JP4831673B2 - Driving force distribution control device - Google Patents
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Description
本発明は、左右車輪又は前後車輪に伝達する駆動力をコーナリング中等に動的に変化させて旋回安定性を向上させる駆動力配分制御装置に関し、特に、2組の遊星歯車セットを利用することで小型化と軽量化を図る駆動力配分制御装置に関する。
The present invention relates to a driving force distribution control device that dynamically changes driving force transmitted to left and right wheels or front and rear wheels during cornering to improve turning stability, and in particular, by using two planetary gear sets. The present invention relates to a driving force distribution control device that is reduced in size and weight.
従来、車両の駆動力配分制御装置とし、コーナに対する時に外側車輪に駆動力を与えて回頭性を向上させ、コーナの後半の加速時にも外側車輪に駆動力を移してアンダーステアを低減するようにしたものが知られている。 Conventionally, a vehicle driving force distribution control device is used to improve the turning performance by applying driving force to the outer wheel when it is against the corner, and to reduce understeer by transferring the driving force to the outer wheel even during the second half acceleration of the corner. Things are known.
図20(A)は従来の駆動力配分制御装置であり、図20(B)に車両の旋回モーメントを示す。図20(A)において、駆動力装置200は油圧クラッチ202,204を備え、右旋回の際には油圧P1を加えて油圧クラッチ202を駆動し、ギア206,212,216,210により右後輪220を減速し、このため左後輪218が相対的に増速となり、図20(B)のように、車両に右回りのモーメント222を発生させる。
FIG. 20A shows a conventional driving force distribution control device, and FIG. 20B shows the turning moment of the vehicle. In FIG. 20A, the
図21(A)は左旋回時であり、この場合には油圧P2を加えて油圧クラッチ204を駆動し、ギア206,212,214,208により右後輪220の駆動回転を増速し、、図21(B)のように、車両に左回りのモーメント224を発生させる。
しかしながら、このような従来の駆動力配分制御装置にあっては、既存のデフギアセットとは別に、変速ギア機構と油圧クラッチを用いた切替機構が2組必要であり、サイズが大型化し、重量も重くなり、コストアップになるという問題があり、一部の高級車種にしか採用されないという問題がある。 However, in such a conventional driving force distribution control device, two sets of switching mechanisms using a transmission gear mechanism and a hydraulic clutch are required in addition to the existing differential gear set, which increases in size and weight. There is a problem that it becomes heavy and the cost increases, and there is a problem that it is adopted only for some high-end models.
また走行中に駆動力を切替えるために大きなクラッチ力が得られる油圧クラッチが必要であり、そのためクラッチを締結するための油圧源及びオイルポンプ、モータ又は電磁コイルが必要であり、装置が複雑化すると同時にフリクション及び消費電力が大きいという問題がある。 In addition, a hydraulic clutch capable of obtaining a large clutch force is required to switch the driving force during traveling. Therefore, a hydraulic power source and an oil pump, a motor, or an electromagnetic coil for fastening the clutch are necessary. At the same time, there is a problem that friction and power consumption are large.
更に、駆動力装置としては、左右後輪のみならず、4輪駆動車の場合は前後車輪の駆動力を制御する必要があるが、従来の駆動力制御装置は左右後輪専用であり、前後車輪の駆動力制御に対応できる構造とはなっていない問題もある。 Furthermore, as a driving force device, it is necessary to control the driving force of the front and rear wheels in the case of a four-wheel drive vehicle as well as the left and right rear wheels. There is also a problem that the structure is not compatible with wheel driving force control.
本発明は、サイズが小さく軽量であり、外部的な油圧源も必要とせず、更に左右後輪及び前後車輪の駆動力制御に適用可能な駆動力配分制御装置を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a driving force distribution control device that is small in size and light in weight, does not require an external hydraulic power source, and can be applied to driving force control of left and right rear wheels and front and rear wheels.
本発明は、駆動力配分制御装置を提供する。本発明の駆動力配分制御装置は、
サンギア、複数のプラネタリギア、及び内歯ギアと外歯ギアを形成したリングギアとを備え、前記サンギアに動力回転を入力し、プラネタリギアのキャリアケースから動力回転を出力する第1遊星歯車セットと、
サンギア、複数のプラネタリギア、及び内歯と外歯を形成したリングギアとを備え、サンギアに第1遊星歯車セットと同じ動力回転を入力し、プラネタリギアのキャリアケースから動力回転を出力する第2遊星歯車セットと、
第1遊星歯車セットのリングギアと第2遊星歯車セットのリングギアとの間に設けられ、一方のリングギアに加わる力を反転して他方のリングギアに加える反力伝達機構と、
第1オイルポンプの吐出ラインをドレーン側に連通する連通路に設けられ、連続的に流路面積を可変してオイルポンプ側に油圧を発生させ、発生油圧により第1遊星歯車セットのリングギアの受力荷重を低下させて反力伝達機構を介して加わる第2遊星歯車セットのリングギアの受力荷重との差によって出力回転を増速させる方向に回転させ、同時に第2遊星歯車セットのリングギアの出力回転を減速させる方向に回転させる第1バルブ機構と、
第2遊星歯車セットのサンギアとプラネタリギア又はプラネタリギアとリングギアにより複数箇所に構成される第2オイルポンプと、
第2オイルポンプの吐出ラインをドレーン側に連通する連通路に設けられ、連続的に流路面積を可変してオイルポンプ側に油圧を発生させ、発生油圧により第2遊星歯車セットのリングギアの受力荷重を低下させて反力伝達機構を介して加わる第1遊星歯車セットのリングギアの受力荷重との差によって出力回転を増速させる方向に回転させ、同時に第1遊星歯車セットのリングギアの出力回転を減速させる方向に回転させる第2バルブ機構と、
を備えたことを特徴とする。
The present invention provides a driving force distribution control apparatus. Driving force distribution control apparatus of the present invention,
A first planetary gear set that includes a sun gear, a plurality of planetary gears, and a ring gear that forms an internal gear and an external gear, and that inputs power rotation to the sun gear and outputs power rotation from a carrier case of the planetary gear; ,
A second gear for inputting the same power rotation as the first planetary gear set to the sun gear and outputting the power rotation from the carrier case of the planetary gear. Planetary gear set,
A reaction force transmission mechanism that is provided between the ring gear of the first planetary gear set and the ring gear of the second planetary gear set, and reverses the force applied to one ring gear and applies it to the other ring gear;
The discharge line of the first oil pump is provided in a communication path that communicates with the drain side, and the flow area is continuously varied to generate hydraulic pressure on the oil pump side. The generated hydraulic pressure causes the ring gear of the first planetary gear set to The second planetary gear set is rotated in the direction of increasing the output rotation due to the difference between the second planetary gear set applied via the reaction force transmission mechanism while reducing the received load, and simultaneously the ring of the second planetary gear set. A first valve mechanism that rotates in a direction to decelerate the output rotation of the gear;
A second oil pump configured at a plurality of locations by the sun gear and the planetary gear or the planetary gear and the ring gear of the second planetary gear set;
The discharge line of the second oil pump is provided in a communication passage that communicates with the drain side, and the flow area is continuously varied to generate hydraulic pressure on the oil pump side. The generated hydraulic pressure causes the ring gear of the second planetary gear set to The first planetary gear set is rotated in the direction of increasing the output rotation due to the difference between the ring load of the first planetary gear set and the first planetary gear set applied through the reaction force transmission mechanism while reducing the force received, and simultaneously the ring of the first planetary gear set A second valve mechanism that rotates in a direction to decelerate the output rotation of the gear;
It is provided with.
ここで、第1及び第2バルブ機構は、第1及び第2オイルポンプの各吐出ラインをそれぞれ集合させた後にドレーン側に連通する連通路に設ける。また、第1及び第2バルブ機構は、第1及び第2オイルポンプの各吐出ラインからドレーン側に連通する連通路の各々に設けるようにしても良い。 Here, the first and second valve mechanisms are provided in a communication path communicating with the drain side after the discharge lines of the first and second oil pumps are assembled. Moreover, you may make it provide a 1st and 2nd valve mechanism in each of the communicating path connected to the drain side from each discharge line of a 1st and 2nd oil pump.
第1遊星歯車セットと第2遊星歯車セットの動力出力の一方を左後輪に伝達すると共に他方を右後輪に伝達して駆動する。この場合の反力伝達機構は、第1遊星歯車セットのリングギアの回転を逆転して第2遊星歯車セットのリングギアに伝達するカウンタギア機構である。 One of the power outputs of the first planetary gear set and the second planetary gear set is transmitted to the left rear wheel and the other is transmitted to the right rear wheel for driving. The reaction force transmission mechanism in this case is a counter gear mechanism that reverses the rotation of the ring gear of the first planetary gear set and transmits it to the ring gear of the second planetary gear set.
また第1遊星歯車セットと第2遊星歯車セットの動力出力の一方を前車輪に伝達すると共に他方を後車輪に伝達して駆動する。この場合の反力伝達機構は、記第1遊星歯車セットにおけるリングギアの外歯と第2遊星歯車セットにおけるリングギアの外歯を直接噛合わせる。 Further, one of the power outputs of the first planetary gear set and the second planetary gear set is transmitted to the front wheel and the other is transmitted to the rear wheel for driving. In this case, the reaction force transmission mechanism directly meshes the external teeth of the ring gear in the first planetary gear set with the external teeth of the ring gear in the second planetary gear set.
第1バルブ機構と第2バルブ機構は、一方の流路面積を可変してオイルポンプ側に油圧を発生させる際に、他方の流路面積は最大流路面積として油圧を発生させない無負荷状態とする。 In the first valve mechanism and the second valve mechanism, when one of the flow passage areas is varied to generate hydraulic pressure on the oil pump side, the other flow passage area has a maximum flow passage area and no hydraulic pressure is generated. To do.
オイルポンプの油路及び第1及び第2バルブ機構を、第1及び第2遊星歯車セットのキャリアケースに設ける。
The oil passage of the oil pump and the first and second valve mechanisms are provided in the carrier cases of the first and second planetary gear sets.
本発明によれば、例えば第1遊星歯車セットの第1バルブ機構を作動して油圧を発生させると、そのリングギアが回転して出力回転を増速させ、これに伴い反力伝達を受けた第2遊星歯車セットのリングギアが反対方向に回転し、増速側に対し同じ比率で出力回転を減速させることができ、従来必要としたデフギアセットを必要とすることなく、2組の遊星歯車セットで左右車輪の動力配分制御が簡単にでき、小型化と軽量化、更にコスト低減を図ることができる。 According to the present invention, for example, when the first valve mechanism of the first planetary gear set is operated to generate hydraulic pressure, the ring gear rotates to increase the output rotation, and the reaction force is transmitted accordingly. The ring gear of the second planetary gear set rotates in the opposite direction, and the output rotation can be decelerated at the same ratio with respect to the speed increasing side. The power distribution control of the left and right wheels can be easily performed as a set, and the size and weight can be reduced and the cost can be reduced.
また駆動力配分の切替えは、流路面積を可変するバルブ機構であるため、例えばスプール弁を移動するだけでよく、そのための駆動力はスプール弁のフリクション程度とわずかであり、バルブ機構を駆動するための消費電力は極く僅かで済む。 In addition, since the switching of the driving force distribution is a valve mechanism that changes the flow path area, for example, it is only necessary to move the spool valve, and the driving force for that purpose is as small as the friction of the spool valve and drives the valve mechanism. The power consumption for this is very small.
更に、前後車輪に対する駆動力配分制御装置としても、2組の遊星歯車セットをそのまま使用して配置方向を変えるだけで簡単に対応することができる。
Furthermore, the driving force distribution control device for the front and rear wheels can be easily dealt with by simply changing the arrangement direction using the two planetary gear sets as they are.
図1は本発明による駆動力配分制御装置の一実施形態の説明図であり、FR方式の車両の後輪に適用した場合である。図1において、本実施形態の駆動力配分制御装置10は右後輪26R,左後輪26L側に設けられ、第1遊星歯車セット12、第2遊星歯車セット14及び反力伝達機構15で構成される。
FIG. 1 is an explanatory view of an embodiment of a driving force distribution control device according to the present invention, which is applied to a rear wheel of an FR type vehicle. In FIG. 1, the driving force
第1遊星歯車セット12はサンギア18、プラネタリギア20−1,20−3、リングギア22で構成され、ドライブシャフト25をサンギア18に連結して動力回転を入力し、キャリアケース24から動力回転を出力して左後輪26Lに伝達している。
The first
第2遊星歯車セット14はサンギア28、プラネタリギア30−1,30−3、リングギア32で構成され、同じくドライブシャフト25をサンギア28に連結して動力回転を入力し、キャリアケース34からの出力軸を右後輪26Rに連結して駆動力を伝えている。
The second
第1遊星歯車セット12と第2遊星歯車セット14に設けたリングギア22,32は、プラネタリギア20−1,20−3及び30−1,30−3に噛み合う内歯を有すると共に、外歯を備えている。リングギア22,32の外歯は反力伝達機構15を介して連結され、リングギア22,32において一方に加わる反力を反転して他方に加えるようにしている。
The
このような反力伝達機構15として本実施形態にあっては、第1遊星歯車セット12のリングギア22の外歯にギア36を噛み合わせ、ギア36にカウンタギア38を噛み合わせ、カウンタギア38と同軸に連結したギア40を第2遊星歯車セット14のリングギア32に連結している。
In the present embodiment as such a reaction
図2は図1の反力伝達機構15に設けたギア36、カウンタギア38及びギア40によるリングギア22,32を連結するギアトレインの詳細を示している。
FIG. 2 shows details of a gear train for connecting the
再び図1を参照するに、第1遊星歯車セット12及び第2遊星歯車セット14に動力回転を入力するドライブシャフト25にはギア44が連結され、ギア44に対してはギア42が噛み合わされ、ギア42に対してはエンジン45からの動力回転が変速機46を介してドライブシャフト48により伝達されている。
Referring again to FIG. 1, a
なお、図1はFR方式を例にとっているが、変速機46の動力出力をセンタデフを介して右前輪50R,左前輪50Lに伝達する4輪駆動方式についても同様に適用できる。
Although FIG. 1 shows the FR method as an example, the same applies to a four-wheel drive method in which the power output of the
図3は本実施形態における2組の遊星歯車セットの内部構造を反力伝達機構15によるリングギアの連結状態で示した説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view showing the internal structure of the two planetary gear sets in the present embodiment in a state where the ring gear is connected by the reaction
図3において、第1遊星歯車セット12は、動力回転を入力するサンギア18に、本実施形態では4つのプラネタリギア20−1〜20−4をキャリアケース24に回転自在に支持しており、プラネタリギア20−1〜20−4の外側にリングギア22を内歯22−1により噛み合わせている。
In FIG. 3, the first planetary gear set 12 rotatably supports four planetary gears 20-1 to 20-4 in a
このような構造は第2遊星歯車セット14においても同じであり、サンギア28、キャリアケース34に設けた4つのプラネタリギア30−1〜30−4、及び内歯32−1と外歯32−2を備えたリングギア32で構成される。
Such a structure is the same in the second planetary gear set 14, and the
第1遊星歯車セット12のリングギア22における外歯22−2と第2遊星歯車セット14におけるリングギア32の外歯32−2との間には、簡略化して示す圧力伝達機構15が配置されており、圧力伝達機構15は支点16を中心に、リングギア22,32の間で一方のリングギアに掛かる反力を反転して他方のリングギアに加えるようにしている。
Between the external teeth 22-2 of the
図4は本実施形態における第1遊星歯車セット12を取り出して拡大して示している。第1遊星歯車セット12にあっては、サンギア18とこれに噛み合う4つのプラネタリギア20−1〜20−4により4箇所にオイルポンプを形成している。
FIG. 4 shows an enlarged view of the first planetary gear set 12 in the present embodiment. In the first planetary gear set 12, oil pumps are formed at four locations by the
図5は第1遊星歯車セット12におけるオイルポンプの説明図である。図5において、サンギア18とプラネタリギア20−1〜20−4との間には、黒く塗り潰して示すように、4箇所にオイルポンプ52−1〜52−4が形成される。
FIG. 5 is an explanatory diagram of the oil pump in the first planetary gear set 12. In FIG. 5, between the
オイルポンプ52−1〜52−4は、リングギア22を固定した状態でサンギア18を時計回りに回転したときのプラネタリギア20−1〜20−4の反時計回りの回転に伴うキャリアケース24の時計方向の回転により、回転移動しながらオイルポンプとしての機能を作り出している。
The oil pumps 52-1 to 52-4 are provided in the
オイルポンプ52−1〜52−4は、それぞれ吐出油路54−1〜54−4をキャリアケース24に形成しており、吐出油路54−1〜54−4は更に集合油路56−1〜56−4に連通され、最終的にプラネタリギア20−2の吐出油路54−2を直結しているスプール油路58に集められ、スプール油路58の先には軸方向に摺動自在にスプール弁(第1バルブ機構)60が組み込まれている。
The oil pumps 52-1 to 52-4 have discharge oil passages 54-1 to 54-4 formed in the
図6は図4のA−A断面図である。図6において、入力軸62はサンギア18と一体に形成されている。サンギア18の出力側の内側には、出力軸部64がベアリング65により回転自在に組み込まれている。出力軸部64にはキャリアケースカバー24−1が一体に形成され、反対側に配置するキャリアケースカバー24−2との間に、図4の内部構造に示したキャリアケース24を挟み込む形で固定している。
6 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. In FIG. 6, the input shaft 62 is formed integrally with the
キャリアケースカバー24−1,24−2にはプラネタリシャフト66−1,66−3が、ナット67−1,67−3により固定されて、プラネタリギア20−1,20−3をサンギア18に噛み合わせた状態で回転自在に支持している。
Planetary shafts 66-1 and 66-3 are fixed to the carrier case covers 24-1 and 24-2 by nuts 67-1 and 67-3 so that the planetary gears 20-1 and 20-3 are engaged with the
プラネタリギア20−1,20−3の外側にはリングギア22が配置され、その内歯22−1を噛み合わせている。キャリアケースカバー24−2はベアリング68により回転自在に支持され、また出力軸部64がベアリング70により回転自在に支持されている。
A
図7は図4のB−B断面図であり、スプール弁60の組込構造及びその作動機構を示している。図6において、出力軸部64と一体に形成したキャリアケースカバー24−1と反対側のキャリアケースカバー24−2との間にはキャリアケース24が挟み込み状態で固定されており、このキャリアケース24の下側に軸方向にスプール穴を形成し、そこにスプール弁60を摺動自在に組み込んでいる。スプール弁60に対しては、直交する方向からスプール油路58が開口している。
FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line B-B in FIG. 4 and shows an assembly structure of the
スプール弁60の右側には、リング状の駆動プレート72が配置され、駆動プレート72は、上側をガイドロッド76の右側にナット78−1で固定し、下側をスプール弁60の右側にナット78−3で固定している。
A ring-shaped
駆動プレート72に対しては上部に示すようにスプール作動フォーク74が設けられ、その嵌合溝に駆動プレート72の外周部を嵌め入れ、駆動プレート72のキャリアケース24の回転に伴う動きを許容している。
A spool operating fork 74 is provided on the
スプール作動フォーク74は図示しないシフトロッドに連結されており、モータなど適宜のアクチュエータにより軸方向に駆動することで、スプール弁60によるスプール流路58の開口面積を可変できるようにしている。
The spool operating fork 74 is connected to a shift rod (not shown) and is driven in the axial direction by an appropriate actuator such as a motor so that the opening area of the
図8は本実施形態のバルブ機構の説明図であり、図7に示したスプール弁60による第1バルブ機構を動作状態に分けて示している。図8(A)はオイルポンプの無負荷状態であり、このときスプール油路58に対しスプール弁60は流路面積を最大とする全開位置に後退しており、スプール油路58に対しオイルポンプにより送られた油は、そのままドレーン油路80に排出され、図4に示した4箇所のオイルポンプ52−1〜52−4のポンプ室に圧力は発生しない。
FIG. 8 is an explanatory diagram of the valve mechanism of the present embodiment, and shows the first valve mechanism by the
図8(B)はスプール弁60を作動してスプール油路58の流路面積Aを絞った状態であり、流路面積Aを絞ることによる流動抵抗の発生により、オイルポンプ側となるスプール油路58に油圧ΔPを発生する。
FIG. 8B shows a state in which the
図8(C)はスプール弁60を更に作動してスプール油路58を閉鎖した場合であり、この場合、オイルポンプからの吐出油路は完全に遮断されるため、図5においてサンギア18とプラネタリギア20−1〜20−4はロック状態となる。
FIG. 8C shows a case where the
図9は本実施形態における第1遊星歯車セット12を出力軸側から見た説明図である。即ち図7の右側から見た説明図である。図9において、キャリアケースカバー24−1の外周側には、プラネタリシャフトを固定するナット67−1〜67−4の部分を除く形で刳り抜かれた駆動プレート72が、ナット78−1〜78−4で固定されている。
FIG. 9 is an explanatory view of the first planetary gear set 12 in this embodiment as viewed from the output shaft side. That is, it is explanatory drawing seen from the right side of FIG. In FIG. 9, on the outer peripheral side of the carrier case cover 24-1, drive
駆動プレート72に対し、上部半分に亘りフォーク溝を勘合したスプール作動フォーク74が配置され、駆動プレート72の右下側にナット78−3で固定したスプール弁60を軸方向に移動できるようにしている。
A spool operating fork 74 that fits the fork groove over the upper half of the
このような第1遊星歯車セット12の構造は、第2遊星歯車セット14についても全く同じである。 The structure of the first planetary gear set 12 is exactly the same for the second planetary gear set 14.
次に本実施形態における駆動力配分制御装置の動作を説明する。本実施形態にあっては、第1遊星歯車セット12と第2遊星歯車セット14において、いずれか一方が増速されると、他方は同比率で減速されるように動作する。 Next, the operation of the driving force distribution control device in this embodiment will be described. In the present embodiment, when one of the first planetary gear set 12 and the second planetary gear set 14 is accelerated, the other is operated so as to be decelerated at the same ratio.
例えば第1遊星歯車セット12を増速させると、第2遊星歯車セット14は同比率で減速される。第1遊星歯車セット12を増速させるためには、図8(B)に示すようにスプール弁60を作動し、オリフィス作用による開口面積Aを小さくして、オイルポンプ側となるスプール油路58に油圧ΔPを発生させる。
For example, when the speed of the first planetary gear set 12 is increased, the second planetary gear set 14 is decelerated at the same ratio. In order to increase the speed of the first planetary gear set 12, as shown in FIG. 8B, the
ここでオイルポンプ側に発生する圧力ΔPは次式で与えられる。 Here, the pressure ΔP generated on the oil pump side is given by the following equation.
N:回転数[rev/sec]
γ:オイル比重量
g:重力加速度
N: Number of revolutions [rev / sec]
γ: Oil specific weight g: Gravity acceleration
このため、スプール弁60の移動量に従ってオリフィスによる開口面積Aが変化し、これに応じてオイルポンプ側に発生する圧力ΔPが増減することになる。
For this reason, the opening area A by the orifice changes according to the movement amount of the
図10は図8(B)のように、スプール弁60を作動してオイルポンプ側に圧力を発生した場合のリングギアに作用する力の説明図である。図10において、オイルポンプ52−1のポンプ室となる部分に、スプール弁60の作動で圧力ΔPが発生すると、サンギア18に入力トルクΔTが発生する。この入力トルクΔTは次式で与えられる。
FIG. 10 is an explanatory diagram of the force acting on the ring gear when the
このサンギア18に発生する入力トルクΔTにより、リングギア22に作用する力FOPは次のようになる。
ここでプラネタリギア20には元々、駆動力による受力荷重Pが作用しており、オイルポンプ52−1の圧力ΔPで発生した力FOPは、この受力加重Pを減少させる方向に働く。
Here, the
図11は第1遊星歯車セットのリングギア22と第2遊星歯車セットのリングギア32の反力反転機構15を介した連結状態の概要である。図11において、リングギア22には受力荷重P1が作用し、リングギア32には逆向きに受力荷重P2が作用している。
FIG. 11 is an outline of a connection state of the
第1及び第2遊星歯車セットにおいて、スプール弁を図8(A)のように全開としたオイルポンプの無負荷状態にあっては、リングギア22,32の受力荷重P1,P2はバランスしてP1=P2となっている。
In the first and second planetary gear sets, there the spool valve in unloaded condition of the oil pump fully opened as shown in FIG. 8 (A) the force receiving loads P1, P2 of the
図12はリングギア22,32の受力荷重P1,P2がバランスしてP1=P2のときの第1遊星歯車セット12と第2遊星歯車セット14の動作説明図である。まず図12(A)の第1遊星歯車セット12にあっては、入力回転をωin1、出力回転をωout1、サンギア18の端数をZA1、プラネタリギア20の端数をZB1、リングギア22の端数をZC1とすると、入出力回転の関係は次式で与えられる。
Figure 12 is an operation explanatory diagram of the first
一方、図12(B)の第2遊星歯車セット14においても、同様に入出力回転は On the other hand, in the second planetary gear set 14 of FIG.
次に図8(B)のように、第1遊星歯車セット12のスプール弁60を作動して流路面積8を絞ってオイルポンプ側に圧力ΔPを発生すると、図10のようにリングギア22の受力荷重Pを減少する方向に力Fopが作用し、図11において、リングギア22の受力荷重P1は減少し、リングギア32の受力荷重P2とのバランスが崩れる。リングギア22の受力荷重P1が減少すると、反力伝達機構15を介して加わるリングギア32の受力荷重P2との差によってリングギア22は出力回転を増速させる方向に回転を始める。
Next, as shown in FIG. 8B, when the
図13は第1遊星歯車セット12のリングギア受け力荷重P1が低下してバランスが崩れた状態での動作説明図である。図13(A)は第1遊星歯車セット12であり、受力荷重P1の減少に伴い、リングギア22がωR1となる回転を始めている。この状態での入出力回転は次式で与えられる。
FIG. 13 is an explanatory view of the operation of the first planetary gear set 12 in a state where the ring gear receiving force load P1 is lowered and the balance is lost. FIG. 13A shows the first planetary gear set 12, and the
更に(11)式を整理すると Furthermore, when formula (11) is rearranged
一方、図13(B)の第2遊星歯車セット14にあっては、図11に示したように、リングギア22の受力荷重P1が減少すると、反力伝達機構15を介して加わるリングギア22の受力荷重P1とリンクギア32の受力荷重P2の差によってリングギア32が反対方向に、同一速度となる図13(B)に示すωR2の回転を始める。この場合の第2遊星歯車セット14における入出力関係は
On the other hand, in the second planetary gear set 14 of FIG. 13 (B), as shown in FIG. 11, when the receiving load P1 of the
この第1遊星歯車セットにおける(12)式と第2遊星歯車セット14における(16)式の関係から、前記(10)式及び(14)式における入力回転とリングギア回転の比率であるαにより、第1遊星歯車セット12の出力回転ωOUT1は増速となり、同時に第2遊星歯車セット14の入力回転ωOUT2は同比率で減速となる。 From the relationship between the expression (12) in the first planetary gear set and the expression (16) in the second planetary gear set 14, α is a ratio between the input rotation and the ring gear rotation in the expressions (10) and (14). The output rotation ω OUT1 of the first planetary gear set 12 is accelerated, and at the same time, the input rotation ω OUT2 of the second planetary gear set 14 is decelerated at the same ratio.
ここで前記(6)式及び(8)式で与えられるサンギアとリングギアの歯数比を
i01=i02=2
とした場合について、前記(10)式から得られる
Here, the ratio of the number of teeth of the sun gear and the ring gear given by the equations (6) and (8) is i 01 = i 02 = 2.
Is obtained from the above equation (10).
まずリングギア22,32が停止している場合には次のようになる。 First, when the ring gears 22 and 32 are stopped, the operation is as follows.
次にリングギア22,32が2分の1の速度で回転する場合は次のようになる。 Next, when the ring gears 22 and 32 rotate at a half speed, the following occurs.
更に第1遊星歯車セット12におけるサンギア18の入力回転とリングギア22の回転が一致する場合には次のようになる。
Further, when the input rotation of the
また第2遊星歯車セット14についても、スプール弁61により流路面積を変えることで、同様に、出力回転を増速させることができる。このためα=0〜0.5の範囲となるように第2遊星歯車セット14のスプール弁61の開度を調整することで、左コーナリング時に右後輪26Rを増速して回頭性を向上できる。
Similarly, the output speed of the second planetary gear set 14 can be increased by changing the flow path area by the
図14は図13の動作に対応した各遊星歯車セットにおけるギア回転の説明図である。図14において、サンギア18の入力回転ωin1に対し、リングギア22が同方向にωR1回転すると、反力伝達機構15で連結した第2遊星歯車セット14のリングギア32は反対方向にωR2で回転する。このため、第1遊星歯車セット12のキャリアケース24による出力回転ωout1は増速、第2遊星歯車セット14におけるキャリアケース34による出力回転ωout2は減速となる。
FIG. 14 is an explanatory diagram of gear rotation in each planetary gear set corresponding to the operation of FIG. In FIG. 14, when the
次に第2遊星歯車セット14側を増速、第1遊星歯車セット12側を減速としたい場合には、第2遊星歯車セット14に設けているスプール弁61を作動して流路面積を絞り込んで、そのオイルポンプに圧力ΔPを発生させ、これによって図11に示したリングギア32の受力荷重P2を小さくすることで、図15に示すようにリングギア32をωR2のように回転させる。
Next, when it is desired to increase the speed on the second planetary gear set 14 side and reduce the speed on the first planetary gear set 12 side, the
この回転に伴い、反力伝達機構15を介して第1遊星歯車セット12のリングギア22は反対方向にωR1回転となる。これは図14の場合と関係が逆になり、第2遊星歯車セット14は入力回転ωin2を増速し、一方、第1遊星歯車セット12は出力回転ωout1を同比率だけ減速回転することになる。
Along with this rotation, the
図16は本実施形態におけるオイルポンプの他の実施形態であり、この実施形態にあっては、プラネタリギア20−1〜20−4とリングギア22により、オイルポンプ90−1〜90−4を形成している。このオイルポンプ90−1〜90−4についても、それぞれの吐出油路は集合油路56−1〜56−4によりスプール油路58に集められ、スプール弁60に供給されることになる。
FIG. 16 shows another embodiment of the oil pump in the present embodiment. In this embodiment, the oil pumps 90-1 to 90-4 are connected by the planetary gears 20-1 to 20-4 and the
図17は前後車輪を対象とした駆動力配分制御装置の実施形態の説明図である。図17において、本実施形態はFF方式をベースとした4輪駆動方式の駆動力配分制御の例であり、エンジン45から駆動力は変速機46で変速された後、本実施形態の駆動力配分制御装置10に設けている第1遊星歯車セット12を通ってフロントデフ92に与えられ、フロントデフ92から右前輪50R、左前輪50Lに伝達されている。また変速機46からの駆動力は同時に第2遊星歯車セット14に入力され、リアデフ94から右後輪26R、左後輪26Lに伝達されている。
FIG. 17 is an explanatory diagram of an embodiment of a driving force distribution control device for front and rear wheels. In FIG. 17, this embodiment is an example of driving force distribution control of the four-wheel drive method based on the FF method. After the driving force is shifted from the
第1遊星歯車セット12はサンギア18、プラネタリギア20−1,20−3、リングギア22を備え、変速機46からの動力回転を入力軸96からサンギア18に入力し、キャリアケース24の出力回転をフロントデフ92に伝達している。
The first planetary gear set 12 includes a
第2遊星歯車セット14は、入力軸96の回転をスプロットギア98、チェーン100を介してスプロットギア102からサンギア28に入力している。サンギア28に対してはプラネタリギア30−1,30−3、更にリングギア32が設けられ、キャリアケース34の出力回転をギア104,106を介してリアデフ94に伝えている。
The second planetary gear set 14 inputs the rotation of the
本実施形態において、第1遊星歯車セット12と第2遊星歯車セット14のリングギア22,32の間の反力伝達機構は、リングギア22,32の外歯を直接噛み合わせることで実現している。 In the present embodiment, the reaction force transmission mechanism between the ring gears 22 and 32 of the first planetary gear set 12 and the second planetary gear set 14 is realized by directly meshing the external teeth of the ring gears 22 and 32. Yes.
図18は図17の実施形態で使用される2組の遊星歯車セットの内部構造の説明図である。図18において、第1遊星歯車セット12及び第2遊星歯車セット14は図3の実施形態と全く同じであるが、反力伝達機構として、第1遊星歯車セット12のリングギア22の外歯22−2と第2遊星歯車セット14のリングギア32の外歯32−2を直接噛み合わせている。このため、反力伝達機構を追加的に設ける必要がない分だけ小型軽量化が実現できる。
FIG. 18 is an explanatory diagram of the internal structure of two planetary gear sets used in the embodiment of FIG. In FIG. 18, the first planetary gear set 12 and the second planetary gear set 14 are exactly the same as those in the embodiment of FIG. 3, but the
この前後輪についての駆動力配分制御にあっても、スプール弁60の作動でオイルポンプに圧力を発生させてリングギア22を受力荷重の減少により回転させると、キャリアケース24から取り出される出力回転が増速する。同時に、リングギア22に噛み合う第2遊星歯車セット14のリングギア32は反対方向に同じ速度で回転し、キャリアケース34から取り出される出力回転は同比率で減速される。
Even in the driving force distribution control for the front and rear wheels and by generating pressure in the oil pump rotates the
一方、第2遊星歯車セット14のスプール弁61を作動して、そのオイルポンプに圧力を発生させると、リングギア32の受力荷重が低下してリングギア32が回転することで、キャリアケース34から取り出される出力回転が増速となる。同時に第1遊星歯車セット12のリングギア22は反対方向に回転し、キャリアケース24から取り出される出力回転は減速回転となる。
On the other hand, actuates the
図19は前後車輪を対象とした駆動力配分制御装置の他の実施形態の説明図であり、この実施形態にあってはFR方式をベースとした駆動力配分制御装置10の実施形態である。
FIG. 19 is an explanatory diagram of another embodiment of the driving force distribution control device for the front and rear wheels. In this embodiment, the driving force
図19において、駆動力配分制御装置10は、第1遊星歯車セット12と第2遊星歯車セット14を有し、第1遊星歯車セット12のサンギア18にはエンジン45からの動力回転が変速機46を介して入力される。第1遊星歯車セット12のキャリアケース24からの出力回転はリアデフ94に伝達される。
In FIG. 19, the driving force
第2遊星歯車セット14のサンギア28には、変速機46からの動力回転がスプロットギア108、チェーン110及びスプロットギア112を介して入力される。キャリアケース34の出力回転はフロントデフ92に与えられている。
Power rotation from the
本実施形態にあっても、第1遊星歯車セット12と第2遊星歯車セット14は図18に示した構造であり、それぞれのリングギア22,32を外歯により直接噛み合わせることで、反力伝達機構を実現している。 Even in the present embodiment, the first planetary gear set 12 and the second planetary gear set 14 have the structure shown in FIG. 18, and the ring gears 22 and 32 are directly meshed with external teeth, so that the reaction force A transmission mechanism is realized.
その作用も、第1遊星歯車セット12の出力回転が増速すると第2遊星歯車セット14の出力回転は同比率で減速となる。また第2遊星歯車セット14の出力回転を増速すると第1遊星歯車セット12の出力回転は同比率で減速となる。 Also in this operation, when the output rotation of the first planetary gear set 12 is increased, the output rotation of the second planetary gear set 14 is decelerated at the same ratio. When the output rotation of the second planetary gear set 14 is increased, the output rotation of the first planetary gear set 12 is decelerated at the same ratio.
なお、本実施形態にあっては、図5のように、オイルポンプ52−1〜52−4からの吐出油路54−1〜54−4を集合油路56−1〜56−4によりスプール油路58に集められ後にスプール弁(第1バルブ機構)60を組み込んでいるが、他の実施形態として、オイルポンプ52−1〜52−4からの吐出油路54−1〜54−4を集合せずに個別にドレーン油路に連通し、各々の油路にスプール弁(第1バルブ機構)を個別に組み込むようにしても良い。
In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the discharge oil passages 54-1 to 54-4 from the oil pumps 52-1 to 52-4 are spooled by the collecting oil passages 56-1 to 56-4. Although the spool valve (first valve mechanism) 60 is incorporated after being collected in the
また本発明は上記の実施形態に限定されず、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含む。また本発明は上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes appropriate modifications that do not impair the objects and advantages thereof. The present invention is not limited by the numerical values shown in the above embodiments.
10:駆動力配分制御装置
12:第1遊星歯車セット
14:第2遊星歯車セット
15:反力伝達機構
16:支点
18,28:サンギア
20−1〜20−4,30−1〜30−4:プラネタリギア
22,32:リングギア
22−1,32−1:内歯
22−2,32−2:外歯
24,24−1,34:キャリアケース
52−1〜52−4,90−1〜90−4:オイルポンプ
54−1〜54−4:吐出油路
56−1〜56−4:集合油路
58:スプール油路
60,61:スプール弁
62:入力軸
64:出力軸部
66−1,66−3:プラネタリシャフト
68,70:ベアリング
72:駆動プレート
74:スプール駆動フォーク
76:ガイドシャフト
80:ドレーン油路
92:フロントデフ
94:リアデフ
10: driving force distribution control device 12: first planetary gear set 14: second planetary gear set 15: reaction force transmission mechanism 16:
Claims (8)
サンギア、複数のプラネタリギア、及び内歯と外歯を形成したリングギアとを備え、前記サンギアに前記第1遊星歯車セットと同じ動力回転を入力し、前記プラネタリギアのキャリアケースから動力回転を出力する第2遊星歯車セットと、
前記第1遊星歯車セットのリングギアと前記第2遊星歯車セットのリングギアとの間に設けられ、一方のリングギアに加わる力を反転して他方のリングギアに加える反力伝達機構と、
前記第1遊星歯車セットのサンギアとプラネタリギア又はプラネタリギアとリンクギアにより複数箇所に構成される第1オイルポンプと、
前記第1オイルポンプの吐出ラインをそれぞれ集合させた後にドレーン側に連通する連通路に設けられ、連続的に流路面積を可変してオイルポンプ側に油圧を発生させ、発生油圧により前記第1遊星歯車セットのリングギアの受力荷重を低下させて前記反力伝達機構を介して加わる第2遊星歯車セットのリングギアの受力荷重との差によって出力回転を増速させる方向に回転させ、同時に前記第2遊星歯車セットのリングギアの出力回転を減速させる方向に回転させる第1バルブ機構と、
前記第2遊星歯車セットのサンギアとプラネタリギア又はプラネタリギアとリングギアにより複数箇所に構成される第2オイルポンプと、
前記第2オイルポンプの吐出ラインをそれぞれ集合させた後にドレーン側に連通する連通路に設けられ、連続的に流路面積を可変してオイルポンプ側に油圧を発生させ、発生油圧により前記第2遊星歯車セットのリングギアの受力荷重を低下させて前記反力伝達機構を介して加わる第1遊星歯車セットのリングギアの受力荷重との差によって出力回転を増速させる方向に回転させ、同時に前記第1遊星歯車セットのリングギアの出力回転を減速させる方向に回転させる第2バルブ機構と、
を備えたことを特徴とする駆動力配分制御装置。
A first planetary gear set that includes a sun gear, a plurality of planetary gears, and a ring gear that forms internal teeth and external teeth, inputs power rotation to the sun gear, and outputs power rotation from a carrier case of the planetary gear;
A sun gear, a plurality of planetary gears, and a ring gear formed with internal teeth and external teeth; the same power rotation as the first planetary gear set is input to the sun gear, and the power rotation is output from the carrier case of the planetary gear A second planetary gear set to
A reaction force transmission mechanism that is provided between the ring gear of the first planetary gear set and the ring gear of the second planetary gear set, and that reverses the force applied to one ring gear and applies it to the other ring gear;
A first oil pump configured at a plurality of locations by a sun gear and a planetary gear or a planetary gear and a link gear of the first planetary gear set;
After the discharge lines of the first oil pump are gathered , the first oil pump is provided in a communication passage communicating with the drain side, and the flow passage area is continuously varied to generate hydraulic pressure on the oil pump side. Decreasing the receiving load of the ring gear of the planetary gear set and rotating it in a direction to increase the output rotation due to the difference from the receiving load of the ring gear of the second planetary gear set applied via the reaction force transmission mechanism, A first valve mechanism that simultaneously rotates in a direction to decelerate the output rotation of the ring gear of the second planetary gear set;
A second oil pump configured at a plurality of locations by the sun gear and the planetary gear or the planetary gear and the ring gear of the second planetary gear set;
After the discharge lines of the second oil pumps are assembled , the second oil pump is provided in a communication passage communicating with the drain side, and the flow passage area is continuously changed to generate hydraulic pressure on the oil pump side. Decreasing the force receiving load of the ring gear of the planetary gear set and rotating it in a direction to increase the output rotation by the difference from the force receiving load of the ring gear of the first planetary gear set applied via the reaction force transmission mechanism, A second valve mechanism that simultaneously rotates the output rotation of the ring gear of the first planetary gear set in a direction to decelerate;
Driving force distribution controller you comprising the.
サンギア、複数のプラネタリギア、及び内歯と外歯を形成したリングギアとを備え、前記サンギアに前記第1遊星歯車セットと同じ動力回転を入力し、前記プラネタリギアのキャリアケースから動力回転を出力する第2遊星歯車セットと、
前記第1遊星歯車セットのリングギアと前記第2遊星歯車セットのリングギアとの間に設けられ、一方のリングギアに加わる力を反転して他方のリングギアに加える反力伝達機構と、
前記第1遊星歯車セットのサンギアとプラネタリギア又はプラネタリギアとリンクギアにより複数箇所に構成される第1オイルポンプと、
前記第1オイルポンプの吐出ラインからドレーン側に連通する連通路の各々に設けられ、連続的に流路面積を可変してオイルポンプ側に油圧を発生させ、発生油圧により前記第1遊星歯車セットのリングギアの受力荷重を低下させて前記反力伝達機構を介して加わる第2遊星歯車セットのリングギアの受力荷重との差によって出力回転を増速させる方向に回転させ、同時に前記第2遊星歯車セットのリングギアの出力回転を減速させる方向に回転させる第1バルブ機構と、
前記第2遊星歯車セットのサンギアとプラネタリギア又はプラネタリギアとリングギアにより複数箇所に構成される第2オイルポンプと、
前記第2オイルポンプの吐出ラインからドレーン側に連通する連通路の各々に設けられ、連続的に流路面積を可変してオイルポンプ側に油圧を発生させ、発生油圧により前記第2遊星歯車セットのリングギアの受力荷重を低下させて前記反力伝達機構を介して加わる第1遊星歯車セットのリングギアの受力荷重との差によって出力回転を増速させる方向に回転させ、同時に前記第1遊星歯車セットのリングギアの出力回転を減速させる方向に回転させる第2バルブ機構と、
を備えたことを特徴とする駆動力配分制御装置。
A first planetary gear set that includes a sun gear, a plurality of planetary gears, and a ring gear that forms internal teeth and external teeth, inputs power rotation to the sun gear, and outputs power rotation from a carrier case of the planetary gear;
A sun gear, a plurality of planetary gears, and a ring gear formed with internal teeth and external teeth; the same power rotation as the first planetary gear set is input to the sun gear, and the power rotation is output from the carrier case of the planetary gear A second planetary gear set to
A reaction force transmission mechanism that is provided between the ring gear of the first planetary gear set and the ring gear of the second planetary gear set, and that reverses the force applied to one ring gear and applies it to the other ring gear;
A first oil pump configured at a plurality of locations by a sun gear and a planetary gear or a planetary gear and a link gear of the first planetary gear set;
The first planetary gear set is provided in each of the communication passages communicating from the discharge line of the first oil pump to the drain side, and continuously changes the flow passage area to generate hydraulic pressure on the oil pump side. The ring gear receiving load is reduced and rotated in a direction to increase the output rotation by the difference from the ring gear receiving load of the second planetary gear set applied via the reaction force transmission mechanism, and at the same time, A first valve mechanism that rotates in a direction to decelerate the output rotation of the ring gear of the two planetary gear set;
A second oil pump configured at a plurality of locations by the sun gear and the planetary gear or the planetary gear and the ring gear of the second planetary gear set;
The second planetary gear set is provided in each of the communication passages communicating from the discharge line of the second oil pump to the drain side, and continuously changes the flow passage area to generate hydraulic pressure on the oil pump side. The ring gear receiving load is reduced and the output rotation of the first planetary gear set applied via the reaction force transmission mechanism is rotated in a direction to increase the output rotation due to the difference between the ring gear receiving load and the first planetary gear set. A second valve mechanism for rotating in a direction to decelerate the output rotation of the ring gear of one planetary gear set;
Driving force distribution controller you comprising the.
3. The vehicle driving force distribution control device according to claim 1, wherein one of the power outputs of the first planetary gear set and the second planetary gear set is transmitted to the left rear wheel and the other is transmitted to the right rear wheel. driving force distribution controller characterized in that to drive.
4. The driving force distribution control device for an automobile according to claim 3 , wherein the reaction force transmission mechanism reverses the rotation of the ring gear of the first planetary gear set and transmits it to the ring gear of the second planetary gear set. counter driving force distribution control device you being a gear mechanism.
3. The vehicle driving force distribution control device according to claim 1, wherein one of the power outputs of the first planetary gear set and the second planetary gear set is transmitted to a front wheel and the other is transmitted to a rear wheel. and drives driving force distribution controller.
6. The driving force distribution control device for an automobile according to claim 5 , wherein the reaction force transmission mechanism directly connects the outer teeth of the ring gear in the first planetary gear set and the outer teeth of the ring gear in the second planetary gear set. it characterized in that meshed driving force distribution control apparatus.
3. The driving force distribution control device for an automobile according to claim 1 , wherein the first valve mechanism and the second valve mechanism are configured to generate hydraulic pressure on the oil pump side by changing one flow passage area. other flow path area is the maximum passage area driving force distribution control device you characterized in that a no-load state not to generate hydraulic pressure as.
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