JP2017141868A - トルクベクタリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】左右の駆動輪が意図せずに相対回転することを抑制することができるトルクベクタリング装置を提供する。【解決手段】駆動用モータ２と、二つの遊星歯車機構３１，３２により構成された差動機構４と、一方の遊星歯車機構３１における第１反力要素３４と他方の遊星歯車機構３２における第２反力要素３８とのいずれか一方にトルクを伝達する差動用モータ５と、第１反力要素３４に作用するトルクを反転させて第２反力要素３８に伝達する反転機構４１と、各遊星歯車機構３１，３２における入力要素３３，３７同士を連結する回転軸３０とを備えたトルクベクタリング装置１において、差動用モータ５の出力軸５３に連結された第１回転部材５５と、第１回転部材５５に選択的に摩擦接触することにより差動用モータ５の出力軸５３に制動トルクを作用させる差動制限機構５９とを備えている。【選択図】図１

Description

この発明は、駆動用モータの出力トルクを左右の駆動輪に伝達する際におけるトルクの分配率を設定することができるトルクベクタリング装置に関するものである。

特許文献１には、駆動用モータの出力トルクを左右の駆動輪に伝達する差動機構と、差動機構から左右の駆動輪に伝達するトルクの分配率を制御する差動用モータとにより構成されたトルクベクタリング装置が記載されている。この差動機構は、二つのシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されており、各サンギヤに駆動用モータからトルクが伝達され、各リングギヤは各々を互いに反転させるように反転機構を介して連結され、かつ一方のリングギヤに差動用モータが連結されている。そして、各遊星歯車機構のキャリヤにドライブシャフトを介して駆動輪が連結されている。

国際公開第２０１５／００８６６１号

特許文献１に記載されたトルクベクタリング装置は、各回転部材同士が平行に配置されているため、トルクベクタリング装置における動力損失が小さく、各キャリヤが相対回転しやすい。そのため、このトルクベクタリング装置を車両に搭載した場合には、左右の駆動輪と路面との摩擦係数の相違や、路面の凹凸などの外乱により左右の駆動輪が相対回転しやすくなる。そのように左右の駆動輪が意図せずに相対回転すると直進走行時などの走行安定性が悪化する可能性がある。一方、左右の駆動輪が意図せずに相対回転することを抑制するために差動用モータを制御すると、差動用モータの制御性が煩雑になり、または差動用モータから出力されるトルクの変動を要因として振動が生じる可能性がある。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、左右の駆動輪が意図せずに相対回転することを抑制することができるトルクベクタリング装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、駆動用モータと、前記駆動用モータからトルクが入力される第１入力要素と、一方の駆動輪に連結された第１出力要素と、前記第１入力要素のトルクが前記第１出力要素から出力されるように反力トルクを出力する第１反力要素とにより構成された第１遊星歯車機構と、前記駆動用モータからトルクが入力される第２入力要素と、他方の駆動輪に連結された第２出力要素と、前記第２入力要素のトルクが前記第２出力要素から出力されるように反力トルクを出力する第２反力要素とにより構成された第２遊星歯車機構とを有する差動機構と、前記第１反力要素と前記第２反力要素とのいずれか一方にトルクを伝達する差動用モータと、前記第１反力要素に作用するトルクを反転させて前記第２反力要素に伝達する反転機構と、前記第１入力要素と、前記第２入力要素とを連結する回転軸とを備えたトルクベクタリング装置において、前記差動用モータの出力軸に連結された第１回転部材と、前記第１回転部材に選択的に摩擦接触することにより前記差動用モータの出力軸に制動トルクを作用させる差動制限機構とを備えていることを特徴とするものである。

この発明では、前記駆動用モータの出力軸に連結された第２回転部材と、前記第２回転部材に選択的に摩擦接触する第１押圧部材と、通電することにより前記第１押圧部材を前記第２回転部材に向けて接近または離隔させる第１電磁アクチュエータとを備えてもよい。

この発明では、前記第１電磁アクチュエータは、パーキング用モータにより構成され、前記パーキング用モータの出力軸の外周面に第１雄ねじ部が形成され、前記第１押圧部材は、環状に形成され、前記第１押圧部材における内周面に、前記第１雄ねじ部に噛み合う第１雌ねじ部が形成されてもよい。

この発明では、前記差動制限機構は、通電されることにより前記第１回転部材に接触する摩擦力を低下させる第２電磁アクチュエータを備えてもよい。

この発明では、前記第２電磁アクチュエータは、差動制限用モータにより構成され、前記差動制限用モータの出力軸の外周面に第２雄ねじ部が形成され、前記第２雄ねじ部に噛み合う第２雌ねじ部が内周面に形成され、かつ前記第１回転部材に接触することにより前記差動用モータの出力軸に制動トルクを作用させる環状の第２押圧部材を備えてもよい。

この発明では、前記第１遊星歯車機構は、前記第１反力要素が前記第１入力要素よりも低回転のときに減速機として機能し、かつ前記第２遊星歯車機構は、前記第２反力要素が前記第２入力要素よりも低回転のときに減速機として機能するように構成されてもよい。

この発明によれば、第１遊星歯車機構と第２遊星歯車機構とにより差動機構が構成され、それらの反力要素同士が反転機構により連結されている。その反力要素のうちいずれか一方の反力要素にトルクを伝達する差動用モータが連結されている。したがって、差動用モータからトルクを出力することにより、一方の反力要素による反力トルクを大きくし、かつ他方の反力要素による反力トルクを小さくすることができるため、駆動用モータから一方の駆動輪に伝達されるトルクと、駆動用モータから他方の駆動輪に伝達されるトルクとの分配率を制御することができる。さらに、その差動用モータの出力軸に制動トルクを作用させる差動制限機構が設けられている。そのため、意図せずに各駆動輪が相対回転することを抑制することができる。また、そのように差動制限機構により差動用モータの出力軸に制動トルクを作用させることにより、各駆動輪が相対回転することを抑制するために差動用モータを制御するなどの事態が生じることを抑制することができるので、差動用モータの制御が煩雑になることを抑制することができる。

また、駆動用モータの出力軸に連結された第２回転部材に押圧部材を接触させた状態で、上記差動制限機構により差動用モータの出力軸に制動トルクを作用させることにより、制動時に、各駆動輪が相対回転するなどして、車両がヨー方向に回転するような事態が生じることを抑制することができる。

この発明の実施例におけるトルクベクタリング装置の構成の一例を説明するための模式図である。 第２ブレーキ機構の他の構成例を説明するための模式図である。

この発明の実施例におけるトルクベクタリング装置の構成の一例を図１に模式的に示している。図１に示すトルクベクタリング装置１は、車両の駆動力源として機能する駆動用モータ２と、その駆動用モータ２から出力されたトルクを左右の駆動輪３ａ，３ｂに伝達する差動機構４と、左右の駆動輪３ａ，３ｂに伝達するトルクの分配率を制御する差動用モータ５とにより構成されている。

図１に示す駆動用モータ２は、従来知られているハイブリッド車両や電気自動車などに駆動力源として設けられているモータと同様に、例えば、永久磁石形同期モータで構成されている。すなわち、駆動用モータ２に通電する電流値や、駆動用モータ２に作用させる電圧を制御することにより、駆動トルクを出力することや制動トルクを出力することができるように構成されている。その駆動用モータ２は、円筒状の第１ハウジング６の内面にステータ７が固定され、第１ハウジング６の中心軸線を中心として回転するようにロータ８が設けられている。また、第１ハウジング６における両端は、中心に貫通孔が形成された側壁部９，１０により閉じられている。そして、上記ロータ８に出力軸１１が一体化されている。

この出力軸１１は、上記各貫通孔から外側に延出しており、一方の端部に出力ギヤ１２が連結され、他方の端部に第１ハウジング６の外径よりも若干外径が小さい円盤状の第１回転体１３が連結されている。図に示す第１回転体１３は、磁性材料により構成されており、駆動用モータ２とは反対側を向いた側面に環状の凸部１４が形成されている。上記各貫通孔の内周面には、ボールベアリング１５，１６が嵌合しており、出力軸１１は、それらボールベアリング１５，１６に回転自在に保持されている。なお、上記第１回転体１３が、この発明の実施例における『第２回転部材』に相当する。

また、図に示す例では、第１回転体１３の外径よりも内径が大きい有底円筒状の第１カバー部材１７が設けられており、第１カバー部材１７の開口部を閉じるように第１カバー部材１７と第１ハウジング６とが一体化されている。第１カバー部材１７と第１ハウジング６とに囲われた空間に、駆動用モータ２の出力軸１１の回転を停止させるための第１ブレーキ機構１８が設けられている。この第１ブレーキ機構１８は、第１回転体１３と、第１回転体１３のうち凸部１４が形成された側面と対向した環状の第１押圧部材１９と、第１押圧部材１９を挟んで第１回転体１３とは反対側に設けられた環状のプレート部材２０と、そのプレート部材２０を軸線方向に移動させるためのパーキング用モータ２１とにより構成されている。

上述した第１押圧部材１９は、外周面が第１カバー部材１７の内周面とスプライン係合している。すなわち、第１押圧部材１９は、第１カバー部材１７の軸線方向に移動することができ、かつ回転することができないように設けられている。そして、第１押圧部材１９の内周部は、第１回転体１３の凸部１４よりも内側まで形成されており、その内周部が第１回転体１３側に突出している。そして、その突出した部分に、第１コイル２２が巻き付けられている。なお、上記パーキング用モータ２１や第１コイル２２が、この発明の実施例における『第１電磁アクチュエータ』に相当する。

また、上記第１カバー部材１７の底面には、パーキング用モータ２１が連結されており、その出力軸２３が、第１カバー部材１７の底面を貫通して第１カバー部材１７の内側まで延出している。この出力軸２３の外周面には、第１雄ねじ部２４が形成されている。さらに、上記プレート部材２０の内周面には、上記第１雄ねじ部２４に噛み合う第１雌ねじ部２５が形成され、かつプレート部材２０の外周面が、第１カバー部材１７の内周面とスプライン係合している。したがって、パーキング用モータ２１を駆動することにより、プレート部材２０が軸線方向に移動する。すなわち、上記出力軸２３とプレート部材２０とが送りネジ機構を構成している。なお、プレート部材２０における第１押圧部材１９側を向いた側面には、環状の凸部２６が形成されており、その凸部２６と第１押圧部材１９とが接触できるように構成されている。

ここで、上述した第１ブレーキ機構１８の作用について説明する。上述した第１コイル２２に通電することにより電磁力が生じ、その電磁力により第１回転体１３側に第１押圧部材１９が移動する。そして、第１押圧部材１９と第１回転体１３とが接触することにより、その接触面には摩擦力が生じる。上述したように第１押圧部材１９は回転することができないので、上述した摩擦力により第１回転体１３の回転速度が低下させられる。すなわち、駆動用モータ２の出力軸１１に制動トルクが作用する。なお、上述した摩擦力は、第１コイル２２に通電する電流値に応じて変化するため、その電流値を制御することにより駆動用モータ２の出力軸１１に作用させる制動トルクを制御することができる。

一方、上述した構成では、車両の電源をオフした場合などには、駆動用モータ２の出力軸１１に制動トルクを作用させ続けることができない。そのため、車両の電源がオフされる際、またはシフトレンジがパーキングレンジとなった際に、プレート部材２０と第１押圧部材１９とを接触させ、さらにプレート部材２０と第１押圧部材１９とが一体となって第１回転体１３に接触するようにパーキング用モータ２１に通電し、その後に、パーキング用モータ２１への電流の供給を停止する。したがって、車両の電源がオフとなった場合であっても、第１押圧部材１９と第１回転体１３とが接触した状態を維持することができるため、駆動用モータ２が意図せずに回転するなどの事態が生じることを抑制することができる。

上述した駆動用モータ２と第１ブレーキ機構１８とを一体化してユニット（以下、駆動ユニットと記す）２７とし、その駆動ユニット２７が差動機構４を収容するケース２８に組み付けるように構成されている。そのように駆動ユニット２７をケース２８に組み付けた際には、出力ギヤ１２がケース２８の内部に収容される。その出力ギヤ１２には、差動機構４に連結されたドリブンギヤ２９が噛み合っており、このドリブンギヤ２９には、軸線方向における両側に突出した回転軸３０が連結されている。

この回転軸３０は、駆動用モータ２の出力軸１１と平行に配置されており、その両側にそれぞれシングルピニオン型の遊星歯車機構３１，３２が連結されている。なお、以下の説明では、一方の遊星歯車機構を、第１遊星歯車機構３１と記し、他方の遊星歯車機構を、第２遊星歯車機構３２と記す。

第１遊星歯車機構３１は、回転軸３０に連結された第１サンギヤ３３と、第１サンギヤ３３と同心円上に配置され、かつ内歯および外歯が形成された第１リングギヤ３４と、第１サンギヤ３３および第１リングギヤ３４における内歯に噛み合う第１プラネタリギヤ３５と、第１プラネタリギヤ３５を自転可能に保持するとともに、第１プラネタリギヤ３５が第１サンギヤ３３の回転中心を中心として公転することができるように保持する第１キャリヤ３６とにより構成されている。この第１キャリヤ３６には、図示しない一方側のドライブシャフトを介して一方の駆動輪３ａが連結されている。上記第１サンギヤ３３が、この発明の実施例における「第１入力要素」に相当し、第１リングギヤ３４が、この発明の実施例における「第１反力要素」に相当し、第１キャリヤ３６が、この発明の実施例における「第１出力要素」に相当する。なお、この発明の実施例における「第１遊星歯車機構」は、シングルピニオン型の遊星歯車機構に限らず、ダブルピニオン型の遊星歯車機構であってもよい。

また、第２遊星歯車機構３２は、第１遊星歯車機構３１と同一に構成されており、回転軸３０に連結された第２サンギヤ３７と、第２サンギヤ３７と同心円上に配置され、かつ内歯および外歯が形成された第２リングギヤ３８と、第２サンギヤ３７および第２リングギヤ３８における内歯に噛み合う第２プラネタリギヤ３９と、第２プラネタリギヤ３９を自転可能に保持するとともに、第２プラネタリギヤ３９が第２サンギヤ３７の回転中心を中心として公転することができるように保持する第２キャリヤ４０とにより構成されている。この第２キャリヤ４０には、図示しない他方側のドライブシャフトを介して他方の駆動輪３ｂが連結されている。上記第２サンギヤ３７が、この発明の実施例における「第２入力要素」に相当し、第２リングギヤ３８が、この発明の実施例における「第２反力要素」に相当し、第２キャリヤ４０が、この発明の実施例における「第２出力要素」に相当する。なお、この発明の実施例における「第２遊星歯車機構」は、シングルピニオン型の遊星歯車機構に限らず、ダブルピニオン型の遊星歯車機構であってもよい。

上述した第１リングギヤ３４と第２リングギヤ３８とは、反転機構４１を介して連結されている。この反転機構４１は、回転軸３０と平行に配置され、かつケース２８に回転自在に保持された第１連結軸４２と、第２連結軸４３とにより構成されている。この第１連結軸４２における一方の端部には、第１リングギヤ３４の外歯に噛み合う第１ピニオンギヤ４４が形成され、他方の端部には、第２ピニオンギヤ４５が形成されている。また、第２連結軸４３における一方の端部には、第２リングギヤ３８の外歯に噛み合う第３ピニオンギヤ４６が形成され、他方の端部には、第２ピニオンギヤ４５に噛み合う第４ピニオンギヤ４７が形成されている。上記の第２ピニオンギヤ４５と第４ピニオンギヤ４７との歯数は同一である。したがって、第１連結軸４２と第２連結軸４３とは、同一の回転速度でかつ反対方向に回転するように構成されている。上記のように構成された反転機構４１が、第１遊星歯車機構３１および第２遊星歯車機構３２の外周側を囲うように、円周方向に所定の間隔を空けて複数設けられている。

さらに、各リングギヤ３４，３８にトルクを伝達するために差動用モータ５が設けられている。この差動用モータ５は、永久磁石形同期モータや誘導モータなどにより構成することができ、図に示す例では、駆動用モータ２と同様に円筒状の第２ハウジング４８の内面に一体化されたステータ４９と、第２ハウジング４８の中心軸線を中心として回転するように設けられたロータ５０とにより差動用モータ５が構成されている。また、第２ハウジング４８における両端は、中心に貫通孔が形成された側壁部５１，５２により閉じられている。そして、上記ロータ５０に出力軸５３が一体化されている。

この出力軸５３は、上記各貫通孔から外側に延出しており、一方の端部に出力ギヤ５４が連結され、他方の端部に第２ハウジング４８の外径よりも若干外径が小さい円盤状の第２回転体５５が一体化されている。上記各貫通孔の内周面には、ボールベアリング５６，５７が嵌合しており、出力軸５３は、それらボールベアリング５６，５７に回転自在に保持されている。なお、上記第２回転体５５が、この発明の実施例における『第１回転部材』に相当する。

また、図に示す例では、第２ハウジング４８の外径と同一の内径の有底円筒状の第２カバー部材５８が設けられている。その第２カバー部材５８の底面と第２ハウジング４８における側壁部５２との間に空間が空くように第２カバー部材５８が第２ハウジング４８を囲って組み付けられている。その第２カバー部材５８の底面と第２ハウジング４８における側壁部５２との間の空間に、差動用モータ５の出力軸５３の回転を選択的に停止させることができる第２ブレーキ機構５９が設けられている。この第２ブレーキ機構５９は、第２回転体５５と、その第２回転体５５のうち差動用モータ５とは反対側の側面と対向し、かつ磁性材料により形成された環状の第２押圧部材６０と、その第２押圧部材６０を第２回転体５５側に押圧するコイルバネ６１と、通電されることにより電磁力を生じる第２コイル６７とにより構成されている。なお、上記第２ブレーキ機構５９が、この発明の実施例における『差動制限機構』に相当し、第２コイル６７が、この発明の実施例における『第２電磁アクチュエータ』に相当する。

上述した第２押圧部材６０は、第２カバー部材５８の中心軸線に沿って形成された円筒部６２と、その円筒部６２のうち第２回転体５５側の端部に形成されたフランジ部６３とにより構成されている。そのフランジ部６３の外周面は、第２カバー部材５８の内周面にスプライン係合している。すなわち、第２押圧部材６０は、第２カバー部材５８の軸線方向に移動することができ、かつ回転することができないように構成されている。また、フランジ部６３における第２回転体５５側を向いた側面には環状の凸部６４が形成されており、その凸部６４が、第２回転体５５と接触できるように構成されている。さらに、フランジ部６３における第２回転体５５を向いた側面とは反対側の側面にも同様に環状の凸部６５が形成されている。そして、上記円筒部６２を囲うようにコイルバネ６１が設けられている。このコイルバネ６１は、上記フランジ部６３と第２カバー部材５８の底面とに挟まれて配置された圧縮バネである。

さらに、第２カバー部材５８の底面には、環状の台座部６６が一体に形成されている。この台座部６６の内径は、上記凸部６５の内径よりも小さく形成されており、その内周部分に第２コイル６７が巻き付けられている。

ここで、上述した第２ブレーキ機構５９の作用について説明する。上述した第２ブレーキ機構５９は、第２コイル６７に電流を供給していない場合には、コイルバネ６１により第２押圧部材６０が第２回転体５５側に押圧される。そのため、第２押圧部材６０と第２回転体５５とが接触することにより、その接触面には摩擦力が生じる。上述したように第２押圧部材６０は回転することができないので、上述した摩擦力により第２回転体５５の回転速度が低下させられる。すなわち、差動用モータ５の出力軸５３に制動トルクが作用する。

一方、上述した第２コイル６７に電流を通電すれば電磁力が生じるので、その電磁力により第２押圧部材６０５５が第２カバー部材５８の底面側に引き寄せられる。この電磁力は、コイルバネ６１のバネ力に対抗した方向に第２押圧部材６０に作用する荷重であり、電磁力が大きくなるに連れて第２押圧部材６０と第２回転体５５との接触圧が低下する。すなわち、第２押圧部材６０と第２回転体５５との摩擦力が低下するため、差動用モータ５の出力軸５３に作用する制動トルクが低下する。そして、電磁力がコイルバネ６１のバネ力よりも大きくなると、第２押圧部材６０が第２回転体５５から離隔して第２回転体５５には摩擦力が作用しなくなり、差動用モータ５の出力軸５３が回転自在となる。

上述した差動用モータ５と第２ブレーキ機構５９とを一体化したユニットをケース２８に組み付けるように構成されており、その際には、出力ギヤ５４がケース２８の内部に配置される。

その出力ギヤ５４には、出力ギヤ５４よりも大径のカウンタギヤ６８が噛み合っている。このカウンタギヤ６８は、差動用モータ５の出力軸５３と平行に配置されたカウンタシャフト６９の一方の端部に連結されている。また、カウンタギヤ６８と一体に、カウンタギヤ６８よりも小径のカウンタドライブギヤ７０が連結されており、そのカウンタドライブギヤ７０が第１リングギヤ３４の外歯に噛み合っている。すなわち、差動用モータ５から出力されたトルクが増大されて第１リングギヤ３４に伝達されるように構成されている。なお、差動用モータ５から第２リングギヤ３８にトルクを伝達するように構成していてもよい。

上述したように構成されたトルクベクタリング装置１は、駆動走行時には、駆動用モータ２から駆動トルクを出力する。その際には、第１コイル２２へは通電せず、またプレート部材２０が第１押圧部材１９から離隔した状態とする。これは、駆動用モータ２の出力軸１１に制動トルクが作用することを抑制して、駆動用モータ２へ通電する電流値を低下させるためである。

そのように駆動用モータ２から出力されたトルクは、各サンギヤ３３，３７に伝達される。そのように各サンギヤ３３，３７にトルクが伝達されると、第１リングギヤ３４には、第１サンギヤ３３に作用するトルクとは反対方向のトルクが作用し、第２リングギヤ３８には、第２サンギヤ３７に作用するトルクとは反対方向のトルクが作用する。すなわち、駆動用モータ２から各遊星歯車機構３１，３２に入力されるトルクは、各リングギヤ３４，３８に同一の方向のトルクとして作用する。そのように各リングギヤ３４，３８には、同一方向のトルクが作用するものの、各リングギヤ３４，３８は、反転機構４１により連結されているため、各リングギヤ３４，３８に作用するトルクが相殺される。そのため、各リングギヤ３４，３８同士が、互いに入力されるトルクを受け持つこととなるため、第１リングギヤ３４が第１遊星歯車機構３１における反力要素として機能し、第２リングギヤ３８が第２遊星歯車機構３２における反力要素として機能する。

また、上述したように第１遊星歯車機構３１と第２遊星歯車機構３２とは同一の構成となっており、かつ各サンギヤ３３，３７が回転軸３０により連結され、各リングギヤ３４，３８が反転機構４１に連結されているため、直進走行時など各駆動輪３ａ，３ｂの回転速度が同一の場合には、各リングギヤ３４，３８が停止した状態となる。上述したように各遊星歯車機構３１，３２はシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されているため、各遊星歯車機構３１，３２は減速機として機能する。そのため、駆動用モータ２から出力されたトルクが増大されて各駆動輪３ａ，３ｂに伝達される。

一方、旋回走行時には、各リングギヤ３４，３８が相対回転し、それに伴って差動用モータ５が回転する。例えば、第２キャリヤ４０に連結された側の駆動輪３ｂが、第１キャリヤ３６に連結された側の駆動輪３ａよりも高速回転となる場合には、第１サンギヤ３３と第２サンギヤ３７とは同一回転速度で回り続けているため、第１キャリヤ３６と第２キャリヤ４０との間の回転速度の差を第１リングギヤ３４と第２リングギヤ３８との間の回転速度の差として吸収する必要がある。

第１リングギヤ３４と第２リングギヤ３８とは反転機構４１を介して連結されているため、第１リングギヤ３４と第２リングギヤ３８との間の回転速度の差は、第２リングギヤ３８、カウンタドライブギヤ７０、カウンタギヤ６８、出力ギヤ５４、出力軸５３を通じて差動用モータ５を回転させる。このように各リングギヤ３４，３８が回転する場合であっても、その回転速度は低速であるため、直進走行時と同様に各遊星歯車機構３１，３２が減速機として機能し、駆動用モータ２から出力されたトルクが増大されて各駆動輪３ａ，３ｂに伝達される。

上述したように図１に示すトルクベクタリング装置１は、各駆動輪３ａ，３ｂの回転速度に応じて差動用モータ５が回転するように構成されている。一方、直進走行時や旋回半径が比較的大きい走行路を走行している場合などでは、各駆動輪３ａ，３ｂが同一回転数で回転することが好ましい場合がある。具体的には、一方の駆動輪３ａ（３ｂ）と路面との摩擦係数と、他方の駆動輪３ｂ（３ａ）と路面との摩擦係数とが相違した場合や、一方の駆動輪３ａ（３ｂ）が段差を乗り上げるなどにより一時的に一方の駆動輪３ａ（３ｂ）に作用する抵抗が低下した場合などであっても、各駆動輪３ａ，３ｂが相対回転しないことが好ましい場合がある。

そのため、図１に示すトルクベクタリング装置１では、直進走行時などに各駆動輪３ａ，３ｂが意図せずに相対回転することを抑制するために、差動機構４の差動量を制限するように第２ブレーキ機構５９により差動用モータ５の出力軸５３に制動トルクを作用させるように構成されている。すなわち、直進走行時などであって各駆動輪３ａ，３ｂを同一の回転速度で回転させる場合には、第２コイル６７に電流を供給することを停止して、差動用モータ５の出力軸５３に制動トルクを作用させるように構成されている。このように差動用モータ５の出力軸５３に制動トルクを作用させることにより、各駆動輪３ａ，３ｂが相対回転することを抑制することができるので、直進走行時などの走行安定性を向上させることができる。また、第２コイル６７に電流を供給せずに差動用モータ５の出力軸５３に制動トルクを作用させることができるため、直進走行時における電力消費を低下させることができ、または差動用モータ５の制御が煩雑になることを抑制することができる。

一方、差動用モータ５からトルクを出力すると、第１遊星歯車機構３１における反力要素として機能する第１リングギヤ３４の反力トルクが変化するため、第１キャリヤ３６から出力されるトルクが変化する。例えば、第１リングギヤ３４の反力トルクが増大するように差動用モータ５からトルクを出力すると、第１キャリヤ３６から出力されるトルクが増大する。他方、そのように第１リングギヤ３４の反力トルクが増大するように差動用モータ５からトルクを出力した場合には、第２リングギヤ３８には、反転機構４１を介して反力トルクが低下するようにトルクが作用する。その結果、第２キャリヤ４０から出力されるトルクが低下する。すなわち、差動用モータ５からトルクを出力することにより、左右輪３ａ，３ｂに伝達されるトルクの分配率を変更することができる。これは、各駆動輪３ａ，３ｂが相対回転していても、同一の回転速度で回転していても同様である。

そのように各駆動輪３ａ，３ｂに伝達するトルクの分配率を変更する場合に、差動用モータ５の出力軸５３に制動トルクが作用すると、その分、差動用モータ５の出力トルクを増大させることとなるため、図１に示す例では、第２コイル６７に通電して第２押圧部材６０を第２回転体５５から離隔させるように構成されている。したがって、旋回走行時の走行安定性を向上させるために、差動用モータ５からトルクを出力する場合における電力消費を低減することができる。

また、制動時には、駆動用モータ２により制動トルクを出力し、または駆動用モータ２と併せて第１ブレーキ機構１８により制動トルクを出力する。すなわち、要求される制動トルクに応じて第１コイル２２に電流を供給する。このように駆動用モータ２または第１ブレーキ機構１８により制動トルクを出力した場合も、上述した駆動走行時と同様に各遊星歯車機構３１，３２によりその制動トルクが増大されて各駆動輪３ａ，３ｂに伝達される。したがって、第１ブレーキ機構１８を比較的小さい構成としても大きな制動トルクを各駆動輪３ａ，３ｂに伝達することができるため、トルクベクタリング装置１を小型化することができる。なお、そのような制動時であっても、上述した駆動時と同様に各駆動輪３ａ，３ｂに伝達する制動トルクの分配率を制御する場合には、第２コイル６７に通電するとともに差動用モータ５からトルクを出力する。また、直進走行時に制動する場合など各駆動輪３ａ，３ｂが相対回転することを抑制する場合には、第２コイル６７に電流を供給せずに、第２ブレーキ機構５９により差動用モータ５の出力軸５３に制動トルクを作用させる。したがって、制動時であっても、上記駆動時と同様の効果を奏することができる。

さらに、駐車時には、車両の電源がオフされることになるため、各コイル２２，６７に通電することができない。そのため、各駆動輪３ａ，３ｂに制動トルクを作用させ続けるために、シフトレンジがパーキングレンジに切り替えられた場合などには、パーキング用モータ２１を駆動して、第１押圧部材１９と第１回転体１３とを接触させ、その状態でパーキング用モータ２１への通電を停止する。一方、第２ブレーキ機構５９は、第２コイル６７への電流の供給を停止すれば、コイルバネ６１のバネ力により第２回転体５５と第２押圧部材６０とが接触した状態が維持されるため、差動用モータ５の出力軸５３に制動トルクを作用させ続けることができる。

このように駐車時に、各駆動輪３ａ，３ｂに制動トルクを作用させ続けることにより、車両を停止させた状態を維持することができる。また、駐車時における一方の駆動輪３ａ（３ｂ）と路面との摩擦係数と、他方の駆動輪３ｂ（３ａ）と路面との摩擦係数とが相違している場合などには、制動トルクが各駆動輪３ａ，３ｂに作用していたとしても、差動機構４における差動作用により各駆動輪３ａ，３ｂが相対回転して、車両がヨー方向に回転する可能性があるものの、図１に示すトルクベクタリング装置１では、上記のように差動用モータ５の出力軸５３に制動トルクを作用させ続けることができるため、駐車時に車両が回転するような事態が生じることを抑制することができる。

上述した第２ブレーキ機構５９の他の構成を図２に模式的に示している。以下の、説明では、図１と同様の構成については、同一の参照符号を付してその説明を省略する。図２に示す第２ブレーキ機構５９は、図１における第１ブレーキ機構１８と同様に送りネジ機構を利用して第２回転体５５と第２押圧部材６０とを接触させるように構成されている。具体的には、第２ブレーキ機構５９は、第２回転体５５と、第２押圧部材６０と、差動制限用モータ７１とにより構成されている。そして、第２押圧部材６０における円筒部６２の内周面には、第２雌ねじ部７２が形成され、差動制限用モータ７１の出力軸７３の外周面には、第２雄ねじ部７４が形成され、円筒部６２における第２雌ねじ部７２と、出力軸７３における第２雄ねじ部７４とが噛み合っている。上述したように第２押圧部材６０におけるフランジ部６３の外周面は、第２カバー部材５８の内周面とスプライン係合しており、第２押圧部材６０が軸線方向に移動することができ、かつ回転することができない。したがって、差動制限用モータ７１を駆動すると、第２押圧部材６０が第２回転体５５に接近または離隔するように構成されている。なお、図２に示す例において上記差動制限用モータ７１が、この発明の実施例における『第２電磁アクチュエータ』に相当する。

このように第２ブレーキ機構５９を構成した場合には、直進走行時などであって各駆動輪３ａ，３ｂが相対回転することを抑制する場合や駐車時に、差動制限用モータ７１を駆動して、第２押圧部材６０と第２回転体５５とを接触させ、各駆動輪３ａ，３ｂに伝達するトルクの分配率を制御する場合や、各駆動輪３ａ，３ｂが相対回転することを許容する場合に、差動制限用モータ７１を駆動して、第２押圧部材６０を第２回転体５５から離隔させるようにすればよい。したがって、図１に示す例と同様の効果を奏することができる。

また、各駆動輪３ａ，３ｂに伝達するトルクの分配率を制御する場合や、各駆動輪３ａ，３ｂが相対回転することを許容する場合に、差動制限用モータ７１を駆動して、第２押圧部材６０を第２回転体５５から離隔させた後に、差動制限用モータ７１への電流の供給を停止すれば、差動用モータ５の出力軸５３を回転自在とすることができる。したがって、上記のような走行時に第２ブレーキ機構５９で消費される電力量を低減することができる。

なお、駆動用モータ２や差動用モータ５、および各ブレーキ機構１８，５９、ならびに差動機構４の構成は、図１および図２に示す構成に限定されず、この発明の実施例における構成を逸脱しない範囲で変更してもよい。

１…トルクベクタリング装置、 ２…駆動用モータ、 ３ａ，３ｂ…駆動輪、 ４…差動機構、 ５…差動用モータ、 １１，２３，５３，７３…出力軸、 １３，５５…回転体、 １８，５９…ブレーキ機構、 １９，６０…押圧部材、 ２０…プレート部材、 ２１…パーキング用モータ、 ２２，６７…コイル、 ３１，３２…遊星歯車機構、 ３３，３７…サンギヤ、 ３４，３８…リングギヤ、 ３５，３９…プラネタリギヤ、 ３６，４０…キャリヤ、 ４１…反転機構、 ４２，４３…連結軸、 ４４，４５，４６，４７…ピニオンギヤ、 ６１…コイルバネ、 ７１…差動制限用モータ。

Claims (6)

1. 駆動用モータと、
   前記駆動用モータからトルクが入力される第１入力要素と、一方の駆動輪に連結された第１出力要素と、前記第１入力要素のトルクが前記第１出力要素から出力されるように反力トルクを出力する第１反力要素とにより構成された第１遊星歯車機構と、前記駆動用モータからトルクが入力される第２入力要素と、他方の駆動輪に連結された第２出力要素と、前記第２入力要素のトルクが前記第２出力要素から出力されるように反力トルクを出力する第２反力要素とにより構成された第２遊星歯車機構とを有する差動機構と、
   前記第１反力要素と前記第２反力要素とのいずれか一方にトルクを伝達する差動用モータと、
   前記第１反力要素に作用するトルクを反転させて前記第２反力要素に伝達する反転機構と、
   前記第１入力要素と、前記第２入力要素とを連結する回転軸と
   を備えたトルクベクタリング装置において、
   前記差動用モータの出力軸に連結された第１回転部材と、
   前記第１回転部材に選択的に摩擦接触することにより前記差動用モータの出力軸に制動トルクを作用させる差動制限機構と
   を備えている
   ことを特徴とするトルクベクタリング装置。
2. 請求項１に記載のトルクベクタリング装置において、
   前記駆動用モータの出力軸に連結された第２回転部材と、
   前記第２回転部材に選択的に摩擦接触する第１押圧部材と、
   通電することにより前記第１押圧部材を前記第２回転部材に向けて接近または離隔させる第１電磁アクチュエータと
   を備えていることを特徴とするトルクベクタリング装置。
3. 請求項２に記載のトルクベクタリング装置において、
   前記第１電磁アクチュエータは、パーキング用モータにより構成され、
   前記パーキング用モータの出力軸の外周面に第１雄ねじ部が形成され、
   前記第１押圧部材は、環状に形成され、
   前記第１押圧部材における内周面に、前記第１雄ねじ部に噛み合う第１雌ねじ部が形成されている
   ことを特徴とするトルクベクタリング装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか一項に記載のトルクベクタリング装置において、
   前記差動制限機構は、通電されることにより前記第１回転部材に接触する摩擦力を低下させる第２電磁アクチュエータを備えている
   ことを特徴とするトルクベクタリング装置。
5. 請求項４に記載のトルクベクタリング装置において、
   前記第２電磁アクチュエータは、差動制限用モータにより構成され、
   前記差動制限用モータの出力軸の外周面に第２雄ねじ部が形成され、
   前記第２雄ねじ部に噛み合う第２雌ねじ部が内周面に形成され、かつ前記第１回転部材に接触することにより前記差動用モータの出力軸に制動トルクを作用させる環状の第２押圧部材を備えている
   ことを特徴とするトルクベクタリング装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか一項に記載のトルクベクタリング装置において、
   前記第１遊星歯車機構は、前記第１反力要素が前記第１入力要素よりも低回転のときに減速機として機能し、かつ前記第２遊星歯車機構は、前記第２反力要素が前記第２入力要素よりも低回転のときに減速機として機能するように構成されている
   ことを特徴とするトルクベクタリング装置。

Images