JP5182270B2 - 振動低減装置 - Google Patents

Description

本発明は、振動低減装置に関し、特に、内燃機関とモータジェネレータとの間でトルクを伝達する伝達経路の振動を低減する振動低減装置に関する。

従来、内燃機関を含む車両の振動系に振動低減装置を備える技術が知られている。例えば、特許文献１には、エンジンとモータとにより駆動される車両において、クランクシャフトを含む主慣性質量体と、フライホイールのマス部を含む副慣性質量体とを電磁クラッチにより接続または切断する技術が開示されている。上記特許文献１では、電磁クラッチを締結した場合、主慣性質量体と副慣性質量体とがコイルスプリングからなるバネによって結合した振動系が構成される。エンジン（内燃機関）の始動の際や停止の際に電磁クラッチを切り離すことで、共振による振動悪化が生じないとされている。

特開２００５−１２１１４７号公報

しかしながら、特許文献１のように切り離しクラッチを設ける場合、クラッチの追加に加え、クラッチの係合力を与えるアクチュエータや、制御系、油圧系などが必要となり、高コスト・体積増加・重量増加が問題となる。また、クラッチを持たないハイブリッド車両においては、クラッチ係合力を発生させる装置が新たに必要となり、非常に実施が難しい。

本発明の目的は、内燃機関の始動時における振動の悪化を抑制することができる振動低減装置を提供することである。

本発明の振動低減装置は、内燃機関と、前記内燃機関の始動時に前記内燃機関を駆動するモータジェネレータとが搭載された車両に設けられ、前記内燃機関と前記モータジェネレータとの間でトルクを伝達する伝達経路の振動を低減する振動低減装置であって、前記伝達経路と接続されることで前記伝達経路の振動を低減し、かつ前記内燃機関のアイドル回転数に対応する周波数と比較して低周波の周波数域に共振周波数を有する振動低減機構と、前記振動低減機構と前記伝達経路とを接続または切断するクラッチ機構とを備え、前記クラッチ機構は、前記伝達経路において前記内燃機関側と前記モータジェネレータ側との間でトルクを伝達し、かつ前記伝達するトルクを軸方向または径方向の押圧力に変換できるカム機構と、前記押圧力により係合して前記振動低減機構と前記伝達経路とを接続するクラッチとを有し、前記カム機構は、前記内燃機関が前記伝達経路を構成する部材を駆動する向きのトルクを正のトルクとして、前記内燃機関側から入力されるトルクが、前記モータジェネレータ側から入力されるトルクを上回る場合に前記クラッチが係合する前記押圧力を発生させ、前記内燃機関側から入力されるトルクが、少なくとも前記モータジェネレータ側から入力されるトルクを下回る場合には前記クラッチが係合する前記押圧力を発生させないことを特徴とする。

本発明の振動低減装置において、前記内燃機関を停止するときに、前記クラッチが係合する前記押圧力を前記カム機構が発生させない値に前記モータジェネレータの出力トルクを制御することを特徴とする。

本発明の振動低減装置において、前記カム機構は、前記伝達するトルクを軸方向または径方向の押圧力に変換し、かつ前記押圧力により互いに離間する方向に相対変位する第一部材と第二部材とを有し、前記第一部材と前記第二部材との前記押圧力の方向におけるギャップを検出するギャップ検出手段を備え、前記内燃機関を停止するときに、前記ギャップ検出手段の検出結果に基づいて、前記ギャップを増加させない値に前記モータジェネレータの出力トルクを制御することを特徴とする。

本発明の振動低減装置において、前記クラッチと前記振動低減機構とは、前記クラッチから前記振動低減機構へ前記正のトルクを伝達し、前記振動低減機構から前記クラッチへの前記正のトルクの伝達を阻止するワンウェイクラッチを介して接続されていることを特徴とする。

本発明の振動低減装置において、内燃機関と、前記内燃機関の始動時に前記内燃機関を駆動するモータジェネレータとが搭載された車両に設けられ、前記内燃機関と前記モータジェネレータとの間でトルクを伝達する伝達経路の振動を低減する振動低減装置であって、前記伝達経路と接続されることで前記伝達経路の振動を低減し、かつ前記内燃機関のアイドル回転数に対応する周波数と比較して低周波の周波数域に共振周波数を有する振動低減機構と、前記振動低減機構と前記伝達経路とを接続または切断するクラッチ機構とを備え、前記クラッチ機構は、前記振動低減機構と接続された係合部と、前記係合部と対向する第一部材と、前記第一部材を前記係合部から離間する方向に付勢する付勢手段と、前記第一部材を挟んで前記係合部側と反対側に設けられた第二部材とを有し、前記係合部と前記第一部材とは、係合することで前記振動低減機構と前記伝達経路とを接続するクラッチを構成し、前記第一部材と前記第二部材とは、前記伝達経路における前記内燃機関側と前記モータジェネレータ側とに別個に設けられ、前記内燃機関側と前記モータジェネレータ側との間でトルクを伝達し、かつ前記伝達するトルクを軸方向または径方向の押圧力に変換できるカム機構を構成し、前記第一部材は、前記押圧力により前記係合部に向けて移動し、前記カム機構は、前記内燃機関が前記伝達経路を構成する部材を駆動する向きのトルクを正のトルクとして、前記内燃機関側から入力されるトルクが、前記モータジェネレータ側から入力されるトルクを上回る場合に前記クラッチが係合する前記押圧力を発生させ、前記内燃機関側から入力されるトルクが、少なくとも前記モータジェネレータ側から入力されるトルクを下回る場合には前記クラッチが係合する前記押圧力を発生させないことを特徴とする。

本発明にかかる振動低減装置は、内燃機関とモータジェネレータとの間の伝達経路のトルクを軸方向または径方向の押圧力に変換できるカム機構と、上記押圧力により係合して振動低減機構と伝達経路とを接続するクラッチとを有し、上記カム機構は、内燃機関側から入力されるトルクが、モータジェネレータ側から入力されるトルクを上回る場合にクラッチが係合する押圧力を発生させ、内燃機関側から入力されるトルクが、少なくともモータジェネレータ側から入力されるトルクを下回る場合にはクラッチが係合する押圧力を発生させない。これにより、内燃機関のアイドル回転数に対応する周波数と比較して低周波の周波数域に共振周波数を有する振動低減機構が、内燃機関の始動時に伝達経路から切断され、振動の悪化を抑制することができるという効果を奏する。

図１は、実施形態にかかる振動低減装置の概略構成を示す図である。 図２−１は、振動低減装置のクラッチの解放状態を示す図である。 図２−２は、振動低減装置のクラッチの係合状態を示す図である。 図３−１は、エンジン始動時の動作を示す図である。 図３−２は、エンジン駆動により走行するときの動作を示す図である。 図４は、第３実施形態にかかる振動低減装置の要部の断面図である。 図５は、第３実施形態にかかる振動低減装置の動作を示すフローチャートである。 図６は、第４実施形態にかかる振動低減装置の概略構成を示す図である。 図７は、第５実施形態にかかる振動低減装置の概略構成を示す図である。

以下に、本発明にかかる振動低減装置の一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。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、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。

（第１実施形態）
図１から図３−２を参照して、第１実施形態について説明する。本実施形態は、内燃機関とモータジェネレータとの間でトルクを伝達する伝達経路の振動を低減する振動低減装置に関する。図１は、本発明にかかる振動低減装置の第１実施形態の概略構成を示す図、図２−１は、第１実施形態の振動低減装置においてクラッチが解放された状態を示す図、図２−２は、第１実施形態の振動低減装置においてクラッチが係合された状態を示す図である。

まず、図３−１および図３−２を参照して本実施形態の概要について説明する。図３−１は、エンジン始動時（ＭＧ駆動時）の動作について説明するための図、図３−２は、エンジン駆動により走行するときの動作について説明するための図である。

本実施形態の車両（図示せず）は、ハイブリッド車両であり、図３−１および図３−２に示すように、第１のモータジェネレータ（以下、単に「ＭＧ」とする）１、エンジン（内燃機関）２、エンジン２とＭＧ１との間でトルクを伝達する伝達経路３、および振動低減装置４を備える。エンジン２またはＭＧ１から伝達経路３に出力されたトルクは、図示しない駆動輪に出力される。ＭＧ１は、エンジン２から駆動されて発電し、あるいは、エンジン２の始動時に図示しないバッテリ等から電力の供給を受けてエンジン２を駆動するものである。また、ＭＧ１および伝達経路３を含むトランスミッションは、動力源として図示しない第２のモータジェネレータを備えている。第２のモータジェネレータの出力は、ＭＧ１およびエンジン２の出力と合成されて駆動輪に伝達される。車両は、第２のモータジェネレータの動力のみで走行するＥＶ走行が可能に構成されている。

振動低減装置４は、振動低減機構１０と、クラッチ機構２０とを有する。振動低減機構１０は、エンジン２と伝達経路３を含む振動系と接続されて振動系の振動を低減（吸収）するものであり、例えば、フライホイール（慣性体）、ダイナミックダンパ、振子ダンパ等であることができる。振動低減機構１０は、エンジン２の運転時（通常使用域）における振動系に対する振動低減効果を発揮するように、エンジン２のアイドル回転数に対応する周波数以上の周波数の領域において、振動低減効果が高くなるように振動特性が設定（チューニング）される。その結果、振動低減機構１０は、エンジン２のアイドル回転数に対応する周波数よりも低周波の領域（周波数域）に共振点（共振周波数）を有する。このため、エンジン２の始動時にエンジン回転数が上昇する過程で、共振点などでは振動が悪化したり、振子ダンパを振動低減機構１０とした場合には異音が発生したりするなどの問題がある。

本実施形態の振動低減装置４は、ＨＶトランスミッションにおいて、以下に説明するように、エンジン２の始動時にトルクが入力される方向の違いを利用して振動低減機構１０を振動系から切り離すことで振動の悪化や異音の発生を防止する構造を有している。

クラッチ機構２０は、振動低減機構１０と伝達経路３とを接続または切断するクラッチを有しており、エンジン２から伝達経路３に入力されるトルクと、ＭＧ１から伝達経路３に入力されるトルクとの関係により機械的にクラッチを係合または解放する。伝達経路３において、エンジン２の運転時にエンジン２から入力されるトルクにより伝達経路３が回転する回転方向のトルクを正トルク、正トルクと反対の回転方向のトルクを負トルクとする。図３−１に示すエンジン２の始動時には、ＭＧ１からトルク（正トルク）が入力され、エンジン２は被駆動状態となる。言い換えると、エンジン２から伝達経路３に入力されるトルクは、ＭＧ１から伝達経路３に入力されるトルクと比較して小さい。このとき、クラッチ機構２０においてクラッチが解放され、伝達経路３から振動低減機構１０が切り離される。

一方、図３−２に示すエンジン駆動時、例えば、エンジン２の動力によりＭＧ１が駆動されて発電する場合には、エンジン２から伝達経路３に入力されるトルクは、ＭＧ１から伝達経路３に入力されるトルクと比較して大きい。このとき、クラッチ機構２０においてクラッチが係合し、伝達経路３と振動低減機構１０とが接続され、振動系の振動が振動低減機構１０により低減される。このように、エンジン駆動時には振動低減機構１０により振動系の振動が低減される一方、エンジン２の始動時には振動低減機構１０が振動系から切り離されることで、共振点における振動の悪化を抑制することができる。

次に、図１、図２−１および図２−２を参照して、振動低減装置４の構成等について説明する。

図１に示すように、ＭＧ１とエンジン２とは同軸上に配置されている。ＭＧ１の回転軸１ａはエンジン２に向けて軸方向に伸び、エンジン２の回転軸２ａはＭＧ１に向けて軸方向に伸びている。エンジン２の回転軸２ａにおけるＭＧ１側の端部には、第一プレート（第二部材）５が設けられている。第一プレート５は、回転軸２ａに固定されており、回転軸２ａと一体回転する。ＭＧ１の回転軸１ａにおけるエンジン２側の端部には、第二プレート（第一部材）６が設けられている。第二プレート６は、ＭＧ１の回転軸１ａと一体回転すると共に回転軸１ａに対して軸方向に相対移動可能である。言い換えると、第二プレート６は、第一プレート５に対して軸方向に相対移動可能である。

第一プレート５と第二プレート６とは軸方向に対向して噛合っており、ＭＧ１の回転軸１ａとエンジン２の回転軸２ａとは、第一プレート５と第二プレート６とを介してトルクを互いに伝達する。つまり、伝達経路３は、ＭＧ１の回転軸１ａ、エンジン２の回転軸２ａ、第一プレート５、および第二プレート６を含んで構成されている。ＭＧ１やエンジン２から伝達経路３に入力されたトルクは、第二プレート６の外周に形成された図示しないギヤから出力されて駆動輪に伝達される。

ＭＧ１の回転軸１ａにおける第二プレート６よりもエンジン２側と反対側には、第三プレート７が設けられている。第三プレート７は、第二プレート６に対して所定の隙間をあけて軸方向に対向している。第三プレート７は、回転軸１ａに固定されており、回転軸１ａと一体回転する。

振動低減機構１０は、ＭＧ１の回転軸１ａと同軸上に回転可能に配置されている。振動低減機構１０における内周側には、プレート部（係合部）１０ａが形成されている。プレート部１０ａは、軸方向と直交する円環状に形成されており、第二プレート６と第三プレート７との間に配置されている。プレート部１０ａにおけるエンジン２側およびＭＧ１側のそれぞれには、摩擦材８が固定されている。摩擦材８は、プレート部１０ａにおける第二プレート６と軸方向に対向する位置、および第三プレート７と軸方向に対向する位置にそれぞれ設けられている。

第二プレート６と第三プレート７との間には、リターンスプリング（付勢手段）９が配置されている。リターンスプリング９は、圧縮された状態で第二プレート６と第三プレート７とに当接しており、第二プレート６および第三プレート７に対して軸方向に互いに離間する向きの付勢力を作用させている。これにより、第二プレート６は、エンジン２側に付勢されて第一プレート５と噛合う。また、リターンスプリング９の付勢力により、第二プレート６と第三プレート７との間の隙間の大きさは、摩擦材８に接触しない程度に保たれることができる。本実施形態では、クラッチ機構２０は、第一プレート５、第二プレート６、第三プレート７、摩擦材８、およびリターンスプリング９を含んで構成される。また、クラッチ機構２０のクラッチは、第二プレート６、第三プレート７、および摩擦材８を含んで構成される。クラッチ機構２０において、第二プレート６および第三プレート７がそれぞれ摩擦材８と摩擦係合した状態を「クラッチの係合状態」と称し、第二プレート６および第三プレート７が、摩擦材８と摩擦係合していない（摩擦材８から離間した）状態を「クラッチの解放状態」と称する。

図２−１および図２−２は、図１のＡ−Ａ断面を示す図である。図２−１および図２−２に示すように、第一プレート５と第二プレート６とは、第一プレート５の凸部５１と第二プレート６の凹部６１とで噛合っており、互いにトルクを伝達することができる。凸部５１は、第一プレート５におけるＭＧ１側に形成されており、ＭＧ１に向けて軸方向に突出している。凹部６１は、第二プレート６におけるエンジン２側に形成されており、エンジン２から遠ざかる方向に凹んでいる。凸部５１と凹部６１とは対応する形状に形成されている。具体的には、凸部５１は、基端部（エンジン２側）から先端部（ＭＧ１側）へ向かうにつれて回転方向の幅が減少するテーパ形状であり、かつ、回転方向の前方の面５１ａは、基端部から先端部へ向けて回転方向の後方へ向かう傾斜を有している。言い換えると、凸部５１における回転方向の前方の面５１ａは、軸方向において第三プレート７と対向している。また、凸部５１における回転方向の後方の面５１ｂは、軸方向に沿って形成されている。言い換えると、凸部５１における回転方向の後方の面５１ｂは、回転方向と直交している。

凹部６１の形状は、凸部５１の形状と対応しており、エンジン２側からＭＧ１側へ向かうにつれて回転方向の幅が減少するテーパ形状であり、かつ、回転方向の前方の面６１ａは、エンジン２と軸方向に対向している。また、凹部６１における回転方向の後方の面６１ｂは、回転方向と直交している。本実施形態では、伝達するトルクを軸方向の押圧力に変換するカム機構が、第一プレート５と第二プレート６により構成されている。

ＭＧ１からエンジン２を駆動するエンジン始動時には、図２−１に示すように、凹部６１における回転方向の後方の面６１ｂから凸部５１における回転方向の後方の面５１ｂにトルクが伝達される。この場合、トルクの向きと直交する面５１ｂ，６１ｂを介してトルクが伝達されるため、第二プレート６はトルクの伝達によっては軸方向の力を受けない。第二プレート６は、リターンスプリング９の付勢力によりエンジン２に向かう方向に押圧されており、振動低減機構１０のプレート部１０ａから離間している。言い換えると、カム機構は、エンジン２が伝達経路３を構成する部材（回転軸２ａ等）を駆動する向きのトルクを正のトルクとして、エンジン２側から入力されるトルクが、少なくともＭＧ１側から入力されるトルクを下回る場合にはクラッチが係合する押圧力を発生させない。つまり、エンジン始動時には、振動低減機構１０は、ＭＧ１の回転軸１ａやエンジン２の回転軸２ａを含む振動系から切り離されている。このため、エンジン２の回転数が上昇する過程で振動低減機構１０の共振点に対応するエンジン回転数となっても、振動低減機構１０が共振することがない。よって、エンジン２の始動時における振動の悪化や異音の発生を抑制することができる。

一方、エンジン２からトルクを伝える際、つまり、エンジン２から回転軸２ａを介して第一プレート５に入力されるトルクが、ＭＧ１から回転軸１ａを介して第二プレート６に入力されるトルクと比較して大きい場合には、図２−２に示すように、凸部５１における回転方向の前方の面５１ａから凹部６１における回転方向の前方の面６１ａにトルクが伝達される。このとき、第一プレート５と第二プレート６には、互いに離間する方向の軸方向の力（スラスト力）が作用する。第一プレート５には、軸方向のエンジン２側に向かう押圧力が作用し、第二プレート６には、軸方向のＭＧ１側に向かう押圧力が作用する。第一プレート５はエンジン２の回転軸２ａに対して相対移動不能に固定されており、軸方向に移動することができない。このため、第二プレート６が、リターンスプリング９の付勢力に抗してＭＧ１側に移動する。これにより、第二プレート６が、振動低減機構１０のプレート部１０ａをＭＧ１側に押圧し、第二プレート６および第三プレート７がそれぞれ摩擦材８と摩擦係合する。言い換えると、カム機構は、エンジン２側から入力されるトルクが、ＭＧ１側から入力されるトルクを上回る場合にクラッチが係合する押圧力を発生させる。これにより、クラッチ機構２０においてクラッチの係合状態が実現される。振動低減機構１０が、ＭＧ１の回転軸１ａやエンジン２の回転軸２ａを含む振動系と接続されて振動系の振動を吸収し、振動を低減する。

なお、車両によっては、エンジン２の始動時に、エンジン２から第一プレート５に入力されるトルクが、ＭＧ１から第二プレート６に入力されるトルクと比較して大きくなった（エンジン駆動に切り替わった）時点で、エンジン回転数が、未だに振動低減機構１０の共振点（共振点を含む共振点領域）よりも高回転となっていないことが考えられる。このような車両にあっては、エンジン２の始動時に、エンジン回転数が、振動低減機構１０の共振点（共振点を含む共振点領域）に対応する回転数よりも上昇してからクラッチの係合状態となるように構成される。例えば、エンジン２の始動時に、エンジン２から第一プレート５に入力されるトルクが、ＭＧ１から第二プレート６に入力されるトルクと比較して大きくなってもすぐにはクラッチが係合せず、さらにエンジン２の出力トルクが増加してからクラッチが係合状態となるように、リターンスプリング９の付勢力（バネ特性）が設定される。

以上説明したように、本実施形態の振動低減装置４によれば、エンジン２の始動時には振動低減機構１０が伝達経路３を含む振動系から切り離されて振動の悪化や異音の発生を抑制することができると共に、エンジン２の駆動時には振動低減機構１０が伝達経路３を含む振動系と接続されて振動系の振動を低減することができる。本実施形態の振動低減装置４によれば、部品数の増加を抑制しつつクラッチの係合状態と解放状態とを所望の状態に切替えることが可能である。クラッチ係合のためのアクチュエータが不要であるため、低コスト化や省スペースを実現することができる。

また、本実施形態では、伝達経路３に入力されたトルクが、ＭＧ１の回転軸１ａに設けられた第二プレート６から駆動輪に出力される。このように、トルクを伝達する第一プレート５および第二プレート６のうち、ＭＧ１側に配置された第二プレート６からトルクが出力されることで、エンジン２から第一プレート５に入力されるトルクが、ＭＧ１から第二プレート６に入力されるトルクと比較して大きいときに、より確実にクラッチを解放状態とすることができる。

なお、本実施形態では、ＭＧ１が、主としてエンジン２から駆動されて発電する発電機として機能する場合を例に説明したが、ＭＧ１は、バッテリ等から電力の供給を受けて主として車両を駆動するモータとして機能するものであってもよい。いずれの場合であっても、ＭＧ１が、エンジン２の始動時にエンジン２を駆動するものであればよい。

また、本実施形態では、振動低減機構１０が、伝達経路３と同軸上に設けられていたが、振動低減機構１０の配置は、これには限定されない。例えば、振動低減機構１０が、伝達経路３と異なる軸上に配置され、かつ、振動低減機構１０と伝達経路３との間がクラッチ機構２０により接続または切断されるように構成されてもよい。

（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。第２実施形態については、上記第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。

上記第１実施形態では、エンジン２の始動時の振動の悪化や異音の発生が抑制されたが、本実施形態では、これに加えて、エンジン２の停止時の振動の悪化等が抑制される。エンジン２の始動時だけでなく、エンジン２の停止時にも、エンジン回転数は振動低減機構１０の共振点（共振点領域）を通過する。このときに、クラッチ機構２０においてクラッチの係合状態であると、振動低減機構１０が共振して振動の悪化や異音の発生を招く場合がある。

本実施形態では、エンジン２の停止時に、クラッチの解放状態を維持するようにＭＧ１が制御される。具体的には、ＭＧ１の出力トルクをエンジン２の引き摺りトルクと比較して大きなトルクとすることでクラッチを解放状態とする。ここで、エンジン２の引き摺りトルクとは、エンジン２の停止時に、慣性や摩擦により回転軸２ａを介して第一プレート５に入力されるトルクのことである。引き摺りトルクは、例えば、予め記憶されたマップにより、図示しない制御部により算出される。制御部は、例えば、エンジン回転数と引き摺りトルクとの関係を示すマップを記憶しており、検出されたエンジン回転数に基づいてマップを参照して引き摺りトルクを算出する。

制御部は、算出された引き摺りトルクに応じて、引き摺りトルクよりも大きなトルクをＭＧ１から第二プレート６に出力させる。これにより、図２−１に示すように、第一プレート５と第二プレート６とのトルクの伝達は、回転方向の後方の面５１ｂ，６１ｂを介して行われる。よって、リターンスプリング９の付勢力により、クラッチ機構２０においてクラッチの解放状態となる。つまり、制御部は、エンジン２を停止するときに、クラッチが係合する押圧力をカム機構が発生させない値にＭＧ１の出力トルクを制御する。その結果、エンジン２の停止時に、振動低減機構１０の共振点を通過するときに振動低減機構１０を振動系から切り離した状態とすることができ、振動の悪化や異音の発生を抑制することができる。

なお、上記のように引き摺りトルクよりも大きなトルクをＭＧ１から第二プレート６に出力させる制御は、エンジンの停止指令が出力されてからエンジン２が完全に停止するまで継続してもよく、あるいは、エンジン回転数が、振動低減機構１０の共振点を通過する間、例えば、共振点に対応する回転数を含む所定のエンジン回転数の領域に限定して実施してもよい。

（第３実施形態）
図４および図５を参照して第３実施形態について説明する。第３実施形態については、上記各実施形態と異なる点についてのみ説明する。

上記第２実施形態では、引き摺りトルクに基づいてＭＧ１の出力トルクが制御された。これに代えて、本実施形態では、第一プレート５と第二プレート６とのギャップ（隙間）の大きさに基づいてＭＧ１の出力トルクが制御される。エンジン２の停止時に、ギャップの大きさに基づいて、第二プレート６がクラッチの係合の方向に移動したと判定されたときは、ＭＧ１の負トルクを小さく、または正トルクを大きくする。言い換えると、ギャップを増加させない値にＭＧ１の出力トルクが制御される。これにより、引き摺りトルクよりも大きなトルクをＭＧ１から第二プレート６に出力させることができ、クラッチの解放状態とすることができる。

図４は、本実施形態にかかる振動低減装置３４の要部の断面図である。図４に示すように、第一プレート５には、第一プレート５と第二プレート６とのギャップ（隙間）Ｇを検出するギャップセンサ（ギャップ検出手段）３１が設けられている。ギャップセンサ３１は、制御部３０に接続されており、ギャップセンサ３１の検出結果を示す信号が制御部３０に入力される。制御部３０は、たとえば、周知のマイクロコンピュータを含んで構成されたＥＣＵであり、ＭＧ１、エンジン２を含む車両の各部を制御する。

図５を参照して本実施形態のＭＧ１の制御について説明する。図５は、本実施形態の動作を示すフローチャートである。このフローチャートは、定期的に実行される。

まず、ステップＳ１０では、制御部３０により、エンジン停止か否かが判定される。制御部３０は、エンジン２が停止過程にあるか否かを判定する。例えば、制御部３０は、エンジン２の停止指令が出され、かつ、エンジン回転数が所定回転数の範囲にある場合にステップＳ１０で肯定判定を行う。上記所定回転数は、例えば、０よりも大きく、エンジン２のアイドル回転数未満の範囲として設定される。ステップＳ１０の判定の結果、エンジン２の停止過程にあると判定された場合（ステップＳ１０−Ｙ）にはステップＳ２０に進み、そうでない場合（ステップＳ１０−Ｎ）には本制御フローは終了する。

ステップＳ２０では、制御部３０により、ギャップＧの大きさが閾値よりも大であるか否かが判定される。ステップＳ２０では、第二プレート６がクラッチの係合の方向に移動しているか否かが判定される。上記閾値は、予め定められた値であり、ギャップＧの最小値（例えば、リターンスプリング９の付勢力により、第二プレート６が最もエンジン２側に移動したときのギャップＧの値）と、ギャップＧの最大値（例えば、クラッチの完全係合状態のときのギャップＧの値）との間の値に設定される。ギャップセンサ３１の検出結果に基づいて、ギャップＧの大きさが閾値よりも大であると判定された場合（ステップＳ２０−Ｙ）にはステップＳ３０に進み、そうでない場合（ステップＳ２０−Ｎ）には本制御フローは終了する。

ステップＳ３０では、制御部３０により、ＭＧトルクが正であるか否かが判定される。ここで、ＭＧトルクは、ＭＧ１の出力トルクの指令値でもよく、ＭＧ１の実際の出力トルクであってもよい。ＭＧトルクが、回転軸１ａの回転方向のトルク（正トルク）であると判定された場合（ステップＳ３０−Ｙ）にはステップＳ４０に進み、そうでない場合（ステップＳ３０−Ｎ）にはステップＳ５０に進む。

ステップＳ４０では、制御部３０によりＭＧトルクが引き上げられる。制御部３０は、ＭＧ１の出力トルクの指令値を正のままで絶対値を増加させる。言い換えると、制御部３０は、ＭＧ１の出力トルクの指令値を増加させる。ステップＳ４０が実行されると、本制御フローは終了する。

ステップＳ５０では、制御部３０によりＭＧトルクが引き下げられる。制御部３０は、ＭＧ１の出力トルクの指令値を負のままで絶対値を減少させる。言い換えると、制御部３０は、ＭＧ１の出力トルクの指令値を増加させる。なお、出力トルクの指令値を増加させるときに、出力トルクを正の値まで増加させてもよい。ステップＳ５０が実行されると、本制御フローは終了する。

本実施形態によれば、エンジン２の停止時にエンジン２の引き摺りトルクを計算する必要がなく、確実に回転方向の後方の面５１ｂ，６１ｂを介してトルクを伝達でき、クラッチの解放状態とすることができる。

（第４実施形態）
図６を参照して第４実施形態について説明する。第４実施形態については、上記各実施形態と異なる点についてのみ説明する。

図６は、本実施形態にかかる振動低減装置４４の概略構成を示す図である。図６に示すように、本実施形態の振動低減装置４４では、振動低減機構１０は、ワンウェイクラッチ４０を介して伝達経路３側と接続される。これにより、以下に説明するように、エンジン２の停止時に特別な制御を必要とせず振動低減機構１０を伝達経路３から切り離すことができる。伝達経路３と同軸上には、円環状の係合部材１１が配置されている。係合部材１１は、軸方向の第二プレート６と第三プレート７との間に配置されており、伝達経路３の中心軸線を回転中心として回転可能に支持されている。係合部材１１におけるエンジン２側およびＭＧ１側にはそれぞれ摩擦材８が取り付けられている。クラッチの係合時には、第二プレート６および第三プレート７がそれぞれ摩擦材８と摩擦係合し、係合部材１１が伝達経路３と一体回転する。

振動低減機構１０は、ワンウェイクラッチ４０を介して係合部材１１と接続されている。ワンウェイクラッチ４０は、係合部材１１から振動低減機構１０に正のトルクを伝達し、振動低減機構１０から係合部材１１への正のトルクの伝達は阻止（空転）する。回転方向（正トルクの方向）における振動低減機構１０の回転速度が、係合部材１１の回転速度を上回る場合には、ワンウェイクラッチ４０はトルクを伝達せず、空転する。

振動低減機構１０と係合部材１１とがワンウェイクラッチ４０を介して接続されていることで、クラッチの係合状態からエンジン２を停止するときに、ＭＧ１に負トルクを発生させて急速にエンジン回転数を引き下げると、クラッチの係合状態は継続され、かつ、振動低減機構１０の回転数が係合部材１１の回転数よりも高くなる。このため、振動低減機構１０と係合部材１１との間でトルクが伝達されなくなる。これにより、以下のような効果を奏することができる。

エンジン２の停止時に特別な制御（例えば、ワンウェイクラッチ４０が設けられていない構成においてクラッチの解放状態を維持する制御）を必要とせず、伝達経路３から振動低減機構１０を切り離すことができる。また、エンジン２の停止時にＭＧ１に負トルクを発生させることで伝達経路３の回転数を下げることができ、負トルクを発生させない場合と比較して、低回転の共振点領域を素早く通過できる。このため、エンジン２の停止時の振動・騒音をより効果的に低減することができる。また、エンジン２の停止後、エンジン２を再始動するときに、振動低減機構１０が回転したままである場合が多く、この場合、蓄エネルギー効果によってエンジン２の再始動をアシストすることができる。これは、エンジン２の始動時にクラッチが係合状態となり、伝達経路３と振動低減機構１０とが接続されるときに、振動低減機構１０が回転していることで、振動低減機構１０が停止した状態でクラッチが係合される場合と比較して、エンジン２の負荷が小さくなるためである。また、振動低減機構１０が回転していると、エンジン２の始動時のクラッチ係合を滑らかにすることができる。また、エンジン２の停止過程や再始動の過程で係合部材１１と比較して振動低減機構１０が高速で回転しているため、伝達経路３側で急激なトルク変動が生じたとしても、ワンウェイクラッチ４０は空転したままであり、振動低減機構１０と伝達経路３との意図しない接続を抑制することができる。

（第５実施形態）
図７を参照して第５実施形態について説明する。第５実施形態については、上記各実施形態と異なる点についてのみ説明する。

上記各実施形態では、カム機構は、エンジン駆動時のトルクを軸方向の押圧力に変換してクラッチを係合状態とした。これに代えて、本実施形態のカム機構は、エンジン駆動時のトルクを径方向の押圧力に変換してクラッチを係合状態とする。

図７は、本実施形態の振動低減装置７４の概略構成を示す図である。図７に示すように、本実施形態では、ＭＧ１の出力トルクとエンジン２の出力トルクとは、遊星歯車機構８０で合成されて駆動輪に向けて出力される。エンジン２の回転軸２ａにおけるエンジン２側と反対側の端部には、円盤形状の第四プレート７１が配置されている。第四プレート７１は、エンジン２の回転軸２ａおよびＭＧ１の回転軸１ａと同軸上に配置されており、回転軸２ａと一体回転する。

ＭＧ１の回転軸１ａは、遊星歯車機構８０のサンギヤ８１に連結されており、サンギヤ８１は回転軸１ａと一体回転する。サンギヤ８１と同軸上には、リングギヤ８３が配置されている。リングギヤ８３は、内周面および外周面にそれぞれギヤ部が形成されている。遊星歯車機構８０の径方向におけるサンギヤ８１とリングギヤ８３との間には、ピニオンギヤ８２が複数配置されている。ピニオンギヤ８２は、サンギヤ８１およびリングギヤ８３とそれぞれ噛合っており、サンギヤ８１およびリングギヤ８３のそれぞれとの間でトルクを伝達する。サンギヤ８１を介してＭＧ１から入力されるトルクあるいはピニオンギヤ８２を介してエンジン２から入力されるトルクは、リングギヤ８３の外周面のギヤ部から駆動輪へ出力される。各ピニオンギヤ８２は、サンギヤ８１と同軸上に回転可能に支持されたキャリア８４によりそれぞれ支持されている。

キャリア８４には、回転軸７９を介して第五プレート７６、およびドラム７７が接続されている。回転軸７９は、キャリア８４におけるエンジン２側にキャリア８４と同軸上に接続されており、キャリア８４と一体回転する。第五プレート７６は、円盤形状をなしており、回転軸７９を介してキャリア８４と接続されている。第五プレート７６におけるエンジン２側の面には、ドラム７７が設けられている。ドラム７７は、第五プレート７６からエンジン２に向けて軸方向に突出しており、略円筒状をなしている。ドラム７７は、第四プレート７１の径方向外側に配置され、ドラム７７の内周面は、第四プレート７１の外周面と径方向に対向している。ドラム７７は、周方向に複数のドラム構成部（第一部材）７７ａに分割されており、各ドラム構成部７７ａは、第四プレート（第二部材）７１に対して径方向に相対移動可能に支持されている。

本実施形態のカム機構は、第四プレート７１とドラム７７とで構成されている。第四プレート７１とドラム７７とは、第四プレート７１の凸部７２とドラム構成部７７ａの凹部７８とで噛合っており、互いにトルクを伝達することができる。凸部７２は、第四プレート７１における外周面に形成されており、ドラム構成部７７ａに向けて径方向外側に突出している。凹部７８は、ドラム構成部７７ａにおける内周面に形成されており、径方向外側に（第四プレート７１から遠ざかる方向に）凹んでいる。凸部７２は、基端部（径方向内側）から先端部（径方向外側）へ向かうにつれて周方向の幅が減少するテーパ形状であり、かつ、回転方向の前方の面７２ａは、基端部から先端部へ向けて回転方向の後方へ向かう傾斜を有している。言い換えると、凸部７２における回転方向の前方の面７２ａは、回転方向の後方へ向かうほど回転中心から離れている。また、凸部７２における回転方向の後方の面７２ｂは、径方向に沿っている。言い換えると、凸部７２における回転方向の後方の面７２ｂは、周方向と直交している。

凹部７８の形状は、凸部７２の形状と対応しており、径方向外側へ向かうにつれて周方向の幅が減少するテーパ形状となっている。凹部７８における回転方向の前方の面７８ａは、回転方向の後方へ向かうほど回転中心から離れている。また、凹部７８における回転方向の後方の面７８ｂは、周方向と直交している。

振動低減機構１０は、ドラム７７の径方向外側に配置されている。振動低減機構１０は、円環状に形成されており、回転軸７９と同軸上に回転可能に支持されている。振動低減機構１０の内周面には、摩擦材（係合部）７３が設けられており、摩擦材７３は、ドラム７７の外周面と径方向に対向している。ドラム７７と摩擦材７３とで摩擦係合式のクラッチが構成されている。ドラム７７のドラム構成部７７ａは、摩擦材７３から離間する方向に付勢されており、カム機構により径方向外側に押圧されることで、付勢力に抗して摩擦材７３と係合することができる。

ＭＧ１からエンジン２を駆動するエンジン始動時には、ドラム７７が第四プレート７１を回転方向に駆動することとなる。この場合、第四プレート７１は、ドラム７７に対して、矢印Ｙ１に示すように、相対的に回転方向と反対方向に回転しようとする。これにより、ドラム構成部７７ａの凹部７８における回転方向の後方の面７８ｂから第四プレート７１の凸部７２における回転方向の後方の面７２ｂにトルクが伝達される。この場合、トルクの向きと直交する面７８ｂ，７２ｂを介してトルクが伝達されるため、ドラム構成部７７ａはトルクの伝達によっては径方向の力を受けない。上記のように、ドラム構成部７７ａは、径方向内側に向けて付勢されているため、エンジン２の始動時にはドラム構成部７７ａは摩擦材７３から離間する。これにより、振動低減機構１０は、伝達経路３やエンジン２を含む振動系から切り離される。本実施形態の振動低減装置７４によれば、エンジン２の始動時に、エンジン２の回転数が上昇する過程で振動低減機構１０の共振点に対応するエンジン回転数となっても、振動低減機構１０が共振することがない。よって、エンジン２の始動時における振動の悪化や異音の発生を抑制することができる。

一方、エンジン２からトルクを伝える際、つまり、エンジン２から第四プレート７１に入力されるトルクが、ＭＧ１側から回転軸７９を介して第五プレート７６に入力されるトルクと比較して大きい場合には、第四プレート７１がドラム７７を回転方向に駆動することとなる。この場合、第四プレート７１は、ドラム７７に対して、矢印Ｙ２に示すように、相対的に回転方向に回転しようとする。これにより、第四プレート７１の凸部７２における回転方向の前方の面７２ａからドラム構成部７７ａの凹部７８における回転方向の前方の面７８ａにトルクが伝達される。このとき、第四プレート７１とドラム構成部７７ａには、互いに離間する方向の径方向の力が作用する。ドラム構成部７７ａには、径方向の外側に向かう押圧力が作用する。これにより、ドラム構成部７７ａは、径方向の内側に向かう付勢力に抗して径方向の外側に変位し、摩擦材７３と摩擦係合する。クラッチが係合することで、振動低減機構１０が、伝達経路３を含む振動系と接続されて振動系の振動を吸収し、振動を低減する。

（第５実施形態の変形例）
第５実施形態の変形例について説明する。第５実施形態において、更に、トルクが軸方向の押圧力に変換されてクラッチが係合される上記実施形態と同様に、エンジン２の停止時にクラッチの解放状態を維持するようにＭＧ１の出力トルクが制御されてもよい。また、第５実施形態において、摩擦材７３と振動低減機構１０とが振動低減機構１０から摩擦材７３への正のトルクの伝達を阻止（空転）するワンウェイクラッチを介して接続されてもよい。

１ ＭＧ（第１のモータジェネレータ）
１ａ 回転軸
２ エンジン
２ａ 回転軸
３ 伝達経路
４，３４，４４，７４ 振動低減装置
５ 第一プレート
６ 第二プレート
７ 第三プレート
８ 摩擦材
１０ 振動低減機構
１１ 係合部材
２０ クラッチ機構
３０ 制御部
３１ ギャップセンサ
４０ ワンウェイクラッチ
５１ 凸部
６１ 凹部
７１ 第四プレート
７６ 第五プレート
７７ ドラム
７７ａ ドラム構成部

Claims (5)

1. 内燃機関と、前記内燃機関の始動時に前記内燃機関を駆動するモータジェネレータとが搭載された車両に設けられ、前記内燃機関と前記モータジェネレータとの間でトルクを伝達する伝達経路の振動を低減する振動低減装置であって、
   前記伝達経路と接続されることで前記伝達経路の振動を低減し、かつ前記内燃機関のアイドル回転数に対応する周波数と比較して低周波の周波数域に共振周波数を有する振動低減機構と、
   前記振動低減機構と前記伝達経路とを接続または切断するクラッチ機構とを備え、
   前記クラッチ機構は、前記伝達経路において前記内燃機関側と前記モータジェネレータ側との間でトルクを伝達し、かつ前記伝達するトルクを軸方向または径方向の押圧力に変換できるカム機構と、前記押圧力により係合して前記振動低減機構と前記伝達経路とを接続するクラッチとを有し、
   前記カム機構は、前記内燃機関が前記伝達経路を構成する部材を駆動する向きのトルクを正のトルクとして、前記内燃機関側から入力されるトルクが、前記モータジェネレータ側から入力されるトルクを上回る場合に前記クラッチが係合する前記押圧力を発生させ、前記内燃機関側から入力されるトルクが、少なくとも前記モータジェネレータ側から入力されるトルクを下回る場合には前記クラッチが係合する前記押圧力を発生させない
   ことを特徴とする振動低減装置。
2. 請求項１に記載の振動低減装置において、
   前記内燃機関を停止するときに、前記クラッチが係合する前記押圧力を前記カム機構が発生させない値に前記モータジェネレータの出力トルクを制御する
   ことを特徴とする振動低減装置。
3. 請求項２に記載の振動低減装置において、
   前記カム機構は、前記伝達するトルクを軸方向または径方向の押圧力に変換し、かつ前記押圧力により互いに離間する方向に相対変位する第一部材と第二部材とを有し、
   前記第一部材と前記第二部材との前記押圧力の方向におけるギャップを検出するギャップ検出手段を備え、
   前記内燃機関を停止するときに、前記ギャップ検出手段の検出結果に基づいて、前記ギャップを増加させない値に前記モータジェネレータの出力トルクを制御する
   ことを特徴とする振動低減装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の振動低減装置において、
   前記クラッチと前記振動低減機構とは、前記クラッチから前記振動低減機構へ前記正のトルクを伝達し、前記振動低減機構から前記クラッチへの前記正のトルクの伝達を阻止するワンウェイクラッチを介して接続されている
   ことを特徴とする振動低減装置。
5. 内燃機関と、前記内燃機関の始動時に前記内燃機関を駆動するモータジェネレータとが搭載された車両に設けられ、前記内燃機関と前記モータジェネレータとの間でトルクを伝達する伝達経路の振動を低減する振動低減装置であって、
   前記伝達経路と接続されることで前記伝達経路の振動を低減し、かつ前記内燃機関のアイドル回転数に対応する周波数と比較して低周波の周波数域に共振周波数を有する振動低減機構と、
   前記振動低減機構と前記伝達経路とを接続または切断するクラッチ機構とを備え、
   前記クラッチ機構は、前記振動低減機構と接続された係合部と、前記係合部と対向する第一部材と、前記第一部材を前記係合部から離間する方向に付勢する付勢手段と、前記第一部材を挟んで前記係合部側と反対側に設けられた第二部材とを有し、
   前記係合部と前記第一部材とは、係合することで前記振動低減機構と前記伝達経路とを接続するクラッチを構成し、
   前記第一部材と前記第二部材とは、前記伝達経路における前記内燃機関側と前記モータジェネレータ側とに別個に設けられ、前記内燃機関側と前記モータジェネレータ側との間でトルクを伝達し、かつ前記伝達するトルクを軸方向または径方向の押圧力に変換できるカム機構を構成し、
   前記第一部材は、前記押圧力により前記係合部に向けて移動し、
   前記カム機構は、前記内燃機関が前記伝達経路を構成する部材を駆動する向きのトルクを正のトルクとして、前記内燃機関側から入力されるトルクが、前記モータジェネレータ側から入力されるトルクを上回る場合に前記クラッチが係合する前記押圧力を発生させ、前記内燃機関側から入力されるトルクが、少なくとも前記モータジェネレータ側から入力されるトルクを下回る場合には前記クラッチが係合する前記押圧力を発生させない
   ことを特徴とする振動低減装置。

Images