JP5932520B2 - Power transmission device - Google Patents
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Description
本発明は、動力源からの動力を2つの被駆動部に配分して伝達するとともに、当該2つの被駆動部への動力配分を変更可能な動力伝達装置に関する。 The present invention relates to a power transmission device capable of distributing and transmitting power from a power source to two driven parts and changing the power distribution to the two driven parts.
従来、動力伝達装置として、特許文献1に記載されたものが知られている。この動力伝達装置は、車両に搭載され、エンジンからの動力を左右の後輪に配分して伝達するものである。この動力伝達装置は、リヤデフ機構、第1遊星歯車機構、第2遊星歯車機構および電気モータなどを備えている。このリヤデフ機構は、遊星歯車機構タイプのものであり、リングギヤ、サンギヤおよびキャリアを有している。このリヤデフ機構では、リングギヤがプロペラシャフトに、キャリアが左駆動軸に、サンギヤが右駆動軸にそれぞれ連結されている。
Conventionally, what was described in
また、第1遊星歯車機構および第2遊星歯車機構は、各ギヤの歯数および変速比が互いに同じ値に設定されている。第1遊星歯車機構は、サンギヤがリヤデフ機構のキャリアに連結され、キャリアがデフケースに固定されているとともに、リングギヤが第2遊星歯車機構のリングギヤと共有化されている。さらに、第2遊星歯車機構では、キャリアが電気モータのロータに、サンギヤが右駆動軸にそれぞれ連結されている。 In the first planetary gear mechanism and the second planetary gear mechanism, the number of teeth and the gear ratio of each gear are set to the same value. In the first planetary gear mechanism, the sun gear is connected to the carrier of the rear differential mechanism, the carrier is fixed to the differential case, and the ring gear is shared with the ring gear of the second planetary gear mechanism. Further, in the second planetary gear mechanism, the carrier is connected to the rotor of the electric motor, and the sun gear is connected to the right drive shaft.
以上の構成により、この動力伝達装置では、車両の直進走行中、電気モータのロータが停止状態に保持される。また、車両の旋回走行中、電気モータの力行制御または回生制御を実行することによって、ヨーモーメントを発生することができる。例えば、車両の左旋回走行中、電気モータを力行制御することによって、右駆動軸への伝達トルクを増大し、かつ左駆動軸への伝達トルクを減少することによって、左旋回を促進するようなヨーモーメントを発生させることができる。これとは逆に、電気モータを回生制御することによって、左旋回を抑制するようなヨーモーメントを発生することができる。 With this configuration, in this power transmission device, the rotor of the electric motor is held in a stopped state while the vehicle is traveling straight ahead. Further, yaw moment can be generated by executing power running control or regenerative control of the electric motor while the vehicle is turning. For example, while the vehicle is turning left, the electric motor is controlled by powering to increase the transmission torque to the right drive shaft and to reduce the transmission torque to the left drive shaft, thereby promoting the left turn. Yaw moment can be generated. On the other hand, a regenerative control of the electric motor can generate a yaw moment that suppresses the left turn.
一般に、電気モータの場合、発生トルクは中高回転域と比べて低回転域の方が大きくなるので、低回転域で使用する方が効率が良いという特性を有している。また、大型の電気モータに比べて、小型の電気モータの方が高回転域で使用できるという特性も有している。これに対して、上記特許文献1の動力伝達装置によれば、第1遊星歯車機構のキャリアがデフケースに固定されている関係上、旋回走行中、電気モータの回転速度が駆動軸の回転速度に従って決定されてしまう。そのため、電気モータを効率の良い回転域で使用することができず、運転効率の低下や消費電力の増大を招いてしまうとともに、使用可能な電気モータのサイズが制限されてしまう。その結果、汎用性や商品性が低いという問題がある。
In general, in the case of an electric motor, the generated torque is larger in the low rotation range than in the middle and high rotation range, so that it has a characteristic that it is more efficient when used in the low rotation range. Moreover, compared with a large electric motor, the small electric motor has the characteristic that it can be used in a high rotation range. On the other hand, according to the power transmission device disclosed in
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、回転機を備えた場合において、回転機の運転効率を向上させることができ、消費電力を低減できるとともに、汎用性および商品性を向上させることができる動力伝達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. When a rotating machine is provided, the operating efficiency of the rotating machine can be improved, power consumption can be reduced, and versatility and merchantability can be improved. It is an object of the present invention to provide a power transmission device that can be made to operate.
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、動力源(エンジン3)からの動力を第1及び第2被駆動部(左右の駆動輪6,6)に分配して伝達するとともに、第1及び第2被駆動部への動力配分を変更可能な動力伝達装置1,1A〜1Hであって、第1〜第3回転要素(左右のサイドギヤ15,15、入力ギヤ12、主サンギヤ71、主キャリア72、入力ギヤ76)を有し、第1〜第3回転要素の回転数が共線関係を満たし、かつ共線関係を表す共線図上において第3回転要素が第1回転要素と第2回転要素との間に位置するように構成され、第1回転要素は第1被駆動部に、第2回転要素は第2被駆動部に、第3回転要素は動力源にそれぞれ動力伝達可能に接続された第1差動機構(主差動機構10,70)と、第4〜第6回転要素(左サンギヤ21,21C,51,51B,51H、左キャリア22,22C、左リングギヤ24,24C、左リングギヤ54,54B,54H、左キャリア52,52B,52H)を有し、第4〜第6回転要素の回転数が共線関係を満たし、かつ共線関係を表す共線図上において第6回転要素が第4回転要素と第5回転要素との間に位置するように構成された第2差動機構(左副差動機構20,20C,50,50B,50H)と、第7〜第9回転要素(右サンギヤ31,31C,61,61B,61H、右キャリア32,32C、右リングギヤ34,34C、右リングギヤ64,64B,64H、右キャリア62,62B,62H)を有し、第7〜第9回転要素の回転数が共線関係を満たし、かつ共線関係を表す共線図上において第9回転要素が第7回転要素と第8回転要素との間に位置するように構成された第3差動機構(右副差動機構30,30C,60,60B,60H)と、第1及び第2回転機(左右の電気モータ41,42)と、を備え、第4回転要素及び第7回転要素を1組とし、第5回転要素及び第8回転要素を1組とし、第6回転要素及び第9回転要素を1組とする計3組の回転要素のうち、いずれか1組の回転要素は、互いに一体に回転可能に構成され、残り2組の一方の回転要素は、第1〜第3回転要素のうちのいずれか2つに動力伝達可能にそれぞれ接続され、残り2組の他方の回転要素は、第1及び第2回転機に動力伝達可能にそれぞれ接続されていことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 distributes and transmits the power from the power source (engine 3) to the first and second driven parts (left and
この動力伝達装置によれば、第4回転要素及び第7回転要素を1組とし、第5回転要素及び第8回転要素を1組とし、第6回転要素及び第9回転要素を1組とする計3組の回転要素のうち、いずれか1組の回転要素は、互いに一体に回転可能に構成され、残り2組の一方の回転要素は、第1〜第3回転要素のうちのいずれか2つに動力伝達可能にそれぞれ接続され、残り2組の他方の回転要素は、第1及び第2回転機に動力伝達可能にそれぞれ接続されている。 According to this power transmission device, the fourth rotating element and the seventh rotating element are set as one set, the fifth rotating element and the eighth rotating element are set as one set, and the sixth rotating element and the ninth rotating element are set as one set. Of the total of three sets of rotating elements, any one of the rotating elements is configured to be rotatable integrally with each other, and the remaining two sets of rotating elements are any two of the first to third rotating elements. The other two rotating elements are connected to the first and second rotating machines so as to transmit power, respectively.
ここで、いずれか1組の回転要素を第4回転要素及び第7回転要素の1組とし、残り2組の一方の回転要素を第5回転要素及び第8回転要素の1組とし、残り2組の他方の回転要素を第6回転要素及び第9回転要素の1組とし、第2及び第3差動機構として同じ変速比のものを用いた場合や、いずれか1組の回転要素を第5回転要素及び第8回転要素の1組とし、残り2組の一方の回転要素を第4回転要素及び第7回転要素の1組とし、残り2組の他方の回転要素を第6回転要素及び第9回転要素の1組とし、第2及び第3差動機構として同じ変速比のものを用いた場合、これらの回転要素の共線関係は、例えば、後述する図14,17,26,29,32に示すものとなる。 Here, one set of rotating elements is one set of the fourth rotating element and the seventh rotating element, and the other two sets of rotating elements are one set of the fifth rotating element and the eighth rotating element, and the remaining two sets The other rotating element of the set is one set of the sixth rotating element and the ninth rotating element, and when the same gear ratio is used as the second and third differential mechanisms, or any one set of rotating elements is One set of 5 rotary elements and 8th rotary element, the remaining 2 sets of 1 rotary element as 1 set of 4th rotary element and 7th rotary element, and the other 2 sets of other rotary elements as 6th rotary element and When one set of ninth rotating elements is used and the same gear ratio is used as the second and third differential mechanisms, the collinear relationship between these rotating elements is, for example, FIGS. 14, 17, 26, and 29 described later. , 32.
これらの図14,17,26,29,32に示す動力伝達装置の場合、後述するように、第1及び第2回転機の一方を力行制御し、第1及び第2回転機の他方を回生制御することによって、第1及び第2回転要素の一方に配分される動力を増大し、かつ他方に配分される動力を減少させることができ、それにより、右回りまたは左回りのヨーモーメントを発生させることができる。さらに、2つの回転機を以上のように制御する際、第1及び第2回転機を共に力行制御、若しくは共に回生制御することで、共線関係が成立する範囲内において、第1及び第2被駆動部の回転速度とは無関係に、第1及び第2回転機の回転速度を自由に設定することができるので、従来と比べて、2つの回転機を効率の良い回転域で使用することができ、運転効率を向上させることができるとともに、消費電力を低減することができる。さらに、第1及び第2回転機として、高速域で運転可能な小型のものを使用することもでき、動力伝達装置を小型化することもできる。その結果、汎用性及び商品性を向上させることができる。 In the case of these power transmission devices shown in FIGS. 14, 17, 26, 29, and 32, as will be described later, one of the first and second rotating machines is subjected to power running control, and the other of the first and second rotating machines is regenerated. By controlling, the power distributed to one of the first and second rotating elements can be increased and the power distributed to the other can be decreased, thereby generating a clockwise or counterclockwise yaw moment Can be made. Further, when the two rotating machines are controlled as described above, the first and second rotating machines are both subjected to power running control or regenerative control so that the collinear relationship is established within the range in which the collinear relationship is established. Since the rotational speeds of the first and second rotating machines can be freely set regardless of the rotational speed of the driven part, use two rotating machines in a more efficient rotational range than in the past. Thus, the driving efficiency can be improved and the power consumption can be reduced. Furthermore, as the first and second rotating machines, small ones that can be operated in a high speed range can be used, and the power transmission device can be downsized. As a result, versatility and merchantability can be improved.
また、いずれか1組の回転要素を第6回転要素及び第9回転要素の1組とし、残り2組の一方の回転要素を第4回転要素及び第7回転要素の1組とし、残り2組の他方の回転要素を第5回転要素及び第8回転要素の1組とし、第2及び第3差動機構として同じ変速比のものを用いた場合や、いずれか1組の回転要素を第6回転要素及び第9回転要素の1組とし、残り2組の一方の回転要素を第5回転要素及び第8回転要素の1組とし、残り2組の他方の回転要素を第4回転要素及び第7回転要素の1組とし、第2及び第3差動機構として同じ変速比のものを用いた場合、これらの回転要素の共線関係は、例えば、後述する図7,11,20,23に示すものとなる。 Also, any one set of rotating elements is one set of the sixth rotating element and the ninth rotating element, and the remaining two sets of one rotating element is one set of the fourth rotating element and the seventh rotating element, and the remaining two sets The other rotating element is a set of the fifth rotating element and the eighth rotating element, and the same gear ratio is used as the second and third differential mechanisms, or any one set of rotating elements is the sixth. One set of the rotating element and the ninth rotating element, one of the remaining two sets of rotating elements as one set of the fifth rotating element and the eighth rotating element, and the other two sets of rotating elements as the fourth rotating element and the second rotating element When one set of seven rotating elements is used and the second and third differential mechanisms having the same gear ratio are used, the collinear relationship between these rotating elements is shown in FIGS. It will be shown.
これらの図7,11,20,23に示す動力伝達装置の場合にも、後述するように、第1及び第2回転機の一方を力行制御し、第1及び第2回転機の一方を回生制御することによって、上記と同様に、第1及び第2回転要素の一方に配分される動力を増大し、かつ他方に配分される動力を減少させることができる。また、これらの場合でも、2つの回転機を以上のように制御する際、共線関係が成立する範囲内において、第1及び第2被駆動部の回転速度とは無関係に、第1及び第2回転機の回転速度を自由に設定することができる。それにより、前述したような作用効果を得ることができる。すなわち、従来と比べて、運転効率を向上させることができるとともに、消費電力を低減することができる。さらに、第1及び第2回転機として、高速域で運転可能な小型のものを使用することもでき、動力伝達装置を小型化することもできる。その結果、汎用性及び商品性を向上させることができる。 Also in the case of these power transmission devices shown in FIGS. 7, 11, 20, and 23, as will be described later, one of the first and second rotating machines is subjected to power running control, and one of the first and second rotating machines is regenerated. By controlling, similarly to the above, the power distributed to one of the first and second rotating elements can be increased, and the power distributed to the other can be decreased. Even in these cases, when the two rotating machines are controlled as described above, the first and second driving units are within the range in which the collinear relationship is established, regardless of the rotational speeds of the first and second driven parts. The rotational speed of the two-rotor can be set freely. Thereby, the effects as described above can be obtained. That is, it is possible to improve the operation efficiency and reduce the power consumption as compared with the conventional case. Furthermore, as the first and second rotating machines, small ones that can be operated in a high speed range can be used, and the power transmission device can be downsized. As a result, versatility and merchantability can be improved.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の動力伝達装置1,1A,1D,1Eにおいて、第6回転要素(左リングギヤ24、左キャリア52)及び第9回転要素(右リングギヤ34、右キャリア62)は互いに一体に回転可能に構成されていることを特徴とする。
The invention according to claim 2 is the
この動力伝達装置によれば、第2及び第3差動機構において、共線関係にある3つの回転要素のうちの中央の回転要素同士が互いに一体に回転可能に構成されているので、共線関係にある3つの回転要素のうちの外側の回転要素同士を互いに一体に回転可能に構成した場合と比べて、第1及び第2回転機の制御によって、第1及び第2回転要素に配分されるトルクの差(以下「トルク差」という)をより大きな値に設定することができる。すなわち、より小さな出力の第1及び第2回転機を用いながら、第1及び第2回転要素間で同じトルク差を確保することができる。その結果、第1及び第2回転機を小型化することができ、動力伝達装置を小型化することができる。 According to this power transmission device, in the second and third differential mechanisms, the central rotating elements among the three rotating elements in a collinear relationship are configured to be able to rotate integrally with each other. Compared to the case where the outer rotating elements of the three rotating elements in a relationship are configured to be able to rotate integrally with each other, the first and second rotating elements are controlled by the control of the first and second rotating machines. Torque difference (hereinafter referred to as “torque difference”) can be set to a larger value. That is, it is possible to ensure the same torque difference between the first and second rotating elements while using the first and second rotating machines with smaller outputs. As a result, the first and second rotating machines can be reduced in size, and the power transmission device can be reduced in size.
請求項3に係る発明は、請求項1または2に記載の動力伝達装置1D〜1Gにおいて、第1回転要素及び第2回転要素の一方(主サンギヤ71)は、第4回転要素及び第5回転要素の一方(左サンギヤ21,21C,51,51B)に動力伝達可能に接続され、第1回転要素及び第2回転要素の他方(主キャリア72)は、第7回転要素及び第8回転要素の一方(右サンギヤ31,31C,61,61B)に動力伝達可能に接続されていることを特徴とする。
The invention according to
この動力伝達装置によれば、第1差動機構における3つの回転要素のうちの外側2つの回転要素がそれぞれ、第2及び第3差動機構における3つの回転要素のうちの外側2つの回転要素の一方に動力伝達可能に接続されている。そのため、第1差動機構における中央の回転要素と外側の回転要素の一方とを、第2及び第3差動機構における3つの回転要素のうちの外側2つの回転要素の一方に動力伝達可能に接続した場合と比べて、第1及び第2回転機の制御によって、第1及び第2回転要素に配分されるトルクの差(以下「トルク差」という)をより大きな値に設定することができる。すなわち、より小さな出力の第1及び第2回転機を用いながら、第1及び第2回転要素間で同じトルク差を確保することができる。その結果、第1及び第2回転機を小型化することができ、動力伝達装置を小型化することができる。 According to this power transmission device, the outer two rotating elements of the three rotating elements in the first differential mechanism are respectively the outer two rotating elements of the three rotating elements in the second and third differential mechanisms. One of the two is connected to be able to transmit power. Therefore, the center rotational element in the first differential mechanism and one of the outer rotational elements can be transmitted to one of the two outer rotational elements among the three rotational elements in the second and third differential mechanisms. Compared with the case of connection, the difference in torque distributed to the first and second rotating elements (hereinafter referred to as “torque difference”) can be set to a larger value by controlling the first and second rotating machines. . That is, it is possible to ensure the same torque difference between the first and second rotating elements while using the first and second rotating machines with smaller outputs. As a result, the first and second rotating machines can be reduced in size, and the power transmission device can be reduced in size.
請求項4に係る発明は、請求項3に記載の動力伝達装置1Dにおいて、第2及び第3差動機構(左右の副差動機構20,30)はいずれも、サンギヤ(左右のサンギヤ21,31)と、ダブルピニオンタイプのプラネタリギヤ(左右のピニオンギヤ23,33)を支持するキャリア(左右のキャリア22,32)と、リングギヤ(左右のリングギヤ24,34)とを有する遊星歯車機構で構成されており、第4及び第5回転要素の一方はサンギヤ(左サンギヤ21)であり、第4及び第5回転要素の他方はキャリア(左キャリア22)であり、第7及び第8回転要素の一方はサンギヤ(右サンギヤ31)であり、第7及び第8回転要素の他方はキャリア(右キャリア32)であり、第6及び第9回転要素は互いに一体に構成されたリングギヤ(左右のリングギヤ24,34)であることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the
この動力伝達装置によれば、2つのダブルピニオンタイプの遊星歯車機構を用いて、請求項3に係る発明の作用効果を得ることができる。
According to this power transmission device, the operation and effect of the invention according to
請求項5に係る発明は、請求項3または4に記載の動力伝達装置1Dにおいて、第2及び第3差動機構(左右の副差動機構20,30)はいずれも、サンギヤ(左右のサンギヤ21,31)と、ダブルピニオンタイプのプラネタリギヤ(左右のピニオンギヤ23,33)を支持するキャリア(左右のキャリア22,32)と、リングギヤ(左右のリングギヤ24,34)とを有する遊星歯車機構で構成されており、第1及び第2回転機の一方(左電気モータ41)は、第2及び第3差動機構の一方のキャリア(左キャリア22)に動力伝達可能に接続され、第1及び第2回転機の他方(右電気モータ42)は、第2及び第3差動機構の他方のキャリア(右キャリア32)に動力伝達可能に接続されていることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the
この動力伝達装置によれば、2つのダブルピニオンタイプの遊星歯車機構を用いて、請求項3または4に係る発明の作用効果を得ることができる。また、第1及び第2回転機の一方が、第2及び第3差動機構の一方のキャリアに動力伝達可能に接続され、第1及び第2回転機の他方が、第2及び第3差動機構の他方のキャリアに動力伝達可能に接続されているので、第1及び第2回転機を、第2及び第3差動機構のサンギヤまたはリングギヤに動力伝達可能に接続した場合と比べて、第1及び第2回転機と第2及び第3差動機構との間での心合わせが容易になり、心合わせ用の機械要素を減らすことができる。それにより、動力伝達装置を小型化することができる。
According to this power transmission device, the operational effect of the invention according to
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動力伝達装置1D〜1Hにおいて、第1差動機構(主差動機構70)は、サンギヤ(主サンギヤ71)と、ダブルピニオンタイプのプラネタリギヤ(主ピニオンギヤ73)を支持するキャリア(主キャリア72)と、リングギヤ(主リングギヤ74)とを有する遊星歯車機構で構成されていることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the
この動力伝達装置によれば、第1差動機構が、サンギヤと、ダブルピニオンタイプのプラネタリギヤを支持するキャリアと、リングギヤとを有する遊星歯車機構で構成されているので、2つのサイドギヤとピニオンギヤを組み合わせた一般的な差動機構を用いた場合と比べて、軸線方向のサイズを小型化することができ、商品性をさらに向上させることができる。 According to this power transmission device, the first differential mechanism is composed of a planetary gear mechanism having a sun gear, a carrier that supports a planetary gear of a double pinion type, and a ring gear, so two side gears and a pinion gear are combined. Compared with the case where a general differential mechanism is used, the size in the axial direction can be reduced, and the merchantability can be further improved.
請求項7に係る発明は、請求項1ないし6のいずれかに記載の動力伝達装置1,1A〜1Hにおいて、第1〜第3差動機構(主差動機構10,70、左副差動機構20,20C,50,50B,50H、右副差動機構30,30C,60,60B,60H)は、互いに同心にかつ回転軸線に沿って並んで配置されていることを特徴とする。
The invention according to claim 7 is the
この動力伝達装置によれば、第1〜第3差動機構の回転軸線が同一直線上に配置されているので、動力伝達装置の径方向のサイズを小型化することができ、汎用性及び商品性をより一層、向上させることができる。 According to this power transmission device, since the rotation axes of the first to third differential mechanisms are arranged on the same straight line, the radial size of the power transmission device can be reduced, and versatility and products The property can be further improved.
以下、図面を参照しながら、本発明の第1実施形態に係る動力伝達装置について説明する。図1に示すように、第1実施形態の動力伝達装置1は、車両Vの駆動系に適用されたものである。なお、以下の説明では、図1中の左側を「左」、右側を「右」という。この車両Vは、前輪駆動タイプの四輪車両であり、エンジン3、自動変速機4、動力伝達装置1、左右の駆動軸5,5、駆動輪である左右の前輪6,6及び従動輪である左右の後輪(図示せず)を備えている。
Hereinafter, a power transmission device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the
この車両Vでは、エンジン3の動力は、自動変速機4で変速された後、動力伝達装置1及び左右の駆動軸5,5を介して、左右の前輪6,6(第1及び第2被駆動部)にそれぞれ伝達される。自動変速機4は、出力軸4aと、この出力軸4a上に一体に設けられた出力ギヤ4bなどを有しており、エンジン3からの動力を変速して出力ギヤ4bから出力する。
In this vehicle V, the power of the
また、動力伝達装置1は、自動変速機4から入力された動力を分配して左右の駆動軸5,5に伝達するものであり、主差動機構10、左右の副差動機構20,30、左右の電気モータ41,42(第1及び第2回転機)及びECU2(図2参照)などを備えている。これらの主差動機構10、左右の副差動機構20,30及び左右の電気モータ41,42は、互いに同心に配置されている。
The
この主差動機構10は、デフケース11、入力ギヤ12、ピニオン軸13、一対のピニオンギヤ14,14及び左右一対のサイドギヤ15,15などを備えている。この入力ギヤ12は、リングギヤ状のもので、デフケース11の外周面に一体に形成されており、自動変速機4の出力ギヤ4bと常に噛み合っている。なお、本実施形態では、主差動機構10が第1差動機構に、入力ギヤ12が第3回転要素に、左右のサイドギヤ15が第1及び第2回転要素にそれぞれ相当する。
The
また、ピニオン軸13は、その両端部がデフケース11の内壁面に固定されている。一対のピニオンギヤ14,14は、ピニオン軸13上に回転自在に設けられているとともに、左右のサイドギヤ15,15に常に噛み合っている。さらに、左右のサイドギヤ15,15には、左右の駆動軸5,5の先端部がそれぞれ同心に固定されている。
Further, both ends of the
また、左副差動機構20は、ダブルピニオンタイプの遊星歯車機構で構成されており、左サンギヤ21、左キャリア22、左ピニオンギヤ23及び左リングギヤ24などを備えている。なお、本実施形態では、左副差動機構20が第2差動機構に、左サンギヤ21が第4回転要素に、左キャリア22が第5回転要素に、左リングギヤ24が第6回転要素にそれぞれ相当する。
The left
左サンギヤ21は、デフケース11から右方に同心に延びる中空軸11aに接続されており、それにより、デフケース11及び入力ギヤ12と一体かつ同心に回転するようになっている。また、左キャリア22は、左電気モータ41のロータに同心に固定されており、ロータと一体に回転する。
The
さらに、この左キャリア22には、一対の左ピニオンギヤ23,23を1組として複数組の左ピニオンギヤ23が設けられている。各組における一対の左ピニオンギヤ23,23は、互いに常に噛み合っているとともに、一方の左ピニオンギヤ23が左リングギヤ24に、他方の左ピニオンギヤ23が左サンギヤ21に常に噛み合った状態で回転可能に配置されている。
Furthermore, the
一方、左リングギヤ24は、内歯車タイプのものであり、右副差動機構30の後述する右リングギヤ34と一体に構成されている。それにより、2つのリングギヤ24,34は互いに一体に回転するようになっている。
On the other hand, the
この左副差動機構20の場合、そのサイズ及び左リングギヤ24と左サンギヤ21との歯数比が、右副差動機構30と同一に構成されている。具体的には、左リングギヤ24と左サンギヤ21との歯数比は、値λ(>1)に設定されている。なお、以下の説明では、遊星歯車機構タイプの各差動機構におけるリングギヤとサンギヤとの歯数比を単に「歯数比」という。
In the case of the left
また、右副差動機構30は、左副差動機構20の左側に近接して配置されており、左副差動機構20と同様のダブルピニオンタイプの遊星歯車機構で構成されている。右副差動機構30は、右サンギヤ31、右キャリア32、右ピニオンギヤ33及び右リングギヤ34などを備えており、上述したように、そのサイズ及び歯数比が左副差動機構20と同一に構成されている。なお、本実施形態では、右副差動機構30が第3差動機構に、右サンギヤ31が第7回転要素に、右キャリア32が第8回転要素に、右リングギヤ34が第9回転要素にそれぞれ相当する。
The right
この右サンギヤ31は、右駆動軸5上に同心に接続されており、それにより、右駆動軸5と一体かつ同心に回転するようになっている。また、右キャリア32は、右電気モータ42のロータに同心に固定されており、ロータと一体に回転する。
The
さらに、この右キャリア32には、一対の右ピニオンギヤ33,33を1組として複数組の右ピニオンギヤ33が設けられている。各組における一対の右ピニオンギヤ33,33は、互いに常に噛み合っているとともに、一方の右ピニオンギヤ33が右リングギヤ34に、他方の右ピニオンギヤ33が右サンギヤ31に常に噛み合った状態で回転可能に配置されている。また、右リングギヤ34は、内歯車タイプのものであり、前述したように、左副差動機構20の左リングギヤ24と一体に構成されている。
Further, the
一方、前述したECU2(制御装置)には、図2に示すように、アクセル開度センサ101、4つの車輪速度センサ102(1つのみ図示)及びヨーレートセンサ103が電気的に接続されている。
On the other hand, as shown in FIG. 2, an
また、アクセル開度センサ101は、車両Vの図示しないアクセルペダルの踏み込み量(以下「アクセル開度」という)APを検出して、それを表す検出信号をECU2に出力する。さらに、4つの車輪速度センサ102の各々は、対応する車輪の回転速度を検出して、それを表す検出信号をECU2に出力する。ECU2は、これらの車輪速センサ102の検出信号に基づいて、4つの車輪速度NW1〜4や車速VPなどを算出する。また、ヨーレートセンサ103は、車両Vのヨーレートγを検出して、それを表す検出信号をECU2に出力する。
Further, the
一方、左電気モータ41は、DCモータタイプのものであり、左PDU2aに電気的に接続されている。この左PDU2aは、インバータなどの電気回路によって構成されており、ECU2及びバッテリ2cに電気的に接続されている。
On the other hand, the left
また、右電気モータ42も、左電気モータ41と同様に、DCモータタイプのものであり、右PDU2bに電気的に接続されている。この右PDU2bも、左PDU2aと同様に、インバータなどの電気回路によって構成されており、ECU2及びバッテリ2cに電気的に接続されている。
Similarly to the left
ECU2は、アクセル開度AP、4つの車輪速度NW1〜4、車速VP及びヨーレートγなどに応じて、左右のPDU2a,2bを介して、左電気モータ41とバッテリ2cの間、及び右電気モータ42とバッテリ2cの間における電気エネルギの授受状態を制御する。それにより、後述するように、自動変速機4から主差動機構10に入力された動力の、左右の前輪6,6への伝達状態が制御される。
The ECU 2 connects the left
次に、以上のように構成された第1実施形態の動力伝達装置1の動作について説明する。まず、車両Vの直進走行中、主差動機構10における3つの回転要素の速度、すなわち入力ギヤ12及び左右のサイドギヤ15,15の回転速度は、図3(a)に示すように、互いに同じ直線上に位置する、いわゆる共線関係が成立するものとなる。
Next, operation | movement of the
同図において、白丸で示すポイントは、3つの回転要素の速度を、車両Vが前進する方向の回転速度を正回転として表したものである。また、TINは、自動変速機4から入力ギヤ12に入力された入力トルクを、RINL,RINRは、入力トルクTINに起因して、左右のサイドギヤ15,15に作用する反力トルクをそれぞれ表している。この場合、左右のサイドギヤ15,15は同じ歯数で構成されているので、3つの回転要素におけるトルクの関係は、−RINL=−RINR=TIN/2となる。すなわち、入力トルクTINは、2等分されて左右の駆動軸5,5に伝達される。
In the figure, the points indicated by white circles represent the speeds of the three rotating elements as the forward speed in the direction in which the vehicle V moves forward. TIN represents the input torque input from the
また、左副差動機構20の場合、車両Vの直進走行中、3つの回転要素の速度、すなわち左サンギヤ21、左キャリア22及び左リングギヤ24の回転速度は、互いに同じ直線上に位置する状態、いわゆる共線関係が成立する状態となり、例えば、図3(b)に示す状態となる。この左副差動機構20の場合、前述したように、歯数比が値λに設定されているので、図3(b)に示す共線関係において、左サンギヤ21及び左キャリア22の間の距離と、左リングギヤ24及び左キャリア22の間の距離との比がλ:1になる。
In the case of the left
また、右副差動機構30の場合も、左副差動機構20と同様に、車両Vの直進走行中、3つの回転要素の速度、すなわち右サンギヤ31、右キャリア32及び右リングギヤ34の回転速度は、互いに同じ直線上に位置する状態、いわゆる共線関係が成立する状態となり、例えば、図3(c)に示す状態となる。この右副差動機構30の場合、前述したように、歯数比が左副差動機構20と同じ値λに設定されているので、図3(c)に示す共線関係において、右サンギヤ31及び右キャリア32の間の距離と、右リングギヤ34及び右キャリア32の間の距離との比がλ:1になる。
In the case of the right
さらに、以上の3つの差動機構10,20,30においては、前述した構成により、主差動機構10の入力ギヤ12と左副差動機構20の左サンギヤ21とが一体に回転し、主差動機構10の右サイドギヤ15と右副差動機構30の右サンギヤ31とが一体に回転し、左副差動機構20の左リングギヤ24と右副差動機構30の右リングギヤ34とが一体に回転するので、以上の図3(a)〜(c)の共線関係をまとめて表すと、図4に示すものとなる。
Further, in the above-described three
この図4に示す共線関係が成立している状態で、2つの電気モータ41,42のゼロトルク制御(すなわち、2つの電気モータ41,42とバッテリ2cとの間で電力の授受が行われないようにする制御)を実行した場合、2つの電気モータ41,42のロータが空回りし、同図に示す共線関係を維持した状態で、3つの差動機構10,20,30が動作する。
In the state where the collinear relationship shown in FIG. 4 is established, zero torque control of the two
また、図4に示すような共線関係が成立している状態で、2つの電気モータ41,42を互いに同じ発生トルクで力行制御した場合の動作について、図5を参照しながら説明する。なお、この図5では、理解の容易化のために、前述した3つのトルクTIN,RINL,RINRの図示は省略されている。
The operation when the two
同図において、左電気モータ41の発生トルクである左発生トルクをTMLとし、右電気モータ42の発生トルクである右発生トルクをTMR(=TML)とした場合、左発生トルクTMLに起因して、左サンギヤ21及び左リングギヤ24に反力トルクRMLS,RMLRが作用し、右発生トルクTMRに起因して、右サンギヤ31及び右リングギヤ34に反力トルクRMRS,RMRRが作用することになる。
In the figure, when the left generated torque that is the generated torque of the left
この場合、左リングギヤ24及び右リングギヤ34は他の部材に連結されておらず、自由に回転可能に構成されている関係上、左右のリングギヤ24,34に作用する反力トルクRMLR,RMRRや、左右のサンギヤ21,31に作用する反力トルクRMLS,RMRSはいずれも、極めて小さい値となる。そのため、左右のサンギヤ21,31の回転速度が変化せず、リングギヤ24,34の回転速度が上昇するとともに、2つの電気モータ41,42の回転速度も上昇することになる。すなわち、各回転要素の共線関係が図5に実線で示す状態から破線で示す状態に変化する。
In this case, the
一方、以上とは逆に、2つの電気モータ41,42を同じ回生電力が得られるように、回生制御した場合には、トルクの作用方向が逆になることで、左右のサンギヤ21,31の回転速度が変化せず、リングギヤ24,34の回転速度が低下するとともに、2つの電気モータ41,42の回転速度も低下することになる。以上のように、この動力伝達装置1では、車両Vの直進走行中、2つの電気モータ41,42を同時に力行制御/回生制御することによって、2つの電気モータ41,42の回転速度を上昇/低下させることができる。さらに、車両Vの停車中においても、以上と同じ手法によって、2つの電気モータ41,42の回転速度を上昇/低下させることができる。
On the other hand, when the two
次に、車両Vが左旋回走行中のときの動作について説明する。車両Vの左旋回走行中、3つの差動機構10,20,30における各回転要素の速度の関係と、主差動機構10における各回転要素のトルクの関係は、例えば図6に示すものとなる。この図6に示す状態において、2つの電気モータ41,42のゼロトルク制御を実行した場合、前述したように、2つの電気モータ41,42のロータが空回りし、同図に示す共線関係を維持した状態で、3つの差動機構10,20,30が動作する。
Next, an operation when the vehicle V is traveling left turn will be described. During the left turn of the vehicle V, the relationship between the speeds of the rotating elements in the three
また、図6に示す共線関係が成立している状態で、2つの電気モータ41,42を互いに同じ発生トルクで力行制御した場合には、前述した理由により、2つの電気モータ41,42の回転速度を上昇させることができる。さらに、2つの電気モータ41,42を同じ回生電力が得られるように、回生制御した場合には、前述した理由により、2つの電気モータ41,42の回転速度を低下させることができる。
Further, in the state where the collinear relationship shown in FIG. 6 is established, when the two
一方、車両Vの左旋回走行中、図6に示す共線関係が成立している状態で、2つの電気モータ41,42の一方を力行制御し、他方を回生制御した場合には、以下に述べるように、車両Vにヨーモーメントを発生させることができる。車両Vの左旋回走行中、例えば、左電気モータ41を力行制御し、右電気モータ42を回生制御した場合、3つの差動機構10,20,30の各回転要素に作用するトルクは図7に示すようになる。同図において、TMRcは、左電気モータ41の発生トルクである左発生トルクTMLを、右電気モータ42における回生電力に換算した右換算トルクを表している。すなわち、右換算トルクTMRcは、左発生トルクTMLと絶対値が等しい値に設定されている。
On the other hand, when the vehicle V is running in a left turn and the collinear relationship shown in FIG. 6 is established, one of the two
同図に示すように、左副差動機構20では、左キャリア22に作用する左発生トルクTMLに起因して、左サンギヤ21及び左リングギヤ24に反力トルクRMLS,RMLRが作用し、右副差動機構30では、右キャリア32に作用する右換算トルクTMRcに起因して、右サンギヤ31及び右リングギヤ34に反力トルクRMRS,RMRRが作用することになる。前述したように、左右の副差動機構20,30の歯数比は互いに同じ値λに設定されているので、左リングギヤ24の反力トルクRMLRと右リングギヤ34の反力トルクRMRRは、互いに同じ値で逆方向に作用し、釣り合うことになる。その結果、左サンギヤ21及び右リングギヤ31は、その回転速度を維持することになる。
As shown in the figure, in the left
また、左副差動機構20の左サンギヤ21は、主差動機構10の入力ギヤ12と一体に回転するように構成されているので、主差動機構10の入力ギヤ12に作用するトルクは、TIN−RMLSとなり、主差動機構10の左サイドギヤ15に作用する反力トルクRINLは、RINL=(TIN−RMLS)/2となる。すなわち、左サイドギヤ15に作用するトルクが、値RMLS/2分、低下することになる。
Further, since the
さらに、右副差動機構30の右サンギヤ31は、主差動機構10の右サイドギヤ15と一体に回転するように構成されているので、主差動機構10の右サイドギヤ15に作用する反力トルクは、RMRS+RINRとなる。ここで、RINR=(TIN−RMLS)/2、RMRS=RMLSが成立するので、値RMRS+RINRを整理すると、下式(1)に示すようになる。
RMRS+RINR=RMLS+(TIN−RMLS)/2
=(TIN+RMLS)/2 ……(1)
Further, since the
RMRS + RINR = RMLS + (TIN-RMLS) / 2
= (TIN + RMLS) / 2 (1)
上式(1)を参照すると明らかなように、右サイドギヤ15に作用するトルクが、値RMLS/2分、上昇することになる。以上のように、左電気モータ41を力行制御し、右電気モータ42を回生制御することによって、左サイドギヤ15に作用するトルクを値RMLS/2分、低下させるとともに、右サイドギヤ15に作用するトルクを値RMLS/2分、上昇させることができる。すなわち、左右のサイドギヤ15,15間で、値RMLS分のトルク差を生じさせることができ、それにより、車両Vの左旋回を促進するような左回りのヨーモーメントを発生させることができる。
As is apparent from the above equation (1), the torque acting on the
一方、車両Vの左旋回走行中、以上とは逆に、左電気モータ41を回生制御し、右電気モータ42を力行制御した場合、3つの差動機構10,20,30の各回転要素に作用するトルクは図8に示すようになる。
On the other hand, when the left
同図において、TMLcは、右電気モータ42の発生トルクである右発生トルクTMRを、左電気モータ41における回生電力に換算した左換算トルクを表している。同図に示すように、左副差動機構20では、左キャリア22に作用する左換算トルクTMLcに起因して、左サンギヤ21及び左リングギヤ24に反力トルクRMLS,RMLRが作用し、右副差動機構30では、右キャリア32に作用する右発生トルクTMRに起因して、右サンギヤ31及び右リングギヤ34に反力トルクRMRS,RMRRが作用することになる。この場合、前述した理由により、左リングギヤ24の反力トルクRMLRと右リングギヤ34の反力トルクRMRRは、互いに同じ値で逆方向に作用し、釣り合う状態となるので、左サンギヤ21及び右リングギヤ31は、その回転速度を維持することになる。
In the drawing, TMLc represents a left equivalent torque obtained by converting a right generated torque TMR, which is a generated torque of the right
また、左副差動機構20の左サンギヤ21は、主差動機構10の入力ギヤ12と一体に回転するように構成されているので、主差動機構10の入力ギヤ12に作用するトルクは、TIN+RMLSとなり、主差動機構10の左サイドギヤ15に作用する反力トルクRINLは、RINL=(TIN+RMLS)/2となる。すなわち、左サイドギヤ15に作用するトルクが、値RMLS/2分、上昇することになる。
Further, since the
さらに、右副差動機構30の右サンギヤ31は、主差動機構10の右サイドギヤ15と一体に回転するように構成されているので、主差動機構10の右サイドギヤ15に作用する反力トルクは、RINR−RMRSとなる。ここで、RINR=(TIN−RMLS)/2、RMRS=RMLSが成立するので、値RINR−RMRSを整理すると、下式(2)に示すようになる。
RINR−RMRS={(TIN+RMLS)/2}−RMLS
=(TIN−RMLS)/2 ……(2)
Further, since the
RINR-RMRS = {(TIN + RMLS) / 2} -RMLS
= (TIN-RMLS) / 2 (2)
上式(2)を参照すると明らかなように、右サイドギヤ15に作用するトルクが、値RMLS/2分、低下することになる。以上のように、左電気モータ41を回生制御し、右電気モータ42を力行制御することによって、右サイドギヤ15に作用するトルクを値RMLS/2分、低下させると同時に、左サイドギヤ15に作用するトルクを値RMLS/2分、上昇させることができる。すなわち、左右のサイドギヤ15,15間で、値RMLS分のトルク差を生じさせることができ、それにより、車両Vの左旋回を抑制するような右回りのヨーモーメントを発生させることができる。
As apparent from the above equation (2), the torque acting on the
以上のように、この動力伝達装置1の場合、2つの電気モータ41,42の一方を力行制御し、他方を回生制御することによって、左右のサイドギヤ15,15間で、値RMLS分のトルク差を生じさせることができる。この場合、歯数比が値λであるので、左右のサイドギヤ15間でのトルク差RMLSは、RMLS=TML/(λ−1)となる。
As described above, in the case of the
なお、以上の図7,8では、車両Vが左旋回走行中のときに左回りまたは右回りのヨーモーメントを発生させる動作について説明したが、車両Vが右旋回中のときでも、以上と同じ原理により、左右の電気モータ41,42の一方を回生制御し、他方を力行制御することによって、左回りまたは右回りのヨーモーメントを発生させることが可能である。
In FIGS. 7 and 8 described above, the operation for generating the counterclockwise or clockwise yaw moment when the vehicle V is turning left is described. However, even when the vehicle V is turning right, Based on the same principle, it is possible to generate a counterclockwise or clockwise yaw moment by performing regenerative control on one of the left and right
さらに、必要性に応じて、車両Vが直進走行中のときや停車中のときであっても、以上と同じ原理により、左右の電気モータ41,42の一方を回生制御し、他方を力行制御することによって、左回りまたは右回りのヨーモーメントを発生させることも可能である。
Furthermore, according to necessity, even when the vehicle V is traveling straight or stopped, one of the left and right
以上のように構成された第1実施形態の動力伝達装置1によれば、左右の副差動機構20,30の各々における3つの回転体間において共線関係が成立する範囲内で、左右の駆動軸5,5の回転速度とは無関係に、左右の電気モータ41,42の回転速度を自由に設定することができるので、特許文献1の動力伝達装置と比べて、左右の電気モータ41,42を効率の良い回転域で使用することができ、運転効率を向上させることができるとともに、消費電力を低減することができる。さらに、左右の電気モータ41,42として、高速域で運転可能な小型のものを使用することもでき、動力伝達装置1を小型化することもできる。その結果、汎用性及び商品性を向上させることができる。
According to the
また、左右の副差動機構20,30において、共線関係にある3つの回転要素のうちの中央の回転要素(すなわち左右のリングギヤ24,34)同士が互いに一体に回転可能に構成されているので、共線関係にある3つの回転要素のうちの外側の回転要素同士を互いに一体に回転可能に構成した場合(後述する動力伝達装置1B,1Cの場合)と比べて、左右の電気モータ41,42の一方を力行制御し、他方を回生制御したときに、左右のサイドギヤ15,15間で発生するトルク差をより大きな値に設定することができる。その結果、左右の電気モータ41,42をさらに小型化することができ、動力伝達装置1をさらに小型化することができる。これに加えて、3つの差動機構10,20,30の回転軸線が同一直線上に配置されているので、動力伝達装置1の径方向のサイズを小型化することができ、汎用性及び商品性をより一層、向上させることができる。
Further, in the left and right
さらに、左右の電気モータ41,42がそれぞれ、左右の副差動機構20,30における左右のキャリア22,32に連結されているので、これらを左右のサンギヤ21,31や左右のリングギヤ24,34に連結した場合と比べて、左右の電気モータ41,42と左右の副差動機構20,30との間での心合わせが容易になり、心合わせ用の機械要素を減らすことができる。
Further, since the left and right
次に、図9を参照しながら、第2実施形態の動力伝達装置1Aについて説明する。同図に示すように、この動力伝達装置1Aは、第1実施形態の動力伝達装置1と比較すると、前述した左右の副差動機構20,30に代えて、左右の副差動機構50,60を備えている点のみが異なっており、それ以外は同一に構成されている。そのため、以下、第1実施形態の動力伝達装置1と異なる点についてのみ説明するとともに、第1実施形態の動力伝達装置1と同じ構成については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
Next, a power transmission device 1A according to the second embodiment will be described with reference to FIG. As shown in the figure, when compared with the
この動力伝達装置1Aの場合、前述した左右の副差動機構20,30がダブルピニオンタイプの遊星歯車機構で構成されているのに対して、左右の副差動機構50,60はいずれも、シングルピニオンタイプの遊星歯車機構で構成されている。この左副差動機構50は、主差動機構10の右側に配置されているとともに、左サンギヤ51、左キャリア52、左ピニオンギヤ53及び左リングギヤ54などを備えている。なお、本実施形態では、左副差動機構50が第2差動機構に、左サンギヤ51が第4回転要素に、左キャリア52が第6回転要素に、左リングギヤ54が第5回転要素にそれぞれ相当する。
In the case of the power transmission device 1A, the left and right
この左サンギヤ51は、前述した中空軸11a上に、これと一体かつ同心に回転するように設けられている。また、左キャリア52は、右副差動機構60の後述する右キャリア62と一体かつ同心に回転するように、右キャリア62に直結されている。さらに、この左キャリア52には、4つの左ピニオンギヤ53(2つのみ図示)が設けられており、各左ピニオンギヤ53は、左サンギヤ51及び左リングギヤ54に常に噛み合った状態で回転可能に配置されている。
The
一方、左リングギヤ54は、内歯車タイプのものであり、左電気モータ41の回転中、左電気モータ41のロータと一体に回転するように、ロータに同心に固定されている。また、この左副差動機構50の場合、歯数比が前述した値λに設定されており、それにより、後述する図10に示す共線関係において、左サンギヤ51及び左キャリア52の間の距離と、左リングギヤ54及び左キャリア52の間の距離との比は、λ:1になる。
On the other hand, the
また、右副差動機構60は、左副差動機構50の左側に近接して配置されており、左サンギヤ61、左キャリア62、左ピニオンギヤ63及び左リングギヤ64などを備えている。この右副差動機構60では、そのサイズや歯数比が左副差動機構50と同一に構成されている。なお、本実施形態では、右副差動機構60が第3差動機構に、右サンギヤ61が第7回転要素に、右キャリア62が第9回転要素に、右リングギヤ64が第8回転要素にそれぞれ相当する。
The right
この右サンギヤ61は、右駆動軸5と一体かつ同心に回転するように、右駆動軸5上に同心に設けられている。また、右キャリア62は、前述したように、左副差動機構50の左キャリア52と一体かつ同心に回転するように、左キャリア52に直結されている。さらに、この右キャリア62には、4つの右ピニオンギヤ63(2つのみ図示)が設けられており、各右ピニオンギヤ63は、右サンギヤ61及び右リングギヤ64に常に噛み合った状態で回転可能に配置されている。
The
また、右リングギヤ64は、内歯車タイプのものであり、右電気モータ42の回転中、右電気モータ42のロータと一体に回転するように、ロータに同心に固定されている。
The
以上のように構成された動力伝達装置1Aでは、車両Vの直進走行中、主差動機構10、左右の副差動機構50,60における各回転要素の速度関係は、例えば、図10に示すものとなる。この状態で、2つの電気モータ41,42を互いに同じ発生トルクTML,TMRで力行制御した場合、以下に述べるように、各回転要素の共線関係が変化する。なお、同図10においては、各回転要素に作用する各トルクは、左右のキャリア52,62に作用する反力トルクRMLC,RMRC以外は、便宜上、前述した図4,5と同一に表記されている。
In the
同図に示すように、左電気モータ41が左発生トルクTMLを出力し、右電気モータ4が右発生トルクTMRを出力した場合、左発生トルクTMLに起因して、左サンギヤ51及び左キャリア52に反力トルクRMLS,RMLCが作用し、右発生トルクTMRに起因して、右サンギヤ61及び右キャリア62に反力トルクRMRS,RMRCが作用することになる。
As shown in the figure, when the left
この場合、左右のキャリア52,62は他の部材に連結されておらず、自由に回転可能に構成されている関係上、左右のキャリア52,62に作用する反力トルクRMLC,RMRCや、左右のサンギヤ51,61に作用する反力トルクRMLS,RMRSはいずれも、極めて小さい値となる。そのため、左右のサンギヤ51,61の回転速度が変化せず、左右のキャリア52,62の回転速度が上昇するとともに、2つの電気モータ41,42の回転速度も上昇することになる。すなわち、各回転要素の共線関係が図10に実線で示す状態から破線で示す状態に変化する。
In this case, the left and
一方、以上とは逆に、2つの電気モータ41,42を同じ回生電力が得られるように、回生制御した場合には、トルクの作用方向が逆になることで、左右のサンギヤ51,61の回転速度が変化せず、左右のキャリア52,62の回転速度が低下するとともに、2つの電気モータ41,42の回転速度も低下することになる。以上のように、この動力伝達装置1Aでは、車両Vの直進走行中、2つの電気モータ41,42を同時に力行制御/回生制御することによって、2つの電気モータ41,42の回転速度を上昇/低下させることができる。さらに、車両Vの停車中においても、以上と同じ手法によって、2つの電気モータ41,42の回転速度を上昇/低下させることができる。
On the other hand, when the two
次に、車両Vが左旋回走行中のときの動作について説明する。車両Vの左旋回走行中において、例えば、左電気モータ41を力行制御し、右電気モータ42を回生制御した場合、3つの差動機構10,50,60における各回転要素の速度の関係と、各回転要素に作用するトルクの関係は、図11に示すものとなる。
Next, an operation when the vehicle V is traveling left turn will be described. During the left turn of the vehicle V, for example, when the left
なお、同図における各回転要素に作用する各トルクは、左右のキャリア52,62に作用する反力トルクRMLC,RMRC以外は、便宜上、前述した図7と同一に表記されている。また、以下に述べる各種の共線図においても、同じ回転要素に作用するトルクについては、図4,5または図7と同じ符号を便宜上用いるとともに、左右の電気モータ41,42におけるトルクの値に関しては、TML=|TMLc|=TMR=|TMRc|が成立するものとする。
For the sake of convenience, the torques acting on the rotating elements in the figure are the same as those in FIG. 7 described above, except for the reaction torques RMLC and RMRC acting on the left and
同図に示すように、左副差動機構20では、左キャリア22に作用する左発生トルクTMLに起因して、左サンギヤ51及び左キャリア52に反力トルクRMLS,RMLCが作用し、右副差動機構30では、右キャリア32に作用する右換算トルクTMRcに起因して、右サンギヤ61及び右キャリア62に反力トルクRMRS,RMRCが作用することになる。前述したように、左右の副差動機構20,30の歯数比は互いに同じ値λに設定されているので、左キャリア52の反力トルクRMLCと右キャリア62の反力トルクRMRCは、互いに同じ値で逆方向に作用し、釣り合うことになる。その結果、左サンギヤ51及び右リングギヤ61は、その回転速度を維持することになる。
As shown in the figure, in the left
また、左副差動機構20の左サンギヤ51は、主差動機構10の入力ギヤ12と一体に回転するように構成されているので、主差動機構10の入力ギヤ12に作用するトルクは、TIN−RMLSとなり、主差動機構10の左サイドギヤ15に作用する反力トルクRINLは、RINL=(TIN−RMLS)/2となる。すなわち、左サイドギヤ15に作用するトルクが、値RMLS/2分、低下することになる。
Further, since the
さらに、右副差動機構30の右サンギヤ61は、主差動機構10の右サイドギヤ15と一体に回転するように構成されているので、主差動機構10の右サイドギヤ15に作用する反力トルクは、RMRS+RINRとなる。ここで、RINR=(TIN−RMLS)/2、RMRS=RMLSが成立するので、値RMRS+RINRを整理すると、前述した式(1)に示すように、RMRS+RINR=(TIN+RMLS)/2となる。すなわち、右サイドギヤ15に作用するトルクが、値RMLS/2分、上昇することになる。
Further, since the
以上のように、左電気モータ41を力行制御し、右電気モータ42を回生制御することによって、左サイドギヤ15に作用するトルクを値RMLS/2分、低下させるとともに、右サイドギヤ15に作用するトルクを値RMLS/2分、上昇させることができる。すなわち、左右のサイドギヤ15,15間で、値RMLS分のトルク差を生じさせることができ、それにより、車両Vの左旋回を促進するような左回りのヨーモーメントを発生させることができる。なお、この動力伝達装置1Aの場合、歯数比が値λであるので、左右のサイドギヤ15間でのトルク差RMLSは、RMLS=TML/λとなる。
As described above, the power acting on the left
一方、車両Vの左旋回走行中、以上とは逆に、左電気モータ41を回生制御し、右電気モータ42を力行制御することによって、車両Vの左旋回を抑制するような右回りのヨーモーメントを発生させることができる。
On the other hand, while the vehicle V is turning left, contrary to the above, the left
以上のように構成された第2実施形態の動力伝達装置1Aによれば、第1実施形態の動力伝達装置1と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、左右の副差動機構50,60の各々における3つの回転体間において共線関係が成立する範囲内で、左右の駆動軸5,5の回転速度とは無関係に、左右の電気モータ41,42の回転速度を自由に設定することができるので、特許文献1の動力伝達装置と比べて、左右の電気モータ41,42を効率の良い回転域で使用することができ、運転効率を向上させることができるとともに、消費電力を低減することができる。さらに、左右の電気モータ41,42として、高速域で運転可能な小型のものを使用することもでき、動力伝達装置1Aを小型化することもできる。その結果、汎用性及び商品性を向上させることができる。
According to 1 A of power transmission devices of 2nd Embodiment comprised as mentioned above, the effect similar to the
また、左右の副差動機構50,60において、共線関係にある3つの回転要素のうちの中央の回転要素(すなわち左右のリングギヤ54,64)同士が互いに一体に回転可能に構成されているので、共線関係にある3つの回転要素のうちの外側の回転要素同士を互いに一体に回転するように構成した場合(後述する動力伝達装置1B,1Cの場合)と比べて、左右の電気モータ41,42の一方を力行制御し、他方を回生制御したときに、左右のサイドギヤ15,15間で発生するトルク差をより大きな値に設定することができる。その結果、左右の電気モータ41,42をさらに小型化することができ、動力伝達装置1Aをさらに小型化することができる。これに加えて、3つの差動機構10,50,60の回転軸線が同一直線上に配置されているので、動力伝達装置1Aの径方向のサイズを小型化することができ、汎用性及び商品性をより一層、向上させることができる。
Further, in the left and right
次に、図12を参照しながら、第3実施形態の動力伝達装置1Bについて説明する。同図に示すように、この動力伝達装置1Bは、前述した第2実施形態の動力伝達装置1Aと比較すると、前述した左右の副差動機構50,60に代えて、左右の副差動機構50B,60Bを備えている点のみが異なっており、それ以外は同一に構成されている。そのため、以下、第2実施形態の動力伝達装置1Aと異なる点についてのみ説明するとともに、第2実施形態の動力伝達装置1Aと同じ構成については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
Next, a
これら左右の副差動機構50B,60Bは、シングルピニオンタイプの遊星歯車機構であり、前述した左右の副差動機構50,60と比較すると、以下に述べるように、各回転要素の連結関係が異なっている点以外は、左右の副差動機構50,60と同一に構成されている。すなわち、左右の副差動機構50B,60Bの場合、両者のサイズや歯数比は、前述した左右の副差動機構50,60と同一になっている。
These left and right
まず、左副差動機構50Bは、左サンギヤ51B、左キャリア52B、左ピニオンギヤ53B及び左リングギヤ54Bなどを備えている。なお、本実施形態では、左副差動機構50Bが第2差動機構に、左サンギヤ51Bが第4回転要素に、左キャリア52Bが第6回転要素に、左リングギヤ54Bが第5回転要素にそれぞれ相当する。この左サンギヤ51Bは、前述した中空軸11a上に、これと一体かつ同心に回転するように設けられている。
First, the left
また、左キャリア52Bは、左電気モータ41の回転中、左電気モータ41のロータと一体に回転するように、ロータに同心に固定されている。さらに、左リングギヤ54Bは、内歯車タイプのものであり、右副差動機構60Bの後述する右リングギヤ64Bと一体かつ同心に回転するように構成されている。また、前述したように、この左副差動機構50Bの歯数比は値λに設定されており、それにより、後述する図13に示す共線関係において、左サンギヤ51B及び左キャリア52Bの間の距離と、左リングギヤ54B及び左キャリア52Bの間の距離との比は、λ:1になる。
The
一方、右副差動機構60Bは、左副差動機構50Bの左側に近接して配置されており、右サンギヤ61B、右キャリア62B、右ピニオンギヤ63B及び右リングギヤ64Bなどを備えている。なお、本実施形態では、右副差動機構60Bが第3差動機構に、右サンギヤ61Bが第7回転要素に、右キャリア62Bが第9回転要素に、右リングギヤ64Bが第8回転要素にそれぞれ相当する。この右サンギヤ61Bは、右駆動軸5と一体かつ同心に回転するように、右駆動軸5上に同心に設けられている。
On the other hand, the right
さらに、右キャリア62Bは、右電気モータ42の回転中、右電気モータ42のロータと一体に回転するように、ロータに同心に固定されている。また、右リングギヤ64Bは、内歯車タイプのものであり、前述したように、左副差動機構50Bの左リングギヤ54Bと一体かつ同心に回転するように構成されている。また、この右副差動機構60Bの場合、前述したように、左リングギヤ64Bとサンギヤ61Bとの歯数比は、前述した値λに設定されている。
Further, the
以上のように構成された動力伝達装置1Bでは、車両Vの直進走行中、主差動機構10、左右の副差動機構50B,60Bにおける各回転要素の速度関係は、例えば、図13に示すものとなる。この状態で、2つの電気モータ41,42を互いに同じ発生トルクで力行制御した場合、以下に述べるように、各回転要素の共線関係が変化する。
In the
同図に示すように、左電気モータ41が左発生トルクTMLを出力し、右電気モータ4が右発生トルクTMRを出力した場合、左発生トルクTMLに起因して、左サンギヤ51B及び左リングギヤ54Bに反力トルクRMLS,RMLRが作用し、右発生トルクTMRに起因して、右サンギヤ61B及び右リングギヤ64Bに反力トルクRMRS,RMRRが作用することになる。
As shown in the figure, when the left
この場合、左右のリングギヤ54B,64Bは他の部材に連結されておらず、自由に回転可能に構成されている関係上、左右のリングギヤ54B,64Bに作用する反力トルクRMLR,RMRRや、左右のサンギヤ51B,61Bに作用する反力トルクRMLS,RMRSはいずれも、極めて小さい値となる。そのため、左右のサンギヤ51B,61Bの回転速度が変化せず、左右のリングギヤ54B,64Bの回転速度が上昇するとともに、2つの電気モータ41,42の回転速度も上昇することになる。すなわち、各回転要素の共線関係が図13に実線で示す状態から破線で示す状態に変化する。
In this case, the left and right ring gears 54B and 64B are not connected to other members and are configured to be freely rotatable, so that the reaction force torques RMLR and RMRR acting on the left and right ring gears 54B and 64B, The reaction torques RMLS and RMRS acting on the sun gears 51B and 61B are extremely small values. Therefore, the rotation speeds of the left and right sun gears 51B and 61B do not change, the rotation speeds of the left and right ring gears 54B and 64B increase, and the rotation speeds of the two
一方、以上とは逆に、2つの電気モータ41,42を同じ回生電力が得られるように、回生制御した場合には、トルクの作用方向が逆になることで、左右のサンギヤ51B,61Bの回転速度が変化せず、左右のリングギヤ54B,64Bの回転速度が低下するとともに、2つの電気モータ41,42の回転速度も低下することになる。以上のように、この動力伝達装置1Bでは、車両Vの直進走行中、2つの電気モータ41,42を同時に力行制御/回生制御することによって、2つの電気モータ41,42の回転速度を上昇/低下させることができる。さらに、車両Vの停車中においても、以上と同じ手法によって、2つの電気モータ41,42の回転速度を上昇/低下させることができる。
On the other hand, when the two
次に、車両Vが左旋回走行中のときの動作について説明する。車両Vの左旋回走行中において、例えば、左電気モータ41を回生制御し、右電気モータ42を力行制御した場合、3つの差動機構10,50B,60Bにおける各回転要素の速度の関係と、各回転要素に作用するトルクの関係は、図14に示すものとなる。
Next, an operation when the vehicle V is traveling left turn will be described. During the left turn of the vehicle V, for example, when the left
同図に示すように、左副差動機構50Bでは、左キャリア52Bに作用する左換算トルクTMLcに起因して、左サンギヤ51B及び左リングギヤ54Bに反力トルクRMLS,RMLRが作用し、右副差動機構60Bでは、右キャリア32に作用する右発生トルクTMRに起因して、右サンギヤ61B及び右リングギヤ64Bに反力トルクRMRS,RMRRが作用することになる。なお、この右発生トルクTMRは、前述した左発生トルクTMLと同じ値に設定されている。
As shown in the figure, in the left
ここで、左右の副差動機構50B,60Bでは、前述したように、歯数比が互いに同じ値λに設定されているので、左リングギヤ54Bの反力トルクRMLRと右リングギヤ64Bの反力トルクRMRRは、互いに同じ値で逆方向に作用し、釣り合うことになる。その結果、左サンギヤ51B及び右リングギヤ61Bは、その回転速度を維持することになる。
Here, in the left and right
また、左副差動機構50Bの左サンギヤ51Bは、主差動機構10の入力ギヤ12と一体に回転するように構成されているので、主差動機構10の入力ギヤ12に作用するトルクは、TIN−RMLSとなり、主差動機構10の左サイドギヤ15に作用する反力トルクRINLは、RINL=(TIN−RMLS)/2となる。すなわち、左サイドギヤ15に作用するトルクが、値RMLS/2分、低下することになる。
Further, since the
さらに、右副差動機構60Bの右サンギヤ61Bは、主差動機構10の右サイドギヤ15と一体に回転するように構成されているので、主差動機構10の右サイドギヤ15に作用する反力トルクは、RMRS+RINRとなる。ここで、RINR=(TIN−RMLS)/2、RMRS=RMLSが成立するので、値RMRS+RINRを整理すると、前述した式(1)に示すように、RMRS+RINR=(TIN+RMLS)/2となる。すなわち、右サイドギヤ15に作用するトルクが、値RMLS/2分、上昇することになる。
Further, since the
以上のように、左電気モータ41を回生制御し、右電気モータ42を力行制御することによって、左サイドギヤ15に作用するトルクを値RMLS/2分、低下させるとともに、右サイドギヤ15に作用するトルクを値RMLS/2分、上昇させることができる。すなわち、左右のサイドギヤ15,15間で、値RMLS分のトルク差を生じさせることができ、それにより、車両Vの左旋回を促進するような左回りのヨーモーメントを発生させることができる。なお、この動力伝達装置1Bの場合、歯数比が値λであるので、左右のサイドギヤ15間でのトルク差RMLSは、RMLS=RMRS=TMR/(λ+1)=TML/(λ+1)となる。
As described above, the regenerative control of the left
一方、車両Vの左旋回走行中、以上とは逆に、左電気モータ41を力行制御し、右電気モータ42を回生制御することによって、車両Vの左旋回を抑制するような右回りのヨーモーメントを発生させることができる。
On the other hand, while the vehicle V is running counterclockwise, contrary to the above, the left
以上のように構成された第3実施形態の動力伝達装置1Bによれば、第1,2実施形態の動力伝達装置1,1Aと同様に、左右の副差動機構50B,60Bの各々における3つの回転体間において共線関係が成立する範囲内で、左右の駆動軸5,5の回転速度とは無関係に、左右の電気モータ41,42の回転速度を自由に設定することができるので、特許文献1の動力伝達装置と比べて、左右の電気モータ41,42を効率の良い回転域で使用することができ、運転効率を向上させることができるとともに、消費電力を低減することができる。さらに、左右の電気モータ41,42として、高速域で運転可能な小型のものを使用することもでき、動力伝達装置1Bを小型化することもできる。その結果、汎用性及び商品性を向上させることができる。
According to the
また、3つの差動機構10,50B,60Bの回転軸線が同一直線上に配置されているので、動力伝達装置1Bの径方向のサイズを小型化することができ、汎用性及び商品性をより一層、向上させることができる。さらに、左右の電気モータ41,42がそれぞれ、左右の副差動機構50B,60Bにおける左右のキャリア52B,62Bに連結されているので、これらを左右のサンギヤ51B,61Bや左右のリングギヤ54B,64Bに連結した場合と比べて、左右の電気モータ41,42と左右の副差動機構50B,60Bとの間での心合わせが容易になり、心合わせ用の機械要素を減らすことができる。
Further, since the rotation axes of the three
次に、図15を参照しながら、第4実施形態の動力伝達装置1Cについて説明する。同図に示すように、この動力伝達装置1Cは、第1実施形態の動力伝達装置1と比較すると、前述した左右の副差動機構20,30に代えて、左右の副差動機構20C,30Cを備えている点のみが異なっており、それ以外は同一に構成されている。そのため、以下、第1実施形態の動力伝達装置1と異なる点についてのみ説明するとともに、第1実施形態の動力伝達装置1と同じ構成については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
Next, a
この動力伝達装置1Cの左右の副差動機構20C,30Cは、ダブルピニオンタイプの遊星歯車機構であり、以下に述べるように、各回転要素の連結関係が異なっている点以外は、前述した左右の副差動機構20,30と同一に構成されている。すなわち、左右の副差動機構20C,30Cの場合、両者のサイズや歯数比は、前述した左右の副差動機構20,30と同一になっている。
The left and right
この左副差動機構20Cは、左サンギヤ21C、左キャリア22C、左ピニオンギヤ23C及び左リングギヤ24Cなどを備えている。なお、本実施形態では、左副差動機構20Cが第2差動機構に、左サンギヤ21Cが第4回転要素に、左キャリア22Cが第5回転要素に、左リングギヤ24Cが第6回転要素にそれぞれ相当する。
The left
この左サンギヤ21Cは、前述した中空軸11a上に、これと一体かつ同心に回転するように設けられている。また、左キャリア22Cは、右副差動機構30Cの後述する右キャリア32Cと一体かつ同心に回転するように、右キャリア32Cに直結されている。
The
一方、左リングギヤ24Cは、内歯車タイプのものであり、左電気モータ41の回転中、左電気モータ41のロータと一体に回転するように、ロータに同心に固定されている。また、前述したように、この左副差動機構20Cの歯数比は値λに設定されており、それにより、後述する図16に示す共線関係において、左サンギヤ21C及び左キャリア22Cの間の距離と、左リングギヤ24C及び左キャリア22Cの間の距離との比は、λ:1になる。
On the other hand, the
また、右副差動機構30Cは、左副差動機構20Cの左側に近接して配置されており、左サンギヤ31C、左キャリア32C、左ピニオンギヤ33C及び左リングギヤ34Cなどを備えている。この右副差動機構30Cは、そのサイズや歯数比が左副差動機構20Cと同一に構成されている。なお、本実施形態では、右副差動機構30Cが第3差動機構に、右サンギヤ31Cが第7回転要素に、右キャリア32Cが第8回転要素に、右リングギヤ34Cが第9回転要素にそれぞれ相当する。
The right
この右サンギヤ31Cは、右駆動軸5と一体かつ同心に回転するように、右駆動軸5上に同心に設けられている。また、右キャリア32Cは、前述したように、左副差動機構20Cの左キャリア22Cと一体かつ同心に回転するように、左キャリア22Cに直結されている。
The
また、右リングギヤ34Cは、内歯車タイプのものであり、右電気モータ42の回転中、右電気モータ42のロータと一体に回転するように、ロータに同心に固定されている。
The
以上のように構成された動力伝達装置1Cでは、車両Vの直進走行中、主差動機構10、左右の副差動機構20C,30Cにおける各回転要素の速度関係は、例えば、図16に示すものとなる。この状態で、2つの電気モータ41,42を互いに同じ発生トルクTML,TMRで力行制御した場合、以下に述べるように、各回転要素の共線関係が変化する。
In the
同図に示すように、左電気モータ41が左発生トルクTMLを出力し、右電気モータ4が右発生トルクTMRを出力した場合、左発生トルクTMLに起因して、左サンギヤ21C及び左キャリア22Cに反力トルクRMLS,RMLCが作用し、右発生トルクTMRに起因して、右サンギヤ31C及び右キャリア32Cに反力トルクRMRS,RMRCが作用することになる。
As shown in the figure, when the left
この場合、左右のキャリア22C,32Cは他の部材に連結されておらず、自由に回転可能に構成されている関係上、左右のキャリア22C,32Cに作用する反力トルクRMLC,RMRCや、左右のサンギヤ21C,31Cに作用する反力トルクRMLS,RMRSはいずれも、極めて小さい値となる。そのため、左右のサンギヤ21C,31Cの回転速度が変化せず、左右のキャリア22C,32Cの回転速度が上昇するとともに、2つの電気モータ41,42の回転速度も上昇することになる。すなわち、各回転要素の共線関係が図16に実線で示す状態から破線で示す状態に変化する。
In this case, the left and
一方、以上とは逆に、2つの電気モータ41,42を互いに同じ回生電力が得られるように、回生制御した場合には、トルクの作用方向が逆になることで、左右のサンギヤ21C,31Cの回転速度が変化せず、左右のキャリア22C,32Cの回転速度が低下するとともに、2つの電気モータ41,42の回転速度も低下することになる。以上のように、この動力伝達装置1Cでは、車両Vの直進走行中、2つの電気モータ41,42を同時に力行制御/回生制御することによって、2つの電気モータ41,42の回転速度を上昇/低下させることができる。さらに、車両Vの停車中においても、以上と同じ手法によって、2つの電気モータ41,42の回転速度を上昇/低下させることができる。
On the other hand, when the two
次に、車両Vが左旋回走行中のときの動作について説明する。車両Vの左旋回走行中において、例えば、左電気モータ41を回生制御し、右電気モータ42を力行制御した場合、3つの差動機構10,20C,30Cにおける各回転要素の速度の関係と、各回転要素に作用するトルクの関係は、図17に示すものとなる。
Next, an operation when the vehicle V is traveling left turn will be described. During the left turn of the vehicle V, for example, when the left
同図に示すように、左副差動機構20では、左リングギヤ24Cに作用する左換算トルクTMLcに起因して、左サンギヤ21C及び左キャリア22Cに反力トルクRMLS,RMLCが作用し、右副差動機構30では、右リングギヤ34Cに作用する右発生トルクTMRに起因して、右サンギヤ31C及び右キャリア32Cに反力トルクRMRS,RMRCが作用することになる。左右の副差動機構20C,30Cでは、前述したように、歯数比が互いに同じ値λに設定されているので、左キャリア22Cの反力トルクRMLCと右キャリア32Cの反力トルクRMRCは、互いに同じ値で逆方向に作用し、釣り合うことになる。その結果、左サンギヤ21C及び右リングギヤ31Cは、その回転速度を維持することになる。
As shown in the figure, in the left
また、左副差動機構20の左サンギヤ21Cは、主差動機構10の入力ギヤ12と一体に回転するように構成されているので、主差動機構10の入力ギヤ12に作用するトルクは、TIN−RMLSとなり、主差動機構10の左サイドギヤ15に作用する反力トルクRINLは、RINL=(TIN−RMLS)/2となる。すなわち、左サイドギヤ15に作用するトルクが、値RMLS/2分、低下することになる。
Further, since the
さらに、右副差動機構30の右サンギヤ31Cは、主差動機構10の右サイドギヤ15と一体に回転するように構成されているので、主差動機構10の右サイドギヤ15に作用する反力トルクは、RMRS+RINRとなる。ここで、RINR=(TIN−RMLS)/2、RMRS=RMLSが成立するので、値RMRS+RINRを整理すると、前述した式(1)に示すように、RMRS+RINR=(TIN+RMLS)/2となる。すなわち、右サイドギヤ15に作用するトルクが、値RMLS/2分、上昇することになる。
Further, since the
以上のように、左電気モータ41を回生制御し、右電気モータ42を力行制御することによって、左サイドギヤ15に作用するトルクを値RMLS/2分、低下させるとともに、右サイドギヤ15に作用するトルクを値RMLS/2分、上昇させることができる。すなわち、左右のサイドギヤ15,15間で、値RMLS分のトルク差を生じさせることができ、それにより、車両Vの左旋回を促進するような左回りのヨーモーメントを発生させることができる。なお、この動力伝達装置1Cの場合、歯数比が値λであるので、左右のサイドギヤ15間でのトルク差RMLSは、RMLS=TMR/λ=TML/λとなる。
As described above, the regenerative control of the left
一方、車両Vの左旋回走行中、以上とは逆に、左電気モータ41を力行制御し、右電気モータ42を回生制御することによって、車両Vの左旋回を抑制するような右回りのヨーモーメントを発生させることができる。
On the other hand, while the vehicle V is running counterclockwise, contrary to the above, the left
以上のように構成された第4実施形態の動力伝達装置1Cによれば、第1〜第3実施形態の動力伝達装置1,1A,1Bと同様に、左右の副差動機構20C,30Cの各々における3つの回転体間において共線関係が成立する範囲内で、左右の駆動軸5,5の回転速度とは無関係に、左右の電気モータ41,42の回転速度を自由に設定することができるので、特許文献1の動力伝達装置と比べて、左右の電気モータ41,42を効率の良い回転域で使用することができ、運転効率を向上させることができるとともに、消費電力を低減することができる。さらに、左右の電気モータ41,42として、高速域で運転可能な小型のものを使用することもでき、動力伝達装置1Cを小型化することもできる。その結果、汎用性及び商品性を向上させることができる。
According to the
また、3つの差動機構10,20C,30Cの回転軸線が同一直線上に配置されているので、動力伝達装置1Cの径方向のサイズを小型化することができ、汎用性及び商品性をより一層、向上させることができる。
In addition, since the rotational axes of the three
なお、以上の第1〜第4実施形態の動力伝達装置1,1A〜1Cの場合、前述したように左右の電気モータ41、42を制御したときに発生するトルク差はそれぞれ、値TML/(λ−1)、値TML/λ、値TML/(λ+1)、値TML/λとなるとともに、λ>1であるので、第1実施形態の動力伝達装置1が発生するトルク差が最も大きいことが判る。したがって、同じトルク差を発生させる場合、以上の4つの動力伝達装置1,1A〜1Cにおいては、第1実施形態の動力伝達装置1が左右の電気モータ41,42を最も小型化できることになる。
In the case of the
また、以上の第1〜第4実施形態に係る動力伝達装置1,1A〜1Cは、左右の副差動機構のサンギヤをそれぞれ、主差動機構10の左右のサイドギヤに連結し、これと一体に回転するように構成した例であるが、これに代えて、左右の副差動機構のキャリアをそれぞれ、主差動機構10の左右のサイドギヤに連結し、これらと一体に回転するように構成してもよい。その場合には、左右の副差動機構のサンギヤ及びリングギヤの一方を、左右の電気モータ41,42にそれぞれ連結するとともに、他方を互いに一体に回転するように連結すればよい。
The
次に、図18を参照しながら、第5実施形態の動力伝達装置1Dについて説明する。同図に示すように、この動力伝達装置1Dの場合、前述した第1実施形態の動力伝達装置1と比較すると、前述した主差動機構10に代えて、主差動機構70を備えている点のみが異なっており、それ以外は同一に構成されている。そのため、以下、第1実施形態の動力伝達装置1と異なる点についてのみ説明するとともに、第1実施形態の動力伝達装置1と同じ構成については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
Next, a
この動力伝達装置1Dにおける主差動機構70は、ダブルピニオンタイプの遊星歯車機構で構成されており、主サンギヤ71、主キャリア72、主ピニオンギヤ73、主リングギヤ74、デフケース75、入力ギヤ76及び中空軸77などを備えている。この主差動機構70では、主リングギヤ74に入力されたトルクが主サンギヤ71及び主キャリア72に分配される割合が1:1になるように、各ギヤの歯数が設定されている。
The
主サンギヤ71は、左駆動軸5の左端部に同心に固定されており、それにより、左駆動軸5と一体に回転するように構成されている。また、主キャリア72は、右駆動軸5の右端部に同心に固定されている。さらに、中空軸77は、主キャリア72と一体に形成され、主キャリア72から右方に同心に延びるとともに、その右端部には、左副差動機構20の前述した左サンギヤ21が同心に固定されている。それにより、右駆動軸5、主キャリア72、中空軸77及び左サンギヤ21は、互いに一体かつ同心に回転するように構成されている。
The
さらに、主キャリア72には、一対の主ピニオンギヤ73,73を1組として複数組の主ピニオンギヤ73が設けられている。各組における一対の主ピニオンギヤ73,73は、互いに常に噛み合っているとともに、一方の主ピニオンギヤ73が主リングギヤ74に、他方の主ピニオンギヤ73が主サンギヤ31に常に噛み合った状態で回転可能に配置されている。また、主リングギヤ74は、内歯車タイプのものであり、デフケース75の内周面に形成されている。さらに、入力ギヤ76は、デフケース75の外周面に形成されたリングギヤタイプのものであり、自動変速機4の前述した出力ギヤ4bと常に噛み合っている。
Furthermore, the
なお、本実施形態では、主差動機構70が第1差動機構に、主サンギヤ71が第1回転要素に、主キャリア72が第2回転要素に、入力ギヤ76が第3回転要素にそれぞれ相当する。また、左副差動機構20が第2差動機構に、左サンギヤ21が第4回転要素に、左キャリア22が第5回転要素に、左リングギヤ24が第6回転要素にそれぞれ相当する。さらに、右副差動機構30が第3差動機構に、右サンギヤ31が第7回転要素に、右キャリア32が第8回転要素に、右リングギヤ34が第9回転要素にそれぞれ相当する。
In this embodiment, the
以上のように構成された動力伝達装置1Dでは、車両Vの直進走行中、主差動機構70、左右の副差動機構20,30における各回転要素の速度関係は、例えば、図19に示すものとなる。なお、同図において、中央の縦線上に上下に並んだ2つの白丸のポイントにおいて、上側のポイントが入力ギヤ76の速度を、下側のポイントが左右のリングギヤ24,34の速度をそれぞれ表している。
In the
また、TINは、自動変速機4から入力ギヤ76に入力された入力トルクを、RINS,RINCは、入力トルクTINに起因して、主サンギヤ71及び主キャリア72に作用する反力トルクを表している。この主差動機構70の場合、前述したように、主リングギヤ74に入力されたトルクが主サンギヤ71及び主キャリア72に分配される割合が1:1に設定されているので、3つの回転要素におけるトルクの関係は、−RINS=−RINC=TIN/2となる。
TIN represents the input torque input to the
図19に示す共線関係が成立している状態で、2つの電気モータ41,42を互いに同じ発生トルクで力行制御した場合、以下に述べるように、各回転要素の共線関係が変化する。すなわち、同図に示すように、左発生トルクTMLに起因して、左サンギヤ21及び左リングギヤ24に反力トルクRMLS,RMLRが作用し、右発生トルクTMRに起因して、右サンギヤ31及び右リングギヤ34に反力トルクRMRS,RMRRが作用することになる。
In a state where the collinear relationship shown in FIG. 19 is established, when the two
この場合、前述したように、左リングギヤ24及び右リングギヤ34は他の部材に連結されておらず、自由に回転可能に構成されている関係上、左右のリングギヤ24,34に作用する反力トルクRMLR,RMRRや、左右のサンギヤ21,31に作用する反力トルクRMLS,RMRSはいずれも、極めて小さい値となる。そのため、左右のサンギヤ21,31の回転速度が変化せず、リングギヤ24,34の回転速度が上昇するとともに、2つの電気モータ41,42の回転速度も上昇することになる。すなわち、各回転要素の共線関係が図19に実線で示す状態から破線で示す状態に変化する。
In this case, as described above, the
一方、以上とは逆に、2つの電気モータ41,42を同じ回生電力が得られるように、回生制御した場合には、トルクの作用方向が逆になることで、左右のサンギヤ21,31の回転速度が変化せず、リングギヤ24,34の回転速度が低下するとともに、2つの電気モータ41,42の回転速度も低下することになる。以上のように、この動力伝達装置1Dでは、車両Vの直進走行中、2つの電気モータ41,42を同時に力行制御/回生制御することによって、2つの電気モータ41,42の回転速度を上昇/低下させることができる。さらに、車両Vの停車中においても、以上と同じ手法によって、2つの電気モータ41,42の回転速度を上昇/低下させることができる。
On the other hand, when the two
次に、車両Vが左旋回走行中のときの動作について説明する。車両Vの左旋回走行中、3つの差動機構70,20,30における各回転要素の速度の関係と、主差動機構10における各回転要素のトルクの関係は、例えば図20に示すものとなる。この図20に示す状態において、2つの電気モータ41,42のゼロトルク制御を実行した場合、前述したように、2つの電気モータ41,42のロータが空回りし、同図に示す共線関係を維持した状態で、3つの差動機構70,20,30が動作する。
Next, an operation when the vehicle V is traveling left turn will be described. During the left turn of the vehicle V, the relationship between the speeds of the rotating elements in the three
また、図20に示す共線関係が成立している状態で、2つの電気モータ41,42を互いに同じ発生トルクで力行制御した場合には、前述した理由により、2つの電気モータ41,42の回転速度を上昇させることができる。さらに、2つの電気モータ41,42を同じ回生電力が得られるように、回生制御した場合には、前述した理由により、2つの電気モータ41,42の回転速度を低下させることができる。
In the state where the collinear relationship shown in FIG. 20 is established, when the two
一方、車両Vの左旋回走行中、図20に示す共線関係が成立している状態で、2つの電気モータ41,42の一方を力行制御し、他方を回生制御した場合には、以下に述べるように、車両Vにヨーモーメントを発生させることができる。車両Vの左旋回走行中、例えば、左電気モータ41を力行制御し、右電気モータ42を回生制御した場合、3つの差動機構70,20,30の各回転要素に作用するトルクは図20に示すようになる。
On the other hand, when the vehicle V is turning left and the collinear relationship shown in FIG. 20 is established, one of the two
同図に示すように、左副差動機構20では、左キャリア22に作用する左発生トルクTMLに起因して、左サンギヤ21及び左リングギヤ24に反力トルクRMLS,RMLRが作用し、右副差動機構30では、右キャリア32に作用する右換算トルクTMRcに起因して、右サンギヤ31及び右リングギヤ34に反力トルクRMRS,RMRRが作用することになる。左右の副差動機構20,30の場合、前述したように、歯数比が互いに同じ値λに設定されているので、左リングギヤ24の反力トルクRMLRと右リングギヤ34の反力トルクRMRRは、互いに同じ値で逆方向に作用し、釣り合うことになる。その結果、左サンギヤ21及び右リングギヤ31は、その回転速度を維持することになる。
As shown in the figure, in the left
また、左副差動機構20の左サンギヤ21は、主差動機構70の主キャリア72と一体に回転するように構成されているので、主差動機構70の主キャリア72に作用するトルクは、RINC−RMLSとなる。すなわち、主キャリア72に作用するトルクが、値RMLS分、低下することになる。
Further, since the
さらに、右副差動機構30の右サンギヤ31は、主差動機構70の主サンギヤ71と一体に回転するように構成されているので、主差動機構70の主サンギヤ71に作用する反力トルクは、RINS+RINRとなる。ここで、RINC=RINS,RMRS=RMLSが成立するので、値RMRS+RINR=RINC+RMLSとなる。
Further, since the
以上のように、左電気モータ41を力行制御し、右電気モータ42を回生制御することによって、主キャリア72に作用するトルクを値RMLS分、低下させるとともに、主サンギヤ71に作用するトルクを値RMLS分、上昇させることができる。言い換えれば、主サンギヤ71と主キャリア72との間で、値2・RMLS分のトルク差を発生させることができ、それにより、車両Vの左旋回を促進するような左回りのヨーモーメントを発生させることができる。この場合、歯数比が値λであり、RMLS=TMR/(λ−1)=TML(λ−1)が成立するので、主サンギヤ71と主キャリア72との間でのトルク差2・RMLSは、2・RMLS=2・TML/(λ−1)となる。
As described above, the left
一方、車両Vの左旋回走行中、以上とは逆に、左電気モータ41を回生制御し、右電気モータ42を力行制御した場合、主キャリア72に作用するトルクを上昇させるとともに、主サンギヤ71に作用するトルクを低下させることができ、それにより、車両Vの左旋回を抑制するような右回りのヨーモーメントを発生させることができる。
On the other hand, when the left
以上のように、第5実施形態の動力伝達装置1Dによれば、第1実施形態の動力伝達装置1と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、左右の副差動機構20,30の各々における3つの回転体間において共線関係が成立する範囲内で、左右の駆動軸5,5の回転速度とは無関係に、左右の電気モータ41,42の回転速度を自由に設定することができるので、特許文献1の動力伝達装置と比べて、左右の電気モータ41,42を効率の良い回転域で使用することができ、運転効率を向上させることができるとともに、消費電力を低減することができる。さらに、左右の電気モータ41,42として、高速域で運転可能な小型のものを使用することもでき、動力伝達装置1Dを小型化することもできる。その結果、汎用性及び商品性を向上させることができる。
As described above, according to the
また、左右の副差動機構20,30において、共線関係にある3つの回転要素のうちの中央の回転要素(すなわち左右のリングギヤ24,34)同士が互いに一体に回転可能に構成されているので、共線関係にある3つの回転要素のうちの外側の回転要素同士を互いに一体に回転するように構成した場合(例えば、後述する動力伝達装置1F,1Gの場合)と比べて、左右の電気モータ41,42の一方を力行制御し、他方を回生制御したときに、主サンギヤ71と主キャリア72との間で発生するトルク差をより大きな値に設定することができる。
Further, in the left and right
さらに、左右の副差動機構20,30における外側の回転要素(すなわち左のサンギヤ21,31)をそれぞれ、主差動機構70における外側の2つの回転要素(すなわち主サンギヤ71及び主キャリア72)に連結したので、第1実施形態の動力伝達装置1のような、左右の副差動機構20,30における外側の回転要素をそれぞれ、主差動機構10の外側の回転要素と中央要素に連結した場合と比べて、より大きなトルク差を得ることができる。具体的には、主サンギヤ71と主キャリア72との間で、値2・TML/(λ−1)のトルク差を得ることができ、第1実施形態の動力伝達装置1と比べて、2倍のトルク差を得ることができる。
Further, the outer rotating elements (namely, the left sun gears 21, 31) in the left and right
これに加えて、3つの差動機構70,20,30の回転軸線が同一直線上に配置されているので、動力伝達装置1Dの径方向のサイズを小型化することができる。以上により、汎用性及び商品性をより一層、向上させることができる。さらに、左右の電気モータ41,42がそれぞれ、左右の副差動機構20,30における左右のキャリア22,32に連結されているので、これらを左右のサンギヤ21,31や左右のリングギヤ24,34に連結した場合と比べて、左右の電気モータ41,42と左右の副差動機構20,30との間での心合わせが容易になり、心合わせ用の機械要素を減らすことができる。
In addition, since the rotational axes of the three
次に、図21を参照しながら、第6実施形態の動力伝達装置1Eについて説明する。同図に示すように、この動力伝達装置1Eの場合、前述した第5実施形態の動力伝達装置1Dと比較すると、前述した左右の副差動機構20,30に代えて、前述した左右の副差動機構50,60(図9参照)を備えている点のみが異なっており、それ以外は同一に構成されている。そのため、以下、第5実施形態の動力伝達装置1Dと異なる点についてのみ説明するとともに、第5実施形態の動力伝達装置1Dと同じ構成については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
Next, a
また、図21と前述した図9を比較すると明らかなように、本実施形態の左右の副差動機構50,60の場合、左副差動機構50の左サンギヤ51が主差動機構70の中空軸77の右端部に、これと一体かつ同心に固定されている点以外は、前述した動力伝達装置1Aにおける左右の副差動機構50,60と同一に構成されているので、ここでは、その説明を省略する。
21 and FIG. 9 described above, in the case of the left and right
なお、本実施形態では、主差動機構70が第1差動機構に、主サンギヤ71が第1回転要素に、主キャリア72が第2回転要素に、入力ギヤ76が第3回転要素にそれぞれ相当する。また、左副差動機構50が第2差動機構に、左サンギヤ51が第4回転要素に、左キャリア52が第6回転要素に、左リングギヤ54が第5回転要素にそれぞれ相当する。さらに、右副差動機構60が第3差動機構に、右サンギヤ61が第7回転要素に、右キャリア62が第9回転要素に、右リングギヤ64が第8回転要素にそれぞれ相当する。
In this embodiment, the
以上のように構成された動力伝達装置1Eでは、車両Vの直進走行中、主差動機構70、左右の副差動機構50,60における各回転要素の速度関係は、例えば、図22に示すものとなる。なお、同図において、中央の縦線上に上下に並んだ2つの白丸のポイントにおいて、上側のポイントが入力ギヤ76の速度を、下側のポイントが左右のキャリア52,52の速度をそれぞれ表している。
In the
図22に示す共線関係が成立している状態で、2つの電気モータ41,42を互いに同じ発生トルクTML,TMRで力行制御した場合、左発生トルクTMLに起因して、左サンギヤ51及び左キャリア52に反力トルクRMLS,RMLCが作用し、右発生トルクTMRに起因して、右サンギヤ61及び右キャリア62に反力トルクRMRS,RMRCが作用することになる。
In the state where the collinear relationship shown in FIG. 22 is established, when the two
この場合、前述したように、左キャリア52及び右キャリア62は他の部材に連結されておらず、自由に回転可能に構成されている関係上、左右のキャリア52,62に作用する反力トルクRMLC,RMRCや、左右のサンギヤ51,31に作用する反力トルクRMLS,RMRSはいずれも、極めて小さい値となる。そのため、左右のサンギヤ51,31の回転速度が変化せず、キャリア52,62の回転速度が上昇するとともに、2つの電気モータ41,42の回転速度も上昇することになる。すなわち、各回転要素の共線関係が図22に実線で示す状態から破線で示す状態に変化する。
In this case, as described above, the
一方、以上とは逆に、2つの電気モータ41,42を同じ回生電力が得られるように、回生制御した場合には、トルクの作用方向が逆になることで、左右のサンギヤ51,61の回転速度が変化せず、左右のキャリア52,62の回転速度が低下するとともに、2つの電気モータ41,42の回転速度も低下することになる。以上のように、この動力伝達装置1では、車両Vの直進走行中、2つの電気モータ41,42を同時に力行制御/回生制御することによって、2つの電気モータ41,42の回転速度を上昇/低下させることができる。さらに、車両Vの停車中においても、以上と同じ手法によって、2つの電気モータ41,42の回転速度を上昇/低下させることができる。
On the other hand, when the two
次に、車両Vが左旋回走行中のときの動作について説明する。車両Vの左旋回走行中、3つの差動機構70,50,60における各回転要素の速度の関係は、例えば図23に示すものとなる。この状態で、例えば、左電気モータ41を力行制御し、右電気モータ42を回生制御した場合、3つの差動機構70,50,60の各回転要素に作用するトルクは図23に示すようになる。すなわち、左副差動機構50では、左キャリア52に作用する左発生トルクTMLに起因して、左サンギヤ51及び左キャリア52に反力トルクRMLS,RMLCが作用し、右副差動機構60では、右キャリア62に作用する右換算トルクTMRcに起因して、右サンギヤ61及び右キャリア62に反力トルクRMRS,RMRCが作用することになる。
Next, an operation when the vehicle V is traveling left turn will be described. The relationship between the speeds of the rotating elements in the three
これらの左右の副差動機構50,60の場合、前述したように、歯数比が互いに同じ値λに設定されているので、左キャリア52の反力トルクRMLCと右キャリア62の反力トルクRMRCは、互いに同じ値で逆方向に作用し、釣り合うことになる。その結果、左サンギヤ51及び右リングギヤ61は、その回転速度を維持することになる。
In the case of these left and right
また、左副差動機構50の左サンギヤ51は、主差動機構70の主キャリア72と一体に回転するように構成されているので、主差動機構70の主キャリア72に作用するトルクは、RINC−RMLSとなる。すなわち、主キャリア72に作用するトルクが、値RMLS分、低下することになる。
Further, since the
さらに、右副差動機構60の右サンギヤ61は、主差動機構70の主サンギヤ71と一体に回転するように構成されているので、主差動機構70の主サンギヤ71に作用する反力トルクは、RINS+RINRとなる。ここで、RINC=RINS,RMRS=RMLSが成立するので、値RMRS+RINR=RINC+RMLSとなる。
Further, since the
以上のように、左電気モータ41を力行制御し、右電気モータ42を回生制御することによって、主キャリア72に作用するトルクを値RMLS分、低下させるとともに、主サンギヤ71に作用するトルクを値RMLS分、上昇させることができる。すなわち、主サンギヤ71と主キャリア72との間で、値2・RMLS分のトルク差を発生させることができ、それにより、車両Vの左旋回を促進するような左回りのヨーモーメントを発生させることができる。この場合、歯数比が値λであり、RMLS=TMR/λが成立するので、主サンギヤ71と主キャリア72との間でのトルク差2・RMLSは、2・RMLS=2・TMR/λとなる。
As described above, the left
一方、車両Vの左旋回走行中、以上とは逆に、左電気モータ41を回生制御し、右電気モータ42を力行制御した場合、主キャリア72に作用するトルクを上昇させるとともに、主サンギヤ71に作用するトルクを低下させることができ、それにより、車両Vの左旋回を促進するような左回りのヨーモーメントを発生させることができる。
On the other hand, when the left
以上のように、第6実施形態の動力伝達装置1Eによれば、第2実施形態の動力伝達装置1Aと同様の作用効果を得ることができる。すなわち、左右の副差動機構50,60の各々における3つの回転体間において共線関係が成立する範囲内で、左右の駆動軸5,5の回転速度とは無関係に、左右の電気モータ41,42の回転速度を自由に設定することができるので、特許文献1の動力伝達装置と比べて、左右の電気モータ41,42を効率の良い回転域で使用することができ、運転効率を向上させることができるとともに、消費電力を低減することができる。さらに、左右の電気モータ41,42として、高速域で運転可能な小型のものを使用することもでき、動力伝達装置1Eを小型化することもできる。その結果、汎用性及び商品性を向上させることができる。
As described above, according to the
また、左右の副差動機構50,60において、共線関係にある3つの回転要素のうちの中央の回転要素(すなわち左右のキャリア54,64)同士が互いに一体に回転可能に構成されているので、共線関係にある3つの回転要素のうちの外側の回転要素同士を互いに一体に回転するように構成した場合(例えば、後述する動力伝達装置1F,1Gの場合)と比べて、左右の電気モータ41,42の一方を力行制御し、他方を回生制御したときに、主サンギヤ71と主キャリア72との間で発生するトルク差をより大きな値に設定することができる。その結果、左右の電気モータ41,42をさらに小型化することができ、動力伝達装置1Eをさらに小型化することができる。
Further, in the left and right
さらに、左右の副差動機構50,60における外側の回転要素(すなわち左右のサンギヤ51,61)を、主差動機構70における外側の2つの回転要素(すなわち主サンギヤ71及び主キャリア72)にそれぞれ連結したので、第2実施形態の動力伝達装置1Aのような、左右の副差動機構50,60における外側の回転要素を、主差動機構10の外側の回転要素と中央要素に連結した場合と比べて、より大きなトルク差を得ることができる。具体的には、主サンギヤ71と主キャリア72との間で、値2・TML/λのトルク差が得られるので、第2実施形態の動力伝達装置1Aと比べて、2倍のトルク差を得ることができる。
Furthermore, the outer rotating elements (that is, the left and right sun gears 51 and 61) in the left and right
これに加えて、3つの差動機構70,50,60の回転軸線が同一直線上に配置されているので、動力伝達装置1Eの径方向のサイズを小型化することができる。以上により、汎用性及び商品性をより一層、向上させることができる。
In addition, since the rotational axes of the three
次に、図24を参照しながら、第7実施形態の動力伝達装置1Fについて説明する。同図に示すように、この動力伝達装置1Fの場合、前述した第6実施形態の動力伝達装置1Eと比較すると、左右の副差動機構50,60に代えて、前述した左右の副差動機構50B,60B(図12参照)を備えている点のみが異なっており、それ以外は同一に構成されている。そのため、以下、第6実施形態の動力伝達装置1Eと異なる点についてのみ説明するとともに、第6実施形態の動力伝達装置1Eと同じ構成については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
Next, a
また、図24と前述した図12を比較すると明らかなように、本実施形態の左右の副差動機構50B,60Bの場合、左副差動機構50Bの左サンギヤ51Bが主差動機構70の中空軸77の右端部に、これと一体かつ同心に固定されている点以外は、図12に示す左右の副差動機構50B,60Bと同一に構成されているので、ここでは、その説明を省略する。
24 and FIG. 12 described above, in the case of the left and right
なお、本実施形態では、主差動機構70が第1差動機構に、主サンギヤ71が第1回転要素に、主キャリア72が第2回転要素に、入力ギヤ76が第3回転要素にそれぞれ相当する。また、左副差動機構50Bが第2差動機構に、左サンギヤ51Bが第4回転要素に、左キャリア52Bが第6回転要素に、左リングギヤ54Bが第5回転要素にそれぞれ相当する。さらに、右副差動機構60Bが第3差動機構に、右サンギヤ61Bが第7回転要素に、右キャリア62Bが第9回転要素に、右リングギヤ64Bが第8回転要素にそれぞれ相当する。
In this embodiment, the
以上のように構成された動力伝達装置1Fでは、車両Vの直進走行中、主差動機構70、左右の副差動機構50B,60Bにおける各回転要素の速度関係は、例えば、図25に示すものとなる。なお、同図において、中央の縦線上に上下に並んだ2つの白丸のポイントにおいて、上側のポイントが入力ギヤ76の速度を、下側のポイントが左右のリングギヤ54B,64Bの速度をそれぞれ表している。
In the
図25に示す共線関係が成立している状態で、2つの電気モータ41,42を互いに同じ発生トルクTML,TMRで力行制御した場合、左発生トルクTMLに起因して、左サンギヤ51B及び左リングギヤ54Bに反力トルクRMLS,RMLRが作用し、右発生トルクTMRに起因して、右サンギヤ61B及び右リングギヤ64Bに反力トルクRMRS,RMRRが作用することになる。
In the state where the collinear relationship shown in FIG. 25 is established, when the two
この場合、左右のリングギヤ54B,64Bは他の部材に連結されておらず、自由に回転可能に構成されている関係上、左右のリングギヤ54B,64Bに作用する反力トルクRMLR,RMRRや、左右のサンギヤ51B,61Bに作用する反力トルクRMLS,RMRSはいずれも、極めて小さい値となる。そのため、左右のサンギヤ51B,61Bの回転速度が変化せず、左右のリングギヤ54B,64Bの回転速度が上昇するとともに、2つの電気モータ41,42の回転速度も上昇することになる。すなわち、各回転要素の共線関係が図25に実線で示す状態から破線で示す状態に変化する。
In this case, the left and right ring gears 54B and 64B are not connected to other members and are configured to be freely rotatable, so that the reaction force torques RMLR and RMRR acting on the left and right ring gears 54B and 64B, The reaction torques RMLS and RMRS acting on the sun gears 51B and 61B are extremely small values. Therefore, the rotation speeds of the left and right sun gears 51B and 61B do not change, the rotation speeds of the left and right ring gears 54B and 64B increase, and the rotation speeds of the two
一方、以上とは逆に、2つの電気モータ41,42を同じ回生電力が得られるように、回生制御した場合には、トルクの作用方向が逆になることで、左右のサンギヤ51B,61Bの回転速度が変化せず、左右のリングギヤ54B,64Bの回転速度が低下するとともに、2つの電気モータ41,42の回転速度も低下することになる。以上のように、この動力伝達装置1Fでは、車両Vの直進走行中、2つの電気モータ41,42を同時に力行制御/回生制御することによって、2つの電気モータ41,42の回転速度を上昇/低下させることができる。さらに、車両Vの停車中においても、以上と同じ手法によって、2つの電気モータ41,42の回転速度を上昇/低下させることができる。
On the other hand, when the two
次に、車両Vが左旋回走行中のときの動作について説明する。車両Vの左旋回走行中において、例えば、左電気モータ41を回生制御し、右電気モータ42を力行制御した場合、3つの差動機構10,50B,60Bにおける各回転要素の速度の関係と、各回転要素に作用するトルクの関係は、図26に示すものとなる。
Next, an operation when the vehicle V is traveling left turn will be described. During the left turn of the vehicle V, for example, when the left
同図に示すように、左副差動機構50Bでは、左キャリア52Bに作用する左換算トルクTMLcに起因して、左サンギヤ51B及び左リングギヤ54Bに反力トルクRMLS,RMLRが作用し、右副差動機構60Bでは、右キャリア62Bに作用する右発生トルクTMRに起因して、右サンギヤ61B及び右リングギヤ64Bに反力トルクRMRS,RMRRが作用することになる。
As shown in the figure, in the left
ここで、前述したように、左右の副差動機構50B,60Bの歯数比は互いに同じ値λに設定されているので、左リングギヤ54Bの反力トルクRMLRと右リングギヤ64Bの反力トルクRMRRは、互いに同じ値で逆方向に作用し、釣り合うことになる。その結果、左右のリングギヤ54B,64Bは、その回転速度を維持することになる。
Here, as described above, since the gear ratio of the left and right
また、左副差動機構50Bの左サンギヤ51Bは、主差動機構70の主キャリア72と一体に回転するように構成されているので、主差動機構70の主キャリア72に作用するトルクは、RINC−RMLSとなる。すなわち、主キャリア72に作用するトルクが、値RMLS分、低下することになる。
Further, since the
さらに、右副差動機構60Bの右サンギヤ61Bは、主差動機構70の主サンギヤ71と一体に回転するように構成されているので、主差動機構70の主サンギヤ71に作用する反力トルクは、RINS+RINRとなる。ここで、RINC=RINS,RMRS=RMLSが成立するので、値RMRS+RINRは、RMRS+RINR=RINC+RMLSとなる。
Further, since the
以上のように、左電気モータ41を回生制御し、右電気モータ42を力行制御することによって、主キャリア72に作用するトルクを値RMLS分、低下させるとともに、主サンギヤ71に作用するトルクを値RMLS分、上昇させることができる。すなわち、主サンギヤ71と主キャリア72との間で、値2・RMLS分のトルク差を発生させることができ、それにより、車両Vの左旋回を促進するような左回りのヨーモーメントを発生させることができる。なお、この場合、RMLS=RMRS=TMR/(λ+1)=TML/(λ+1)となるので、トルク差2・RMLSは、2・RMLS=2・TMR/(λ+1)となる。
As described above, the regenerative control of the left
一方、車両Vの左旋回走行中、以上とは逆に、左電気モータ41を力行制御し、右電気モータ42を回生制御した場合、主キャリア72に作用するトルクを上昇させるとともに、主サンギヤ71に作用するトルクを低下させることができ、それにより、車両Vの左旋回を抑制するような右回りのヨーモーメントを発生させることができる。
On the other hand, when the left
以上のように、第7実施形態の動力伝達装置1Fによれば、第3実施形態の動力伝達装置1Bと同様の作用効果を得ることができる。すなわち、左右の副差動機構50B,60Bの各々における3つの回転体間において共線関係が成立する範囲内で、左右の駆動軸5,5の回転速度とは無関係に、左右の電気モータ41,42の回転速度を自由に設定することができるので、特許文献1の動力伝達装置と比べて、左右の電気モータ41,42を効率の良い回転域で使用することができ、運転効率を向上させることができるとともに、消費電力を低減することができる。さらに、左右の電気モータ41,42として、高速域で運転可能な小型のものを使用することもでき、動力伝達装置1Fを小型化することもできる。その結果、汎用性及び商品性を向上させることができる。
As described above, according to the
さらに、左右の副差動機構50B,60Bにおける外側の回転要素(すなわち左右のサンギヤ51B,61B)を、主差動機構70における外側の2つの回転要素(すなわち主サンギヤ71及び主キャリア72)にそれぞれ連結したので、第3実施形態の動力伝達装置1Bのような、左右の副差動機構50,60における外側の回転要素を、主差動機構10の外側の回転要素と中央要素にそれぞれ連結した場合と比べて、より大きなトルク差を得ることができる。具体的には、主サンギヤ71と主キャリア72との間で、値2・TML/λのトルク差が得られるので、第3実施形態の動力伝達装置1Bと比べて、2倍のトルク差を得ることができる。
Further, the outer rotating elements (that is, the left and right sun gears 51B and 61B) in the left and right
また、3つの差動機構70,50B,60Bの回転軸線が同一直線上に配置されているので、動力伝達装置1Fの径方向のサイズを小型化することができる。以上により、汎用性及び商品性をより一層、向上させることができる。さらに、左右の電気モータ41,42がそれぞれ、左右の副差動機構50B,60Bにおける左右のキャリア52B,62Bに連結されているので、これらを左右のサンギヤ51B,61Bや左右のリングギヤ54B,64Bに連結した場合と比べて、左右の電気モータ41,42と左右の副差動機構50B,60Bとの間での心合わせが容易になり、心合わせ用の機械要素を減らすことができる。
Further, since the rotation axes of the three
次に、図27を参照しながら、第8実施形態の動力伝達装置1Gについて説明する。同図に示すように、この動力伝達装置1Gの場合、前述した第5実施形態の動力伝達装置1Dと比較すると、前述した左右の副差動機構20,30に代えて、前述した左右の副差動機構20C,30C(図15参照)を備えている点のみが異なっており、それ以外は同一に構成されている。そのため、以下、第5実施形態の動力伝達装置1Dと異なる点についてのみ説明するとともに、第5実施形態の動力伝達装置1Dと同じ構成については、同じ符号を付し、その説明は省略する。
Next, a
また、図27と前述した図15を比較すると明らかなように、本実施形態の左右の副差動機構20C,30Cの場合、左副差動機構20Cの左サンギヤ21Cが主差動機構70の中空軸77の右端部に、これと一体かつ同心に固定されている点以外は、図15に示す左右の副差動機構20C,30Cと同一に構成されているので、ここでは、その説明を省略する。
Further, as apparent from a comparison between FIG. 27 and FIG. 15 described above, in the case of the left and right
なお、本実施形態では、主差動機構70が第1差動機構に、主サンギヤ71が第1回転要素に、主キャリア72が第2回転要素に、入力ギヤ76が第3回転要素にそれぞれ相当する。また、左副差動機構20Cが第2差動機構に、左サンギヤ21Cが第4回転要素に、左キャリア22Cが第5回転要素に、左リングギヤ24Cが第6回転要素にそれぞれ相当する。さらに、右副差動機構30Cが第3差動機構に、右サンギヤ31Cが第7回転要素に、右キャリア32Cが第8回転要素に、右リングギヤ34Cが第9回転要素にそれぞれ相当する。
In this embodiment, the
以上のように構成された動力伝達装置1Gでは、車両Vの直進走行中、主差動機構70、左右の副差動機構20C,30Cにおける各回転要素の速度関係は、例えば、図28に示すものとなる。なお、同図において、中央の縦線上に上下に並んだ2つの白丸のポイントにおいて、上側のポイントが入力ギヤ76の速度を、下側のポイントが左右のキャリア22C,32Cの速度をそれぞれ表している。
In the
図28に示す共線関係が成立している状態で、2つの電気モータ41,42を互いに同じ発生トルクTML,TMRで力行制御した場合、左発生トルクTMLに起因して、左サンギヤ21C及び左キャリア22Cに反力トルクRMLS,RMLCが作用し、右発生トルクTMRに起因して、右サンギヤ31C及び右キャリア32Cに反力トルクRMRS,RMRCが作用することになる。
In a state where the collinear relationship shown in FIG. 28 is established, when the two
この場合、左右のキャリア22C,32Cは他の部材に連結されておらず、自由に回転可能に構成されている関係上、左右のキャリア22C,32Cに作用する反力トルクRMLC,RMRCや、左右のサンギヤ21C,31Cに作用する反力トルクRMLS,RMRSはいずれも、極めて小さい値となる。そのため、左右のサンギヤ21C,31Cの回転速度が変化せず、左右のキャリア22C,32Cの回転速度が上昇するとともに、2つの電気モータ41,42の回転速度も上昇することになる。すなわち、各回転要素の共線関係が図28に実線で示す状態から破線で示す状態に変化する。
In this case, the left and
一方、以上とは逆に、2つの電気モータ41,42を同じ回生電力が得られるように、回生制御した場合には、トルクの作用方向が逆になることで、左右のサンギヤ21C,31Cの回転速度が変化せず、左右のキャリア22C,32Cの回転速度が低下するとともに、2つの電気モータ41,42の回転速度も低下することになる。以上のように、この動力伝達装置1Gでは、車両Vの直進走行中、2つの電気モータ41,42を同時に力行制御/回生制御することによって、2つの電気モータ41,42の回転速度を上昇/低下させることができる。さらに、車両Vの停車中においても、以上と同じ手法によって、2つの電気モータ41,42の回転速度を上昇/低下させることができる。
On the other hand, when the two
次に、車両Vが左旋回走行中のときの動作について説明する。車両Vの左旋回走行中において、例えば、左電気モータ41を回生制御し、右電気モータ42を力行制御した場合、3つの差動機構10,20C,30Cにおける各回転要素の速度の関係と、各回転要素に作用するトルクの関係は、図29に示すものとなる。すなわち、左副差動機構20Cでは、左リングギヤ24Cに作用する左換算トルクTMLcに起因して、左サンギヤ21C及び左キャリア22Cに反力トルクRMLS,RMLCが作用し、右副差動機構30Cでは、右リングギヤ34Cに作用する右発生トルクTMRに起因して、右サンギヤ31C及び右キャリア32Cに反力トルクRMRS,RMRCが作用することになる。
Next, an operation when the vehicle V is traveling left turn will be described. During the left turn of the vehicle V, for example, when the left
ここで、左右の副差動機構20C,30Cでは、前述したように、歯数比が互いに同じ値λに設定されているので、左キャリア22Cの反力トルクRMLCと右キャリア32Cの反力トルクRMRCは、互いに同じ値で逆方向に作用し、釣り合うことになる。その結果、左右のキャリア22C,32Cは、その回転速度を維持することになる。
Here, in the left and right
また、左副差動機構20Cの左サンギヤ21Cは、主差動機構70の主キャリア72と一体に回転するように構成されているので、主差動機構70の主キャリア72に作用するトルクは、RINC−RMLSとなる。すなわち、主キャリア72に作用するトルクが、値RMLS分、低下することになる。
Further, since the
さらに、右副差動機構30Cの右サンギヤ31Cは、主差動機構70の主サンギヤ71と一体に回転するように構成されているので、主差動機構70の主サンギヤ71に作用する反力トルクは、RINS+RINRとなる。ここで、RINC=RINS,RMRS=RMLSが成立するので、値RMRS+RINRは、RMRS+RINR=RINC+RMLSとなる。
Further, since the
すなわち、左電気モータ41を回生制御し、右電気モータ42を力行制御することによって、主キャリア72に作用するトルクを値RMLS分、低下させるとともに、主サンギヤ71に作用するトルクを値RMLS分、上昇させることができる。すなわち、主サンギヤ71と主キャリア72との間で、値2・RMLS分のトルク差を発生させることができ、それにより、車両Vの左旋回を促進するような左回りのヨーモーメントを発生させることができる。なお、この場合、RMLS=RMRS=TMR/λ=TML/λとなるので、トルク差2・RMLSは、2・RMLS=2・TML/λとなる。
That is, the regenerative control of the left
一方、車両Vの左旋回走行中、以上とは逆に、左電気モータ41を力行制御し、右電気モータ42を回生制御した場合、主キャリア72に作用するトルクを上昇させるとともに、主サンギヤ71に作用するトルクを低下させることができ、それにより、車両Vの左旋回を抑制するような右回りのヨーモーメントを発生させることができる。
On the other hand, when the left
以上のように、第8実施形態の動力伝達装置1Gによれば、第4実施形態の動力伝達装置1Cと同様の作用効果を得ることができる。すなわち、左右の副差動機構20C,30Cの各々における3つの回転体間において共線関係が成立する範囲内で、左右の駆動軸5,5の回転速度とは無関係に、左右の電気モータ41,42の回転速度を自由に設定することができるので、特許文献1の動力伝達装置と比べて、左右の電気モータ41,42を効率の良い回転域で使用することができ、運転効率を向上させることができるとともに、消費電力を低減することができる。さらに、左右の電気モータ41,42として、高速域で運転可能な小型のものを使用することもでき、動力伝達装置1Gを小型化することもできる。その結果、汎用性及び商品性を向上させることができる。
As described above, according to the
また、左右の副差動機構20C,30Cにおける外側の回転要素(すなわち左右のサンギヤ21C,31C)を、主差動機構70における外側の2つの回転要素(すなわち主サンギヤ71及び主キャリア72)にそれぞれ連結したので、第4実施形態の動力伝達装置1Cのような、左右の副差動機構20,30における外側の回転要素を、主差動機構10の外側の回転要素と中央要素にそれぞれ連結した場合と比べて、より大きなトルク差を得ることができる。具体的には、主サンギヤ71と主キャリア72との間で、値2・TML/λのトルク差が得られるので、第4実施形態の動力伝達装置1Cと比べて、2倍のトルク差を得ることができる。
Further, the outer rotating elements (that is, the left and right sun gears 21C and 31C) in the left and right
さらに、3つの差動機構70,20C,30Cの回転軸線が同一直線上に配置されているので、動力伝達装置1Gの径方向のサイズを小型化することができる。以上により、汎用性及び商品性をより一層、向上させることができる。
Further, since the rotational axes of the three
なお、以上の第5〜第8実施形態の動力伝達装置1D〜1Gの場合、前述したように左右の電気モータ41、42を制御したときに発生するトルク差はそれぞれ、値2・TML/(λ−1)、値2・TML/λ、値2・TML/(λ+1)及び値2・TML/λとなるとともに、λ>1であるので、第5実施形態の動力伝達装置1Dが発生するトルク差が最も大きいことが判る。したがって、同じトルク差を発生させる場合、以上の4つの動力伝達装置1D〜1Gにおいては、第5実施形態の動力伝達装置1Dが左右の電気モータ41,42を最も小型化できることになる。
In the case of the
次に、図30を参照しながら、第9実施形態の動力伝達装置1Hについて説明する。同図に示すように、この動力伝達装置1Hの場合、前述した第6実施形態の動力伝達装置1Eと比較すると、前述した左右の副差動機構50,60に代えて、前述した左右の副差動機構50H,60Hを備えている点のみが異なっており、それ以外は同一に構成されている。そのため、以下、第6実施形態の動力伝達装置1Eと異なる点についてのみ説明するとともに、第6実施形態の動力伝達装置1Eと同じ構成については、同じ符号を付し、その説明は省略する。
Next, a
これら左右の副差動機構50H,60Hは、シングルピニオンタイプの遊星歯車機構であり、前述した左右の副差動機構50,60と比較すると、以下に述べるように、各回転要素の連結関係が異なっている点以外は、左右の副差動機構50,60と同一に構成されている。すなわち、左右の副差動機構50H,60Hの歯数比は前述した値λに設定されている。
These left and right
まず、左副差動機構50Hは、左サンギヤ51H、左キャリア52H、左ピニオンギヤ53H及び左リングギヤ54Hなどを備えており、左サンギヤ51Hは、後述する右副差動機構60Hの右サンギヤ61Hと一体かつ同心に回転するように直結されている。また、左キャリア52Hは、主差動機構70の中空軸77に一体かつ同心に固定されている。さらに、左リングギヤ54Hは、左電気モータ41の回転中、左電気モータ41のロータと一体に回転するように、ロータに同心に固定されている。
First, the left
一方、右副差動機構60Hは、右サンギヤ61H、右キャリア62H、右ピニオンギヤ63H及び右リングギヤ64Hなどを備えている。この右サンギヤ61Hは、前述したように、左サンギヤ51Hと一体かつ同心に回転するように直結されている。さらに、右キャリア62Hは、右駆動軸5に同心に固定されており、それにより、主差動機構70の主サンギヤ71と互いに一体に回転する。また、右リングギヤ64Hは、右電気モータ42の回転中、右電気モータ42のロータと一体に回転するように、ロータに同心に固定されている。
On the other hand, the right
なお、本実施形態では、主差動機構70が第1差動機構に、主サンギヤ71が第1回転要素に、主キャリア72が第2回転要素に、入力ギヤ76が第3回転要素にそれぞれ相当する。また、左副差動機構50Hが第2差動機構に、左サンギヤ51Hが第4回転要素に、左キャリア52Hが第6回転要素に、左リングギヤ54Hが第5回転要素にそれぞれ相当する。さらに、右副差動機構60Hが第3差動機構に、右サンギヤ61Hが第7回転要素に、右キャリア62Hが第9回転要素に、右リングギヤ64Hが第8回転要素にそれぞれ相当する。
In this embodiment, the
以上のように構成された動力伝達装置1Hでは、車両Vの直進走行中、主差動機構70、左右の副差動機構50H,60Hにおける各回転要素の速度関係は、例えば、図31に示すものとなる。なお、同図において、中央の縦線上に上下に並んだ2つの白丸のポイントにおいて、上側のポイントが入力ギヤ76の速度を、下側のポイントが左右のサンギヤ51H,61Hの速度をそれぞれ表している。
In the
図31に示す共線関係が成立している状態で、2つの電気モータ41,42を互いに同じ発生トルクTML,TMRで力行制御した場合、左発生トルクTMLに起因して、左サンギヤ51H及び左キャリア52Hに反力トルクRMLS,RMLCが作用し、右発生トルクTMRに起因して、右サンギヤ61H及び右キャリア62Hに反力トルクRMRS,RMRCが作用することになる。
In a state where the collinear relationship shown in FIG. 31 is established, when the two
この場合、左右のサンギヤ51H,61Hは他の部材に連結されておらず、自由に回転可能に構成されている関係上、左右のサンギヤ51H,61Hに作用する反力トルクRMLS,RMRSや、左右のキャリア52H,62Hに作用する反力トルクRMLC,RMRCはいずれも、極めて小さい値となる。そのため、左右のキャリア52H,62Hの回転速度が変化せず、左右のサンギヤ51H,61Hの回転速度が低下するとともに、2つの電気モータ41,42の回転速度は上昇することになる。すなわち、各回転要素の共線関係が図31に実線で示す状態から破線で示す状態に変化する。
In this case, the left and right sun gears 51H and 61H are not connected to other members and are configured to be freely rotatable, so that reaction force torques RMLS and RMRS acting on the left and right sun gears 51H and 61H, The reaction torques RMLC and RMRC acting on the
一方、以上とは逆に、2つの電気モータ41,42を同じ回生電力が得られるように、回生制御した場合には、トルクの作用方向が逆になることで、左右のキャリア52H,62Hの回転速度が変化せず、左右のサンギヤ51H,61Hの回転速度が上昇するとともに、2つの電気モータ41,42の回転速度が低下することになる。以上のように、この動力伝達装置1Hでは、車両Vの直進走行中、2つの電気モータ41,42を同時に力行制御/回生制御することによって、2つの電気モータ41,42の回転速度を上昇/低下させることができる。さらに、車両Vの停車中においても、以上と同じ手法によって、2つの電気モータ41,42の回転速度を上昇/低下させることができる。
On the other hand, when the two
次に、車両Vが左旋回走行中のときの動作について説明する。車両Vの左旋回走行中ににおいて、左電気モータ41を回生制御し、右電気モータ42を力行制御した場合、3つの差動機構70,50H,60Hにおける各回転要素の速度の関係と、各回転要素に作用するトルクの関係は、例えば、図32に示すものとなる。すなわち、左副差動機構50Hでは、左リングギヤ54Hに作用する左換算トルクTMLcに起因して、左サンギヤ51H及び左キャリア52Hに反力トルクRMLS,RMLCが作用し、右副差動機構60Hでは、右リングギヤ64Hに作用する右発生トルクTMRに起因して、右サンギヤ61H及び右キャリア62Hに反力トルクRMRS,RMRCが作用することになる。
Next, an operation when the vehicle V is traveling left turn will be described. When the left
ここで、前述したように、左右の副差動機構50H,60Hの歯数比は互いに同じ値λに設定されているので、左キャリア52Hの反力トルクRMLCと右キャリア62Hの反力トルクRMRCは、互いに同じ値で逆方向に作用し、釣り合うことになる。その結果、左右のサンギヤ51H,61Hは、その回転速度を維持することになる。
Here, as described above, since the gear ratio of the left and right
また、左副差動機構50Hの左キャリア52Hは、主差動機構70の主キャリア72と一体に回転するように構成されているので、主差動機構70の主キャリア72に作用するトルクは、RINC−RMLCとなる。すなわち、主キャリア72に作用するトルクが、値RMLC分、低下することになる。
Further, since the
さらに、右副差動機構60Hの右キャリア62Hは、主差動機構70の主サンギヤ71と一体に回転するように構成されているので、主差動機構70の主サンギヤ71に作用する反力トルクは、RINS+RMRCとなる。ここで、RINS=RINC,RMLC=RMRCが成立するので、値RINS+RMRCは、RINS+RMRC=RINC+RMLCとなる。
Further, since the
以上のように、左電気モータ41を回生制御し、右電気モータ42を力行制御することによって、主キャリア72に作用するトルクを値RMLC分、低下させるとともに、主サンギヤ71に作用するトルクを値RMLC分、上昇させることができる。すなわち、主サンギヤ71と主キャリア72との間で、値2・RMLC分のトルク差を発生させることができ、それにより、車両Vの左旋回を促進するような左回りのヨーモーメントを発生させることができる。なお、この場合、RMLC=RMRC=TMR・(λ+1)/λ=TML・(λ+1)/λとなるので、トルク差2・RMLCは、2・RMLC=2・TML・(λ+1)/λとなる。
As described above, the regenerative control of the left
一方、車両Vの左旋回走行中、以上とは逆に、左電気モータ41を力行制御し、右電気モータ42を回生制御した場合、主キャリア72に作用するトルクを上昇させるとともに、主サンギヤ71に作用するトルクを低下させることができ、それにより、車両Vの左旋回を抑制するような右回りのヨーモーメントを発生させることができる。
On the other hand, when the left
以上のように、第9実施形態の動力伝達装置1Hによれば、前述した各実施形態の動力伝達装置1,1A〜1Gと同様に、左右の副差動機構50H,60Hの各々における3つの回転体間において共線関係が成立する範囲内で、左右の駆動軸5,5の回転速度とは無関係に、左右の電気モータ41,42の回転速度を自由に設定することができるので、特許文献1の動力伝達装置と比べて、左右の電気モータ41,42を効率の良い回転域で使用することができ、運転効率を向上させることができるとともに、消費電力を低減することができる。さらに、左右の電気モータ41,42として、高速域で運転可能な小型のものを使用することもでき、動力伝達装置1Hを小型化することもできる。その結果、汎用性及び商品性を向上させることができる。また、3つの差動機構70,50H,60Hの回転軸線が同一直線上に配置されているので、動力伝達装置1Hの径方向のサイズを小型化することができる。
As described above, according to the
さらに、この第9実施形態の動力伝達装置1Hの場合、左右の電気モータ41、42を前述したように制御したときに発生するトルク差が値2・TML・(λ+1)/λであるのに対して、前述した第1〜第8実施形態の動力伝達装置1,1A〜1Gの場合、トルク差はそれぞれ、値TML/(λ−1)、値TML/λ、値TML/(λ+1)、値TML/λ、値2・TML/(λ−1)、値2・TML/λ、値2・TML/(λ+1)及び値2・TML/λである。この場合、λ>1であるので、第9実施形態の動力伝達装置1Hが発生するトルク差が最も大きいことが判る。したがって、同じトルク差を発生させる場合、以上の9つの動力伝達装置1,1A〜1Hにおいては、第9実施形態の動力伝達装置1Hが左右の電気モータ41,42を最も小型化できることになる。
Further, in the case of the
なお、以上の第9実施形態の動力伝達装置1Hは、左右の副差動機構50H,60Hのサンギヤ51H,61Hを互いに直結した例であるが、これに代えて、左右のリングギヤ54H,64Hを互いに直結してもよい。その場合には、左右の電気モータ41,42のロータをそれぞれ、サンギヤ51H,61Hに連結すればよい。
The
また、第9実施形態の動力伝達装置1Hは、左右の副差動機構50H,60Hとして、シングルピニオンタイプの遊星歯車機構を用いた例であるが、これに代えて、ダブルピニオンタイプの遊星歯車機構を用いてもよい。その場合には、左右の副差動機構のキャリアを左右の電気モータ41,42に連結し、左右のサンギヤ同士または左右のリングギヤ同士を直結するとともに、左右のリングギヤまたは左右のサンギヤを主差動機構70の中空軸77(または主キャリア72)及び主サンギヤ71(または右駆動軸5)にそれぞれ連結すればよい。
The
さらに、以上の第1〜第9実施形態の各々は、本発明の動力伝達装置を前輪駆動タイプの四輪車両Vに適用した例であるが、本発明の動力伝達装置は、これに限らず、他の車両や他の産業機器にも適用可能である。例えば、本発明の動力伝達装置を、全輪駆動タイプの四輪車両における、後輪側の駆動系に適用してもよく、雪上車及び戦車などの無限軌道車両に適用してもよい。 Further, each of the first to ninth embodiments described above is an example in which the power transmission device of the present invention is applied to a front wheel drive type four-wheeled vehicle V, but the power transmission device of the present invention is not limited thereto. It can also be applied to other vehicles and other industrial equipment. For example, the power transmission device of the present invention may be applied to a drive system on the rear wheel side in an all-wheel drive type four-wheel vehicle, or may be applied to endless track vehicles such as snow vehicles and tanks.
また、各実施形態は、第1差動機構として、リングギヤ及び2つのサイドギヤを組み合わせたタイプの主差動機構10や、遊星歯車機構タイプの主差動機構70を用いた例であるが、本発明の第1差動機構はこれらに限らず、互いに共線関係を維持しながら回転可能な3つの回転体を有するものであればよい。例えば、3つの回転体としての3つのローラや3つのねじなどを有するものを用いてもよい。
Each embodiment is an example in which a
さらに、各実施形態は、第2差動機構として、遊星歯車機構20,20C,50,50B,50Hを用いた例であるが、本発明の第2差動機構はこれらに限らず、互いに共線関係を維持しながら回転可能な3つの回転体を有するものであればよい。例えば、第2差動機構として、複数のローラとキャリアなどを組み合わせた3つの回転体を有するものを用いてもよい。
Furthermore, each embodiment is an example in which the
これに加えて、各実施形態は、第3差動機構として、遊星歯車機構30,30C,60,60B,60Hを用いた例であるが、本発明の第3差動機構はこれらに限らず、互いに共線関係を維持しながら回転可能な3つの回転体を有するものであればよい。例えば、第3差動機構として、複数のローラとキャリアなどを組み合わせた3つの回転体を有するものを用いてもよい。
In addition, each embodiment is an example using
また、各実施形態は、第2及び第3差動機構として、歯数比を互いに同じ値λに設定した2つの遊星歯車機構をそれぞれ用いた例であるが、本発明の第2及び第3差動機構はこれらに限らず、第2及び第3差動機構として、互い異なる歯数比の2つの差動機構を用いてもよい。 Each embodiment is an example in which two planetary gear mechanisms in which the gear ratio is set to the same value λ are used as the second and third differential mechanisms, respectively. The differential mechanism is not limited to these, and two differential mechanisms having different tooth number ratios may be used as the second and third differential mechanisms.
さらに、各実施形態は、左右の電気モータ41,42を制御する制御装置として、ECU2を用いた例であるが、制御装置はこれに限らず、左右の電気モータ41,42を制御可能なものであればよい。例えば、ECU2に代えて、マイクロコンピュータと電気回路などを組み合わせたものを用いてもよい。
Furthermore, although each embodiment is an example using ECU2 as a control apparatus which controls the
1 動力伝達装置
1A〜1H 動力伝達装置
3 エンジン(動力源)
6 左右の前輪(第1及び第2被駆動部)
10 主差動機構(第1差動機構)
12 入力ギヤ(第3回転要素)
15 左右のサイドギヤ(第1及び第2回転要素)
20 左副差動機構(第2差動機構)
21 左サンギヤ(第4回転要素)
22 左キャリア(第5回転要素)
24 左リングギヤ(第6回転要素)
20C 左副差動機構(第2差動機構)
21C 左サンギヤ(第4回転要素)
22C 左キャリア(第5回転要素)
24C 左リングギヤ(第6回転要素)
30 右副差動機構(第3差動機構)
31 右サンギヤ(第7回転要素)
32 右キャリア(第8回転要素)
34 右リングギヤ(第9回転要素)
30C 右副差動機構(第3差動機構)
31C 右サンギヤ(第7回転要素)
32C 右キャリア(第8回転要素)
34C 右リングギヤ(第9回転要素)
41 左電気モータ(第1回転機)
42 右電気モータ(第2回転機)
50 左副差動機構(第2差動機構)
51 左サンギヤ(第4回転要素)
52 左キャリア(第6回転要素)
54 左リングギヤ(第5回転要素)
50B 左副差動機構(第2差動機構)
51B 左サンギヤ(第4回転要素)
52B 左キャリア(第6回転要素)
54B 左リングギヤ(第5回転要素)
50H 左副差動機構(第2差動機構)
51H 左サンギヤ(第4回転要素)
52H 左キャリア(第6回転要素)
54H 左リングギヤ(第5回転要素)
60 右副差動機構(第3差動機構)
61 右サンギヤ(第7回転要素)
62 右キャリア(第9回転要素)
64 右リングギヤ(第8回転要素)
60B 右副差動機構(第3差動機構)
61B 右サンギヤ(第7回転要素)
62B 右キャリア(第9回転要素)
64B 右リングギヤ(第8回転要素)
60H 右副差動機構(第3差動機構)
61H 右サンギヤ(第7回転要素)
62H 右キャリア(第9回転要素)
64H 右リングギヤ(第8回転要素)
70 主差動機構(第1差動機構)
71 主サンギヤ(第1回転要素)
72 主キャリア(第2回転要素)
76 入力ギヤ(第3回転要素)
DESCRIPTION OF
6 Left and right front wheels (first and second driven parts)
10 Main differential mechanism (first differential mechanism)
12 Input gear (third rotating element)
15 Left and right side gears (first and second rotating elements)
20 Left sub differential mechanism (second differential mechanism)
21 Left sun gear (fourth rotating element)
22 Left carrier (5th rotating element)
24 Left ring gear (sixth rotating element)
20C Left auxiliary differential mechanism (second differential mechanism)
21C Left sun gear (4th rotating element)
22C Left carrier (5th rotating element)
24C Left ring gear (6th rotating element)
30 Right sub differential mechanism (third differential mechanism)
31 Right sun gear (seventh rotating element)
32 Right carrier (8th rotating element)
34 Right ring gear (9th rotating element)
30C Right sub differential mechanism (third differential mechanism)
31C Right sun gear (seventh rotating element)
32C Right carrier (8th rotating element)
34C Right ring gear (9th rotating element)
41 Left electric motor (first rotating machine)
42 Right electric motor (second rotating machine)
50 Left secondary differential mechanism (second differential mechanism)
51 Left sun gear (4th rotating element)
52 Left carrier (6th rotating element)
54 Left ring gear (5th rotating element)
50B Left secondary differential mechanism (second differential mechanism)
51B Left sun gear (4th rotating element)
52B Left carrier (sixth rotating element)
54B Left ring gear (5th rotating element)
50H Left sub differential mechanism (second differential mechanism)
51H Left sun gear (4th rotating element)
52H Left carrier (6th rotating element)
54H Left ring gear (5th rotating element)
60 Right sub differential mechanism (third differential mechanism)
61 Right sun gear (seventh rotating element)
62 Right carrier (9th rotating element)
64 Right ring gear (8th rotating element)
60B Right sub differential mechanism (third differential mechanism)
61B Right sun gear (seventh rotating element)
62B Right carrier (9th rotating element)
64B Right ring gear (8th rotating element)
60H Right sub differential mechanism (third differential mechanism)
61H Right sun gear (seventh rotating element)
62H Right carrier (9th rotating element)
64H Right ring gear (8th rotating element)
70 Main differential mechanism (first differential mechanism)
71 Main sun gear (first rotating element)
72 Main carrier (second rotating element)
76 Input gear (third rotating element)
Claims (7)
第1〜第3回転要素を有し、該第1〜第3回転要素の回転数が共線関係を満たし、かつ該共線関係を表す共線図上において該第3回転要素が該第1回転要素と該第2回転要素との間に位置するように構成され、該第1回転要素は前記第1被駆動部に、該第2回転要素は前記第2被駆動部に、該第3回転要素は前記動力源にそれぞれ動力伝達可能に接続された第1差動機構と、
第4〜第6回転要素を有し、該第4〜第6回転要素の回転数が共線関係を満たし、かつ該共線関係を表す共線図上において該第6回転要素が該第4回転要素と該第5回転要素との間に位置するように構成された第2差動機構と、
第7〜第9回転要素を有し、該第7〜第9回転要素の回転数が共線関係を満たし、かつ該共線関係を表す共線図上において該第9回転要素が該第7回転要素と該第8回転要素との間に位置するように構成された第3差動機構と、
第1及び第2回転機と、
を備え、
前記第4回転要素及び前記第7回転要素を1組とし、前記第5回転要素及び前記第8回転要素を1組とし、前記第6回転要素及び前記第9回転要素を1組とする計3組の回転要素のうち、いずれか1組の回転要素は、互いに一体に回転可能に構成され、残り2組の一方の回転要素は、前記第1〜第3回転要素のうちのいずれか2つに動力伝達可能にそれぞれ接続され、該残り2組の他方の回転要素は、前記第1及び前記第2回転機に動力伝達可能にそれぞれ接続されていることを特徴とする動力伝達装置。 A power transmission device that distributes and transmits power from a power source to the first and second driven parts, and that can change power distribution to the first and second driven parts,
The first to third rotating elements have a rotation speed of the first to third rotating elements satisfying the collinear relationship, and the third rotating element is the first rotating element on the collinear diagram representing the collinear relationship. The rotating element is configured to be positioned between the rotating element and the second rotating element. The first rotating element is disposed on the first driven part, the second rotating element is disposed on the second driven part, and the third rotating element. A rotating element is connected to each of the power sources so as to be able to transmit power, and a first differential mechanism,
The fourth to sixth rotation elements have a rotation speed of the fourth to sixth rotation elements satisfying the collinear relationship, and the sixth rotation element is the fourth rotation on the collinear diagram representing the collinear relationship. A second differential mechanism configured to be positioned between the rotating element and the fifth rotating element;
The seventh to ninth rotation elements have a rotation speed of the seventh to ninth rotation elements satisfying the collinear relationship, and the ninth rotation element is the seventh rotation on the collinear diagram representing the collinear relationship. A third differential mechanism configured to be positioned between the rotating element and the eighth rotating element;
First and second rotating machines;
With
The fourth rotating element and the seventh rotating element constitute one set, the fifth rotating element and the eighth rotating element constitute one set, and the sixth rotating element and the ninth rotating element constitute one set. Among the set of rotating elements, any one set of rotating elements is configured to be rotatable integrally with each other, and the other two sets of rotating elements are any two of the first to third rotating elements. The other two rotating elements are connected to the first and second rotating machines so as to be able to transmit power, respectively.
前記第1回転要素及び前記第2回転要素の他方は、前記第7回転要素及び前記第8回転要素の一方に動力伝達可能に接続されていることを特徴とする請求項1または2に記載の動力伝達装置。 One of the first rotating element and the second rotating element is connected to one of the fourth rotating element and the fifth rotating element so that power can be transmitted,
The other of said 1st rotation element and said 2nd rotation element is connected to one of said 7th rotation element and said 8th rotation element so that power transmission is possible, The Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. Power transmission device.
前記第4及び前記第5回転要素の前記一方は前記サンギヤであり、前記第4及び前記第5回転要素の他方は前記キャリアであり、
前記第7及び前記第8回転要素の前記一方は前記サンギヤであり、前記第7及び前記第8回転要素の他方は前記キャリアであり、
前記第6及び前記第9回転要素は互いに一体に構成されたリングギヤであることを特徴とする請求項3に記載の動力伝達装置。 Each of the second and third differential mechanisms is composed of a planetary gear mechanism having a sun gear, a carrier supporting a double pinion type planetary gear, and a ring gear.
The one of the fourth and fifth rotating elements is the sun gear, and the other of the fourth and fifth rotating elements is the carrier;
The one of the seventh and eighth rotating elements is the sun gear, and the other of the seventh and eighth rotating elements is the carrier;
The power transmission device according to claim 3, wherein the sixth and ninth rotating elements are ring gears integrally formed with each other.
前記第1及び前記第2回転機の一方は、前記第2及び前記第3差動機構の一方の前記キャリアに動力伝達可能に接続され、
前記第1及び前記第2回転機の他方は、前記第2及び前記第3差動機構の他方の前記キャリアに動力伝達可能に接続されていることを特徴とする請求項3または4に記載の動力伝達装置。 Each of the second and third differential mechanisms is composed of a planetary gear mechanism having a sun gear, a carrier supporting a double pinion type planetary gear, and a ring gear.
One of the first and second rotating machines is connected to the carrier of one of the second and third differential mechanisms so that power can be transmitted,
The other of the first and second rotating machines is connected to the other carrier of the second and third differential mechanisms so that power can be transmitted. Power transmission device.
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