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CN103154565B - 动态阻尼装置 - Google Patents

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CN103154565B
CN103154565B CN201080023376.4A CN201080023376A CN103154565B CN 103154565 B CN103154565 B CN 103154565B CN 201080023376 A CN201080023376 A CN 201080023376A CN 103154565 B CN103154565 B CN 103154565B
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Abstract

动态阻尼装置(1)的特征在于具备：将质量阻尼器(21)的惯性质量控制为可变的可变惯性质量装置(20)、将接受动力而旋转的旋转轴(10)与可变惯性质量装置(20)的输入部件(21C)连接的弹性体(31)、以及将相对于弹性体(31)的衰减力控制为可变的可变衰减力装置(40)。因此，动态阻尼装置(1)起到能够适当地降低振动这样的效果。

Description

动态阻尼装置
技术领域
本发明涉及动态阻尼装置。
背景技术
作为现有的动态阻尼装置，例如在专利文献1中公开了混合动力汽车用质量动态阻尼装置，该混合动力汽车用质量动态阻尼装置控制电动机的驱动并控制该电动机的惯性，通过调节表观上的惯性质量来控制共振点，由此进行使共振振动降低的控制。
专利文献1：日本特开2003-314614号公报
然而，上述那样的专利文献1所记载的混合动力汽车用质量动态阻尼装置，例如存在使得能够在范围更宽的运转区域降低振动等进一步改善的余地。
发明内容
本发明是鉴于上述的问题而提出的，其目的在于提供一种能够适当地降低振动的动态阻尼装置。
为了实现上述目的，本发明所涉及的动态阻尼装置，其特征在于，具备：可变惯性质量装置，其将质量阻尼器的惯性质量控制为可变；弹性体，该弹性体连结旋转轴与上述可变惯性质量装置的输入部件，其中上述旋转轴接受动力而进行旋转；以及可变衰减力装置，该可变衰减力装置将对上述弹性体的衰减力控制为可变。
此外，在上述动态阻尼装置中，能够通过由上述可变惯性质量装置的惯性质量控制进行的振动频率控制、以及由上述可变衰减力装置的衰减力控制进行的振幅的大小控制来进行减振控制。
此外，在上述动态阻尼装置中，上述可变衰减力装置能够不经由上述弹性体而连结上述旋转轴与上述可变惯性质量装置。
此外，在上述动态阻尼装置中，上述可变惯性质量装置具有行星齿轮机构和旋转控制装置，其中，上述行星齿轮机构包含能够差动旋转的多个旋转元件且第一旋转元件构成上述输入部件，上述旋转控制装置与不同于上述第一旋转元件的第二旋转元件连结且控制该第二旋转元件的旋转。
此外，在上述动态阻尼装置中，上述可变衰减力装置能够连结第三旋转元件与上述旋转轴，其中，上述第三旋转元件与上述第一旋转元件及上述第二旋转元件不同。
此外，在上述动态阻尼装置中，上述可变衰减力装置具有卡合装置，该卡合装置能够摩擦卡合上述第三旋转元件侧的旋转部件与上述旋转轴侧的旋转部件，并且能够调节该摩擦卡合的卡合力。
此外，在上述动态阻尼装置中，上述可变衰减力装置具有流体传递装置，该流体传递装置能够经由流体连结上述第三旋转元件侧的旋转部件与上述旋转轴侧的旋转部件，并且能够调节上述流体的量。
此外，在上述动态阻尼装置中，上述可变衰减力装置能够不经由上述弹性体而连结上述第一旋转元件与上述旋转轴。
此外，在上述动态阻尼装置中，上述旋转轴接受从内燃机传递来的动力而旋转。
本发明所涉及的动态阻尼装置起到能够适当地降低振动这样的效果。
附图说明
图1为搭载了实施方式1所涉及的动态阻尼装置的车辆的简要结构图。
图2为动态阻尼装置的主要部分的剖视图。
图3为动态阻尼装置的简要结构图。
图4为动态阻尼装置的振动模型。
图5为对动态阻尼装置的减振控制进行说明的示意性线图。
图6为搭载了实施方式2所涉及的动态阻尼装置的车辆的简要结构图。
图7为搭载了实施方式3所涉及的动态阻尼装置的车辆的简要结构图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明所涉及的实施方式进行详细说明。其中，该实施方式并不限定本发明。此外，下述实施方式中的结构要素包含本领域普通技术人员能够置换的且容易的、或者实质上相同的要素。
[实施方式1]
图1为搭载了实施方式1所涉及的动态阻尼装置的车辆的简要结构图、图2为动态阻尼装置的主要部分的剖视图、图3为动态阻尼装置的简要结构图、图4为动态阻尼装置的振动模型、图5为对动态阻尼装置的减振控制进行说明的示意性线图。
另外，在以下的说明中，若没有特殊的限定，则将沿着输出轴10的旋转轴线X的方向称作轴向，与旋转轴线X正交的方向、即与轴向正交的方向称作径向，绕旋转轴线X的方向称作周向。此外，在径向中将旋转轴线X侧称作径向内侧，将相反侧称作径向外侧。此外，在轴向中将设置驱动源的一侧(从驱动源输入动力的一侧)称作输入侧，相反侧也就是设置驱动轮的一侧(向驱动轮输入动力的一侧)称作输出侧。
如图1所示，本实施方式的动态阻尼装置1为，应用于车辆2，并且针对车辆2的动力传动系3的共振点使用反共振原理来降低振动的所谓的动态阻尼器(动态吸振器)。车辆2的动力传动系3包含行驶用驱动源即作为内燃机的发动机4、减振器5、变速器等驱动系6、差动齿轮7等而构成。发动机4、驱动系6等被作为控制装置的ECU8控制。因此，车辆2在发动机4的曲轴4a进行旋转驱动时，其驱动力经由减振器5输入驱动系6而进行变速，并经由差动齿轮7等向各驱动轮9传递，由此，通过驱动轮9旋转而能够前进或后退。另外，动态阻尼装置1在动力传动系3中设在接受从发动机4传递来的动力而旋转的旋转轴，在 这里设在驱动系6的输出轴10。
如图2、图3所示，该动态阻尼装置1，针对从输出轴10经由作为弹性体的弹簧31向动态阻尼装置1作用的特定频率的振动，通过使质量阻尼器以反相位振动来对该振动进行减振(吸振)并抑制。也就是说，动态阻尼装置1，针对作用于该动态阻尼装置1的特定频率的振动，使质量阻尼器共振振动来代替吸收振动能，从而通过吸收振动能够起到高减振效果(动态阻尼效果)。
另外，该动态阻尼装置1具备可变惯性质量装置20、保持弹簧31的弹簧保持机构30和可变衰减力装置40，从而更适当地降低振动。动态阻尼装置1配置成，在可变惯性质量装置20、弹簧保持机构30、可变衰减力装置40等的内侧插入输出轴10。在此，可变惯性质量装置20的控制装置和可变衰减力装置40的控制装置均由ECU8来实现。其中，上述的输出轴10、可变惯性质量装置20等的规定的部位经由轴承等而被支承于壳体。此外，图4为简易表示在动态阻尼装置1中施加了正弦波形的力F时的振动模型的图。
动态阻尼装置1，在利用了行星齿轮机构21的可变惯性质量装置20中，将行星齿轮机构21的多个旋转元件中的一个设为旋转(速度)控制元件，并且在另一个设置可变衰减力装置40来作为能够控制的衰减元件。在本实施方式中，动态阻尼装置1使行星齿轮机构21的多个旋转元件中的除了旋转控制元件、衰减元件之外的一个成为输入元件。
具体而言，可变惯性质量装置20为将质量阻尼器的惯性质量控制为可变的装置，具有行星齿轮机构21、作为旋转控制装置的电机22。可变惯性质量装置20典型地，作为通过将行星齿轮机构21经由弹簧31连结于输出轴10并进行弹性支承，来使各旋转元件在质量阻尼器、也就是动态阻尼器中作为用于使惯性力矩产生的惯性质量部件发挥作用，并且使弹簧31作为对动态阻尼器的扭转刚性进行调节的部件发挥作用。其中，在以下的说明中，在将质量阻尼器的惯性质量设为可变这样的情况下，若没有特殊的限定，则还包含通过将质量阻尼器的转速设为可变来使表观上的惯性质量可变的情况。
行星齿轮机构21包含能够彼此差动旋转的多个旋转元件而构成， 配置成旋转元件的旋转中心与旋转轴线X同轴。行星齿轮机构21为所谓的单小齿轮式行星齿轮机构，作为旋转元件，包含作为外齿齿轮的太阳齿轮21S、与太阳齿轮21S配置在同轴上的作为内齿齿轮的环状齿轮21R、以及将与太阳齿轮21S及环状齿轮21R啮合的多个小齿轮21P保持成能够自转且公转的齿轮架21C而构成。本实施方式的行星齿轮机构21，齿轮架21C为第一旋转元件，相当于上述输入元件，环状齿轮21R为与第一旋转元件不同的第二旋转元件，相当于上述旋转控制元件，太阳齿轮21S为与第一旋转元件及第二旋转元件不同的第三旋转元件，相当于上述衰减元件。
齿轮架21C形成为圆环板状，在小齿轮轴21Ps将作为外齿齿轮的小齿轮21P支承为能够自转且能够公转。齿轮架21C包含第一侧板33及第二侧板34而构成。该第一侧板33及第二侧板34构成齿轮架21C，且还兼做对后述的弹簧保持机构30的弹簧31进行保持的保持部件。齿轮架21C为可变惯性质量装置20的输入部件。齿轮架21C经由弹簧保持机构30的弹簧31等而与输出轴10能够相对旋转地连结。从发动机4经由弹簧保持机构30传递来的动力向该齿轮架21C传递。环状齿轮21R形成为圆环板状，且内周面形成有齿轮。环状齿轮21R与电机22连结。太阳齿轮21S形成为圆筒状，且在外周面的一部分形成有齿轮。太阳齿轮21S与可变衰减力装置40连结。
电机22为如上述那样与环状齿轮21R连接且对该环状齿轮21R的旋转进行控制的电机。电机22具备作为固定件的定子22S和作为旋转件的转子22R。定子22S固定于壳体等。转子22R配置在定子22S的径向内侧，且能够与转子轴22Rs一体旋转地与之结合。转子轴22Rs能够与环状齿轮21R一体旋转，在此，与环状齿轮21R形成为一体。电机22为兼备经由逆变器等将从蓄电池供应的电力转换为机械性动力的作为电动机的功能、和将所输入的机械性动力转换为电力的作为发电机的功能的旋转电机。电机22通过转子22R旋转驱动，能够对环状齿轮21R的旋转(速度)进行控制。电机22的驱动被ECU8控制。
上述那样构成的可变惯性质量装置20，通过ECU8对电机22的驱动进行控制来对环状齿轮21R的转速进行可变控制。由此，可变惯性质量装置20通过将行星齿轮机构21的环状齿轮21R、太阳齿轮21S的转 速设为可变、且将对包含上述环状齿轮21R、太阳齿轮21S等的质量阻尼器作用的惯性力设为可变，来进行将质量阻尼器的表观上的惯性质量控制为可变的惯性质量控制。例如，可变惯性质量装置20通过增大相对大的质量阻尼器、即环状齿轮21R的转速，能够增加质量阻尼器的表观上的惯性质量，获得与使实际的惯性质量增加的情况同等的效果。
弹簧保持机构30具有弹簧31、保持该弹簧31的作为保持部件的中心板32、第一侧板33及第二侧板34，配置成中心轴线与旋转轴线X同轴。弹簧31为将行星齿轮机构21的输入元件、即齿轮架21C弹性支承在输出轴10的部件，由中心板32、第一侧板33及第二侧板34而沿着周向保持有多个。弹簧31将输出轴10与齿轮架21C连结成能够相对旋转。也就是说，该动态阻尼装置1在输出轴10与行星齿轮机构21之间夹装了弹簧31。
中心板32、第一侧板33及第二侧板34为将弹簧31保持成能够相互传递动力的部件，分别形成为与旋转轴线X同轴的圆环板状。中心板32被支承在输出轴10的外周面，且径向内侧端部经由花键卡合部等而能够与输出轴10一体旋转地连结。第一侧板33、第二侧板34相对于轴向分别设在中心板32的两侧，如上所述兼做齿轮架21C。第一侧板33与第二侧板34被设置成，经由销、隔板等而隔着中心板32形成一体化的状态，相对于该中心板32能够相对旋转。第一侧板33、第二侧板34固定在小齿轮轴21Ps的一端侧。小齿轮轴21Ps能够允许第一侧板33、第二侧板34与中心板32的相对旋转地贯通中心板32，并且在另一端侧将小齿轮21P支承为能够自转。另外，弹簧31保持在旋转方向(周向)上的中心板32与第一侧板33、第二侧板34之间。
上述那样构成的弹簧保持机构30，在旋转方向(周向)上与输出轴10一体旋转的中心板32与兼做齿轮架21C的第一侧板33、第二侧板34之间夹装弹簧31。其结果，弹簧保持机构30能够经由弹簧31等而将输出轴10与齿轮架21C连结成能够相对旋转。从发动机4传递到输出轴10的动力(变动成分)，在后述的电磁离合器为不是完全卡合状态的状态下，经由中心板32、弹簧31向兼做齿轮架21C的第一侧板33及第二侧板34输入(传递)。其间，各弹簧31保持在旋转方向上的中心板32与第一侧板33、第二侧板34之间，并且根据所传递的动力的大 小进行弹性变形。
可变衰减力装置40为将相对于弹簧31的衰减力(对弹簧31试图继续伸缩进行抑制的力)控制为可变的装置。作为典型，可变衰减力装置40能够不经由弹簧31连结输出轴10与可变惯性质量装置20。本实施方式的可变衰减力装置40如上述那样与太阳齿轮21S连结，且能够连结太阳齿轮21S与输出轴10。
具体而言，可变衰减力装置40具有作为卡合装置的电磁离合器41。电磁离合器41包含电磁线圈42、太阳齿轮侧旋转部件43、输出轴旋转部件44和按压活塞45而构成。电磁离合器41能够摩擦卡合太阳齿轮21S侧的太阳齿轮侧旋转部件43与输出轴10侧的输出轴旋转部件44，并且能够调节该摩擦卡合的卡合力。
电磁线圈42通过接受电流供给而产生电磁力。太阳齿轮侧旋转部件43形成为与旋转轴线X同轴的圆环板状。太阳齿轮侧旋转部件43被支承在太阳齿轮21S的延长部分21Sa的外周面，径向内侧端部经由花键卡合部等而能够与太阳齿轮21S一体旋转地连结。输出轴旋转部件44形成为与旋转轴线X同轴的圆环板状。输出轴旋转部件44被支承在输出轴10的外周面，径向内侧端部经由花键卡合部等而能够与输出轴10一体旋转且能够沿着轴向相对移动地连结。电磁离合器41使该太阳齿轮侧旋转部件43与输出轴旋转部件44能够相对旋转。按压活塞45形成为与旋转轴线X同轴的圆环板状。按压活塞45在轴向上隔着输出轴旋转部件44而与太阳齿轮侧旋转部件43相反的相反侧，被支承在太阳齿轮侧旋转部件43的折返端部43a的径向内侧，并且径向外侧端部经由花键卡合部等而能够与该折返端部43a一体旋转且沿着轴向相对移动地连结。在此，电磁离合器41从轴向的输入侧朝向输出侧按照太阳齿轮侧旋转部件43、输出轴旋转部件44、按压活塞45的顺序配置。电磁离合器41的驱动被ECU8控制。
电磁离合器41在电磁线圈42被供给电流时，利用该电磁线圈42的电磁力沿着轴向向输出轴旋转部件44侧吸引按压活塞45，并使该输出轴旋转部件44按压太阳齿轮侧旋转部件43。另外，电磁离合器41利用在输出轴旋转部件44与太阳齿轮侧旋转部件43的接触面产生的摩擦力，使输出轴旋转部件44与太阳齿轮侧旋转部件43摩擦卡合。 
此时，电磁离合器41通过利用ECU8调节对电磁线圈42供给的电流，来调节用于卡合太阳齿轮侧旋转部件43与输出轴旋转部件44的卡合力。作为典型，电磁离合器41随着对电磁线圈42供给的电流增大、按压活塞45用于将输出轴旋转部件44向太阳齿轮侧旋转部件43按压的按压力增大，输出轴旋转部件44与太阳齿轮侧旋转部件43的卡合力增大。电磁离合器41在卡合力为0的情况(供给电流为0的情况)下，成为输出轴旋转部件44与太阳齿轮侧旋转部件43的卡合完全解除的完全解除状态，随着卡合力(供给电流)增大，经过输出轴旋转部件44与太阳齿轮侧旋转部件43的半卡合状态(滑移状态)而成为完全卡合状态。
上述那样构成的可变衰减力装置40，通过ECU8对电磁离合器41的卡合状态、换言之输出轴旋转部件44与太阳齿轮侧旋转部件43的卡合力的大小进行可变控制，进行将对弹簧31的衰减力控制为可变的衰减力控制。由此，动态阻尼装置1在对输出轴10传递的动力的变动部分中，对经由弹簧31向行星齿轮机构21的齿轮架21C传递的弹簧成分与不经由弹簧31地向行星齿轮机构21的太阳齿轮21S传递的衰减成分的比率进行调节。
可变衰减力装置40在输出轴旋转部件44与太阳齿轮侧旋转部件43为完全释放状态的情况下，由电磁离合器41传递的动力(离合器扭矩)成为0，从输出轴10不经由弹簧31向可变惯性质量装置20的太阳齿轮21S传递的动力成为0。由此，对输出轴10传递的动力，全部经由弹簧31作为弹簧成分作用于质量阻尼器即行星齿轮机构21。也就是说，可变衰减力装置40在电磁离合器41为完全释放状态的情况下，对弹簧31的衰减力成为最小。
可变衰减力装置40在相比完全释放状态卡合力增大、输出轴10与可变惯性质量装置20的太阳齿轮21S的连结程度强化、且输出轴旋转部件44与太阳齿轮侧旋转部件43成为半卡合状态的情况下，与电磁离合器41的卡合力相应地，由电磁离合器41传递的动力增大，且从输出轴10不经由弹簧31而向可变惯性质量装置20的太阳齿轮21S传递的动力的大小被变更。由此，对输出轴10传递的动力，根据电磁离合器41的卡合力而一部分不经由弹簧31作用于质量阻尼器即行星齿轮机构21。也就是说，可变衰减力装置40在电磁离合器41为半卡合状态的情况下，相对于弹簧31的衰减力根据电磁离合器41的卡合力而增大。
可变衰减力装置40在相比半卡合状态卡合力增大、输出轴10与可变惯性质量装置20的太阳齿轮21S的连结程度强化、且输出轴旋转部件44与太阳齿轮侧旋转部件43成为完全卡合状态的情况下，由电磁离合器41传递的动力成为最大，从输出轴10不经由弹簧31向可变惯性质量装置20的太阳齿轮21S传递的动力成为最大。由此，对输出轴10传递的动力，全部不经由弹簧31而作为衰减成分作用于质量阻尼器即行星齿轮机构21。也就是说，可变衰减力装置40在电磁离合器41为完全卡合状态的情况下，相对于弹簧31的衰减力成为最大。
在此，ECU8为对车辆2的各部分的驱动进行控制的部件，以包含CPU、ROM、RAM以及接口在内的公知的微型计算机为主体的电子电路。ECU8对发动机4、驱动系6等进行控制，并且对可变惯性质量装置20的电机22的驱动、可变衰减力装置40的电磁离合器41的驱动进行控制。作为典型，ECU8由可变惯性质量装置20的惯性质量控制进行的振动频率控制、和由可变衰减力装置40的衰减力控制进行的振幅的大小控制来进行减振控制。由此，动态阻尼装置1在进行减振控制时，如以下所进行的说明那样，能够进行简单且高精度的减振控制，例如，能够以动力传动系3的效率、振动噪声成为最佳的方式高精度地进行控制。
上述那样构成的动态阻尼装置1，针对从输出轴10经由弹簧31对作为质量阻尼器的行星齿轮机构21作用的特定频率的振动，通过使该质量阻尼器以反相位振动，抵消该振动来减振(吸振)进行抑制。此时，动态阻尼装置1通过ECU8基于由可变惯性质量装置20的惯性质量控制进行的振动频率控制、和由可变衰减力装置40的衰减力控制进行的振幅大小的控制来进行减振控制，能够根据在动力传动系3中产生的振动来适当设定动态阻尼装置1中的反相位的振动，能够在范围更宽的运转区域适当降低振动。
图5为表示将纵轴为惯性质量、将横轴设为衰减力时，与惯性质量和衰减力的大小关系对应的振动频率(横轴)与输出轴的振动成分的位 移(纵轴)的特性的示意图。其中，在各特性图中，虚线表示没有衰减的情况(衰减力＝0)的特性。
动态阻尼装置1通过ECU8在作为振动频率控制而执行可变惯性装置20的惯性质量控制，来对可变惯性质量装置20的质量阻尼器的表观上的惯性质量进行可变控制。由此，如图5所示，动态阻尼装置1能够调节两个共振点频率(振动频率)ω1、ω2、共振点频率ω1与共振点频率ω2之间的反共振点频率ωn，针对固定的弹簧常数，能够变更共振点。例如，动态阻尼装置1随着惯性质量增大，存在共振点频率ω1与共振点频率ω2的间隔变宽的倾向。
此外，动态阻尼装置1通过ECU8在作为振幅的大小控制而执行可变衰减力装置40的衰减力控制，对相对于弹簧31的衰减力进行可变控制。由此，如图5所示，动态阻尼装置1能够调节振动的振幅。动态阻尼装置1，例如随着衰减力增大，存在共振点频率ω1、共振点频率ω2中的振幅(位移)相对减小、反共振点频率ωn中的振幅相对增大的倾向。
其结果，动态阻尼装置1通过ECU8基于由可变惯性质量装置20的惯性质量控制进行的振动频率控制、和由可变衰减力装置40的衰减力控制进行的振幅的大小控制来进行减振控制，调节共振点，并利用其变更作为动态阻尼装置1的固有振动频率。另外，动态阻尼装置1能够根据动力传动系3中产生的振动，通过可变惯性质量装置20的惯性质量控制来控制振动频率、通过可变衰减力装置40的衰减力控制来控制振幅的大小，所以能够在范围更宽的运转区域，减小规定的使用区域下的振幅(振动的级别)。由此，该动态阻尼装置1，例如能够抑制动力传动系3中产生的由发动机爆发一次引起的振动，能够实现振动噪声的降低、油耗的提高。
另外，由此，动态阻尼装置1例如通过在动力传动系3设置该动态阻尼装置1这一措施，最终，即便在共振点增加的情况下，也能够以简单的控制进行最佳的减振控制。
按照以上说明的实施方式所涉及的动态阻尼装置1，具备将作为质量阻尼器的行星齿轮机构21的惯性质量控制为可变的可变惯性质量装 置20、对接受动力而旋转的输出轴10与作为可变惯性质量装置20的输入部件的齿轮架21C进行连结的弹簧31、以及将相对于弹簧31的衰减力控制为可变的可变衰减力装置40。因此，动态阻尼装置1能够适当地降低振动。
[实施方式2]
图6为搭载了实施方式2所涉及的动态阻尼装置的车辆的简要结构图。实施方式2所涉及的动态阻尼装置其可变衰减力装置的结构与实施方式1不同。其他，对于与上述实施方式共通的结构、作用、效果，尽量省略重复的说明(以下说明的实施方式中也一样)。
图6所示的动态阻尼装置201具备可变惯性质量装置20、保持弹簧31的弹簧保持机构30以及可变衰减力装置240，从而更适当地降低振动。
本实施方式的可变衰减力装置240具有流体传递装置241。流体传递装置241包含外壳242和叶片243而构成。流体传递装置241为将太阳齿轮21S侧的作为旋转部件的叶片243与输出轴10侧的作为旋转部件的外壳242经由作为流体的工作油连结，同时能够调节工作油的量的流体接头，相当于粘性衰减元件。
外壳242形成为与旋转轴线X同轴的圆筒状。外壳242形成轴向的两侧闭塞的形状。外壳242在内部收纳叶片243。外壳242被支承在输出轴10的外周面，径向内侧端经由切口卡合部等而能够与输出轴10一体旋转地连结。叶片243形成为与旋转轴线X同轴的圆环板状。叶片243在径向内侧端部能够一体旋转地连结与旋转轴线X同轴的圆筒部件244。圆筒部件244被支承在太阳齿轮21S的延长部分21Sa的外周面，经由花键卡合部等而能够与太阳齿轮21S一体旋转地连结。由此，叶片243能够与太阳齿轮21S一体旋转地连接。流体传递装置241使该外壳242与叶片243能够相对旋转。
另外，流体传递装置241在外壳242与输出轴10之间、在圆筒部件244贯通外壳242的部分的内周面侧及外周面侧施以密封。此外，叶片243形成油路245。油路245沿着径向贯通叶片243，并且径向外侧 端部在外壳242的内部开口，径向内侧端部朝向输出轴10的外周面开口。外壳242形成油路246。油路246在外壳242沿着径向设置，径向外侧端部向外壳242的内部侧开口，径向内侧端部朝向输出轴10的外周面开口。此外，输出轴10形成油路247、油路248。油路247及油路248在输出轴10的内部沿着轴向形成。油路247其轴向的一方侧(输出侧)与油路245连接，另一方侧(输入侧)与工作油供给装置249连接。油路248其轴向的一方侧(输出侧)与油路246连接，另一方侧(输入侧)与工作油供给装置249连接。
工作油供给装置249经由油路245、246、247、248等向外壳242的内部供给工作油、或者从外壳242的内部排出工作油。基本上工作油供给装置249经由油路247向外壳242的内部供给工作油。供给到外壳242的内部的工作油经由油路245、油路246、油路248排出。工作油供给装置249的驱动被ECU8控制。
流体传递装置241在向外壳242的内部供给工作油时作为流体接头发挥功能，经由工作油使外壳242与叶片243之间成为能够传递动力的状态，由此，输出轴10与太阳齿轮21S之间成为能够传递动力的状态。
此时，流体传递装置241通过由ECU8调节从工作油供给装置249向外壳242的内部供给的工作油的供给量，调节用于卡合外壳242与叶片243的卡合力。作为典型，流体传递装置241从工作油供给装置249供给工作油，随着外壳242内部的工作油的量增多，粘性力增大，外壳242与叶片243的卡合力增大。相反地，流体传递装置241从工作油供给装置249供给空气，随着外壳242内部的工作油的量减少，粘性力减小，外壳242与叶片243的卡合力减小。流体传递装置241作为典型在外壳242与叶片243之间的工作油为0的情况(只有空气的情况)下，卡合力成为0，成为外壳242与叶片243的卡合完全解除的完全解除状态。另外，流体传递装置241随着外壳242与叶片243之间的工作油的量增多，利用与之对应的卡合力(≈粘性力)使外壳242与叶片243成为经由工作油卡合的状态。
上述那样构成的可变衰减力装置240通过由ECU8对供给于外壳242内部的工作油的量、换言之外壳242与叶片243的卡合力的大小进行可变控制，进行将相对于弹簧31的衰减力控制为可变的衰减力控制。由此，动态阻尼装置201在传递到输出轴10的动力的变动成分中，对经由弹簧31向行星齿轮机构21的齿轮架21C传递的弹簧成分与不经由弹簧31地向行星齿轮机构21的太阳齿轮21S传递的衰减成分的比率进行调节。
可变衰减力装置240在外壳242与叶片243之间的工作油的量为0的情况下，由流体传递装置241传递的动力成为0，从输出轴10不经由弹簧31向可变惯性质量装置20的太阳齿轮21S传递的动力成为0。由此，传递到输出轴10的动力，全部经由弹簧31而作为弹簧成分作用于质量阻尼器即行星齿轮机构21。也就是说，可变衰减力装置240在外壳242与叶片243之间的工作油的量为0的情况(为完全释放状态的情况)下，相对于弹簧31的衰减力成为最小。
可变衰减力装置240在相比完全释放状态外壳242与叶片243之间的工作油的量增多、输出轴10与可变惯性质量装置20的太阳齿轮21S的连结程度强化、并且外壳242与叶片243根据工作油的量而成为卡合了的状态的情况下，相应于工作油的量、换言之相应于粘性力(≈卡合力)而由流体传递装置241传递的动力增大，从输出轴10不经由弹簧31而向可变惯性质量装置20的太阳齿轮21S传递的动力的大小被变更。由此，传递到输出轴10的动力，相应于工作油的量，一部分不经由弹簧31而作为衰减成分作用于质量阻尼器即行星齿轮机构21，剩余部分经由弹簧31作为弹簧成分作用于行星齿轮机构21。也就是说，可变衰减力装置240在流体传递装置241处于卡合了的状态的情况下，相对于弹簧31的衰减力相应于工作油的量而增大。
其中，该可变衰减力装置240由于流体传递装置241为经由工作油连结外壳242与叶片243的流体接头，所以外壳242与叶片243不会成为完全卡合了的状态。
另外，ECU8通过由可变惯性质量装置20的惯性质量控制进行的振动频率控制、和由可变衰减力装置240的衰减力控制进行的振幅的大小控制来进行减振控制。由此，动态阻尼装置201在进行减振控制时，能够简单地进行高精度的减振控制，例如，能够以动力传动系3的效率、振动噪声成为最佳的方式进行高精度的控制。
上述那样构成的动态阻尼装置201，通过ECU8基于由可变惯性质量装置20的惯性质量控制进行的振动频率控制、和由可变衰减力装置240的衰减力控制进行的振幅的大小控制来进行减振控制，能够根据动力传动系3中产生的振动来设定动态阻尼装置201中的反相位的振动，能够在范围更宽的运转区域适当地降低振动。
另外，按照以上说明的实施方式所涉及的动态阻尼装置201，可变衰减力装置240具有将太阳齿轮21S侧的叶片243与输出轴10侧的外壳242经由工作油连结同时能够调节工作油的量地流体传递装置241。因此，动态阻尼装置201通过调节向流体传递装置241的工作油的供给量，能够使相对于弹簧31的衰减力可变。
此外，该动态阻尼装置201即便在流体传递装置241因输出轴10与太阳齿轮21S的转速差而有发热的情况下，通过工作油在流体传递装置241的内部流通，也能够适当地冷却该流体传递装置241。因此，动态阻尼装置201在输出轴10与太阳齿轮21S的关系中，能够放大所能允许的转速差，由此，能够通过电机22的旋转控制来放大表观上的惯性质量的可变宽度。其结果，动态阻尼装置201能够在范围更宽的运转区域适当地降低振动。
[实施方式3]
图7为搭载了实施方式3所涉及的动态阻尼装置的车辆的简要结构图。实施方式3所涉及的动态阻尼装置与实施方式1的不同点在于可变衰减力装置的结构。
图7所示的动态阻尼装置301具备可变惯性质量装置20、保持弹簧31的弹簧保持机构330以及可变衰减力装置340，从而能够更为适当地降低振动。
本实施方式的可变衰减力装置340与齿轮架21C连结，能够连结齿轮架21C与输出轴10。本实施方式的动态阻尼装置301在利用了行星齿轮机构21的可变惯性质量装置20中，将行星齿轮机构21的多个旋转元件中的一个设为旋转(速度)控制元件，并且在另一个设置可变衰减力装置340来作为能够控制的衰减元件，而且与衰减元件相同的旋转 元件成为输入元件。也就是说，本实施方式的可变衰减力装置340，能够不经由弹簧31连结作为第一旋转元件(输入元件)的齿轮架21C与输出轴10。更进一步而言，该动态阻尼装置301在行星齿轮机构21中，对相同的旋转元件、在这里是对齿轮架21C输入动力的衰减成分和弹簧成分。本实施方式的行星齿轮机构21，其齿轮架21C为第一旋转元件，相当于上述输入元件以及上述衰减元件，环状齿轮21R为与第一旋转元件不同的第二旋转元件，相当于上述旋转控制元件。
在此，弹簧保持机构330具有弹簧31和作为保持该弹簧31的保持部件的中心板332、第一侧板333及第二侧板334，配置成中心轴线与旋转轴线X同轴。中心板332其小齿轮轴21Ps的一端侧固定，兼做齿轮架21C。小齿轮轴21Ps以能够允许第一侧板333、第二侧板334与中心板332的相对旋转的方式，贯通第一侧板333，且在另一端侧将小齿轮21P支承为能够自转。第一侧板333、第二侧板334相对于轴向分别配置在中心板332的两侧。另外，第一侧板333被支承在输出轴10的外周面，且径向内侧端部经由花键卡合部等而能够与输出轴10一体旋转地连结。中心板332与第二侧板334经由销、隔板等而设在第一侧板333。第一侧板333与第二侧板334在隔着中心板332成一体化的状态下，相对于该中心板332设置成能够相对旋转。另外，弹簧31保持在旋转方向(周向)上的中心板332与第一侧板333、第二侧板334之间。
上述那样构成的弹簧保持机构330在旋转方向上的兼做齿轮架21C的中心板332和与输出轴10一体旋转的第一侧板333、第二侧板334之间夹装弹簧31。其结果，弹簧保持机构330能够经由弹簧31等而将输出轴10与齿轮架21C连结成能够相对旋转。从发动机4传递到输出轴10的动力(变动部分)，在后述的按压活塞装置341处于不是完全卡合状态的情况下，经由第一侧板333、弹簧31向兼做齿轮架21C的中心板332输入(传递)。其间，各弹簧31被保持在旋转方向上的第一侧板333及第二侧板334与中心板332之间，并且根据所传递的动力的大小而进行弹性变形。
另外，本实施方式的可变衰减力装置340具有按压活塞装置341。按压活塞装置341相对于轴向配置在弹簧保持机构330的输入侧。按压活塞装置341包含外壳342、活塞部件343、摩擦板344、复位弹簧345 和按压油压室346而构成。按压活塞装置341能够摩擦卡合齿轮架21C与输出轴10侧的旋转部件即摩擦板344，并且能够调节该摩擦卡合的卡合力。
外壳342形成为与旋转轴线X同轴的圆筒状。外壳342，其轴向的一方侧(输入侧)为闭塞的形状，另一方侧(输出侧)为开口的形状。外壳342在内部收容活塞部件343。外壳342被支承在输出轴10的外周面，径向内侧端部经由切口卡合部等而能够与输出轴10一体旋转地连结。活塞部件343形成为与旋转轴线X同轴的圆环板状，并且径向外侧的部分形成为圆筒状。活塞部件343收纳在外壳342的内部。
活塞部件343被支承在输出轴10的外周面，圆筒状的部分的轴向一方侧(输入侧)的端部经由切口卡合部等而能够与外壳342一体旋转且能够沿着轴向相对移动地连结。摩擦板344形成为与旋转轴线X同轴的圆环板状。摩擦板344与活塞部件344的圆筒状部分的轴向另一方侧(输出侧)的端部能够与该活塞部件343一体旋转且能够沿着轴向一体移动地连结。摩擦板344在轴向上的与齿轮架21C(中心板332)对置的面(即，轴向输出侧的面)设有摩擦件。
复位弹簧345相对于轴向设在活塞部件343与弹簧保持机构330之间。复位弹簧345在轴向上对活塞部件343向从兼做齿轮架21C的中心板332c侧分离的一侧进行施力。
另外，按压活塞装置341在外壳342与输出轴10之间、活塞部件343与输出轴10之间、外壳342与活塞部件343之间均施以密封，由此，划分按压油压室346。按压油压室346在外壳342的内部，在轴向上隔着活塞部件343与复位弹簧345相反的一侧，即作为活塞部件343的轴向输入侧的空间部形成。另外，按压油压室346与油路347连接，油路347与工作油供给装置348连接。工作油供给装置348经由油路347等而向按压油压室346供给工作油，或者从按压油压室346排出工作油。工作油供给装置348的驱动被ECU8控制。
按压活塞装置341在向按压油压室346供给工作油时，根据所供给的工作油的油压将活塞部件343沿着轴向向靠近齿轮架21C侧的一侧按压，从而将摩擦板344向齿轮架21C按压。另外，按压活塞装置341 利用在摩擦板344与齿轮架21C的接触面产生的摩擦力，摩擦卡合摩擦板344与齿轮架21C。按压活塞装置341在摩擦板344与齿轮架21C摩擦卡合了的状态下，将传递到输出轴10的动力经由外壳342、活塞部件343、摩擦板344等向齿轮架21C传递，即、不经由弹簧31地向齿轮架21C传递。
此时，按压活塞装置341通过由ECU8调节从工作油供给装置348向按压油压室346供给的工作油的油压，调节用于卡合摩擦板344与齿轮架21C的卡合力。作为典型，在按压活塞装置341中，随着向按压油压室346供给的工作油的油压的增大，活塞部件343将摩擦板344向齿轮架21C按压用的按压力增大，从而摩擦板344与齿轮架21C的卡合力增大。按压活塞装置341在卡合力为0的情况下，成为摩擦板344与齿轮架21C的卡合完全解除了的完全释放状态，随着卡合力(向按压油压室346供给的工作油的油压)增大，经过摩擦板344与齿轮架21C的半卡合状态(滑移状态)成为完全卡合状态。
上述那样构成的可变衰减力装置340通过由ECU8对向按压油压室346供给的工作油的油压、换言之对摩擦板344与齿轮架21C的卡合力的大小进行可变控制，进行将相对于弹簧31的衰减力控制为可变的衰减力控制。由此，动态阻尼装置301在传递到输出轴10的动力的变动成分中，对经由弹簧31向行星齿轮机构21的齿轮架21C传递的弹簧成分与不经由弹簧31地向齿轮架21C传递的衰减成分的比率进行调节。
可变衰减力装置340在向按压油压室346供给的工作油的油压小于规定值的情况下，由按压活塞装置341传递的动力成为0，从输出轴10不经由弹簧31向可变惯性质量装置20的齿轮架21C传递的动力成为0。由此，传递到输出轴10的动力，全部经由弹簧31作为弹簧成分而作用于作为质量阻尼器的行星齿轮机构21。也就是说，可变衰减力装置340在向按压油压室346供给的工作油的油压小于规定值的情况(为完全释放状态的情况)下，相对于弹簧31的衰减力成为最小。
可变衰减力装置340在相比完全释放状态向按压油压室346供给的工作油的油压增大、输出轴10与可变惯性质量装置20的齿轮架21C的连结程度强化、且摩擦板344与齿轮架21C成为半卡合状态(滑移状态)的情况下，根据工作油的油压(≈卡合力)而由按压活塞装置341传递 的动力增大，从输出轴10不经由弹簧31而向可变惯性质量装置20的齿轮架21C传递并且动力的大小被变更。由此，传递到输出轴10的动力，相应于工作油的油压而一部分，不经由弹簧31而作为衰减成分作用于作为质量阻尼器的行星齿轮机构21，剩余部分经由弹簧31而作为弹簧成分作用于行星齿轮机构21。也就是说，可变衰减力装置340在按压活塞装置341为半卡合状态的情况下，相对于弹簧31的衰减力相应于工作油的供给油压而增大。
可变衰减力装置340在相比半卡合状态而向按压油压室346供给的工作油的油压增大、输出轴10与可变惯性质量装置20的齿轮架21C的连结程度强化、且摩擦板344与齿轮架21C成为完全卡合状态的情况下，由按压活塞装置341传递的动力成为最大，从输出轴10不经由弹簧31而向可变惯性质量装置20的齿轮架21C传递的动力成为最大。也就是说，传递到输出轴10的动力，全部不经由弹簧31而作为衰减成分作用于作为质量阻尼器的行星齿轮机构21。也就是说，可变衰减力装置340在按压活塞装置341为完全卡合状态的情况下，相对于弹簧31的衰减力成为最大。
另外，ECU8通过由可变惯性质量装置20的惯性质量控制进行的振动频率控制、和由可变衰减力装置340的衰减力控制进行的振幅的大小控制来进行减振控制。由此，动态阻尼装置301在进行减振控制时，能够简单地进行高精度的减振控制，例如，以动力传动系3的效率、振动噪声成为最佳的方式进行高精度的控制。
上述那样构成的动态阻尼装置301，通过ECU8基于由可变惯性质量装置20的惯性质量控制进行的振动频率控制、和由可变衰减力装置340的衰减力控制进行的振幅的大小控制来进行减振控制，能够根据动力传动系3中产生的振动来设定动态阻尼装置301中的反相位的振动，能够在范围更宽的运转区域适当地降低振动。
另外，按照以上说明的实施方式所涉及的动态阻尼装置301，可变衰减力装置340能够不经由弹簧31地连结作为第一旋转元件且为输入部件的齿轮架21C与输出轴10。因此，动态阻尼装置301通过调节向按压活塞装置341供给的工作油的供给油压，能够使相对于弹簧31的衰减力可变。
此外，该动态阻尼装置301例如能够与输出轴10与太阳齿轮21S等的转速差无关地通过电机22的旋转控制来使表观上的惯性质量可变。因此，动态阻尼装置301能够不受由输出轴10与行星齿轮机构21的旋转元件的转速差引起的限制地进行电机22的旋转控制，能够最大限度地确保表观上的惯性质量的可变宽度。其结果，动态阻尼装置301能够在通常运转区域的大致全部区域中适当地降低振动。
其中，上述的本发明实施方式所涉及的动态阻尼装置不限于上述的实施方式，在权利要求书所记载的范围内可进行各种变更。本实施方式所涉及的动态阻尼装置还可以组合多个以上说明的实施方式。
以上说明的可变惯性质量装置的控制装置与可变衰减力装置的控制装置，均由ECU8实现的情况进行了说明，但也可分别设置不同的控制装置，各控制装置还可以为与ECU8相互进行检测信号、驱动信号、控制指令等信息的授受的结构。
以上说明的可变惯性质量装置作为通过使质量阻尼器的转速可变来将表观上的惯性质量控制为可变的情况进行了说明，但不限于此，还可以将质量阻尼器的实际的惯性质量控制为可变。
在以上的说明中，例如，可变惯性质量装置的行星齿轮机构，对其齿轮架为第一旋转元件、环状齿轮为第二旋转元件、太阳齿轮为第三旋转元件的情况进行了说明，但不限于此。行星齿轮机构例如可以是其齿轮架为第二旋转元件、环状齿轮为第三旋转元件、太阳齿轮为第一旋转元件，还可以是其齿轮架为第三旋转元件、环状齿轮为第一旋转元件、太阳齿轮为第二旋转元件，并且另外的其他组合也可以。
在以上的说明中，动态阻尼装置在动力传动系中对作为接收从内燃机传递来的动力而旋转的旋转轴设在输出轴10的情况进行了说明，但不限于此。动态阻尼装置例如也可设在经由驱动齿轮、从动齿轮等而与输出轴10一体旋转的旋转轴(增速轴)。
产业上的利用可能性
如上所述，本发明所涉及的动态阻尼装置，适合应用于各种车辆所搭载的动态阻尼装置。
附图标记说明
1、201、301…动态阻尼装置；3…动力传动系；4…发动机(内燃机)；8…ECU；10…输出轴(旋转轴)；20…可变惯性质量装置；21…行星齿轮机构(质量阻尼器)；21C…齿轮架(第一旋转元件、输入部件)；21S…太阳齿轮(第三旋转元件)；21R…环状齿轮(第二旋转元件)；22…电机(旋转控制装置)；30、330…弹簧保持机构；31…弹簧(弹性体)；32、332…中心板；33、333…第一侧板；34、334…第二侧板；40、240、340…可变衰减力装置；41…电磁离合器(卡合装置)；43…太阳齿轮侧旋转部件(旋转部件)；44…输出轴旋转部件(旋转部件)；241…流体传递装置；242…外壳(旋转部件)；243…叶片(旋转部件)；341…按压活塞装置；342…外壳；343…活塞部件；344…摩擦板。

Claims (13)

1.一种动态阻尼装置，其特征在于，具备：
可变惯性质量装置，其将质量阻尼器的惯性质量控制为可变；
弹性体，该弹性体连结旋转轴与上述可变惯性质量装置的输入部件，其中上述旋转轴接受动力而进行旋转；以及
可变衰减力装置，该可变衰减力装置将对上述弹性体的衰减力控制为可变。
2.根据权利要求1所述的动态阻尼装置，其特征在于，该动态阻尼装置通过由上述可变惯性质量装置的惯性质量控制进行的振动频率控制、以及由上述可变衰减力装置的衰减力控制进行的振幅的大小控制来进行减振控制。
3.根据权利要求1或2所述的动态阻尼装置，其特征在于，上述可变衰减力装置能够不经由上述弹性体而连结上述旋转轴与上述可变惯性质量装置。
4.根据权利要求1或2所述的动态阻尼装置，其特征在于，上述可变惯性质量装置具有行星齿轮机构和旋转控制装置，其中，上述行星齿轮机构包含能够差动旋转的多个旋转元件且第一旋转元件构成上述输入部件，上述旋转控制装置与不同于上述第一旋转元件的第二旋转元件连结且控制该第二旋转元件的旋转。
5.根据权利要求4所述的动态阻尼装置，其特征在于，上述可变衰减力装置能够连结第三旋转元件与上述旋转轴，其中，上述第三旋转元件与上述第一旋转元件及上述第二旋转元件不同。
6.根据权利要求5所述的动态阻尼装置，其特征在于，上述可变衰减力装置具有卡合装置，该卡合装置能够摩擦卡合上述第三旋转元件侧的旋转部件与上述旋转轴侧的旋转部件，并且能够调节该摩擦卡合的卡合力。
7.根据权利要求5所述的动态阻尼装置，其特征在于，上述可变衰减力装置具有流体传递装置，该流体传递装置能够经由流体连结上述第三旋转元件侧的旋转部件与上述旋转轴侧的旋转部件，并且能够调节上述流体的量。
8.根据权利要求4所述的动态阻尼装置，其特征在于，上述可变衰减力装置能够不经由上述弹性体而连结上述第一旋转元件与上述旋转轴。
9.根据权利要求1或2所述的动态阻尼装置，其特征在于，上述旋转轴接受从内燃机传递来的动力而旋转。
10.根据权利要求3所述的动态阻尼装置，其特征在于，上述可变惯性质量装置具有行星齿轮机构和旋转控制装置，其中，上述行星齿轮机构包含能够差动旋转的多个旋转元件且第一旋转元件构成上述输入部件，上述旋转控制装置与不同于上述第一旋转元件的第二旋转元件连结且控制该第二旋转元件的旋转。
11.根据权利要求3所述的动态阻尼装置，其特征在于，上述旋转轴接受从内燃机传递来的动力而旋转。
12.根据权利要求4所述的动态阻尼装置，其特征在于，上述旋转轴接受从内燃机传递来的动力而旋转。
13.根据权利要求5～8中任一项所述的动态阻尼装置，其特征在于，上述旋转轴接受从内燃机传递来的动力而旋转。
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