JP2013204688A - Motive power device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、移動装置を移動させるために、互いに差回転が可能に構成された2つの回転軸を駆動する動力装置に関する。 The present invention relates to a power device that drives two rotating shafts configured to be capable of differential rotation with each other in order to move a moving device.
従来、この種の動力装置として、例えば特許文献1に開示されたものが知られている。この従来の動力装置は、四輪車両に適用されたものであり、動力源としての内燃機関と、内燃機関のトルクを左右の出力軸に分配する差動装置と、回転自在のキャリア部材と、キャリア部材に回転自在に支持された3連ピニオンギヤと、油圧式の増速用クラッチおよび減速用クラッチを備えている。左右の出力軸は、左右の駆動輪にそれぞれ連結されている。また、3連ピニオンギヤは、互いに異なるピッチ円を有する第1ピニオンギヤ、第2ピニオンギヤおよび第3ピニオンギヤで構成されており、これらの第1〜第3ピニオンギヤは、一体に形成されている。第1ピニオンギヤは、右出力軸と一体の第1サンギヤと噛み合っており、第2ピニオンギヤは左出力軸と一体の第2サンギヤと噛み合っている。また、第3ピニオンギヤは、回転自在の第3サンギヤと噛み合っている。さらに、増速用クラッチによって、第3サンギヤと不動のケーシングの間が接続・遮断され、減速用クラッチによって、キャリア部材とケーシングの間が接続・遮断される。
Conventionally, what was disclosed by
以上の構成の従来の動力装置では、その直進時、増速用クラッチの解放により第3サンギヤとケーシングの間が遮断され、減速用クラッチの解放によりキャリア部材とケーシングの間が遮断されるとともに、内燃機関のトルクが、差動装置を介して左右の出力軸に分配される。それに伴い、キャリア部材、第3サンギヤ、増速用および減速用クラッチは、内燃機関からの回転伝達に伴って空転する。また、車両の左右の旋回時、増速用および減速用クラッチの締結力を制御することによって、左右の出力軸へのトルクの分配が制御される。具体的には、車両の右旋回時には、増速用クラッチの解放により第3サンギヤとケーシングの間を遮断するとともに、減速用クラッチの締結によりキャリア部材とケーシングの間を接続することによって、キャリア部材を減速させる。これにより、右出力軸のトルクの一部が、第1サンギヤ、第1ピニオンギヤ、第2ピニオンギヤおよび第2サンギヤを介して左出力軸に伝達される結果、左出力軸に分配されるトルクが、右出力軸に対して増大する。この場合、減速用クラッチの締結度合を制御することによって、左出力軸に分配されるトルクが制御される。 In the conventional power unit configured as described above, when the vehicle travels straight, the third sun gear and the casing are disconnected by releasing the speed increasing clutch, and the carrier member and the casing are disconnected by releasing the speed reducing clutch. The torque of the internal combustion engine is distributed to the left and right output shafts via a differential. Along with this, the carrier member, the third sun gear, the speed increasing clutch, and the speed reducing clutch rotate idly with the rotation transmission from the internal combustion engine. Further, when the vehicle turns left and right, the torque distribution to the left and right output shafts is controlled by controlling the fastening force of the speed increasing and decelerating clutches. Specifically, when the vehicle turns right, the third sun gear and the casing are disconnected by releasing the speed increasing clutch, and the carrier member and the casing are connected by fastening the speed reducing clutch. Decelerate the member. Thereby, a part of the torque of the right output shaft is transmitted to the left output shaft through the first sun gear, the first pinion gear, the second pinion gear, and the second sun gear, so that the torque distributed to the left output shaft is Increases with respect to the right output shaft. In this case, the torque distributed to the left output shaft is controlled by controlling the degree of engagement of the deceleration clutch.
一方、車両の左旋回時には、減速用クラッチの解放によりキャリア部材とケーシングの間を遮断するとともに、増速用クラッチの締結により第3サンギヤとケーシングの間を接続することによって、キャリア部材を増速させる。これにより、左出力軸のトルクの一部が、第2サンギヤ、第2ピニオンギヤ、第1ピニオンギヤおよび第1サンギヤを介して右出力軸に伝達される結果、右出力軸に分配されるトルクが、左出力軸に対して増大する。この場合、増速用クラッチの締結度合を制御することによって、右出力軸に分配されるトルクが制御される。 On the other hand, when the vehicle turns left, the carrier member and the casing are disconnected by releasing the deceleration clutch, and the carrier member is accelerated by connecting the third sun gear and the casing by fastening the acceleration clutch. Let As a result, a part of the torque of the left output shaft is transmitted to the right output shaft via the second sun gear, the second pinion gear, the first pinion gear and the first sun gear, so that the torque distributed to the right output shaft is Increases with respect to the left output shaft. In this case, the torque distributed to the right output shaft is controlled by controlling the degree of engagement of the speed increasing clutch.
上述したように、従来の動力装置では、左右の出力軸へのトルクの分配制御のために、増速用および減速用クラッチが用いられており、これらの増速用および減速用クラッチは、内燃機関からの回転伝達に伴って空転する。このため、増速用および減速用クラッチとして、湿式の摩擦クラッチを用いた場合には、その潤滑油の粘性によるせん断抵抗によって、大きな引きずり損失が発生してしまう。 As described above, in the conventional power unit, the speed increasing and speed reducing clutches are used for controlling the distribution of torque to the left and right output shafts. It idles with the transmission of rotation from the engine. For this reason, when a wet friction clutch is used as the speed increasing and decelerating clutch, a large drag loss occurs due to the shear resistance due to the viscosity of the lubricating oil.
さらに、油圧式の増速用および減速用クラッチに油圧を供給するために、内燃機関を動力源とする油圧ポンプを用いた場合には、内燃機関の運転中、左右の出力軸へのトルクの分配制御にかかわらず、常に油圧ポンプが駆動されるため、その分、内燃機関のトルクが無駄に消費されてしまう。さらに、増速用および減速用クラッチを駆動するためのスプール弁や、ソレノイド、ストレーナなどが必要になるため、その分、装置の大型化および搭載性の低下を招いてしまう。 Further, when a hydraulic pump using an internal combustion engine as a power source is used to supply hydraulic pressure to the hydraulic speed increasing and deceleration clutches, the torque to the left and right output shafts is reduced during operation of the internal combustion engine. Regardless of the distribution control, the hydraulic pump is always driven, and accordingly, the torque of the internal combustion engine is wasted. Furthermore, since a spool valve, a solenoid, a strainer, and the like for driving the speed increasing and decelerating clutches are required, the size of the apparatus and the mountability are reduced accordingly.
また、従来の動力装置では、例えば車両が高速で直進走行しているときに、その直進安定性を高めるために左右の出力軸の間の差回転を制限するには、検出された両出力軸の回転数に基づき、増速用および減速用クラッチの締結度合を制御することによって、左右の出力軸に分配されるトルクを精度良く制御しなければならない。そのため、このトルクの制御が非常に困難であるとともに、制御の高い応答性を得ることができない。 Further, in the conventional power unit, for example, when the vehicle is traveling straight ahead at a high speed, in order to limit the differential rotation between the left and right output shafts in order to improve the straight running stability, both detected output shafts The torque distributed to the left and right output shafts must be accurately controlled by controlling the degree of engagement of the speed increasing and decelerating clutches based on the number of rotations. For this reason, it is very difficult to control the torque, and it is impossible to obtain a high control response.
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、損失を抑制でき、装置の小型化および搭載性の向上を図れるとともに、2つの回転軸の間の差回転の制限を容易かつ高い応答性で行うことによって、移動装置の挙動安定性を高めることができる動力装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can suppress loss, reduce the size of the apparatus and improve the mountability, and limit the differential rotation between the two rotating shafts. It is an object of the present invention to provide a power unit that can improve the behavioral stability of a moving device by performing it easily and with high responsiveness.
上記の目的を達成するために、請求項1に係る発明は、移動装置(実施形態における(以下、本項において同じ)車両VFR、車両VAW)を移動させるために、互いに差回転が可能に構成された2つの回転軸(左右の出力軸SRL、SRR、左右の出力軸SFL、SFR)を駆動する動力装置1、1A〜1Eであって、回転自在のキャリア部材13と、互いに一体に設けられた第1ピニオンギヤP1、第2ピニオンギヤP2および第3ピニオンギヤP3で構成され、キャリア部材13に回転自在に支持された3連ピニオンギヤ14と、第1ピニオンギヤP1に噛み合う回転自在の第1サンギヤS1と、第2ピニオンギヤP2に噛み合う回転自在の第2サンギヤS2と、第3ピニオンギヤP3に噛み合う回転自在の第3サンギヤS3と、を備え、3連ピニオンギヤ14および第1〜第3サンギヤS1〜S3は、キャリア部材13が固定された状態で3連ピニオンギヤ14が回転しているときに、第2サンギヤS2の回転数が第1サンギヤS1の回転数よりも高くなるとともに、第3サンギヤS3の回転数が第2サンギヤS2の回転数よりも高くなるように構成されており、正トルクおよび負トルクを発生可能な第1トルク発生装置(第1回転電機11)と、正トルクおよび負トルクを発生可能な第2トルク発生装置(第2回転電機12)と、をさらに備え、第3サンギヤS3は、第1トルク発生装置に連結され、第2サンギヤS2は、2つの回転軸の一方(左出力軸SRL、SFL)に連結され、第1サンギヤS1は、2つの回転軸の他方(右出力軸SRR、SFR)に連結されるとともに、キャリア部材13は、第2トルク発生装置に連結されており、第3サンギヤS3およびキャリア部材13に連結され、第3サンギヤS3とキャリア部材13の間を接続・遮断することによって2つの回転軸の間の差回転を制限するための差動制限機構16、41をさらに備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
この構成によれば、回転自在のキャリア部材に、3連ピニオンギヤが回転自在に支持されるとともに、3連ピニオンギヤを構成する互いに一体の第1〜第3ピニオンギヤに、回転自在の第1〜第3サンギヤがそれぞれ噛み合っている。また、これらの3連ピニオンギヤおよび第1〜第3サンギヤは、キャリア部材が固定された状態で3連ピニオンギヤが回転しているときに、第2サンギヤの回転数が第1サンギヤの回転数よりも高くなるとともに、第3サンギヤの回転数が第2サンギヤの回転数よりも高くなるように構成されている。以上の構成により、第3〜第1サンギヤおよびキャリア部材によって、回転数が互いに共線関係にある4つの回転要素が構成される。ここで、共線関係とは、共線図において、それらの回転数が互いに一つの同じ直線上に位置する関係のことである。また、上述した第1〜第3サンギヤの回転数の関係から、この共線図において、第3サンギヤ、第2サンギヤ、第1サンギヤおよびキャリア部材は、この順で並ぶ。 According to this configuration, the triple pinion gear is rotatably supported by the rotatable carrier member, and the first to third pinion gears that are integral with each other constituting the triple pinion gear can be freely rotated. The sun gears are engaged with each other. In addition, the triple pinion gear and the first to third sun gears are configured such that when the triple pinion gear rotates with the carrier member fixed, the rotation speed of the second sun gear is higher than the rotation speed of the first sun gear. The rotational speed of the third sun gear is configured to be higher than the rotational speed of the second sun gear. With the above configuration, the four rotation elements whose rotation speeds are collinear with each other are configured by the third to first sun gears and the carrier member. Here, the collinear relationship is a relationship in which the rotation speeds are located on the same straight line in the collinear diagram. Further, in the nomographic chart, the third sun gear, the second sun gear, the first sun gear, and the carrier member are arranged in this order because of the relationship between the rotational speeds of the first to third sun gears.
さらに、第3サンギヤは、第1トルク発生装置に連結され、第2および第1サンギヤは、2つの回転軸の一方(以下「一方の回転軸」という)および他方(以下「他方の回転軸」という)にそれぞれ連結されるとともに、キャリア部材は、第2トルク発生装置に連結されている。以上により、第1および第2トルク発生装置で発生した正トルクおよび負トルク(負荷トルク)を、第3〜第1サンギヤやキャリア部材を介して2つの回転軸に伝達し、両回転軸を適切に駆動することができる。この場合、上述したように第3〜第1サンギヤおよびキャリア部材の回転数が互いに共線関係にあるので、第1および第2トルク発生装置で発生する正トルクおよび負トルクを制御することによって、2つの回転軸に分配されるトルクを適切に制御することができる。なお、第1および第2トルク発生装置の負トルクとは、第1および第2トルク発生装置にそれぞれ連結された第3サンギヤおよびキャリア部材に対し、負荷として作用するトルクのことである。 Further, the third sun gear is connected to the first torque generator, and the second and first sun gears are one of the two rotation shafts (hereinafter referred to as “one rotation shaft”) and the other (hereinafter referred to as “the other rotation shaft”). And the carrier member is connected to the second torque generator. As described above, the positive torque and the negative torque (load torque) generated by the first and second torque generators are transmitted to the two rotating shafts via the third to first sun gears and the carrier member, and both rotating shafts are appropriately used. Can be driven. In this case, since the rotation speeds of the third to first sun gears and the carrier member are collinear with each other as described above, by controlling the positive torque and the negative torque generated by the first and second torque generators, The torque distributed to the two rotating shafts can be appropriately controlled. The negative torque of the first and second torque generators is a torque that acts as a load on the third sun gear and the carrier member connected to the first and second torque generators, respectively.
また、前述した従来の場合と異なり、2つの回転軸に分配されるトルクを制御するために、湿式の摩擦クラッチで構成された増速用および減速用クラッチではなく、第1および第2トルク発生装置を用いるので、大きな引きずり損失が発生することがなく、したがって、損失を抑制することができる。それに加え、増速用および減速用クラッチに油圧を供給するための油圧ポンプは不要である。さらに、両クラッチを駆動するためのスプール弁や、ソレノイド、ストレーナなども不要であり、その分、動力装置の小型化および搭載性の向上を図ることができる。 Also, unlike the conventional case described above, the first and second torques are generated in order to control the torque distributed to the two rotating shafts, not the speed-up and speed-down clutches configured by the wet friction clutch. Since the apparatus is used, a large drag loss does not occur, and therefore the loss can be suppressed. In addition, a hydraulic pump for supplying hydraulic pressure to the speed increasing and deceleration clutches is unnecessary. Further, a spool valve, a solenoid, a strainer, and the like for driving both clutches are unnecessary, and accordingly, the power device can be reduced in size and improved in mountability.
また、前述した構成によれば、第3〜第1サンギヤおよびキャリア部材から成る4つの回転要素のうち、共線図において両外側に位置する回転要素、すなわち第3サンギヤとキャリア部材の間が、差動制限機構によって接続・遮断される。第3〜第1サンギヤおよびキャリア部材の回転数が共線関係にあるため、この差動制限機構による第3サンギヤとキャリア部材の間の接続によって、第3〜第1サンギヤおよびキャリア部材が一体に回転するようになるので、第2サンギヤが連結された一方の回転軸と、第1サンギヤが連結された他方の回転軸との間の差回転を制限でき、それにより、移動装置の挙動安定性を高めることができる。この場合、差動制限機構を単に接続するだけでよいので、2つの回転軸の間の差回転の制限を容易に行うことができるとともに、その高い応答性を得ることができる。 Further, according to the configuration described above, among the four rotating elements including the third to first sun gears and the carrier member, the rotating elements located on both outer sides in the collinear diagram, that is, between the third sun gear and the carrier member, Connected / cut off by differential limiting mechanism. Since the rotation speeds of the third to first sun gears and the carrier member are collinear, the third and first sun gears and the carrier member are integrated with each other by the connection between the third sun gear and the carrier member by the differential limiting mechanism. Since it rotates, the differential rotation between the one rotating shaft to which the second sun gear is connected and the other rotating shaft to which the first sun gear is connected can be restricted, thereby making it possible to stabilize the behavior of the moving device. Can be increased. In this case, since it is only necessary to connect the differential limiting mechanism, it is possible to easily limit the differential rotation between the two rotating shafts and to obtain a high response.
さらに、図15は、他方の回転軸の回転数が一方の回転軸の回転数よりも高い場合において、差動制限機構により第3サンギヤとキャリア部材の間を接続したときの各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの釣り合い関係の一例を示す共線図である。図15では、値0を示す横線から縦線上の白丸までの距離が、各回転要素の回転数に相当する。このことは、後述する他の共線図についても同様である。図15において、RC1は、差動制限機構の接続に伴って差動制限機構から第3サンギヤに作用する反力トルクであり、RLC1およびRRC1は、この反力トルクRC1が第3サンギヤに作用するのに伴って一方の回転軸および他方の回転軸にそれぞれ作用する反力トルクである。また、RC2は、差動制限機構の接続に伴って差動制限機構からキャリア部材に作用する反力トルクであり、RLC2およびRRC2は、この反力トルクRC2がキャリア部材に作用するのに伴って一方の回転軸および他方の回転軸にそれぞれ作用する反力トルクである。
Further, FIG. 15 shows various rotation elements when the third sun gear and the carrier member are connected by the differential limiting mechanism when the rotation speed of the other rotation shaft is higher than the rotation speed of the one rotation shaft. It is a collinear diagram which shows an example of the relationship between the rotation speed between them, and the balance relationship of a torque. In FIG. 15, the distance from the horizontal line indicating the
この場合、差動制限機構の接続に伴い、一方の回転軸に伝達されるトルクは、RLC1+RLC2=RC1×(X+1)+RC2×Yで表され、他方の回転軸に伝達されるトルクは、−{RRC1+RRC2}=−{RC1×X+RC2×(Y+1)}で表される。このように、回転数が低い一方の回転軸に伝達されるトルクが増大するとともに、回転数が高い他方の回転軸に制動トルクが作用する結果、2つの回転軸の間の差回転が低減され、制限される。また、第3サンギヤとキャリア部材の間を接続することから明らかなように、差動制限機構から第3サンギヤおよびキャリア部材にそれぞれ作用する反力トルクRC1およびRC2は、その方向が互いに反対であるだけで、互いに同じ大きさである。 In this case, the torque transmitted to one of the rotating shafts due to the connection of the differential limiting mechanism is represented by RLC1 + RLC2 = RC1 × (X + 1) + RC2 × Y, and the torque transmitted to the other rotating shaft is − { RRC1 + RRC2} = − {RC1 × X + RC2 × (Y + 1)}. As described above, the torque transmitted to one of the rotation shafts having a low rotation speed increases, and the braking torque acts on the other rotation shaft having a high rotation speed. As a result, the differential rotation between the two rotation shafts is reduced. Limited. As is clear from the connection between the third sun gear and the carrier member, the reaction force torques RC1 and RC2 acting on the third sun gear and the carrier member from the differential limiting mechanism are opposite in direction. Are just the same size as each other.
以上から、差動制限機構の接続により2つの回転軸の間の差回転を制限するように両回転軸にそれぞれ作用する差動制限トルクの総和(以下「総差動制限トルク」という)は、これらの反力トルクRC1およびRC2を代表してRC1を用いると、RC1×(X+1)+RC1×Y+{RC1×X+RC1×(Y+1)}=2×RC1×(X+Y+1)で表される。 From the above, the sum of the differential limiting torques acting on both rotary shafts so as to limit the differential rotation between the two rotary shafts by connecting the differential limiting mechanism (hereinafter referred to as “total differential limiting torque”) is When RC1 is used as a representative of these reaction torques RC1 and RC2, it is expressed as RC1 × (X + 1) + RC1 × Y + {RC1 × X + RC1 × (Y + 1)} = 2 × RC1 × (X + Y + 1).
また、図16は、他方の回転軸の回転数が一方の回転軸の回転数よりも高い場合において、上述した本発明と異なり、前述した4つの回転要素のうち、一方の回転軸に連結された第2サンギヤと、他方の回転軸に連結された第1サンギヤとの間を差動制限機構によって接続したと仮定したときの各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの釣り合い関係の一例を示す共線図である。図16において、RC1およびRC2は、差動制限機構の接続に伴って、差動制限機構から第2および第1サンギヤにそれぞれ作用する反力トルクである。 FIG. 16 is different from the above-described present invention in the case where the rotation speed of the other rotation shaft is higher than that of the one rotation shaft, and is connected to one rotation shaft among the four rotation elements described above. The relationship between the rotational speed and the torque balance between the various rotating elements when it is assumed that the second sun gear and the first sun gear connected to the other rotating shaft are connected by a differential limiting mechanism. It is an alignment chart which shows an example. In FIG. 16, RC1 and RC2 are reaction force torques acting on the second and first sun gears, respectively, from the differential limiting mechanism as the differential limiting mechanism is connected.
この場合、差動制限機構の接続に伴い、一方の回転軸および他方の回転軸に伝達されるトルクは、RC1および−RC2でそれぞれ表される。このように、回転数が低い一方の回転軸に伝達されるトルクが増大するとともに、回転数が高い他方の回転軸に制動トルクが作用する結果、2つの回転軸の間の差回転が制限される。また、第1および第2サンギヤの間を接続することから明らかなように、差動制限機構から第2および第1サンギヤにそれぞれ作用する反力トルクRC1およびRC2は、その方向が互いに反対であるだけで、互いに同じ大きさである。 In this case, the torque transmitted to one rotating shaft and the other rotating shaft in accordance with the connection of the differential limiting mechanism is represented by RC1 and -RC2, respectively. As described above, the torque transmitted to one of the rotation shafts having a low rotation speed increases, and the braking torque acts on the other rotation shaft having a high rotation speed. As a result, the differential rotation between the two rotation shafts is limited. The Further, as is apparent from the connection between the first and second sun gears, the reaction force torques RC1 and RC2 acting on the second and first sun gears from the differential limiting mechanism are opposite to each other. Are just the same size as each other.
以上から、第2および第1サンギヤの間の差動制限機構の接続により作用する総差動制限トルクは、これらの反力トルクRC1およびRC2を代表してRC1を用いると、RC1+RC1=2×RC1で表される。これに対して、前述したように、本発明(図15)の総差動制限トルクは、2×RC1×(X+Y+1)で表されることから明らかなように、第2および第1サンギヤの間を接続した場合(図16)よりも大きくなる。 From the above, the total differential limiting torque acting by the connection of the differential limiting mechanism between the second and first sun gears is RC1 + RC1 = 2 × RC1 when RC1 is used as a representative of these reaction torques RC1 and RC2. It is represented by On the other hand, as described above, the total differential limiting torque of the present invention (FIG. 15) is expressed by 2 × RC1 × (X + Y + 1). It becomes larger than the case of connecting (FIG. 16).
さらに、図17は、他方の回転軸の回転数が一方の回転軸の回転数よりも高い場合において、本発明と異なり、4つの回転要素のうち、第3サンギヤと第1サンギヤの間を差動制限機構によって接続したと仮定したときの各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの釣り合い関係の一例を示す共線図である。図17において、RC1は、差動制限機構の接続に伴って差動制限機構から第3サンギヤに作用する反力トルクであり、RLC1およびRRC1は、この反力トルクRC1が第3サンギヤに作用するのに伴って一方の回転軸および他方の回転軸にそれぞれ作用する反力トルクである。また、RC2は、差動制限機構の接続に伴って差動制限機構から第1サンギヤを介して他方の回転軸に作用する反力トルクであり、RLC2およびRSC2は、この反力トルクRC2が第1サンギヤに作用するのに伴って一方の回転軸および第3サンギヤにそれぞれ作用する反力トルクである。 Further, FIG. 17 shows a difference between the third sun gear and the first sun gear among the four rotating elements when the rotation speed of the other rotation shaft is higher than the rotation speed of the one rotation shaft. It is a collinear diagram which shows an example of the relationship of the rotation speed between various rotation elements when it assumes that it connected by the dynamic limiting mechanism, and the balance relationship of a torque. In FIG. 17, RC1 is a reaction force torque that acts on the third sun gear from the differential restriction mechanism when the differential restriction mechanism is connected, and RLC1 and RRC1 have this reaction force torque RC1 act on the third sun gear. Accordingly, the reaction torque acts on one of the rotating shafts and the other rotating shaft. RC2 is a reaction force torque that acts on the other rotation shaft from the differential limit mechanism via the first sun gear as the differential limit mechanism is connected. RLC2 and RSC2 have the reaction torque RC2 This is the reaction torque that acts on one of the rotating shafts and the third sun gear as it acts on one sun gear.
この場合、差動制限機構の接続に伴い、一方の回転軸に伝達されるトルクは、RLC1−RLC2=RC1×(X+1)−RC2×(X+1)/Xで表され、他方の回転軸に伝達されるトルクは、−(RC2+RRC1)=−(RC2+RC1×X)で表される。このように、回転数が低い一方の回転軸に伝達されるトルクが増大するとともに、回転数が高い他方の回転軸に制動トルクが作用する結果、2つの回転軸の間の差回転が制限される。また、第3および第1サンギヤの間を接続することから明らかなように、差動制限機構から第3サンギヤおよび第1サンギヤにそれぞれ作用する反力トルクRC1およびRC2は、その方向が互いに反対であるだけで、互いに同じ大きさである。 In this case, the torque transmitted to one of the rotating shafts due to the connection of the differential limiting mechanism is expressed as RLC1-RLC2 = RC1 × (X + 1) −RC2 × (X + 1) / X, and transmitted to the other rotating shaft. The torque to be applied is represented by − (RC2 + RRC1) = − (RC2 + RC1 × X). As described above, the torque transmitted to one of the rotation shafts having a low rotation speed increases, and the braking torque acts on the other rotation shaft having a high rotation speed. As a result, the differential rotation between the two rotation shafts is limited. The Further, as is apparent from the connection between the third and first sun gears, the reaction force torques RC1 and RC2 acting on the third sun gear and the first sun gear from the differential limiting mechanism are in opposite directions. They are just the same size.
以上から、第3および第1サンギヤの間の差動制限機構の接続により2つの回転軸に作用する総差動制限トルクは、これらの反力トルクRC1およびRC2を代表してRC1を用いると、RC1×(X+1)−RC1×(X+1)/X+(RC1+RC1×X)=2×RC1×{X+1−(X+1)/(2×X)}で表される。これに対して、本発明(図15)における総差動制限トルクは、2×RC1×(X+Y+1)で表されることから明らかなように、第3および第1サンギヤの間を差動制限機構で接続した場合(図17)よりも大きくなる。このことは、図示しないものの、4つの回転要素(第3〜第1サンギヤおよびキャリア部材)のうちの、これまでに述べた2つの回転要素の組合わせ以外の組合わせに係る2つの回転要素を差動制限機構で接続した場合にも、同様に当てはまる。また、図15〜図17は、他方の回転軸の回転数が一方の回転軸の回転数よりも高い場合の例であるが、これとは逆に、一方の回転軸の回転数が他方の回転軸の回転数よりも高い場合にも、本発明における総差動制限トルクは、より大きくなる。 From the above, the total differential limiting torque acting on the two rotating shafts due to the connection of the differential limiting mechanism between the third and first sun gears, when RC1 is used to represent these reaction force torques RC1 and RC2, RC1 * (X + 1) -RC1 * (X + 1) / X + (RC1 + RC1 * X) = 2 * RC1 * {X + 1- (X + 1) / (2 * X)}. On the other hand, as is apparent from the fact that the total differential limiting torque in the present invention (FIG. 15) is expressed by 2 × RC1 × (X + Y + 1), a differential limiting mechanism is provided between the third and first sun gears. It becomes larger than the case of connecting with (FIG. 17). Although this is not shown, this means that two of the four rotating elements (the third to first sun gears and the carrier member) related to a combination other than the combination of the two rotating elements described so far are used. The same applies when connected by a differential limiting mechanism. FIGS. 15 to 17 are examples in which the rotation speed of the other rotation shaft is higher than the rotation speed of one rotation shaft. On the contrary, the rotation speed of one rotation shaft is the other rotation shaft. Even when the rotational speed of the rotary shaft is higher, the total differential limiting torque in the present invention becomes larger.
以上のように、4つの回転要素のうち、共線図において両外側に位置する回転要素である第3サンギヤとキャリア部材の間を接続することによって、最も大きな総差動制限トルクを得ることができる。これにより、2つの回転軸の間の差回転を制限するために差動制限機構に必要とされる反力トルクを低減できるので、差動制限機構の小型化を図ることができ、それにより、動力装置のさらなる小型化および搭載性の向上を図ることができる。 As described above, the largest total differential limiting torque can be obtained by connecting the third sun gear, which is the rotating element located on both outer sides in the nomographic chart, and the carrier member among the four rotating elements. it can. Thereby, since the reaction force torque required for the differential limiting mechanism to limit the differential rotation between the two rotating shafts can be reduced, the differential limiting mechanism can be reduced in size. The power device can be further reduced in size and mounted.
また、本発明によれば、回転数が互いに共線関係にある4つの回転要素を構成するために、3連ピニオンギヤ、第1〜第3サンギヤおよびキャリア部材から成る歯車装置を用いている。このため、例えば、これらの4つの回転要素を構成するために、シングルピニオンタイプの2つの遊星歯車装置の組合わせを用いた場合と比較して、部品点数を削減できるとともに、リングギヤを有していない分、歯車装置の径方向の寸法を小さくすることができる。 In addition, according to the present invention, in order to constitute four rotating elements whose rotational speeds are collinear with each other, a gear device including a triple pinion gear, first to third sun gears, and a carrier member is used. For this reason, for example, in order to configure these four rotating elements, the number of parts can be reduced and a ring gear is provided compared to the case where a combination of two planetary gear devices of a single pinion type is used. Accordingly, the radial dimension of the gear device can be reduced.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の動力装置1A、1Dにおいて、第3サンギヤS3と差動制限機構41の間の動力伝達経路上に設けられ、差動制限機構41による第3サンギヤS3とキャリア部材13の間の接続に伴って発生した差動制限機構41の反力トルクを、増大させた状態で第3サンギヤS3に伝達する第1動力伝達機構(ギヤ51、ギヤ52)と、キャリア部材13と差動制限機構41の間の動力伝達経路上に設けられ、差動制限機構41による第3サンギヤS3とキャリア部材13の間の接続に伴って発生した差動制限機構41の反力トルクを、増大させた状態でキャリア部材13に伝達する第2動力伝達機構(ギヤ53、ギヤ54)と、をさらに備えることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the
図15を用いた請求項1に係る発明の説明から明らかなように、差動制限機構による第3サンギヤとキャリア部材の間の接続に伴って発生した差動制限機構の反力トルクが大きいほど、前述した総差動制限トルク(2つの回転軸の差回転を制限するトルク)は、より大きくなる。上述した構成によれば、この差動制限機構の反力トルクが、第1動力伝達機構によって増大した状態で第3サンギヤに伝達されるとともに、第2動力伝達機構によって増大した状態でキャリア部材に伝達される。したがって、総差動制限トルクを増大させることができるので、2つの回転軸の間の差回転を制限するために差動制限機構に必要とされる反力トルクをさらに低減することができ、それにより、差動制限機構のさらなる小型化を図ることができる。この場合、例えば、第1および第2動力伝達機構として、ギヤなどの比較的小型の機構を採用したときには、両者を設けるために必要なスペースは、上記の差動制限機構の小型化によって削減されるスペースよりも小さい。したがって、差動制限機構の小型化により、動力装置のさらなる小型化および搭載性の向上を図ることができる。
As is apparent from the description of the invention according to
請求項3に係る発明は、請求項1または2に記載の動力装置1C〜1Eにおいて、互いに差回転が可能な第1回転体(サンギヤSD)、第2回転体(キャリアCD)および第3回転体(リングギヤRD)を有する差動装置Dと、正トルクを発生可能であり、第1および第2トルク発生装置とは別個に設けられたトルク発生装置(エンジン3)と、をさらに備え、第1回転体は第2サンギヤS2に連結され、第2回転体は、第1サンギヤS1と2つの回転軸の他方の間の動力伝達経路上に設けられるとともに、第3回転体は、トルク発生装置に連結されることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the
この構成によれば、差動装置の第1〜第3回転体が、互いに差回転が可能に構成されている。また、第1回転体は、前述した第2サンギヤに連結され、第2サンギヤを介して一方の回転軸に連結されている。第2回転体は、第1サンギヤと他方の回転軸との間の動力伝達経路上に設けられており、第3回転体は、トルク発生装置に連結されている。さらに、このトルク発生装置は、第1および第2トルク発生装置とは別個に設けられている。以上により、2つの回転軸に、第1および第2トルク発生装置からの正トルクに加え、トルク発生装置からの正トルクが伝達されるので、第1および第2トルク発生装置に必要とされるトルクを低減でき、それにより両装置の小型化を図ることができる。 According to this configuration, the first to third rotating bodies of the differential device are configured to be capable of differential rotation with each other. The first rotating body is connected to the above-described second sun gear, and is connected to one rotating shaft via the second sun gear. The second rotating body is provided on a power transmission path between the first sun gear and the other rotating shaft, and the third rotating body is connected to a torque generator. Furthermore, this torque generator is provided separately from the first and second torque generators. As described above, the positive torque from the torque generator is transmitted to the two rotating shafts in addition to the positive torque from the first and second torque generators, which is necessary for the first and second torque generators. Torque can be reduced, thereby reducing the size of both devices.
請求項4に係る発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の動力装置1、1A〜1Eにおいて、第1および第2トルク発生装置が回転電機であることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the
この構成によれば、第1および第2トルク発生装置として一般的な回転電機を用いるので、格別の装置を用いることなく、動力装置を容易かつより安価に構成することができる。また、前述したように2つの回転軸へのトルクの分配を制御する場合において、第1および第2トルク発生装置で負トルクを発生させるにあたり、回転電機により動力を電力に変換することができる。このため、例えば、動力装置を車両に適用した場合には、変換した電力を車両用の補機に供給することによって、補機の電源を充電するための発電機の作動負荷および作動頻度を低下させることができる。 According to this configuration, since a general rotating electric machine is used as the first and second torque generators, the power unit can be easily and cheaply configured without using a special device. Further, as described above, when the distribution of torque to the two rotating shafts is controlled, the motive power can be converted into electric power by the rotating electrical machine when the first and second torque generating devices generate negative torque. For this reason, for example, when the power unit is applied to a vehicle, the operation load and the operation frequency of the generator for charging the power source of the auxiliary machine are reduced by supplying the converted electric power to the auxiliary machine for the vehicle. Can be made.
前記目的を達成するために、請求項5に係る発明は、移動装置(実施形態における(以下、本項において同じ)車両VFR、車両VAW)を移動させるために、互いに差回転が可能に構成された2つの回転軸(左右の出力軸SRL、SRR、左右の出力軸SFL、SFR)を駆動する動力装置1、1A〜1Eであって、互いの間で動力を伝達可能な第1要素(第3サンギヤS3)、第2要素(第2サンギヤS2)、第3要素(第1サンギヤS1)および第4要素(キャリア部材13)を有し、第1〜第4要素の回転数が共線図において互いに同じ一つの直線上に位置する所定の共線関係にあり、第1要素を固定した状態で第2〜第4要素を回転させたときに、第2〜第4要素が同方向に回転するとともに、第4要素の回転数が第2および第3要素の回転数よりも高くなるように構成された歯車装置GSと、正トルクおよび負トルクを発生可能な第1トルク発生装置(第1回転電機11)と、正トルクおよび負トルクを発生可能な第2トルク発生装置(第2回転電機12)と、を備え、第1要素は、第1トルク発生装置に連結され、第2要素は、2つの回転軸の一方(左出力軸SRL、SFL)に連結され、第3要素は、2つの回転軸の他方(右出力軸SRR、SFR)に連結されるとともに、第4要素は、第2トルク発生装置に連結されており、第1および第4要素に連結され、第1要素と第4要素の間を接続・遮断することによって2つの回転軸の間の差回転を制限するための差動制限機構16、41をさらに備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 5 is configured to be capable of differential rotation with each other in order to move the moving device (vehicle VFR, vehicle VAW in the embodiment (hereinafter the same in this section)).
この構成によれば、歯車装置の第1〜第4要素が、互いの間で動力を伝達可能になっている。また、第1〜第4要素の回転数は、共線図において互いに同じ一つの直線上に位置する所定の共線関係にあり、第1要素を固定した状態で第2〜第4要素を回転させたときに、第2〜第4要素が同方向に回転するとともに、第4要素の回転数が第2および第3要素の回転数よりも高くなる。さらに、第1要素は、第1トルク発生装置に連結され、第2および第3要素は、2つの回転軸の一方(以下「一方の回転軸」という)および他方(以下「他方の回転軸」という)にそれぞれ連結されるとともに、第4要素は、第2トルク発生装置に連結されている。 According to this structure, the 1st-4th element of a gear apparatus can transmit motive power between each other. Further, the rotation speeds of the first to fourth elements are in a predetermined collinear relationship located on the same straight line in the collinear diagram, and the second to fourth elements are rotated with the first element fixed. When this is done, the second to fourth elements rotate in the same direction, and the rotational speed of the fourth element becomes higher than the rotational speeds of the second and third elements. Further, the first element is connected to the first torque generator, and the second and third elements are one of the two rotation shafts (hereinafter referred to as “one rotation shaft”) and the other (hereinafter referred to as “the other rotation shaft”). And the fourth element is connected to the second torque generator.
以上により、第1および第2トルク発生装置で発生した正トルクおよび負トルクを、歯車装置を介して2つの回転軸に伝達し、両回転軸を適切に駆動することができる。この場合、上述したように第1〜第4要素の回転数が互いに共線関係にあるので、第1および第2トルク発生装置で発生する正トルクおよび負トルクを制御することによって、2つの回転軸に分配されるトルクを適切に制御することができる。なお、第1および第2トルク発生装置の負トルクとは、第1および第2トルク発生装置にそれぞれ連結された第1要素および第4要素に対し、負荷として作用するトルクのことである。 As described above, the positive torque and the negative torque generated by the first and second torque generating devices can be transmitted to the two rotating shafts via the gear device, and both rotating shafts can be appropriately driven. In this case, since the rotation speeds of the first to fourth elements are collinear with each other as described above, two rotations can be achieved by controlling the positive torque and the negative torque generated by the first and second torque generators. The torque distributed to the shaft can be appropriately controlled. The negative torque of the first and second torque generators is a torque that acts as a load on the first element and the fourth element connected to the first and second torque generators, respectively.
また、前述した従来の場合と異なり、2つの回転軸に分配されるトルクを制御するために、湿式の摩擦クラッチで構成された増速用および減速用クラッチではなく、第1および第2トルク発生装置を用いるので、大きな引きずり損失が発生することがなく、したがって、損失を抑制することができる。それに加え、増速用および減速用クラッチに油圧を供給するための油圧ポンプは不要である。さらに、両クラッチを駆動するためのスプール弁や、ソレノイド、ストレーナなども不要であり、その分、動力装置の小型化および搭載性の向上を図ることができる。 Also, unlike the conventional case described above, the first and second torques are generated in order to control the torque distributed to the two rotating shafts, not the speed-up and speed-down clutches configured by the wet friction clutch. Since the apparatus is used, a large drag loss does not occur, and therefore the loss can be suppressed. In addition, a hydraulic pump for supplying hydraulic pressure to the speed increasing and deceleration clutches is unnecessary. Further, a spool valve, a solenoid, a strainer, and the like for driving both clutches are unnecessary, and accordingly, the power device can be reduced in size and improved in mountability.
また、前述した構成によれば、回転数が共線関係にある第1〜第4要素のうちの第1要素と第4要素の間が、差動制限機構によって接続・遮断される。これにより、第1〜第4要素が一体に回転するようになるので、第2要素が連結された一方の回転軸と、第3要素が連結された他方の回転軸の間の差回転を制限でき、それにより、移動装置の挙動安定性を高めることができる。この場合、差動制限機構を単に接続するだけでよいので、2つの回転軸の間の差回転の制限を容易に行うことができるとともに、その高い応答性を得ることができる。 Moreover, according to the structure mentioned above, between the 1st element of the 1st-4th elements in which rotation speed is a collinear relation, and a 4th element are connected and interrupted | blocked by a differential limiting mechanism. As a result, the first to fourth elements rotate integrally, so that the differential rotation between the one rotation shaft connected to the second element and the other rotation shaft connected to the third element is limited. This can improve the behavioral stability of the mobile device. In this case, since it is only necessary to connect the differential limiting mechanism, it is possible to easily limit the differential rotation between the two rotating shafts and to obtain a high response.
また、第1〜第4要素の回転数が共線関係にあることと、前述したように第1要素を固定した状態で第2〜第4要素を回転させたときに、第2〜第4要素が同方向に回転するとともに、第4要素の回転数が第2および第3要素の回転数よりも高くなることから明らかなように、第1〜第4要素の回転数の関係を表す共線図において、第1要素および第4要素は両外側に位置する。したがって、これらの第1要素と第4要素の間を差動制限機構で接続することによって、前述した請求項1に係る発明の作用・効果の説明から明らかなように、総差動制限トルク(2つの回転軸の間の差回転を制限するように両回転軸にそれぞれ作用する差動制限トルクの総和)を最も大きくすることができる。これにより、2つの回転軸の間の差回転を制限するために差動制限機構に必要とされる反力トルクを低減できるので、差動制限機構の小型化を図ることができ、それにより、動力装置のさらなる小型化および搭載性の向上を図ることができる。
Further, when the rotation speeds of the first to fourth elements are in a collinear relationship, and when the second to fourth elements are rotated with the first element fixed as described above, the second to fourth elements are rotated. As the element rotates in the same direction and the rotational speed of the fourth element is higher than the rotational speeds of the second and third elements, it is common to express the relationship between the rotational speeds of the first to fourth elements. In the diagram, the first element and the fourth element are located on both outer sides. Therefore, by connecting the first element and the fourth element with the differential limiting mechanism, as is apparent from the description of the operation and effect of the invention according to
請求項6に係る発明は、請求項5に記載の動力装置1A、1Dにおいて、第1要素と差動制限機構41の間の動力伝達経路上に設けられ、差動制限機構41による第1要素と第4要素の間の接続に伴って発生した差動制限機構41の反力トルクを、増大させた状態で第1要素に伝達する第1動力伝達機構(ギヤ51、ギヤ52)と、第4要素と差動制限機構41の間の動力伝達経路上に設けられ、差動制限機構41による第1要素と第4要素の間の接続に伴って発生した差動制限機構41の反力トルクを、増大させた状態で第4要素に伝達する第2動力伝達機構(ギヤ53、ギヤ54)と、をさらに備えることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the
請求項5に係る発明は、請求項1に係る発明の第3〜第1サンギヤおよびキャリア部材を第1〜第4要素にそれぞれ上位概念化したものである。このため、請求項1に係る発明と同様、差動制限機構による第1要素と第4要素の間の接続に伴って発生した差動制限機構の反力トルクが大きいほど、総差動制限トルクはより大きくなる。上述した構成によれば、この差動制限機構の反力トルクが、第1動力伝達機構によって増大した状態で第1要素に伝達されるとともに、第2動力伝達機構によって増大した状態で第4要素に伝達される。したがって、総差動制限トルクを増大させることができるので、2つの回転軸の間の差回転を制限するために差動制限機構に必要とされる反力トルクをさらに低減することができ、それにより、差動制限機構のさらなる小型化を図ることができる。この場合、例えば、第1および第2動力伝達機構として、ギヤなどの比較的小型の機構を採用したときには、両者を設けるために必要なスペースは、上記の差動制限機構の小型化によって削減されるスペースよりも小さい。したがって、差動制限機構の小型化により、動力装置のさらなる小型化および搭載性の向上を図ることができる。
The invention according to claim 5 is obtained by superposing the third to first sun gears and the carrier member of the invention according to
請求項7に係る発明は、請求項5または6に記載の動力装置1C〜1Eにおいて、互いに差回転が可能な第5要素(サンギヤSD)、第6要素(キャリアCD)および第7要素(リングギヤRD)を有する差動装置Dと、正トルクを発生可能であり、第1および第2トルク発生装置とは別個に設けられたトルク発生装置(エンジン3)と、をさらに備え、第5要素は、第2要素に連結され、第6要素は、第3要素と2つの回転軸の他方との間の動力伝達経路上に設けられるとともに、第7要素は、トルク発生装置に連結されることを特徴とする。
The invention according to claim 7 is the
この構成によれば、差動装置の第5〜第7要素が、互いに差回転が可能に構成されている。また、第5要素は、前述した歯車装置の第2要素に連結され、第2要素を介して一方の回転軸に連結されている。第6要素は、歯車装置の第3要素と他方の回転軸との間の動力伝達経路上に設けられており、第7要素は、トルク発生装置に連結されている。さらに、このトルク発生装置は、第1および第2トルク発生装置とは別個に設けられている。以上により、2つの回転軸に、第1および第2トルク発生装置からの正トルクに加え、トルク発生装置からの正トルクが伝達されるので、第1および第2トルク発生装置に必要とされるトルクを低減でき、それにより両装置の小型化を図ることができる。 According to this configuration, the fifth to seventh elements of the differential device are configured to be capable of differential rotation. The fifth element is connected to the second element of the gear device described above, and is connected to one of the rotating shafts via the second element. The sixth element is provided on the power transmission path between the third element of the gear device and the other rotating shaft, and the seventh element is connected to the torque generator. Furthermore, this torque generator is provided separately from the first and second torque generators. As described above, the positive torque from the torque generator is transmitted to the two rotating shafts in addition to the positive torque from the first and second torque generators, which is necessary for the first and second torque generators. Torque can be reduced, thereby reducing the size of both devices.
請求項8に係る発明は、請求項5ないし7のいずれかに記載の動力装置1、1A〜1Eにおいて、第1および第2トルク発生装置が回転電機であることを特徴とする。
The invention according to claim 8 is characterized in that, in the
この構成によれば、第1および第2トルク発生装置として一般的な回転電機を用いるので、格別の装置を用いることなく、動力装置を容易かつより安価に構成することができる。また、前述したように2つの回転軸へのトルクの分配を制御する場合において、第1および第2トルク発生装置で負トルクを発生させるにあたり、回転電機により動力を電力に変換することができる。このため、例えば、動力装置を車両に適用した場合には、変換した電力を車両用の補機に供給することによって、補機の電源を充電するための発電機の作動負荷および作動頻度を低下させることができる。 According to this configuration, since a general rotating electric machine is used as the first and second torque generators, the power unit can be easily and cheaply configured without using a special device. Further, as described above, when the distribution of torque to the two rotating shafts is controlled, the motive power can be converted into electric power by the rotating electrical machine when the first and second torque generating devices generate negative torque. For this reason, for example, when the power unit is applied to a vehicle, the operation load and the operation frequency of the generator for charging the power source of the auxiliary machine are reduced by supplying the converted electric power to the auxiliary machine for the vehicle. Can be made.
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。図1に示す第1実施形態による動力装置1は、四輪の車両(図示せず)の左右の出力軸SRL、SRRを駆動するためのものであり、車両の後部に搭載されている。これらの左右の出力軸SRL、SRRは、互いに同軸状に配置されるとともに、左右の後輪WRL、WRRにそれぞれ連結されている。また、車両の前部には、動力源としての内燃機関(以下「エンジン」という。図示せず)が搭載されている。このエンジンは、ガソリンエンジンであり、車両の左右の前輪に変速機(いずれも図示せず)などを介して連結されており、左右の前輪を駆動する。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. A
動力装置1は、歯車装置GS、動力源としての第1回転電機11および第2回転電機12を備えている。歯車装置GSは、第1および第2回転電機11、12と左右の出力軸SRL、SRRとの間でトルクを伝達するためのものであり、キャリア部材13、3連ピニオンギヤ14、第1サンギヤS1、第2サンギヤS2および第3サンギヤS3などで構成されている。
The
キャリア部材13は、ドーナツ板状の基部13aと、3連ピニオンギヤ14を支持するための4つの支軸13b(2つのみ図示)で構成されている。キャリア部材13は、軸受け(図示せず)に回転自在に支持されており、左右の出力軸SRL、SRRの周りに配置されている。各支軸13bは、基部13aに一体に取り付けられており、基部13aから軸線方向に延びている。また、4つの支軸13bは、基部13aの円周方向に等間隔で配置されている。
The
3連ピニオンギヤ14は、互いに一体に形成された第1ピニオンギヤP1、第2ピニオンギヤP2および第3ピニオンギヤP3で構成されている。3連ピニオンギヤ14の数Nは、値4であり(2つのみ図示)、各3連ピニオンギヤ14は、支軸13bに回転自在に支持されている。第1〜第3ピニオンギヤP1〜P3は、キャリア部材13の軸線と平行な同一軸線上に、右側からこの順で配置されている。なお、3連ピニオンギヤ14の数Nおよび支軸13bの数は値4に限らず、任意である。
The
第1〜第3ピニオンギヤP1〜P3は、互いに異なるピッチ円直径を有しており、第1ピニオンギヤP1の歯数(以下「第1ピニオン歯数」という)ZP1、第2ピニオンギヤP2の歯数(以下「第2ピニオン歯数」という)ZP2、および第3ピニオンギヤP3の歯数(以下「第3ピニオン歯数」という)ZP3は、それらの最小歯数Mに正の整数を乗算した値(M、2M、3M…のいずれか)に、設定されている。具体的には、第1および第2ピニオン歯数ZP1、ZP2は、最小歯数M=17に設定されており、第3ピニオン歯数ZP3は、2M=34に設定されている。これにより、第1〜第3ピニオンギヤP1〜P3の歯の位相を、周方向に互いに揃えることができる。それにより、3連ピニオンギヤ14の組付時に、第1〜第3ピニオンギヤP1、P2およびP3をそれぞれ、後述する第1サンギヤS1、第2サンギヤS2および第3サンギヤS3に噛み合わせる際に、3連ピニオンギヤ14の周方向(回転方向)の位置決めが不要になり、組付性を向上させることができる。
The first to third pinion gears P1 to P3 have different pitch circle diameters. The number of teeth of the first pinion gear P1 (hereinafter referred to as “first pinion tooth number”) ZP1 and the number of teeth of the second pinion gear P2 ( The number of teeth ZP2 (hereinafter referred to as “second pinion tooth number”) and the number of teeth of the third pinion gear P3 (hereinafter referred to as “third pinion tooth number”) ZP3 is a value obtained by multiplying the minimum number of teeth M by a positive integer (M 2M, 3M...). Specifically, the first and second pinion tooth numbers ZP1, ZP2 are set to the minimum tooth number M = 17, and the third pinion tooth number ZP3 is set to 2M = 34. Thereby, the phase of the teeth of the first to third pinion gears P1 to P3 can be aligned with each other in the circumferential direction. Thus, when the
また、第1〜第3ピニオンギヤP1、P2およびP3には、前記第1サンギヤS1、第2サンギヤS2および第3サンギヤS3がそれぞれ噛み合っており、第1〜第3サンギヤS1〜S3は、互いに異なるピッチ円直径を有している。第1サンギヤS1は右出力軸SRRに、第2サンギヤS2は左出力軸SRLに、それぞれ一体に取り付けられており、第3サンギヤS3は、回転軸15に一体に取り付けられている。この回転軸15は、軸受け(図示せず)に回転自在に支持されており、その内側には、左出力軸SRLが、相対的に回転自在に配置されている。
The first sun gear S1, the second sun gear S2, and the third sun gear S3 are engaged with the first to third pinion gears P1, P2, and P3, respectively, and the first to third sun gears S1 to S3 are different from each other. It has a pitch circle diameter. The first sun gear S1 is integrally attached to the right output shaft SRR, the second sun gear S2 is integrally attached to the left output shaft SRL, and the third sun gear S3 is integrally attached to the
また、第1サンギヤS1の歯数(以下「第1サンギヤ歯数」という)ZS1、第2サンギヤS2の歯数(以下「第2サンギヤ歯数」という)ZS2、および第3サンギヤS3の歯数(以下「第3サンギヤ歯数」という)ZS3は、3連ピニオンギヤ14の数N(本実施形態では値4)に正の整数を乗算した値(N、2N、3N…のいずれか)に、設定されている。具体的には、第1および第3サンギヤ歯数ZS1、ZS3は、8N=32に設定されており、第2サンギヤ歯数ZS2は、7N=28に設定されている。これにより、第1〜第3サンギヤS1〜S3の歯の位相を、4つの3連ピニオンギヤ14と噛み合う位置において、互いに一致させることができる。それにより、第1〜第3ピニオンギヤP1〜P3の歯の位相を互いに異ならせずに済むので、3連ピニオンギヤ14の製造コストを削減することができる。
The number of teeth of the first sun gear S1 (hereinafter referred to as “first sun gear teeth number”) ZS1, the number of teeth of the second sun gear S2 (hereinafter referred to as “second sun gear teeth number”) ZS2, and the number of teeth of the third sun gear S3. ZS3 (hereinafter referred to as “the third sun gear tooth number”) is obtained by multiplying a value (any one of N, 2N, 3N...) Obtained by multiplying the number N of triple pinion gears 14 (a value of 4 in this embodiment) by a positive integer. Is set. Specifically, the first and third sun gear tooth numbers ZS1, ZS3 are set to 8N = 32, and the second sun gear tooth number ZS2 is set to 7N = 28. Thereby, the phase of the teeth of the first to third sun gears S <b> 1 to S <b> 3 can be made to coincide with each other at a position where they mesh with the four triple pinion gears 14. Thereby, since it is not necessary to make the tooth phases of the first to third pinion gears P1 to P3 different from each other, the manufacturing cost of the
なお、互いに噛み合う第1ピニオンギヤP1および第1サンギヤS1のモジュールを互いに一致させ、第2ピニオンギヤP2および第2サンギヤS2のモジュールを互いに一致させるとともに、第3ピニオンギヤP3および第3サンギヤS3のモジュールを互いに一致させるのであれば、第1〜第3ピニオンギヤP1〜P3および第1〜第3サンギヤS1〜S3のモジュールをすべて一致させる必要はない。 The first pinion gear P1 and the first sun gear S1 that mesh with each other are matched with each other, the modules of the second pinion gear P2 and the second sun gear S2 are matched with each other, and the modules of the third pinion gear P3 and the third sun gear S3 are set with each other. If they match, it is not necessary to match all the modules of the first to third pinion gears P1 to P3 and the first to third sun gears S1 to S3.
前記第1回転電機11は、ACモータであり、複数の鉄芯やコイルなどで構成された第1ステータ11aと、複数の磁石などで構成された第1ロータ11bを有している。この第1ステータ11aは、不動のケースCAに固定されている。第1ロータ11bは、第1ステータ11aに対向するように配置され、前述した回転軸15に一体に取り付けられており、回転軸15および第3サンギヤS3とともに回転自在である。第1回転電機11では、第1ステータ11aに電力が供給されると、供給された電力は、動力に変換され、第1ロータ11bに出力される(力行)。また、第1ロータ11bに動力が入力されると、この動力は、電力に変換され、第1ステータ11aに出力される(回生)。
The first rotating
さらに、第1ステータ11aは、第1パワードライブユニット(以下「第1PDU」という)21を介して、充電・放電可能なバッテリ23に電気的に接続されており、バッテリ23との間で電気エネルギを授受可能である。この第1PDU21は、インバータなどの電気回路で構成されている。図2に示すように、第1PDU21には、後述するECU2が電気的に接続されている。このECU2は、第1PDU21を制御することによって、第1ステータ11aに供給する電力と、第1ステータ11aで発電する電力と、第1ロータ11bの回転数を制御する。
Furthermore, the
また、第2回転電機12も、第1回転電機11と同様、ACモータであり、第2ステータ12aおよび第2ロータ12bを有している。これらの第2ステータ12aおよび第2ロータ12bはそれぞれ、第1ステータ11aおよび第1ロータ11bと同様に構成されている。さらに、第2ロータ12bは、前述したキャリア部材13の基部13aに一体に取り付けられており、キャリア部材13とともに回転自在である。さらに、第2回転電機12は、第1回転電機11と同様、第2ステータ12aに供給された電力を動力に変換し、第2ロータ12bに出力可能であり、第2ロータ12bに入力された動力を電力に変換し、第2ステータ12aに出力可能である。
Similarly to the first rotating
また、第2ステータ12aは、第2パワードライブユニット(以下「第2PDU」という)22を介して、バッテリ23に電気的に接続されており、バッテリ23との間で電気エネルギを授受可能である。この第2PDU22は、第1PDU21と同様、インバータなどの電気回路で構成されており、第2PDU22には、ECU2が電気的に接続されている。ECU2は、第2PDU22を制御することによって、第2ステータ12aに供給する電力と、第2ステータ12aで発電する電力と、第2ロータ12bの回転数を制御する。
The
以下、第1ステータ11a(第2ステータ12a)に供給された電力を動力に変換し、第1ロータ11b(第2ロータ12b)から出力することを適宜「力行」という。また、第1ロータ11b(第2ロータ12b)に入力された動力を用いて第1ステータ11a(第2ステータ12a)で発電し、当該動力を電力に変換することを適宜「回生」という。
Hereinafter, converting the electric power supplied to the
以上の構成の動力装置1では、キャリア部材13に回転自在に支持された3連ピニオンギヤ14の第1〜第3ピニオンギヤP1〜P3に、第1〜第3サンギヤS1〜S3がそれぞれ噛み合っていることと、第1〜第3ピニオン歯数ZP1〜ZP3および第1〜第3サンギヤ歯数ZS1〜ZS3が前述したように設定されていることから、キャリア部材13、および第1〜第3サンギヤS1〜S3は、互いの間で動力を伝達可能であるとともに、それらの回転数が互いに共線関係にある。ここで、共線関係とは、共線図において回転数が互いに一つの同じ直線上に位置する関係のことである。また、キャリア部材13を固定した状態で、3連ピニオンギヤ14を回転させたときには、第1〜第3サンギヤS1〜S3はいずれも、3連ピニオンギヤ14の回転方向と反対方向に回転するとともに、第3サンギヤS3の回転数は第2サンギヤS2の回転数よりも高くなり、第2サンギヤS2の回転数は第1サンギヤS1の回転数よりも高くなる。したがって、共線図において、第3〜第1サンギヤS3〜S1およびキャリア部材13は、この順で並ぶ。
In the
また、第1ロータ11bおよび第3サンギヤS3は、回転軸15を介して互いに連結されている。したがって、第1ロータ11bおよび第3サンギヤS3の回転数は互いに等しい。さらに、第2サンギヤS2は、左出力軸SRLに直結されているので、両者S1、SRLの回転数は互いに等しく、第1サンギヤS1は、右出力軸SRRに直結されているので、両者S1、SRRの回転数は互いに等しい。また、キャリア部材13および第2ロータ12bは、互いに直結されているので、両者13、12bの回転数は互いに等しい。
Further, the
以上から、第3〜第1サンギヤS3〜S1、キャリア部材13、左右の出力軸SRL、SRR、第1および第2ロータ11b、12bの間の回転数の関係は、例えば、図3に示す共線図のように表される。図3から明らかなように、左右の出力軸SRL、SRRは、互いに差回転が可能である。
From the above, the relationship among the rotational speeds between the third to first sun gears S3 to S1, the
また、図3におけるαおよびβはそれぞれ、第1レバー比および第2レバー比であり、次式(1)および(2)で表される。
α={1-(ZP2/ZS2)×(ZS3/ZP3)}/{(ZP2/ZS2)×(ZS3/ZP3)-(ZP1/ZS1)×(ZS3/ZP3)} ……(1)
β=(ZP1×ZS2)/(ZS1×ZP2−ZP1×ZS2) ……(2)
Further, α and β in FIG. 3 are the first lever ratio and the second lever ratio, respectively, and are expressed by the following equations (1) and (2).
α = {1- (ZP2 / ZS2) × (ZS3 / ZP3)} / {(ZP2 / ZS2) × (ZS3 / ZP3)-(ZP1 / ZS1) × (ZS3 / ZP3)} (1)
β = (ZP1 × ZS2) / (ZS1 × ZP2-ZP1 × ZS2) (2)
さらに、動力装置1には、左右の出力軸SRL,SRRの間の差回転を制限するための差動制限機構16が設けられている。この差動制限機構16は、油圧式の摩擦クラッチで構成されており、ドーナツ板状のインナー16aおよびアウター16bを有している。これらのインナー16aおよびアウター16bは、キャリア部材13や第1〜第3サンギヤS1〜S3と同軸状に配置されており、インナー16aは前述した回転軸15に、アウター16bはキャリア部材13の4つの支軸13bに、それぞれ一体に取り付けられている。差動制限機構16の締結度合はECU2によって制御され、それにより、回転軸15とキャリア部材13の間、すなわち、第3サンギヤS3とキャリア部材13の間が、接続・遮断される。
Further, the
また、図2に示すように、ECU2には、操舵角センサ31から車両のハンドル(図示せず)の操舵角θを表す検出信号が、車速センサ32から車両の車速VPを表す検出信号が、アクセル開度センサ33から車両のアクセルペダル(図示せず)の操作量(以下「アクセル開度」という)APを表す検出信号が、入力される。ECU2にはさらに、電流電圧センサ34から、バッテリ23に入出力される電流・電圧値を表す検出信号が入力される。ECU2は、電流電圧センサ34からの検出信号に基づいて、バッテリ23の充電状態を算出する。
As shown in FIG. 2, the
ECU2は、I/Oインターフェース、CPU、RAMおよびROMなどから成るマイクロコンピュータで構成されている。ECU2は、上述した各種のセンサ31〜34からの検出信号に応じ、ROMに記憶された制御プログラムに従って、差動制限機構16、第1および第2回転電機11、12を制御する。これにより、動力装置1の各種の動作が行われる。以下、車両の直進時および左右の旋回時における動力装置1の動作について説明する。
The
・直進時
車両の直進時で、かつ定速走行中または加速走行中には、第1および第2回転電機11、12の双方で力行を行うとともに、バッテリ23から第1および第2ステータ11a、12aに供給される電力を制御する。図3は、この場合における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの釣り合い関係を示している。同図において、TM1およびTM2はそれぞれ、第1および第2回転電機11、12での力行に伴って第1および第2ロータ11b、12bに発生した出力トルク(以下、それぞれ「第1モータ出力トルク」「第2モータ出力トルク」という)である。また、RLM1およびRRM1はそれぞれ、第1回転電機11での力行に伴って左出力軸SRLおよび右出力軸SRRに作用する反力トルクであり、RLM2およびRRM2はそれぞれ、第2回転電機12での力行に伴って左出力軸SRLおよび右出力軸SRRに作用する反力トルクである。
When the vehicle is traveling straight, and while traveling at a constant speed or during acceleration, both the first and second rotating
この場合、左出力軸SRLに伝達されるトルク(以下「左出力軸伝達トルク」という)は、RLM1−RLM2(RLM1>RLM2)で表されるともに、右出力軸SRRに伝達されるトルク(以下「右出力軸伝達トルク」という)は、RRM2−RRM1(RRM2>RRM1)で表され、左右の出力軸SRL、SRRが、左右の後輪WRL、WRRとともに正転方向に駆動される。また、左右の出力軸伝達トルクが互いに同じ要求トルクになるように、第1および第2ステータ11a、12aに供給する電力が制御される。この要求トルクは、検出されたアクセル開度APに応じ、所定のマップ(図示せず)を検索することによって算出される。さらに、上述した第1および第2回転電機11、12の力行を実行するための実行条件として、例えば、第1および第2回転電機11、12によるエンジンのアシスト中(以下「モータアシスト中」という)、または、エンジンを用いずに第1および第2回転電機11、12のみによる車両の駆動中(以下「EV走行中」という)であり、かつ、算出されたバッテリ23の充電状態が下限値よりも大きいという条件が用いられる。この場合、バッテリ23の充電状態が下限値よりも大きいということは、バッテリ23が放電可能であることを表している。
In this case, torque transmitted to the left output shaft SRL (hereinafter referred to as “left output shaft transmission torque”) is represented by RLM1-RLM2 (RLM1> RLM2), and torque transmitted to the right output shaft SRR (hereinafter referred to as “RLM1> RLM2”). "Right output shaft transmission torque") is represented by RRM2-RRM1 (RRM2> RRM1), and the left and right output shafts SRL, SRR are driven in the forward direction together with the left and right rear wheels WRL, WRR. Further, the electric power supplied to the first and
また、車両の直進時で、かつ減速走行中には、第1および第2回転電機11、12の双方で回生を行い、回生した電力をバッテリ23に充電するとともに、当該回生電力を制御する。図4は、この場合における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの釣り合い関係を示している。同図において、TG1およびTG2はそれぞれ、第1および第2回転電機11、12での回生に伴って第1および第2ロータ11b、12bに発生した制動トルク(以下、それぞれ「第1モータ制動トルク」「第2モータ制動トルク」という)である。また、RLG1およびRRG1はそれぞれ、第1回転電機11での回生に伴って左出力軸SRLおよび右出力軸SRRに作用する反力トルクであり、RLG2およびRRG2はそれぞれ、第2回転電機12での回生に伴って左出力軸SRLおよび右出力軸SRRに作用する反力トルクである。
Further, when the vehicle is traveling straight forward and during decelerating traveling, both the first and second rotating
この場合、左出力軸伝達トルクは、−RLG1+RLG2(RLG1>RLG2)で表されるとともに、右出力軸伝達トルクは、−RRG2+RRG1(RRG2>RRG1)で表され、左右の出力軸SRL、SRRに制動トルクが作用し、車両が減速される。また、左右の出力軸SRL、SRRに作用する制動トルクが互いに同じになるように、第1および第2回転電機11、12で回生する電力が制御される。さらに、上述した第1および第2回転電機11、12の回生を実行するための実行条件として、例えば、バッテリ23の充電状態が上限値よりも小さいという条件が用いられる。この場合、バッテリ23の充電状態が上限値よりも小さいということは、バッテリ23が充電可能であることを表している。
In this case, the left output shaft transmission torque is represented by -RLG1 + RLG2 (RLG1> RLG2), and the right output shaft transmission torque is represented by -RRG2 + RRG1 (RRG2> RRG1), and braking is applied to the left and right output shafts SRL and SRR. Torque acts and the vehicle is decelerated. Further, the electric power regenerated by the first and second rotating
・右旋回時
車両の右旋回時において、車両を右旋回させる右回りのヨーモーメントを増大させるときには、右旋回用のヨーモーメント増大制御が実行され、このヨーモーメント増大制御として、第1〜第4ヨーモーメント増大制御が用意されている。以下、これらの第1〜第4ヨーモーメント増大制御について順に説明する。まず、第1ヨーモーメント増大制御中には、第1および第2回転電機11、12の双方で力行を行うとともに、第1モータ出力トルクTM1が第2モータ出力トルクTM2よりも大きくなるように、第1および第2ステータ11a、12aに供給される電力を制御する。
・ When turning the vehicle clockwise, when increasing the clockwise yaw moment for turning the vehicle to the right, the yaw moment increasing control for turning right is executed. 1st-4th yaw moment increase control is prepared. Hereinafter, these first to fourth yaw moment increase controls will be described in order. First, during the first yaw moment increase control, both the first and second rotating
これにより、前述した図3に示すトルクの釣り合い関係から明らかなように、左出力軸伝達トルクが右出力軸伝達トルクよりも大きくなる結果、車両の右回りのヨーモーメントが増大する。この場合、第1および第2ステータ11a、12aに供給する電力は、検出された操舵角θや車速VP、アクセル開度APに応じて制御される。なお、第1ヨーモーメント増大制御を実行するための実行条件として、例えば、モータアシスト中(第1および第2回転電機11、12によるエンジンのアシスト中)またはEV走行中(第1および第2回転電機11、12のみでの車両の駆動中)であり、かつバッテリ23の充電状態が下限値よりも大きいという条件が用いられる。
As a result, as is apparent from the torque balance relationship shown in FIG. 3 described above, the left output shaft transmission torque becomes larger than the right output shaft transmission torque, and as a result, the clockwise yaw moment of the vehicle increases. In this case, the electric power supplied to the first and
第2ヨーモーメント増大制御中には、第1および第2回転電機11、12の双方で回生を行うとともに、第2モータ制動トルクTG2が第1モータ制動トルクTG1よりも大きくなるように、第1および第2回転電機11、12で回生される電力を制御する。
During the second yaw moment increase control, the first and second rotating
これにより、前述した図4に示すトルクの釣り合い関係から明らかなように、右出力軸SRRに作用する制動トルクが左出力軸SRLのそれよりも大きくなる結果、車両の右回りのヨーモーメントが増大する。この場合、第1および第2回転電機11、12で回生する電力は、操舵角θや車速VPなどに応じて制御される。なお、第2ヨーモーメント増大制御を実行するための実行条件として、例えば、車両の減速走行中であり、かつバッテリ23の充電状態が上限値よりも小さいという条件が用いられる。
As a result, as is apparent from the torque balance relationship shown in FIG. 4 described above, the braking torque acting on the right output shaft SRR becomes larger than that of the left output shaft SRL, resulting in an increase in the clockwise yaw moment of the vehicle. To do. In this case, the electric power regenerated by the first and second rotating
第3ヨーモーメント増大制御中には、第1回転電機11で力行を行うとともに、第2回転電機12で回生を行う。図5は、この場合における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの釣り合い関係を示している。図3を用いて前述したように、図5におけるTM1は、第1モータ出力トルクであり、RLM1およびRRM1はそれぞれ、第1回転電機11での力行に伴って左出力軸SRLおよび右出力軸SRRに作用する反力トルクである。また、図4を用いて前述したように、図5におけるTG2は、第2モータ制動トルクであり、RLG2およびRRG2はそれぞれ、第2回転電機12での回生に伴って左出力軸SRLおよび右出力軸SRRに作用する反力トルクである。
During the third yaw moment increase control, the first rotating
この場合、左出力軸伝達トルクは、RLM1+RLG2で表されるとともに、右出力軸伝達トルクは、−(RRM1+RRG2)で表される。このように、左出力軸伝達トルクが増大するとともに、右出力軸SRRに制動トルクが作用する結果、車両の右回りのヨーモーメントが増大する。この場合にも、操舵角θや車速VP、アクセル開度APに応じて、第1ステータ11aに供給する電力および第2回転電機12で回生する電力が制御される。
In this case, the left output shaft transmission torque is represented by RLM1 + RLG2, and the right output shaft transmission torque is represented by-(RRM1 + RRG2). As described above, the left output shaft transmission torque increases and the braking torque acts on the right output shaft SRR. As a result, the clockwise yaw moment of the vehicle increases. Also in this case, the power supplied to the
なお、第3ヨーモーメント増大制御を実行するための実行条件として、例えば、次の第1増大条件または第2増大条件が用いられる。
第1増大条件:エンジンによる車両の駆動中であり、かつバッテリ23の充電状態が上限値以上であること。
第2増大条件:エンジンによる車両の駆動中であり、充電状態が上限値よりも小さく、かつ第2回転電機12に要求される制動トルクが所定の第1上限トルク以上であること。
For example, the following first increase condition or second increase condition is used as an execution condition for executing the third yaw moment increase control.
First increasing condition: The vehicle is being driven by the engine, and the state of charge of the
Second increasing condition: The vehicle is being driven by the engine, the state of charge is smaller than the upper limit value, and the braking torque required for the second rotating
この場合、第1増大条件の成立時であり、バッテリ23の充電状態が上限値以上のときには、バッテリ23を充電できないので、第2回転電機12で回生した電力がすべて、バッテリ23に充電されずに、第1ステータ11aに供給される。一方、第2増大条件の成立時には、第2回転電機12で回生した電力の一部がバッテリ23に充電されるとともに、残りが第1ステータ11aに供給される。この場合、要求される制動トルクに対する第2モータ制動トルクTG2の不足分を補うように、第1モータ出力トルクTM1が制御される。
In this case, when the first increase condition is satisfied and when the state of charge of the
第4ヨーモーメント増大制御中には、第1回転電機11に対してゼロトルク制御を実行するとともに、第2回転電機12で回生を行い、回生した電力をバッテリ23に充電する。このゼロトルク制御は、第1回転電機11で回生が行われることによる引きずり損失が発生するのを回避するためのものである。この場合、第2モータ制動トルクTG2のみが発生するので、図5から明らかなように、左出力軸伝達トルクはRLG2で表されるとともに、右出力軸伝達トルクは−RRG2で表される。このように、左出力軸伝達トルクが増大するとともに、右出力軸SRRに制動トルクが作用する結果、車両の右回りのヨーモーメントが増大する。換言すれば、右出力軸SRRのトルクの一部が、第2モータ制動トルクTG2を反力として、左出力軸SRLに伝達される。この場合にも、操舵角θや車速VP、アクセル開度APに応じて、第2回転電機12で回生する電力が制御される。なお、第4ヨーモーメント増大制御を実行するための実行条件として、例えば、エンジンによる車両の駆動中であり、バッテリ23の充電状態が上限値よりも小さく、かつ第2回転電機12に要求される制動トルクが前記第1上限トルクよりも小さいという条件が用いられる。
During the fourth yaw moment increase control, zero torque control is performed on the first rotating
また、車両の右旋回時において、車両を右旋回させる右回りのヨーモーメントを低減するときには、右旋回用のヨーモーメント低減制御が実行され、このヨーモーメント低減制御として、第1〜第4ヨーモーメント低減制御が用意されている。以下、これらの第1〜第4ヨーモーメント低減制御について順に説明する。まず、第1ヨーモーメント低減制御中には、第1および第2回転電機11、12の双方で力行を行うとともに、第2モータ出力トルクTM2が第1モータ出力トルクTM1よりも大きくなるように、第1および第2ステータ11a、12aに供給される電力を制御する。
Further, when reducing the clockwise yaw moment for turning the vehicle to the right when the vehicle is turning right, yaw moment reduction control for turning right is executed. 4-yaw moment reduction control is provided. Hereinafter, these first to fourth yaw moment reduction controls will be described in order. First, during the first yaw moment reduction control, both the first and second rotating
これにより、前述した図3に示すトルクの釣り合い関係から明らかなように、右出力軸伝達トルクが左出力軸伝達トルクよりも大きくなる結果、車両の右回りのヨーモーメントが低減される。この場合、第1および第2ステータ11a、12aに供給する電力は、操舵角θや車速VP、アクセル開度APに応じて制御される。なお、第1ヨーモーメント低減制御を実行するための実行条件として、例えば、モータアシスト中またはEV走行中であり、かつバッテリ23の充電状態が下限値よりも大きいという条件が用いられる。
Accordingly, as is apparent from the torque balance relationship shown in FIG. 3 described above, the right output shaft transmission torque becomes larger than the left output shaft transmission torque, and as a result, the clockwise yaw moment of the vehicle is reduced. In this case, the electric power supplied to the first and
第2ヨーモーメント低減制御中には、第1および第2回転電機11、12の双方で回生を行うとともに、両回転電機11、12で回生した電力をバッテリ23に充電する。この場合、第1モータ制動トルクTG1が第2モータ制動トルクTG2よりも大きくなるように、第1および第2回転電機11、12で回生される電力を制御する。
During the second yaw moment reduction control, both the first and second rotating
これにより、前述した図4に示すトルクの釣り合い関係から明らかなように、左出力軸SRLに作用する制動トルクが右出力軸SRRに作用する制動トルクよりも大きくなる結果、車両の右回りのヨーモーメントが低減される。この場合、第1および第2回転電機11、12で回生する電力は、操舵角θや車速VPに応じて制御される。なお、第2ヨーモーメント低減制御を実行するための実行条件として、例えば、車両の減速走行中であり、かつバッテリ23の充電状態が上限値よりも小さいという条件が用いられる。
As a result, as is apparent from the torque balance relationship shown in FIG. 4 described above, the braking torque acting on the left output shaft SRL becomes larger than the braking torque acting on the right output shaft SRR. The moment is reduced. In this case, the electric power regenerated by the first and second rotating
第3ヨーモーメント低減制御中には、第1回転電機11で回生を行うとともに、第2回転電機12で力行を行う。図6は、この場合における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの釣り合い関係を示している。図4を用いて前述したように、図6におけるTG1は、第1モータ制動トルクであり、RLG1およびRRG1はそれぞれ、第1回転電機11での回生に伴って左出力軸SRLおよび右出力軸SRRに作用する反力トルクである。また、図3を用いて前述したように、図6におけるTM2は、第2モータ出力トルクであり、RLM2およびRRM2はそれぞれ、第2回転電機12での力行に伴って左出力軸SRLおよび右出力軸SRRに作用する反力トルクである。
During the third yaw moment reduction control, the first rotating
この場合、左出力軸伝達トルクは、−(RLG1+RLM2)で表されるとともに、右出力軸伝達トルクは、RRG1+RRM2で表される。このように、左出力軸SRLに制動トルクが作用するとともに、右出力軸伝達トルクが増大する結果、車両の右回りのヨーモーメントが低減される。この場合にも、操舵角θや車速VPに応じて、第1回転電機11で回生する電力および第2ステータ12aに供給する電力が制御される。
In this case, the left output shaft transmission torque is represented by − (RLG1 + RLM2), and the right output shaft transmission torque is represented by RRG1 + RRM2. As described above, the braking torque acts on the left output shaft SRL and the right output shaft transmission torque increases. As a result, the clockwise yaw moment of the vehicle is reduced. Also in this case, the electric power regenerated by the first rotating
なお、第3ヨーモーメント低減制御を実行するための実行条件として、例えば、次の第1低減条件または第2低減条件が用いられる。
第1低減条件:車両の減速走行中であり、かつバッテリ23の充電状態が上限値以上であること。
第2低減条件:車両の減速走行中であり、充電状態が上限値よりも小さく、かつ第1回転電機11に要求される制動トルクが所定の第2上限トルク以上であること。
For example, the following first reduction condition or second reduction condition is used as an execution condition for executing the third yaw moment reduction control.
First reduction condition: The vehicle is traveling at a reduced speed and the state of charge of the
Second reduction condition: The vehicle is traveling at a reduced speed, the state of charge is smaller than the upper limit value, and the braking torque required for the first rotating
この場合、第1低減条件の成立時で、バッテリ23の充電状態が上限値以上のときには、バッテリ23を充電できないので、第1回転電機11で回生した電力がすべて、バッテリ23に充電されずに、第2ステータ12aに供給される。一方、第2低減条件の成立時には、第1回転電機11で回生した電力の一部がバッテリ23に充電されるとともに、残りが第2ステータ12aに供給される。この場合、要求される制動トルクに対する第1モータ制動トルクTG1の不足分を補うように、第2モータ出力トルクTM2が制御される。
In this case, when the first reduction condition is satisfied and the state of charge of the
第4ヨーモーメント低減制御中には、第1回転電機11で回生を行うとともに、第2回転電機12に対してゼロトルク制御を実行する。この場合、第1モータ制動トルクTG1のみが発生するので、図6から明らかなように、左出力軸伝達トルクは−RLG1で表されるとともに、右出力軸伝達トルクはRRG1で表される。このように、左出力軸SRLに制動トルクが作用するとともに、右出力軸伝達トルクが増大する結果、車両の右回りのヨーモーメントが低減される。換言すれば、左出力軸SRLのトルクの一部が、第1モータ制動トルクTG1を反力として、右出力軸SRRに伝達される。この場合にも、操舵角θや車速VPに応じて、第1回転電機11で回生する電力が制御される。なお、第4ヨーモーメント低減制御を実行するための実行条件として、例えば、車両の減速走行中であり、バッテリ23の充電状態が上限値よりも小さく、かつ第1回転電機11に要求される制動トルクが前記第2上限トルクよりも小さいという条件が用いられる。
During the fourth yaw moment reduction control, regeneration is performed by the first rotating
なお、車両の左旋回時、車両を左旋回させる左回りのヨーモーメントを増大させるときには、左旋回用のヨーモーメント増大制御が実行され、左回りのヨーモーメントを低減するときには、左旋回用のヨーモーメント低減制御が実行される。これらの左旋回用のヨーモーメント増大制御およびヨーモーメント低減制御はそれぞれ、前述した右旋回用のヨーモーメント増大制御およびヨーモーメント低減制御とほぼ同様にして実行されるので、その詳細な説明については省略する。 When the vehicle is turning counterclockwise, when the counterclockwise yaw moment that increases the counterclockwise rotation of the vehicle is increased, the counterclockwise yaw moment increase control is executed. When the counterclockwise yaw moment is decreased, the counterclockwise yaw moment is increased. Moment reduction control is executed. These left turn yaw moment increase control and yaw moment reduction control are executed in substantially the same manner as the right turn yaw moment increase control and yaw moment reduction control described above, respectively. Omitted.
また、上述した車両の直進時、および左右の旋回時、基本的には、前述した差動制限機構16によって、第3サンギヤS3とキャリア部材13の間を遮断した状態に保持する。これにより、図3に示す共線図から明らかなように、第3サンギヤS3およびキャリア部材13は、同図に示す共線関係を満たす範囲で、互いに差回転可能に保持され、同様に、左右の出力軸SRL、SRRも互いに差回転可能に保持される。
In addition, when the vehicle is traveling straight and turning left and right, the differential limiting
一方、例えば、車両の急旋回時や、高速直進走行時には、車両の挙動安定性を高めるべく、左右の出力軸SRL,SRRの間の差回転を制限するために、第3サンギヤS3とキャリア部材13の間を接続するように、差動制限機構16を制御する。図3などに示すように、第3〜第1サンギヤS3〜S1およびキャリア部材13の回転数が共線関係にあるため、この差動制限機構16の接続に伴って差動制限機構16から第3サンギヤS3およびキャリア部材13にそれぞれ作用する反力トルクは、第3〜第1サンギヤS3〜S1およびキャリア部材13を一体に回転させるように作用し、左右の出力軸SRL、SRRに対して、両出力軸SRL、SRRの間の差回転を制限するように作用する。その結果、左右の出力軸SRL、SRRの間の差回転が制限されるので、車両の急旋回時にはオーバーステアが抑制されるとともに、車両の高速直進走行時には直進性が高められ、車両の挙動安定性が高められる。
On the other hand, for example, when the vehicle is turning sharply or traveling straight at high speed, the third sun gear S3 and the carrier member are used to limit the differential rotation between the left and right output shafts SRL and SRR in order to increase the behavior stability of the vehicle. The differential limiting
この場合、前述した図15を用いた本発明の説明から明らかなように、差動制限機構16から第3サンギヤS3およびキャリア部材13に作用する反力トルクが大きいほど、左右の出力軸SRL、SRRの間の差回転を制限するように両出力軸SRL、SRRに作用する差動制限トルクの総和(以下「総差動制限トルク」という)は、より大きくなる。したがって、差動制限機構16の締結度合の制御により、差動制限機構16の反力トルクを調整することによって、総差動制限トルクを制御することができるので、左右の出力軸SRL、SRRの間の差回転の制限度合を制御することができる。
In this case, as is clear from the description of the present invention using FIG. 15 described above, the left and right output shafts SRL, as the reaction torque acting on the third sun gear S3 and the
また、第1実施形態における各種の要素と、本発明における各種の要素との対応関係は、次のとおりである。すなわち、第1実施形態における左右の出力軸SRL、SRRが、本発明における2つの回転軸の一方および他方にそれぞれ相当するとともに、第1実施形態における第1および第2回転電機11、12が、本発明における第1および第2トルク発生装置にそれぞれ相当する。また、第1実施形態における第3〜第1サンギヤS3〜S1およびキャリア部材13が、本発明における歯車装置の第1〜第4要素にそれぞれ相当する。さらに、第1実施形態における第1および第2モータトルクTM1、TM2が、本発明における正トルクに相当するとともに、第1実施形態における第1および第2モータ制動トルクTG1、TG2が、本発明における負トルクに相当する。
Moreover, the correspondence between the various elements in the first embodiment and the various elements in the present invention is as follows. That is, the left and right output shafts SRL and SRR in the first embodiment correspond to one and the other of the two rotating shafts in the present invention, respectively, and the first and second rotating
以上のように、第1実施形態によれば、回転自在のキャリア部材13に、3連ピニオンギヤ14が回転自在に支持されるとともに、3連ピニオンギヤ14を構成する互いに一体の第1〜第3ピニオンギヤP1〜P3に、回転自在の第1〜第3サンギヤS1〜S3がそれぞれ噛み合っている。また、第3〜第1サンギヤS3〜S1およびキャリア部材13は、それらの回転数が互いに共線関係にあり、共線図において、この順で並ぶ(図3など参照)。
As described above, according to the first embodiment, the
さらに、第3サンギヤS3は、第1回転電機11に連結され、第2および第1サンギヤS2、S1は、左右の出力軸SRL、SRRにそれぞれ連結されるとともに、キャリア部材13は、第2回転電機12に連結されている。以上により、第1および第2モータ出力トルクTM1、TM2ならびに第1および第2モータ制動トルクTG1、TG2を、第3〜第1サンギヤS3〜S1やキャリア部材13を介して左右の出力軸SRL、SRRに伝達し、両出力軸SRL、SRRを適切に駆動することができる。この場合、第3〜第1サンギヤS3〜S1およびキャリア部材13の回転数が互いに共線関係にあるので、図3〜図6を用いて説明したように、第1および第2モータ出力トルクTM1、TM2ならびに第1および第2モータ制動トルクTG1、TG2を制御することによって、左右の出力軸SRL、SRRに分配されるトルクを適切に制御することができる。
Further, the third sun gear S3 is coupled to the first rotating
また、前述した従来の場合と異なり、左右の出力軸SRL、SRRに分配されるトルクを制御するために、湿式の摩擦クラッチで構成された増速用および減速用クラッチではなく、第1および第2回転電機11、12を用いるので、前述したゼロトルク制御によって大きな引きずり損失が発生することがなく、したがって、損失を抑制することができる。それに加え、増速用および減速用クラッチに油圧を供給するための油圧ポンプは不要である。さらに、両クラッチを駆動するためのスプール弁や、ソレノイド、ストレーナなども不要であり、その分、動力装置1の小型化および搭載性の向上を図ることができる。
Further, unlike the above-described conventional case, the first and first clutches are not the speed increasing and decelerating clutches configured by the wet friction clutches, in order to control the torque distributed to the left and right output shafts SRL and SRR. Since the two-rotating
さらに、回転数が互いに共線関係にある第3〜第1サンギヤS3〜S1およびキャリア部材13のうち、第3サンギヤS3とキャリア部材13の間が、差動制限機構16によって接続・遮断される。これにより、第3〜第1サンギヤS3〜S1およびキャリア部材13が一体に回転するようになるので、第2サンギヤS2が連結された左出力軸SRLと、第1サンギヤS1が連結された右出力軸SRRとの間の差回転を制限でき、それにより、車両の挙動安定性を高めることができる。この場合、差動制限機構16を単に接続するだけでよいので、左右の出力軸SRL、SRRの間の差回転の制限を容易に行うことができるとともに、その高い応答性を得ることができる。
Further, among the third to first sun gears S3 to S1 and the
さらに、第3〜第1サンギヤS3〜S1およびキャリア部材13のうち、共線図において両外側に位置する第3サンギヤS3とキャリア部材13の間を接続するので、最も大きな総差動制限トルクを得ることができる。これにより、左右の出力軸SRL、SRRの間の差回転を制限するために差動制限機構16に必要とされる反力トルクを低減できるので、差動制限機構16の小型化を図ることができ、それにより、動力装置1のさらなる小型化および搭載性の向上を図ることができる。
Further, among the third to first sun gears S3 to S1 and the
また、回転数が互いに共線関係にある4つの回転要素を構成するために、キャリア部材13、3連ピニオンギヤ14および第1〜第3サンギヤS1〜S3から成る歯車装置GSが用いられる。このため、例えば、これらの4つの回転要素を構成するために、シングルピニオンタイプの2つの遊星歯車装置の組合わせで歯車装置を構成した場合と比較して、部品点数を削減できるとともに、リングギヤを有していない分、歯車装置GSの径方向の寸法を小さくすることができる。
Further, in order to constitute four rotating elements whose rotational speeds are collinear with each other, a gear device GS including the
さらに、第1および第2回転電機11、12を用いるので、格別の装置を用いることなく、動力装置1を容易かつより安価に構成することができる。さらに、前述したように左右の出力軸SRL、SRRへのトルクの分配を制御する場合において、第1および第2モータ制動トルクTG1、TG2を発生させるにあたり、第1および第2回転電機11、12により動力を電力に変換することができる。このため、例えば、変換した電力を車両用の補機に供給することによって、補機の電源を充電するための発電機の作動負荷および作動頻度を低下させることができる。
Furthermore, since the first and second rotating
次に、図7を参照しながら、本発明の第2実施形態による動力装置1Aについて説明する。この動力装置1Aは、第1実施形態と比較して、第1ロータ11bおよび差動制限機構41と第3サンギヤS3との間の動力伝達経路、および、第2ロータ12bおよび差動制限機構41とキャリア部材13との間の動力伝達経路に、減速装置がそれぞれ設けられている点のみが異なっている。図7において、第1実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を付している。以下、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
Next, a power plant 1A according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Compared with the first embodiment, the power plant 1A includes a power transmission path between the
第1ロータ11bは、前述した回転軸15には取り付けられておらず、第1ロータ11bおよび回転軸15にはそれぞれ、ギヤ51およびギヤ52が一体に取り付けられており、これらのギヤ51、52は互いに噛み合っている。ギヤ51の歯数は、ギヤ52の歯数よりも小さな値に設定されている。第1回転電機11の動力は、両ギヤ51、52によって減速された状態で、第3サンギヤS3に伝達される。また、第2ロータ12bは、キャリア部材13には取り付けられておらず、第2ロータ12bおよびキャリア部材13の基部13aにはそれぞれ、ギヤ53およびギヤ54が一体に取り付けられており、これらのギヤ53、54は互いに噛み合っている。ギヤ53の歯数は、ギヤ54の歯数よりも小さな値に設定されている。第2回転電機12の動力は、両ギヤ53、54によって減速された状態で、キャリア部材13に伝達される。上記のギヤ51および52のギヤ比と、ギヤ53および54のギヤ比は、互いに同じ値に設定されている。
The
また、差動制限機構41は、第1実施形態と同様、摩擦式のクラッチで構成されており、インナー41aおよびアウター41bを有している。第1実施形態と異なり、このインナー41aは、回転軸15ではなく、第1ロータ11bに一体に取り付けられており、アウター41bは、キャリア部材13の4つの支軸13bではなく、第2ロータ12bに一体に取り付けられている。
Similarly to the first embodiment, the differential limiting
さらに、差動制限機構41の締結度合は前述したECUによって制御され、それにより、第1および第2ロータ11b、12bの間が接続・遮断される。この場合、第1ロータ11bが、ギヤ51、ギヤ52および回転軸15を介して第3サンギヤS3に連結されていることと、第2ロータ12bが、ギヤ53およびギヤ54を介してキャリア部材13に連結されていることから明らかなように、差動制限機構41により、第1および第2ロータ11b、12bの間が接続・遮断されるのに伴って、第3サンギヤS3とキャリア部材13の間が、接続・遮断される。
Further, the degree of fastening of the differential limiting
また、第2実施形態における各種の要素と、本発明における各種の要素との対応関係は、次のとおりである。すなわち、第2実施形態におけるギヤ51および52が、本発明における第1動力伝達機構に相当するとともに、第2実施形態におけるギヤ53および54が、本発明における第2動力伝達機構に相当する。その他の対応関係については、第1実施形態と同様である。
Moreover, the correspondence between the various elements in the second embodiment and the various elements in the present invention is as follows. That is, the
以上のように、第2実施形態によれば、第1回転電機11が、ギヤ51およびギヤ52から成る減速装置を介して第3サンギヤS3に連結されており、第2回転電機12が、ギヤ53およびギヤ54から成る減速装置を介してキャリア部材13に連結されている。これにより、第1および第2モータ出力トルクTM1、TM2ならびに第1および第2モータ制動トルクTG1、TG2を、増大させた状態で第3サンギヤS3およびキャリア部材13にそれぞれ伝達できるので、第1および第2回転電機11、12の小型化を図ることができる。
As described above, according to the second embodiment, the first rotating
また、第1実施形態と同様、例えば、車両の急旋回時や、高速直進走行時には、左右の出力軸SRL,SRRの間の差回転を制限するために、第3サンギヤS3とキャリア部材13の間を接続するように、差動制限機構41を制御する。それに伴い、差動制限機構41からの反力トルクは、第3〜第1サンギヤS3〜S1およびキャリア部材13を一体に回転させるように作用し、左右の出力軸SRL、SRRに対して、両出力軸SRL、SRRの間の差回転を制限するように作用する。したがって、左右の出力軸SRL、SRRの間の差回転を制限でき、ひいては、車両の挙動安定性を高めることができる。この場合にも、第1実施形態と同様、差動制限機構41の締結度合を制御することによって、総差動制限トルク(左右の出力軸SRL、SRRの間の差回転を制限するように作用する差動制限トルクの総和)を制御することができるので、両出力軸SRL、SRRの間の差回転の制限度合を制御することができる。
Further, as in the first embodiment, for example, when the vehicle is turning sharply or traveling straight at a high speed, the third sun gear S3 and the
さらに、第1実施形態と異なり、差動制限機構41が、ギヤ51および52を介して第3サンギヤS3に、ギヤ53および54を介してキャリア部材13に、連結されている。第1実施形態の説明で述べたように、総差動制限トルクは、差動制限機構41から第3サンギヤS3およびキャリア部材13に作用する反力トルクが大きいほど、より大きくなる。第2実施形態によれば、これらのギヤ51〜54によって、差動制限機構41からの反力トルクを増大させた状態で第3サンギヤS3およびキャリア部材13に伝達できるので、左右の出力軸SRL、SRRの間の差回転を制限するために差動制限機構41に必要とされる反力トルクを低減でき、それにより、差動制限機構41のさらなる小型化を図ることができる。この場合、ギヤ51〜54を設けるために必要なスペースは、上記の差動制限機構41の小型化によって削減されるスペースよりも小さい。したがって、差動制限機構41の小型化により、動力装置1Aのさらなる小型化および搭載性の向上を図ることができる。その他、第1実施形態による効果、すなわち損失の抑制などの効果を、同様に得ることができる。
Further, unlike the first embodiment, the differential limiting
次に、図8を参照しながら、本発明の第3実施形態による動力装置1Bについて説明する。この動力装置1Bは、第1実施形態と比較して、第1ロータ11bと第3サンギヤS3の間の動力伝達経路、および、第2ロータ12bとキャリア部材13の間の動力伝達経路に、遊星歯車式の第1減速装置RG1および第2減速装置RG2がそれぞれ設けられている点のみが異なっている。図8において、第1実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を付している。以下、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
Next, a
この第1減速装置RG1は、シングルピニオンタイプの遊星歯車装置であり、第1サンギヤSR1と、第1サンギヤSR1の外周に設けられた第1リングギヤRR1と、両ギヤSR1、RR1に噛み合う複数の第1ピニオンギヤPR1と、第1ピニオンギヤPR1を回転自在に支持する第1キャリアCR1を有している。 The first reduction gear device RG1 is a single pinion type planetary gear device, and includes a first sun gear SR1, a first ring gear RR1 provided on the outer periphery of the first sun gear SR1, and a plurality of first gears meshed with both gears SR1, RR1. The first pinion gear PR1 and the first carrier CR1 that rotatably supports the first pinion gear PR1 are provided.
第1サンギヤSR1は、中空の回転軸17に一体に取り付けられている。この回転軸17は、軸受け(図示せず)に回転自在に支持されており、その内側には、左出力軸SRLが、相対的に回転自在に配置されている。また、第1ロータ11bは、前述した回転軸15ではなく、回転軸17に一体に取り付けられており、回転軸17および第1サンギヤSR1とともに回転自在である。さらに、第1リングギヤRR1は、ケースCAに固定されている。第1キャリアCR1は、前述した回転軸15に一体に取り付けられており、回転軸15および第3サンギヤS3とともに回転自在である。以上の構成の第1減速装置RG1によって、第1回転電機11の動力は、減速された状態で第3サンギヤS3に伝達される。
The first sun gear SR1 is integrally attached to the
前記第2減速装置RG2は、第1減速装置RG1と同様、シングルピニオンタイプの遊星歯車装置であり、第2サンギヤSR2と、第2サンギヤSR2の外周に設けられた第2リングギヤRR2と、両ギヤSR2、RR2に噛み合う第2ピニオンギヤPR2を有している。 Like the first reduction gear RG1, the second reduction gear RG2 is a single pinion type planetary gear device, and includes a second sun gear SR2, a second ring gear RR2 provided on the outer periphery of the second sun gear SR2, and both gears. A second pinion gear PR2 that meshes with SR2 and RR2 is provided.
第2サンギヤSR2は、中空の回転軸18に一体に取り付けられている。この回転軸18は、軸受け(図示せず)に回転自在に支持されており、その内側には、右出力軸SRRが、相対的に回転自在に配置されている。また、第2ロータ12bは、キャリア部材13ではなく、回転軸18に一体に取り付けられており、回転軸18および第2サンギヤSR2とともに回転自在である。さらに、第2リングギヤRR2は、ケースCAに固定されている。第2ピニオンギヤPR2は、3連ピニオンギヤ14と同じ個数(4つ。2つのみ図示)であり、キャリア部材13の支軸13bに回転自在に支持されている。以上の構成の第2減速装置RG2によって、第2回転電機12の動力は、減速された状態でキャリア部材13に伝達される。
The second sun gear SR2 is integrally attached to the
以上のように、第3実施形態では、第1回転電機11が、第1減速装置RG1を介して第3サンギヤS3に連結されており、第2回転電機12が、第2減速装置RG2を介してキャリア部材13に連結されている。これにより、第2実施形態と同様、第1および第2モータ出力トルクTM1、TM2ならびに第1および第2モータ制動トルクTG1、TG2を、増大させた状態で第3サンギヤS3およびキャリア部材13にそれぞれ伝達することができるので、第1および第2回転電機11、12の小型化を図ることができる。その他、第1実施形態による効果を同様に得ることができる。
As described above, in the third embodiment, the first rotating
また、3連ピニオンギヤ14および第2ピニオンギヤPR2を支持するキャリア部材13を共用しているので、その分、動力装置1Bの小型化および搭載性の向上を図ることができる。
Further, since the
なお、第1〜第3実施形態では、左右の前輪をエンジンで駆動するとともに、左右の後輪WRL、WRR(左右の出力軸SRL、SRR)を動力装置1、1A、1Bで駆動するように車両を構成しているが、これとは逆に、左右の前輪にそれぞれ連結された左右の出力軸を動力装置で駆動するとともに、左右の後輪WRL、WRRをエンジンで駆動するように、車両を構成してもよい。また、第1〜第3実施形態は、エンジンが搭載された車両に、本発明による動力装置1、1A、1Bを適用した例であるが、本発明は、これに限らず、エンジンが搭載されていない車両にも適用可能である。
In the first to third embodiments, the left and right front wheels are driven by the engine, and the left and right rear wheels WRL, WRR (left and right output shafts SRL, SRR) are driven by the
次に、図9を参照しながら、本発明の第4実施形態による動力装置1Cについて説明する。この動力装置1Cは、第1実施形態と異なり、左右の後輪WRL、WRRにそれぞれ連結された左右の出力軸SRL、SRRではなく、左右の前輪WFL、WFRにそれぞれ連結された左右の出力軸SFL、SFRを駆動するためのものであり、第1実施形態と比較して、前述した歯車装置GSなどに加え、動力源としてのエンジン3と、変速機4および差動装置Dをさらに備えることが、主に異なっている。図9において、第1実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を付している。以下、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
Next, a
エンジン3は、ガソリンエンジンであり、四輪の車両の前部に搭載されている。エンジン3のクランク軸(図示せず)には、変速機4が連結されている。変速機4は、有段式の自動変速機であり、その動作が前述したECU2により制御されることによって、エンジン3の動力を変速した状態で出力軸4aに出力する。
The
差動装置Dは、いわゆるダブルピニオン式の遊星歯車装置であり、サンギヤSDと、サンギヤSDの外周に設けられたリングギヤRDと、サンギヤSDに噛み合う複数の第1ピニオンギヤPD1と、第1ピニオンギヤPD1およびリングギヤRDに噛み合う複数の第2ピニオンギヤPD2と、第1および第2ピニオンギヤPD1,PD2を回転自在に支持するキャリアCDを有している。差動装置D、第2回転電機12、歯車装置GSおよび第1回転電機11は、左右の出力軸SFL、SFRと同軸状に配置されており、左右の前輪WFL、WFRの間に右側からこの順で並んでいる。
The differential device D is a so-called double pinion type planetary gear device, and includes a sun gear SD, a ring gear RD provided on the outer periphery of the sun gear SD, a plurality of first pinion gears PD1 meshing with the sun gear SD, a first pinion gear PD1, and A plurality of second pinion gears PD2 meshing with the ring gear RD, and a carrier CD that rotatably supports the first and second pinion gears PD1 and PD2. The differential device D, the second rotating
また、差動装置DのリングギヤRDの外周部には、外歯ギヤGが形成されており、この外歯ギヤGは、変速機4の出力軸4aに一体に取り付けられたギヤ4bに噛み合っている。このように、リングギヤRDは、変速機4を介してエンジン3に連結されている。差動装置DのサンギヤSDは、軸受け(図示せず)に回転自在に支持された回転軸61を介して、歯車装置GSの第2サンギヤS2に連結されている。第2サンギヤS2は、左出力軸SFLに一体に取り付けられている。
Further, an external gear G is formed on the outer peripheral portion of the ring gear RD of the differential device D, and this external gear G meshes with a
また、差動装置DのキャリアCDの右端部は、右出力軸SFRに一体に取り付けられており、キャリアCDの左端部は、中空の回転軸62の右端部に一体に取り付けられている。この回転軸62の左端部には、第1サンギヤS1が一体に取り付けられている。また、回転軸62は、軸受け(図示せず)に回転自在に支持されており、その内側には、上記の回転軸61が、相対的に回転自在に配置されている。このように、キャリアCDは、第1サンギヤS1と右出力軸SFRの間の動力伝達経路上に設けられている。
Further, the right end portion of the carrier CD of the differential device D is integrally attached to the right output shaft SFR, and the left end portion of the carrier CD is integrally attached to the right end portion of the hollow rotating
以上の構成の差動装置Dでは、エンジントルクが、変速機4を介してリングギヤRDに伝達されると、リングギヤRDに伝達されたトルクは、第2および第1ピニオンギヤPD2,PD1を介して、サンギヤSDおよびキャリアCDに、1:1のトルク分配比で分配される。サンギヤSDに分配されたトルクは、左出力軸SFLを介して左前輪WFLに伝達され、キャリアCDに分配されたトルクは、右出力軸SFRを介して右前輪WFRに伝達される。 In the differential device D having the above configuration, when the engine torque is transmitted to the ring gear RD via the transmission 4, the torque transmitted to the ring gear RD is transmitted via the second and first pinion gears PD2 and PD1. The sun gear SD and the carrier CD are distributed at a torque distribution ratio of 1: 1. The torque distributed to the sun gear SD is transmitted to the left front wheel WFL via the left output shaft SFL, and the torque distributed to the carrier CD is transmitted to the right front wheel WFR via the right output shaft SFR.
以上のように、動力装置1Cでは、第2サンギヤS2およびサンギヤSDは、回転軸61を介して互いに連結されており、第2サンギヤS2は左出力軸SFLに直結されている。したがって、第2サンギヤS2、サンギヤSDおよび左出力軸SFLの回転数は、互いに等しい。また、第1サンギヤS1およびキャリアCDは、回転軸62を介して互いに連結されており、キャリアCDは、右出力軸SFRに直結されている。したがって、第1サンギヤS1、キャリアCDおよび右出力軸SFRの回転数は、互いに等しい。
As described above, in the
さらに、歯車装置GSの第3〜第1サンギヤS3〜S1、キャリア部材13、第1および第2ロータ11b、12bの間の回転数の関係は、第1実施形態と同様である。また、差動装置Dがダブルピニオン式の遊星歯車装置であることから明らかなように、サンギヤSD、リングギヤRDおよびキャリアCDは、互いに差回転が可能であり、共線図において、それらの回転数が一つの同じ直線上に位置する共線関係にあり、この順で並ぶ。
Further, the rotational speed relationship among the third to first sun gears S3 to S1, the
以上から、動力装置1Cにおける各種の回転要素の間の回転数の関係は、例えば図10に示す共線図のように表される。同図に示すように、差動装置DのサンギヤSD、リングギヤRD、キャリアCD、歯車装置GSの第3〜第1サンギヤS3〜S1、およびキャリア部材13によって、回転数が互いに共線関係にある5つの回転要素が構成される。また、図10から明らかなように、左右の出力軸SFL、SFRは、互いに差回転が可能である。
From the above, the relationship between the rotational speeds of the various rotary elements in the
さらに、図10は、右旋回用の第3ヨーモーメント増大制御における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの釣り合い関係を示している。同図において、TEは、エンジン3から変速機4を介してリングギヤRDに伝達されるトルクであり、RLEおよびRREは、エンジン3からリングギヤRDへのトルクの伝達に伴って左出力軸SFLおよび右出力軸SFRにそれぞれ作用する反力トルクである。その他のパラメータ(第1モータ出力トルクTM1など)については、第1実施形態と同様である。前述したようにリングギヤRDに伝達されたトルクがサンギヤSDおよびキャリアCDに1:1のトルク分配比で分配されることから明らかなように、これらの反力トルクRLEおよびRREは互いに等しい。
Further, FIG. 10 shows the rotational speed relationship and the torque balance relationship between various types of rotary elements in the third yaw moment increase control for turning right. In the figure, TE is a torque transmitted from the
この場合、左出力軸SFLに伝達されるトルクは、RLE+RLM1+RLG2で表されるとともに、右出力軸SFRに伝達されるトルクは、RRE−(RRM1+RRG2)で表される。このように、左出力軸SFL(左前輪WFL)に伝達されるトルクが右出力軸SFR(右前輪WFR)に伝達されるトルクよりも大きくなり、それにより、車両の右回りのヨーモーメントが増大する。 In this case, the torque transmitted to the left output shaft SFL is represented by RLE + RLM1 + RLG2, and the torque transmitted to the right output shaft SFR is represented by RRE− (RRM1 + RRG2). Thus, the torque transmitted to the left output shaft SFL (left front wheel WFL) is larger than the torque transmitted to the right output shaft SFR (right front wheel WFR), thereby increasing the clockwise yaw moment of the vehicle. To do.
この図10と、前述した第1実施形態の右旋回用の第3ヨーモーメント増大制御におけるトルクの釣り合い関係などを示す図5との比較から明らかなように、第3ヨーモーメント増大制御における動作は、第1実施形態と比較して、変速機4で変速されたエンジン3のトルクが差動装置Dによって左右の出力軸SFL、SFRに分配されることだけが異なっている。このことは、直進時や第1ヨーモーメント増大制御などにおける各種の動作についても同様であるので、動力装置1Cの動作の説明については省略する。
As is apparent from a comparison between this FIG. 10 and FIG. 5 showing the torque balance relationship and the like in the third yaw moment increasing control for right turn of the first embodiment described above, the operation in the third yaw moment increasing control. Is different from the first embodiment only in that the torque of the
また、第4実施形態における各種の要素と、本発明における各種の要素との対応関係は、次のとおりである。すなわち、第4実施形態における左右の出力軸SFL、SFRが、本発明における2つの回転軸の一方および他方にそれぞれ相当し、第4実施形態におけるサンギヤSD、キャリアCDおよびリングギヤRDが、本発明における差動装置の第1〜第3回転体または第5〜第7要素にそれぞれ相当するとともに、第4実施形態におけるエンジン3が、本発明におけるトルク発生装置に相当する。その他の対応関係については、第1実施形態と同様である。
Moreover, the correspondence between the various elements in the fourth embodiment and the various elements in the present invention is as follows. That is, the left and right output shafts SFL and SFR in the fourth embodiment correspond to one and the other of the two rotation shafts in the present invention, respectively, and the sun gear SD, the carrier CD, and the ring gear RD in the fourth embodiment are in the present invention. While corresponding to the first to third rotating bodies or the fifth to seventh elements of the differential device, the
以上のように、第4実施形態によれば、差動装置DのサンギヤSDが、第2サンギヤS2に連結され、キャリアCDが、第1サンギヤS1と右出力軸SFRの間の動力伝達経路上に設けられるとともに、リングギヤRDがエンジン3に連結されている。これにより、左右の出力軸SFL、SFRに、第1および第2モータ出力トルクTM1、TM2に加え、エンジン3のトルクが伝達されるので、第1および第2回転電機11、12に必要とされるトルクを低減でき、それにより両者11、12の小型化を図ることができる。その他、第1実施形態による効果、すなわち、損失の抑制や車両の挙動安定性の向上などの効果を同様に得ることができる。
As described above, according to the fourth embodiment, the sun gear SD of the differential device D is connected to the second sun gear S2, and the carrier CD is on the power transmission path between the first sun gear S1 and the right output shaft SFR. The ring gear RD is connected to the
次に、図11を参照しながら、本発明の第5実施形態による動力装置1Dについて説明する。この動力装置1Dは、図9に示す第4実施形態と比較して、第1ロータ11bおよび差動制限機構41と第3サンギヤS3との間の動力伝達経路、および、第2ロータ12bおよび差動制限機構41とキャリア部材13との間の動力伝達経路に、第2実施形態で述べた減速装置がそれぞれ設けられている点のみが異なっている。図11において、第2および第4実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を付している。
Next, a
以上の構成により、第5実施形態によれば、第2実施形態と同様、上記の減速装置すなわちギヤ51〜54によって、差動制限機構41からの反力トルク、第1および第2モータ出力トルクTM1、TM2、ならびに第1および第2モータ制動トルクTG1、TG2を増大させた状態で第3サンギヤS3およびキャリア部材13に伝達することができる。したがって、差動制限機構41、第1および第2回転電機11、12の小型化を図ることができ、ひいては、動力装置1Dの小型化および搭載性の向上を図ることができる。その他、第4実施形態による効果を同様に得ることができる。
With the above configuration, according to the fifth embodiment, the reaction force torque from the differential limiting
なお、第5実施形態における各種の要素と、本発明における各種の要素との対応関係は、第2および第4実施形態と同様である。 Note that the correspondence between the various elements in the fifth embodiment and the various elements in the present invention is the same as in the second and fourth embodiments.
次に、図12を参照しながら、本発明の第6実施形態による動力装置1Eについて説明する。この動力装置1Eは、図9に示す第4実施形態と比較して、第1ロータ11bと第3サンギヤS3の間の動力伝達経路、および、第2ロータ12bとキャリア部材13の間の動力伝達経路に、第3実施形態で述べた第1減速装置RG1および第2減速装置RG2がそれぞれ設けられている点のみが異なっている。図12において、第3および第4実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を付している。
Next, a
以上の構成により、第6実施形態によれば、第3実施形態と同様、第1および第2減速装置RG1、RG2によって、第1および第2モータ出力トルクTM1、TM2、ならびに第1および第2モータ制動トルクTG1、TG2を増大させた状態で第3サンギヤS3およびキャリア部材13にそれぞれ伝達することができるので、それにより第1および第2回転電機11、12の小型化を図ることができる。その他、第4実施形態による効果を同様に得ることができる。
With the above configuration, according to the sixth embodiment, as in the third embodiment, the first and second motor output torques TM1 and TM2 and the first and second motor output torques TM1 and TM2 are performed by the first and second reduction gears RG1 and RG2. Since the motor braking torques TG1 and TG2 can be transmitted to the third sun gear S3 and the
また、図13は、前述した第4〜第6実施形態の第1変形例を示しており、この第1変形例は、動力装置をFR(フロントエンジン−リヤドライブ)式の車両VFRに適用した例である。この車両VFRでは、差動装置D、歯車装置GS、差動制限機構、第1および第2回転電機(いずれも図示せず)は、車両VFRの後部に配置されており、差動装置Dの前述したリングギヤ(図示せず)は、プロペラシャフトPSを介して変速機4に連結されている。また、左右の出力軸SRL、SRR、差動装置D、歯車装置GS、差動制限機構、第1および第2回転電機の間の連結関係は、第4〜第6実施形態と比較して、前側の左右の出力軸SFL、SFRを後ろ側の左右の出力軸SRL、SRRに置き換えた点のみが異なっており、その他は同様である。 FIG. 13 shows a first modification of the above-described fourth to sixth embodiments. In the first modification, the power unit is applied to an FR (front engine-rear drive) type vehicle VFR. It is an example. In this vehicle VFR, the differential device D, the gear device GS, the differential limiting mechanism, and the first and second rotating electric machines (none of which are shown) are disposed at the rear of the vehicle VFR. The ring gear (not shown) described above is connected to the transmission 4 via the propeller shaft PS. Further, the connection relationship between the left and right output shafts SRL, SRR, the differential device D, the gear device GS, the differential limiting mechanism, and the first and second rotating electrical machines is compared with the fourth to sixth embodiments, The only difference is that the left and right output shafts SFL and SFR on the front side are replaced with the left and right output shafts SRL and SRR on the rear side, and the others are the same.
以上の構成により、エンジン3のトルクは、変速機4、プロペラシャフトPS、および差動装置Dを介して左右の出力軸SRL、SRRに伝達され、さらに左右の後輪WRL、WRRに伝達される。また、第1および第2モータ出力トルクならびに第1および第2モータ制動トルクは、歯車装置GSおよび差動装置Dを介して左右の出力軸SRL、SRRに伝達され、さらに左右の後輪WRL、WRRに伝達される。さらに、差動制限機構による第3サンギヤとキャリア部材(いずれも図示せず)の間の接続によって、左右の出力軸SRL、SRRの間の差回転が制限される。したがって、この第1変形例においても、第4〜第6実施形態による効果を同様に得ることができる。
With the above configuration, the torque of the
さらに、図14は、第4〜第6実施形態の第2変形例を示しており、この第2変形例は、動力装置を全輪駆動式の車両VAWに適用した例である。この車両VAWでは、前側の左右の出力軸SFL、SFRは、フロントデフDF、センターデフDCおよび変速機4を介して、エンジン3に連結されている。また、差動装置D、歯車装置GS、差動制限機構、第1および第2回転電機(いずれも図示せず)は、車両VAWの後部に配置されており、差動装置Dのリングギヤ(図示せず)は、プロペラシャフトPSおよびセンターデフDCを介して変速機4に連結されている。さらに、左右の出力軸SRL、SRR、差動装置D、歯車装置GS、第1および第2回転電機の間の連結関係は、上述した第1変形例と同様である。
Further, FIG. 14 shows a second modification of the fourth to sixth embodiments, and this second modification is an example in which the power plant is applied to an all-wheel drive vehicle VAW. In this vehicle VAW, the left and right output shafts SFL, SFR on the front side are connected to the
以上の構成により、エンジン3のトルクは、変速機4を介してセンターデフDCに伝達され、フロントデフDFおよびプロペラシャフトPSに分配される。フロントデフDFに分配されたトルクは、左右の出力軸SFL、SFRに伝達され、さらに左右の前輪WFL、WFRに伝達される。プロペラシャフトPSに分配されたトルクは、差動装置Dを介して左右の出力軸SRL、SRRに伝達され、さらに左右の後輪WRL、WRRに伝達される。また、第1および第2モータ出力トルクならびに第1および第2モータ制動トルクは、歯車装置GSおよび差動装置Dを介して左右の出力軸SRL、SRRに伝達され、さらに左右の後輪WRL、WRRに伝達される。さらに、差動制限機構による第3サンギヤとキャリア部材(いずれも図示せず)の間の接続によって、左右の出力軸SRL、SRRの間の差回転が制限される。したがって、この第2変形例においても、第4〜第6実施形態による効果を同様に得ることができる。
With the above configuration, the torque of the
なお、第4〜第6実施形態の第1および第2変形例の車両VFR、VAWが、本発明における移動装置に相当する。また、これらの第1および第2変形例では、エンジン3および変速機4を、車両VFR、VAWの前部に配置しているが、車両の後部に配置してもよい。
The vehicles VFR and VAW of the first and second modifications of the fourth to sixth embodiments correspond to the moving device according to the present invention. In these first and second modifications, the
なお、本発明は、説明した第1〜第6実施形態(変形例を含む。以下、総称して「実施形態」という)に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、第1サンギヤS1を右出力軸SRR(SFR)に、第2サンギヤS2を左出力軸SRL(SFL)に、それぞれ連結しているが、これとは逆に、第1サンギヤS1を左出力軸SRL(SFL)に、第2サンギヤS2を右出力軸SRR(SFR)に、それぞれ連結してもよい。この場合、第4〜第6実施形態で述べた差動装置DのキャリアCDは、第1サンギヤS1と左出力軸SRL(SFL)の間の動力伝達経路上に設けられる。また、実施形態では、第1〜第3ピニオンギヤP1〜P3を、互いに一体に形成しているが、別個に形成した後に、互いに一体に連結してもよい。 In addition, this invention can be implemented in various aspects, without being limited to the first to sixth embodiments described (including modifications, hereinafter collectively referred to as “embodiments”). For example, in the embodiment, the first sun gear S1 is connected to the right output shaft SRR (SFR) and the second sun gear S2 is connected to the left output shaft SRL (SFL), but conversely, the first sun gear is connected. S1 may be connected to the left output shaft SRL (SFL), and the second sun gear S2 may be connected to the right output shaft SRR (SFR). In this case, the carrier CD of the differential device D described in the fourth to sixth embodiments is provided on the power transmission path between the first sun gear S1 and the left output shaft SRL (SFL). In the embodiment, the first to third pinion gears P1 to P3 are integrally formed with each other, but may be integrally formed after being formed separately.
さらに、実施形態では、本発明における第1〜第4要素として、第3〜第1サンギヤS3〜S1およびキャリア部材13を用いているが、回転数が互いに共線関係にある他の4つの回転要素を用いてもよい。例えば、遊星歯車装置のサンギヤ、キャリアおよびリングギヤのうちの任意の2つの回転要素と、これとは別の遊星歯車装置のサンギヤ、キャリアおよびリングギヤのうちの任意の2つの回転要素とをそれぞれ互いに連結し、それにより構成された4つの回転要素を用いてもよい。この場合の遊星歯車装置は、シングルピニオンタイプおよびダブルピニオンタイプのいずれでもよい。あるいは、いわゆるラビニョウタイプの遊星歯車装置(シングルピニオンタイプおよびダブルピニオンタイプの遊星歯車装置においてキャリアとリングギヤが共用化されたもの)の4つの回転要素を用いてもよい。
Further, in the embodiment, as the first to fourth elements in the present invention, the third to first sun gears S3 to S1 and the
あるいは、次のように構成された4つの回転要素を用いてもよい。すなわち、互いに一体の第1および第2ピニオンギヤで構成された2連ピニオンギヤを、回転自在のキャリア部材で回転自在に支持し、この第1ピニオンギヤに噛み合う回転自在の第1サンギヤおよび第1リングギヤと、第2ピニオンギヤに噛み合う回転自在の第2サンギヤおよび第2リングギヤとから成る4つの回転要素から3つの回転要素を選択するとともに、これらの3つの回転要素に上記のキャリア部材を加えた4つの回転要素を用いてもよい。この場合、選択されなかった残りの回転要素は、省略可能である。また、第1サンギヤまたは第1リングギヤを、第1ピニオンギヤに直接、噛み合わせずに、別のピニオンギヤを介して噛み合わせてもよい。このことは、第2サンギヤおよび第2リングギヤについても同様である。 Alternatively, four rotating elements configured as follows may be used. A rotatable first sun gear and a first ring gear that are rotatably supported by a rotatable carrier member and mesh with the first pinion gear; Four rotating elements in which three rotating elements are selected from four rotating elements consisting of a rotatable second sun gear and second ring gear meshing with the second pinion gear, and the carrier member is added to the three rotating elements. May be used. In this case, the remaining rotation elements not selected can be omitted. Further, the first sun gear or the first ring gear may be meshed via another pinion gear without directly meshing with the first pinion gear. The same applies to the second sun gear and the second ring gear.
また、実施形態では、本発明における第1および第2トルク発生装置は、第1および第2回転電機11、12であるが、正トルクおよび負トルクを発生可能な他の装置、例えば、油圧モータなどでもよい。さらに、実施形態では、第1および第2回転電機11、12として、ACモータを用いているが、回転エネルギと電気エネルギの間でエネルギを変換可能な他の装置、例えば、DCモータを用いてもよい。また、実施形態では、差動制限機構16、41を、油圧式のクラッチで構成しているが、第3サンギヤS3(第1要素)とキャリア部材13(第4要素)の間を接続・遮断する機能を有する他の機構、例えば、電磁式のクラッチで構成してもよい。
In the embodiment, the first and second torque generating devices in the present invention are the first and second rotating
さらに、実施形態では、バッテリ23が第1および第2回転電機11、12に共用されているが、バッテリを別個に設けてもよい。また、実施形態では、第1および第2回転電機11、12で回生した電力を、バッテリ23に充電しているが、キャパシタに充電してもよい。あるいは、第1および第2回転電機11、12とは異なる他の回転電機と、この他の回転電機に連結されたフライホイールとを用い、第1および第2回転電機11、12で回生した電力を他の回転電機で動力に変換するとともに、変換された動力を、運動エネルギとしてフライホイールに蓄積してもよい。あるいは、第1および第2回転電機11、12で回生した電力を、他の回転電機やアクチュエータに直接、供給してもよい。あるいは、第1および第2回転電機11、12に代えて、上述したように回転エネルギを圧力エネルギに変換可能な油圧モータを用いるとともに、この油圧モータで変換された圧力エネルギをアキュームレータに蓄積してもよい。
Furthermore, in the embodiment, the
さらに、実施形態では、本発明における第1動力伝達機構としてギヤ51および52を、第2動力伝達機構としてギヤ53および54を、それぞれ用いているが、差動制限機構からの反力を増大した状態で伝達可能な他の機構、例えば、一対のプーリと両者に巻き掛けられたベルトから成る動力伝達機構や、一対のスプロケットや両者に巻き掛けられたチェーンから成る動力伝達機構を用いてもよい。また、実施形態では、ダブルピニオン式の遊星歯車装置である差動装置Dを用いているが、互いに差回転が可能な第1〜第3回転体(第5〜第7要素)を有する他の装置、例えば、シングルピニオン式の遊星歯車装置や、次のようなタイプの差動装置を用いてもよい。すなわち、一対のサイドギヤと、両サイドギヤに噛み合う複数のピニオンギヤと、これらのピニオンギヤを回転自在に支持するキャリアを有し、キャリアに伝達されたトルクを一対のサイドギヤの各々に1:1の分配比で分配するタイプの差動装置を用いてもよい。
Further, in the embodiment, the
さらに、実施形態では、本発明におけるエネルギ出力装置として、ガソリンエンジンであるエンジン(3)を用いているが、正トルクを発生可能な他の装置、例えば、ディーゼルエンジンや、LPGエンジン、CNG(Compressed Natural Gas)エンジン、外燃機関、回転電機、油圧モータなどを用いてもよい。また、実施形態では、本発明による動力装置1、1A〜1Eを、左右の出力軸SRL、SRR(SFL、SFR)を駆動するように構成しているが、車両の前後の駆動輪に連結された前後の出力軸を駆動するように構成してもよい。さらに、実施形態は、本発明を車両に適用した例であるが、本発明は、これに限らず、例えば船舶や航空機などにも適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
Further, in the embodiment, the engine (3) which is a gasoline engine is used as the energy output device in the present invention, but other devices capable of generating a positive torque, for example, a diesel engine, an LPG engine, a CNG (Compressed) Natural Gas) engine, external combustion engine, rotating electric machine, hydraulic motor, etc. may be used. In the embodiment, the
VFR 車両(移動装置)
VAW 車両(移動装置)
SRL 左出力軸(2つの回転軸の一方)
SRR 右出力軸(2つの回転軸の他方)
SFL 左出力軸(2つの回転軸の一方)
SFR 右出力軸(2つの回転軸の他方)
1 動力装置
1A 動力装置
1B 動力装置
1C 動力装置
1D 動力装置
1E 動力装置
3 エンジン(トルク発生装置)
11 第1回転電機(第1トルク発生装置)
12 第2回転電機(第2トルク発生装置)
GS 歯車装置
13 キャリア部材(第4要素)
14 3連ピニオンギヤ
P1 第1ピニオンギヤ
P2 第2ピニオンギヤ
P3 第3ピニオンギヤ
S1 第1サンギヤ(第3要素)
S2 第2サンギヤ(第2要素)
S3 第3サンギヤ(第1要素)
16 差動制限機構
41 差動制限機構
51 ギヤ(第1動力伝達機構)
52 ギヤ(第1動力伝達機構)
53 ギヤ(第2動力伝達機構)
54 ギヤ(第2動力伝達機構)
D 差動装置
SD サンギヤ(第1回転体、第5要素)
CD キャリア(第2回転体、第6要素)
RD リングギヤ(第3回転体、第7要素)
TM1 第1モータトルク(正トルク)
TG1 第1モータ制動トルク(負トルク)
TM2 第2モータトルク(正トルク)
TG2 第2モータ制動トルク(負トルク)
VFR vehicle (mobile device)
VAW vehicle (mobile device)
SRL Left output shaft (one of two rotating shafts)
SRR Right output shaft (the other of the two rotating shafts)
SFL Left output shaft (one of the two rotating shafts)
SFR Right output shaft (the other of the two rotating shafts)
DESCRIPTION OF
11 First rotating electrical machine (first torque generator)
12 Second rotating electrical machine (second torque generator)
14 Triple Pinion Gear P1 First Pinion Gear P2 Second Pinion Gear P3 Third Pinion Gear S1 First Sun Gear (Third Element)
S2 Second sun gear (second element)
S3 Third sun gear (first element)
16 differential limiting
52 Gear (first power transmission mechanism)
53 Gear (second power transmission mechanism)
54 Gear (second power transmission mechanism)
D Differential device SD Sun gear (first rotating body, fifth element)
CD carrier (second rotating body, sixth element)
RD ring gear (3rd rotating body, 7th element)
TM1 1st motor torque (positive torque)
TG1 First motor braking torque (negative torque)
TM2 Second motor torque (positive torque)
TG2 Second motor braking torque (negative torque)
Claims (8)
回転自在のキャリア部材と、
互いに一体に設けられた第1ピニオンギヤ、第2ピニオンギヤおよび第3ピニオンギヤで構成され、前記キャリア部材に回転自在に支持された3連ピニオンギヤと、
前記第1ピニオンギヤに噛み合う回転自在の第1サンギヤと、
前記第2ピニオンギヤに噛み合う回転自在の第2サンギヤと、
前記第3ピニオンギヤに噛み合う回転自在の第3サンギヤと、を備え、
前記3連ピニオンギヤおよび前記第1〜第3サンギヤは、前記キャリア部材が固定された状態で前記3連ピニオンギヤが回転しているときに、前記第2サンギヤの回転数が前記第1サンギヤの回転数よりも高くなるとともに、前記第3サンギヤの回転数が前記第2サンギヤの回転数よりも高くなるように構成されており、
正トルクおよび負トルクを発生可能な第1トルク発生装置と、
正トルクおよび負トルクを発生可能な第2トルク発生装置と、をさらに備え、
前記第3サンギヤは、前記第1トルク発生装置に連結され、前記第2サンギヤは、前記2つの回転軸の一方に連結され、前記第1サンギヤは、前記2つの回転軸の他方に連結されるとともに、前記キャリア部材は、前記第2トルク発生装置に連結されており、
前記第3サンギヤおよび前記キャリア部材に連結され、前記第3サンギヤと前記キャリア部材の間を接続・遮断することによって前記2つの回転軸の間の差回転を制限するための差動制限機構をさらに備えることを特徴とする動力装置。 A power device for driving two rotating shafts configured to be capable of differential rotation with each other in order to move the moving device,
A rotatable carrier member;
A triple pinion gear which is constituted by a first pinion gear, a second pinion gear and a third pinion gear which are provided integrally with each other, and is rotatably supported by the carrier member;
A rotatable first sun gear meshing with the first pinion gear;
A rotatable second sun gear meshing with the second pinion gear;
A rotatable third sun gear meshing with the third pinion gear,
In the triple pinion gear and the first to third sun gears, when the triple pinion gear rotates with the carrier member fixed, the rotation speed of the second sun gear is the rotation speed of the first sun gear. And the rotational speed of the third sun gear is configured to be higher than the rotational speed of the second sun gear,
A first torque generator capable of generating a positive torque and a negative torque;
A second torque generator capable of generating a positive torque and a negative torque, and
The third sun gear is connected to the first torque generator, the second sun gear is connected to one of the two rotating shafts, and the first sun gear is connected to the other of the two rotating shafts. And the carrier member is connected to the second torque generator,
A differential limiting mechanism coupled to the third sun gear and the carrier member, for limiting a differential rotation between the two rotating shafts by connecting and blocking between the third sun gear and the carrier member; A power device characterized by comprising.
前記キャリア部材と前記差動制限機構の間の動力伝達経路上に設けられ、前記差動制限機構による前記第3サンギヤと前記キャリア部材の間の接続に伴って発生した当該差動制限機構の反力トルクを、増大させた状態で前記キャリア部材に伝達する第2動力伝達機構と、をさらに備えることを特徴とする、請求項1に記載の動力装置。 The differential limiting mechanism is provided on a power transmission path between the third sun gear and the differential limiting mechanism, and is generated by the connection between the third sun gear and the carrier member by the differential limiting mechanism. A first power transmission mechanism for transmitting reaction force torque to the third sun gear in an increased state;
Provided on a power transmission path between the carrier member and the differential limiting mechanism, and the reaction of the differential limiting mechanism generated by the connection between the third sun gear and the carrier member by the differential limiting mechanism. The power plant according to claim 1, further comprising a second power transmission mechanism that transmits force torque to the carrier member in an increased state.
正トルクを発生可能であり、前記第1および第2トルク発生装置とは別個に設けられたトルク発生装置と、をさらに備え、
前記第1回転体は前記第2サンギヤに連結され、前記第2回転体は、前記第1サンギヤと前記2つの回転軸の前記他方との間の動力伝達経路上に設けられるとともに、前記第3回転体は、前記トルク発生装置に連結されることを特徴とする、請求項1または2に記載の動力装置。 A differential having a first rotating body, a second rotating body and a third rotating body capable of differential rotation with each other;
A torque generating device capable of generating a positive torque and provided separately from the first and second torque generating devices,
The first rotating body is coupled to the second sun gear, and the second rotating body is provided on a power transmission path between the first sun gear and the other of the two rotating shafts, and the third rotating gear. The power unit according to claim 1, wherein the rotating body is connected to the torque generator.
互いの間で動力を伝達可能な第1要素、第2要素、第3要素および第4要素を有し、当該第1〜第4要素の回転数が共線図において互いに同じ一つの直線上に位置する所定の共線関係にあり、前記第1要素を固定した状態で前記第2〜第4要素を回転させたときに、当該第2〜第4要素が同方向に回転するとともに、前記第4要素の回転数が前記第2および第3要素の回転数よりも高くなるように構成された歯車装置と、
正トルクおよび負トルクを発生可能な第1トルク発生装置と、
正トルクおよび負トルクを発生可能な第2トルク発生装置と、を備え、
前記第1要素は、前記第1トルク発生装置に連結され、前記第2要素は、前記2つの回転軸の一方に連結され、前記第3要素は、前記2つの回転軸の他方に連結されるとともに、前記第4要素は、前記第2トルク発生装置に連結されており、
前記第1および第4要素に連結され、前記第1要素と前記第4要素の間を接続・遮断することによって前記2つの回転軸の間の差回転を制限するための差動制限機構をさらに備えることを特徴とする動力装置。 A power device for driving two rotating shafts configured to be capable of differential rotation with each other in order to move the moving device,
1st element, 2nd element, 3rd element, and 4th element which can transmit motive power between each other, The rotation speed of the said 1st-4th element is on the same straight line mutually in a nomograph When the second to fourth elements are rotated in the predetermined collinear relationship and the first element is fixed, the second to fourth elements rotate in the same direction, and the first element A gear device configured such that the rotational speed of the four elements is higher than the rotational speed of the second and third elements;
A first torque generator capable of generating a positive torque and a negative torque;
A second torque generator capable of generating a positive torque and a negative torque,
The first element is connected to the first torque generator, the second element is connected to one of the two rotating shafts, and the third element is connected to the other of the two rotating shafts. And the fourth element is connected to the second torque generator,
A differential limiting mechanism coupled to the first and fourth elements and configured to limit differential rotation between the two rotating shafts by connecting and blocking between the first element and the fourth element; A power device characterized by comprising.
前記第4要素と前記差動制限機構の間の動力伝達経路上に設けられ、前記差動制限機構による前記第1要素と前記第4要素の間の接続に伴って発生した当該差動制限機構の反力トルクを、増大させた状態で前記第4要素に伝達する第2動力伝達機構と、をさらに備えることを特徴とする、請求項5に記載の動力装置。 The differential limiting mechanism that is provided on the power transmission path between the first element and the differential limiting mechanism and that is generated when the first limiting element is connected to the fourth element by the differential limiting mechanism. A first power transmission mechanism for transmitting the reaction torque of the first torque to the first element in an increased state;
The differential limiting mechanism that is provided on the power transmission path between the fourth element and the differential limiting mechanism, and is generated when the differential limiting mechanism is connected between the first element and the fourth element. The power unit according to claim 5, further comprising a second power transmission mechanism that transmits the reaction torque of the second torque to the fourth element in an increased state.
正トルクを発生可能であり、前記第1および第2トルク発生装置とは別個に設けられたトルク発生装置と、をさらに備え、
前記第5要素は、前記第2要素に連結され、前記第6要素は、前記第3要素と前記2つの回転軸の前記他方との間の動力伝達経路上に設けられるとともに、前記第7要素は、前記トルク発生装置に連結されることを特徴とする、請求項5または6に記載の動力装置。 A differential having a fifth element, a sixth element and a seventh element capable of differential rotation with respect to each other;
A torque generating device capable of generating a positive torque and provided separately from the first and second torque generating devices,
The fifth element is coupled to the second element, and the sixth element is provided on a power transmission path between the third element and the other of the two rotating shafts, and the seventh element The power unit according to claim 5, wherein the power unit is connected to the torque generator.
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