してエンジン回転数をミート回転数で維持しつつ、第1クラッチ41を係合状態に制御する(ST9)。
そして、ECU10は、クランクシャフト4a、回転軸50の回転速度と変速機入力軸12の回転速度とが同期し第1クラッチ41の係合が完了した後に、第2クラッチ42、第3クラッチ43を制御して第2クラッチ42と第3クラッチ43とを切り替えて(ST10)、この発進モード(発進制御)を終了する。これにより、車両用振動低減装置1は、第2経路45が選択されている状態から第1経路44が選択されている状態になる。
次に、図5のタイムチャートを参照して車両用振動低減装置1の動作の一例を説明する。図5は、横軸を時間軸、縦軸をトルク、回転数としている。図5中、実線L1はエンジン出力トルク、実線L2はエンジン回転数、一点鎖線L3はエンジン出力トルクのうちのエンジン回転上昇用トルク成分、点線L4はエンジン出力トルクのうちの車両駆動トルク成分、一点鎖線L5は変速機入力軸12の入力軸回転数、二点鎖線L6は回転体30(回転軸50)の回転体回転数を表している。
車両用振動低減装置1は、第1クラッチ41、第2クラッチ42、第3クラッチ43が解放されている状態で時刻t31にてエンジン4が始動すると、エンジン回転数がアイドル目標回転数Niになるように制御されると共に、時刻t32にて第3クラッチ43の係合が開始される。回転体回転数は、第3クラッチ43の係合動作に伴って上昇し、時刻t33にて第3クラッチ43の係合が完了すると、エンジン回転数と同等になる。このとき、エンジン回転数は、第3クラッチ43の係合前のアイドル目標回転数よりやや低い回転数に設定され、エンジン出力トルクもやや低下される。
そして、時刻t34にて運転者によりアクセル操作がONされると、エンジン出力トルクが増加し、エンジン回転数、回転体回転数は、これに伴ってエンジン出力トルクのエンジン回転上昇用トルク成分の作用によって上昇する。
そして、車両用振動低減装置1は、時刻t35にてエンジン回転数、回転体回転数がスロットル開度(アクセル開度)に応じたミート回転数Naとなると、第1クラッチ41の係合が開始される。すると、入力軸回転数は、第1クラッチ41の係合動作に伴って上昇し、これにより、車両2は、第1クラッチ41を介したエンジン出力トルクのうちのエンジン回転上昇用トルク成分の作用によって発進する。そして、入力軸回転数は、時刻t36にて第1クラッチ41の係合が完了すると、エンジン回転数、回転体回転数と同等になる。
なお、車両用振動低減装置1は、車両2の状態に応じて、ECU10が第2クラッチ42、第3クラッチ43を制御し両方を解放状態とすることで、回転体30等の慣性質量体を駆動系から切り離すこともできる。これにより、車両用振動低減装置1は、振動低減装置本体20の共振点調節が不要な運転状態である場合などに、必要に応じて駆動系の慣性質量を小さくすることができ、例えば、車両2の加速性を向上することができる。
以上で説明した実施形態に係る車両用振動低減装置1は、第1クラッチ41、第2クラッチ42、第3クラッチ43の作動状態を運転状態に応じて適宜に切り替えられることで、回転体30をエンジン4、又は、動力伝達装置5に選択的に連結することができる。これにより、車両用振動低減装置1は、駆動側の慣性質量と被駆動側の慣性質量とのバランスを運転状態に応じて最適化することができ、運転状態に応じて変動するパワートレーン3の共振点を低下させ共振を効果的に抑制することができる。そしてさらに、車両用振動低減装置1は、第1クラッチ41、第2クラッチ42、第3クラッチ43の作動状態を運転状態に応じて適宜に切り替えられることで、回転体30が慣性質量体であると共にフライホイールとしても兼用され、振動低減とあわせて、アイドリングの安定化、発進時のエネルギ損失の低減等を図ることができる。この結果、車両用振動低減装置1は、振動低減と燃費性能向上を両立することができ、適正に振動を低減することができる。
また、以上で説明した実施形態に係る車両用振動低減装置1は、第1クラッチ41、第2クラッチ42、第3クラッチ43は、変速機7の変速機入力軸12の回転軸線X1と同軸上に配置され、第2クラッチ42は、変速機入力軸12と回転体30とを動力伝達可能に係合した状態と係合を解除した状態とに切り替え可能である。したがって、車両用振動低減装置1は、装置全体を変速機7の変速機入力軸12と一体的に構成しやすくすることができ、また、第1経路44を介して回転体30に回転動力を伝達する場合と第2経路45を介して回転体30に回転動力を伝達する場合とで回転動力の変速比や回転方向を簡単な構成でそろえることができる。よって、車両用振動低減装置1は、シンプルな構成とすることができ、例えば、製造コストを低減することができる。
なお、この車両用振動低減装置1は、図6、図7に示すように、振動低減装置本体20がさらに回転調節装置80を備えていてもよい。回転調節装置80は、回転体30の回転を調節可能なものであり、回転体30への動力伝達経路に設けられる。回転調節装置80は、回転体30の回転を調節することで回転体30の慣性質量を可変に制御する可変慣性質量装置として機能する。また、回転調節装置80は、回転体30の回転を調節することで、回転体30への慣性エネルギの蓄積、又は、回転体30からの慣性エネルギの放出を行うことが可能となっている。ここでは、図6は、遊星歯車機構、回転電機等を用いたもの(回転調節装置80A)を例示しており、図7は、ベルト式無段変速機等を用いたもの(回転調節装置80B)を例示している。
図6に示す回転調節装置80Aは、遊星歯車機構81と、回転制御装置82とを含んで構成される。遊星歯車機構81は、差動回転可能な複数の回転要素を含み当該複数の回転要素のいずれかに回転体30が設けられる。回転制御装置82は、遊星歯車機構81の回転要素の回転を制御する。これにより、回転調節装置80Aは、回転体30の回転を調節して当該回転体30の慣性質量を可変に制御する。
回転調節装置80Aは、遊星歯車機構81を利用した変速装置にて、遊星歯車機構81の複数の回転要素のうちの1つが、エンジン4、あるいは、動力伝達装置5からの動力が入力される入力要素であると共に、他の回転要素が回転制御要素となっている。この場合、振動低減装置本体20は、回転調節装置80Aの遊星歯車機構81が回転軸50と回転体30との間に組み込まれる。そして、振動低減装置本体20は、遊星歯車機構81の各回転要素や回転体30が慣性質量体、つまり慣性モーメントを発生させるための慣性質量部材として作用する。なお、以下の説明では、慣性質量体の慣性質量を可変とするという場合、特に断りの無い限り、慣性質量体の回転を可変とすることで見掛けの上の慣性質量を可変とする場合を含むものとする。またここでは、振動低減装置本体20は、回転軸50、遊星歯車機構81、回転制御装置82、及び、回転体30全体が共振点調節装置の慣性質量体として作用する。
具体的には、回転調節装置80Aは、回転軸50から回転体30に伝達される回転動力を変速する際の変速比が変更されることで回転体30の回転を調節して回転体30の慣性質量を可変とする。また、本実施形態の回転調節装置80Aは、回転体30に伝達される回転動力の変速比を変更し回転体30の回転を調節することで、回転体30への慣性エネルギの蓄積、又は、回転体30からの慣性エネルギの放出を行う。
遊星歯車機構81は、相互に差動回転可能な各回転要素の回転中心が回転軸線X1と同軸で配置され、各回転要素は、動力が伝達されて回転軸線X1を回転中心として回転可能である。遊星歯車機構81は、いわゆる、シングルピニオン式の遊星歯車機構であり、回転要素として、サンギヤ81Sと、リングギヤ81Rと、キャリヤ81Cとを含んで構成される。サンギヤ81Sは、外歯歯車である。リングギヤ81Rは、サンギヤ81Sと同軸上に配置された内歯歯車である。キャリヤ81Cは、サンギヤ81S又はリングギヤ81R、ここでは両方に噛合する複数のピニオンギヤ81Pを自転可能かつ公転可能に保持する。本実施形態の遊星歯車機構81は、キャリヤ81Cが第1回転要素であり上記入力要素に相当し、サンギヤ81Sが第2回転要素であり上記回転制御要素に相当し、リングギヤ81Rが第3回転要素であり回転体30が設けられるフライホイール要素に相当する。
キャリヤ81Cは、円環板状に形成され、ピニオン軸に外歯歯車であるピニオンギヤ81Pを自転可能かつ公転可能に支持する。キャリヤ81Cは、遊星歯車機構81の入力部材をなす。キャリヤ81Cは、回転軸50に一体回転可能に結合される。回転軸50に伝達された動力は、このキャリヤ81Cに伝達(入力)される。リングギヤ81Rは、円環板状に形成され、内周面に歯車が形成される。サンギヤ81Sは、円筒状に形成され、外周面に歯車が形成される。リングギヤ81Rは、回転体30が一体回転可能に結合され、サンギヤ81Sは、回転制御装置82のモータ83が連結される。ここでは、回転体30は、円環状に形成され、リングギヤ81Rに対して回転軸線X1を回転中心として一体回転可能に結合される。
回転制御装置82は、遊星歯車機構81の回転要素の回転を制御するための装置として、速度制御装置としてのモータ83、バッテリ84等を含んで構成される。モータ83は、サンギヤ81Sに連結されこのサンギヤ81Sの回転を制御する。モータ83は、固定子としてのステータがケース等に固定され、回転子としてのロータがステータの径方向内側に配置されてサンギヤ81Sに一体回転可能に結合される。モータ83は、インバータなどを介してバッテリ84から供給された電力を機械的動力に変換する電動機としての機能(力行機能)と、入力された機械的動力を電力に変換しインバータなどを介してバッテリ84に充電する発電機としての機能(回生機能)とを兼ね備えた回転電機である。モータ83は、ロータが回転駆動することで、サンギヤ81Sの回転(速度)を制御することができる。モータ83は、ECU10によってその駆動が制御される。
上記のように構成される回転調節装置80Aは、ECU10が回転制御装置82のモータ83の駆動(制動)制御を実行することで、慣性質量体である回転体30を含む遊星歯車機構81の見掛け上の慣性質量を可変制御することができる。回転調節装置80Aを備える車両用振動低減装置1は、回転体30を含む遊星歯車機構81の慣性質量を可変とし駆動側、あるいは、被駆動側の慣性質量を調節する。
このとき、車両用振動低減装置1は、ECU10が回転制御装置82のモータ83の駆動を制御し、遊星歯車機構81の回転を制御し、回転調節装置80Aの変速比を制御することによって、より高精度な共振点調節制御を行う。これにより、車両用振動低減装置1は、振動低減装置本体20の慣性質量を適宜設定することができ、より広範囲な運転領域で適正に振動を低減することができる。
すなわち、車両用振動低減装置1は、ECU10がモータ83の駆動を制御しサンギヤ81Sの回転を可変制御する。これにより、車両用振動低減装置1は、遊星歯車機構81のサンギヤ81Sやリングギヤ81R等の回転要素、回転体30の回転を可変とし、これらサンギヤ81S、リングギヤ81R、回転体30等を含む慣性質量体に作用する慣性力を可変とする。これにより、車両用振動低減装置1は、慣性質量体の見掛け上の慣性質量を可変に制御する慣性質量制御を行う。例えば、車両用振動低減装置1は、相対的に大きな慣性質量体である回転体30の回転速度を増速することにより、慣性質量体の見掛け上の慣性質量を増加し、実際の慣性質量を増加させた場合と同等の効果を得ることができる。車両用振動低減装置1は、これを利用して、例えば、第2クラッチ42が係合状態である場合において、被駆動側の慣性質量を調節し共振点を変更することができ、振動低減装置本体20の振動低減特性を変更することができる。車両用振動低減装置1は、例えば、モータ83の駆動を制御し、回転体30の慣性質量を増加させることで被駆動側の慣性質量を増加させることができ、これにより、被駆動側の共振周波数を低下させ、パワートレーン3の共振点を低下させることができる。
したがって、車両用振動低減装置1は、ECU10がモータ83の駆動を制御し、遊星歯車機構81の回転制御を実行して回転体30等の慣性質量を調節することで、振動低減装置本体20の慣性質量をパワートレーン3で発生する振動に応じて適正に調節することができる。ECU10は、例えば、目標の制御量に基づいて、モータ83の駆動を制御する。ここで、目標の制御量は、現在のエンジン回転数、エンジントルク及び変速段等に応じて変化するパワートレーン3の共振点の数や共振周波数等により定まる振動モードに対応した制御量である。目標の制御量は、例えば、各振動モードで振動するパワートレーン3に対して、回転体30等の回転(慣性質量)を調節し共振点を低下させることで振動の低減を実現することができる目標モータ回転数である。
この結果、車両用振動低減装置1は、例えば、パワートレーン3における共振点(共振周波数)が変化するような場合であっても、振動低減装置本体20の慣性質量を適正な慣性質量に調節し共振点を調節することでパワートレーン3の効率や振動騒音が最適となるように制御することができる。これにより、車両用振動低減装置1は、振動の低減性能を向上することができることから、例えば、車両2の快適な走行を実現できると共に、例えば、後述の他の実施形態に示すような流体伝達機構のロックアップクラッチをONにすることができる回転数領域を拡大することができ、比較的に低回転数の領域でロックアップクラッチ機構をONにすることができるので燃費を向上できる。
そしてさらに、本実施形態のECU10は、回転調節装置80Aにおいて回転制御装置82を制御し遊星歯車機構81の回転要素の回転を制御することで、回転調節装置80Aの変速比を変更し、回転体30の回転を調節して、回転体30への慣性エネルギの蓄積、又は、回転体30からの慣性エネルギの放出を行うことができる。
例えば、ECU10は、回転軸50に伝達され回転体30に伝達される回転動力を慣性エネルギとして蓄積する場合には、モータ83の駆動を制御し、モータ回転数を低下させる。ECU10は、モータ回転数を低下させることで、サンギヤ81Sの回転数を減速側に調節し、リングギヤ81R及び回転体30の回転数を上昇させる。つまり、ECU10は、回転体30に慣性エネルギを蓄積する際に、回転制御装置82を制御して回転体30の回転数を上昇させる。さらに言えば、ECU10は、回転体30に慣性エネルギを蓄積する際には、モータ83を発電機として利用し、このモータ83を制動(発電)制御し、モータ回転数を低下させ、回転体30の回転数を上昇させる。
例えば、車両用振動低減装置1は、車両2の惰性走行や減速走行の際には、駆動輪9側からデファレンシャルギヤ8、変速機出力軸13、複数の変速段71、72、73のいずれか1つ、変速機入力軸12、中間軸52、第2クラッチ42、中間軸53、回転軸50等を介してキャリヤ81Cに回転動力が入力される。そして、振動低減装置本体20は、このキャリヤ81Cから回転体30に伝達された回転動力を、上記のように回転体30の回転数の上昇に伴って、この回転体30にて慣性エネルギとして蓄積することができる。すなわち、この車両用振動低減装置1は、車両2の惰性走行時や減速走行時に、駆動輪9側から回転体30に伝達された回転動力によって、この回転体30の回転数を上昇させ空転させることで、回転体30にて車両2の運動(走行)エネルギを回収、蓄積することができる。さらに言えば、振動低減装置本体20は、全体として、回転体30に慣性エネルギ(運動エネルギ)を蓄積すると共に、モータ83によって発電して回生することで、運動エネルギを電気エネルギに変換しバッテリ84に蓄積することもでき、より多くのエネルギを蓄積することができる。そしてこのとき、車両2は、制動装置11等と協調して回転体30の慣性による回転抵抗(負の回転力)が駆動輪9に作用することで車両2の駆動輪9に制動力が発生し、これにより、車両2が所望の減速度で減速する。
一方、ECU10は、例えば、回転体30に蓄積されている慣性エネルギを回転動力として放出する場合には、モータ83の駆動を制御し、モータ回転数を上昇させる。ECU10は、モータ回転数を上昇させることで、サンギヤ81Sの回転数を増速側に調節し、リングギヤ81R及び回転体30の回転数を低下させる。つまり、ECU10は、回転体30から慣性エネルギを放出する際に、回転制御装置82を制御して回転体30の回転数を低下させる。さらに言えば、ECU10は、回転体30から慣性エネルギを放出する際には、モータ83を電動機として利用し、このモータ83を駆動制御し、モータ回転数を上昇させ、回転体30の回転数を低下させる。
これにより、車両用振動低減装置1は、回転体30の回転数の低下に伴って、回転体30に蓄積されていた慣性エネルギを回転動力として放出し、キャリヤ81Cから出力する。キャリヤ81Cから出力された回転動力は、例えば、回転軸50、中間軸53、第2クラッチ42、中間軸52、変速機入力軸12、複数の変速段71、72、73のいずれか1つ、変速機出力軸13、デファレンシャルギヤ8等を介して駆動輪9に伝達される。すなわち、この車両用振動低減装置1は、例えば、車両2の加速走行時に、回転体30から慣性エネルギを放出し、回転体30側から駆動輪9に伝達された回転動力によって、駆動輪9を駆動することができる。さらに言えば、振動低減装置本体20は、全体として、回転体30から慣性エネルギを放出すると共に、モータ83が駆動し力行することで、バッテリ84に蓄積された電気エネルギを運動エネルギに変換して放出することができる。このとき、車両2は、エンジン4等と協調して回転体30やモータ83からの回転動力が駆動輪9に作用することで駆動力が発生し、これにより、車両2が加速する。
上記のように構成される車両用振動低減装置1は、例えば、車両2の状態に応じて回転調節装置80Aを制御することで、振動低減装置本体20の共振点調節装置としての機能と、車両2の走行エネルギ蓄積装置としての機能を適切に使い分けることで、振動の低減と燃費性能の向上とを更に良好に両立することができる。すなわち、車両用振動低減装置1は、運転状態に応じて振動低減装置本体20が共振点調節装置としてNVHを低減することができる。一方、車両用振動低減装置1は、車両2の運転状態に応じて、振動低減装置本体20がエネルギ蓄積装置としてエネルギ(慣性(運動)エネルギ、電気エネルギ)を蓄積することができ、蓄積したエネルギをエンジン4の出力と協調させて適宜放出することができる。
また、図7に示す回転調節装置80Bは、無段変速機85を含んで構成される。無段変速機85は、回転軸50からの回転動力を変速して回転体30に伝達可能であると共に当該変速する際の変速比を無段階に変更可能である。これにより、回転調節装置80Aは、回転体30の回転を調節して当該回転体30の慣性質量を可変に制御する。この場合、振動低減装置本体20は、回転調節装置80Bの無段変速機85が回転軸50と回転体30との間に組み込まれる。なお、以下の回転調節装置80Bの説明では、上述の回転調節装置80Aの説明と共通する事項については、できる限りその説明を省略する。
具体的には、回転調節装置80Bは、無段変速機85によって回転体30に伝達される回転動力を変速する際の変速比が変更されることで回転体30の回転を調節して回転体30の慣性質量を可変とする。また、本実施形態の回転調節装置80Bは、無段変速機85を制御し回転体30に伝達される回転動力の変速比を変更し回転体30の回転を調節することで、回転体30への慣性エネルギの蓄積、又は、回転体30からの慣性エネルギの放出を行うことが可能となっている。
無段変速機85は、いわゆるベルト式の無段変速機であり、入力軸85aと、出力軸85bと、入力軸85aに一体回転可能に結合されたプライマリプーリ85cと、出力軸85bに一体回転可能に結合されたセカンダリプーリ85dと、プライマリプーリ85cとセカンダリプーリ85dとの間に掛け渡された無端のベルト85eとを含んで構成される。無段変速機85は、入力軸85aに入力された動力をプライマリプーリ85cからベルト85eを介してセカンダリプーリ85dに伝達し、出力軸85bから出力可能であると共に、入力軸85a、プライマリプーリ85cと出力軸85b、セカンダリプーリ85dとの回転速度比である変速比を無段階に変更可能である。
入力軸85aは、無段変速機85において回転軸50からの回転動力が入力される回転部材である。出力軸85bは、無段変速機85において回転体30側へ回転動力を出力する回転部材である。入力軸85aは、動力が伝達されて回転軸線X1を回転中心として回転可能である。出力軸85bは、動力が伝達されて回転軸線X1と平行な回転軸線X3(例えば、回転軸線X2であってもよい。)を回転中心として回転可能である。入力軸85aは、回転軸50と一体回転可能に結合される。出力軸85bは、回転体30と一体回転可能に結合される。無段変速機85は、ECU10の制御に応じて油圧制御装置等からプライマリプーリ85cのプライマリシーブ油圧室、セカンダリプーリ85dのセカンダリシーブ油圧室に供給されるオイルの圧力(プライマリ圧、セカンダリ圧)に応じて、変速動作を行い、変速比を無段階に変更する。
上記のように構成される回転調節装置80Bは、ECU10が無段変速機85の変速比制御を実行することで、慣性質量体である回転体30の見掛け上の慣性質量を可変制御することができる。回転調節装置80Bを備える車両用振動低減装置1は、回転調節装置80Bが回転体30の慣性質量を可変とし駆動側、あるいは、被駆動側の慣性質量を調節する。
このとき、車両用振動低減装置1は、ECU10が無段変速機85を制御し、回転調節装置80Bの変速比を制御することによって、より高精度な共振点調節制御を行う。これにより、車両用振動低減装置1は、振動低減装置本体20の慣性質量を適宜設定することができ、より広範囲な運転領域で適正に振動を低減することができる。本実施形態のECU10は、無段変速機85の変速比を制御することで回転調節装置80Bの変速比を変更して回転体30の回転を調節し回転体30等の慣性質量を調節する。ここでは、ECU10は、無段変速機85が無段変速機であるため、より細かく無段階に、シームレスに回転体30の回転調節、共振点調節が可能である。ECU10は、例えば、変速機7の変速動作やエンジン4の回転数やエンジントルク等の運転状態の変動に伴って被駆動側の慣性質量が変動し、パワートレーン3の共振点が変動する場合には、これに対応すべく無段変速機85の変速比を制御することによって回転体30の回転(慣性質量)を調節する。
すなわち、車両用振動低減装置1は、ECU10が無段変速機85を制御し回転体30等の回転(慣性質量)を調節することで、振動低減装置本体20の慣性質量をパワートレーン3で発生する振動に応じて適正に調節することができる。ECU10は、例えば、目標の制御量に基づいて無段変速機85の変速比を制御する。目標の制御量は、例えば、各振動モードで振動するパワートレーン3に対して、回転体30等の回転(慣性質量)を調節し共振点を低下させることで振動の低減を実現することができる目標変速比である。
また、ECU10は、無段変速機85の変速比を制御することで回転調節装置80Bの変速比を変更して回転体30の回転を調節し、回転体30への慣性エネルギの蓄積、又は、回転体30からの慣性エネルギの放出を行うこともできる。
例えば、ECU10は、回転軸50に伝達され回転体30に伝達される回転動力を慣性エネルギとして蓄積する場合には、無段変速機85をアップシフトする。この結果、振動低減装置本体20は、回転体30の回転数が上昇し、これに伴って回転体30に伝達された回転動力をこの回転体30にて慣性エネルギとして蓄積することができる。
一方、ECU10は、例えば、回転体30に蓄積されている慣性エネルギを回転動力として放出する場合には、無段変速機85をダウンシフトする。この結果、振動低減装置本体20は、回転体30の回転数が低下し、これに伴って回転体30に蓄積されていた慣性エネルギを回転動力として放出することができる。
したがって、上記のように構成される車両用振動低減装置1は、回転体30を含む振動低減装置本体20にエネルギ(回転体30の慣性運動エネルギ)を蓄積し、必要に応じてエネルギを放出することができ、よって、燃費性能の向上を図ることができる。そして、車両用振動低減装置1は、無段変速機85でより細かく無段階に回転体30の回転調節、慣性質量調節が可能である。よって、車両用振動低減装置1は、より状況に応じて詳細に精度よく共振点調節を行うことができると共に、より円滑に回転体30への慣性エネルギの蓄積、回転体30からの慣性エネルギの放出を行うことができエネルギの蓄積、放出の効率を極めて高くすることができる。この結果、車両用振動低減装置1は、さらなる振動の低減と燃費性能の向上を実現することができる。この場合も、車両用振動低減装置1は、例えば、車両2の状態に応じて回転調節装置80Bを制御することで、振動低減装置本体20の共振点調節装置としての機能と、車両2の走行エネルギ蓄積装置としての機能を適切に使い分けることで、振動の低減と燃費性能の向上とを更に良好に両立することができる。
なお、以上で説明した回転調節装置80は、上述した回転調節装置80A、回転調節装置80Bの構成に限られない。回転調節装置80は、例えば、第3クラッチ43を兼用して用いてもよい。つまり、車両用振動低減装置1は、第3クラッチ43を第3係合装置、及び、回転調節装置として兼用してもよい。この場合、ECU10は、第3クラッチ43のスリップ量を調節することで、回転体30の回転を調節し、回転体30の慣性質量を可変とする。また、ECU10は、第3クラッチ43のスリップ量を調節することで、回転体30の回転を調節し、回転体30への慣性エネルギの蓄積、又は、回転体30からの慣性エネルギの放出を行う。
[実施形態2]
図8は、実施形態2に係る車両用振動低減装置の概略構成図、図9は、変形例に係る車両用振動低減装置の概略構成図である。実施形態2に係る車両用振動低減装置は、係合装置等の配置が実施形態1とは異なる。その他、上述した実施形態と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略する(以下で説明する実施形態でも同様である。)。
図8に示すように、本実施形態に係る車両用振動低減装置201は、回転体30が回転軸線X1と同軸上に配置されると共に、第2係合装置としての第2クラッチ242が変速機7の変速機出力軸13側に設けられる。そして、車両用振動低減装置201は、回転体30がカウンタギヤ251、252、253、第2クラッチ242等を介して変速機出力軸13に連結可能に構成される。
具体的には、車両用振動低減装置201は、回転体30や回転軸50等を含んで構成される振動低減装置本体20と、複数の係合装置としての第1クラッチ(第1係合装置)41、第2クラッチ(第2係合装置)242、第3クラッチ(第3係合装置)43と、ECU10とを備える。
本実施形態の回転体30は、第1クラッチ41、第2クラッチ242、第3クラッチ43等を介してクランクシャフト4a、又は、変速機出力軸13に選択的に動力伝達可能に連結される。振動低減装置本体20、第1クラッチ41、第3クラッチ43、ECU10等は、上述の車両用振動低減装置1(図1参照)とほぼ同様の構成であるので、できる限り説明を省略する。
そして、本実施形態の第2クラッチ242は、トランスミッション/フライホイール連結用クラッチであり、変速機出力軸13と回転体30とを動力伝達可能に係合した状態と係合を解除した状態とに切り替え可能である。第2クラッチ242は、変速機出力軸13側の回転部材242aと回転体30側の回転部材242bとを動力伝達可能に係合し変速機出力軸13と回転体30とを動力伝達可能に係合した係合状態と、この係合を解除した解放状態とに切り替え可能である。
ここでは、回転部材242aは、変速機出力軸13と一体回転する部材である。一方、回転部材242bは、カウンタギヤ251と一体回転可能に結合された部材である。カウンタギヤ251は、回転軸線X2と同軸上に配置され、動力が伝達されて回転軸線X2を回転中心として回転可能である。そして、カウンタギヤ251は、カウンタギヤ252と噛み合っている。カウンタギヤ252は、カウンタギヤ251と動力伝達可能に噛み合っていると共に、回転軸50に一体回転可能に結合されたカウンタギヤ253とも動力伝達可能に噛み合っている。
上記のように構成される車両用振動低減装置201は、第1クラッチ41、第2クラッチ242が係合状態、第3クラッチ43が解放状態となることで、第1経路44が形成される。この場合、回転体30は、変速機出力軸13に連結される。この結果、振動低減装置本体20は、この回転体30を動力伝達装置5に連結し、回転体30の慣性質量をダンパスプリング6aより下流の被駆動側(駆動輪側)の慣性質量として付加することができる。この場合、エンジン4側、あるいは、駆動輪9側から変速機出力軸13に伝達された回転動力は、第2クラッチ242、カウンタギヤ251、カウンタギヤ252、カウンタギヤ253等を順に介して回転軸50に入力(伝達)され、回転体30に伝達される。このとき、変速機出力軸13から回転軸50に伝達される動力は、カウンタギヤ251、カウンタギヤ252及びカウンタギヤ253における変速比(ギヤ比)に応じて変速され、回転体30側に伝達される。
また、車両用振動低減装置201は、少なくとも第2クラッチ242が解放状態、第3クラッチ43が係合状態となることで、車両用振動低減装置1(図1参照)と同様に第2経路45が形成される。
なお、カウンタギヤ251、カウンタギヤ252及びカウンタギヤ253における変速比は、変速機7で所定の変速段(例えば、変速段71)が選択された際に第1経路44を介して回転体30に回転動力が伝達される場合と第2経路45を介して回転体30に回転動力が伝達される場合とで回転動力の回転方向を同方向とした上で、変速比が同等にそろうように設定されることが好ましいがこれに限らない。カウンタギヤ251、カウンタギヤ252及びカウンタギヤ253における変速比は、種々の要求に応じて適宜設定されればよい。
以上で説明した実施形態に係る車両用振動低減装置201は、振動低減と燃費性能向上を両立することができ、適正に振動を低減することができる。さらに、車両用振動低減装置201は、第2クラッチ242と第3クラッチ43とを内外二重クラッチ構造とすることなく、第1経路44、第2経路45を構成することができるので、組み付けが容易であり、例えば、製造コストや信頼性を向上することができる。
なお、図9は、変形例に係る車両用振動低減装置201Aを表している。車両用振動低減装置201Aは、回転体30が回転軸線X2と同軸上に配置されると共に、回転軸50にカウンタギヤ251が一体回転可能に結合される。
この場合、第1経路44が選択されている状態では、エンジン4側、あるいは、駆動輪9側から変速機出力軸13に伝達された回転動力は、第2クラッチ242を介して回転軸50に入力(伝達)され、回転体30に伝達される。一方、第2経路45が選択されている状態では、エンジン4側から中間軸54に伝達された回転動力は、第3クラッチ43、カウンタギヤ253、カウンタギヤ252、カウンタギヤ251等を順に介して回転軸50に入力(伝達)され、回転体30に伝達される。
この場合であっても、車両用振動低減装置201Aは、振動低減と燃費性能向上を両立することができ、適正に振動を低減することができる。
[実施形態3]
図10は、実施形態3に係る車両用振動低減装置の概略構成図、図11、図12は、実施形態3に係る車両用振動低減装置における制御の一例を示す模式図、図13は、実施形態3に係る車両用振動低減装置における制御の一例を示すフローチャート、図14は、実施形態3に係る車両用振動低減装置で用いるエンジントルクマップの一例を示す線図、図15は、実施形態3に係る車両用振動低減装置で用いる慣性質量増加速度マップの一例を示す線図、図16は、実施形態3に係る車両用振動低減装置における制御の一例を示すフローチャートである。実施形態3に係る車両用振動低減装置は、第2制御装置を備えると共に、動力伝達装置が流体伝達機構を有する点で実施形態1とは異なる。
図10に示すように、本実施形態に係る車両用振動低減装置301は、回転体30や回転軸50等を含んで構成される振動低減装置本体20と、複数の係合装置としての第1クラッチ(第1係合装置)41、第2クラッチ(第2係合装置)42、第3クラッチ(第3係合装置)43と、ECU10とを備える。本実施形態のECU10は、第1制御装置であると共に第2制御装置としても兼用される。また、本実施形態の振動低減装置本体20は、回転調節装置80を含んで構成される。なお、振動低減装置本体20、第1クラッチ41、第2クラッチ42、第3クラッチ43、ECU10等の基本的な構成は、上述の車両用振動低減装置1(図1参照)とほぼ同様であるので、できる限り説明を省略する。
ここで、本実施形態の車両用振動低減装置301が適用されるパワートレーン3の動力伝達装置5は、作動油等の流体を介して回転動力を伝達可能である流体伝達機構としての流体継手(いわゆるフルードカップリング)306を有する。流体継手306は、中間軸51と一体回転可能に結合されたポンプ(ポンプインペラ)306P、ダンパ6と一体回転可能に結合されたタービン(タービンランナ)306T等を含んで構成され、ハウジング内のポンプ306Pとタービン306Tとの間の空間に流体が充填される。流体継手306は、ポンプ306Pに伝達された回転動力を流体を介してタービン306Tに伝達するクラッチの一種である。また、本実施形態の第1クラッチ41、ダンパ6は、流体継手306に組み込まれた構成となっており、第1クラッチ41は、流体継手306のロックアップクラッチとして構成される。流体継手306は、ロックアップクラッチである第1クラッチ41が解放状態である場合には、クランクシャフト4aからの回転動力を中間軸51、ポンプ306P、流体、タービン306Tを介してダンパ6に伝達する。一方、流体継手306は、ロックアップクラッチである第1クラッチ41が係合状態である場合には、クランクシャフト4aからの回転動力を中間軸51、第1クラッチ41を介して(流体を介さずに)ダンパ6に伝達する。
ECU10は、エンジン4の始動後等、エンジン4がアイドル運転状態である場合に、第1クラッチ41、及び、第2クラッチ42を解放状態に、第3クラッチ43を係合状態に制御する。これにより、車両用振動低減装置301は、エンジン4のアイドリングを安定化させることができる。
また、ECU10は、運転者によりアクセル操作がONされた場合には、第1クラッチ41、及び、第2クラッチ42が解放状態、第3クラッチ43が係合状態である状態から車両2を発進させる。このとき、本実施形態のECU10は、発進開始時にすぐに第1クラッチ41を係合状態へと制御するのではなく、第1クラッチ41を解放状態で維持して、流体継手306の流体を介した流体伝達により回転動力を駆動輪9に伝達するように制御する。これにより、車両用振動低減装置301は、上記のように発進クラッチスリップ損失を抑制し、車両2の発進時のエネルギ損失を低減した上で、流体継手306における流体伝達により回転変動を抑制することができ、好適に振動を抑制することができる。
そして、ECU10は、第1クラッチ41、及び、第2クラッチ42が解放状態、第3クラッチ43が係合状態である状態からから車両2が発進した際には下記のように制御する。すなわち、ECU10は、第2クラッチ42の動力伝達装置5側の回転速度と回転体30側の回転速度とが同期した後に、第3クラッチ43を解放状態、第2クラッチ42を係合状態に制御する。この場合、ECU10は、例えば、入力軸回転数センサ64、回転体回転数センサ65が検出した変速機入力軸12の入力軸回転数、回転体30の回転軸50の回転数に基づいて第2クラッチ42の動力伝達装置5側の回転速度と回転体30側の回転速度とが同期したかを判定すればよい。そして、ECU10は、第3クラッチ43の解放、及び、第2クラッチ42の係合が完了した後に、第1クラッチ41を係合状態に制御する。
これにより、車両用振動低減装置301は、発進初期においては流体継手306における流体伝達により振動を抑制した上で、クランクシャフト4a、回転軸50の回転速度と変速機入力軸12の回転速度とが同期した後に、ショックなく第2クラッチ42と第3クラッチ43とを切り替えることができる。その後、車両用振動低減装置301は、第2クラッチ42と第3クラッチ43とが切り替わった後に、第1クラッチ41を係合状態とし、流体継手306による流体伝達よりもエネルギ損失の少ない第1クラッチ41による動力伝達に切り替えて、第2経路45が選択されている状態から第1経路44が選択されている状態に切り替えることができる。この結果、車両用振動低減装置301は、振動低減装置本体20の回転体30をエンジン4に連結し回転体30の慣性質量を駆動側の慣性質量として付加させた状態から、回転体30を動力伝達装置5に連結し回転体30の慣性質量を被駆動側の慣性質量として付加させた状態に切り替えることができる。これにより、車両用振動低減装置301は、エンジン4の回転数やエンジントルク等の運転状態に応じて変動する駆動側と被駆動側との共振点(パワートレーン3の共振点)を低下させ共振を効果的に抑制することができる。
さらに、本実施形態のECU10は、エンジン4の出力に基づいて回転調節装置80を制御し回転体30の回転を調節する。典型的には、ECU10は、エンジン4の低負荷域ではエンジン効率が悪いので、可能な限りエンジン4の高効率の領域を用い、余った動力を回転体30に蓄積する。ECU10は、エンジン4の出力に基づいて、エンジン4の低負荷発進時には回転調節装置80を制御して相対的に大慣性質量とし、エンジン4の高負荷発進時には回転調節装置80を制御して相対的に小慣性質量としエンジン効率のよい領域を利用できるようにする。なお、本実施形態の車両用振動低減装置301は、この場合、第1クラッチ41、第2クラッチ42が解放状態、第3クラッチ43が係合状態に制御されている。
より詳細には、ECU10は、例えば、図11に例示するように、回転調節装置80を制御し、車両2の走行に用いる動力に対するエンジン4が発生させる動力の余剰分を回転体30に蓄積可能である。この図11は、横軸をエンジン回転数、縦軸をエンジントルクとし、エンジン回転数とエンジントルクとに応じて定まるエンジン4の動作点と燃費効率との関係を表している。図11中の実線L21から実線L26はそれぞれエンジン4の燃費効率(例えば、燃料消費率)が同等となる等燃費効率線(例えば、等燃料消費率曲線)を表している。なお、後述の図12についても同様である。
エンジン4において所定のエンジン回転数で車両2の走行に用いる動力としての発進駆動用トルクを発生させる場合の動作点P11は、当該所定のエンジン回転数においてエンジン4の燃費効率が好適となる動作点P12より相対的に燃費効率が低くなる傾向にある。
本実施形態のECU10は、例えば、車両2の発進時にエンジン4を制御し、動作点P12に応じたエンジン回転数、エンジントルクでエンジン4を動作させる。そして、ECU10は、回転調節装置80を制御し、動作点P11に対する動作点P12の余剰分の動力としてのフライホイール吸収トルクTe3に応じたエネルギを回転体30に慣性エネルギとして蓄積する。
これにより、車両用振動低減装置301は、エンジン4を燃費効率が好適となる動作点で運転させつつ、車両2の走行に用いる動力に対するエンジン4が発生させる動力の余剰分を無駄にすることなく、回転体30に蓄積することができる。すなわち、車両用振動低減装置301は、エンジン出力エネルギのうち発進エネルギに対する余剰エネルギを回転体30に慣性エネルギとして蓄積すると共に、燃費効率の良い領域でエンジン4を運転することができる。よって、車両用振動低減装置301は、さらなる燃費性能の向上を実現することができる。
例えば、エンジン回転角速度を「ωe」、回転体(フライホイール)角速度を「ωf」、流体継手ポンプ角速度を「ωp」として場合、「ωe」、「ωf」、「ωp」との関係は、例えば、下記の数式(3)、(4)で表すことができる。

ωe=ωf=ωp ・・・ (3)

dωe/dt=ωf/dt=ωp/dt ・・・ (4)
また、例えば、エンジントルクを「Te」、回転体(フライホイール)トルクを「Tf」、流体継手ポンプトルクを「Tp」、流体継手容量係数を「Cp」、エンジン回転数を「Ne」、回転体(フライホイール)慣性質量を「If」とした場合、これらの関係は、例えば、下記の数式(5)から(10)で表すことができる。

Te=Tp+Tf ・・・ (5)

Tp=Cp・Ne2 ・・・ (6)

Ne=(2π/60)・ωe ・・・ (7)

Tf=If・(dωf/dt) ・・・ (8)

Te=Cp・Ne2+If・(dωf/dt) ・・・ (9)

Te=Cp・((2π/60)・ωe)2+If・(dωe/dt) ・・・ (10)
つまり、車両用振動低減装置301は、例えば、効率のよいエンジン出力状況でエンジン4を運転すると共に回転調節装置80を制御し、回転体慣性質量Ifを制御することにより、エンジン回転数の上昇を制御すると共に同時に車両加速度を制御することができる。
また、ECU10は、例えば、図12に例示するように、回転調節装置80を制御し、車両2の走行に用いる動力に対するエンジン4が発生させる動力の不足分を回転体30から放出可能である。なお、本実施形態の車両用振動低減装置301は、この場合、第1クラッチ41、第2クラッチ42が解放状態、第3クラッチ43が係合状態に制御されている。
例えば、車両2を上り坂道で発進させる場合や急発進させる場合など、車両2を走行させる際に比較的に高い動力性能が要求される場合、必要とされる動力をエンジン4単体で出力した場合の動作点P21は、エンジン4の燃費効率が好適となる動作点P22に対してエンジン4が過負荷状態となり相対的に燃費効率が低くなる場合がある。
本実施形態のECU10は、例えば、大きな動力が必要とされる車両2の発進時に、エンジン4を制御し、動作点P22に応じたエンジン回転数、エンジントルクでエンジン4を動作させる。そして、ECU10は、回転調節装置80を制御し、動作点P21に対する動作点P22の不足分の動力としてのフライホイール放出トルクTe4に応じたエネルギを回転体30から放出する。つまり、ECU10は、エンジン4の過負荷領域でエンジン効率が悪いので、高効率の領域を用いた上で、アイドル運転中等に回転体30に蓄積されたエネルギを、不足分の動力として利用する。これにより、車両用振動低減装置301は、エンジン4を燃費効率が好適となる動作点で運転させつつ、車両2の走行に用いる動力に対するエンジン4が発生させる動力の不足分を、回転体30に蓄積されているエネルギによって補うことができる。すなわち、車両用振動低減装置301は、燃費効率の良い領域でエンジン4を運転すると共に、発進エネルギに対してエンジン出力エネルギの不足エネルギを回転体30に蓄積されているエネルギによってまかなうことができる。よって、車両用振動低減装置301は、適切な発進性能、動力性能を確保した上でさらなる燃費性能の向上を実現することができる。
次に、図13のフローチャートを参照してECU10による制御の一例を説明する。ここではまず、車両2の走行に用いる動力に対するエンジン4が発生させる動力の余剰分を回転体30に蓄積する場合を説明する。
車両2の発進モード(発進制御)として、まず、ECU10は、運転者による操作等に基づいて、エンジン4を始動する(ST201)。
次に、ECU10は、アイドル回転制御として、エンジン4を制御しエンジン回転数が予め設定されたアイドル回転数になるように制御する(ST202)。
次に、ECU10は、上述と同様に数式(1)等を用いて、エンジン回転数がアイドル回転数に到達したか否かを判定する(ST203)。
ECU10は、エンジン回転数がアイドル回転数に到達していないと判定した場合(ST203:No)、ST202に戻って以降の処理を繰り返し実行する。
ECU10は、エンジン回転数がアイドル回転数に到達したと判定した場合(ST203:Yes)、第3クラッチ43を係合状態に制御する(ST204)。
次に、ECU10は、上述と同様に数式(2)等を用いて、第3クラッチ43の係合が完了したか否かを判定する(ST205)。
ECU10は、第3クラッチ43の係合が完了していないと判定した場合(ST205:No)、ST204に戻って以降の処理を繰り返し実行する。
ECU10は、中間軸54の回転速度と回転軸50の回転速度とが同期し第3クラッチ43の係合が完了したと判定した場合(ST205:Yes)、エンジン回転数をアイドル回転数で保ちながら、スロットル信号(あるいはアクセル信号)を待ちうける(ST206)。
そして、ECU10は、スロットル開度センサ61による検出結果等に基づいて、スロットル開度θを読み込む(ST207)。
次に、ECU10は、ST207で読み込んだスロットル開度θに基づいて、スロットル開度θが0より大きいか否かを判定する(ST208)。ECU10は、スロットル開度θが0以下であると判定した場合(ST208:No)、ST206に戻って以降の処理を繰り返し実行する。
ECU10は、スロットル開度θが0より大きいと判定した場合(ST208:Yes)、ST207で読み込んだスロットル開度θに基づいて、エンジントルクTeを決定する(ST209)。
ここでは、ECU10は、例えば、図14に例示するエンジントルクマップm1に基づいて、エンジントルクTeを決定する。エンジントルクマップm1は、横軸がスロットル開度θ、縦軸がエンジントルクTeを示す。このエンジントルクマップm1は、スロットル開度θと、エンジントルクTeとの関係を記述したものである。エンジントルクマップm1は、スロットル開度θとエンジントルクTeとの関係が、実車評価等を踏まえて予め設定された上で、ECU10の記憶部に格納されている。このエンジントルクマップm1では、エンジントルクTeは、実線L31に示すように、スロットル開度θの増加に伴って増加するように設定されている。そして、エンジントルクマップm1では、エンジントルクTeは、エンジン4の燃費効率が好適となるように、エンジン回転数に対する動作点が上述の動作点P12近傍になるように設定され、典型的には、回転体30でのエネルギの蓄積を考慮しない場合(図14中の点線L32参照)と比較して、相対的に大きくなるように設定される。ECU10は、エンジントルクマップm1に基づいて、ST207で読み込んだスロットル開度θからエンジントルクTeを決定する。これにより、ECU10は、ここで決定されたエンジントルクTeに基づいてエンジン4を制御することで、エンジン4を燃費効率が好適となる動作点で運転させることができる。
なお、本実施形態では、ECU10は、図14に例示するエンジントルクマップm1を用いてエンジントルクTeを算出するものとして説明したが本実施形態はこれに限定されない。ECU10は、例えば、図14に例示するエンジントルクマップm1に相当する数式モデルに基づいてエンジントルクTeを算出するようにしてもよい。以下で説明する種々のマップについても同様である。
図13に戻って、ECU10は、ST209にてエンジントルクTeを決定した後、エンジン出力、車両走行条件(主にスロットル開度θ)等に基づいて第1クラッチ41のミート回転数Nmを計算し、エンジン回転数Neをミート回転数Nmに制御する(ST210)。
次に、ECU10は、ST209で決定したエンジントルクTeに基づいて、慣性質量増加速度Vfを決定する(ST211)。この慣性質量増加速度Vfは、回転調節装置80の目標の制御量に相当する。ECU10は、この慣性質量増加速度Vfに基づいて回転調節装置80を制御する。
ここでは、ECU10は、例えば図15に例示する慣性質量増加速度マップm2に基づいて、慣性質量増加速度Vfを決定する。慣性質量増加速度マップm2は、横軸がエンジントルクTe、縦軸が慣性質量増加速度Vfを示す。この慣性質量増加速度マップm2は、エンジントルクTeと、慣性質量増加速度Vfとの関係を記述したものである。慣性質量増加速度マップm2は、エンジントルクTeと慣性質量増加速度Vfとの関係が、実車評価等を踏まえて予め設定された上で、ECU10の記憶部に格納されている。この慣性質量増加速度マップm2では、慣性質量増加速度Vfは、実線L41に示すように、エンジントルクTeの増加に伴って増加するように設定されている。そして、慣性質量増加速度マップm2では、慣性質量増加速度Vfは、エンジントルクTeに対して、車両2の走行に用いる動力として、適正な発進駆動用トルクを発生させるために、回転体30に蓄積すべきエネルギの大きさに応じて設定される。ECU10は、慣性質量増加速度マップm2に基づいて、ST209で決定したエンジントルクTeから慣性質量増加速度Vfを決定する。これにより、ECU10は、ここで決定された慣性質量増加速度Vfに基づいて回転調節装置80を制御することで、エンジン4を燃費効率が好適となる動作点で運転させつつ、車両2の走行に用いる動力に対するエンジン4が発生させる動力の余剰分を適切に回転体30に蓄積することができる。
図13に戻って、ECU10は、ST211にて慣性質量増加速度Vfを決定した後、見掛け慣性質量増加制御として、実際に慣性質量増加速度Vfに基づいて回転調節装置80を制御し、回転体30の回転を増速制御してエネルギを蓄積しつつ(ST212)、発進制御として、エンジントルクTeに基づいて、エンジン4の出力を制御する(ST213)。
そして、ECU10は、クランクシャフト4aの回転速度と変速機入力軸12の回転速度とが同期したか否かを判定する(ST214)。ECU10は、例えば、入力軸回転数センサ64による検出結果等に基づいて、ミート回転数Nm(エンジン回転数Ne)と入力軸回転数センサ64が検出した変速機入力軸12の入力軸回転数Ninとの関係が下記の数式(11)に示す判定式を満たすか否かを判定する。数式(11)において、「δ」は予め設定される、ミート回転数Nmと入力軸回転数Ninとの誤差範囲である。

Nm−Nin<δ ・・・ (11)
ECU10は、ミート回転数Nmと入力軸回転数Ninとの関係が数式(11)に示す判定式を満たさないと判定した場合(ST214:No)、すなわち、クランクシャフト4aの回転速度と変速機入力軸12の回転速度とが同期していない(同等となっていない)と判定した場合、振動低減装置本体20が慣性質量可変幅限界か否かを判定する(ST215)。ここで、慣性質量可変幅限界は、振動低減装置本体20において回転調節装置80によって回転体30の回転を制御(ここでは増速制御)して可変とすることができ慣性質量の限界に相当し、回転調節装置80の仕様等に応じて予め設定される。ECU10は、例えば、回転体30の回転数等に応じて振動低減装置本体20が慣性質量可変幅限界か否かを判定することができる。
ECU10は、振動低減装置本体20が慣性質量可変幅限界であると判定した場合(ST215:Yes)、ST213に戻って以降の処理を繰り返し実行する。ECU10は、振動低減装置本体20が慣性質量可変幅限界でないと判定した場合(ST215:No)、ST212に戻って以降の処理を繰り返し実行する。
ECU10は、ST214にてミート回転数Nmと入力軸回転数Ninとの関係が数式(11)に示す判定式を満たすと判定した場合(ST214:Yes)、すなわち、クランクシャフト4aの回転速度と変速機入力軸12の回転速度とが同期した(同等となった)と判定した場合、第2クラッチ42、第3クラッチ43を制御して第2クラッチ42と第3クラッチ43とを切り替える(ST216)。
そして、ECU10は、第1クラッチ41を係合状態に制御し(ST217)、この発進モード(発進制御)を終了する。
次に、図16のフローチャートを参照してECU10による制御の一例を説明する。ここでは、車両2の走行に用いる動力に対するエンジン4が発生させる動力の不足分を回転体30から放出する場合を説明する。
車両2の発進モード(発進制御)として、まず、ECU10は、運転者による操作等に基づいて、エンジン4を始動する(ST301)。
次に、ECU10は、アイドル回転制御として、エンジン4を制御しエンジン回転数が予め設定されたアイドル回転数になるように制御する(ST302)。
次に、ECU10は、上述と同様に数式(1)等を用いて、エンジン回転数がアイドル回転数に到達したか否かを判定する(ST303)。
ECU10は、エンジン回転数がアイドル回転数に到達していないと判定した場合(ST303:No)、ST302に戻って以降の処理を繰り返し実行する。
ECU10は、エンジン回転数がアイドル回転数に到達したと判定した場合(ST303:Yes)、第3クラッチ43を係合状態に制御する(ST304)。
次に、ECU10は、上述と同様に数式(2)等を用いて、第3クラッチ43の係合が完了したか否かを判定する(ST305)。
ECU10は、第3クラッチ43の係合が完了していないと判定した場合(ST305:No)、ST304に戻って以降の処理を繰り返し実行する。
ECU10は、中間軸54の回転速度と回転軸50の回転速度とが同期し第3クラッチ43の係合が完了したと判定した場合(ST305:Yes)、坂道、急発進信号がONか否かを判定する(ST306)。ECU10は、例えば、坂道、急発進モード選択するための運転モード選択スイッチの状態や路面の傾斜を検出する検出器からの信号等に基づいて坂道、急発進信号がONか否かを判定する。
ECU10は、坂道、急発進信号がOFFであると判定した場合(ST306:No)、図13で説明したST206に移行し以降の処理を繰り返し実行する。
ECU10は、坂道、急発進信号がONであると判定した場合(ST306:Yes)、エンジン回転数をアイドル回転数で待ち受けながら、スロットル信号(あるいはアクセル信号)を待ちうける(ST307)。
そして、ECU10は、スロットル開度センサ61による検出結果等に基づいて、スロットル開度θを読み込む(ST308)。
次に、ECU10は、ST308で読み込んだスロットル開度θに基づいて、スロットル開度θが0より大きいか否かを判定する(ST309)。
ECU10は、スロットル開度θが0以下であると判定した場合(ST309:No)、振動低減装置本体20が慣性質量可変幅限界(ここでは回転体30の増速制御の上限)か否かを判定する(ST310)。
ECU10は、振動低減装置本体20が慣性質量可変幅限界であると判定した場合(ST310:Yes)、ST309に戻って以降の処理を繰り返し実行する。
ECU10は、振動低減装置本体20が慣性質量可変幅限界でないと判定した場合(ST310:No)、見掛け慣性質量増加制御として、回転調節装置80を制御し、回転体30の回転を増速制御してエネルギを蓄積し(ST311)、ST308に戻って以降の処理を繰り返し実行する。
ECU10は、ST309にてスロットル開度θが0より大きいと判定した場合(ST309:Yes)、ST308で読み込んだスロットル開度θに基づいて、指示モード、すなわち、坂道、急発進モードのエンジントルクTeを決定する(ST312)。ここでは、ECU10は、基本的には、上述のST209と同様に、エンジン4が燃費効率の好適となる動作点で運転されるように、スロットル開度θからエンジントルクTeを決定する。なお、ECU10は、回転体30等に十分にエネルギが蓄積されていないような場合には、燃費効率が好適となる動作点から多少ずれても不足分のエネルギも見込んでエンジントルクTeを決定する。
次に、ECU10は、ST312にてエンジントルクTeを決定した後、エンジン出力、車両走行条件(主にスロットル開度θ)等に基づいて、坂道、急発進モード等の指定モードの第1クラッチ41のミート回転数Nmを計算し、エンジン回転数Neをミート回転数Nmに制御する(ST313)。
次に、ECU10は、ST312で決定したエンジントルクTeに基づいて、慣性質量減少速度Vf、言い換えれば、回転体(フライホイール)トルクTfを決定する(ST314)。この慣性質量減少速度Vfは、回転調節装置80の目標の制御量に相当する。ECU10は、この慣性質量減少速度Vfに基づいて回転調節装置80を制御する。ECU10は、例えば、マップ等に基づいて、ST312で決定したエンジントルクTeから慣性質量減少速度Vfを決定する。ここでは、ECU10は、車両2の走行に用いる動力に対するエンジン4が発生させる動力の不足分に応じて慣性質量減少速度Vfを決定する。これにより、ECU10は、ここで決定された慣性質量減少速度Vfに基づいて回転調節装置80を制御することで、適切な発進性能、動力性能を確保した上でエンジン4を燃費効率が好適となる動作点で運転させることができ、さらなる燃費性能の向上を実現することができる。
そして、ECU10は、見掛け慣性質量減少制御として、実際に慣性質量増加速度Vfに基づいて回転調節装置80を制御し、回転体30の回転を減速制御してエネルギを放出しつつ(ST315)、発進制御として、エンジントルクTeに基づいて、エンジン4の出力を制御する(ST316)。
そして、ECU10は、上述と同様に数式(11)等を用いて、クランクシャフト4aの回転速度と変速機入力軸12の回転速度とが同期したか否かを判定する(ST317)。
ECU10は、クランクシャフト4aの回転速度と変速機入力軸12の回転速度とが同期していない(同等となっていない)と判定した場合(ST317:No)、振動低減装置本体20が慣性質量可変幅限界(ここでは回転体30の減速制御の下限)か否かを判定する(ST318)。
ECU10は、振動低減装置本体20が慣性質量可変幅限界であると判定した場合(ST318:Yes)、回転調節装置80を制御し回転体(フライホイール)トルクTfを0にし(ST319)、ST316に戻って以降の処理を繰り返し実行する。
ECU10は、振動低減装置本体20が慣性質量可変幅限界でないと判定した場合(ST318:No)、ST315に戻って以降の処理を繰り返し実行する。
ECU10は、ST317にて、クランクシャフト4aの回転速度と変速機入力軸12の回転速度とが同期した(同等となった)と判定した場合(ST317:Yes)、第2クラッチ42、第3クラッチ43を制御して第2クラッチ42と第3クラッチ43とを切り替える(ST320)。
そして、ECU10は、第1クラッチ41を係合状態に制御し(ST321)、この発進モード(発進制御)を終了する。
以上で説明した実施形態に係る車両用振動低減装置301は、振動低減と燃費性能向上を両立することができ、適正に振動を低減することができる。
さらに、以上で説明した実施形態に係る車両用振動低減装置301は、エンジン4の出力に基づいて回転調節装置80を制御し回転体30の回転を調節する。したがって、車両用振動低減装置301は、運転者の加速要求等に応じて回転体30に対するエネルギの蓄積、放出をおこなった上で、燃費効率の良い領域でエンジン4を運転することができるので、さらなる燃費性能の向上を実現することができる。
[実施形態4]
図17は、実施形態4に係る車両用振動低減装置の概略構成図である。実施形態4に係る車両用振動低減装置は、流体伝達機構の構成が実施形態3とは異なる。
図17に示すように、本実施形態の車両用振動低減装置401が適用されるパワートレーン3の動力伝達装置5は、作動油等の流体を介して回転動力を伝達可能である流体伝達機構としてのトルクコンバータ406を有する。トルクコンバータ406は、流体継手の一種であり、中間軸51と一体回転可能に結合されたポンプ(ポンプインペラ)406P、ダンパ6と一体回転可能に結合されたタービン(タービンランナ)406T、ステータ406S、ワンウェイクラッチ406C等を含んで構成され、ハウジング内のポンプ406Pとタービン406Tとの間の空間に流体が充填される。トルクコンバータ406は、ポンプ406Pに伝達された回転動力を流体を介してタービン406Tに伝達する。第1クラッチ41、ダンパ6は、実施形態3と同様に、トルクコンバータ406に組み込まれた構成となっており、第1クラッチ41は、トルクコンバータ406のロックアップクラッチとして構成される。トルクコンバータ406は、ロックアップクラッチである第1クラッチ41が解放状態である場合には、クランクシャフト4aからの回転動力を中間軸51、ポンプ406P、流体、タービン406Tを介してダンパ6に伝達する。このとき、トルクコンバータ406は、流体を介して動力を伝達する際、所定のトルク比でトルクを増幅してタービン406Tに伝達する。一方、トルクコンバータ406は、ロックアップクラッチである第1クラッチ41が係合状態である場合には、クランクシャフト4aからの回転動力を中間軸51、第1クラッチ41を介して(流体を介さずに)ダンパ6に伝達する。このとき、トルクコンバータ406は、流体を介さずに動力を伝達する際、ほぼそのままのトルクでダンパ6に伝達する。
そして、本実施形態のECU10も、実施形態3と同様に、エンジン4の出力に基づいて回転調節装置80を制御し回転体30の回転を調節する。この場合、例えば、エンジン回転角速度を「ωe」、回転体(フライホイール)角速度を「ωf」、トルクコンバータポンプ角速度を「ωp」として場合、「ωe」、「ωf」、「ωp」との関係は、例えば、上述の数式(3)、(4)で表すことができる。また、例えば、エンジントルクを「Te」、回転体(フライホイール)トルクを「Tf」、トルクコンバータポンプトルクを「Tp」、トルクコンバータタービントルクを「Tt」、トルクコンバータ流体伝達トルク比を「t」、トルクコンバータ容量係数を「Cp」、エンジン回転数を「Ne」、回転体(フライホイール)慣性質量を「If」、回転体エネルギ蓄積時動力伝達装置(トランスミッション)入力トルクを「Tml」、回転体エネルギ放出時動力伝達装置(トランスミッション)入力トルクを「Tmh」とした場合、これらの関係は、例えば、上述の数式(5)から(10)、及び、下記の数式(12)から(14)で表すことができる。

Tt=t・Tp ・・・ (12)

Tml=t・Tp=t・(Te−|Tf|) ・・・ (13)

Tmh=t・Tp=t・(Te+|Tf|) ・・・ (14)
つまり、車両用振動低減装置401は、例えば、効率のよいエンジン出力状況でエンジン4を運転すると共に回転調節装置80を制御し、回転体慣性質量Ifを制御することにより、エンジン回転数の上昇を制御すると共に同時に車両加速度を制御することができる。このとき、ECU10は、トルクコンバータ406のトルク比tを考慮して、エンジン4の出力を制御し、回転体慣性質量Ifを制御する。
以上で説明した実施形態に係る車両用振動低減装置401は、振動低減と燃費性能向上を両立することができ、適正に振動を低減することができる。
さらに、以上で説明した実施形態に係る車両用振動低減装置401は、運転者の加速要求等に応じて回転体30に対するエネルギの蓄積、放出をおこなった上で、燃費効率の良い領域でエンジン4を運転することができるので、さらなる燃費性能の向上を実現することができる。このとき、車両用振動低減装置401は、発進時の出力エンジントルクを相対的に小さくしても、トルクコンバータ406のトルク増幅作用により、車両2の発進性能を確保することができる。
[実施形態5]
図18は、実施形態5に係る車両用振動低減装置の概略構成図、図19は、変形例に係る車両用振動低減装置の概略構成図である。実施形態5に係る車両用振動低減装置は、慣性質量体、係合装置等の配置が実施形態1、2等とは異なる。
図18に示すように、本実施形態に係る車両用振動低減装置501は、回転体30が回転軸線X1と同軸上に配置されると共に、第2係合装置としての第2クラッチ542が回転軸線X1と平行な回転軸線X4と同軸上に設けられる。そして、車両用振動低減装置501は、回転体30がギヤ556、555、中間軸554、第2クラッチ542、中間軸552、ギヤ553、ドライブギヤ74a等を介して変速機入力軸12に連結可能に構成される。また、車両用振動低減装置501は、第3係合装置としての第3クラッチ543が回転体30とエンジン4との間に回転軸線X1と同軸上に配置される。
具体的には、車両用振動低減装置501は、回転体30や回転軸50等を含んで構成される振動低減装置本体20と、複数の係合装置としての第1クラッチ(第1係合装置)41、第2クラッチ(第2係合装置)542、第3クラッチ(第3係合装置)543と、ECU10とを備える。ここでは、回転軸50は、回転体30を貫通するようにして設けられる。
本実施形態の回転体30は、第1クラッチ41、第2クラッチ542、第3クラッチ543等を介してクランクシャフト4a、又は、変速機入力軸12に選択的に動力伝達可能に連結される。振動低減装置本体20、第1クラッチ41、ECU10等は、上述の車両用振動低減装置1(図1参照)等とほぼ同様の構成であるので、できる限り説明を省略する。
そして、本実施形態の第2クラッチ542は、トランスミッション/フライホイール連結用クラッチであり、変速機入力軸12と回転体30とを動力伝達可能に係合した状態と係合を解除した状態とに切り替え可能である。第2クラッチ542は、変速機入力軸12側の回転部材542aと回転体30側の回転部材542bとを動力伝達可能に係合し変速機入力軸12と回転体30とを動力伝達可能に係合した係合状態と、この係合を解除した解放状態とに切り替え可能である。
ここでは、回転部材542aは、中間軸552と一体回転する部材である。中間軸552は、ギヤ553が一体回転可能に結合される。ギヤ553は、変速機入力軸12に一体回転可能に結合される変速段74のドライブギヤ74aと動力伝達可能に噛み合っている。一方、回転部材542bは、中間軸554と一体回転する部材である。中間軸554は、ギヤ555が一体回転可能に結合される。ギヤ555は、回転体30を貫通する回転軸50の一端に一体回転可能に結合されるギヤ556と動力伝達可能に噛み合っている。回転部材542a、回転部材542b、中間軸552、ギヤ553、中間軸554、ギヤ555は、回転軸線X4と同軸上に配置され、動力が伝達されて回転軸線X4を回転中心として回転可能である。ギヤ556は、回転軸線X1と同軸上に配置され、動力が伝達されて回転軸線X1を回転中心として回転可能である。
また、本実施形態の第3クラッチ543は、エンジン/フライホイール連結用クラッチであり、クランクシャフト4aと回転体30とを動力伝達可能に係合した状態と係合を解除した状態とに切り替え可能である。第3クラッチ543は、クランクシャフト4a側の回転部材543aと回転体30側の回転部材543bとを動力伝達可能に係合しクランクシャフト4aと回転体30とを動力伝達可能に係合した係合状態と、この係合を解除した解放状態とに切り替え可能である。
ここでは、回転部材543aは、クランクシャフト4aと一体回転する部材である。本実施形態の回転部材543aは、クランクシャフト4aの、中間軸51が設けられる側の端部とは反対側の端部に設けられる。一方、回転部材543bは、回転軸50と一体回転する部材である。本実施形態の回転部材543bは、回転体30を貫通する回転軸50の、ギヤ556が設けられる側の端部とは反対側の端部に設けられる。回転部材543a、回転部材543bは、回転軸線X1と同軸上に配置され、動力が伝達されて回転軸線X1を回転中心として回転可能である。
上記のように構成される車両用振動低減装置501は、第1クラッチ41、第2クラッチ542が係合状態、第3クラッチ543が解放状態となることで、第1経路44が形成される。この場合、回転体30は、変速機入力軸12に連結される。この結果、振動低減装置本体20は、この回転体30を動力伝達装置5に連結し、回転体30の慣性質量をダンパスプリング6aより下流の被駆動側(駆動輪側)の慣性質量として付加することができる。この場合、エンジン4側、あるいは、駆動輪9側から変速機入力軸12に伝達された回転動力は、ドライブギヤ74a、ギヤ553、中間軸552、第2クラッチ542、中間軸554、ギヤ555、ギヤ556、等を順に介して回転軸50に入力(伝達)され、回転体30に伝達される。このとき、変速機入力軸12から回転軸50に伝達される動力は、ドライブギヤ74a、ギヤ553における変速比(ギヤ比)、ギヤ555、ギヤ556における変速比に応じて変速され、回転体30側に伝達される。
また、車両用振動低減装置501は、少なくとも第2クラッチ542が解放状態、第3クラッチ543が係合状態となることで、第2経路45が形成される。この場合、回転体30は、クランクシャフト4aに直接的に連結される。この結果、振動低減装置本体20は、この回転体30をエンジン4に連結し、回転体30の慣性質量をダンパスプリング6aより上流の駆動側(動力源側)の慣性質量として付加することができる。このとき、エンジン4側からの回転動力は、第3クラッチ543を介して回転軸50に入力(伝達)され、回転体30に伝達され、変速機入力軸12側からの回転動力は、第2クラッチ542にて回転体30側への伝達が遮断される。
なおここでは、ドライブギヤ74a、ギヤ553における変速比とギヤ556、ギヤ555における変速比とは、同等にそろうように設定されているがこれに限らない。ドライブギヤ74a、ギヤ553における変速比とギヤ556、ギヤ555における変速比とは、種々の要求に応じて適宜設定されればよい。
以上で説明した実施形態に係る車両用振動低減装置501は、振動低減と燃費性能向上を両立することができ、適正に振動を低減することができる。
なお、図19は、変形例に係る車両用振動低減装置501Aを表している。車両用振動低減装置501Aは、中間軸552に一体回転可能に結合されたギヤ553aの噛み合い位置が上記の例とは異なる。本変形例の変形例のギヤ553aは、変速機入力軸12に一体回転可能に結合される変速段71のドライブギヤ71aと動力伝達可能に噛み合っている。また、本変形例の車両用振動低減装置501Aは、上述のギヤ555にかえてギヤ555aが設けられ、上述のギヤ556にかえてギヤ556aが設けられる。そして、本変形例の車両用振動低減装置501Aは、ドライブギヤ71a、ギヤ553aにおける変速比とギヤ556a、ギヤ555aにおける変速比とが同等にそろうように設定されている。
この場合であっても、車両用振動低減装置501Aは、振動低減と燃費性能向上を両立することができ、適正に振動を低減することができる。
[実施形態6]
図20は、実施形態6に係る車両用振動低減装置の概略構成図である。実施形態6に係る車両用振動低減装置は、慣性質量体、係合装置等の配置が実施形態1、2、5等とは異なる。
図20に示すように、本実施形態に係る車両用振動低減装置601は、回転体30、第2係合装置としての第2クラッチ642が回転軸線X4と同軸上に配置される。そして、車両用振動低減装置601は、回転体30が第2クラッチ642、中間軸652、ギヤ653、ギヤ654等を介して変速機入力軸12に連結可能に構成される。また、車両用振動低減装置601は、第3係合装置としての第3クラッチ643がギヤ656とエンジン4との間に回転軸線X1と同軸上に配置される。
具体的には、車両用振動低減装置601は、回転体30や回転軸50等を含んで構成される振動低減装置本体20と、複数の係合装置としての第1クラッチ(第1係合装置)41、第2クラッチ(第2係合装置)642、第3クラッチ(第3係合装置)643と、ECU10とを備える。ここでは、回転軸50は、回転体30を貫通するようにして設けられる。
本実施形態の回転体30は、第1クラッチ41、第2クラッチ642、第3クラッチ643等を介してクランクシャフト4a、又は、変速機入力軸12に選択的に動力伝達可能に連結される。振動低減装置本体20、第1クラッチ41、ECU10等は、上述の車両用振動低減装置1(図1参照)等とほぼ同様の構成であるので、できる限り説明を省略する。
そして、本実施形態の第2クラッチ642は、トランスミッション/フライホイール連結用クラッチであり、変速機入力軸12と回転体30とを動力伝達可能に係合した状態と係合を解除した状態とに切り替え可能である。第2クラッチ642は、変速機入力軸12側の回転部材642aと回転体30側の回転部材642bとを動力伝達可能に係合し変速機入力軸12と回転体30とを動力伝達可能に係合した係合状態と、この係合を解除した解放状態とに切り替え可能である。
ここでは、回転部材642aは、中間軸652と一体回転する部材である。中間軸652は、ギヤ653が一体回転可能に結合される。ギヤ653は、変速機入力軸12に一体回転可能に結合されるギヤ654と動力伝達可能に噛み合っている。一方、回転部材642bは、回転軸50と一体回転する部材である。回転部材642bは、回転体30を貫通する回転軸50の一端に一体回転可能に結合される。回転部材642a、回転部材642b、中間軸652、ギヤ653は、回転軸線X4と同軸上に配置され、動力が伝達されて回転軸線X4を回転中心として回転可能である。ギヤ654は、回転軸線X1と同軸上に配置され、動力が伝達されて回転軸線X1を回転中心として回転可能である。
また、本実施形態の第3クラッチ643は、エンジン/フライホイール連結用クラッチであり、クランクシャフト4aと回転体30とを動力伝達可能に係合した状態と係合を解除した状態とに切り替え可能である。第3クラッチ643は、クランクシャフト4a側の回転部材643aと回転体30側の回転部材643bとを動力伝達可能に係合しクランクシャフト4aと回転体30とを動力伝達可能に係合した係合状態と、この係合を解除した解放状態とに切り替え可能である。
ここでは、回転部材643aは、クランクシャフト4aと一体回転する部材である。本実施形態の回転部材643aは、クランクシャフト4aの、中間軸51が設けられる側の端部とは反対側の端部に設けられる。一方、回転部材643bは、回転軸50と一体回転する部材である。本実施形態の回転部材643bは、中間軸655と一体回転可能に結合される。中間軸655は、ギヤ656が一体回転可能に結合される。ギヤ656は、回転体30を貫通する回転軸50の一端に一体回転可能に結合されるギヤ657と動力伝達可能に噛み合っている。ギヤ657は、回転軸50の、回転部材642bが設けられる側の端部とは反対側の端部に設けられる。回転部材643a、回転部材643b、中間軸655、ギヤ656は、回転軸線X1と同軸上に配置され、動力が伝達されて回転軸線X1を回転中心として回転可能である。ギヤ657は、回転軸線X4と同軸上に配置され、動力が伝達されて回転軸線X4を回転中心として回転可能である。
上記のように構成される車両用振動低減装置601は、第1クラッチ41、第2クラッチ642が係合状態、第3クラッチ643が解放状態となることで、第1経路44が形成される。この場合、回転体30は、変速機入力軸12に連結される。この結果、振動低減装置本体20は、この回転体30を動力伝達装置5に連結し、回転体30の慣性質量をダンパスプリング6aより下流の被駆動側(駆動輪側)の慣性質量として付加することができる。この場合、エンジン4側、あるいは、駆動輪9側から変速機入力軸12に伝達された回転動力は、ギヤ654、ギヤ653、中間軸652、第2クラッチ642等を順に介して回転軸50に入力(伝達)され、回転体30に伝達される。このとき、変速機入力軸12から回転軸50に伝達される動力は、ギヤ654、ギヤ653における変速比(ギヤ比)に応じて変速され、回転体30側に伝達される。
また、車両用振動低減装置601は、少なくとも第2クラッチ642が解放状態、第3クラッチ643が係合状態となることで、第2経路45が形成される。この場合、回転体30は、クランクシャフト4aに直接的に連結される。この結果、振動低減装置本体20は、この回転体30をエンジン4に連結し、回転体30の慣性質量をダンパスプリング6aより上流の駆動側(動力源側)の慣性質量として付加することができる。このとき、エンジン4側からの回転動力は、第3クラッチ643、中間軸655、ギヤ656、ギヤ657等を順に介して回転軸50に入力(伝達)され、回転体30に伝達され、変速機入力軸12側からの回転動力は、第2クラッチ642にて回転体30側への伝達が遮断される。このとき、エンジン4から回転軸50に伝達される動力は、ギヤ656、ギヤ657における変速比(ギヤ比)に応じて変速され、回転体30側に伝達される。
なおここでは、ギヤ653、ギヤ654における変速比とギヤ656、ギヤ657における変速比とは、第1経路44を介して回転体30に回転動力が伝達される場合と第2経路45を介して回転体30に回転動力が伝達される場合とで回転動力の回転方向を同方向とした上で、変速比が同等にそろうように設定されることが好ましいがこれに限らない。ギヤ653、ギヤ654における変速比とギヤ656、ギヤ657における変速比とは、種々の要求に応じて適宜設定されればよい。
以上で説明した実施形態に係る車両用振動低減装置601は、振動低減と燃費性能向上を両立することができ、適正に振動を低減することができる。
[実施形態7]
図21は、実施形態7に係る車両用振動低減装置の概略構成図である。実施形態7に係る車両用振動低減装置は、慣性質量体、係合装置等の配置が実施形態1、2、5、6等とは異なる。
図21に示すように、本実施形態に係る車両用振動低減装置701は、回転体30が回転軸線X4と同軸上に配置され、第2係合装置としての第2クラッチ742が回転軸線X1と同軸上に配置される。そして、車両用振動低減装置701は、回転体30がギヤ753、ギヤ752、第2クラッチ742等を介して変速機入力軸12に連結可能に構成される。また、車両用振動低減装置701は、第3係合装置としての第3クラッチ743がギヤ755とエンジン4との間に回転軸線X1と同軸上に配置される。
具体的には、車両用振動低減装置701は、回転体30や回転軸50等を含んで構成される振動低減装置本体20と、複数の係合装置としての第1クラッチ(第1係合装置)41、第2クラッチ(第2係合装置)742、第3クラッチ(第3係合装置)743と、ECU10とを備える。ここでは、回転軸50は、回転体30を貫通するようにして設けられる。
本実施形態の回転体30は、第1クラッチ41、第2クラッチ742、第3クラッチ743等を介してクランクシャフト4a、又は、変速機入力軸12に選択的に動力伝達可能に連結される。振動低減装置本体20、第1クラッチ41、ECU10等は、上述の車両用振動低減装置1(図1参照)等とほぼ同様の構成であるので、できる限り説明を省略する。
そして、本実施形態の第2クラッチ742は、トランスミッション/フライホイール連結用クラッチであり、変速機入力軸12と回転体30とを動力伝達可能に係合した状態と係合を解除した状態とに切り替え可能である。第2クラッチ742は、変速機入力軸12側の回転部材742aと回転体30側の回転部材742bとを動力伝達可能に係合し変速機入力軸12と回転体30とを動力伝達可能に係合した係合状態と、この係合を解除した解放状態とに切り替え可能である。
ここでは、回転部材742aは、変速機入力軸12と一体回転する部材である。回転部材742aは、変速機入力軸12に一体回転可能に結合される。一方、回転部材742bは、回転軸50と一体回転する部材である。回転部材742bは、ギヤ752が一体回転可能に結合される。ギヤ752は、回転体30を貫通する回転軸50の一端に一体回転可能に結合されるギヤ753と動力伝達可能に噛み合っている。回転部材742a、回転部材742b、ギヤ752は、回転軸線X1と同軸上に配置され、動力が伝達されて回転軸線X1を回転中心として回転可能である。ギヤ753は、回転軸線X4と同軸上に配置され、動力が伝達されて回転軸線X4を回転中心として回転可能である。
また、本実施形態の第3クラッチ743は、エンジン/フライホイール連結用クラッチであり、クランクシャフト4aと回転体30とを動力伝達可能に係合した状態と係合を解除した状態とに切り替え可能である。第3クラッチ743は、クランクシャフト4a側の回転部材743aと回転体30側の回転部材743bとを動力伝達可能に係合しクランクシャフト4aと回転体30とを動力伝達可能に係合した係合状態と、この係合を解除した解放状態とに切り替え可能である。
ここでは、回転部材743aは、クランクシャフト4aと一体回転する部材である。本実施形態の回転部材743aは、クランクシャフト4aの、中間軸51が設けられる側の端部とは反対側の端部に設けられる。一方、回転部材743bは、回転軸50と一体回転する部材である。本実施形態の回転部材743bは、中間軸754と一体回転可能に結合される。中間軸754は、ギヤ755が一体回転可能に結合される。ギヤ755は、回転体30を貫通する回転軸50の一端に一体回転可能に結合されるギヤ756と動力伝達可能に噛み合っている。ギヤ756は、回転軸50の、ギヤ753が設けられる側の端部とは反対側の端部に設けられる。回転部材743a、回転部材743b、中間軸754、ギヤ755は、回転軸線X1と同軸上に配置され、動力が伝達されて回転軸線X1を回転中心として回転可能である。ギヤ756は、回転軸線X4と同軸上に配置され、動力が伝達されて回転軸線X4を回転中心として回転可能である。
上記のように構成される車両用振動低減装置701は、第1クラッチ41、第2クラッチ742が係合状態、第3クラッチ743が解放状態となることで、第1経路44が形成される。この場合、回転体30は、変速機入力軸12に連結される。この結果、振動低減装置本体20は、この回転体30を動力伝達装置5に連結し、回転体30の慣性質量をダンパスプリング6aより下流の被駆動側(駆動輪側)の慣性質量として付加することができる。この場合、エンジン4側、あるいは、駆動輪9側から変速機入力軸12に伝達された回転動力は、第2クラッチ742、ギヤ752、ギヤ753等を順に介して回転軸50に入力(伝達)され、回転体30に伝達される。このとき、変速機入力軸12から回転軸50に伝達される動力は、ギヤ752、ギヤ753における変速比(ギヤ比)に応じて変速され、回転体30側に伝達される。
また、車両用振動低減装置701は、少なくとも第2クラッチ742が解放状態、第3クラッチ743が係合状態となることで、第2経路45が形成される。この場合、回転体30は、クランクシャフト4aに直接的に連結される。この結果、振動低減装置本体20は、この回転体30をエンジン4に連結し、回転体30の慣性質量をダンパスプリング6aより上流の駆動側(動力源側)の慣性質量として付加することができる。このとき、エンジン4側からの回転動力は、第3クラッチ743、中間軸754、ギヤ755、ギヤ756等を順に介して回転軸50に入力(伝達)され、回転体30に伝達され、変速機入力軸12側からの回転動力は、第2クラッチ742にて回転体30側への伝達が遮断される。このとき、エンジン4から回転軸50に伝達される動力は、ギヤ755、ギヤ756における変速比(ギヤ比)に応じて変速され、回転体30側に伝達される。
なおここでは、ギヤ752、ギヤ753における変速比とギヤ755、ギヤ756における変速比とは、第1経路44を介して回転体30に回転動力が伝達される場合と第2経路45を介して回転体30に回転動力が伝達される場合とで回転動力の回転方向を同方向とした上で、変速比が相違する設定されているがこれに限らない。ギヤ752、ギヤ753における変速比とギヤ755、ギヤ756における変速比とは、種々の要求に応じて適宜設定されればよい。
以上で説明した実施形態に係る車両用振動低減装置701は、振動低減と燃費性能向上を両立することができ、適正に振動を低減することができる。
[実施形態8]
図22は、実施形態8に係る車両用振動低減装置の概略構成図である。実施形態8に係る車両用振動低減装置は、慣性質量体、係合装置等の配置が実施形態1、2、5、6、7等とは異なる。
図22に示すように、本実施形態に係る車両用振動低減装置801は、回転体30が回転軸線X2と同軸上に配置され、第2係合装置としての第2クラッチ842が回転軸線X2と同軸上に配置される。そして、車両用振動低減装置801は、回転体30が第2クラッチ842等を介して変速機出力軸13に連結可能に構成される。また、車両用振動低減装置801は、第3係合装置としての第3クラッチ843がギヤ852と回転体30との間に回転軸線X2と同軸上に配置される。
具体的には、車両用振動低減装置801は、回転体30や回転軸50等を含んで構成される振動低減装置本体20と、複数の係合装置としての第1クラッチ(第1係合装置)41、第2クラッチ(第2係合装置)842、第3クラッチ(第3係合装置)843と、ECU10とを備える。ここでは、回転軸50は、回転体30を貫通するようにして設けられる。また、第1クラッチ41は、回転部材41aが中間軸51(図1等参照)を介さずに直接的にクランクシャフト4aに結合されている。
本実施形態の回転体30は、第1クラッチ41、第2クラッチ842、第3クラッチ843等を介してクランクシャフト4a、又は、変速機出力軸13に選択的に動力伝達可能に連結される。振動低減装置本体20、第1クラッチ41、ECU10等は、上述の車両用振動低減装置1(図1参照)等とほぼ同様の構成であるので、できる限り説明を省略する。
そして、本実施形態の第2クラッチ842は、トランスミッション/フライホイール連結用クラッチであり、変速機出力軸13と回転体30とを動力伝達可能に係合した状態と係合を解除した状態とに切り替え可能である。第2クラッチ842は、変速機出力軸13側の回転部材842aと回転体30側の回転部材842bとを動力伝達可能に係合し変速機出力軸13と回転体30とを動力伝達可能に係合した係合状態と、この係合を解除した解放状態とに切り替え可能である。
ここでは、回転部材842aは、変速機出力軸13と一体回転する部材である。回転部材842aは、変速機出力軸13に一体回転可能に結合される。一方、回転部材842bは、回転軸50と一体回転する部材である。回転部材842bは、回転体30を貫通する回転軸50の一端に一体回転可能に結合される。回転部材842a、回転部材842bは、回転軸線X2と同軸上に配置され、動力が伝達されて回転軸線X2を回転中心として回転可能である。
また、本実施形態の第3クラッチ843は、エンジン/フライホイール連結用クラッチであり、クランクシャフト4aと回転体30とを動力伝達可能に係合した状態と係合を解除した状態とに切り替え可能である。第3クラッチ843は、クランクシャフト4a側の回転部材843aと回転体30側の回転部材843bとを動力伝達可能に係合しクランクシャフト4aと回転体30とを動力伝達可能に係合した係合状態と、この係合を解除した解放状態とに切り替え可能である。
ここでは、回転部材843aは、クランクシャフト4aと一体回転する部材である。本実施形態の回転部材843aは、カウンタギヤ852と一体回転可能に結合される。そして、カウンタギヤ852は、カウンタギヤ853と噛み合っている。カウンタギヤ853は、カウンタギヤ852と動力伝達可能に噛み合っていると共に、クランクシャフト4aに一体回転可能に結合されたカウンタギヤ854とも動力伝達可能に噛み合っている。カウンタギヤ854は、クランクシャフト4aの、回転部材41aが設けられる側の端部とは反対側の端部に設けられる。一方、回転部材843bは、回転軸50と一体回転する部材である。本実施形態の回転部材843bは、回転体30を貫通する回転軸50の、回転部材842bが設けられる側の端部とは反対側の端部に設けられる。回転部材843a、回転部材843b、カウンタギヤ852は、回転軸線X2と同軸上に配置され、動力が伝達されて回転軸線X2を回転中心として回転可能である。カウンタギヤ854は、回転軸線X1と同軸上に配置され、動力が伝達されて回転軸線X1を回転中心として回転可能である。
上記のように構成される車両用振動低減装置801は、第1クラッチ41、第2クラッチ842が係合状態、第3クラッチ843が解放状態となることで、第1経路44が形成される。この場合、回転体30は、変速機出力軸13に連結される。この結果、振動低減装置本体20は、この回転体30を動力伝達装置5に連結し、回転体30の慣性質量をダンパスプリング6aより下流の被駆動側(駆動輪側)の慣性質量として付加することができる。この場合、エンジン4側、あるいは、駆動輪9側から変速機出力軸13に伝達された回転動力は、第2クラッチ842等を介して回転軸50に入力(伝達)され、回転体30に伝達される。
また、車両用振動低減装置801は、少なくとも第2クラッチ842が解放状態、第3クラッチ843が係合状態となることで、第2経路45が形成される。この場合、回転体30は、クランクシャフト4aに直接的に連結される。この結果、振動低減装置本体20は、この回転体30をエンジン4に連結し、回転体30の慣性質量をダンパスプリング6aより上流の駆動側(動力源側)の慣性質量として付加することができる。このとき、エンジン4側からの回転動力は、カウンタギヤ854、カウンタギヤ853、カウンタギヤ852、第3クラッチ843等を順に介して回転軸50に入力(伝達)され、回転体30に伝達され、変速機出力軸13側からの回転動力は、第2クラッチ842にて回転体30側への伝達が遮断される。このとき、エンジン4から回転軸50に伝達される動力は、カウンタギヤ852、カウンタギヤ853及びカウンタギヤ854における変速比(ギヤ比)に応じて変速され、回転体30側に伝達される。
なお、カウンタギヤ852、カウンタギヤ853及びカウンタギヤ854における変速比は、第1経路44を介して回転体30に回転動力が伝達される場合と第2経路45を介して回転体30に回転動力が伝達される場合とで回転動力の回転方向を同方向とした上で、変速比が同等にそろうように設定されることが好ましいがこれに限らない。カウンタギヤ852、カウンタギヤ853及びカウンタギヤ854における変速比は、種々の要求に応じて適宜設定されればよい。
以上で説明した実施形態に係る車両用振動低減装置801は、振動低減と燃費性能向上を両立することができ、適正に振動を低減することができる。
なお、上述した本発明の実施形態に係る車両用振動低減装置は、上述した実施形態に限定されず、請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。本実施形態に係る車両用振動低減装置は、以上で説明した各実施形態の構成要素を適宜組み合わせることで構成してもよい。
以上の説明では、遊星歯車機構は、キャリヤが第1回転要素であり入力要素に相当し、サンギヤが第2回転要素であり回転制御要素に相当し、リングギヤが第3回転要素でありフライホイール要素に相当するものとして説明したがこれに限らない。遊星歯車機構は、例えば、リングギヤが第1回転要素であり入力要素に相当し、キャリヤが第2回転要素であり回転制御要素に相当し、サンギヤが第3回転要素でありフライホイール要素に相当するものであってもよく、さらに他の組み合わせであってもよい。
以上の説明では、遊星歯車機構は、シングルピニオン式の遊星歯車機構であるものとして説明したがこれに限らず、ダブルピニオン式の遊星歯車機構であってもよい。
以上で説明した車両用振動低減装置は、回転質量体の回転(速度)を可変とすることで見掛け上の慣性質量を可変に制御する例を説明したが、これに限らず、回転質量体の実際の慣性質量を可変に制御するようにしてもよい。また、以上で説明した回転調節装置の回転制御装置は、回転電機(モータ83)を含んで構成されるものとして説明したがこれに限らず、回転質量体をなす遊星歯車機構の回転要素の回転を制御し、回転質量体の見掛け上の慣性質量を可変とするものであれば、例えば、電磁ブレーキ装置等を含んで構成されるものであってもよい。
以上で説明した車両は、走行用動力源として、内燃機関に加えてさらに、発電可能な電動機としてのモータジェネレータなどを備えたいわゆる「ハイブリッド車両」であってもよい。
以上の説明では、第1制御装置、第2制御装置は、ECU10によって兼用されるものとして説明したが、これに限らず、それぞれECU10とは別個に設けられ、ECU10と相互に検出信号や駆動信号、制御指令等の情報の授受を行う構成であってもよい。
1、201、201A、301、401、501、501A、601、701、801 車両用振動低減装置
2 車両
3 パワートレーン
4 エンジン(走行用動力源)
4a クランクシャフト
5 動力伝達装置
6 ダンパ
6a ダンパスプリング
7 変速機
8 デファレンシャルギヤ
9 駆動輪
10 ECU(第1制御装置、第2制御装置)
12 変速機入力軸(入力軸)
13 変速機出力軸
20 振動低減装置本体
30 回転体(慣性質量体)
41 第1クラッチ(第1係合装置)
42、242、542、642、742、842 第2クラッチ(第2係合装置)
43、543、643、743、843 第3クラッチ(第3係合装置)
44 第1経路
45 第2経路
50 回転軸
80、80A、80B 回転調節装置
81 遊星歯車機構
82 回転制御装置
83 モータ
84 バッテリ
85 無段変速機
306 流体継手(流体伝達機構)
406 トルクコンバータ(流体伝達機構)

Claims (11)

  1. 車両を走行させる回転動力を発生させる走行用動力源、又は、前記走行用動力源からダンパを介して駆動輪に前記回転動力を伝達可能である動力伝達装置に連結可能である慣性質量体と、
    前記走行用動力源と前記動力伝達装置の前記ダンパとを動力伝達可能に係合した状態と前記係合を解除した状態とに切り替え可能である第1係合装置と、
    前記第1係合装置とは異なる動力伝達経路によって前記動力伝達装置と前記慣性質量体とを動力伝達可能に係合した状態と前記係合を解除した状態とに切り替え可能である第2係合装置と、
    前記第1係合装置及び前記第2係合装置とは異なる動力伝達経路によって前記走行用動力源と前記慣性質量体とを動力伝達可能に係合した状態と前記係合を解除した状態とに切り替え可能である第3係合装置とを備えることを特徴とする、
    車両用振動低減装置。
  2. 前記動力伝達装置は、前記走行用動力源から前記駆動輪に伝達される回転動力を変速する変速機を有し、
    前記第1係合装置、前記第2係合装置、及び、前記第3係合装置は、前記変速機の入力軸の回転軸線と同軸上に配置され、
    前記第2係合装置は、前記変速機の入力軸と前記慣性質量体とを動力伝達可能に係合した状態と前記係合を解除した状態とに切り替え可能である、
    請求項1に記載の車両用振動低減装置。
  3. 前記第1係合装置、前記第2係合装置、及び、前記第3係合装置を制御する第1制御装置を備え、
    前記走行用動力源は、内燃機関であり、
    前記第1制御装置は、前記走行用動力源がアイドル運転状態である場合に、前記第1係合装置、及び、前記第2係合装置を解放状態に、前記第3係合装置を係合状態に制御する、
    請求項1又は請求項2に記載の車両用振動低減装置。
  4. 前記第1制御装置は、前記第1係合装置、及び、前記第2係合装置が解放状態、前記第3係合装置が係合状態である状態から前記車両を発進させる、
    請求項3に記載の車両用振動低減装置。
  5. 前記第1制御装置は、前記第1係合装置、及び、前記第2係合装置が解放状態、前記第3係合装置が係合状態である状態から前記車両が発進する際に、前記第1係合装置を係合状態に制御すると共に、当該第1係合装置の係合が完了した後に、前記第3係合装置を解放状態、前記第2係合装置を係合状態に制御する、
    請求項3又は請求項4に記載の車両用振動低減装置。
  6. 前記動力伝達装置は、流体を介して前記回転動力を伝達可能である流体伝達機構を有し、
    前記第1制御装置は、前記第1係合装置、及び、前記第2係合装置が解放状態、前記第3係合装置が係合状態である状態から前記車両が発進する際に、前記第2係合装置の前記動力伝達装置側の回転速度と前記慣性質量体側の回転速度とが同期した後に、前記第3係合装置を解放状態、前記第2係合装置を係合状態に制御すると共に、当該第3係合装置の解放、及び、当該第2係合装置の係合が完了した後に、前記第1係合装置を係合状態に制御する、
    請求項3又は請求項4に記載の車両用振動低減装置。
  7. 前記慣性質量体は、伝達された回転動力を慣性エネルギとして蓄積可能である、
    請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の車両用振動低減装置。
  8. 前記慣性質量体の回転を調節可能である回転調節装置と、
    前記走行用動力源の出力に基づいて前記回転調節装置を制御し前記慣性質量体の回転を調節する第2制御装置とを備える、
    請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の車両用振動低減装置。
  9. 前記第2制御装置は、前記回転調節装置を制御し、前記車両の走行に用いる動力に対する前記走行用動力源が発生させる動力の余剰分を前記慣性質量体に蓄積可能である、
    請求項8に記載の車両用振動低減装置。
  10. 前記第2制御装置は、前記回転調節装置を制御し、前記車両の走行に用いる動力に対する前記走行用動力源が発生させる動力の不足分を前記慣性質量体から放出可能である、
    請求項8又は請求項9に記載の車両用振動低減装置。
  11. 前記第1係合装置は、流体を介して前記回転動力を伝達可能である流体伝達機構のロックアップクラッチである、
    請求項1乃至請求項10のいずれか1項に記載の車両用振動低減装置。
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