JP2009210081A - 車両用左右駆動力差生成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型化と低コスト化を図ることができる車両用左右駆動力差生成装置を提供する
【解決手段】 共線図上に等間隔で配置される３つの回転要素（サンギアS1,キャリアC1,リングギアR1）を有し、これら３つの回転要素を一端から他端へ向かって順に第１回転要素（キャリアC1）、第２回転要素（リングギアR1）、第３回転要素（サンギアS1）としたとき、第１回転要素が第１出力軸１５、第２回転要素が入力軸１６、第３回転要素が第２出力軸１７と連結された基本配分差動機構１１と、第１出力軸１５と連結された第１駆動車軸１２と、第２駆動車軸１３と、第２出力軸１７と第２駆動車軸１３とを断接する第１クラッチCL1と、第２出力軸１７の回転を等速かつ逆転させて出力する逆転機構１４と、この逆転機構１４の出力軸と第２駆動車軸１３とを断接する第２クラッチCL2と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、駆動輪に左右駆動力差を発生させる車両用左右駆動力差生成装置の技術分野に属する。

従来、１つの電動モータを用いて左右駆動輪に駆動力差を発生させる車両用左右駆動力差生成装置としては、ディファレンシャルギアに２つの遊星歯車機構を組み合わせたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−３５１４７１号公報

しかしながら、上記従来技術にあっては、ディファレンシャルギアとモータ過回転防止用のクラッチからなる従来の後輪モータ駆動の４輪駆動車に対し、２つの遊星歯車機構と１つのクラッチを追加した構成であるため、ユニット構成が複雑かつサイズが大きくなり、車両への搭載性が悪いという問題があった。また、一般的に遊星歯車機構は高価であるため、コストアップを伴うという問題があった。

本発明は上記課題に対してなされたもので、その目的とするところは、小型化と低コスト化を図ることができる車両用左右駆動力差生成装置を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明では、
共線図上に等間隔で配置される３つの回転要素を有し、これら３つの回転要素を一端から他端へ向かって順に第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素としたとき、前記第１回転要素が第１出力軸、前記第２回転要素が入力軸、前記第３回転要素が第２出力軸と連結された基本配分差動機構と、
前記第１出力軸と連結された第１駆動車軸と、
第２駆動車軸と、
前記第２出力軸と前記第２駆動車軸とを断接する第１クラッチと、
前記第２出力軸の回転を等速かつ逆転させて出力する逆転機構と、
この逆転機構の出力軸と前記第２駆動車軸とを断接する第２クラッチと、
を備えることを特徴とする。

本発明では、入力軸への入力トルクは、基本配分差動機構によって均等に第１出力軸と第２出力軸へ配分され、両者は同一方向に回転する。ここで、第１クラッチを締結状態とし、第２クラッチを解放状態とした場合、第２出力軸の回転はそのまま第２駆動車軸へと伝達されるが、第１クラッチを解放状態とし、第２クラッチを締結状態とした場合、第２出力軸の回転は逆転機構により等速かつ逆転されて第２駆動車軸へ伝達される。

つまり、第１クラッチを締結状態とし、第２クラッチを解放状態とすることにより、左右駆動輪に同一の駆動トルクが付与されるため、入力軸の回転方向に応じて車両を前後進させることができる。一方、第１クラッチを解放状態とし、第２クラッチを締結状態とすることにより、左右駆動輪に逆方向の駆動トルクが付与されるため、左右駆動力差を発生させて車両にヨーモーメントを発生させることができる。

すなわち、本発明では、従来の後輪モータ駆動の４輪駆動車に対し、逆転機構と１つのクラッチを追加するのみで、入力軸からの入力トルクを用いて左右駆動力差を発生させることができるため、従来技術と比較して、小型化による車載性の向上と低コスト化を共に図ることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、各実施例に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は、実施例１の車両用左右駆動力差生成装置を適用した４輪駆動車の構成図であり、実施例１の４輪駆動車は、左右前輪1L,1Rがエンジン２によって駆動される主駆動輪であり、左右後輪3L,3Rが電動モータ（以下、モータ）４によって駆動可能な従駆動輪である。エンジン２の出力トルクは、トランスミッション５およびディファレンシャルギア６を介して左右前輪1L,1Rに伝達される。

左右後輪3L,3Rは、モータ４を含む左右駆動力差生成装置７により駆動される。左右駆動力差生成装置７は、上述したモータ４と、基本配分差動機構１１と、第１駆動車軸１２と、第２駆動車軸１３と、第１クラッチCL1と、第２クラッチCL2と、逆転機構１４と、を備えている。

モータ４は、コントローラ（駆動力差制御手段）８からの指令によって界磁電流が制御され、その界磁電流の調整によって駆動トルクが調整される。このモータ４は、例えば、エンジン２により駆動される図外のジェネレータで発電した電力によって駆動される。モータ４の駆動トルクは、左右駆動力差生成装置７を介して左右後輪3L,3Rに伝達される。

基本配分差動機構１１は、サンギア（第３回転要素）S1とリングギア（第２回転要素）R2との間に２つのピニオンP11,P12が配置されたダブルピニオン式遊星歯車機構であり、ピニオンP11,P12を支持するキャリア（第１回転要素）C1が第１出力軸１５と連結され、リングギアR1がモータ４と直結された入力軸１６と連結され、サンギアS1が第２出力軸１７と連結されている。

ここで、サンギアS1の歯数は、リングギアR1の歯数の半分に設定されている。つまり、この基本配分差動機構１１を構成するダブルピニオン式歯車機構は、共線図上に一端から他端へ向かってキャリアC1、リングギアR1、サンギアS1が等間隔に配置される（図２参照）。なお、「共線図」とは、横軸方向に各回転要素のギア比の関係を示し、縦軸方向に相対的回転速度の関係を示す二次元座標である。

第１駆動車軸１２は、一端が第１出力軸１５と連結され、他端が左後輪3Lと連結されている。
第２駆動車軸１３は、一端が第１クラッチCL1を介して第２出力軸１７と連結され、他端が右後輪3Rと連結されている。
第１クラッチCL1は、コントローラ８からの指令に応じて、第２出力軸１７と第２駆動車軸１３とを断接する。

逆転機構１４は、第２出力軸１７と第２クラッチCL2を介して連結されるとともに、第２駆動車軸１３と連結されている。この逆転機構１４は、第２出力軸１７の回転を等速かつ逆転させて第２駆動車軸１３へ出力する。この逆転機構１４は、３つのベベルギアを組み合わせて構成されている。
第２クラッチCL2は、コントローラ８からの指令に応じて、第２出力軸１７と逆転機構１４とを断接する。

コントローラ８は、モータ４を駆動する４輪駆動走行モードでは、第１クラッチCL1を締結状態、第２クラッチCL2を解放状態とする。そして、モータ４を停止させ左右前輪1L,1Rの駆動力のみで走行する２輪駆動走行モードでは、第１クラッチCL1を解放状態、第２クラッチCL2を締結状態とする。さらに、車両の旋回時には、第１クラッチCL1を解放、第２クラッチCL2を締結とした状態から、旋回方向に応じてモータ４を駆動する。これにより、左右後輪3L,3Rに左右駆動力差を発生させ、車両にヨーモーメントを付与することができる。

次に、実施例１の左右駆動力差生成装置７の動作について説明する。
［CL1締結,CL2解放時］
第１クラッチCL1を締結し、モータ４を駆動した場合、モータ４から左後輪3Lへのトルク伝達経路は、入力軸１６→リングギアR1→キャリアC1→第１出力軸１５→第１駆動車軸１２→左後輪3Lとなり、モータ４から右後輪3Rへのトルク伝達経路は、入力軸１６→リングギアR1→ピニオンP12→ピニオンP11→サンギアS1→第２出力軸１７→第２駆動車軸１３→右後輪3Rとなる。

ここで、基本配分差動機構１１は、各回転要素S1,C1,R1が共線図上で等間隔に配置されるダブルピニオン式遊星歯車機構を用いているため、図２の共線図に示すように、リングギアR1への入力トルクT、すなわちモータ４の駆動トルクTは、キャリアC1とサンギアS1にT/2ずつ均等に配分され、両者の回転方向も同一となる。つまり、第１クラッチCL1を締結してモータ４を正転方向（CL1締結、CL2開放時に車両が前進するモータ４の回転方向）に駆動した場合、左右後輪3L,3Rに同じ大きさの前進トルクを与えて４輪駆動走行モードを実現することができる。
なお、車両の後進時は、モータ４の回転方向を反転させることで、左右後輪3L,3Rに後進トルクを与えて４輪駆動走行モードを実現することができる。

［CL1解放,CL2締結時］
（モータ停止時）
第２クラッチCL2を締結し、モータ４を停止させた場合、左後輪3Lの駆動抵抗（トルク）Tは、第１駆動車軸１２→第１出力軸１５→キャリアC1へと伝達され、右後輪3Rの駆動抵抗Tは、第２駆動車軸１３→逆転機構１４→第２出力軸１７→サンギアS1へと伝達される。

ここで、逆転機構１４は、入力に対する出力を等速かつ逆転させて出力するため、図３の共線図に示すように、右後輪3Rの駆動抵抗Tは符号が反転した-TがサンギアS1へと入力される。よって、キャリアC1とサンギアS1には、符号の異なる駆動抵抗T,-Tが入力されることとなる。このとき、基本配分差動機構１１は、各回転要素S1,R1,C1が共に共線図上で等間隔に配置されるダブルピニオン式遊星歯車機構を用いているため、リングギアR1には、トルクが入力されず、回転数もゼロとなる。

すなわち、モータ４を駆動しない場合には、第１クラッチCL1を解放状態とし、第２クラッチCL2を締結状態としておくことで、モータ４への入力トルクをゼロとすることができる。従来の後輪モータ駆動の４輪駆動車では、モータが車輪に連れ回されることで過回転となるのを防止するために、車輪とモータとを断接するクラッチを設けていた。これに対し、実施例１の車両用駆動力差生成装置では、モータの過回転を防止するためのクラッチを設けることなく、過回転の発生を確実に回避することができる。

（モータ駆動時）
第２クラッチCL2を締結し、モータ４を駆動した場合、モータ４から左後輪3Lへのトルク伝達経路は、入力軸１６→リングギアR1→キャリアC1→第１出力軸１５→第１駆動車軸１２→左後輪3Lのままであるが、モータ４から右後輪3Rへのトルク伝達経路は、入力軸１６→リングギアR1→ピニオンP12→ピニオンP11→サンギアS1→第２出力軸１７→逆転機構１４→第２駆動車軸１３→右後輪3Rとなる。

すなわち、図４の共線図に示すように、左後輪3Lには、リングギアR1への入力トルクT/2がそのまま入力されるのに対し、右後輪3Rには、逆転機構１４によって符号を反転された入力トルク-T/2が入力されることとなる。

つまり、図３のモータ４を停止させた状態からモータ４を正転方向に回転させた場合、左後輪3Lの駆動トルクはT/2だけ増大するのに対し、右後輪3Rの駆動トルクはT/2だけ減少するため、左右後輪3L,3Rに駆動力差Tが発生し、この駆動力差Tに応じて右回りのヨーモーメントが車両に付与される。一方、モータ４を逆転方向に回転させた場合には、左周りのヨーモーメントが車両に付与される。

よって、コントローラ８では、例えば、操舵角と車速とに応じた車両の目標ヨーモーメントと実際のヨーモーメントとの偏差を無くすようにモータ４の駆動トルクを制御することで、旋回性能の向上を図ることができる。

［遊星歯車機構の削減による小型化作用］
特開２００５−３５１４７１号公報に記載の車両用駆動力差生成装置では、ディファレンシャルギアに２つの遊星歯車機構を組み合わせた構成とすることで、１つのモータを用いて左右駆動力差を発生させる機構を実現している。

ところが、この従来技術では、図５(a),(b)に示すような基本配分差動機構（ディファレンシャルギアまたはダブルピニオン式遊星歯車機構）とモータの過回転を防止するクラッチとからなる従来の後輪モータ駆動の４輪駆動車の構成に対し、２つの遊星歯車機構と１つのクラッチの追加が必要であるため、ユニット構成が複雑かつサイズが大きくなり、車両への搭載性が悪い。また、一般的に遊星歯車機構は高価であるため、コストアップを招く。

これに対し、実施例１の車両用左右駆動力差生成装置では、基本配分差動機構１１と第１クラッチCL1とからなる従来のモータ式４輪駆動車の後輪駆動部に対し、逆転機構１４と第２クラッチCL2を追加するのみで、１つのモータ４を用いて左右後輪3L,3Rに駆動力差を発生させることが可能な構成とした。このため、従来技術と比較して、小型化による車載性の向上と低コスト化を共に図ることが可能となった。さらに、実施例１では、逆転機構１４をベベルギアで構成したため、ベベルギアは小型で安価であることから、装置のさらなる小型化と低コスト化を図ることができる。

次に、効果を説明する。
実施例１の車両用左右駆動力差生成装置では、以下に列挙する効果を奏する。

・共線図上に等間隔で配置される３つの回転要素（サンギアS1,キャリアC1,リングギアR1）を有し、これら３つの回転要素を一端から他端へ向かって順に第１回転要素（キャリアC1）、第２回転要素（リングギアR1）、第３回転要素（サンギアS1）としたとき、第１回転要素が第１出力軸１５、第２回転要素が入力軸１６、第３回転要素が第２出力軸１７と連結された基本配分差動機構１１と、第１出力軸１５と連結された第１駆動車軸１２と、第２駆動車軸１３と、第２出力軸１７と第２駆動車軸１３とを断接する第１クラッチCL1と、第２出力軸１７の回転を等速かつ逆転させて出力する逆転機構１４と、この逆転機構１４の出力軸と第２駆動車軸１３とを断接する第２クラッチCL2と、を備える。これにより、小型化による車載性の向上と遊星歯車機構の削減による低コスト化を共に図ることができる。

・逆転機構１４を、ベベルギアで構成したため、装置のさらなる小型化と低コスト化を図ることができる。

・第１入力軸１６に連結されたモータ４と、このモータ４の出力と、第１クラッチCL1および第２クラッチCL2の締結解放を制御するコントローラ８と、を備えるため、走行状態に合致したモータ４と第１クラッチCL1および第２クラッチCL2の制御が可能となる。

・コントローラ８は、車両の旋回時、第１クラッチCL1を解放状態、第２クラッチCL2を締結状態とし、旋回方向に応じてモータ４を駆動するため、モータ４の出力トルクに応じて左右後輪3L,3Rに駆動力差を発生させることで、車両にヨーモーメントを付与でき、旋回性能の向上を図ることができる。

・コントローラ８は、車両の直進走行時、第１クラッチCL1を締結状態、第２クラッチCL2を解放状態とし、進行方向に応じてモータ４を駆動するため、モータ４の駆動トルクで左右後輪3L,3Rを駆動する４輪駆動走行モードを実現することができる。

・コントローラ８は、モータ４の停止時、第１クラッチCL1を解放状態、第２クラッチCL2を締結状態とするため、左右後輪3L,3Rの連れ回りによるモータ４の過回転を防止することができる。

実施例２の車両用左右駆動力差生成装置では、逆転機構としてダブルピニオン式遊星歯車機構を用いた例である。

図６は、実施例２の左右駆動力差生成装置７'を示す図であり、実施例２の逆転機構１８は、サンギアS2とリングギアR2との間に２つのピニオンP21,P22が配置されたダブルピニオン式遊星歯車機構であり、サンギアS2は第２駆動車軸１３と連結され、２つのピニオンP21,P22を支持するキャリアC2は第２出力軸１７と第１クラッチCL1を介して連結され、リングギアR2はケーシング１９に固定されている。

ここで、サンギアS2の歯数は、リングギアR2の歯数の半分に設定されている。つまり、このダブルピニオン式遊星歯車機構は、共線図上に一端から他端へ向かってキャリアC2、リングギアR2、サンギアS2が等間隔に配置される。
なお、他の構成については、図１に示した実施例１と同様であるため、図示ならびに説明を省略する。

実施例２の逆転機構１８では、第２出力軸１７への入力トルクが等速かつ逆転されて第２駆動車軸１３へ出力されるため、実施例１の逆転機構１４と同様、第２クラッチCL2を締結し、モータ４を停止させた場合、第２駆動車軸１３からサンギアS2へと入力された駆動抵抗は、逆転機構１８によって符号を反転して第２出力軸１７から基本配分差動機構１１のサンギアS1へと入力され、モータ４へのトルク入力をゼロとすることができる。

また、第２クラッチCL2を締結してモータ４を駆動した場合、基本配分差動機構１１により第２出力軸１７に配分されたモータ４の駆動トルクは、逆転機構１８によって符号を反転して第２駆動車軸１３へと出力されるため、左右後輪3L,3Rにモータ４の駆動トルクに応じた駆動力差を発生させることができる。

以上説明したように、実施例２の左右駆動力差生成装置７'では、逆転機構１８を、サンギアS2とリングギアR2との間に２つのピニオンP21,P22が配置されたダブルピニオン式遊星歯車機構とし、サンギアS1を第２駆動車軸１３と連結し、２つのピニオンP21,P22を支持するキャリアC2を第２出力軸１７と第２クラッチCL2を介して連結し、リングギアR2をケーシング１９に固定した。これにより、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

図７は、実施例３の車両用左右駆動力差生成装置を適用した後輪駆動車の構成図であり、実施例１の後輪駆動車は、左右後輪3L,3Rがエンジン２およびモータ４によって駆動される車両である。エンジン２の出力トルクは、トランスミッション５からプロペラシャフト（第１入力軸）２０およびディファレンシャルギア（基本配分差動機構）２１を介して左右後輪3L,3Rに伝達される。

左右後輪3L,3Rには、上述したモータ４およびディファレンシャルギア２１と、第１駆動車軸２２と、第２駆動車軸２３と、逆転機構２４と、等配分差動機構２５とを備える左右駆動力差生成装置２６が設けられている。

モータ４は、コントローラ（駆動力差制御手段）８からの指令によって界磁電流が制御され、その界磁電流の調整によって駆動トルクが調整される。このモータ４は、例えば、エンジン２により駆動される図外のジェネレータで発電した電力によって駆動される。モータ４の駆動トルクは、左右駆動力差生成装置２６を介して左右後輪3L,3Rに伝達される。

ディファレンシャルギア２１は、リングギア（第２回転要素）２１ａと、２つのピニオン２１ｂ，２１ｃと、２つのサイドギア（第１回転要素、第３回転要素）２１ｄ，２１ｅとから構成されている。リングギア２１ａはプロペラシャフト２０と連結され、サイドギア２１ｄは第１駆動車軸２２と連結され、サイドギア２１ｅは第２駆動車軸２３と連結されている。２つのピニオン２１ｂ，２１ｃは、ピニオンシャフト２１ｆによりリングギア２１ａに回動自在に支持され、リングギア２１ａと一体に回転する。ここで、両ピニオン２１ｂ，２１ｃの歯数は同一であり、両サイドギア２１ｄ，２１ｅの歯数も同一に設定されているため、このディファレンシャルギア２１は、共線図上に一端から他端へ向かってサイドギア２１ｄ、リングギア２１ａ、サイドギア２１ｅが等間隔に配置される。

第１駆動車軸２２は、左後輪3Lと連結され、第２駆動車軸２３は、右後輪3Rと連結されている。

逆転機構２４は、ディファレンシャルギア２１のリングギア２１ａと連結されるとともに、後述する等配分差動機構２５のキャリアC3と連結されている。この逆転機構２４は、リングギア２１ａの回転を等速かつ逆転させて等配分差動機構２５のキャリアC3へ出力する。この逆転機構２４は、３つのベベルギアを組み合わせて構成されている。

等配分差動機構２５は、サンギア（第４回転要素）S3とリングギア（第５回転要素）R3との間に２つのピニオンP31,P32が配置されたダブルピニオン式遊星歯車機構であり、上述したように、ピニオンP31,P32を支持するキャリア（第６回転要素）C3が逆転機構２４と連結され、リングギアR3がモータ４と直結された第２入力軸２９と連結され、サンギアS3が第２駆動車軸２３と連結されている。

ここで、サンギアS3の歯数は、リングギアR3の歯数の半分に設定されている。つまり、この等配分差動機構２５は、共線図上に一端から他端へ向かってサンギアS3、リングギアR3、キャリアC3が等間隔に配置される。

コントローラ８は、直進走行時はモータ４を停止し、旋回時は旋回方向に応じてモータ４を駆動することで、左右後輪3L,3Rに左右駆動力差を発生させ、車両にヨーモーメントを付与する。

次に、実施例３の左右駆動力差生成装置２６の動作について説明する。
［モータ停止時］
（直進走行時）

直進走行時、プロペラシャフト２０を介してディファレンシャルギア２１へ入力されるエンジントルクは、左右後輪3L,3Rへ均等に配分され、ディファレンシャルギア（基本配分差動機構）２１の共線図は、図８のようになる。

このとき、モータ４が停止している場合には、等配分差動機構２５のサンギアS3とキャリアC3にトルクが入力されるが、サンギアS3には、右後輪3Rと同じ回転方向の駆動トルクが入力されるのに対し、キャリアC3には、入力に対する出力を等速かつ逆転させて出力する逆転機構２４を介してリングギア２１ａからの駆動トルクが入力される。

そして、等配分差動機構２５は、各回転要素S3,R3,C3が共線図上で等間隔に配置されるダブルピニオン式遊星歯車機構を用いているため、リングギアR3には、トルクが入力されず、回転数もゼロとなる。

すなわち、直進走行時にモータ４を駆動していない場合には、モータ４への入力トルクをゼロとすることができるため、モータ４の過回転を防止するためのクラッチを設けることなく、過回転の発生を確実に回避することができる。

（旋回走行時）
モータ４の停止時に車両が左旋回した場合には、左後輪3Lの回転数よりも右後輪3Rの回転数が高くなるため、図９に示すように、左右後輪3L,3R間の回転数差に応じて、基本配分差動機構の共線図が傾く。このため、等配分差動機構２５のリングギアR3は、左右後輪3L,3Rの回転数差に応じて回転するが、その回転速度は、右後輪3Rの回転速度に対し非常に低い値であるため、モータ４に許容値を超える回転数が入力されることはない。

［モータ駆動時］
左旋回時にモータ４を正転方向（エンジン２と同一の回転方向）に駆動した場合、基本配分差動機構および等配分差動機構２５の共線図は、図９と同様の共線図となる。すなわち、モータ４が駆動トルクを出力すると、このモータトルクはサンギアS3とキャリアC3とに均等に配分される。このとき、サンギアS3への入力トルクは右後輪3Rにそのまま入力され、キャリアC3への入力トルクは、逆転機構２４により符号を反転された後、基本配分差動機構に入力され、左右後輪3L,3Rへ均等に振り分けられる。

つまり、モータ４を正転方向に駆動させた場合、モータトルクに応じて左右後輪3L,3Rに駆動力差を発生させることができるため、この駆動力差により車両に左回りのヨーモーメントを与えることができる。

よって、コントローラ８では、例えば、操舵角と車速とに応じた車両の目標ヨーモーメントと実際のヨーモーメントとの偏差を無くすようにモータ４の駆動トルクを制御することで、旋回性能の向上を図ることができる。

以上説明したように、実施例３の車両用左右駆動力差生成装置では、基本配分差動機構に逆転機構２４と等配分差動機構２５を追加するのみで、１つのモータ４を用いて左右後輪3L,3Rに駆動力差を発生させることが可能な構成とした。このため、２つの遊星歯車機構を用いて左右駆動力差を生成する従来技術と比較して、遊星歯車機構の数を減らすことができるため、小型化による車載性の向上と低コスト化を共に図ることが可能となった。さらに、実施例３では、逆転機構２４をベベルギアで構成したため、ベベルギアは小型で安価であることから、装置のさらなる小型化と低コスト化を図ることができる。

次に、効果を説明する。
実施例３の車両用駆動力差生成装置は、以下に列挙する効果を奏する。

・共線図上に等間隔で配置される３つの回転要素（サイドギア２１ｄ，リングギア２１ａ，サイドギア２１ｅ）を有し、これら３つの回転要素を一端から他端へ向かって順に第１回転要素（サイドギア２１ｄ）、第２回転要素（リングギア２１ａ）、第３回転要素（サイドギア２１ｅ）としたとき、第１回転要素が第１駆動車軸２２、第２回転要素が第１入力軸（プロペラシャフト２０）と連結された基本配分差動機構（ディファレンシャルギア２１）と、第２駆動車軸２３と、入力回転を等速かつ逆転させて出力する逆転機構２４と、共線図上に等間隔で配置される３つの回転要素（サンギアS3，リングギアR3，キャリアC3）を有し、これら３つの回転要素を一端から他端へ向かって順に第４回転要素（サンギアS3）、第５回転要素（リングギアR3）、第６回転要素（キャリアC3）としたとき、第４回転要素が第３回転要素と連結され、第５回転要素が第２入力軸２９と連結され、第６回転要素が逆転機構２４を介して第２回転要素と連結された等配分差動機構２５と、を備える。これにより、小型化による車載性の向上と遊星歯車機構の削減による低コスト化を共に図ることができる。

・等配分差動機構２５を、サンギアS3とリングギアR3との間に２つのピニオンP31,P32が配置されたダブルピニオン式遊星歯車機構とし、リングギアR3を第２入力軸２９に連結した。これにより、リングギアR3への入力トルクをサンギアS3とキャリアC3とに等配分する機構を実現することができる。

・逆転機構２４を、ベベルギアで構成したため、装置のさらなる小型化と低コスト化を図ることができる。

・第２入力軸２９に連結されたモータ４と、このモータ４の駆動トルクを制御するコントローラ８と、を備えるため、走行状態に合致したモータ４の制御が可能となる。

実施例４の車両用左右駆動力差生成装置では、実施例３の逆転機構と等配分差動機構の位置を入れ替えている。

図１０は、実施例４の左右駆動力差生成装置２６'を示す図であり、実施例４の左右駆動力差生成装置２６'において、等配分差動機構２５は、サンギア（第４回転要素）S3がディファレンシャルギア２１のリングギア（第２回転要素）２１ａと連結され、キャリア（第６回転要素）C3が逆転機構２４を介して第２駆動車軸２３と連結されている。
なお、他の構成については、図７に示した実施例３と同様であるため、図示ならびに説明を省略する。

図１１は、モータ４を停止して直進走行している場合の共線図であり、実施例３と同様、等配分差動機構２５のリングギア（第５回転要素）R3にはトルクが入力されないため、モータ４の回転数はゼロとなり、過回転を防止することができる。

そして、右旋回時にモータ４を正転方向に駆動した場合、モータトルクはサンギアS3とキャリアC3とに均等に配分される。このとき、サンギアS3への入力トルクはそのまま基本配分差動機構に入力されて左右後輪3L,3Rへ均等に振り分けられるが、キャリアC3への入力トルクは、逆転機構２４により符号を反転された後、右後輪3Rへ入力される。

つまり、モータ４を正転方向に駆動させた場合、モータトルクに応じて左右後輪3L,3Rに駆動力差を発生させることができるため、この駆動力差により車両に右回りのヨーモーメントを与えることができ、実施例３と同様の作用効果を得ることができる。

図１２は、実施例５の左右駆動力差生成装置３０を示す図であり、実施例５では、実施例１と同一の基本配分差動機構１１を用いている。

基本配分差動機構１１のサンギア（第１回転要素）S1は、第１駆動車軸２２と連結され、リングギア（第２回転要素）R1は、プロペラシャフト（第１入力軸）２０と連結され、キャリアC1は、等配分差動機構２５のキャリア（第４回転要素）C3と連結されている。

等配分差動機構２５のリングギア（第５回転要素）R3は、モータ４と直結された第２入力軸２９と連結され、サンギア（第６回転要素）S3は、逆転機構２４を介して第２駆動車軸２３と連結されている。
なお、他の構成については、図７に示した実施例３と同様であるため、図示ならびに説明を省略する。

次に、実施例５の左右駆動力差生成装置３０の動作について説明する。
［モータ停止時］
（直進走行時）
直進走行時、プロペラシャフト２０を介して基本配分差動機構１１へ入力されるエンジントルクは、サンギアS1とキャリアC1とから第１駆動車軸２２と等配分差動機構２５のキャリアC3とに均等に配分される。

ここで、等配分差動機構２５は、各回転要素S3,R3,C3が共線図上で等間隔に配置されたダブルピニオン式遊星歯車機構を用いているため、キャリアC3に入力されたトルクは、等速かつ逆転されてサンギアS3から逆転機構２４へと出力され、さらに、逆転機構２４により等速かつ逆転されて第２駆動車軸２３へと出力される。つまり、エンジントルクは、第１駆動車軸２２と第２駆動車軸２３とに均等に配分され、左右後輪3L,3Rは同一の駆動トルクを出力する。このとき、等配分差動機構２５のリングギアR3にはトルクが入力されず、回転数はゼロのままである（モータ４の過回転防止作用）。

［モータ駆動時］
左旋回時にモータ４を正転方向に駆動した場合、モータトルクは等配分差動機構２５のサンギアS3とキャリアC3とに均等に配分される。このとき、キャリアC3への入力トルクは、基本配分差動機構１１に入力され、サンギアS3への入力トルクは逆転機構２４により符号を反転された後、第２駆動車軸２３へ出力される。

つまり、モータ４を正転方向に駆動させた場合、モータトルクに応じて左右後輪3L,3Rに駆動力差を発生させることができるため、この駆動力差により車両に左回りのヨーモーメントを与えることができる。

よって、コントローラ８では、例えば、操舵角と車速とに応じた車両の目標ヨーモーメントと実際のヨーモーメントとの偏差を無くすようにモータ４の駆動トルクを制御することで、旋回性能の向上を図ることができる。

次に、効果を説明する。
実施例５の車両用駆動力差生成装置では、以下に列挙する効果を奏する。

・共線図上に等間隔で配置される３つの回転要素（サンギアS1，リングギアR1，キャリアC1）を有し、これら３つの回転要素を一端から他端へ向かって順に第１回転要素（サンギアS1）、第２回転要素（リングギアR1）、第３回転要素（キャリアC1）としたとき、第１回転要素が第１駆動車軸２２、第２回転要素が第１入力軸（プロペラシャフト２０）と連結された基本配分差動機構１１と、第２駆動車軸２３と、入力回転を等速かつ逆転させて出力する逆転機構２４と、共線図上に等間隔で配置される３つの回転要素（キャリアC3，リングギアR3，サンギアS3）を有し、これら３つの回転要素を一端から他端へ向かって順に第４回転要素（キャリアC3）、第５回転要素（リングギアR3）、第６回転要素（キャリアC3）としたとき、第４回転要素が第３回転要素と連結され、第５回転要素が第２入力軸２９と連結され、第６回転要素が逆転機構２４を介して第２駆動車軸２３と連結された等配分差動機構２５と、を備える。これにより、小型化による車載性の向上と遊星歯車機構の削減による低コスト化を共に図ることができる。

・等配分差動機構２５を、サンギアS3とリングギアR3との間に２つのピニオンP31,P32が配置されたダブルピニオン式遊星歯車機構とし、リングギアR3を第２入力軸２９に連結した。これにより、リングギアR3への入力トルクをサンギアS3とキャリアC3とに等配分する機構を実現することができる。

・逆転機構２４を、ベベルギアで構成したため、装置のさらなる小型化と低コスト化を図ることができる。

・第２入力軸２９に連結されたモータ４と、このモータ４の駆動トルクを制御するコントローラ８と、を備えるため、走行状態に合致したモータ４の制御が可能となる。

実施例６は、本発明の左右駆動力差生成装置の原理を差動制限装置に応用した例である。
図１４は、実施例６の差動制限装置３１を示す図であり、実施例６の差動制限装置３１では、実施例３のモータ４に代えてケーシング１９に固定された多板式のブレーキ３２を設けている。

コントローラ８は、左右後輪3L,3Rの回転速度差、または駆動力差に応じて、ブレーキ３２の摩擦トルクをコントロールし、差動制限力を発生させてLSD（差動制限装置）として機能させる。
なお、他の構成については、図７に示した実施例３と同様であるため、図示ならびに説明を省略する。

次に、実施例６の差動制限装置３１の動作を説明する。
例えば、左右後輪3L,3Rの一方がぬかるみに入るなどしてグリップを失うと、ディファレンシャルギア２１の働きによって当該車輪は空回りし、車両が前進できなくなってしまうおそれがある。このため、実施例６では、回転数差に応じてブレーキ３２の摩擦トルクを大きくすることで、等配分差動機構２５において、リングギアR3の回転数上昇が抑えられることで、左右後輪3L,3Rの差動が制限され、車輪の空転が防止される。

・実施例６の差動制限装置３１では、第２入力軸２９とケーシング１９とを締結するブレーキ３２と、このブレーキ３２の締結量を制御するコントローラ８と、を備えるため、左右後輪3L,3Rの空転を防止することができる。

図１５は、実施例７の左右駆動力差生成装置３２を示す図であり、実施例７の左右駆動力差生成装置３２は、図１に示した実施例１の構成に対し、第１クラッチCL1と第２クラッチCL2を削除するとともに、第２出力軸１７と第２駆動車軸１３を、逆転機構１４を介して連結している点が異なる。
なお、他の構成については図１と同様であるため、図示ならびに説明を省略する。

実施例７の左右駆動力差生成装置３２の動作は、実施例１において、第１クラッチCL1を解放、第２クラッチCL2を締結したときの動作と同じである。すなわち、モータ４を駆動しない場合、基本配分差動機構１１のリングギアR1への入力トルクがゼロとなるため、モータ４の過回転を防止できる。一方、モータ４を駆動した場合、左右後輪3L,3Rに逆方向のトルクが入力され、左右後輪3L,3Rに駆動力差が発生するため、車両にヨーモーメントを付与することができる。

次に、効果を説明する。
・共線図上に等間隔で配置される３つの回転要素（キャリアC1，リングギアR1，サンギアS1）を有し、これら３つの回転要素を一端から他端へ向かって順に第１回転要素（キャリアC1）、第２回転要素（リングギアR1）、第３回転要素（サンギアS1）としたとき、第１回転要素が第１出力軸１５、第２回転要素が入力軸１６、第３回転要素が第２出力軸１７と連結された基本配分差動機構１１と、入力軸１６に連結された電動モータ４と、第１出力軸１５と連結された第１駆動車軸１２と、第２駆動車軸１３と、第２出力軸１７の回転を等速かつ逆転させて第２駆動車軸１３へ出力する逆転機構１４と、を備える。これにより、小型化による車載性の向上と遊星歯車機構の削減による低コスト化を共に図ることができる。

（他の実施例）
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１〜７に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、各実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。

例えば、実施例１，２，５では基本配分差動機構としてダブルピニオン式遊星歯車機構を用い、実施例３，４，６ではディファレンシャルギアを用いた例を示したが、基本配分差動機構は、共線図上に等間隔で配置される３つの回転要素を有し、これら３つの回転要素を一端から他端へ向かって順に第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素としたとき、前記第１回転要素が第１出力軸、前記第２回転要素が入力軸、前記第３回転要素が第２出力軸と連結された構成であればよい。

また、実施例３〜６では、第１入力軸（プロペラシャフト）にエンジントルクを入力する例を示したが、第１入力軸に電動モータその他の駆動源を連結する構成としてもよい。

実施例１の車両用左右駆動力差生成装置を適用した４輪駆動車の構成図である。 実施例１において、第１クラッチを締結し、第２クラッチを解放した状態でモータを正転させた場合の共線図である。 実施例１において、第１クラッチを解放し、第２クラッチを締結した状態でモータを停止した場合の共線図である。 実施例１において、第１クラッチを解放し、第２クラッチを締結した状態でモータを駆動した場合の共線図である。 従来の基本配分差動機構を示す図である。 実施例２の左右駆動力差生成装置を示す図である。 実施例３の車両用左右駆動力差生成装置を適用した後輪駆動車の構成図である。 実施例３において、モータを停止して直進走行した場合の共線図である。 実施例３において、モータを停止して旋回走行した場合の共線図である。 実施例４の左右駆動力差生成装置を示す図である。 実施例４において、モータを停止して直進走行した場合の共線図である。 実施例５の左右駆動力差生成装置を示す図である。 実施例５において、モータを停止して直進走行した場合の共線図である。 実施例６の差動制限装置を示す図である。 実施例７の左右駆動力差生成装置を示す図である。

符号の説明

1S，2S，3S サンギア
1R，2R，3R リングギア
1C，2C，3C キャリア
P11，P12，P21，P22，P31，P32 ピニオン
1L 左前輪
1R 右前輪
２ エンジン
3L 左後輪
3R 右後輪
３ 実施例
４ 電動モータ
５ トランスミッション
６ ディファレンシャルギア
７，７' 左右駆動力差生成装置
８コントローラ
１１ 基本配分差動機構
１２ 駆動車軸
１３ 駆動車軸
１４ 逆転機構
１５ 第１出力軸
１６ 入力軸
１７ 第２出力軸
１８ 逆転機構
１９ ケーシング
２０ プロペラシャフト
２１ ディファレンシャルギア
２１ａ リングギア
２１ｂ，２１ｃ ピニオン
２１ｄ，２１ｅ サイドギア
２１ｆ ピニオンシャフト
２２ 第１駆動車軸
２３ 第２駆動車軸
２４ 逆転機構
２５ 等配分差動機構
２６，２６'，３０，３２ 左右駆動力差生成装置
２９ 入力軸
３１ 差動制限装置
３２ ブレーキ

Claims (14)

1. 共線図上に等間隔で配置される３つの回転要素を有し、これら３つの回転要素を一端から他端へ向かって順に第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素としたとき、前記第１回転要素が第１出力軸、前記第２回転要素が入力軸、前記第３回転要素が第２出力軸と連結された基本配分差動機構と、
   前記第１出力軸と連結された第１駆動車軸と、
   第２駆動車軸と、
   前記第２出力軸と前記第２駆動車軸とを断接する第１クラッチと、
   前記第２出力軸の回転を等速かつ逆転させて出力する逆転機構と、
   この逆転機構の出力軸と前記第２駆動車軸とを断接する第２クラッチと、
   を備えることを特徴とする車両用左右駆動力差生成装置。
2. 請求項１に記載の車両用左右駆動力差生成装置において、
   前記逆転機構を、ベベルギアで構成したことを特徴とする車両用左右駆動力差生成装置。
3. 請求項１に記載の車両用左右駆動力差生成装置において、
   前記逆転機構を、サンギアとリングギアとの間に２つのピニオンが配置されたダブルピニオン式遊星歯車機構とし、前記サンギアと前記ピニオンを支持するキャリアの一方を前記第２駆動車軸、他方を前記第２出力軸と前記第２クラッチを介して連結し、前記リングギアをケーシングに固定したことを特徴とする車両用左右駆動力差生成装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車両用左右駆動力差生成装置において、
   前記第１入力軸に連結された電動モータと、
   この電動モータの出力と、前記第１クラッチおよび前記第２クラッチの締結解放を制御する駆動力差制御手段と、
   を備えることを特徴とする車両用左右駆動力差生成装置。
5. 請求項４に記載の車両用左右駆動力差生成装置において、
   前記駆動力差制御手段は、車両の旋回時、前記第１クラッチを解放状態、前記第２クラッチを締結状態とし、旋回方向に応じて前記電動モータを駆動することを特徴とする車両用左右駆動力差生成装置。
6. 請求項４または請求項５に記載の車両用左右駆動力差生成装置において、
   前記駆動力差制御手段は、車両の直進走行時、前記第１クラッチを締結状態、前記第２クラッチを解放状態とし、進行方向に応じて前記電動モータを駆動することを特徴とする車両用左右駆動力差生成装置。
7. 請求項４ないし請求項６のいずれか１項に記載の車両用左右駆動力差生成装置において、
   前記駆動力差制御手段は、前記電動モータの停止時、前記第１クラッチを解放状態、前記第２クラッチを締結状態とすることを特徴とする車両用左右駆動力差生成装置。
8. 共線図上に等間隔で配置される３つの回転要素を有し、これら３つの回転要素を一端から他端へ向かって順に第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素としたとき、前記第１回転要素が第１駆動車軸、前記第２回転要素が第１入力軸と連結された基本配分差動機構と、
   前記第３回転要素が連結された第２駆動車軸と、
   入力回転を等速かつ逆転させて出力する逆転機構と、
   共線図上に等間隔で配置される３つの回転要素を有し、これら３つの回転要素を一端から他端へ向かって順に第４回転要素、第５回転要素、第６回転要素としたとき、前記第４回転要素が前記第２駆動車軸を介して前記第２回転要素または前記第３回転要素と連結され、前記第５回転要素が第２入力軸と連結され、前記第６回転要素が前記逆転機構を介して前記第２回転要素と前記第３回転要素のうち前記第４要素と連結されていない回転要素と連結された等配分差動機構と、
   を備えることを特徴とする車両用左右駆動力差生成装置。
9. 共線図上に等間隔で配置される３つの回転要素を有し、これら３つの回転要素を一端から他端へ向かって順に第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素としたとき、前記第１回転要素が第１駆動車軸、前記第２回転要素が第１入力軸と連結された基本配分差動機構と、
   第２駆動車軸と、
   入力回転を等速かつ逆転させて出力する逆転機構と、
   共線図上に等間隔で配置される３つの回転要素を有し、これら３つの回転要素を一端から他端へ向かって順に第４回転要素、第５回転要素、第６回転要素としたとき、前記第４回転要素が前記第２回転要素または前記第３回転要素と連結され、前記第５回転要素が第２入力軸と連結され、前記第６回転要素が前記逆転機構を介して前記第２駆動車軸と連結された等配分差動機構と、
   を備えることを特徴とする車両用左右駆動力差生成装置。
10. 請求項８または請求項９に記載の車両用左右駆動力差生成装置において、
    前記等配分差動機構を、サンギアとリングギアとの間に２つのピニオンが配置されたダブルピニオン式遊星歯車機構とし、前記リングギアを前記第２入力軸に連結したことを特徴とする車両用左右駆動力差生成装置。
11. 請求項８または請求項９に記載の車両用左右駆動力差生成装置において、
    前記逆転機構を、ベベルギアで構成したことを特徴とする車両用左右駆動力差生成装置。
12. 請求項７ないし請求項１１のいずれか１項に記載の車両用左右駆動力差生成装置において、
    前記第２入力軸に連結された電動モータと、
    この電動モータの駆動トルクを制御する駆動力差制御手段と、
    を備えることを特徴とする車両用左右駆動力差生成装置。
13. 請求項７ないし請求項１１のいずれか１項に記載の車両用左右駆動力差生成装置において、
    前記第２入力軸とケーシングとを締結するブレーキと、
    このブレーキの締結量を制御する駆動力差制御手段と、
    を備えることを特徴とする車両用左右駆動力差生成装置。
14. 共線図上に等間隔で配置される３つの回転要素を有し、これら３つの回転要素を一端から他端へ向かって順に第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素としたとき、前記第１回転要素が第１出力軸、前記第２回転要素が入力軸、前記第３回転要素が第２出力軸と連結された基本配分差動機構と、
    前記入力軸に連結された電動モータと、
    前記第１出力軸と連結された第１駆動車軸と、
    第２駆動車軸と、
    前記第２出力軸の回転を等速かつ逆転させて前記第２駆動車軸へ出力する逆転機構と、
    を備えることを特徴とする車両用左右駆動力差生成装置。

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