JP2014066274A - 車両用の駆動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動力伝達装置の回転軸線と直交する方向のコンパクト化を図るとともに、電動機から駆動輪へのトルクの伝達効率を向上させることができる車両用の駆動力伝達装置を提供する。
【解決手段】本発明による車両用の駆動力伝達装置３は、差動装置５及びモータ６を備える。差動装置５の左右のサイドギヤ１０Ｌ、１０Ｒは、第１及び第２駆動輪としての左右の前輪ＷＦＬ、ＷＦＲに連結され、デフケース８は、駆動源としての内燃機関１に連結されている。モータ６は、アウタロータ１４及びインナロータ１５を有し、両ロータ１４、１５が相対的に回転しながら相反するトルクを発生させるように構成されている。アウタロータ１４は、右サイドギヤ１０Ｒと同一回転軸線上に配置され、これと一体に連結されており、インナロータ１５は、左サイドギヤ１０Ｌと同一回転軸線上に配置され、これと一体に連結されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両を推進させるための第１及び第２駆動輪に、駆動源からの駆動力を伝達する車両用の駆動力伝達装置に関する。

従来、この種の駆動力伝達装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この駆動力伝達装置は、差動装置と相反モータを備えている。差動装置は、ベベルギヤ式のものであり、エンジンの動力は、差動装置のピニオンギヤから左右のサイドギヤに伝達された後、これらのサイドギヤと一体の左右のドライブシャフトを介して、左右の車輪に伝達される。

相反モータは、上記のドライブシャフトとは異なる回転軸線上に配置されており、アウタロータ及びインナロータを有する。両ロータは、相対的に回転しながら相反するトルクを発生させる。左ドライブシャフト及びアウタロータの出力軸には、互いに噛み合うヘリカルギヤがそれぞれ設けられており、アウタロータのトルクは、これらのヘリカルギヤを介して左ドライブシャフトに出力される。同様に、右ドライブシャフト及びインナロータの出力軸には、互いに噛み合うヘリカルギヤが設けられており、インナロータのトルクは、これらのヘリカルギヤを介して右ドライブシャフトに出力される。そして、両ロータから相反するトルクが左右のドライブシャフトに伝達されることで、左右の車輪に配分されるトルクが調整される。

特開２００４−３２２７５３号公報

上述したように、従来の駆動力伝達装置では、差動装置と相反モータは互いに別個の回転軸線上に配置されている。このため、駆動力伝達装置の径方向（回転軸線と直交する方向）のサイズが増大し、大型化を招いてしまう。また、相反モータのトルクは、その出力軸に設けられたヘリカルギヤから、これに噛み合うドライブシャフトのヘリカルギヤを介して、ドライブシャフトに伝達される。このため、これらのヘリカルギヤにおいてトルクの伝達ロスが生じることは避けられず、相反モータから車輪へのトルクの伝達効率が低下してしまう。

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、駆動力伝達装置の回転軸線と直交する方向のコンパクト化を図ることができるとともに、回転電機から駆動輪へのトルクの伝達効率を向上させることができる車両用の駆動力伝達装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、車両Ｖを推進するための第１及び第２駆動輪（実施形態における（以下、本項において同じ）左右の前輪ＷＦＬ、ＷＦＲ）に、駆動源（内燃機関１）からの駆動力を伝達する車両用の駆動力伝達装置３、５１であって、互いの間で動力を伝達可能な第１回転要素（右サイドギヤ１０Ｒ又は左サイドギヤ１０Ｌ）、第２回転要素（左サイドギヤ１０Ｌ又は右サイドギヤ１０Ｒ）及び第３回転要素（デフケース８）を有し、第１回転要素、第３回転要素及び第２回転要素の回転速度が共線図においてこの順で並ぶ共線関係を満たすように構成された差動装置５を備え、第１回転要素は第１駆動輪に連結され、第２回転要素は第２駆動輪に連結され、第３回転要素は駆動源に連結されており、第１ロータ（アウタロータ１４）及び第２ロータ（インナロータ１５）を有し、第１及び第２ロータが相対的に回転しながら相反するトルクを発生させるように構成された回転電機（モータ６）をさらに備え、第１ロータは、第１回転要素に対して、互いに同一の回転軸線上に配置され、かつ一体に連結されており、第２ロータは、第２回転要素に対して、互いに同一の回転軸線上に配置され、かつ一体に連結されていることを特徴とする。

この車両用の駆動力伝達装置によれば、差動装置の第１、第２及び第３回転要素の間で動力の伝達が可能になっており、また、第１回転要素は車両の第１駆動輪に、第３回転要素は駆動源に、第２回転要素は第２駆動輪に、それぞれ連結されている。したがって、駆動源からの駆動力は、差動装置の第３回転要素から第１及び第２回転要素をそれぞれ介して、第１及び第２駆動輪に伝達される。また、これらの第１、第３及び第２回転要素は、その回転速度が共線図においてこの順で並ぶ共線関係を満たすように構成されている。したがって、車両の旋回時などに第１及び第２駆動輪の軌跡の長さの違いによって差回転が発生した場合には、この共線関係を満たすように、旋回半径が小さい駆動輪の回転速度が低下すると同時に、旋回半径が大きい駆動輪の回転速度が上昇することによって、両駆動輪の間に差回転が与えられる。

また、回転電機は、第１及び第２ロータを有し、両ロータが相対的に回転しながら、相反するトルクを発生させるように構成されており、第１ロータは差動装置の第１回転要素に連結され、第２ロータは第２回転要素に連結されている。したがって、回転電機を作動させ、第１及び第２ロータに発生した相反するトルクを、第１及び第２回転要素をそれぞれ介して第１及び第２駆動輪に付与することによって、両駆動輪へのトルクの配分が調整される。

さらに、第１ロータは第１回転要素と同一の回転軸線上に配置され、第２ロータは第２回転要素と同一の回転軸線上に配置されていて、これらの４つの要素が同一の回転軸線上に配置されている。したがって、差動装置と電動機が互いに異なる回転軸線上に配置された従来の場合と比較して、駆動力伝達装置の径方向（回転軸線と直交する方向）のコンパクト化を図ることができる。

また、第１ロータは第１回転要素と一体に連結され、第２ロータは第２回転要素と一体に連結されており、第１ロータと第１回転要素の間、及び第２ロータと第２回転要素の間には、動力を伝達するための歯車などは存在しない。したがって、従来の場合と異なり、中間部材でのトルクの伝達ロスがなくなることによって、回転電機から第１及び第２駆動輪へのトルクの伝達効率を向上させることができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の車両用の駆動力伝達装置３、５１において、第１回転要素は中空部（右サイドギヤ１０Ｒの中空部１０Ｒａ又は左サイドギヤ１０Ｌの中空部１０Ｌａ）を有し、回転電機は、第１回転要素に対して、第２回転要素と反対側に配置されており、第２ロータと第２回転要素は、第１回転要素の中空部を貫通して延びる連結軸４Ｌａ又は５３ａによって、互いに一体に連結されていることを特徴とする。

この構成によれば、回転電機が、第１回転要素に対して、第２回転要素と反対側に配置されるとともに、回転電機の第２ロータと第２回転要素は、第１回転要素の中空部を貫通して延びる連結軸により、互いに一体に連結されている。これにより、請求項１の構成を実現でき、前述した請求項１による作用を得ることができる。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の車両用の駆動力伝達装置３、５１において、第１及び第２ロータは、第１及び第２ロータの回転軸線と直交する方向において、互いに対向するように配置されていることを特徴とする。

この構成によれば、第１及び第２ロータが径方向に互いに対向するように配置されているので、両ロータが回転軸線方向に並設される場合と比較して、駆動力伝達装置の回転軸線方向のコンパクト化を図ることができる。

請求項４に係る発明は、請求項２又は３に記載の車両用の駆動力伝達装置３、５１において、差動装置は、第３回転要素と一体に公転するとともに、第１回転要素と第２回転要素の間で動力を伝達するための第４回転要素を有し、第４回転要素は、第３回転要素に一体に設けられたピニオンシャフト９ａと、ピニオンシャフト９ａに回転自在に支持されたピニオンギヤ９と、を有し、ピニオンシャフト９ａは、第１及び第２回転要素の回転軸線上に、回転軸線の方向に貫通する中空部９ｂを有するとともに、中空部９ｂから径方向に延びており、連結軸４Ｌａ又は５３ａは、ピニオンシャフト９ａの中空部９ｂを貫通して延びていることを特徴とする。

この構成によれば、第４回転要素がピニオンシャフト及びピニオンギヤを有し、ピニオンシャフトが第３回転要素に一体に設けられているので、ピニオンシャフトを第３回転要素で強固に保持することができる。また、ピニオンシャフトの中空部を連結軸が貫通しているので、連結軸によって第２ロータと第２回転要素を連結することができる。

請求項５に係る発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の車両用の駆動力伝達装置３、５１において、差動装置５は、差動装置収容部材（変速機ケース４１）に収容されており、回転電機は、回転電機収容部材（モータケース４２）に収容されており、回転電機収容部材は、差動装置収容部材に取り付けられていることを特徴とする。

この構成によれば、回転電機を収容する回転電機収容部材が、差動装置を収容する差動装置収容部材に取り付けられているので、回転電機及び回転電機収容部材を備えていない車両に、両者を後付けで設置することができる。

請求項６に係る発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の車両用の駆動力伝達装置３において、回転電機は、第３回転要素の回転軸線と直交する方向において、駆動源と重なり合うように配置されている（図１）ことを特徴とする。

この構成によれば、回転電機が、第３回転要素の回転軸線と直交する方向において、駆動源と重なり合うように配置されているので、駆動源と重なり合わないように配置した場合と比較して、第３回転要素の回転軸線の方向における駆動力伝達装置及び駆動源を含む全体の寸法を、小さくことができる。

請求項７に係る発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の車両用の駆動力伝達装置５１において、回転電機は、第３回転要素に対し、第３回転要素の回転軸線の方向において、駆動源と反対側に配置されている（図１２）ことを特徴とする。

この構成によれば、回転電機が、第３回転要素に対し、第３回転要素の回転軸線の方向において、駆動源と反対側に配置されているので、駆動源と同じ側に配置した場合と比較して、回転電機及び駆動源を含む全体の重量バランスを整えることができる。

本発明の第１実施形態による駆動力伝達装置を搭載した車両を概略的に示す図である。 図１の駆動力伝達装置の構成を示す図である。 差動装置の左サイドギヤ、デフケース及び右サイドギヤの間の回転速度の関係を示す共線図である。 図１の駆動力伝達装置の制御装置などを示すブロック図である。 車両の直進状態における、駆動力伝達装置によって得られる車両の動作を説明するための図である。 車両の加速・右旋回状態における、図５と同様の図である。 車両の減速・右旋回状態における、図５と同様の図である。 車両の左前輪の弱スリップ状態における、図５と同様の図である。 車両の左前輪の強スリップ状態における、図５と同様の図である。 ピニオンシャフトの（ａ）側面図、及び（ｂ）Ａ−Ａ線に沿う断面図である。 ピニオンシャフトの他の例を示す図である。 本発明の第２実施形態による駆動力伝達装置を搭載した車両を概略的に示す図である。 図１２の駆動力伝達装置の構成を示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１に示すように、本発明を適用した車両Ｖは、左右の前輪ＷＦＬ、ＷＦＲ及び後輪ＷＲＬ、ＷＲＲを有するＦＦ式の四輪車両である。なお、図１では、便宜上、一部の要素の符号の図示を省略している。車両Ｖの前部には、内燃機関（以下「エンジン」という）１が設けられており、エンジン１のクランク軸１ａは、トルクコンバータＴ／Ｃ及びクラッチの少なくとも一方を介して変速機２に連結されている。エンジン１の駆動力は、変速機２で変速された後、変速機２に連結された入力軸１２を介して駆動力伝達装置３に入力される。入力された駆動力は、駆動力伝達装置３によって左右の出力軸（ドライブシャフト）４Ｌ、４Ｒに配分され、駆動輪としての左右の前輪ＷＦＬ、ＷＦＲに伝達される。

図２に示すように、本発明の第１実施形態による駆動力伝達装置３は、車両Ｖの旋回時などに両前輪ＷＦＬ、ＷＦＲに差回転を発生させるための差動装置５と、両前輪ＷＦＬ、ＷＦＲへのトルクの配分を調整するためのモータ６を備えている。差動装置５は、上述したトルクコンバータＴ／Ｃ及びクラッチの少なくとも一方並びに変速機２とともに、変速機ケース４１に収容されている。変速機ケース４１は、エンジン１の本体１ｂに取り付けられており、その内部には、差動装置５などに供給される潤滑油が充填されている。

差動装置５は、ベベルギヤ式のものであり、ドリブンギヤ７を一体に有するデフケース８と、デフケース８に収容された２つのピニオンギヤ９及び左右一対のサイドギヤ１０Ｌ、１０Ｒを備えている。

デフケース８は、変速機ケース４１に、一対の軸受Ｂ１、Ｂ１を介して回転自在に支持されている。デフケース８のドリブンギヤ７には、入力軸１２に一体に設けられたドライブギヤ１３が噛み合っている。

２つのピニオンギヤ９は、ベベルギヤで構成されており、２つのピニオンシャフト９ａにそれぞれ回転自在に支持されている。図２及び図１０に示すように、これらのピニオンシャフト９ａは、サイドギヤ１０Ｌ、１０Ｒの回転軸線上に、左右方向に貫通する円形の中空部９ｂを有し、この中空部９ｂから径方向に延びるとともに、デフケース８と一体に設けられている。なお、ピニオンギヤ９及びピニオンシャフト９ａの数は任意であり、図１１は、ピニオンギヤ９及びピニオンシャフト９ａをそれぞれ３つとした場合のピニオンシャフト９ａを示している。

左右のサイドギヤ１０Ｌ、１０Ｒもまたベベルギヤで構成されており、各ピニオンギヤ９に噛み合っている。サイドギヤ１０Ｌ、１０Ｒには、左右の出力軸４Ｌ、４Ｒの一端部が直結され、これらの出力軸４Ｌ、４Ｒの他端部は、それぞれ左右の前輪ＷＦＬ、ＷＦＲに連結されている。また、サイドギヤ１０Ｌ、１０Ｒにはそれぞれ、同心状の孔から成る中空部１０Ｌａ、１０Ｒａが形成されている。

以上の構成により、エンジン１の駆動力は、変速機２で変速された後、入力軸１２からドライブギヤ１３及びドリブンギヤ７を介して、減速された状態でデフケース８に伝達される。これにより、デフケース８が回転し、それと一緒にピニオンシャフト９ａ及び各ピニオンギヤ９が回転（公転）することによって、これに噛み合う左右のサイドギヤ１０Ｌ、１０Ｒが互いに同じ方向に回転する。周知のように、この場合の左サイドギヤ１０Ｌの回転速度ＮＬ、デフケース８の回転速度ＮＤ及び右サイドギヤ１０Ｒの回転速度ＮＲは、共線図において単一の直線上にこの順で並ぶ共線関係にある（図３参照）。

以上の構成によれば、左右のサイドギヤ１０Ｌ、１０Ｒは、デフケース８と一体に、互いに同じ速度で回転する（図３の実線）。また、例えば車両Ｖの右旋回状態では、旋回の外周輪である左前輪ＷＦＬの回転軌跡が、内周輪である右前輪ＷＦＲの回転軌跡よりも大きいために、ピニオンギヤ９がデフケース８に対して回転（自転）し、左サイドギヤ１０Ｌを余分に回転させることによって、両前輪ＷＦＬ、ＷＦＲへの配分トルクが等しく、かつ左前輪ＷＦＬの回転速度がより大きな状態で、差回転が発生する（同図の破線）。車両Ｖが左旋回状態の場合には、サイドギヤ１０Ｌ、１０Ｒの回転速度は、上記と逆の関係になる（同図の１点鎖線）。

また、前述した右出力軸４Ｒは、右サイドギヤ１０Ｒに直結され、そこから右方に延びており、左側から順に、第１中空部４Ｒａ、モータ収容部４Ｒｂ、第２中空部４Ｒｃ及び中実部４Ｒｄで構成されている。第１中空部４Ｒａは、右サイドギヤ１０Ｒに直結され、右サイドギヤ１０Ｒの中空部１０Ｒａに連なるとともに、デフケース８及び変速機ケース４１を貫通している。また、第２中空部４Ｒｃには、中空の回転軸４Ｒｅが一体に設けられている。回転軸４Ｒｅは、中実部４Ｒｄを部分的に覆うとともに、後述するモータケース４２に設けられた軸受Ｂ２に挿入されており、それにより、第２中空部４Ｒｃを含む右出力軸４Ｒは、モータケース４２に回転自在に支持されている。

上記の中実部４Ｒｄは、モータケース４２を貫通し、外部に延びており、その先端部に右前輪ＷＦＲが取り付けられている。また、モータ収容部４Ｒｂは、両側の第１及び第２中空部４Ｒａ、４Ｒｃよりも拡径されており、その内部にモータ６の後述するアウタロータ１４及びインナロータ１５が収容されている。なお、変速機ケース４１に収容された潤滑油は、右サイドギヤ１０Ｒの付近から右出力軸４Ｒの第１中空部４Ｒａの内部を通って、モータ６側に供給される。

一方、左出力軸４Ｌは、中実状のものであり、左サイドギヤ１０Ｌに直結され、そこから左方にデフケース８及び変速機ケース４１を貫通して外部に延びていて、その先端部に左前輪ＷＦＬが取り付けられている。また、左サイドギヤ１０Ｌには、左出力軸４Ｌと同軸状の連結軸４Ｌａが一体に設けられている。この連結軸４Ｌａは、左サイドギヤ１０Ｌから右方に延びており、左サイドギヤ１０Ｌの中空部１０Ｌａ、ピニオンシャフト９ａの中空部９ｂ、右サイドギヤ１０Ｒの中空部１０Ｒａ、及び右出力軸４Ｒの第１中空部４Ｒａを貫通して、モータ収容部４Ｒｂ内に延び、インナロータ１５に直結されている。

モータ６は、上述した回転自在のアウタロータ１４及びインナロータ１５を有する、いわゆる相反モータで構成されるとともに、力行及び発電が可能なモータジェネレータとして構成されている。ここで、相反モータとは、一般的な、ステータとロータを備えるモータのステータに相当する部分を回転自在のロータとしたもので、互いのロータの間に周方向の斥力が発生した時に、同じ大きさの逆方向のトルクが両方のロータに発生するように構成したものである。

モータ６は、例えば３相同期モータで構成されている。アウタロータ１４は、リング状に形成され、３相の界磁巻線（図示せず）が巻かれるとともに、右出力軸４Ｒのモータ収容部４Ｒｂの内周面に固定されており、右出力軸４Ｒによって直結された右サイドギヤ１０Ｒと一体に回転する。インナロータ１５は、例えばリング状の永久磁石で構成され、アウタロータ１４の径方向の内側に対向するように配置されており、連結軸４Ｌａによって直結された左サイドギヤ１０Ｌと一体に回転する。

また、モータ６を力行する場合のアウタロータ１４の界磁巻線への電力の供給、及びモータ６で発電する場合のアウタロータ１４の界磁巻線からの電力の供給は、集電装置１６によって行われる。この集電装置１６は、スリップリング１７と、スリップリング１７に電力を供給するためのブラシ１８を備えている。

スリップリング１７は、導電材料から成る、３相用の３つのスリップリング１７（図２には一括して図示）で構成されている。これらの３つのスリップリング１７は、右出力軸４Ｒの第２中空部４Ｒｃに嵌合し、互いに絶縁された状態で、右出力軸４Ｒの軸線方向に並設されている。各スリップリング１７は、それぞれのリード線１７ａ（１つのみ図示）を介して、アウタロータ１４の界磁巻線に接続されている。

ブラシ１８は、スリップリング１７に対応する３つのブラシ１８で構成され、ホルダ２１に取り付けられており、スリップリング１７に外側から接触している。なお、ブラシ１８の数は３の倍数でもよい。また、ブラシ１８は、図４に示す制御装置２２を介して、バッテリ２３に接続されている。

制御装置２２は、モータ６とバッテリ２３との間の電力の授受を制御するＰＤＵと、モータ６の他の制御を行うモータＥＣＵ（いずれも図示せず）などを一体化したものである。

以上の構成により、制御装置２２によってモータ６を力行制御すると、バッテリ２３から各ブラシ１８に電力が供給され、さらに、各ブラシ１８からスリップリング１７及びリード線１７ａを介して、アウタロータ１４の界磁巻線に供給される。これにより、そのときの電流の向きに応じた方向のトルクがインナロータ１５に付与され、そのトルクの方向にインナロータ１５がアウタロータ１４に対して相対的に回転するとともに、その反作用として、このトルクと同じ大きさの逆方向のトルクがアウタロータ１４に付与される。

また、両ロータ１４、１５の間に差回転が生じている状態で、制御装置２２によってモータ６を発電制御すると、両ロータ１４、１５間の差回転分に相当する機械エネルギが電気エネルギに変換されることによって、モータ６で発電が行われる。これにより、両ロータ１４、１５間の差回転が減少する方向にトルクが作用するとともに、モータ６で発生した電力は、スリップリング１７及びブラシ１８などを介して、バッテリ２３に回収される。この発電制御中においても、アウタロータ１４及びインナロータ１５に作用するトルクは、互いに同じ大きさで、逆方向になる。

また、モータ６は、モータ収容部４Ｒｂ及び集電装置１６とともに、モータケース４２に収容されている。モータケース４２は、変速機ケース４１の右側面の差動装置５と対応する部分に取り付けられている。

また、左右の出力軸４Ｌ、４Ｒには、それらの回転速度ＮＬ、ＮＲを検出する回転速度センサ３１、３２が設けられており、その検出信号は、制御装置２２に出力される（図４参照）。前述したように、左出力軸４Ｌは、差動装置５の左サイドギヤ１０Ｌ、左前輪ＷＦＬ及びインナロータ１５と一体に構成されているので、回転速度センサ３１で検出される回転速度ＮＬは、これらの構成要素の回転速度を共通に表す。同様に、回転速度センサ３２で検出される回転速度ＮＲは、右出力軸４Ｒ、右サイドギヤ１０Ｒ、右前輪ＷＦＲ及びアウタロータ１４の回転速度を共通に表す。

さらに、制御装置２２には、操舵角度センサ３３から、車両Ｖの操舵角度ＡＳを表す検出信号が入力される。制御装置２２は、入力されたこれらの検出信号などに基づき、車両Ｖの走行状態を判定するとともに、判定された車両Ｖの走行状態に応じて、モータ６を制御する。

次に、これまでに説明した差動装置５及びモータ６を含む駆動力伝達装置３の動作を、図５〜図９を参照しながら、詳細に説明する。なお、図５〜図９では、便宜上、変速機２や差動装置５、モータ６などの各種の要素の図示を省略している。

まず、図５に示すように、車両Ｖがエンジン１の駆動力により走行しているときには、左右の前輪ＷＦＬ、ＷＦＲへの配分トルクＴＬ、ＴＲが互いに等しく、かつ両前輪ＷＦＬ、ＷＦＲの回転速度ＮＬ、ＮＲも互いに等しい。

また、図６に示すように、車両Ｖが上記の直進状態から右旋回状態に移行すると、差動装置５の作用により、前輪ＷＦＬ、ＷＦＲへの配分トルクＴＬ、ＴＲが等しい状態で、差回転が発生し、外輪側である左前輪ＷＦＬの回転速度ＮＬが、内輪側である右前輪ＷＦＲの回転速度ＮＲより大きくなる。これに伴い、インナロータ１５の回転速度ＮＬは、アウタロータ１４の回転速度ＮＲを上回るようになる。

この状態で、さらに右旋回させるには、制御装置２２により、インナロータ１５とアウタロータ１４との差回転（＝ＮＬ−ＮＲ）が増加する方向に、モータ６を力行制御する。

これにより、インナロータ１５から左出力軸４Ｌを介して左前輪ＷＦＬに、駆動トルク（＋ＴＭ）が付与されると同時に、アウタロータ１４から右出力軸４Ｒを介して右前輪ＷＦＲに、駆動トルクＴＭと同じ大きさの制動トルク（−ＴＭ）が付与される。その結果、左前輪ＷＦＬの駆動トルクが増加し、右前輪ＷＦＲの駆動トルクが減少することによって、右旋回ヨーモーメントが増加するので、車両Ｖの右旋回性能を向上させることができる。

また、図７に示すように、車両Ｖの右旋回が減速状態で行われる場合には、エンジンブレーキと差動装置５の作用により、前輪ＷＦＬ、ＷＦＲに互いに等しい制動トルク（−ＴＬ、−ＴＲ）が配分された状態で、左前輪ＷＦＬの回転速度ＮＬの方がより大きな差回転が発生する。この場合にも、図６に示した加速・右旋回状態の場合と同様、モータ６を、インナロータ１５とアウタロータ１４との差回転が増加する方向に力行制御する。その結果、図６の場合と同様、左右の前輪ＷＦＬ、ＷＦＲに駆動トルク（＋ＴＭ）及び制動トルク（−ＴＭ）がそれぞれ付与され、右旋回ヨーモーメントが増加することによって、車両Ｖの右旋回性能を向上させることができる。

なお、図示しないが、車両Ｖの左旋回状態では、アウタロータ１４の回転速度ＮＲがインナロータ１５の回転速度ＮＬを上回るとともに、それに応じて、アウタロータ１４とインナロータ１５との差回転（＝ＮＲ−ＮＬ）が増加する方向にモータ６を力行制御することによって、上述した右旋回状態の場合と同様の効果を得ることができる。

図８は、車両Ｖの高速の直進走行時などにおいて左前輪ＷＦＬが若干スリップする（弱スリップ）ことによって、その回転速度ＮＬが右前輪ＷＦＲの回転速度ＮＲよりも大きくなった状態を示す。この状態では、例えば、検出された操舵角度ＡＳが比較的小さく、かつ左右の前輪ＷＦＬ、ＷＦＲの回転速度ＮＬ、ＮＲの差が大きくなるのに応じて、制御装置２２により、インナロータ１５とアウタロータ１４との差回転が減少するように、モータ６を発電制御する。

これにより、左前輪ＷＦＬに制動トルク（−ＴＭ）が付与されると同時に、右前輪ＷＦＲに駆動トルク（＋ＴＭ）が付与される結果、両前輪ＷＦＬ、ＷＦＲの差回転が減少し、両者の差動が制限されることによって、車輪のスリップによるエンジン１の吹き上がりを防止することができる。

図９は、車両Ｖの急発進時や低μ路において左前輪ＷＦＬが大きくスリップする（強スリップ）ことで、その回転が急激に増大する（吹き上がる）おそれがある状態を示す。この状態では、例えば、検出された右前輪ＷＦＲの回転速度ＮＲが０に近く、かつ左前輪ＷＦＬの回転速度ＮＬが大きくなるのに応じて、制御装置２２により、図８の場合と同様、インナロータ１５とアウタロータ１４との差回転が減少するように、モータ６を発電制御する。その結果、図８の場合と同様、両前輪ＷＦＬ、ＷＦＲの差回転が減少し、差動が制限されることによって、車両Ｖの発進性能や低μ路での走行性能を向上させることができる。

なお、図示しないが、車両Ｖの右前輪ＷＦＲがスリップしている場合には、アウタロータ１４とインナロータ１５との差回転が減少するようにモータ６を発電制御することによって、上述した左前輪ＷＦＬのスリップの場合と同様の効果を得ることができる。

以上のように、第１実施形態によれば、差動装置５の左右のサイドギヤ１０Ｌ、１０Ｒと、モータ６のアウタロータ１４及びインナロータ１５が、同一の回転軸線上に配置されているので、差動装置と電動機が互いに異なる回転軸線上に配置された従来の場合と比較して、駆動力伝達装置３の径方向のコンパクト化を図ることができる。

また、アウタロータ１４は、右出力軸４Ｒにより右サイドギヤ１０Ｒと一体に連結され、インナロータ１５は、ピニオンシャフト９ａの中空部９ｂ、右サイドギヤ１０Ｒの中空部１０Ｒａや右出力軸４Ｒの第１中空部４Ｒａなどを貫通して延びる連結軸４Ｌａにより、左サイドギヤ１０Ｌと一体に連結されている。この構成により、従来の場合と異なり、歯車を介したトルクの伝達ロスがなくなるので、モータ６から前輪ＷＦＬ、ＷＦＲへのトルクの伝達効率を向上させることができる。

さらに、モータ６のアウタロータ１４及びインナロータ１５が径方向に互いに対向するように配置されるので、両ロータが回転軸線方向に並設される場合と比較して、駆動力伝達装置３の回転軸線方向のコンパクト化を図ることができる。

また、モータ６を収容するモータケース４２が、差動装置５などを収容する変速機ケース４１に取り付けられているので、モータ６及びモータケース４２を備えていない車両Ｖに、両者６、４２を後付けで設置することができる。さらに、図１に示すように、モータ６が、デフケース８の回転軸線と直交する方向において、エンジン１と完全に重なり合うように配置されているので、エンジン１と重なり合わないように配置した場合と比較して、デフケース８の回転軸線の方向における駆動力伝達装置３及びエンジン１を含む全体の寸法を、小さくことができる。なお、モータ６をエンジン１と部分的に重なり合うように配置してもよいことは、もちろんである。

また、差動装置５のピニオンギヤ９及び右サイドギヤ１０Ｒがベベルギヤで構成されており、これらの歯面が回転軸線側に向かって斜めに延びていることで、右出力軸４Ｒの第１中空部４Ｒａが絞られている。これにより、この第１中空部４Ｒａを介した、差動装置５側からモータ６側への潤滑油の過度の流入を防止でき、したがって、アウタロータ１４及びインナロータ１５の回転抵抗を軽減することができる。

次に、図１２及び図１３を参照しながら、本発明の第２実施形態による駆動力伝達装置５１について説明する。この駆動力伝達装置５１は、第１実施形態と比較して、次の点（ａ）〜（ｃ）が異なっている。図１２及び図１３において、第１実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を付しており、図１２では、便宜上、一部の要素の符号の図示を省略している。以下、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
（ａ）モータケース４２及びモータ６が、差動装置５に対して右側ではなく、左側に配置されている点。
（ｂ）左右の出力軸５２、５３の構成。
（ｃ）アウタロータ１４及びインナロータ１５が、第１実施形態の場合とは逆に、左右の出力軸５２及び５３にそれぞれ連結されている点。

左出力軸５２は、第１実施形態の右出力軸４Ｒと同様、その一部が中空状に形成されている。具体的には、左出力軸５２は、左サイドギヤ１０Ｌに直結され、そこから左方に延びており、右側から順に、第１中空部５２ａ、モータ収容部５２ｂ、第２中空部５２ｃ及び中実部５２ｄで構成されている。第１中空部５２ａは、左サイドギヤ１０Ｌに直結され、左サイドギヤ１０Ｌの中空部１０Ｌａに連なるとともに、デフケース８及び変速機ケース４１を貫通している。第２中空部５２ｃと一体の中空の回転軸５２ｅは、中実部５２ｄを部分的に覆うとともに、軸受Ｂ２に挿入されており、それにより、第２中空部５２ｃを含む左出力軸５２は、モータケース４２に回転自在に支持されている。

上記の中実部５２ｄは、モータケース４２を貫通し、外部に延びており、その先端部に左前輪ＷＦＬが取り付けられている。さらに、モータ収容部５２ｂの内部には、アウタロータ１４及びインナロータ１５が収容されている。なお、変速機ケース４１に収容された潤滑油は、左サイドギヤ１０Ｌの付近から左出力軸５２の第１中空部５２ａの内部を通って、モータ６側に供給される。

一方、右出力軸５３は、第１実施形態の左出力軸４Ｌと同様、中実状に形成されている。具体的には、右出力軸５３は、右サイドギヤ１０Ｒに直結され、そこから右方にデフケース８及び変速機ケース４１を貫通して外部に延びていて、その先端部に右前輪ＷＦＲが取り付けられている。また、右サイドギヤ１０Ｒには、右出力軸５３と同軸状の連結軸５３ａが一体に設けられている。この連結軸５３ａは、右サイドギヤ１０Ｒから左方に延びており、右サイドギヤ１０Ｒの中空部１０Ｒａ、ピニオンシャフト９ａの中空部９ｂ、左サイドギヤ１０Ｌの中空部１０Ｌａ、及び左出力軸５２の第１中空部５２ａを貫通して、モータ収容部５２ｂ内に延び、インナロータ１５に直結されている。

左出力軸５２のモータ収容部５２ｂの内周面には、アウタロータ１４が固定されており、アウターロータ１４は、左出力軸５２によって直結された左サイドギヤ１０Ｌと一体に回転する。インナロータ１５は、連結軸５３ａによって直結された右サイドギヤ１０Ｒと一体に回転する。また、モータケース４２は、変速機ケース４１の左側面の差動装置５と対応する部分に取り付けられている。

以上の構成の駆動力伝達装置５１では、第１実施形態において図５〜図９を用いて説明した動作が同様に行われる。以上により、第２実施形態によれば、第１実施形態による効果、すなわち、駆動力伝達装置５１の径方向のコンパクト化などの効果を、同様に得ることができる。

それに加え、図１２に示すように、モータ６が、デフケース８に対し、その回転軸線の方向において、エンジン１と反対側に配置されているので、エンジン１と同じ側に配置した場合と比較して、モータ６及びエンジン１を含む全体の重量バランスを整えることができる。

なお、本発明は、説明した第１及び第２実施形態（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、差動装置として、第１、第２及び第３回転要素を左右のサイドギヤ１０Ｌ、１０Ｒ及びデフケース８で構成したベベルギヤ式のものを用いている。本発明はこれに限らず、第１、第３及び第２回転要素の回転速度が共線図においてこの順で並ぶような共線関係を有する限り、他のタイプの差動装置、例えば遊星歯車装置を採用することが可能である。また、実施形態は、本発明を前輪駆動式の車両Ｖに適用した例であるが、本発明はこれに限らず、後輪駆動式の車両に適用してもよい。この場合、エンジンの配置位置は、車両の前部（ＦＲ式）、車両の中央部（ＭＲ式）、又は車両の後部（ＲＲ式）のいずれでもよい。

また、実施形態のモータ６は、駆動力伝達装置３の径方向にアウタロータ１４及びインナロータ１５を配置したラジアルタイプのものであるが、これに限らず、２つのロータを回転軸線方向に配置したアキシャルタイプのものを採用してもよい。さらに、実施形態では、モータ６は３相同期モータであるが、２相同期モータでもよく、その場合、ブラシの数は２の倍数でもよい。また、実施形態では、車両Ｖの駆動源は内燃機関であるが、電動機でもよいことはもちろんである。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。

１ 内燃機関（駆動源）
３ 駆動力伝達装置
６ モータ（回転電機）
８ デフケース（第３回転要素）
９ ピニオンギヤ（第４回転要素）
９ａ ピニオンシャフト（第４回転要素）
９ｂ ピニオンシャフトの中空部
１０Ｌ 左サイドギヤ（第２回転要素）
１０Ｒ 右サイドギヤ（第１回転要素）
１０Ｒａ 右サイドギヤの中空部（第１回転要素の中空部）
１４ アウタロータ（第１ロータ）
１５ インナロータ（第２ロータ）
４１ 変速機ケース（差動装置収容部材）
４２ モータケース（回転電機収容部材）
Ｖ 車両
ＷＦＬ 左前輪（第２駆動輪）
ＷＦＲ 右前輪（第１駆動輪）
ＮＬ 左サイドギヤの回転速度（第２回転要素の回転速度）
ＮＲ 右サイドギヤの回転速度（第１回転要素の回転速度）
ＮＤ デフケースの回転速度（第３回転要素の回転速度）
５１ 駆動力伝達装置

まず、図５に示すように、車両Ｖがエンジン１の駆動力により直進走行しているときには、左右の前輪ＷＦＬ、ＷＦＲへの配分トルクＴＬ、ＴＲが互いに等しく、かつ両前輪ＷＦＬ、ＷＦＲの回転速度ＮＬ、ＮＲも互いに等しい。

Claims (7)

1. 車両を推進するための第１及び第２駆動輪に、駆動源からの駆動力を伝達する車両用の駆動力伝達装置であって、
   互いの間で動力を伝達可能な第１回転要素、第２回転要素及び第３回転要素を有し、前記第１回転要素、前記第３回転要素及び前記第２回転要素の回転速度が共線図においてこの順で並ぶ共線関係を満たすように構成された差動装置を備え、
   前記第１回転要素は前記第１駆動輪に連結され、前記第２回転要素は前記第２駆動輪に連結され、前記第３回転要素は前記駆動源に連結されており、
   第１ロータ及び第２ロータを有し、当該第１及び第２ロータが相対的に回転しながら相反するトルクを発生させるように構成された回転電機をさらに備え、
   前記第１ロータは、前記第１回転要素に対して、互いに同一の回転軸線上に配置され、かつ一体に連結されており、前記第２ロータは、前記第２回転要素に対して、互いに同一の回転軸線上に配置され、かつ一体に連結されていることを特徴とする車両用の駆動力伝達装置。
2. 前記第１回転要素は中空部を有し、
   前記回転電機は、前記第１回転要素に対して、前記第２回転要素と反対側に配置されており、
   前記第２ロータと前記第２回転要素は、前記第１回転要素の前記中空部を貫通して延びる連結軸によって、互いに一体に連結されていることを特徴とする、請求項１に記載の車両用の駆動力伝達装置。
3. 前記第１及び第２ロータは、当該第１及び第２ロータの回転軸線と直交する方向において、互いに対向するように配置されていることを特徴とする、請求項２に記載の車両用の駆動力伝達装置。
4. 前記差動装置は、前記第３回転要素と一体に公転するとともに、前記第１回転要素と前記第２回転要素の間で動力を伝達するための第４回転要素を有し、
   当該第４回転要素は、前記第３回転要素に一体に設けられたピニオンシャフトと、当該ピニオンシャフトに回転自在に支持されたピニオンギヤと、を有し、
   前記ピニオンシャフトは、前記第１及び第２回転要素の回転軸線上に、当該回転軸線の方向に貫通する中空部を有するとともに、当該中空部から径方向に延びており、
   前記連結軸は、前記ピニオンシャフトの前記中空部を貫通して延びていることを特徴とする、請求項２又は３に記載の車両用の駆動力伝達装置。
5. 前記差動装置は、差動装置収容部材に収容されており、
   前記回転電機は、回転電機収容部材に収容されており、
   当該回転電機収容部材は、前記差動装置収容部材に取り付けられていることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の車両用の駆動力伝達装置。
6. 前記回転電機は、前記第３回転要素の回転軸線と直交する方向において、前記駆動源と重なり合うように配置されていることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の車両用の駆動力伝達装置。
7. 前記回転電機は、前記第３回転要素に対し、当該第３回転要素の回転軸線の方向において、前記駆動源と反対側に配置されていることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の車両用の駆動力伝達装置。
   

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