JP5656949B2 - 車両のダンパ装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンと電動機が内蔵される駆動ユニットとの間に設けられる車両のダンパ装置に係り、特にヒステリシストルクを最適に設定する技術に関するものである。

エンジンと電動機が内蔵される駆動ユニットとの間に設けられ、エンジンのトルク変動を吸収しつつ動力を伝達する車両のダンパ装置において、ヒステリシストルクを発生させるヒステリシス機構を備えたものがよく知られている。例えば特許文献１に記載のダンパ装置がその一例である。特許文献１のダンパ装置では、エンジン側からトルクが伝達される正方向の捩れにおいて、相対的な捩り角が所定値以下であれば小ヒステリシストルクを生じ、所定値を超えると大ヒステリシストルクを生じ、さらに、駆動ユニット側からトルクが伝達される負方向の捩れにおいて、大ヒステリシストルクを生じる技術が開示されている。

特開２００６−２９３６３号公報 特開２０１２−００１１０２号公報 特開２００２−１０６６４０号公報

ところで、例えばエンジンのアイドル運転中は、小さな捩り振動が発生するため、小ヒステリシストルクによって振動を減衰することが望ましい。これに対して、特許文献１のダンパ装置では、エンジン側からトルクが伝達される正方向の捩れにおいて、相対的な捩り角が所定値以下であれば小ヒステリシストルクを生じさせることでアイドル運転中の振動やエンジン定常運転時のこもり音を減衰させている。しかしながら、特許文献１のダンパ装置にあっては、相対的な捩り角によって小ヒステリシストルクと大ヒステリシストルクとの切り替えを行っているため、アイドル運転時やエンジン定常運転時のような小ヒステリシストルクを生じさせたいときに大ヒステリシストルクが発生して運転者に違和感を与える可能性があった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、運転状態に応じて最適なヒステリシストルクを生じさせることができる車両のダンパ装置を提供することにある。

上記目的を達成するための、第１発明の要旨とするところは、(a)エンジンと、電動機を備える動力伝達装置との間に設けられる車両のダンパ装置であって、(b)所定の小ヒステリシストルクを発生させる小ヒス機構と、その小ヒステリシストルクよりも大きい大ヒステリシストルクを発生させる大ヒス機構とを備え、(c)前記エンジン側からトルクが伝達される正側の捩れ角領域では、常に前記小ヒステリシストルクを発生させ、(d)前記駆動ユニット側からトルクが伝達される負側の捩れ角領域では、前記大ヒステリシストルクを発生させることを特徴とする。

このようにすれば、前記エンジン側からトルクが伝達される正側の捩れ角領域では、常に小ヒステリシストルクが発生させられるので、例えばエンジンのアイドル運転中やエンジン定常運転中に大ヒステリシストルクに切り替わることがなく、小ヒステリシストルクによってアイドル運転中の振幅の小さい捩り振動やエンジン定常運転中に発生するこもり音を効果的に減衰することができる。これより、アイドル運転中やエンジン定常運転中に大ヒステリシストルクに切り替わることで運転者に違和感を与えることを防止して、ドラビリを向上させることができる。

また、好適には、第２発明の要旨とするところは、第１発明のダンパ装置において、前記負側の捩れ角領域において、捩れ角が所定角度よりも小さいときは、その捩れ角が所定角度よりも大きい場合と比べて小さいヒステリシストルクを発生させる。このようにすれば、エンジンの始動や停止制御時に負側の捩れ角領域において低周波の振幅の大きい捩り振動が発生するが、このときに大ヒステリシストルクを発生させて減衰させることができる。一方、アイドル運転中では、振幅の小さい捩り振動が発生するが、このときは小ヒステリシストルクを発生させてその捩れ振動を効果的に減衰させることができる。

また、好適には、第３発明の要旨とするところは、第１発明または第２発明の車両のダンパ装置において、(a)前記ダンパ装置は、回転軸心まわりの回転可能な一対のディスクプレートと、その一対のディスクプレートと同じ回転軸心まわりの回転可能なハブと、そのディスクプレートとそのハブとの間に介挿されてこれらを動力伝達可能に連結する弾性部材とを、含んで構成されており、(b)前記大ヒス機構は、(c)前記ハブの外周端部に設けられる摩擦要素が、捩れ角の変化に応じて前記ディスクプレートと摺動する機構である。このようにすれば、大ヒステリシストルクを発生するに際して、バネ等を必要とせず簡単な構造で大ヒステリシストルクを発生させることができる。

また、好適には、第４発明の要旨とするところは、第３発明の車両のダンパ装置において、(a)前記大ヒス機構において、(b)前記ディスクプレートの前記摩擦要素と摺動する部位は、そのディスクプレートに切欠が形成されることで、その摩擦要素側に向かってテーパ状に形成されている。このようにすれば、ディスクプレートが摩擦要素側に向かってテーパ状に形成されることで、ディスクプレートと摩擦要素とが摺動する機構を容易に構成することができる。

また、好適には、第２発明の車両のダンパ装置において、前記負側の捩れ角領域において設定される前記所定角度は、エンジンのアイドル運転時における捩れ角変動の半分の値に設定されている。このようにすれば、アイドル運転時の振動を効率よく減衰させることができる。

本発明が適用されたハイブリッド形式の車両用駆動装置を説明する概略構成図である。 図１に示すダンパ装置の構成を詳細に説明するための断面図である。 図２のダンパ装置の一部を拡大した拡大断面図である。 図２のダンパ装置を矢印Ａ方向からみたＡ矢視図において、その一部を切り出して示したものである。 図４のダンパ装置において第２プレートの特に片持ち部周辺をさらに簡略的に示した図である。 図２のダンパ装置のハブのストロークに対するヒスの大きさを示した図である。 図２のダンパ装置の捩り特性を示す図である。 エンジン始動時のダンパ挙動を示す図である。

ここで、好適には、本明細書において、エンジン側からトルクが伝達される、所謂、正トルクが伝達されるときのダンパ装置の捩れ角を正側の捩れ角と定義し、駆動ユニット側からトルクが伝達される、所謂、負トルクが伝達されるときのダンパ装置の捩れ角を負側の捩れ角と定義する。

また、好適には、本明細書では、負側の捩れ角領域において捩れ角が大きいとは負の方向においてその絶対値が大きいことを意味し、捩れ角が小さいとはゼロに近いことを意味している。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明が適用されたハイブリッド車両の車両用駆動装置１０を説明する概略構成図である。車両用駆動装置１０は、エンジン２４と、動力伝達装置１２と、エンジン２４と動力伝達装置１２との間に設けられている後述するダンパ装置３８とを含んで構成されている。図１において、この車両用駆動装置１０では、車両において、主駆動源であるエンジン２４のトルクが後述するダンパ装置３８および遊星歯車装置２６を介して車輪側出力軸１４に伝達され、その車輪側出力軸１４から差動歯車装置１６を介して左右一対の駆動輪１８にトルクが伝達されるようになっている。また、この車両用駆動装置１０には、走行のための駆動力を出力する力行制御およびエネルギを回収するための回生制御を選択的に実行可能な第２電動機ＭＧ２が設けられており、この第２電動機ＭＧ２は自動変速機２２を介して上記車輪側出力軸に連結されている。したがって、第２電動機ＭＧ２から車輪側出力軸へ伝達される出力トルクがその自動変速機２２で設定される変速比γs（＝第２電動機ＭＧ２の回転速度Ｎmg2／車輪側出力軸の回転速度Ｎout）に応じて増減されるようになっている。

第２電動機ＭＧ２と駆動輪１８との間の動力伝達経路に介装されている自動変速機２２は、変速比γsが「１」より大きい複数段を成立させることができるように構成されており、第２電動機ＭＧ２からトルクを出力する力行時にはそのトルクを増大させて車輪側出力軸へ伝達することができるので、第２電動機ＭＧ２が一層低容量もしくは小型に構成される。これにより、例えば高車速に伴って車輪側出力軸の回転速度Ｎoutが増大した場合には、第２電動機ＭＧ２の運転効率を良好な状態に維持するために、変速比γsを小さくして第２電動機ＭＧ２の回転速度（以下、第２電動機回転速度という）Ｎmg2を低下させたり、また車輪側出力軸の回転速度Ｎoutが低下した場合には、変速比γsを大きくして第２電動機回転速度Ｎmg2を増大させる。

上記動力伝達装置１２は、第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２を備えて構成されており、エンジン２４のトルクを駆動輪１８に伝達する。上記エンジン２４は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する公知の内燃機関であって、マイクロコンピュータを主体とする図示しないエンジン制御用の電子制御装置（Ｅ−ＥＣＵ）によって、スロットル弁開度や吸入空気量、燃料供給量、点火時期などの運転状態が電気的に制御されるように構成されている。上記電子制御装置には、アクセルペダルの操作量を検出するアクセル操作量センサＡＳ、ブレーキペダルの操作の有無を検出するためのブレーキセンサＢＳ等からの検出信号が供給されている。

上記第１電動機ＭＧ１（電動機）は、例えば同期電動機であって、駆動トルクを発生させる電動機としての機能と発電機としての機能とを選択的に生じるように構成され、インバータ３０を介してバッテリー、コンデンサなどの蓄電装置３２に接続されている。そして、マイクロコンピュータを主体とする図示しないモータジェネレータ制御用の電子制御装置（ＭＧ−ＥＣＵ）によってそのインバータ３０が制御されることにより、第１電動機ＭＧ１の出力トルクあるいは回生トルクが調節或いは設定されるようになっている。

遊星歯車装置２６は、サンギヤＳ０と、そのサンギヤＳ０に対して同心円上に配置されたリングギヤＲ０と、これらサンギヤＳ０およびリングギヤＲ０に噛み合うピニオンギヤＰ０を自転かつ公転自在に支持するキャリヤＣＡ０とを三つの回転要素として備えて公知の差動作用を生じるシングルピニオン型の遊星歯車機構である。遊星歯車装置２６はエンジン２４および自動変速機２２と同心に設けられている。遊星歯車装置２６および自動変速機２２は中心線に対して対称的に構成されているため、図１ではそれらの下半分が省略されている。

本実施例では、エンジン２４のクランク軸３６は、ダンパ装置３８（本発明の車両のダンパ装置）および動力伝達軸３９を介して遊星歯車装置２６のキャリヤＣＡ０に連結されている。これに対してサンギヤＳ０には第１電動機ＭＧ１が連結され、リングギヤＲ０には車輪側出力軸が連結されている。このキャリヤＣＡ０は入力要素として機能し、サンギヤＳ０は反力要素として機能し、リングギヤＲ０は出力要素として機能している。

上記遊星歯車装置２６において、キャリヤＣＡ０に入力されるエンジン２４の出力トルクに対して、第１電動機ＭＧ１による反力トルクがサンギヤＳ０に入力されると、出力要素となっているリングギヤＲ０には、直達トルクが現れるので、第１電動機ＭＧ１は発電機として機能する。また、リングギヤＲ０の回転速度すなわち車輪側出力軸１４の回転速度（出力軸回転速度）Ｎoutが一定であるとき、第１電動機ＭＧ１の回転速度Ｎmg1を上下に変化させることにより、エンジン２４の回転速度（エンジン回転速度）Ｎeを連続的に（無段階に）変化させることができる。

本実施例の前記自動変速機２２は、一組のラビニョ型遊星歯車機構によって構成されている。すなわち自動変速機２２では、第１サンギヤＳ１と第２サンギヤＳ２とが設けられており、その第１サンギヤＳ１にステップドピニオンＰ１の大径部が噛合するとともに、そのステップドピニオンＰ１の小径部がピニオンＰ２に噛合し、そのピニオンＰ２が前記各サンギヤＳ１、Ｓ２と同心に配置されたリングギヤＲ１（Ｒ２）に噛合している。上記各ピニオンＰ１、Ｐ２は、共通のキャリヤＣＡ１（ＣＡ２）によって自転かつ公転自在にそれぞれ保持されている。また、第２サンギヤＳ２がピニオンＰ２に噛合している。

前記第２電動機ＭＧ２（電動機）は、前記モータジェネレータ制御用の電子制御装置（ＭＧ−ＥＣＵ）によりインバータ４０を介して制御されることにより、電動機または発電機として機能させられ、アシスト用出力トルクあるいは回生トルクが調節或いは設定される。第２サンギヤＳ２にはその第２電動機ＭＧ２が連結され、上記キャリヤＣＡ１が車輪側出力軸に連結されている。第１サンギヤＳ１とリングギヤＲ１とは、各ピニオンＰ１、Ｐ２と共にタプルピニオン型遊星歯車装置に相当する機構を構成し、また第２サンギヤＳ２とリングギヤＲ１とは、ピニオンＰ２と共にシングルピニオン型遊星歯車装置に相当する機構を構成している。

そして、自動変速機２２には、第１サンギヤＳ１を選択的に固定するためにその第１サンギヤＳ１と非回転部材であるハウジング４２との間に設けられた第１ブレーキＢ１と、リングギヤＲ１を選択的に固定するためにそのリングギヤＲ１とハウジング４２との間に設けられた第２ブレーキＢ２とが設けられている。これらのブレーキＢ１、Ｂ２は摩擦力によって制動力を生じるいわゆる摩擦係合装置であり、多板形式の係合装置あるいはバンド形式の係合装置を採用することができる。そして、これらのブレーキＢ１、Ｂ２は、それぞれ油圧シリンダ等のブレーキＢ１用油圧アクチュエータ、ブレーキＢ２用油圧アクチュエータにより発生させられる係合圧に応じてそのトルク容量が連続的に変化するように構成されている。

以上のように構成された自動変速機２２は、第２サンギヤＳ２が入力要素として機能し、またキャリヤＣＡ１が出力要素として機能し、第１ブレーキＢ１が係合させられると「１」より大きい変速比γshの高速段Ｈが成立させられ、第１ブレーキＢ１に替えて第２ブレーキＢ２が係合させられるとその高速段Ｈの変速比γshより大きい変速比γslの低速段Ｌが成立させられるように構成されている。すなわち、自動変速機２２は２段変速機で、これらの変速段ＨおよびＬの間での変速は、車速Ｖや要求駆動力（もしくはアクセル操作量）などの走行状態に基づいて実行される。より具体的には、変速段領域を予めマップ（変速線図）として定めておき、検出された運転状態に応じていずれかの変速段を設定するように制御される。

図２は、図１に示すダンパ装置３８の構成を詳細に説明するための断面図である。ダンパ装置３８は、回転軸心Ｃを中心としてエンジン２４と遊星歯車装置２６との間に動力伝達可能に設けられている。なお、図１に示す動力伝達軸３９がダンパ装置３８の内周部にスプライン嵌合される。

ダンパ装置３８は、回転軸心Ｃまわりの回転可能な一対のディスクプレート５６と、そのディスクプレート５６と同回転軸心Ｃまわりの相対回転可能なハブ５８と、ディスクプレート５６とハブ５８との間に介挿され、ディスクプレート５６とハブ５８との間を動力伝達可能に連結するばね鋼から成るコイルスプリング６２と、コイルスプリング６２内に内蔵されているクッション６３と、ディスクプレート５６とハブ５８との間で小ヒステリシストルクＨ１を発生させる第１ヒステリシス機構６４と、ハブ５８の外周端部に設けられディスクプレート５６とハブ５８との間で大ヒステリシストルクＨ２を発生させる第２ヒステリシス機構６５と、ディスクプレート５６の外周側に設けられているトルクリミッタ機構６８とを、含んで構成されている。なお、コイルスプリング６２が本発明の弾性部材に対応し、第１ヒステリシス機構６４が本発明の小ヒステリシストルクを発生させる小ヒス機構に対応し、第２ヒステリシス機構６５が本発明の大ヒステリシストルクを発生させる大ヒス機構に対応している。

ディスクプレート５６は、左右一対の円盤状の第１ディスクプレート７０（以下、第１プレート７０）および第２ディスクプレート７２（以下、第２プレート７２）から構成され、コイルスプリング６２およびハブ５８をそれらプレート７０、７２で軸方向に挟み込んだ状態で、外周部がリベット６６によって相対回転不能に相互に締結されている。なお、リベット６６は後述するトルクリミッタ機構６８の構成部品であるライニングプレート７６の締結部材としても機能している。第１プレート７０には、コイルスプリング６２を収容するための第１開口穴７０ａが周方向に複数個形成されている。また、第２プレート７２にも、コイルスプリング６２を収容するための第２開口穴７２ａが、前記第１開口穴７０ａと対応する位置に周方向に複数個形成されている。そして、第１開口穴７０ａおよび第２開口穴７２ａによって形成される空間にコイルスプリング６２が等角度間隔で複数個収容されている。これより、ディスクプレート５６が回転軸心Ｃまわりに回転すると、コイルスプリング６２も同様に回転軸心Ｃまわりに公転させられる。また、各コイルスプリング６２内には、円柱状のクッション６３がそれぞれ内蔵されている。なお、第１プレート７０および第２プレート７２によって本発明の一対のディスクプレートが構成される。

ハブ５８は、内周部に動力伝達軸３９がスプライン嵌合される内周歯を備えた円筒部５８ａと、その円筒部５８ａの外周面から径方向外側に伸びる円板状のフランジ部５８ｂと、フランジ部５８ｂからさらに径方向外側に突き出す複数本の突出部５８ｃとから構成されている。そして、回転方向において各突出部５８ｃの間に形成される空間にコイルスプリング６２が介挿されている。これより、ハブ５８が回転軸心Ｃまわりに回転すると、コイルスプリング６２も同様に回転軸心Ｃまわりに公転させられる。このように構成されることで、コイルスプリング６２は、ディスクプレート５６およびハブ５８の部材間の相対回転量に応じて弾性変形しつつ動力を伝達する。例えば、ディスクプレート５６が回転すると、コイルスプリング６２の一端が押圧され、コイルスプリング６２の他端がハブ５８の突出部５８ｃを押圧することで、ハブ５８が回転させられる。このとき、コイルスプリング６２は、弾性変形しつつ動力を伝達することで、トルク変動によるショックがコイルスプリング６２によって吸収される。

第１ヒステリシス機構６４は、コイルスプリング６２の内周側であって、軸方向においてディスクプレート５６とハブ５８のフランジ部５８ｂとの間に設けられている。そして、ヒステリシス機構６４は、第１プレート７０とフランジ部５８ｂとの間に介挿されている第１部材６４ａと、第２プレート７２とフランジ部５８ｂとの間に介挿されている第２部材６４ｂと、第２部材６４ｂと第２プレート７２との間に予荷重状態で介挿されて第２部材６４ｂをフランジ部５８ｂ側に押圧する皿バネ６４ｃとを、含んで構成されている。なお、第１部材６４ａの一部が第１プレート７０に形成されている切欠に嵌合されることで、第１部材６４ａおよび第１プレート７０の相対回転が阻止されている。また、第２部材６４ｂの一部が第２プレート７２に形成されている切欠に嵌合されることで、第２部材６４ｂおよび第２プレート７２の相対回転が阻止されている。上記のように構成される第１ヒステリシス機構６４において、ハブ５８とディスクプレート５６とが摺動した際には、フランジ部５８ｂと第１プレート７０および第２プレート７２との間で摩擦力が発生することで、ヒステリシストルクが発生する。なお、第１ヒステリシス機構６４においては、捩れ角の正側の領域および負側の領域において常に比較的小さな小ヒステリシストルクＨ１（小ヒス）が発生するように設計されている。この小ヒステリシストルクＨ１は、アイドル運転時やエンジン定常運転時に生じる、比較的振幅の小さい捩れ振動を減衰する際に有利となる。

トルクリミッタ機構６８は、ディスクプレート５６の外周側に設けられており、予め設定されているリミットトルクＴlimを越えるトルク伝達を防止する機能を有している。トルクリミッタ機構６８は、ディスクプレート５６と共にリベット６６で締結されることでディスクプレート５６と共に回転する円環板状のライニングプレート７６と、外周側に配置されて回転軸心Ｃまわりに回転可能なサポートプレート７８と、サポートプレート７８の内周側に配置され回転軸心Ｃまわりに回転可能な円板環状のプレッシャプレート８０と、プレッシャプレート８０とライニングプレート７６との間に介挿されている第１摩擦材８１と、ライニングプレート７６とサポートプレート７８との間に介挿されている第２摩擦材８２と、プレッシャプレート８０とサポートプレート７８との間に予荷重状態で介挿されているコーン状の皿バネ８３とを、含んで構成されている。

サポートプレート７８は、円盤状の第１サポートプレート７８ａおよび円板状の第２サポートプレート７８ｂから構成され、その外周部には、図示しないフライホイールとサポートプレート７８ａ、７８ｂとを固定する図示しないボルト締結用のボルト穴がそれぞれ形成されている。第１サポートプレート７８ａは、その内周部が軸方向に屈曲されることで、第１サポートプレート７８ａと第２サポートプレート７８ｂとの間に空間が形成される。この空間に、第１サポートプレート７８ａから第２サポートプレート７８ｂに向かって軸方向に、皿バネ８３、プレッシャプレート８０、第１摩擦材８１、ライニングプレート７６、および第２摩擦材８２が順次収容されている。

ライニングプレート７６は、内周部が第１プレート７０と第２プレート７２と共にリベット６６で固定された円環板状の部材である。また、プレッシャプレート８０も同様に、円環板状に形成されている。このプレッシャプレート８０とライニングプレート７６との間に第１摩擦材８１が介挿されている。第１摩擦材８１は、例えば円環板状に形成される。或いは、円弧状（ピース状）に形成され、周方向に等角度間隔で並んで配置されていても構わない。なお、この第１摩擦材８１は、ライニングプレート７６側に貼り着けられるが、プレッシャプレート８０側に貼り着けられても構わない。

また、第２サポートプレート７８ｂの内周部とライニングプレート７６との間には、第２摩擦材８２が介挿されている。第２摩擦材８２は、第１摩擦材８１と同様に、例えば円環板状に形成される。或いは、円弧状（ピース状）に形成され、周方向に等角度間隔で並んで配置されていても構わない。なお、この第２摩擦材８２は、ライニングプレート７６側に貼り着けられるが、第２サポートプレート７８ｂ側に貼り着けられても構わない。

第１サポートプレート７８ａとプレッシャプレート８０との間には、皿バネ８３が予荷重状態で介挿されている。皿バネ８３は、コーン状に形成されており、その内周端部がプレッシャプレート８０に当接し、外周端部が第１サポートプレート７８ａに当接し、前記予荷重（皿バネ荷重Ｗ）を発生させるたわみ量に変形されて介挿されている。したがって、皿バネ８３は、プレッシャプレート８０をライニングプレート７６側に向かって皿バネ荷重Ｗで軸方向に押圧している。そして、プレッシャプレート８０と第１摩擦材８１との間の摩擦面および第２サポートプレート７８ｂと第２摩擦材８２との間の摩擦面の摩擦係数μ、摩擦材８１、８２の作動半径ｒ、皿バネ８３の皿バネ荷重Ｗを調整することで、リミットトルクＴlmが狙った値に設定される。そして、リミットトルクＴlmを越えるトルクがトルクリミッタ機構６８に入力されると、プレッシャプレート８０と第１摩擦材８１との間の摩擦面、および第２サポートプレート７８ｂと第２摩擦材８２との間の摩擦面で滑りが生じ、リミットトルクＴlmを越えるトルク伝達は防止されることとなる。

第２ヒステリシス機構６５は、ハブ５８およびディスクプレート５６の外周部に設けられて、これらの間で摺動抵抗（摩擦力）を発生させることで、第１ヒステリシス機構６４によって発生させる小ヒステリシストルクＨ１よりも大きい大ヒステリシストルクＨ２を発生させる機構である。図３に、図２のダンパ装置３８において第２ヒステリシス機構６５周辺を拡大した図を示す。また、図４は、図２のダンパ装置３８を矢印Ａ方向からみたＡ矢視図において、その一部を切り出して示したものである。また、図４の一部は透視図で示されている。図２乃至図４に示すように、ハブ５８の突出部５８ｃの外周側であって、ディスクプレート５６と略平行な両面には、例えば樹脂材料等で構成される矩形形状（ピース形状）の摩擦プレート９０がリベット９２によって固定されている。なお、図４のＢ−Ｂ断面が図２の断面図に対応する。なお、摩擦プレート９０が、本発明の摩擦要素に対応している。

また、図４に示すように、第２プレート７２には、外周端部から内周側に伸びると共に、さらにその内周部から周方向（回転方向）に沿って形成されているＬ字状の切欠９４が形成されている。この切欠９４が形成されることにより、第２プレート７２には、回転方向に対して平行な扇状の片持ち部９６が形成されている。片持ち部９６は、径方向において突出部５８ｃの摩擦プレート９０が固定されている部位と同じ位置に形成されている。さらに、片持ち部９６は、回転方向に沿ってハブ５８側（摩擦プレート９０側）に向かって所定の勾配Ｓでテーパ状に形成されている。従って、ハブ５８と第２プレート７２とが相対回転して所定の捩れ角に到達すると、コイルスプリング６２の圧縮と並行して摩擦プレート９０と片持ち部９６とが当接して摺動し始める。なお、図４には示されていないが、図２、３に示すように、第１プレート７０にも第２プレート７２と同様の形状からなる片持ち部９８が形成されている。なお、片持ち部９６、９８が、本発明の摩擦要素と摺動する部位に対応している。

図５は、図４のダンパ装置３８において第２プレート７２の特に片持ち部９６周辺をさらに簡略的に示した図である。なお、第２プレート７２は実際には円盤形状を有しているが、図５においては第２プレート７２を直線状に展開した図となっている。従って、破線で示すハブ５８の突出部５８ｃも同様に、実際には回転軸心Ｃを中心に回転するものの、図５においては直線的（図５において左右方向）に移動する。また、図５において上方に示す図は、下方に示す片持ち部９６および突出部５８ｃの側面視図である。なお、図５では突出部５８ｃに固定されている摩擦プレート９０が省略されている。

図５の側面視図からもわかるように、片持ち部９６は、所定の勾配Ｓで傾斜させられている。従って、突出部５８ｃ（ハブ５８）と第２プレート７２とが相対回転させられ、突出部５８ｃが片持ち部９６と回転方向において重複する位置まで移動すると、突出部５８ｃと第２プレート７２とが摺動させられる。具体的には、図５において突出部５８ｃが第２プレート７２に対して左側に相対移動すると、片持ち部９６がテーパ状に形成させられているのに関連して突出部５８ｃと片持ち部９６とが当接し、捩れ角θの変化に応じてハブ５８が片持ち部９６を押し付けつつ互いに摺動させられる。なお、図４および図５にあっては、第２プレート７２の片持ち部９６について示されているが、第１プレート７０の片持ち部９８も同様に摺動させられる。

このように、突出部５８ｃと片持ち部９６、９８とが摺動させられると、突出部５８ｃに固定されている摩擦プレート９０と片持ち部９６、９８との間で摩擦力が発生し、それに応じた大ヒステリシストルクＨ２が発生する。すなわち、片持ち部９６、９８は、従来のヒステリシス機構において、皿バネおよび摺動部材の両方の機能を有している。この大ヒステリシストルクＨ２は、摩擦プレート９０およびハブ５８の板厚、第１プレート７０および第２プレート７２間の間隙、第１プレート７０および第２プレート７２に形成される切欠形状、および第１プレート７０および第２プレート７２の片持ち部９６、９８の勾配Ｓ（テーパ角）等を調整して、摩擦プレート９０への押し付け荷重を調整することで狙ったヒステリシストルクＨ２に設定される。また、切欠形状および片持ち部９６、９８の勾配Ｓを調整することで、ヒステリシストルクＨ２が発生し出す捩れ角θを適宜調整することもできる。また、第２ヒステリシス機構６５は、第１ヒステリシス機構６４よりも径方向において外周側に配置されていることから、小ヒステリシストルクＨ１よりも大きい大ヒステリシストルクＨ２を発生させることができる。

図６は、第１プレート７０および第２プレート７２の切欠形状や片持ち部９６、９８の勾配Ｓ等を適宜設定することで得られたストローク(mm)に対するヒステリシストルク（Nm）の大きさを示している。なお、ストローク(mm)は、図５において突出部５８ｃが第２プレート７２（第１プレート７０も同様）に対して左側に相対移動したときの移動量、言い換えれば、ダンパ装置３８の捩れ角θに対応している。図６では、ストロークの値に拘わらずヒステリシストルク（ヒス）が略一定の値をとっている。すなわち、上記各諸元を調整することで、ダンパ装置３８の捩れ角θに拘わらず略一定のヒステリシストルクを発生させることが可能となる。なお、上記ヒスの特性は一例であって、上述した各諸元を調整することで、ヒスの特性を自由に調整することもできる。例えばストロークに対して、ヒスを線形或いは非線形に変化させることも可能となる。

ここで、本実施例の第２ヒステリシス機構６５では、駆動装置側からトルクが伝達された場合、すなわち負側の捩れ角領域において、大ヒステリシストルクＨ２が発生するように設定されている。すなわち、駆動装置側からトルクが伝達された際に、摩擦プレート９０が片持ち部９６、９８と摺動するように設定されている。一方、エンジン側からトルクが伝達される正側の捩れ角領域においては、摩擦プレート９０と片持ち部９６、９８とが摺動しないように設定されている。

例えば、図４において、駆動装置側からトルクが伝達される（負側の捩れ角領域）とハブ５８が反時計回りに回転する（図５において突出部５８ｃが左側に移動する）ように設定されると、捩れ角θの変化に応じて片持ち部９６と摩擦プレート９０とが摺動させられる。一方、エンジン側からトルクが伝達される（正側の捩れ角領域）と図４においてハブ５８が時計回りに回転する（図５において突出部５８ｃが右側に移動）ように設定されると、摩擦プレート９０は片持ち部９６から離れるので、捩れ角θが変化しても片持ち部９６と摩擦プレート９０とは摺動しない。従って、エンジン側からトルクが伝達される正側の捩れ角領域では、第２ヒステリシス機構６５による大ヒステリシストルクＨ２は発生せず、駆動装置側からトルクが伝達される負側の捩れ角領域において第２ヒステリシス機構６５による大ヒステリシストルクＨ２が発生する。

図７は、本実施例のダンパ装置３８の捩り特性を示している。なお、横軸が捩れ角θ(rad)を示し、縦軸がトルク(Nm)を示している。図７に示すように、捩れ角θが正側の捩れ角領域、すなわちエンジン側からトルクが入力される領域（正トルク領域）では、ヒステリシストルクが小さくなっている。これは、上述したように、第１ヒステリシス機構６４のみが作動し、第２ヒステリシス機構６５は作動しないためである。一方、捩れ角θが負側の捩れ角領域、すなわち駆動輪側からトルクが伝達される領域（負トルク領域）では、第２ヒステリシス機構６５が作動するため、ヒステリシストルクが大きな値（Ｈ１＋Ｈ２）となっている。このように、負側の捩れ角領域では、大きなヒステリシストルク（Ｈ１＋Ｈ２）が生じるが、ダンパ装置３８において、コイルスプリング６２は、このヒステリシストルクの抵抗力に抗ってハブ５８を元位置（捩れ角ゼロ）に戻すことができるだけの開放力（弾性復帰力）を有するものが使用される。

また、捩れ角θが所定角度（−θ２）からゼロの間の比較的捩れ角θが小さい負側の捩れ角領域において、ヒステリシストルクが小さくなる空振り角が設定されている。具体的には、負側の捩れ角領域であっても、この領域では第２ヒステリシス機構６５が作動しないように設定されることでヒステリシストルクが小さくされている。すなわち、第２ヒステリシス機構６５において、捩れ角θが所定角度（−θ２）に到達するまでは、摩擦プレート９０と片持ち部９６、９８とが摺動して摩擦力が発生しないように、片持ち部９６、９８の形状や位置等が調整されている。従って、この捩れ角領域（−θ２＜θ＜０）において発生するヒステリシストルクは、第１ヒステリシス機構６４による小ヒステリシストルクＨ１となる。これより、負側の捩れ角領域において、捩れ角θが所定角度（−θ２）よりも小さいときは、所定角度よりも大きい場合と比べて小さいヒステリシストルクＨ１を発生させる。なお、捩れ角θの大きさは、負の捩れ角領域であっても捩れ角θの絶対値で判断される。この所定角度（−θ２）は、好適には、エンジン２４のアイドル運転時の捩れ角変動の半分の角度に設定されている。これは、アイドル運転中の捩れ振動を減衰できるように設定されたものであり、捩れ角変動の半分の角度としたのは、アイドル運転中は正の捩れ角にも変動することを考慮したためである。

また、ダンパ装置３８にあっては、ハブ５８の突出部５８ｃが周方向に４個形成されており、各突出部５８ｃで第２ヒステリシス機構６５が作動し始める捩れ角θを異ならすこともできる。これより、例えばヒステリシストルクを捩れ角θに応じて多段に変化させることもできる。また、そのヒステリシストルクの大きさもヒステリシス機構６５毎に異ならせることもでき、ヒス設定の自由度が大幅に向上する。

上記のように捩り特性が設定されることで生じる効果について説明する。図８は、エンジン始動時のダンパ挙動を示している。なお、横軸はエンジン始動時の経過時間(sec)を示し、縦軸はダンパ装置の捩れ角θ(rad)を示している。また、破線は従来の２段ヒスを有するダンパ装置、一点鎖線が従来の１段ヒスを有するダンパ装置、実線が本実施例のダンパ装置３８に対応している。

エンジン始動時においては、スタータモータ（第１電動機ＭＧ１）によってエンジン２４が回される、すなわち駆動輪側からトルクが入力されるので捩れ角θが負の領域となる。このとき、捩れ角θの振れも大きくなるので大きなヒステリシストルクを発生させてこの振れを減衰することが望ましい。これに対して、本実施例のダンパ装置３８では、負の領域において第２ヒステリシス機構６５が作動して大きなヒステリシストルク（Ｈ１＋Ｈ２）が発生するため、実線で示すようにエンジン始動時の振れが効果的に減衰させられている。一方、一点鎖線で示す１段ヒスを有するダンパ装置にあっては、エンジン始動時の捩れ角θの振れが大きく時間が経過しても殆ど減衰していない。また、破線で示す２段ヒスを有するダンパ装置にあっても、１段ヒスを有するダンパ装置と比べると改善されているものの、本実施例のダンパ装置３８と比べると振れが大きくなっている。

また、捩れ角θがゼロ近傍の小さい領域では、第２ヒステリシス機構６５を非作動とすることで、ヒステリシストルクが小さく（Ｈ１）されている。このように設定されると、例えばアイドル運転中にあっては、捩れ角θの振れも小さく小ヒステリシストルクを発生させることが望ましい。これに対して、アイドル運転中は捩れ角も小さい（θ２以下）ので、第２ヒステリシス機構６５が非作動になり、アイドル運転中において小ヒステリシストルクを発生させることができる。また、共振点よりも高周波側の領域において、エンジン定常運転中に生じるエンジン２４のこもり音や駆動装置１０内の歯打ち音のＮＶに関する課題があり、このような高周波の領域においても小ヒステリシストルクを発生させることが望ましいが、ダンパ装置３８では捩れ角θが正の領域では常に小ヒステリシストルクを発生させるので、上記こもり音や歯打ち音によるＮＶ性能も改善される。

ところで、従来の２段のヒスを有するダンパ装置にあっては、所定の捩れ角θで小ヒステリシストルクから大ヒステリシストルクに切り替わるが、その切替は相対的な捩れ角で行われるので、本来小ヒステリシストルクを発生させたいところで大ヒステリシストルクに切り替わる可能性もある。これに対して、ダンパ装置３８は、相対的な捩れ角で作動しないのでそのような誤作動も防止される。

上述のように、本実施例によれば、エンジン２４側からトルクが伝達される正側の捩れ角領域では、常に小ヒステリシストルクＨ１が発生させられるので、例えばエンジン２４のアイドル運転中やエンジン定常運転中に大ヒステリシストルクＨ２に切り替わることがなく、小ヒステリシストルクＨ１によってアイドル運転中の振幅の小さい捩り振動やエンジン定常運転中に生じるこもり音を効果的に減衰することができる。これより、アイドル運転中やエンジン定常運転中に大ヒステリシストルクに切り替わることで運転者に違和感を与えることを防止して、ドラビリを向上させることができる。

また、本実施例によれば、エンジン２４の始動や停止制御時に負側の捩れ角領域において低周波の振幅の大きい捩り振動が発生するが、このときに大ヒステリシストルクＨ２を発生させて減衰させることができる。一方、アイドル運転中やエンジン定常運転中では、振幅の小さい捩り振動が発生するが、このときは小ヒステリシストルクＨ１を発生させてその捩れ振動を効果的に減衰させることができる。

また、本実施例によれば、第２ヒステリシス機構６５では、大ヒステリシストルクＨ２を発生するに際して、バネ等を必要とせず簡単な構造で大ヒステリシストルクＨ２を発生させることができる。摩擦プレート９０は、ピース状の部材であるため、材料の歩留まりも大幅に向上している。

また、本実施例によれば、ディスクプレート５６が摩擦プレート９０側に向かってテーパ状に形成されることで、ディスクプレート５６と摩擦プレート９０とが摺動する機構を容易に構成することができる。

また、本実施例によれば、摩擦プレート９０およびハブ５８の板厚、第１プレート７０および第２プレート７２間の間隙、第１プレート７０および第２プレート７２に形成される切欠形状、および第１プレート７０および第２プレート７２の片持ち部９６、９８の勾配Ｓ（テーパ角）等を調整して、摩擦プレート９０への押し付け荷重を調整することで狙ったヒステリシストルクＨ２に設定することができる。例えば、捩れ角θに対して略一定のヒステリシストルクを発生させることもできる。

また、本実施例によれば、第２ヒステリシス機構６５は、摩擦プレート９０とそれを止めるリベットだけで済むので、部品点数の増加も抑制される。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例では、第１プレート７０および第２プレート７２の両方に片持ち部が形成されているとしたが、第１プレート７０および第２プレート７２の何れか一方に片持ち部が形成されている構成であっても構わない。

また、前述の実施例では、ハブ５８の突出部５８ｃに摩擦プレート９０がリベット９２によって固定されているが、ハブ５８の突出部５８ｃ自体が摩擦プレート９０としての機能を果たすことで、摩擦プレート９０が省略されている構造であっても構わない。さらに、摩擦プレート９０の固定方法についてもリベットに限定されない。

また、前述の実施例では、負側の捩れ角領域において、小ヒステリシストルクから大ヒステリシストルクに切り替わる所定角度（−θ２）を、例えばエンジン２４のアイドル運転時の捩れ角変動の半分の角度としたが、この値は一例であって適宜変更しても構わない。

また、前述の実施例では、ディスクプレート５６に片持ち部９６、９８を形成し、その片持ち部９６、９８と摩擦プレート９０とを摺動させることでヒステリシストルクを発生させるものであったが、例えば、ディスクプレート５６の表面にテーパ状の部材を取り付けるなど、摩擦プレート９０とディスクプレート５６との間で摩擦力を発生させる構造であれば適宜変更しても構わない。

また、前述の実施例では、自動変速機２２が設けられているが、変速機の具体的は構造は自動変速機２２のみに限定されず、例えば更に多段化された変速機やベルト式の無段変速機など適宜変更することができる。さらに、変速機が省略されたものであっても構わない。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１２：動力伝達装置
２４：エンジン
３８：ダンパ装置（車両のダンパ装置）
５６：ディスクプレート
５８：ハブ
５８ｃ：突出部（ハブの外周端部）
６２：コイルスプリング（弾性部材）
６４：第１ヒステリシス機構（小ヒス機構）
６５：第２ヒステリシス機構（大ヒス機構）
７０：第１ディスクプレート（ディスクプレート）
７２：第２ディスクプレート（ディスクプレート）
９０：摩擦プレート（摩擦要素）
９４：切欠
９６、９８：片持ち部（摩擦要素と摺動する部位）
ＭＧ１：第１電動機（電動機）
ＭＧ２：第２電動機（電動機）

Claims (4)

1. エンジンと、電動機を備える動力伝達装置との間に設けられる車両のダンパ装置であって、
   所定の小ヒステリシストルクを発生させる小ヒス機構と、該小ヒステリシストルクよりも大きい大ヒステリシストルクを発生させる大ヒス機構とを備え、
   前記エンジン側からトルクが伝達される正側の捩れ角領域では、常に前記小ヒステリシストルクを発生させ、
   前記駆動ユニット側からトルクが伝達される負側の捩れ角領域では、前記大ヒステリシストルクを発生させる
   ことを特徴とする車両のダンパ装置。
2. 前記負側の捩れ角領域において、捩れ角が所定角度よりも小さいときは、該捩れ角が該所定角度よりも大きい場合と比べて小さいヒステリシストルクを発生させることを特徴とする請求項１の車両のダンパ装置。
3. 前記ダンパ装置は、回転軸心まわりの回転可能な一対のディスクプレートと、該一対のディスクプレートと同じ回転軸心まわりの回転可能なハブと、該ディスクプレートと該ハブとの間に介挿されてこれらを動力伝達可能に連結する弾性部材とを、含んで構成されており、
   前記大ヒス機構は、
   前記ハブの外周端部に設けられる摩擦要素が、捩れ角の変化に応じて前記ディスクプレートと摺動する機構であることを特徴とする請求項１または２の車両のダンパ装置。
4. 前記大ヒス機構において、
   前記ディスクプレートの前記摩擦要素と摺動する部位は、該ディスクプレートに切欠が形成されることで、該摩擦要素側に向かってテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項３の車両のダンパ装置。

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