CN103732943A - 动态减振装置 - Google Patents

动态减振装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103732943A
CN103732943A CN201180072706.3A CN201180072706A CN103732943A CN 103732943 A CN103732943 A CN 103732943A CN 201180072706 A CN201180072706 A CN 201180072706A CN 103732943 A CN103732943 A CN 103732943A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gear
damper
rotation
speed
mass damper
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201180072706.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103732943B (zh
Inventor
村田清仁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of CN103732943A publication Critical patent/CN103732943A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103732943B publication Critical patent/CN103732943B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F16F15/12Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon
    • F16F15/121Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon using springs as elastic members, e.g. metallic springs
    • F16F15/124Elastomeric springs
    • F16F15/126Elastomeric springs consisting of at least one annular element surrounding the axis of rotation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F16F15/14Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using masses freely rotating with the system, i.e. uninvolved in transmitting driveline torque, e.g. rotative dynamic dampers
    • F16F15/1407Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using masses freely rotating with the system, i.e. uninvolved in transmitting driveline torque, e.g. rotative dynamic dampers the rotation being limited with respect to the driving means
    • F16F15/1414Masses driven by elastic elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/08Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means
    • B60K6/10Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means by means of a chargeable mechanical accumulator, e.g. flywheel
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/08Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means
    • B60K6/10Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means by means of a chargeable mechanical accumulator, e.g. flywheel
    • B60K6/105Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means by means of a chargeable mechanical accumulator, e.g. flywheel the accumulator being a flywheel
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18Propelling the vehicle
    • B60W30/20Reducing vibrations in the driveline
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00Special features of vehicle units
    • B60Y2400/48Vibration dampers, e.g. dual mass flywheels
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00Machine element or mechanism
    • Y10T74/21Elements
    • Y10T74/2121Flywheel, motion smoothing-type
    • Y10T74/2131Damping by absorbing vibration force [via rubber, elastomeric material, etc.]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Retarders (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)

Abstract

本发明提供动态减振装置。动态减振装置(1)具有:质量阻尼器(61)经由弹性体(30)连结于能够利用主变速器(8)对旋转动力进行变速并向车辆(2)的驱动轮(10)传递的动力传递装置(5)的旋转轴(14)的质量阻尼装置(60);设置在弹性体(30)与质量阻尼器(61)之间的动力传递路径,以与主变速器(8)的变速比对应的变速比对传递至质量阻尼器(61)的旋转动力进行变速的减振变速器(40),质量阻尼装置(60)能够将传递至质量阻尼器(61)的旋转动力作为惯性能量进行蓄积。因而,动态减振装置(1)起到能够兼顾减少振动与提高油耗性能的效果。

Description

动态减振装置
技术领域
本发明涉及动态减振装置。
背景技术
作为以往的动态减振装置,例如在专利文献1中公开有下述的混合动力车用质量阻尼器,其与弹簧组合使用电动马达的惯性(inertia),进行减少扭转共振振动的控制。
专利文献1:日本特开2003-314614号公报
然而,上述的专利文献1所记载的混合动力车用质量阻尼器,例如在减少振动并且提高油耗性能方面仍有改进的余地。
发明内容
本发明正是鉴于上述情况而形成的,其目的在于提供能够兼顾减少振动与提高油耗性能的动态减振装置。
为了实现上述目的,本发明的动态减振装置的特征在于,具备:质量阻尼装置,该质量阻尼装置的质量阻尼器经由弹性体连结于能够利用主变速器对旋转动力进行变速并向车辆的驱动轮传递的动力传递装置的旋转轴;以及减振变速器,该减振变速器设置在所述弹性体与所述质量阻尼器之间的动力传递路径,以与所述主变速器的变速比对应的变速比对传递至所述质量阻尼器的旋转动力进行变速,所述质量阻尼装置能够将传递至所述质量阻尼器的旋转动力作为惯性能量进行蓄积。
另外,在上述动态减振装置中,可以是:所述动态减振装置具有第1控制装置,该第1控制装置对所述质量阻尼装置进行控制,在当所述主变速器的非变速动作时且处于对所述车辆的加速要求操作被解除的状态的情况下,向所述质量阻尼器蓄积惯性能量,在当所述主变速器的变速动作时或者处于进行了对所述车辆的加速要求操作的状态的情况下,释放蓄积于所述质量阻尼器的惯性能量。
另外,在上述动态减振装置中,可以是:所述第1控制装置使蓄积于所述质量阻尼器的惯性能量的释放优先于内燃机所进行的动力的产生,所述内燃机产生向所述旋转轴传递的动力。
另外,在上述动态减振装置中,可以是:具有对上述减振变速器进行控制第2控制装置,所述旋转轴是所述主变速器的输出轴,在向所述质量阻尼器蓄积惯性能量时,所述第2控制装置控制所述减振变速器并变更该减振变速器的变速比,从而使从所述减振变速器输出的输出旋转速度上升。
另外,在上述动态减振装置中,可以是:所述动态减振装置具有对所述主变速器进行控制的第3控制装置,所述旋转轴是所述主变速器的输入轴,在向所述质量阻尼器蓄积惯性能量时,所述第3控制装置控制所述主变速器并变更该主变速器的变速比,从而使向所述减振变速器输入的输入旋转速度上升。
另外,在上述动态减振装置中,可以是:所述动态减振装置具有第4控制装置,在向所述质量阻尼器蓄积惯性能量时,所述第4控制装置控制所述质量阻尼装置,从而使所述质量阻尼器的旋转速度上升。
另外,在上述动态减振装置中,可以是:所述质量阻尼装置具有对所述质量阻尼器的惯性质量进行可变控制的可变惯性质量装置,该可变惯性质量装置构成为包括:行星齿轮机构,该行星齿轮机构包括能够差动旋转的多个旋转要素,且在所述多个旋转要素的任一个设置有所述质量阻尼器;以及旋转控制装置,该旋转控制装置对所述旋转要素的旋转进行控制,通过所述旋转控制装置对所述旋转要素的旋转进行控制,所述质量阻尼装置进行所述惯性能量的蓄积或者所述惯性能量的释放。
另外,在上述动态减振装置中,可以是:在所述质量阻尼器所进行的惯性能量的蓄积之前的状态下,与所述质量阻尼器所进行的惯性能量的蓄积之后的状态相比,所述可变惯性质量装置相对减小所述质量阻尼器的惯性质量。
另外,在上述动态减振装置中,具有:接合装置,该接合装置能够将所述旋转轴与所述质量阻尼装置切换成以能够传递动力的方式接合的状态和解除所述接合的状态;以及第5控制装置,在变更所述减振变速器的变速比时,所述第5控制装置对所述接合装置进行控制,使该接合装置为分离状态,并且在该接合装置的分离状态下,通过利用产生向所述旋转轴传递的动力的内燃机的旋转阻力的内燃机制动或者制动装置所产生的制动力来调节所述车辆的减速度。
本发明所涉及的动态减振装置起到能够兼顾减少振动与提高油耗性能的效果。
附图说明
图1为实施方式1的动态减振装置的概略结构图。
图2为实施方式1的动态减振装置的概略结构图。
图3为实施方式1的动态减振装置的质量阻尼装置的概略结构图。
图4为表示实施方式1的动态减振装置的行星齿轮机构的动作的共线图。
图5为对实施方式1的ECU所进行的控制的一个例子进行说明的流程图。
图6为实施方式2的动态减振装置的概略结构图。
图7为表示实施方式2的动态减振装置的行星齿轮机构的动作的共线图。
图8为表示实施方式2的动态减振装置的行星齿轮机构的动作的共线图。
图9为表示实施方式2的动态减振装置的行星齿轮机构的动作的共线图。
图10为表示实施方式2的动态减振装置的行星齿轮机构的动作的共线图。
图11为对实施方式2的ECU所进行的控制的一个例子进行说明的流程图。
图12为对实施方式2的ECU所进行的飞轮能量0控制的一个例子进行说明的流程图。
图13为实施方式3的动态减振装置的概略结构图。
图14为实施方式3的动态减振装置的概略结构图。
图15为实施方式3的动态减振装置的概略结构图。
图16为对实施方式3的ECU所进行的控制的一个例子进行说明的流程图。
具体实施方式
以下,基于附图对本发明的实施方式进行详细说明。此外,本发明并不局限于该实施方式。另外,在下述实施方式的构成要素中包括本领域技术人员能够且容易更换的要素或者实质相同的要素。
[实施方式1]
图1、图2为实施方式1的动态减振装置的概略结构图,图3为实施方式1的动态减振装置的质量阻尼装置的概略结构图,图4为表示实施方式1的动态减振装置的行星齿轮机构的动作的共线图,图5为对实施方式1的ECU所进行的控制的一个例子进行说明流程图。此外,图1与图2的不同在于后述的主变速器与减振变速器的变速比的组合。
此外,在以下的说明中,在没有特别说明的情况下,将沿着旋转轴线X1、X2、X3的方向分别称为轴向,将与旋转轴线X1、X2、X3正交的方向、即与轴向正交的方向分别称为径向,将围绕旋转轴线X1、X2、X3的方向分别称为周向。另外,将径向的旋转轴线X1、X2、X3侧称为径向内侧,相反侧称为径向外侧。
如图1、图2所示,本实施方式的动态减振装置1被应用于车辆2,是对车辆2的动力传动系3的共振点(共振频率)使用反共振原理以减少振动的所谓的动态减振器(动态吸振器)。车辆2的动力传动系3包括:作为行驶用驱动源的内燃机的发动机4、将发动机4产生的动力传递至驱动轮10的动力传递装置5等。动力传递装置5包括:离合器6、减振器7、未图示的变矩器、主变速器8、差速齿轮9等。动力传递装置5例如能够对通过主变速器8对来自发动机4的旋转动力进行变速并向车辆2的驱动轮10传递。发动机4、离合器6、主变速器8等由作为控制装置的ECU11进行控制。
因此,如果车辆2的发动机4的曲轴4a被旋转驱动,则其驱动力经由离合器6、减振器7、未图示的变矩器等向主变速器8输入进而被变速,并经由差速齿轮9等传递至各驱动轮10,由此车辆2能够通过各驱动轮10旋转而前进或者后退。另外,车辆2搭载有根据驾驶员所进行的制动要求操作亦即制动操作使车辆2产生制动力的制动装置12。车辆2能够通过制动装置12产生的制动力而减速、停止。
在此,上述的离合器6在动力的传递系中,设置在发动机4与驱动轮10之间,在此设置在发动机4与减振器7之间。离合器6能够使用各种离合器,例如可以使用湿式多片离合器、干式单片离合器等摩擦式盘式离合装置。在此离合器6例如为利用作为工作油的油压的离合器油压而工作的油压式的装置。离合器6切换至将发动机4侧的旋转部件6a与驱动轮10侧的旋转部件6b以能够传递动力的方式接合并将发动机4与驱动轮10以能够传递动力的方式接合的接合状态、解除该接合的分离状态。离合器6成为接合状态,由此连结旋转部件6a与旋转部件6b,成为能够在发动机4与驱动轮10之间进行动力传递的状态。另一方面,离合器6成为分离状态,由此隔离旋转部件6a与旋转部件6b,成为切断发动机4与驱动轮10之间的动力传递的状态。离合器6在接合旋转部件6a与旋转部件6b的接合力为0的情况下,成为解除接合的分离状态,随着接合力增大经过半接合状态(打滑状态)后成为完全接合状态。在此旋转部件6a为与曲轴4a一体旋转的部件。另一方面,旋转部件6b为经由减振器7等与变速器输入轴(输入轴)13一体旋转的部件。
另外,上述的主变速器8根据车辆2的行驶状态变更变速比(变速档)。主变速器8能够对设置在从发动机4到驱动轮10的动力的传递路径的发动机4的动力进行变速进而输出。传递至主变速器8的动力由该主变速器8以规定的变速比进行变速后传递至各驱动轮10。主变速器8可以是所谓的手动变速器(MT),也可以是有级自动变速器(AT)、无级自动变速器(CVT)、多模式手动变速器(MMT)、连续手动变速器(SMT)、双离合器自动变速器(DCT)等所谓的自动变速器。在此主变速器8例如使用自动变速器,由ECU11控制动作。
更具体地说,主变速器8对从发动机4向变速器输入轴13输入的旋转动力变速,并从变速器输出轴(输出轴)14输出。变速器输入轴13为主变速器8中输入来自发动机4侧的旋转动力的旋转部件。变速器输出轴14为主变速器8中向驱动轮10侧输出旋转动力的旋转部件。变速器输入轴13传递有来自发动机4的动力并能够以旋转轴线X1作为旋转中心旋转。变速器输出轴14传递有变速后的来自发动机4的动力并能够以与旋转轴线X1平行的旋转轴线X2作为旋转中心旋转。主变速器8具有对各轴分配规定的变速比的多个变速档(排档)81、82、83。主变速器8利用包括同步啮合机构等的变速机构84选择多个变速档81、82、83中的任何一个,利用所选择的变速档81、82、83对向变速器输入轴13输入的动力进行变速,并从变速器输出轴14向驱动轮10侧输出。
ECU11为以包括CPU、ROM、RAM以及接口的公知的微计算机为主体的电子电路。ECU11输入有与各种检测结果等对应的电信号,并根据所输入的检测结果等对发动机4、离合器6、主变速器8、制动装置12等进行控制。在此包括主变速器8等的动力传递装置5、制动装置12为利用作为介质的工作油的压力(油压)工作的油压式的装置,ECU11经由油压控制装置等对这些动作进行控制。ECU11例如基于油门开度、车速等对发动机4的节气门装置进行控制,调节进气通路的节气门开度,调节吸入空气量,并与该变化对应地对燃料喷射量进行控制,调节向燃烧室填充的混合气的量,从而对发动机4的输出进行控制。另外,ECU11例如基于油门开度、车速等对油压控制装置进行控制,对离合器6的工作状态、主变速器8的变速档(变速比)进行控制。
此外,本实施方式的动态减振装置1在动力传动系3中,设置于传递来自发动机4的动力并旋转的动力传递装置5的旋转轴,在此设置在形成驱动系的主变速器8的变速器输出轴14上。该变速器输出轴14被配置为旋转轴线X2与后述的减振器旋转轴15的旋转轴线X3几乎平行。
动态减振装置1对于从变速器输出轴14经由作为弹性体的弹簧30作用于减振器主体20的特定的频率的振动使质量阻尼器向相反相位振动,由此对该振动进行减振(吸振)、抑制。换句话说,动态减振装置1对作用于减振器主体20的特定的频率的振动使质量阻尼器共振振动代替吸收振动能量,吸收振动,由此能够起到高的减振效果(动态减振效果)。
该动态减振装置1具有作为动态减振器的减振器主体20和对减振器主体20进行控制的作为控制装置的ECU11,由此恰当地减少振动。减振器主体20能够根据驾驶状态恰当地变更作为动态减振器的减振特性。动态减振装置1典型地通过ECU11的控制根据动力传动系3的状态变更减振器主体20的固有振动频率,由此变更减振特性。
本实施方式的减振器主体20具有:将作为质量阻尼器的旋转体61(参照图3)经由弹簧30连结于变速器输出轴14的质量阻尼装置60、设置在弹簧30与旋转体61之间的动力传递路径的减振变速器40。减振变速器40以与主变速器8的变速比对应的变速比对传递至旋转体61的动力进行变速。由此,该动态减振装置1能够降低驱动系的旋转变动,例如在车辆2的行驶时在发动机低旋转高负荷的高效的驾驶区域进行利用。
具体地说,如图1、图2所示,本实施方式的减振器主体2具有减振器旋转轴15、弹簧30、减振变速器40、作为接合装置的减振离合器50、质量阻尼装置60。如图3所示,该质量阻尼装置60具有作为质量阻尼器的旋转体61、对旋转体61的惯性质量进行可变控制的可变惯性质量装置62。进而该可变惯性质量装置62包括:含有能够差动旋转的多个旋转要素且在多个旋转要素的任何一个设置旋转体61的行星齿轮机构63、对行星齿轮机构63的旋转要素的旋转进行控制的旋转控制装置64。
该质量阻尼装置60,在利用行星齿轮机构63的可变惯性质量装置62中,行星齿轮机构63的多个旋转要素中的一个为输入来自发动机4或驱动轮10的动力的输入要素,并且其他的旋转要素为旋转控制要素。此外,减振器旋转轴15被配置为旋转轴线X3与变速器输出轴14的旋转轴线X2几乎平行。减振器旋转轴15能够传递动力并以旋转轴线X3作为旋转中心旋转。
该减振器主体20的质量阻尼装置60的行星齿轮机构63经由弹簧30连结于变速器输出轴14从而被弹性支承。由此,减振器主体20的弹簧30作为调节动态减振器的扭转刚性的部件起作用。此外,减振器主体20的行星齿轮机构63的各旋转要素、旋转体61在质量阻尼器、换句话说动态减振器中作为用于产生惯性力矩的惯性质量部件作用。此外,在以下的说明中,包括使质量阻尼器的惯性质量可变的情况,只要无特别说明包括通过使质量阻尼器的旋转可变从而使表观上的惯性质量可变的情况。另外,在此减振器主体20的减振变速器40、减振离合器50以及质量阻尼装置60(包括旋转体61、行星齿轮机构63、旋转控制装置64)整体作为动态减振器的质量阻尼器起作用。
此外,本实施方式的动态减振装置1的质量阻尼装置60的旋转体61作为减振器主体20的质量阻尼器发挥作用,并且还作为将旋转动力作为惯性能量蓄积的所谓的飞轮发挥作用。由此,动态减振装置1将减振器主体20用作车辆2的行驶能量蓄积装置。换句话说,在质量阻尼装置60中,旋转体61被兼用作质量阻尼器与飞轮,通过传递动力使旋转体61旋转,能够将传递至旋转体61的旋转动力作为惯性能量蓄积。由此,该动态减振装置1实现对于减少振动与提高油耗性能的兼顾。
以下,参照图1、图2、图3对动态减振装置1的各结构进行详细说明。
弹簧30将旋转体61、更详细地说将作为行星齿轮机构63的输入要素的后述的行星架63C(参照图3)弹性支承于变速器输出轴14。换句话说,弹簧30被夹装于变速器输出轴14与质量阻尼装置60的行星架63C之间的动力传递路径中,将变速器输出轴14与行星架63C以能够相对旋转的方式连结。
在此,弹簧30将减振器主体20中作为质量阻尼器发挥作用的减振变速器40、减振离合器50、质量阻尼装置60弹性支承于变速器输出轴14。更详细地说,弹簧30被夹装于变速器输出轴14与减振变速器40之间的动力传递路径中,连结变速器输出轴14与减振变速器40的第1驱动齿轮41a、第2驱动齿轮42a。换句话说,在此旋转体61经由行星齿轮机构63的行星架63C、减振离合器50、减振器旋转轴15、减振变速器40等被弹簧30弹性支承于变速器输出轴14。
弹簧30例如通过包括与旋转轴线X2同轴的各种圆环部件等的弹簧保持机构等而沿周向被保持为多个。弹簧30被配置为在该弹簧保持机构的径向内侧插入变速器输出轴14。
从发动机4传递至变速器输出轴14的动力(变动成分)经由弹簧30向减振变速器40的第1驱动齿轮41a、第2驱动齿轮42a输入(传递)。在此期间,弹簧30被保持于弹簧保持机构,并根据在变速器输出轴14与第1驱动齿轮41a、第2驱动齿轮42a之间传递的动力的大小而发生弹性变形。
减振变速器40的变速器输出轴14为输入轴,减振器旋转轴15为输出轴。减振变速器40包括对各轴分配规定的变速比的多个变速档(排档)41、42、变速机构43。
变速档41包括第1驱动齿轮41a和与该第1驱动齿轮41a啮合的第1从动齿轮41b。变速档42包括第2驱动齿轮42a和与该第2驱动齿轮42a啮合的第2从动齿轮42b。第1驱动齿轮41a与第2驱动齿轮42a一体形成,并被配置为在径向内侧插入变速器输出轴14。第1驱动齿轮41a与第2驱动齿轮42a以被形成一体的状态经由轴套等以能够相对旋转的方式支承于变速器输出轴14。该第1驱动齿轮41a、第2驱动齿轮42a经由弹簧30连结于变速器输出轴14并被弹性支承,能够相对于变速器输出轴14经由该弹簧30做相对旋转。第1从动齿轮41b、第2从动齿轮42b被分开形成,且配置为在径向内侧插入减振器旋转轴15。第1从动齿轮41b、第2从动齿轮42b分别经由轴套等以能够相对旋转的方式支承于减振器旋转轴15。
减振变速器40通过包括同步啮合机构等的变速机构43将多个变速档41、42中的任何一个的第1从动齿轮41b、第2从动齿轮42b选择性地与减振器旋转轴15结合。例如,减振变速器40如果通过变速机构43将第1从动齿轮41b与减振器旋转轴15结合,则解除第2从动齿轮42b与减振器旋转轴15的结合,第2从动齿轮42b成为空转状态。在这种情况下,来自发动机4的动力经由变速器输出轴14、弹簧30、第1驱动齿轮41a、第1从动齿轮41b等传递至减振器旋转轴15。相反,如果减振变速器40通过变速机构43将第2从动齿轮42b与减振器旋转轴15结合,则解除第1从动齿轮41b与减振器旋转轴15的结合,第1从动齿轮41b成为空转状态。在这种情况下,来自发动机4的动力经由变速器输出轴14、弹簧30、第2驱动齿轮42a、第2从动齿轮42b等传递至减振器旋转轴15。
减振变速器40对从变速器输出轴14经由弹簧30传递的动力按照与由变速机构43所选择的变速档41、变速档42相应的规定的变速比进行变速,并向减振器旋转轴15传递。减振变速器40将变速后的动力从减振器旋转轴15向质量阻尼装置60侧输出。
减振离合器50能够切换为将变速器输出轴14与质量阻尼装置60以能够传递动力的方式接合的状态、解除该接合的状态。本实施方式的减振离合器50设置在减振变速器40与质量阻尼装置60之间的动力传递路径。减振离合器50能够使用各种离合器,例如,能够使用湿式多片离合器、干式单片离合器等摩擦式盘式离合装置。在此减振离合器50例如是通过作为工作油的油压的离合器油压而工作的油压式的装置。减振离合器50能够切换为将减振变速器40侧的旋转部件50a与质量阻尼装置60侧的旋转部件50b以能够传递动力的方式接合并将减振变速器40与质量阻尼装置60以能够传递动力的方式接合的接合状态、解除该接合的分离状态。减振离合器50通过形成接合状态而连结旋转部件50a与旋转部件50b,成为能够在减振变速器40进而变速器输出轴14与质量阻尼装置60之间传递动力的状态。另一方面,减振离合器50通过形成分离状态而隔离旋转部件50a与旋转部件50b,成为能够在减振变速器40进而变速器输出轴14与质量阻尼装置60之间传递动力的状态。减振离合器50在接合旋转部件50a与旋转部件50b的接合力为0的情况下成为接合被解除的分离状态,随着接合力变大经由半接合状态(打滑状态)成为完全接合状态。在此旋转部件50a为与减振器旋转轴15一体旋转的部件。另一方面,旋转部件50b为与作为行星齿轮机构63的输入要素的行星架63C一体旋转的部件。在本实施方式中减振离合器50基本上处于接合状态。
如上所述,质量阻尼装置60具有旋转体61以及可变惯性质量装置62(参照图3)。可变惯性质量装置62典型为对行星齿轮机构63以及与之连结的旋转体61的惯性质量进行可变控制的装置,如上所述包括行星齿轮机构63以及旋转控制装置64。而且,本实施方式的质量阻尼装置60通过形成该可变惯性质量装置62的旋转控制装置64对行星齿轮机构63的旋转要素的旋转进行控制,能够进行对于旋转体61的惯性能量的蓄积或者从旋转体61释放惯性能量。
行星齿轮机构63包括相互间能够差动旋转的多个旋转要素,并以各旋转要素的旋转中心与旋转轴线X3同轴的方式配置。行星齿轮机构63为所谓的单齿轮式的行星齿轮机构,作为旋转要素包括太阳轮63S、齿圈63R、行星架63C。太阳轮63S为外齿齿轮。齿圈63R为与太阳轮63S同轴配置的内齿齿轮。行星架63C将与太阳轮63S或者齿圈63R在此为与两方啮合的多个小齿轮齿轮63P以能够自转且能够公转的方式保持。在本实施方式的行星齿轮机构63中,行星架63C为第1旋转要素、相当于上述输入要素,齿圈63R为第2旋转要素、相当于上述旋转控制要素,太阳轮63S为第3旋转要素、相当于设置旋转体61的飞轮要素。
行星架63C形成为圆环板状,将作为外齿齿轮的小齿轮齿轮63P以能够自转且能够公转的方式支承于小齿轮轴。行星架63C形成可变惯性质量装置62、换言之行星齿轮机构63的输入部件。行星架63C经由减振离合器50、减振器旋转轴15、减振变速器40、弹簧30等以能够相对旋转的方式与变速器输出轴14连结。从发动机4传递至变速器输出轴14的动力经由弹簧30、减振变速器40、减振器旋转轴15、减振离合器50向该行星架63C传递(输入)。齿圈63R形成为圆环板状,在内周面形成齿轮。太阳轮63S形成为圆筒状,在外周面形成齿轮。齿圈63R连结有旋转控制装置64的马达65,太阳轮63S连结有旋转体61。
在此,旋转体61形成为圆盘板状。旋转体61相对于太阳轮63S以能够以旋转轴线X3作为旋转中心一体旋转的方式结合。
旋转控制装置64作为用于对行星齿轮机构63的旋转要素的旋转进行控制的装置,包括作为速度控制装置的马达65、电池66等。马达65连结于齿圈63R,对该齿圈63R的旋转进行控制。马达65具有作为固定件的定子65S、作为旋转件的转子65R。定子65S固定于壳体等。转子65R配置在定子65S的径向内侧,与齿圈63R以能够一体旋转的方式结合。马达65为兼有将经由变频器等从电池66供给的电力变换成机械式的动力的作为电动机的功能(动力运转功能)、将输入的机械式的动力变换为电力并经由变频器等对电池66充电的作为发电机的功能(再生功能)的旋转电机。马达65通过转子65R的旋转驱动而能够对齿圈63R的旋转(速度)进行控制。马达65通过ECU11来控制该驱动。
如上所述构成的可变惯性质量装置62,ECU11执行旋转控制装置64的马达65的驱动控制,由此如后所述对包括作为质量阻尼器的旋转体61的行星齿轮机构63的表观上的惯性质量进行可变控制。
在此,ECU11输入与从油门开度传感器70、节气门开度传感器71、车速传感器72、发动机转速传感器73、输入轴转速传感器74、马达转速传感器75、转向操纵角传感器76等各种传感器检测出的检测结果对应的电信号。油门开度传感器70对驾驶员所进行的加速踏板的操作量(加速操作量)亦即油门开度进行检测。节气门开度传感器71对发动机4的节气门开度进行检测。车速传感器72对车辆2的行驶速度亦即车速进行检测。发动机转速传感器73对发动机4的发动机转速进行检测。输入轴转速传感器74对主变速器8的变速器输入轴13的输入轴转速进行检测。马达转速传感器75对马达65的马达转速进行检测。转向操纵角传感器76对车辆2搭载的方向盘的转向操纵角进行检测。
ECU11根据输入的检测结果,如上所述对发动机4、主变速器8等进行控制,并且对减振变速器40、减振离合器50、旋转控制装置64的马达65的驱动进行控制。在此减振变速器40、减振离合器50为利用作为介质的工作油的压力(油压)而工作的油压式的装置,ECU11经由油压控制装置等对这些动作进行控制。另外,ECU11例如能够基于油门开度传感器70所检测的检测结果,检测进行/不进行驾驶员对车辆2的加速要求操作亦即加速操作。本实施方式的ECU11兼用作第1控制装置以及第4控制装置。
如上所述构成的动态减振装置1,对于从变速器输出轴14经由弹簧30作用于作为质量阻尼器的减振变速器40、减振离合器50、质量阻尼装置60等的特定的频率的振动,使该质量阻尼器以相反相位振动,由此消除该振动来进行减振(吸振)、抑制。因此,该动态减振装置1例如能够抑制抑制因在动力传动系3产生的发动机爆发1次而引起的振动,能够实现振动噪声的减少、油耗的提高。
此时,动态减振装置1中,ECU11对旋转控制装置64的马达65的驱动进行控制,并对行星齿轮机构63的旋转进行控制,由此进行减振控制,由此能够根据在动力传动系3产生的振动恰当地设定减振器主体20中的相反相位的振动,能够在更大范围的驾驶区域恰当地减少振动。
即,动态减振装置1中,ECU11对马达65的驱动进行控制并对齿圈63R的旋转进行可变控制。由此,动态减振装置1使行星齿轮机构63的齿圈63R、太阳轮63S等旋转要素、旋转体61的旋转可变,使对包括这些齿圈63R、太阳轮63S、旋转体61等的质量阻尼器作用的惯性力可变,由此进行可变地控制质量阻尼器的表观上的惯性质量的惯性质量控制。例如,动态减振装置1使相对大的质量阻尼器亦即旋转体61的旋转速度增速,由此增加质量阻尼器的表观上的惯性质量,能够得到与增加实际的惯性质量的情况同等的效果。动态减振装置1借此能够对固定的弹簧常量变更共振点,能够变更作为减振器主体20的固有振动频率,能够变更减振特性。
减振器主体20的固有振动频率fa例如能够使用弹簧30的弹簧常量Kd、减振器主体20的质量阻尼器的总合惯性质量Ia由下式(1)表示。
fa=(√(Kd/Ia))/2π···(1)
此外,总合惯性质量Ia例如包括减振器主体20的质量阻尼器(减振变速器40、减振离合器50、质量阻尼装置60)的实际的惯性质量、总合惯性质量速度项、总合惯性质量扭矩项等。总合惯性质量速度项是指行星齿轮机构63整体中因使各旋转要素、旋转体61的旋转速度可变所产生的表观上的惯性质量。换言之,总合惯性质量速度项为因对马达65进行旋转速度控制所产生的行星齿轮机构63整体的表观上的惯性质量。总合惯性质量扭矩项是指行星齿轮机构63整体中因各旋转要素的旋转速度变化时作用的扭矩所产生的表观上的惯性质量。换言之,总合惯性质量扭矩项为因马达65的扭矩控制所产生的行星齿轮机构63整体的表观上的惯性质量。
因此,动态减振装置1中,ECU11对马达65的驱动进行控制,执行行星齿轮机构63的旋转控制,调节总合惯性质量Ia,由此能够根据在动力传动系3产生的振动恰当地调节减振器主体20的固有振动频率fa。ECU11例如基于当前的发动机转速、与发动机扭矩以及变速档等相应变化的动力传动系3的共振点的数目、与由共振频率等确定的振动模式对应的目标的控制量对马达65的驱动进行控制。在此,目标的控制量例如为能够实现对于以各振动模式振动的动力传动系3可在减振器主体20中使用反共振原理来减少振动的固有振动频率fa的目标马达转速。
其结果,动态减振装置1例如在动力传动系3的共振点(共振频率)变化的情况下,也能够将减振器主体20的固有振动频率fa调节为恰当的固有振动频率fa并变更为恰当的减振特性,能够控制使动力传动系3的效率、振动噪声达到最佳。在车辆2中,例如能够通过使变矩器的锁止离合器分离(分离状态)来抑制振动,但在这种情况下,担心油耗恶化,而若为该动态减振装置1,则在抑制了这样的锁止离合器的分离所产生的油耗恶化后,能够恰当地抑制振动。
此外,本实施方式的动态减振装置1中,减振变速器40对以与主变速器8的变速比对应的变速比传递至质量阻尼装置60的动力进行变速,例如在主变速器8的变速比(变速档)被变更时,进行与该主变速器8的变速状况相应的恰当的减振控制。
如上所述,主变速器8具有对各轴分配规定的变速比的多个变速档(排档)81、82、83,减振变速器40具有对各轴分配规定的变速比的多个变速档41、42。而且,减振变速器40根据主变速器8的变速比设定各变速档41、42的变速比。
在此,减振变速器40的变速比也可以不与主变速器8的全部的变速比对应。减振变速器40只要具有例如与需要由动态减振装置1进行的减振控制的驾驶区域对应的变速比,典型为与主变速器8的高侧的变速档对应的变速档便可。本实施方式的减振变速器40设置有变速档41、42,以便与恒定行驶状态比较多的主变速器8的高侧的变速档82、83对应。例如,减振变速器40也可以不具有在车辆2的起步时等与成为锁止有效、变矩器成为流体传递的驾驶区域对应的变速比,典型为与主变速器8的变速档81(第1速)等对应的变速档。
本实施方式的减振变速器40中,变速档41与主变速器8的变速档82对应,变速档42与主变速器8的变速档83对应。变速档41与变速档82、变速档42与变速档83例如被组合,以便主变速器7的速度比S与减振变速器40与速度比Z满足[S·(1/Z)=恒定]。进而质量阻尼器的实际的惯性质量、弹簧30的弹簧常量Kd等在变速档41与变速档82、变速档42与变速档83的各组合中,例如被设定为满足下式(2)、(3)。
(Kt/Mta)=(Kd/Mda)···(2)
(Kt/Mtb)=(Kd/Mdb)···(3)
在上式(2)、(3)中、“Kt”表示减振器7的弹簧常量。“Kd”表示弹簧30的弹簧常量。“Mta”表示在由主变速器8选择变速档83的状态下的减振器7的动力传递方向下游侧(即驱动轮10侧)的驱动系惯性质量。“Mda”表示在由减振变速器40选择变速档42的状态下并且旋转体61(太阳轮63S)的转速大致为0的状态下的弹簧30的动力传递方向下游侧的质量阻尼器的总合惯性质量(Ia)。“Mtb”表示在由主变速器8选择变速档82的状态下的减振器7的动力传递方向下游侧的驱动系惯性质量。“Mdb”表示在由减振变速器40选择变速档41的状态下并且旋转体61(太阳轮63S)的转速大致为0的状态下的弹簧30的动力传递方向下游侧的质量阻尼器的总合惯性质量(Ia)。
此外,ECU11典型地根据主变速器8的变速进行减振变速器40的变速,进行减振变速器40的变速比的变更。即,减振变速器40在主变速器8的变速比被变更的情况下,与之相应地变更变速比。在此如图1所示,减振变速器40,当在主变速器8中选择变速档83且由变速档83对从发动机4的动力进行变速的情况下,选择变速档42,由该变速档42对向质量阻尼装置60传递的动力进行变速。同样如图2所示,减振变速器40,当在主变速器8中选择变速档82且由变速档82对来自发动机4的动力进行变速的情况下,选择变速档41,由该变速档41对向质量阻尼装置60传递的动力进行变速。其结果,减振变速器40被设定为与主变速器8的当前的变速比对应的变速比,能够对以与该主变速器8的当前的变速比对应的变速比传递至质量阻尼装置60的动力进行变速。
因此,动态减振装置1中,即使在动力传动系3的共振点(共振频率)根据主变速器8的变速而大幅变化的情况下,也能够与之相应地变更减振变速器40的变速比(变速档),在该减振变速器40中以与主变速器8的当前的变速比对应的变速比对传递至质量阻尼装置60的动力进行变速。其结果,动态减振装置1中,例如即使在因主变速器8的变速比变化而相应地从变速器输出轴14向减振器主体20输入的动力的转速大幅变动的情况下,与之相应地减振变速器40也会对传递至质量阻尼装置60的动力进行变速,因此能够将减振器主体20的固有振动频率fa调节为恰当的固有振动频率fa,变更为恰当的减振特性。因此,动态减振装置1在使用反共振的原理减少振动的动态减振器中,能够应对与主变速器8的变速相应的动力传动系3的共振点的变动简单地进行高精度的减振控制,并且能够抑制共振点大幅变动而超出动态减振装置1的控制范围。因此,动态减振装置1能够在抑制装置的大型化的基础上在大范围的驾驶区域恰当地减少振动。
进而如上所述,本实施方式的质量阻尼装置60将传递至旋转体61的旋转动力作为惯性能量蓄积。
在此,质量阻尼装置60通过如上所述将旋转体61(太阳轮63S)的转速大致为0的状态设置为基本最佳共振状态,来保持惯性能量的蓄积容量。换言之,本实施方式的减振器主体20,在旋转体61的转速大致为0且旋转体61的表观上的惯性质量相对小的状态下,以消除在动力传动系3产生的振动来进行减振的方式,调整质量阻尼器的实际的惯性质量、弹簧30的弹簧常量Kd,调整减振器主体20的固有振动频率、最佳共振点。
在此,行星齿轮机构63的行星架63C、齿圈63R、太阳轮63S以基于图4所示的共线图的旋转速度(相当于转速)工作。该图4为以直线表示行星齿轮机构63的各旋转要素的旋转速度的相对关系的图,是纵轴为太阳轮63S、行星架63C以及齿圈63R的各自的旋转的速度比(相当于相对转速比)、以使沿着横轴的相互间的间隔成为与齿圈63R和太阳轮63S的齿数比相应的间隔的方式分别配置各旋转要素的速度比的速度曲线图。在此该图4将输入旋转要素的行星架63C设为基准,将行星架63C的旋转的速度比设为1。另外,该图4所示的传动比ρ为行星齿轮机构63的传动比。即,如果将太阳轮63S与行星架63C的间隔设为“1”,则行星架63C与齿圈63R的间隔传动比ρ与对应。
如实线L11所示,质量阻尼装置60将旋转体61(太阳轮63S)的转速大致为0的状态设为基本最佳共振状态。ECU11在该基本最佳共振状态下对旋转控制装置64的马达65的驱动进行控制,使马达转速上升并将齿圈63R的转速向增加侧调节,由此使旋转体61的转速大致为0。该质量阻尼装置60的基本最佳共振状态为不向旋转体61蓄积惯性能量的状态。换言之,可变惯性质量装置62在由旋转体61蓄积惯性能量前的状态下,与由旋转体61蓄积惯性能量后的状态相比,相对减小旋转体61的表观上的惯性质量。由此,质量阻尼装置60确保旋转体61的惯性能量的蓄积容量(蓄积量)。如果主变速器8的变速档81、82、83和减振变速器40的变速档41、42以上述的组合被选择,则ECU11对马达65的驱动进行控制将质量阻尼装置60形成为基本最佳共振状态。减振离合器50在基本最佳共振状态下成为接合状态。
此时,如上所述,减振器主体20在质量阻尼装置60的基本最佳共振状态下,以消除在动力传动系3产生的振动来进行减振的方式调整质量阻尼器的实际的惯性质量、弹簧30的弹簧常量Kd。因此,该动态减振装置1在车辆2的加速时等能够如上所述起到高的减振效果,例如能够实现车辆2的极为静谧的行驶。
此外,ECU11对质量阻尼装置60进行控制,在主变速器8的非变速动作时(不进行变速比的变更的状态)且对于车辆2的加速要求操作被接触的状态、即在为进行加速操作的状态的情况下,向旋转体61蓄积惯性能量(旋转动能)。典型地当在进行加速操作的状态下发动机4的节气门关闭且车辆2进行惯性行驶的情况下,或进行制动操作(制动要求操作)而车辆2进行减速行驶的情况下,ECU11相对于图4中实线L11如虚线L12所示,对马达65的驱动进行控制,使马达转速降低。ECU11通过使马达转速降低,从而将齿圈63R的转速向减速侧调节,并使太阳轮63S以及旋转体61的转速上升。换句话说,ECU11在向旋转体61蓄积惯性能量时,对质量阻尼装置60的旋转控制装置64进行控制,使旋转体61的转速上升。进一步说明,ECU11在向旋转体61蓄积惯性能量时利用马达65作为发电机,对该马达65进行制动(发电)控制,使马达转速降低,使旋转体61的转速上升。此时,减振离合器50成为接合状态。
此时,质量阻尼装置60在车辆2进行惯性行驶、减速行驶时,从驱动轮10侧经由差速齿轮9、变速器输出轴14、弹簧30、减振变速器40、减振器旋转轴15、减振离合器50等向行星架63C输入旋转动力。此外,质量阻尼装置60能够将从该行星架63C传递至旋转体61的旋转动力如上所述随着旋转体61的转速的上升,在该旋转体61蓄积作为惯性能量。即,该动态减振装置1在车辆2进行惯性行驶时、减速行驶时,利用从驱动轮10侧传递至成为动态减振器的惯性质量的旋转体61的旋转动力,使该旋转体61的转速上升并空转,由此能够在旋转体61回收、蓄积车辆2的运动(行驶)能量。进一步说明,质量阻尼装置60,作为整体向旋转体61蓄积惯性能量(动能),并且利用马达65发电并再生,由此能够将动能变换为电能并向电池66蓄积,能够蓄积更多的能量。而且此时,车辆2中,基于旋转体61的惯性的旋转阻力的(负的旋转力)作用于驱动轮10,由此在车辆2的驱动轮10产生制动力,由此,车辆2以所希望的减速度减速。
此外,ECU11对质量阻尼装置60进行控制,在形成对车辆2加速的加速要求操作的状态、即进行加速操作的状态的情况下,释放向旋转体61蓄积的惯性能量。典型地当在进行加速操作的状态下发动机4的节气门打开且车辆2进行加速行驶的情况下,ECU11对马达65的驱动进行控制,使马达转速上升。ECU11通过使马达转速上升,而将齿圈63R的转速向增速侧调节,使太阳轮63S以及旋转体61的转速降低,形成旋转体61的转速大致为0的状态、即最佳共振状态。换句话说,ECU11在从旋转体61释放惯性能量时,对质量阻尼装置60的旋转控制装置64进行控制,使旋转体61的转速降低,将质量阻尼装置60形成为最佳共振状态。进一步说明,ECU11在从旋转体61释放惯性能量时利用马达65作为电动机,对该马达65进行驱动控制,使马达转速上升,并使旋转体61的转速降低。此时,减振离合器50成为接合状态。
由此,质量阻尼装置60随着旋转体61的转速降低,将蓄积于旋转体61的惯性能量作为旋转动力释放,并从行星架63C输出。从行星架63C输出的旋转动力经由减振离合器50、减振器旋转轴15、减振变速器40、弹簧30、变速器输出轴(输出轴)14、差速齿轮9等传递至驱动轮10。即,该动态减振装置1在车辆2的加速行驶时,能够从形成动态减振器的惯性质量的旋转体61释放惯性能量,利用从该旋转体61侧传递至驱动轮10的旋转动力驱动驱动轮10。进一步说明,质量阻尼装置60,作为整体从旋转体61释放惯性能量,并且马达65驱动进行动力运转,由此能够将蓄积于电池66的电能变换为动能进而输出。此时,车辆2因来自旋转体61、马达65的旋转动力作用于驱动轮10而产生驱动力,由此车辆2加速。
此时,ECU11最好使蓄积于包括旋转体61的质量阻尼装置60的能量(蓄积于旋转体61的动能以及蓄积于电池66的电能)的释放比发动机4的动力产生优先。换句话说,ECU11在车辆2的加速行驶时,优先使用来自蓄积惯性能量的状态的旋转体61的旋转动力作为行驶用动力,使车辆2加速。而且,ECU11在旋转体61的转速大致为0的状态、即质量阻尼装置60返回最佳共振状态后,对发动机4的输出进行控制,使用发动机4的动力作为行驶用动力来使车辆2加速。由此,该动态减振装置1能够提高油耗性能。
另外,ECU11对质量阻尼装置60进行控制,在主变速器8的变速动作时也释放蓄积于旋转体61的惯性能量。典型地如果基于油门开度、车速等对主变速器8产生变速指示,则ECU11在实际进行变更变速档的变速动作前,将马达65利用作为电动机并对马达65的驱动进行控制,使马达转速上升。ECU11通过使马达转速上升,将齿圈63R的转速向增速侧调节,使太阳轮63S以及旋转体61的转速降低,释放惯性能量并形成旋转体61的转速大致为0的状态、即最佳共振状态。而且,ECU11在质量阻尼装置60返回最佳共振状态后,实际进行变更变速档的变速动作。
由此,动态减振装置1在主变速器8实际进行变速动作前,预先使质量阻尼装置60返回最佳共振状态,由此能够保持旋转体61的惯性能量的蓄积容量。进而,动态减振装置1,在主变速器8实际进行变速动作前,将质量阻尼装置60返回最佳共振状态,由此能够形成在变速动作前减振器主体20可起到高减振效果的状态。
因此,如上所述构成的动态减振装置1例如根据车辆2的状态,恰当地分为作为减振器主体20的动态减振器的功能和作为车辆2的行驶能量蓄积装置的功能进行使用,由此能够兼顾减少振动与提高油耗性能。即,动态减振装置1例如在发动机4的高输出时等驾驶状态下,减振器主体20能够作为动态减振器减少所谓的NVH(Noise-Vibration-Harshness,噪声、振动、不平顺)。另一方面,动态减振装置1,在车辆2的惯性行驶时、减速行驶时等发动机输出少的大致为0的驾驶区域,减振器主体20能够作为能量蓄积装置蓄积能量(惯性(运动)能量、电能),能够与发动机4的输出配合地恰当释放蓄积的能量。
此外,动态减振装置1,由于根据车辆2的状态由ECU11对减振离合器50进行控制而形成分离状态,由此能够将质量阻尼装置60与驱动系隔断。由此,动态减振装置1,在不需要减振器主体20的减振的情况等下,能够根据需要减小驱动系的惯性质量,例如能够提高车辆2的加速性。
接下来,参照图5的流程图对ECU11所进行的控制的一个例子进行说明。此外,这些控制程序以数ms~数十ms的控制周期被反复执行(以下相同。)。
首先,ECU11基于各种传感器所检测的检测结果取得车辆信息(ST1)。ECU11例如基于由油门开度传感器70、节气门开度传感器71、发动机转速传感器73、车速传感器72、转向操纵角传感器76等所检测的检测结果或变矩器、主变速器8的动作状态等取得车辆信息。作为车辆信息,ECU11例如取得与当前的主变速器8的变速档、节气门开度(油门开度)、发动机转速、锁止状态、车速、方向盘转向操纵角等相关的信息。
接下来,ECU11基于在ST1检测出的车辆信息,使用变速映射(未图示),进行主变速器8的变速判断,判定是否做出变速指示(ST2)。
ECU11在判定为做出变速指示的情况(ST2:是)下,判定蓄积于飞轮能量、即旋转体61的惯性能量是否为0(ST3)。ECU11例如能够通过基于马达转速传感器75所检测的检测结果等判定旋转体61的转速是否为0,来判定飞轮能量是否为0。ECU11在判定旋转体61的转速为0的情况下,能够判定为飞轮能量为0。另一方面,ECU11在判定旋转体61的转速不为0的情况下,能够判定为飞轮能量不为0。
ECU11在判定为飞轮能量(蓄积于旋转体61的惯性能量)为0的情况(ST3:是)下,换言之在判定为质量阻尼装置60为基本最佳共振状态的情况下,对主变速器8进行控制,实际实施变更变速档的变速动作。此时,ECU11以使主变速器8的变速档82、83与减振变速器40的变速档41、42的组合成为上述说明的恰当组合的方式,与主变速器8的变速动作对应地同步控制减振变速器40并实施变速动作(ST4),结束当前的控制周期,并移至下一个控制周期。在这种情况下,ECU11最好在从主变速器8的变速动作的开始时刻起到结束时刻的期间内开始并结束减振变速器40的变速比的变更。由此,动态减振装置1能使驾驶员不易察觉减振变速器40的变速比(变速档)变更时所产生的切换震感,例如能够抑制驾驶性能恶化。
ECU11在判定飞轮能量(蓄积于旋转体61的惯性能量)不为0的情况(ST3:否),换言之在判定质量阻尼装置60不是基本最佳共振状态的情况下,执行飞轮能量0控制(ST5),在飞轮能量为0后,移至ST4。在此作为飞轮能量0控制,ECU11将马达65利用作为电动机,对马达65的驱动进行控制,使马达转速上升,将齿圈63R的转速向增速侧调节,使太阳轮63S以及旋转体61的转速降低,释放惯性能量,形成旋转体61的转速大致为0的最佳共振状态。
ECU11当在ST2判定为未做出变速指示的情况(ST2:否)下,基于在ST1检测出的车辆信息,判定发动机4的节气门是否为打开状态,即判定为在进行加速操作的状态下发动机4的节气门是否打开(ST6)。
ECU11,在判定为发动机4的节气门为打开状态的情况(ST6:是)下,即判定为在进行加速操作的状态下发动机4的节气门打开的情况下,执行飞轮能量0控制(ST7),在将飞轮能量形成为0后,结束当前的控制周期,移至下一个控制周期。在此的飞轮能量0控制与上述的ST5的飞轮能量0控制为相同的控制,因此省略详细的说明。
ECU11在判定发动机4的节气门为关闭状态的情况(ST6:否)下,即判定为在不进行加速操作的状态下发动机4的节气门关闭的情况下,执行飞轮能量蓄积控制(ST8),结束当前的控制周期,移至下一个控制周期。在此ECU11作为飞轮能量蓄积控制,将马达65利用作为发电机并对马达65进行制动控制,使马达转速降低,将齿圈63R的转速向减速侧调节,使太阳轮63S以及旋转体61的转速上升,将传递至旋转体61的旋转动力在该旋转体61作为惯性能量进行蓄积。另外,质量阻尼装置60能够因马达65发电而再生,能够将动能变换为电能并蓄积于电池66。此时,动态减振装置1能够将旋转体61的旋转阻力用于驾驶员对车辆2要求的减速(驾驶员需求减速)。
根据以上说明的实施方式的动态减振装置1,具有质量阻尼装置60、减振变速器40。质量阻尼装置60中,旋转体61经由弹簧30连结于能够利用主变速器8对旋转动力进行变速并向车辆2的驱动轮10传递的动力传递装置5的变速器输出轴14。减振变速器40设置在弹簧30与旋转体61之间的动力传递路径,以与主变速器8的变速比对应的变速比对传递至旋转体61的旋转动力进行变速。而且,质量阻尼装置60能够将传递至旋转体61的旋转动力作为惯性能量蓄积。
因此,动态减振装置1,在主变速器8的变速比被变更的情况下,也能够恰当地减少震动。其结果,动态减振装置1能够减少所谓的NVH。进而动态减振装置1根据车辆2的状态被分为作为减振器主体20的动态减振器的功能和作为车辆2的行驶能量蓄积装置的功能进行使用,由此能够兼顾减少振动与提高油耗性能。因此,该动态减振装置1例如能够在抑制装置的大型化、重量增加、制造成本增加等的基础上,兼顾减少振动与提高油耗性能。
此外,在以上的说明中,对减振器主体20具有减振离合器50的结构进行了说明,但并不局限于此。减振器主体20作为能够切换成将变速器输出轴14与质量阻尼装置60以能够传递动力的方式接合的状态和接触该接合的状态的接合装置,能够代替减振离合器50转而使用减振变速器40的变速机构43。变速机构43例如解除第1从动齿轮41b、第2从动齿轮42b与减振器旋转轴15的结合,将第1从动齿轮41b以及第2从动齿轮42b双方形成为空转状态,由此能够形成解除变速器输出轴14与质量阻尼装置60的接合的状态。另外,减振器主体20也可以是不具有上述接合装置本身的结构。
[实施方式2]
图6为实施方式2的动态减振装置的概略结构图,图7、图8、图9、图10为表示实施方式2的动态减振装置的行星齿轮机构的动作的共线图,图11为对实施方式2的ECU所进行的控制的一个例子进行说明的流程图,图12为对实施方式2的ECU所进行的飞轮能量0控制的一个例子进行说明的流程图。实施方式2的动态减振装置与实施方式1的不同之处在于:在蓄积惯性能量时变更减振变速器的变速比。除此之外,对于与上述的实施方式相通的结构、作用、效果,尽可能省略重复的说明。另外,对于实施方式2的动态减振装置的各结构,可适当参照图1、图2、图3等(以下进行的说明在实施方式中相同。)。此外,图1、图2、图6中,主变速器与减振变速器的变速比的组合不同。
如图6所示,本实施方式的动态减振装置201具有减振器主体20、ECU11。本实施方式的ECU11兼作第1控制装置、第2控制装置、第4控制装置以及第5控制装置。
本实施方式的ECU11在对旋转体61蓄积惯性能量时,对减振变速器40进行控制变更该减振变速器40的变速比,使得来自减振变速器40的输出转速(输出旋转速度)上升。由此,ECU11使向质量阻尼装置60的行星架63C的输入转速上升,随之使旋转体61的转速上升,由此将旋转体61的惯性能量的蓄积容量(蓄积量)相对增大。换言之,ECU11在向旋转体61蓄积惯性能量时,为了向该旋转体61蓄积更多的惯性能量,变更减振变速器40的变速比。
例如,ECU11在车辆2的恒定行驶时等,如图2所示,假设在主变速器8中选择变速档82、在减振变速器40中选择变速档41的状态下,使车辆2行驶。在此,车辆2的恒定行驶时是假想为在驾驶员以尽可能恒速行驶的方式进行驾驶操作的情况、执行由所谓的自动关闭所产生的自动行驶控制的情况等、各种行驶时。在这种情况下,ECU11如图7中实线L21所示,将马达65利用作为电动机而对马达65的驱动进行控制,使马达转速上升,将齿圈63R的转速向增加侧调节,由此形成旋转体61的转速大致为0的状态,将质量阻尼装置60形成为基本最佳共振状态。
此外,在车辆2的恒定行驶中,例如在发动机4的节气门关闭车辆2进行惯性行驶的情况下,或进行制动操作(制动要求操作)而车辆2进行减速行驶的情况下,ECU11相对于图8中虚线L21如实线L22所示,将马达65利用作为发电机而对马达65进行制动控制,使马达转速降低。ECU11通过降低马达转速而将齿圈63R的转速向减速侧调节,使太阳轮63S以及旋转体61的转速上升。由此,质量阻尼装置60能够将传递至旋转体61的旋转动力随着旋转体61的转速的上升,在该旋转体61蓄积作为惯性能量。此时,质量阻尼装置60通过因马达65发电而再生,能够将动能变换为电能并蓄积于电池66。
此外,如果在该状态下马达转速成为可在马达65中实现的最低转速亦即额定最低转速,则ECU11对减振变速器40进行控制,变更该减振变速器40的变速比。在此如图6所示,ECU11将减振变速器40的变速档41变更为变速档42。
此时,ECU11在将减振离合器50形成为暂时分离状态后,将减振变速器40的变速档41变更为变速档42。然后,ECU11将马达65利用作为电动机并对马达65的驱动进行控制使马达转速、齿圈63R的转速上升,由此使行星架63C的转速上升,并控制使旋转部件50a的转速与旋转部件50b的转速同步。随后ECU11将减振离合器50形成为再次接合状态,完成减振变速器40的变速动作。即在此ECU11利用马达65作为变速同步装置。
其结果,质量阻尼装置60相对于图9中虚线L22如实线L23所示,使来自减振变速器40的输出转速上升,从而形成对于行星架63C的输入转速上升且马达转速、齿圈63R的转速上升的状态。由此,质量阻尼装置60能够增加旋转体61的惯性能量的蓄积容量,通过旋转体61蓄积更多的惯性能量。
随后,ECU11相对于图10中虚线L23如实线L24所示,将马达65利用作为发电机而对马达65进行制动控制,使马达转速降低。ECU11通过降低马达转速,能够将齿圈63R的转速向减速侧调节,进一步使太阳轮63S以及旋转体61的转速上升。由此,质量阻尼装置60能够随着旋转体61的转速的进一步上升,在该旋转体61蓄积更多的惯性能量。此时,质量阻尼装置60通过因马达65而发电再生,能够将动能变换为电能进一步向电池66蓄积。
另一方面,例如在成为进行加速操作的状态而产生加速要求的情况下或因自动行驶控制而产生加速要求的情况下等、从旋转体61释放惯性能量时,ECU11以与上述说明中的对旋转体61蓄积惯性能量的情况相反的顺序对各部分进行控制。即,ECU11将马达65利用作为电动机而对马达65的驱动进行控制,使马达转速上升,降低太阳轮63S以及旋转体61的转速,由此将蓄积于旋转体61的惯性能量作为旋转动力释放。此时,质量阻尼装置60通过马达65驱动进行动力运转,能够将蓄积于电池66的电能变换为动能并释放。随后ECU11将减振变速器40的变速档42变更为变速档41。其结果,质量阻尼装置60使来自减振变速器40的输出转速降低,由此降低对于行星架63C的输入转速,并且马达65被用作发电机,对马达65进行制动控制,成为马达转速、齿圈63R的转速降低的状态。然后,ECU11将马达65作为电动机对马达65的驱动进行控制,使马达转速上升,进一步使太阳轮63S以及旋转体61的转速降低,进行蓄积于旋转体61的惯性能量的进一步释放,将质量阻尼装置60形成为最佳共振状态。然后,ECU11在旋转体61的转速大致为0的状态、即质量阻尼装置60返回最佳共振状态后,对发动机4的输出进行控制,将发动机4所产生的动力作为行驶用动力进行使用,从而使车辆2加速。由此,该动态减振装置1能够提高油耗性能。
因此,如上所述构成的动态减振装置201能够通过包括旋转体61的质量阻尼装置60蓄积更多的能量(旋转体61的惯性动能以及蓄积于电池66的电能),并根据需要释放更多的能量,因此,能够实现进一步提高油耗性能。
在此,本实施方式的ECU11在如上所述变更减振变速器40的变速比时,对减振离合器50进行控制从而将该减振离合器50形成为分离状态,并且还在减振离合器50的分离状态下进行发动机制动控制或者制动扭矩控制。
上述发动机制动控制是指在减振离合器50的分离状态下通过利用发动机4的旋转阻力的发动机制动(内燃机制动)调节车辆2的减速度的控制。在这种情况下,ECU11对离合器6进行控制并进行离合器扭矩控制,由此调节作用于驱动轮10的发动机制动扭矩,调节车辆2的减速度。
上述制动扭矩控制是指在减振离合器50的分离状态下利用由制动装置12产生的制动力调节车辆2的减速度的控制。在这种情况下,ECU11对离合器6进行控制,调节作用于包括驱动轮10的各车轮的制动装置12所产生的制动扭矩,从而调节车辆2的减速度。
由此,动态减振装置201在减振变速器40的变速动作时将减振离合器50形成为暂时分离状态,由此即便在对驱动轮10不作用由旋转体61的惯性产生的旋转阻力的情况下,也能够通过发动机制动扭矩或者制动装置12所产生的制动扭矩使车辆2以所希望的减速度减速。其结果,动态减振装置201在减振变速器40的变速动作时减振离合器50成为分离状态时,能够抑制因所谓的扭矩解除给驾驶员带来不协调感。
接下来,参照图11的流程图对ECU11所进行的控制的一个例子进行说明。
首先,ECU11基于各种传感器所检测的检测结果取得车辆信息(ST1)。接下来,ECU11判定是否做出变速指示(ST2)。ECU11在判定为做出变速指示的情况(ST2:是)下,判定飞轮能量是否为0(ST3)。ECU11在判定飞轮能量为0的情况(ST3:是)下,对主变速器8、减振变速器40进行控制,实际实施变更变速档的变速动作(ST4),结束当前的控制周期,移至下一个控制周期。ECU11在判定飞轮能量不为0的情况(ST3:否)下,执行飞轮能量0控制(ST205),在飞轮能量形成为0后,移至ST4。
在此,参照图12的流程图对本实施方式的ECU11所进行的飞轮能量0控制的一个例子进行说明。
本实施方式的ECU11在飞轮能量0控制中,首先判定主变速器8的变速档82、83与减振变速器40的变速档41、42的组合是否为上述说明中的恰当组合(ST220)。在此,恰当的组合如上所述是作为NVH对策恰当的组合,具体地说是变速档82与变速档41、变速档83与变速档42的组合。
ECU11在判定组合为恰当组合的情况(ST220:是)下,将马达65利用作为电动机而对马达65的驱动进行控制,释放惯性能量,将飞轮转速(旋转体61的转速)大致形成为0,将质量阻尼装置60形成为最佳共振状态(ST221),从而结束飞轮能量0控制。
ECU11在判定组合不是恰当组合的情况(ST220:否)下,将马达65利用作为电动机而对马达65的驱动进行控制,释放惯性能量,将飞轮转速大致形成为0,将质量阻尼装置60形成为最佳共振状态(ST222)。随后,ECU11对减振变速器40进行控制,实施变速动作,将主变速器8的变速档82、83与减振变速器40的变速档41、42的组合形成为适于NVH对策的组合(ST223),从而结束飞轮能量0控制。
返回图11,ECU11当在ST2判定为未做出变速指示的情况(ST2:否)下,则判定发动机4的节气门是否为打开状态(ST6)。ECU11在判定为发动机4的节气门为打开状态的情况(ST6:是)下,执行飞轮能量0控制(ST207),结束当前的控制周期,移至下一个控制周期。其中的飞轮能量0控制与上述的ST205中的飞轮能量0控制为相同的控制,因此省略详细的说明。
ECU11在判定发动机4的节气门为关闭状态的情况(ST6:否)下,即判定为在不进行加速操作的状态下发动机4的节气门关闭的情况下,判定马达转速传感器75检测出的当前的马达转速Nmg是否比预先设定的额定最低转速Nb高(ST208)。
ECU11在判定为马达转速Nmg比额定最低转速Nb高的情况(ST208:是)下,执行飞轮能量蓄积控制(ST209),结束当前的控制周期,移至下一个控制周期。在此作为飞轮能量蓄积控制,ECU11将马达65利用作为发电机并对马达65进行制动控制,使马达转速Nmg降低,将齿圈63R的转速向减速侧调节,使太阳轮63S以及旋转体61的转速上升,将传递至旋转体61的旋转动力在该旋转体61蓄积作为惯性能量。通过因马达65发电而再生,能够将动能变换为电能并蓄积于电池66。此时,动态减振装置1能够将旋转体61的旋转阻力(负的旋转力)用于驾驶员对车辆2要求的减速(驾驶员需求减速)。
ECU11在判定为马达转速Nmg在额定最低转速Nb以下的情况(ST208:否)下,判定发动机转速传感器73检测出的当前的发动机转速Ne是否比输入轴转速传感器74检测出的当前的变速器输入轴13的输入轴转速Nin低(ST210)。
ECU11在判定为发动机转速Ne比输入轴转速Nin低的情况(ST210:是)下,即处于能够在驱动轮10作用发动机制动扭矩的状态的情况下,对减振变速器40进行控制,实施减振变速器40的变速动作,并且实施发动机制动控制(ST211),移至ST209。
在这种情况下,ECU11对离合器6进行控制,将该离合器6形成为接合状态或半接合状态,由此进行离合器扭矩控制,并且同时对减振离合器50进行控制,将该减振离合器50形成为暂时分离状态。此时,ECU11通过离合器扭矩控制,将根据发动机4的旋转阻力经由离合器6向驱动轮10侧传递的负的传递扭矩的大小调节为与可基于旋转体61的惯性的旋转阻力产生的减速扭矩的大小相当,调节作用于驱动轮10的发动机制动扭矩。然后,ECU11实施减振变速器40的变速动作,例如将变速档41变更为变速档42,并且将马达65利用作为电动机而对马达65的驱动进行控制,使马达转速以及行星架63C上升,使从变速动作时的减振变速器40输出的输出转速与行星架63C的转速瞬间同步。然后,ECU11将减振离合器50形成为再次接合状态,并且与之同步地对离合器6进行控制,将该离合器6立刻形成分离状态。
ECU11在判定发动机转速Ne为输入轴转速Nin以上的情况(ST210:否)下,即为无法对驱动轮10作用发动机制动扭矩的状态的情况下,对减振变速器40进行控制,从而实施减振变速器40的变速动作,并且实施制动扭矩控制(ST212),移至ST209。
在这种情况下,ECU11对制动装置12进行控制,并且同时对减振离合器50进行控制将该减振离合器50形成为暂时分离状态。此时,ECU11通过对制动装置12进行控制而将制动装置12产生的制动扭矩的大小调节为与可基于旋转体61的惯性的旋转阻力产生的减速扭矩的大小相当,调节作用于驱动轮10的制动装置12所产生的制动扭矩。然后,ECU11实施减振变速器40的变速动作,例如将变速档41变更为变速档42,并且将马达65利用作为电动机而对马达65的驱动进行控制,使马达转速以及行星架63C上升,使从变速动作时的减振变速器40输出的输出转速与行星架63C的转速瞬间同步。然后,ECU11使减振离合器50形成为再次接合状态,并且与之同步地对制动装置12进行控制,将该制动装置12产生的制动扭矩形成为0。
根据以上说明的实施方式的动态减振装置201,即使在主变速器8的变速比被变更的情况下,也能够恰当地减少振动。进而,动态减振装置201根据车辆2的状态分为作为减振器主体20的动态减振器的功能和作为车辆2的行驶能量蓄积装置的功能进行使用,由此能够兼顾减少振动与提高油耗性能。
进而根据以上说明的实施方式的动态减振装置201,具有对减振变速器40进行控制的ECU11。ECU11在向旋转体61蓄积惯性能量时,对减振变速器40进行控制,变更该减振变速器40的变速比,使得来自减振变速器40的输出转速上升。因此,动态减振装置201能使对于质量阻尼装置60的输入转速上升,使旋转体61的惯性能量的蓄积容量增加,能够向该旋转体61蓄积更多的惯性能量。
进而根据以上说明的实施方式的动态减振装置201,具有减振离合器50和ECU11。减振离合器50能够切换为将变速器输出轴14与质量阻尼装置60以能够传递动力的方式接合的状态与解除接合的状态。ECU11在变更减振变速器40的变速比时,对减振离合器50进行控制,将该减振离合器50形成为分离状态,并且在该减振离合器50的分离状态下通过利用发动机4的旋转阻力的发动机制动或者制动装置12所产生的制动力来调节车辆2的减速度。因此,动态减振装置201在减振变速器40的变速动作时且减振离合器50处于分离状态时,能够抑制因所谓的扭矩消失带给驾驶员不协调感,例如能够抑制驾驶性能恶化。
[实施方式3]
图13、图14、图15为实施方式3的动态减振装置的概略结构图,图16为对实施方式3的ECU所进行的控制的一个例子进行说明的流程图。实施方式3的动态减振装置与实施方式2的不同之处在于:旋转轴为主变速器的输入轴,在蓄积惯性能量时变更主变速器的变速比。此外,图13、图14、图15中,主变速器与减振变速器的变速比的组合不同。
如图13所示,本实施方式的动态减振装置301具有减振器主体320和ECU11。本实施方式的ECU11兼作第1控制装置、第3控制装置、第4控制装置以及第5控制装置。
此外,本实施方式的动态减振装置301在动力传动系3中,被设置于传递来自发动机4的动力而旋转的动力传递装置5的旋转轴,在此为形成驱动系的主变速器8的变速器输入轴(输入轴)13。该变速器输入轴13被配置为旋转轴线X2与减振器旋转轴15的旋转轴线X3几乎平行。
本实施方式的减振器主体20具有:作为质量阻尼器的旋转体61(参照图3)经由弹簧30连结于变速器输入轴13的质量阻尼装置60、设置在弹簧30与旋转体61之间的动力传递路径的减振变速器40。
在此减振变速器40在第1驱动齿轮41a与第2驱动齿轮42a形成一体的状态下经由轴套等以能够相对旋转的方式支承于变速器输入轴13。第1驱动齿轮41a、第2驱动齿轮42a经由弹簧30连结于变速器输入轴13,从而被弹性支承,相对于变速器输入轴13能够经由该弹簧30进行相对旋转。另外,减振变速器40的第1从动齿轮41b、第2从动齿轮42b分别经由轴套等以能够相对旋转的方式支承于减振器旋转轴15。减振变速器40通过变速机构43将多个变速档41、42中的任何一个的第1从动齿轮41b、第2从动齿轮42b选择性地与减振器旋转轴15结合。减振变速器40将从变速器输入轴13经由弹簧30传递的动力以与变速档41或变速档42相应的规定的变速比进行变速,并传递至减振器旋转轴15。
减振离合器50能够切换为将变速器输入轴13与质量阻尼装置60以能够传递动力的方式接合的状态与解除接合的状态。本实施方式的减振离合器50设置在主变速器8与减振变速器40之间的动力传递路径。减振离合器50能够切换为将主变速器8侧的旋转部件50a与减振变速器40侧的旋转部件50b以能够传递动力的方式接合且将变速器输入轴13与减振变速器40以能够传递动力的方式接合的接合状态、解除该接合的分离状态。在此,变速器输入轴13被分割为主变速器8侧与减振变速器40侧。而且,旋转部件50a在分割的变速器输入轴13上为与主变速器8侧的部分一体旋转的部件。另一方面,旋转部件50b在分割的变速器输入轴13上为与减振变速器40侧的部分一体旋转的部件。
此外,本实施方式的质量阻尼装置60中,作为输入要素的行星齿轮机构63的行星架63C(参照图3)不经由减振离合器50而与减振器旋转轴15以能够一体旋转的方式结合。
本实施方式的ECU11在向旋转体61蓄积惯性能量时,对主变速器8进行控制,变更该主变速器8的变速比,使对于减振变速器40的输入转速(输入旋转速度)上升。由此,ECU11结果使对质量阻尼装置60的行星架63C的输入转速上升,并随之使旋转体61的转速上升,由此相对增大旋转体61的惯性能量的蓄积容量(蓄积量)。换言之,ECU11在向旋转体61蓄积惯性能量时,为了向该旋转体61蓄积更多的惯性能量,变更主变速器8的变速比。
例如,ECU11假设车辆2高速行驶,如图13所示在主变速器8中选择高侧的变速档83、在减振变速器中选择变速档42的状态。在这种情况下,ECU11利用马达65作为电动机并对马达65的驱动进行控制,使马达转速上升,将齿圈63R的转速向增加侧调节,由此形成旋转体61的转速大致为0的状态,将质量阻尼装置60形成为基本最佳共振状态(参照图7的实线L21)。
然后,ECU11例如在车辆2开始减速行驶的情况下,将马达65利用作为发电机并对马达65进行制动控制,使马达转速降低,由此将齿圈63R的转速向减速侧调节,使太阳轮63S以及旋转体61的转速上升(参照图8的实线L22)。由此,质量阻尼装置60能够将传递至旋转体61的旋转动力伴随着旋转体61的转速的上升而在该旋转体61蓄积作为惯性能量。此时,质量阻尼装置60通过因马达65而发电并再生,能够将动能变换为电能并蓄积于电池66。
此外,如果在该状态下马达转速成为额定最低转速,则ECU11对主变速器8进行控制并变更该主变速器8的变速比。在此如图14所示,ECU11将主变速器8的变速档83变更为低侧的变速档82。
此时,ECU11在将减振离合器50形成为暂时分离状态后,将主变速器8的变速档83变更为变速档82。然后,ECU11将马达65利用作为电动机并对马达65的驱动进行控制,使马达转速、齿圈63R的转速上升,由此,使行星架63C的转速上升,控制使旋转部件50a的转速与旋转部件50b的转速同步。随后ECU11将减振离合器50形成为再次接合状态,完成主变速器8的变速动作。
其结果,质量阻尼装置60使对于减振变速器40的输入转速上升,由此形成来自减振变速器40的输出转速、对于行星架63C的输入转速上升并且马达转速、齿圈63R的转速上升的状态(参照图9的实线L23)。由此,质量阻尼装置60能够增加旋转体61的惯性能量的蓄积容量,向旋转体61蓄积更多的惯性能量。
随后ECU11将马达65利用作为发电机并对马达65进行制动控制,使马达转速降低。ECU11通过使马达转速降低,将齿圈63R的转速向减速侧调节,能够使太阳轮63S以及旋转体61的转速进一步上升(参照图10的实线L24)。由此,质量阻尼装置60随着旋转体61的转速的进一步上升能够在该旋转体61蓄积更多的惯性能量。此时,质量阻尼装置60通过因马达65发电而再生,能够将动能变换为电能并进一步向电池66蓄积。
另一方面,在产生加速要求的情况等从旋转体61释放惯性能量时,如图15所示ECU11将减振变速器40的变速档42变更为变速档41,作为NVH对策形成恰当的组合。随后ECU11以与上述说明中的对旋转体61蓄积惯性能量的情况相反的顺序对各部分进行控制,从旋转体61释放惯性能量。
接下来,参照图16的流程图对ECU11所进行的控制的一个例子进行说明。
ECU11当在ST210判定为发动机转速Ne比输入轴转速Nin低的情况(ST210:是)下,对主变速器8进行控制,实施主变速器8的变速动作,并且实施发动机制动控制(ST311),移至ST209。
在这种情况下,ECU11对离合器6进行控制,将该离合器6形成为接合状态或半接合状态,由此进行离合器扭矩控制,并且同时度减振离合器50进行控制,将该减振离合器50形成为暂时分离状态。此时,ECU11对因离合器扭矩控制而作用于驱动轮10的发动机制动扭矩进行调节。然后,ECU11实施主变速器8的变速动作,例如将变速档83变更为低侧的变速档82,并且将马达65利用作为电动机并对马达65的驱动进行控制,使马达转速以及行星架63C上升,使旋转部件50a的转速与旋转部件50b的转速瞬间同步。然后,ECU11将减振离合器50形成为再次接合状态,并且与之同步地对离合器6进行控制,将该离合器6立刻形成为分离状态。
ECU11当在ST210判定为发动机转速Ne在输入轴转速Nin以上的情况(ST210:否)下,对主变速器8进行控制,实施主变速器8的变速动作,并且实施制动扭矩控制(ST312),移至ST209。
在这种情况下,ECU11对制动装置12进行控制,并且同时对减振离合器50进行控制,将该减振离合器50形成为暂时分离状态。此时,ECU11对制动装置12进行控制,由此对作用于驱动轮10的制动装置12所产生的制动扭矩进行调节。然后,ECU11实施主变速器8的变速动作,例如将变速档83变更为低侧的变速档82,并且将马达65利用作为电动机并对马达65的驱动进行控制,使马达转速以及行星架63C上升,使旋转部件50a的转速与旋转部件50b的转速瞬间同步。然后,ECU11将减振离合器50形成为再次接合状态,并且与之同步地对制动装置12进行控制,将该制动装置12产生的制动扭矩形成为0。
以上说明的实施方式的动态减振装置301即使在主变速器8的变速比被变更的情况下也能够恰当地减少振动。进而动态减振装置301根据车辆2的状态分为植物减振器主体20的动态减振器的功能和作为车辆2的行驶能量蓄积装置的功能进行使用,由此能够兼顾减少振动与提高油耗性能。
进而根据以上说明的实施方式的动态减振装置301,具有对减振变速器40进行控制的ECU11。ECU11在向旋转体61蓄积惯性能量时,对主变速器8进行控制,变更该主变速器8的变速比,使对于减振变速器40的输入转速上升。因此,动态减振装置301能使对于质量阻尼装置60的输入转速上升,使旋转体61的惯性能量的蓄积容量增加,能够向该旋转体61蓄积更多的惯性能量。
进而,以上说明的实施方式的动态减振装置301,在主变速器8的变速动作时且减振离合器50处于分离状态时,能够抑制因所谓的扭矩消失带给驾驶员不协调感,例如能够抑制驾驶性能恶化。
此外,上述的本发明的实施方式的动态减振装置并不局限于上述的实施方式,能够在权利要求所记载的范围内实施各种变更。本实施方式的动态减振装置可以通过适当组合以上说明的各实施方式的构成要素来构成。
在以上的说明中,对于行星齿轮机构,以行星架相当于第1旋转要素输入要素、齿圈相当于第2旋转要素旋转控制要素、太阳轮相当于第3旋转要素飞轮要素的情况进行了说明,但并不局限于此。行星齿轮机构例如可以是齿圈为第1旋转要素相当于输入要素,太阳轮为第2旋转要素相当于旋转控制要素,行星架为第3旋转要素相当于飞轮要素,还可以是其它的组合。
在以上的说明中,对于行星齿轮机构为单齿轮式的行星齿轮机构的情况进行了说明,但并不局限于此,行星齿轮机构也可以是双齿轮式的行星齿轮机构。
以上说明的可变惯性质量装置以具有行星齿轮机构、旋转控制装置的情况进行了说明,但并不局限于此。对于可变惯性质量装置,以通过使质量阻尼器的旋转(速度)可变而对表观上的惯性质量进行可变控制的情况进行了说明,但并不局限于此,也可以对质量阻尼器的实际的惯性质量进行可变控制。另外,对旋转控制装置包括旋转电机(马达65)的情况进行了说明,但并不局限于此,只要是对形成质量阻尼器的行星齿轮机构的旋转要素的旋转进行控制,并使质量阻尼器的表观上的惯性质量可变的结构,例如也可以构成为包括电磁制动装置等。
对于以上说明的车辆,可以是作为行驶用动力源除了具有内燃机之外,还具有作为能够发电的电动机的电动发电机等的所谓的“混合动力车辆”。
在以上的说明中,对于由ECU11兼作第1控制装置、第2控制装置、第3控制装置、第4控制装置、第5控制装置的情况进行了说明,但并不局限于此,可以将它们相对于ECU11独立设置,并与ECU11进行相互的检测信号、驱动信号、控制指令等信息的交换。
其中,附图标记说明如下:
1、201、301:动态减振装置;2:车辆;3:动力传动系;4:发动机(内燃机);5:动力传递装置;6:离合器;7:减振器;8:主变速器;9:差速齿轮;10:驱动轮;11:ECU(第1控制装置、第2控制装置、第3控制装置、第4控制装置、第5控制装置);12:制动装置;13:变速器输入轴(旋转轴、输入轴);14:变速器输出轴(旋转轴、输出轴);15:减振器旋转轴;20、320:减振器主体;30:弹簧(弹性体);40:减振变速器;50:减振离合器(接合装置);60:质量阻尼装置;61:旋转体(质量阻尼器);62:可变惯性质量装置;63:行星齿轮机构;63C:行星架(旋转要素);63S:太阳轮(旋转要素);63R:齿圈(旋转要素);64:旋转控制装置;65:马达。

Claims (9)

1.一种动态减振装置,其特征在于,
所述动态减振装置具备:
质量阻尼装置,该质量阻尼装置的质量阻尼器经由弹性体连结于能够利用主变速器对旋转动力进行变速并向车辆的驱动轮传递的动力传递装置的旋转轴;以及
减振变速器,该减振变速器设置在所述弹性体与所述质量阻尼器之间的动力传递路径,以与所述主变速器的变速比对应的变速比对传递至所述质量阻尼器的旋转动力进行变速,
所述质量阻尼装置能够将传递至所述质量阻尼器的旋转动力作为惯性能量进行蓄积。
2.根据权利要求1所述的动态减振装置,其中,
所述动态减振装置具有第1控制装置,该第1控制装置对所述质量阻尼装置进行控制,在当所述主变速器的非变速动作时且处于对所述车辆的加速要求操作被解除的状态的情况下,向所述质量阻尼器蓄积惯性能量,在当所述主变速器的变速动作时或者处于进行了对所述车辆的加速要求操作的状态的情况下,释放蓄积于所述质量阻尼器的惯性能量。
3.根据权利要求2所述的动态减振装置,其中,
所述第1控制装置使蓄积于所述质量阻尼器的惯性能量的释放优先于内燃机所进行的动力的产生,所述内燃机产生向所述旋转轴传递的动力。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的动态减振装置,其中,
所述动态减振装置具有对所述减振变速器进行控制的第2控制装置,
所述旋转轴是所述主变速器的输出轴,
在向所述质量阻尼器蓄积惯性能量时,所述第2控制装置控制所述减振变速器并变更该减振变速器的变速比,从而使从所述减振变速器输出的输出旋转速度上升。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的动态减振装置,其中,
所述动态减振装置具有对所述主变速器进行控制的第3控制装置,
所述旋转轴是所述主变速器的输入轴,
在向所述质量阻尼器蓄积惯性能量时,所述第3控制装置控制所述主变速器并变更该主变速器的变速比,从而使向所述减振变速器输入的输入旋转速度上升。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的动态减振装置,其中,
所述动态减振装置具有第4控制装置,在向所述质量阻尼器蓄积惯性能量时,所述第4控制装置控制所述质量阻尼装置,从而使所述质量阻尼器的旋转速度上升。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的动态减振装置,其中,
所述质量阻尼装置具有对所述质量阻尼器的惯性质量进行可变控制的可变惯性质量装置,该可变惯性质量装置构成为包括:行星齿轮机构,该行星齿轮机构包括能够差动旋转的多个旋转要素,且在所述多个旋转要素的任一个设置有所述质量阻尼器;以及旋转控制装置,该旋转控制装置对所述旋转要素的旋转进行控制,通过所述旋转控制装置对所述旋转要素的旋转进行控制,所述质量阻尼装置进行所述惯性能量的蓄积或者所述惯性能量的释放。
8.根据权利要求7所述的动态减振装置,其中,
在所述质量阻尼器所进行的惯性能量的蓄积之前的状态下,与所述质量阻尼器所进行的惯性能量的蓄积之后的状态相比,所述可变惯性质量装置相对减小所述质量阻尼器的惯性质量。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的动态减振装置,其中,
所述动态减振装置具有:
接合装置,该接合装置能够将所述旋转轴与所述质量阻尼装置切换成以能够传递动力的方式接合的状态和解除所述接合的状态;以及
第5控制装置,在变更所述减振变速器的变速比时,所述第5控制装置对所述接合装置进行控制,使该接合装置为分离状态,并且在该接合装置的分离状态下,通过利用产生向所述旋转轴传递的动力的内燃机的旋转阻力的内燃机制动或者制动装置所产生的制动力来调节所述车辆的减速度。
CN201180072706.3A 2011-10-05 2011-10-05 动态减振装置 Expired - Fee Related CN103732943B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2011/073007 WO2013051117A1 (ja) 2011-10-05 2011-10-05 ダイナミックダンパ装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103732943A true CN103732943A (zh) 2014-04-16
CN103732943B CN103732943B (zh) 2015-07-15

Family

ID=48043309

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201180072706.3A Expired - Fee Related CN103732943B (zh) 2011-10-05 2011-10-05 动态减振装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20140202278A1 (zh)
JP (1) JP5482966B2 (zh)
CN (1) CN103732943B (zh)
DE (1) DE112011105717T5 (zh)
WO (1) WO2013051117A1 (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109281957A (zh) * 2017-07-19 2019-01-29 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于控制阻尼器旁路离合器以提供发动机与变速器之间的连接的摩擦阻尼的系统和方法
CN109715977A (zh) * 2016-09-16 2019-05-03 爱信艾达工业株式会社 减振装置
CN111734807A (zh) * 2020-08-01 2020-10-02 盛瑞传动股份有限公司 一种缓解液力自动变速器整车共振的控制方法
CN114704595A (zh) * 2022-02-16 2022-07-05 青岛海力达齿轮箱有限公司 一种用于回转机构的减速装置及其方法
CN114810919A (zh) * 2022-03-18 2022-07-29 合肥工业大学 一种主动控制阻尼的减振系统及其控制方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2765332B1 (en) * 2011-10-05 2019-03-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle vibration-reduction apparatus
JP6043249B2 (ja) * 2013-07-29 2016-12-14 日立オートモティブシステムズ株式会社 車両制御装置
DE102014205136A1 (de) * 2014-03-19 2015-09-24 Zf Friedrichshafen Ag Hybridmodul sowie Antriebsstrang mit dem Hybridmodul
FR3043366A1 (fr) * 2015-11-05 2017-05-12 Antoine Zalcman Mecanisme de transmission de l'energie cinetique sans friction par volant a moment variable
KR101786295B1 (ko) * 2016-01-18 2017-10-17 현대자동차주식회사 이중 모드 튜닝 방식 다이나믹 댐퍼와 드라이브 샤프트 장치 및 차량
DE102016218104A1 (de) * 2016-09-21 2018-03-22 Voith Patent Gmbh Antriebssystem für Kraftfahrzeuge
CN115355312B (zh) * 2022-08-04 2024-06-18 潍柴动力股份有限公司 一种变速箱换挡控制方法、装置、存储介质及终端

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62200832U (zh) * 1986-06-11 1987-12-21
JPS63163051A (ja) * 1986-12-24 1988-07-06 Mazda Motor Corp エンジンのフライホイ−ル制御装置
US20030098185A1 (en) * 2001-11-29 2003-05-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicular control apparatus and method
CN1867737A (zh) * 2003-10-10 2006-11-22 株式会社小松制作所 用于工程车辆的行驶减振装置
JP2010001905A (ja) * 2008-06-18 2010-01-07 Toyota Motor Corp 駆動系回転変動低減装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7175555B2 (en) * 2002-03-28 2007-02-13 Ford Global Technologies, Llc Hybrid automotive powertrain with torsional vibration damper
US7666114B2 (en) * 2007-01-08 2010-02-23 National Formosa University Electric variable inertia apparatus
CN101743140B (zh) * 2007-07-17 2013-09-25 雷诺卡车公司 包括优化能量回收系统的动力传动系

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62200832U (zh) * 1986-06-11 1987-12-21
JPS63163051A (ja) * 1986-12-24 1988-07-06 Mazda Motor Corp エンジンのフライホイ−ル制御装置
US20030098185A1 (en) * 2001-11-29 2003-05-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicular control apparatus and method
CN1867737A (zh) * 2003-10-10 2006-11-22 株式会社小松制作所 用于工程车辆的行驶减振装置
JP2010001905A (ja) * 2008-06-18 2010-01-07 Toyota Motor Corp 駆動系回転変動低減装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109715977A (zh) * 2016-09-16 2019-05-03 爱信艾达工业株式会社 减振装置
CN109281957A (zh) * 2017-07-19 2019-01-29 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于控制阻尼器旁路离合器以提供发动机与变速器之间的连接的摩擦阻尼的系统和方法
CN111734807A (zh) * 2020-08-01 2020-10-02 盛瑞传动股份有限公司 一种缓解液力自动变速器整车共振的控制方法
CN114704595A (zh) * 2022-02-16 2022-07-05 青岛海力达齿轮箱有限公司 一种用于回转机构的减速装置及其方法
CN114810919A (zh) * 2022-03-18 2022-07-29 合肥工业大学 一种主动控制阻尼的减振系统及其控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP5482966B2 (ja) 2014-05-07
US20140202278A1 (en) 2014-07-24
CN103732943B (zh) 2015-07-15
WO2013051117A1 (ja) 2013-04-11
JPWO2013051117A1 (ja) 2015-03-30
DE112011105717T5 (de) 2014-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103732943B (zh) 动态减振装置
CN104053926B (zh) 车辆用振动降低装置
US9797470B2 (en) Torsional vibration damper and torsional vibration damping method
CN103221714B (zh) 车辆用减振装置
CN103221715B (zh) 车辆用减振装置
CN103842687B (zh) 车辆用振动降低装置
KR101770053B1 (ko) 차량의 제어 장치
CN103026104B (zh) 变速装置以及变速控制装置
CN104755797A (zh) 用于车辆传动系的扭转振动减振组件
CN104755799A (zh) 带有功率分流部的扭转减振组件
WO2012066644A1 (ja) ダイナミックダンパ装置及びダイナミックダンパ装置の制御方法
CN109416091A (zh) 用于传递和衰减转矩的方法
CN109416090A (zh) 用于传递和衰减转矩的方法
CN103189666B (zh) 动态阻尼装置
Wu et al. Seamless mode shift control for a new Simpson planetary gearset based dual motor powertrain in electric vehicles
JP4325489B2 (ja) 車両用パワートレーンの制御装置
CN103180634B (zh) 动态阻尼装置
EP3347611B1 (en) Torque transfer apparatus
KR20170019452A (ko) 클러치 디스크 및 마찰 클러치 장치
WO2013051118A1 (ja) 車両用振動低減装置
CN104755811A (zh) 无级变速器
JP2013083317A (ja) 車両用ダンパ装置
WO2013051120A1 (ja) 車両用振動低減装置
JP6512736B2 (ja) ハイブリッドパワートレーン
JP2021109599A (ja) ハイブリッド車両用駆動装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150715