JP6356715B2 - トルクベクタリング装置 - Google Patents

Description

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

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

国際公開第２０１５／００８６６１号

特許文献１に記載されたトルクベクタリング装置を搭載した車両における左右の駆動輪の駆動トルクは、トルクベクタリング装置による分配率の変更などによってそれぞれ異なるトルクに制御することができる。一方、各駆動輪の制動力は各駆動輪ごとに設けたブレーキ装置によって発生させることになる。各駆動輪ごとに設けられる従来のブレーキ装置は、ディスクやドラムなどの回転部材と、その回転部材に摩擦接触させられる摩擦材と、油圧シリンダなどのアクチュエータとを備えているから、必要十分な制動力を発生することができる半面、重量が大きいことにより、バネ下荷重が大きくなって、車体の振動や走行安定性が悪化する可能性がある。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、駆動輪に制動力を作用させるブレーキ機構を小型化することができるトルクベクタリング装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、駆動用モータと、前記駆動用モータからトルクが入力される第１入力要素と、一方の駆動輪に連結された第１出力要素と、前記第１入力要素のトルクが前記第１出力要素から出力されるように反力トルクを出力する第１反力要素とにより構成された第１遊星歯車機構と、前記駆動用モータからトルクが入力される第２入力要素と、一方の駆動輪に連結された第２出力要素と、前記第２入力要素のトルクが前記第２出力要素から出力されるように反力トルクを出力する第２反力要素とにより構成された第２遊星歯車機構とを有する差動機構と、前記第１反力要素と前記第２反力要素とのいずれか一方にトルクを伝達する差動用モータと、前記第１反力要素に作用するトルクを反転させて前記第２反力要素に伝達する反転機構と、前記第１入力要素と、前記第２入力要素とを連結する回転軸と、前記駆動用モータの出力軸から前記回転軸にトルクを伝達する回転部材とを備えたトルクベクタリング装置において、前記回転部材に選択的に摩擦接触して制動力を発生させるブレーキ機構を備え、前記ブレーキ機構は、前記回転部材と前記第１反力要素または前記第１出力要素とを摩擦接触させるとともに、前記回転部材と前記第２反力要素または前記第２出力要素とを摩擦接触させることにより、前記回転部材に前記制動力を作用させるように構成されていることを特徴とするものである。

また、この発明は、駆動用モータと、前記駆動用モータからトルクが入力される第１入力要素と、一方の駆動輪に連結された第１出力要素と、前記第１入力要素のトルクが前記第１出力要素から出力されるように反力トルクを出力する第１反力要素とにより構成された第１遊星歯車機構と、前記駆動用モータからトルクが入力される第２入力要素と、一方の駆動輪に連結された第２出力要素と、前記第２入力要素のトルクが前記第２出力要素から出力されるように反力トルクを出力する第２反力要素とにより構成された第２遊星歯車機構とを有する差動機構と、前記第１反力要素と前記第２反力要素とのいずれか一方にトルクを伝達する差動用モータと、前記第１反力要素に作用するトルクを反転させて前記第２反力要素に伝達する反転機構と、前記第１入力要素と、前記第２入力要素とを連結する回転軸と、前記駆動用モータの出力軸から前記回転軸にトルクを伝達する回転部材とを備えたトルクベクタリング装置において、前記回転部材に選択的に摩擦接触して制動力を発生させるブレーキ機構を備え、前記駆動用モータは、前記出力軸の回転速度を低下させる制動トルクを出力することができるように構成され、前記回転部材は、前記駆動用モータの出力軸と一体に回転するように構成され、前記第１反力要素または前記第１出力要素に噛み合う第１ブレーキ用ギヤと、前記第２反力要素または前記第２出力要素に噛み合う第２ブレーキ用ギヤとを備え、前記ブレーキ機構は、前記回転部材と前記第１ブレーキ用ギヤとを摩擦接触させるとともに、前記回転部材と前記第２ブレーキ用ギヤとを摩擦接触させることにより、前記回転部材に前記制動力を作用させるように構成されていることを特徴とするものである。

この発明では、前記回転部材は、前記回転軸とは異なる回転体の回転軸線上に配置してもよい。

この発明では、前記回転部材は、前記駆動用モータの出力ギヤであってもよい。
この発明では、前記第１遊星歯車機構は、前記第１反力要素が前記第１入力要素よりも低回転のときに減速機として機能し、かつ前記第２遊星歯車機構は、前記第２反力要素が前記第２入力要素よりも低回転のときに減速機として機能するように構成してもよい。

この発明では、前記ブレーキ機構は、電磁力により前記摩擦接触する際の摩擦力を制御するように構成してもよい。

この発明では、前記ブレーキ機構は、摩擦接触する面の間にオイルが介在するように構成された湿式のブレーキ機構であってもよい。

この発明によれば、トルクベクタリング装置の構成要素である駆動用モータの出力軸から、回転部材を介して各遊星歯車機構の入力要素に連結された回転軸にトルクが伝達されるように構成されている。そして、その回転部材に摩擦接触して制動力を作用させるブレーキ機構が設けられている。すなわち、トルクベクタリング装置にブレーキ機構が内在されている。したがって、ブレーキ機構により回転部材に制動力を作用させることで駆動輪に制動力を作用させることができるので、駆動輪に従来のブレーキ機構を設ける必要がなく、あるいはそのブレーキ機構を小型化することができる。その結果、バネ下荷重を低減することができ、車体の振動を低減することや走行安定性を向上させることができる。また、その回転部材は、駆動トルクを伝達するものとしての機能に加えて、ブレーキロータとしての機能を有することになるため、トルクベクタリング装置に内蔵されたブレーキ機構を小型化することができる。

この発明によれば、各遊星歯車機構は、差動用モータからトルクが伝達される反力要素が、駆動用モータからトルクが入力される入力要素よりも低回転のときに減速機として機能するように構成されている。そして、この構成では、各出力要素の回転速度が同一の場合には、各反力要素は停止した状態となり、また、各出力要素の回転速度が異なっている場合には、各反力要素が相対回転し、それに伴い差動用モータが回転する。そのように各反力要素が相対回転している場合であっても、各反力要素の回転速度は極低速となる。そのため、各遊星歯車機構は減速機として機能することになるので、回転部材に作用させる制動力が増大して各出力要素に作用する。その結果、ブレーキ機構を小型化することができる。

この発明によれば、回転部材と、各反力要素または各出力要素入力部材とを摩擦接触させることにより、回転部材に制動力を作用させるように構成されている。したがって、上記各反力要素または各出力要素がブレーキディスクとしても機能する。その結果、ブレーキ機構を小型化することができる。

この発明によれば、回転部材が駆動用モータと一体に回転するように構成されている。したがって、駆動用モータによる制動トルクと、ブレーキ機構による制動力との分担の調整などが容易になる。

この発明によれば、各入力要素を連結する回転軸とは異なる回転体の回転軸線上に回転部材を配置している。したがって、ブレーキ機構による摩擦の熱が、差動機構を構成する各回転要素に伝達されにくく、その結果、各回転要素が熱膨張するなどを要因とした動力損失の増大を抑制することができる。

この発明によれば、ブレーキ機構は、電磁力により摩擦接触する際の摩擦力を制御するように構成されている。したがって、駆動用モータおよび差動用モータならびにブレーキ機構が電気的に制御されることとなり、各モータやブレーキ機構の協調制御が容易になる。

この発明によれば、ブレーキ機構は、湿式のブレーキ機構である。そのため、摩擦熱の発生を抑制することができ、あるいは迅速にその熱を低下させることができるので、トルクを伝達する各部材が熱膨張するなどを要因とした動力損失の増大を抑制することができる。

この発明の実施例におけるトルクベクタリング装置の構成の一例を説明するための模式図である。 キャリヤをブレーキディスクとして機能させる構成の一例を説明するための模式図である。 出力ギヤをブレーキロータとして機能させる構成の一例を説明するための模式図である。 ブレーキ用ギヤを介して差動モータの出力トルクをリングギヤに伝達する構成の一例を説明するための模式図である。 反転機構により各ブレーキ用ギヤを連結した構成の一例を説明するための模式図である。 トルクベクタリング装置の前提となる構成に一例を説明するための模式図である。

この発明を適用することができるトルクベクタリング装置の前提となる構成の一例を図６に模式的に示している。図６に示すトルクベクタリング装置１は、駆動力源として機能する駆動用モータ２と、その駆動用モータ２から出力されたトルクを左右の駆動輪３ａ，３ｂに伝達する差動機構４と、左右の駆動輪３ａ，３ｂに伝達するトルクの分配率を制御する差動用モータ５とにより構成されている。図６に示す駆動用モータ２は、従来知られているハイブリッド車両や電気自動車などに駆動力源として設けられているモータと同様に構成することができ、例えば、永久磁石形同期モータで構成することができる。

その駆動用モータ２の出力軸６には、出力ギヤ７が連結されている。この出力ギヤ７には、差動機構４に連結されたドリブンギヤ８が噛み合っており、このドリブンギヤ８には、軸線方向における両側に突出した回転軸９が連結されている。

この回転軸９は、駆動用モータ２の出力軸６と平行に配置されており、その両側にそれぞれシングルピニオン型の遊星歯車機構１０，１１が連結されている。なお、以下の説明では、一方の遊星歯車機構を、第１遊星歯車機構１０と記し、他方の遊星歯車機構を、第２遊星歯車機構１１と記す。

第１遊星歯車機構１０は、回転軸９に連結された第１サンギヤ１２と、第１サンギヤ１２と同心円上に配置され、かつドリブンギヤ８よりも外径が大きい第１リングギヤ１３と、第１サンギヤ１２および第１リングギヤ１３に噛み合う第１プラネタリギヤ１４と、第１プラネタリギヤ１４を自転可能に保持するとともに、第１プラネタリギヤ１４が第１サンギヤ１２の回転中心を中心として公転することができるように保持する第１キャリヤ１５とにより構成されている。この第１キャリヤ１５には、図示しない一方側のドライブシャフトが連結されている。上記第１サンギヤ１２が、この発明の実施例における「第１入力要素」に相当し、第１リングギヤ１３が、この発明の実施例における「第１反力要素」に相当し、第１キャリヤ１５が、この発明の実施例における「第１出力要素」に相当する。上記第１リングギヤ１３には、外歯が形成されている。なお、この発明の実施例における「第１遊星歯車機構」は、シングルピニオン型の遊星歯車機構に限らず、ダブルピニオン型の遊星歯車機構であってもよい。

また、第２遊星歯車機構１１は、第１遊星歯車機構１０と同一に構成されており、回転軸９に連結された第２サンギヤ１６と、第２サンギヤ１６と同心円上に配置され、かつドリブンギヤ８よりも外径が大きい第２リングギヤ１７と、第２サンギヤ１６および第２リングギヤ１７に噛み合う第２プラネタリギヤ１８と、第２プラネタリギヤ１８を自転可能に保持するとともに、第２プラネタリギヤ１８が第２サンギヤ１６の回転中心を中心として公転することができるように保持する第２キャリヤ１９とにより構成されている。この第２キャリヤ１９には、図示しない他方側のドライブシャフトが連結されている。上記第２サンギヤ１６が、この発明の実施例における「第２入力要素」に相当し、第２リングギヤ１７が、この発明の実施例における「第２反力要素」に相当し、第２キャリヤ１９が、この発明の実施例における「第２出力要素」に相当する。上記第２リングギヤ１７には、外歯が形成されている。なお、この発明の実施例における「第２遊星歯車機構」は、シングルピニオン型の遊星歯車機構に限らず、ダブルピニオン型の遊星歯車機構であってもよい。

上述した第１リングギヤ１３と第２リングギヤ１７とは、反転機構２０を介して連結されている。この反転機構２０は、回転軸９と平行に配置され、かつケース３２に回転自在に保持された第１連結軸２１と、第２連結軸２２とにより構成されている。この第１連結軸２１における一方の端部には、第１リングギヤ１３の外歯に噛み合う第１ピニオンギヤ２３が形成され、他方の端部には、第２ピニオンギヤ２４が形成されている。また、第２連結軸２２における一方の端部には、第２リングギヤ１７の外歯に噛み合う第３ピニオンギヤ２５が形成され、他方の端部には、第２ピニオンギヤ２４に噛み合う第４ピニオンギヤ２６が形成されている。上記の第２ピニオンギヤ２４と第４ピニオンギヤ２６との歯数は同一である。したがって、第１連結軸２１と第２連結軸２２とが同一の回転速度で回転するように構成されている。上記のように構成された反転機構２０が、第１遊星歯車機構１０および第２遊星歯車機構１１の外周側を囲うように、円周方向に所定の間隔を空けて複数設けられている。

さらに、各リングギヤ１３，１７にトルクを伝達するために差動用モータ５が設けられている。この差動用モータ５は、永久磁石形同期モータや誘導モータなどにより構成することができる。図６に示す例では、差動用モータ５の出力軸２７は、駆動用モータ２の出力軸６や回転軸９と平行に配置されており、その先端部に出力ギヤ２８が連結されている。また、差動用モータ５の出力軸２７と平行にカウンタシャフト２９が配置されており、そのカウンタシャフト２９の一方の端部に、出力ギヤ２８と噛み合いかつ出力ギヤ２８よりも大径のカウンタドリブンギヤ３０が連結されている。さらに、カウンタシャフト２９の他方の端部には、カウンタドリブンギヤ３０よりも小径のカウンタドライブギヤ３１が連結されており、そのカウンタドライブギヤ３１が第２リングギヤ１７の外歯に噛み合っている。すなわち、差動用モータ５から出力されたトルクが増大されて第２リングギヤ１７に伝達されるように構成されている。なお、差動用モータ５から第１リングギヤ１３にトルクを伝達するように構成していてもよい。

上述した各遊星歯車機構１１，１２や、出力ギヤ７，２８などは、ケース３２に収容されており、各遊星歯車機構１１，１２や出力ギヤ７，２８などの摺動部や発熱部に、潤滑用または冷却用のオイルが供給されるように構成されている。

このように構成されたトルクベクタリング装置１の作用について説明する。図６に示す構成では、駆動用モータ２から出力されたトルクが各サンギヤ１２，１６に伝達される。その際に、第１サンギヤ１２に作用するトルクとは反対方向のトルクが第１リングギヤ１３に作用するとともに、第２サンギヤ１６に作用するトルクとは反対方向のトルクが第２リングギヤ１７に作用する。すなわち、駆動用モータ２から各遊星歯車機構１０，１１に入力されるトルクは、各リングギヤ１３，１７に同一の方向のトルクとして作用する。そのように各リングギヤ１３，１７には、同一方向のトルクが作用するものの、各リングギヤ１３，１７は、反転機構２０により連結されているため、各リングギヤ１３，１７に作用するトルクが相殺される。そのため、直進走行時など各リングギヤ１３，１７が停止している状態では、各リングギヤ１３，１７が反力要素として機能する。

したがって、第１サンギヤ１２に伝達されたトルクが、第１遊星歯車機構１０のギヤ比に応じて増大されて第１キャリヤ１５から出力され、第２サンギヤ１６に伝達されたトルクが、第２遊星歯車機構１１のギヤ比に応じて増大されて第２キャリヤ１９から出力される。上述したように第１遊星歯車機構１０と第２遊星歯車機構１１とは、同一の構成となっているため、第１キャリヤ１５から出力されるトルクと、第２キャリヤ１９から出力されるトルクとは同一となり、また第１キャリヤ１５の回転速度と第２キャリヤ１９の回転速度とが同一となる。すなわち、左右の駆動輪３ａ，３ｂに伝達されるトルクが同一となり、左右の駆動輪３ａ，３ｂの回転速度が同一となる。

一方、差動用モータ５からトルクを出力すると、第２遊星歯車機構１１における反力要素として機能する第２リングギヤ１７の反力トルクが変化するため、第２キャリヤ１９から出力されるトルクが変化する。例えば、第２リングギヤ１７の反力トルクが増大するように差動用モータ５からトルクを出力すると、第２キャリヤ１９から出力されるトルクが増大する。他方、そのように第２リングギヤ１７の反力トルクが増大するように差動用モータ５からトルクを出力した場合には、第１リングギヤ１３には、反転機構２０を介して反力トルクが低下するようにトルクが作用する。その結果、第１キャリヤ１５から出力されるトルクが低下する。すなわち、差動用モータ５からトルクを出力することにより、左右輪３ａ，３ｂに伝達されるトルクの分配率を変更することができる。

さらに、旋回走行時などであって左右の駆動輪３の回転速度が異なっている場合には、各リングギヤ１３，１７が相対回転し、それに伴って差動用モータ５が回転する。例えば、第２キャリヤ１９に連結された側の駆動輪３ｂが、第１キャリヤ１５に連結された側の駆動輪３ａよりも高速回転となる場合には、第１サンギヤ１２と第２サンギヤ１６とは同一回転速度で回り続けているため、第１キャリヤ１５と第２キャリヤ１９との間の回転速度の差を第１リングギヤ１３と第２リングギヤ１７との間の回転速度の差として吸収する必要がある。

第１リングギヤ１３と第２リングギヤ１７とは反転機構２０を介して連結されているため、第１リングギヤ１３と第２リングギヤ１７との間の回転速度の差は、第２リングギヤ１７、カウンタドライブギヤ３１、カウンタドリブンギヤ３０、出力ギヤ２８、出力軸２７を通じて差動用モータ５を回転させる。この状態においても、差動用モータ５にトルクを発生させると、上述の回転速度関係を保ったまま、左右の駆動輪３ａ，３ｂのトルク分配を適時、変更することが可能となる。

上述したように各リングギヤ１３，１７は、差動量を調整するために回転し、その回転速度は極低速となる。したがって、各リングギヤ１３，１７が回転している場合であっても、第１遊星歯車機構１０および第２遊星歯車機構１１は、減速機として機能することとなる。すなわち、第１サンギヤ１２に伝達されたトルクが増大されて第１キャリヤ１５から出力され、同様に第２サンギヤ１６に伝達されたトルクが増大されて第２キャリヤ１９から出力される。

この発明におけるトルクベクタリング装置は、図６に示すように構成されたトルクベクタリング装置１にブレーキ機構Ｂを更に備えたものである。以下、トルクベクタリング装置１にブレーキ機構Ｂを備えた構成例を説明する。なお、以下の説明では、図６と同一の構成は、同一の参照符号を付してその説明を省略する。また、ケース３２や差動用モータ５などの図６に示す例と同一に形成された部材は、図１ないし５で示していない場合がある。

図１は、ドリブンギヤ８をブレーキロータとして機能させ、かつ各リングギヤ１３，１７をブレーキディスクとして機能させるように構成されている。図１に示す例では、ドリブンギヤ８のうちの外周側の両側面に、環状の被接触部８ａ，８ｂが一体に形成されている。なお、このドリブンギヤ８が、この発明の実施例における「回転部材」に相当する。

また、第１リングギヤ１３には、ドリブンギヤ８側の側面から軸線方向に突出した第１円筒部１３ａが一体に形成されており、その第１円筒部１３ａの先端には、第１遊星歯車機構１０とドリブンギヤ８との間に介在する環状の第１接触部１３ｂが一体に形成されている。この第１接触部１３ｂのうちの外周側の側面は、被接触部８ａと面接触するように構成されており、その側面に図示しない摩擦材が取り付けられている。また、第１接触部１３ｂのうちの内周側であって、半径方向においてドリブンギヤ８の側面が窪んでいる箇所には、第１コイル３３ａが設けられている。なお、第１接触部１３ｂと被接触部８ａとの隙間が、第１コイル３３ａの側面とドリブンギヤ８の側面との隙間よりも小さくなるように形成されている。

その第１コイル３３ａに通電するための第１リード線３４ａは、第１接触部１３ｂおよび第１円筒部１３ａ、ならびに第１リングギヤ１３の内部を通って設けられており、第１リングギヤ１３のうちのケース３２側の側面に設けられた第１端子部材３５ａに接続されている。そして、その第１端子部材３５ａには、ケース３２に設けられた第１ブラシ３６ａが接触していて、その第１ブラシ３６ａを介して図示しないバッテリから電力が供給されるように構成されている。なお、第１リングギヤ１３は、平歯車やはすば歯車などにより構成されており、回転軸９の軸線方向に沿って移動することができるように構成されている。

また、第２リングギヤ１７には、ドリブンギヤ８側の側面から軸線方向に突出した第２円筒部１７ａが一体に形成されており、その第２円筒部１７ａの先端には、第２遊星歯車機構１１とドリブンギヤ８との間に介在する環状の第２接触部１７ｂが一体に形成されている。この第２接触部１７ｂのうちの外周側の側面は、被接触部８ｂと面接触するように構成されており、その側面に図示しない摩擦材が取り付けられている。また、第２接触部１７ｂのうちの内周側であって、半径方向においてドリブンギヤ８の側面が窪んでいる箇所には、第２コイル３３ｂが設けられている。なお、第２接触部１７ｂと被接触部８ｂとの隙間が、第２コイル３３ｂの側面とドリブンギヤ８の側面との隙間よりも小さくなるように形成されている。

その第２コイル３３ｂに通電するための第２リード線３４ｂは、第２接触部１７ｂおよび第２円筒部１７ａ、ならびに第２リングギヤ１７の内部を通って設けられており、第２リングギヤ１７のうちのケース３２側の側面に設けられた第２端子部材３５ｂに接続されている。そして、その第２端子部材３５ｂには、ケース３２に設けられた第２ブラシ３６ｂが接触していて、その第２ブラシ３６ｂを介して図示しないバッテリから電力が供給されるように構成されている。なお、第２リングギヤ１７は、平歯車やはすば歯車などにより構成されており、回転軸９の軸線方向に沿って移動することができるように構成されている。

図１に示すように構成されたトルクベクタリング装置１は、制動時に、各コイル３３ａ，３３ｂに通電して電磁力を発生させることにより、各接触部１３ｂ，１７ｂと被接触部８ａ，８ｂとを摩擦接触させる。その摩擦力は、各コイル３３ａ，３３ｂに通電する電流に応じて制御することができる。なお、そのように各接触部１３ｂ，１７ｂと被接触部８ａ，８ｂとの接触面にオイルが介在している。すなわち、各リングギヤ１３，１７とドリブンギヤ８とにより構成されたブレーキ機構Ｂは、電磁ブレーキであるとともに、湿式のブレーキ機構Ｂである。

上述したように各遊星歯車機構１０，１１は、減速機として機能するため、第１サンギヤ１２は第１キャリヤ１５よりも高速で回転し、かつ第２サンギヤ１６は第２キャリヤ１９よりも高速で回転する。したがって、上記のように各接触部１３ｂ，１７ｂと被接触部８ａ，８ｂとが接触すると、第１サンギヤ１２および第２サンギヤ１６には、回転速度を低下させるようにトルクが作用する。その際に、第１リングギヤ１３および第２リングギヤ１７には、回転速度を増大させるようにトルクが作用するものの、上述したように第１リングギヤ１３と第２リングギヤ１７とは、反転機構２０を介して連結されているため、そのトルクが相殺される。すなわち、制動時においても駆動時と同様に各リングギヤ１３，１７が反力要素として機能する。

そして、上記のように各接触部１３ｂ，１７ｂと被接触部８ａ，８ｂとが摩擦接触することにより、各遊星歯車機構１０，１１は差動制限されるため、第１サンギヤ１２および第１キャリヤ１５の回転速度が、第１リングギヤ１３の回転速度に一致するように、第１サンギヤ１２および第１キャリヤ１５にはトルクが作用し、同様に第２サンギヤ１６および第２キャリヤ１９の回転速度が、第２リングギヤ１７の回転速度に一致するように、第２サンギヤ１６および第２キャリヤ１９にはトルクが作用する。上述したように各遊星歯車機構１０，１１は減速機として機能するため、各キャリヤ１５，１９には、その回転速度が低下するようにトルクが作用し、またそのトルクは、各サンギヤ１２，１６に作用するトルクを増大させたトルクとして作用する。すなわち、ドリブンギヤ８に作用させる制動力に基づく制動トルクよりも大きな制動トルクが各キャリヤ１５，１９に作用する。なお、差動用モータ５からトルクを出力して、第１キャリヤ１５と第２キャリヤ１９とに作用する制動トルクの分配率を変更した場合も同様にブレーキ機構Ｂによる制動トルクが増大させられて各キャリヤ１５，１９に伝達される。

上述したように減速機として機能する各遊星歯車機構１０，１１の入力側、より具体的には入力要素として機能するサンギヤ１２，１６に連結されたドリブンギヤ８に制動力を作用させるように構成することにより、その制動力に基づいた制動トルクが増大されて各キャリヤ１５，１９に伝達されるので、ブレーキ機構Ｂを小型化することができる。また、駆動輪３ａ，３ｂに別途ブレーキ機構を設ける必要がなく、あるいは駆動輪３ａ，３ｂに設けるブレーキ機構を小型化することができるため、いわゆるバネ下荷重を低下させることができ、その結果、走行安定性や乗り心地を向上させることができる。さらに、ドリブンギヤ８がブレーキロータとして機能し、かつ各リングギヤ１３，１７がブレーキディスクとして機能することにより、ブレーキ機構Ｂ用の他の部材を設ける必要がなく、駆動力制御装置１全体として小型化することができる。

また、上述したように湿式のブレーキ機構Ｂであるので、オイルによってドリブンギヤ８や各リングギヤ１３，１７の摩擦熱の発生を抑制することができ、あるいは迅速に冷却することができる。そのため、ドリブンギヤ８や各リングギヤ１３，１７をブレーキ機構Ｂとして機能させた場合であっても、ドリブンギヤ８や各リングギヤ１３，１７の耐久性が低下することを抑制することができ、またはそれらのギヤ１３，１７が熱膨張するなどを要因とした動力損失の増大を抑制することができる。さらにブレーキ機構Ｂおよび各モータ２，５が電気的に制御されるため、それらの装置２，５，Ｂの協調制御が容易になる。またさらに、ドリブンギヤ８の外周側に被接触部８ａ，８ｂを形成することにより、その被接触部８ａ，８ｂに作用する制動力は、回転軸線からの距離に応じて大きいトルクとなって作用することになるため、被接触部８ａ，８ｂと接触部１３ｂ，１７ｂとの接触圧を小さくすることができる。言い換えると、第１コイル３３ａおよび第２コイル３３ｂに通電する電流を小さくすることができる。

なお、この発明の実施例におけるブレーキ機構は、ドリブンギヤ８とリングギヤ１３，１７とが摩擦係合する構成に限らず、差動機構４にトルクを入力するギヤと、差動機構４のうち反力要素または出力要素と一体となって回転する回転部材とが摩擦係合であってもよい。図２には、ドリブンギヤ８とキャリヤ１５，１９とが摩擦係合するように構成されたトルクベクタリング装置１の一例を示している。なお、上述した図６や図１と同様の構成には同一の参照符号を付してその説明を省略する。また、図２に示す例では、ドリブンギヤ８を挟んで両側の構成が同一となっているため、図における右側の部分の構成のみについて説明する。

図２に示す各リングギヤ１３，１７には、上述した円筒部１３ａ，１７ａや接触部１３ｂ，１７ｂが形成されておらず、図６と同様に単に円環状に形成されている。一方、第１キャリヤ１５における第１プラネタリギヤ１４が嵌合される第１ピニオンシャフト１５ａのうちのドリブンギヤ８側の端部には、環状の第１板部材１５ｂが軸線方向に移動するとともに、一体回転することができるように、スプラインなどにより係合している。この第１板部材１５ｂの外径は、ドリブンギヤ８の外径とほぼ同一に形成されており、その外周側の側面と被接触部８ａとが摩擦係合するように構成されている。したがって、第１板部材１５ｂの外周側には、図示しない環状の摩擦材が取り付けられている。

また、第１板部材１５ｂの内周部には、第３コイル３３ｃが設けられている。この第３コイル３３ｃは、図１に示す第１コイル３３ａと同様に構成されており、図示しないバッテリなどから電力が供給されるように構成されている。具体的には、第１ピニオンシャフト１５ａと、第１キャリヤ１５のうちの第１ピニオンシャフト１５ａが連結される環状の板部１５ｃとの内部を通って第３リード線３４ｃが設けられ、その第３リード線３４ｃを介してケース３２から電力が供給されるように構成されている。なお、その第３リード線３４ｃの端部に設けられた第３端子部材３５ｃは、ケース３２に設けられた第３ブラシ３６ｃと接触するように構成されている。

このように構成することにより第３コイル３３ｃに通電して、第１板部材１５ｂを被接触部８ａに接触させることにより、図１に示す例と同様に駆動輪３に制動トルクを作用させることができる。その結果、図１と同様の効果を奏することができる。

また、摩擦接触する相手側のギヤは、ドリブンギヤ８に限らず出力ギヤ７であってもよい。すなわち、出力ギヤ７を、この発明の実施例における「回転部材」として機能するように構成してもよい。その構成例を、図３に示している。図３に示す例では、出力軸６と相対回転可能に嵌合するとともに、第１リングギヤ１３に噛み合う第１ブレーキ用ギヤ３７が設けられ、同様に出力軸６と相対回転可能に嵌合するとともに、第２リングギヤ１７に噛み合う第２ブレーキ用ギヤ３８が設けられている。これらのギヤ３７，３８に内周部にはコイル３９が設けられている。また、出力ギヤ７の外周側の両側面には、軸線方向に突出した環状の突起部７ａ，７ｂが設けられている。

上記の第１ブレーキ用ギヤ３７の側面と環状の突起部７ａとが接触するとともに、第２ブレーキ用ギヤ３８の側面と環状の突起部７ｂとが接触するように構成されており、それら各ブレーキ用ギヤ３７，３８の側面には、図示しない摩擦材が設けられている。

なお、第２ブレーキ用ギヤ３７を挟んで出力ギヤ７とは反対側にパーキングロック機構４０が設けられている。具体的には、出力軸６と同軸上にパーキングロック用モータ４１が設けられており、そのモータ４１を制御することにより、第２ブレーキ用ギヤ３８を出力ギヤ７に接触させるように構成されている。このパーキングロック用モータ４１の出力軸４２には、送りネジが形成されており、その出力軸４２に、環状の押圧部材４３の内周面に形成された歯が噛み合っている。すなわち、パーキングロック用モータ４１を回転させることにより、押圧部材４３が軸線方向に移動するように構成されている。そして、押圧部材４３における第２ブレーキ用ギヤ３８側の側面には、軸受け４４が取り付けられており、押圧部材４３が第２ブレーキ用ギヤ３８側に移動したときに、その軸受け４４を介して第２ブレーキ用ギヤ３８を出力ギヤ７側に押圧するように構成されている。

したがって、パーキングロック用モータ４１を回転させて第２ブレーキ用ギヤ３７と出力ギヤ７とを接触させることにより、その後、モータ４１へ通電しなくても第２ブレーキ用ギヤ３７と出力ギヤ７とが接触した状態を維持する。すなわち、パーキングロック状態を維持することができる。

図３に示すように構成した場合であっても、図１に示す構成と同様の効果を奏することができる。また、図３に示す構成では、差動機構４とは別の構成部材、より具体的には、回転軸９とは異なる回転軸線上に設けられた出力ギヤ７がブレーキロータとしての機能を兼用するので、摩擦接触面が発熱した場合であっても、差動機構４への熱の伝達が抑制される。そのため、差動機構４を構成する部材が熱膨張することを抑制することができるので、そのような熱膨張を要因とする動力損失を抑制することができる。さらに、ブレーキとなる部材をドライブシャフトと同軸上に配置することがないので、ドライブシャフトと同軸上の幅を短くすることができる。

さらに、図３に示す構成では、駆動用モータ２とブレーキ機構Ｂとの間に、ギヤなどの変速機がないため、制動時に、駆動用モータ２を回生制御するとともに、ブレーキ機構Ｂにより制動トルクを駆動輪３に作用させる場合には、駆動用モータ２とブレーキ機構Ｂとの制動トルクの分担などの調整が容易になる。なお、図４に示すように差動用モータ５を第２ブレーキ用ギヤに噛み合うように設けてもよい。

またさらに、図５に示すように反転機構２０を、第１ブレーキ用ギヤ３７と第２ブレーキ用ギヤ３８とに噛み合うように設け、かつ第３ピニオンギヤ２５と一体にドリブンギヤ４５を形成し、そのドリブンギヤ４５に差動用モータ５の出力ギヤ２８を噛み合わせるように構成してもよい。このように構成することにより、ドリブンギヤ８の外径を各リングギヤ１３，１７の外径よりも大きくすることができるため、駆動用モータ２から差動機構４へ入力されるトルクを増大させることができる。また、反転機構２０を設けることによる鉛直方向における差動機構４の下端部が下側に突出する量を低減することができる。そのため、ドライブシャフトを低い位置に形成することができるので、そのドライブシャフトの先端部に取り付けられる図示しないボールジョイントの傾斜角を低下させることができ、駆動輪３への動力の伝達効率が低下することを抑制することができる。

１…トルクベクタリング装置、 ２…駆動用モータ、 ３ａ，３ｂ…駆動輪、 ４…差動機構、 ５…差動用モータ、 ６，２７，４２…出力軸、 ７，２８…出力ギヤ、 ８，４５…ドリブンギヤ、 ９…回転軸、 １０，１１…遊星歯車機構、 １２，１６…サンギヤ、 １３，１７…リングギヤ、 １４，１８…プラネタリギヤ、 １５，１９…キャリヤ、 ２０…反転機構、 ２１，２２…連結軸、 ２３，２４，２５，２６…ピニオンギヤ、 ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３９…コイル、 ３７，３８…ブレーキ用ギヤ、 Ｂ…ブレーキ機構。

Claims (7)

1. 駆動用モータと、
   前記駆動用モータからトルクが入力される第１入力要素と、一方の駆動輪に連結された第１出力要素と、前記第１入力要素のトルクが前記第１出力要素から出力されるように反力トルクを出力する第１反力要素とにより構成された第１遊星歯車機構と、前記駆動用モータからトルクが入力される第２入力要素と、一方の駆動輪に連結された第２出力要素と、前記第２入力要素のトルクが前記第２出力要素から出力されるように反力トルクを出力する第２反力要素とにより構成された第２遊星歯車機構とを有する差動機構と、
   前記第１反力要素と前記第２反力要素とのいずれか一方にトルクを伝達する差動用モータと、
   前記第１反力要素に作用するトルクを反転させて前記第２反力要素に伝達する反転機構と、
   前記第１入力要素と、前記第２入力要素とを連結する回転軸と、
   前記駆動用モータの出力軸から前記回転軸にトルクを伝達する回転部材と
   を備えたトルクベクタリング装置において、
   前記回転部材に選択的に摩擦接触して制動力を発生させるブレーキ機構を備え、
   前記ブレーキ機構は、前記回転部材と前記第１反力要素または前記第１出力要素とを摩擦接触させるとともに、前記回転部材と前記第２反力要素または前記第２出力要素とを摩擦接触させることにより、前記回転部材に前記制動力を作用させるように構成されている
   ことを特徴とするトルクベクタリング装置。
2. 駆動用モータと、
   前記駆動用モータからトルクが入力される第１入力要素と、一方の駆動輪に連結された第１出力要素と、前記第１入力要素のトルクが前記第１出力要素から出力されるように反力トルクを出力する第１反力要素とにより構成された第１遊星歯車機構と、前記駆動用モータからトルクが入力される第２入力要素と、一方の駆動輪に連結された第２出力要素と、前記第２入力要素のトルクが前記第２出力要素から出力されるように反力トルクを出力する第２反力要素とにより構成された第２遊星歯車機構とを有する差動機構と、
   前記第１反力要素と前記第２反力要素とのいずれか一方にトルクを伝達する差動用モータと、
   前記第１反力要素に作用するトルクを反転させて前記第２反力要素に伝達する反転機構と、
   前記第１入力要素と、前記第２入力要素とを連結する回転軸と、
   前記駆動用モータの出力軸から前記回転軸にトルクを伝達する回転部材と
   を備えたトルクベクタリング装置において、
   前記回転部材に選択的に摩擦接触して制動力を発生させるブレーキ機構を備え、
   前記駆動用モータは、前記出力軸の回転速度を低下させる制動トルクを出力することができるように構成され、
   前記回転部材は、前記駆動用モータの出力軸と一体に回転するように構成され、
   前記第１反力要素または前記第１出力要素に噛み合う第１ブレーキ用ギヤと、前記第２反力要素または前記第２出力要素に噛み合う第２ブレーキ用ギヤとを備え、
   前記ブレーキ機構は、前記回転部材と前記第１ブレーキ用ギヤとを摩擦接触させるとともに、前記回転部材と前記第２ブレーキ用ギヤとを摩擦接触させることにより、前記回転部材に前記制動力を作用させるように構成されている
   ことを特徴とするトルクベクタリング装置。
3. 請求項２に記載のトルクベクタリング装置において、
   前記回転部材は、前記回転軸とは異なる回転体の回転軸線上に配置されていることを特徴とするトルクベクタリング装置。
4. 請求項３に記載のトルクベクタリング装置において、
   前記回転部材は、前記駆動用モータの出力ギヤである
   ことを特徴とするトルクベクタリング装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか一項に記載のトルクベクタリング装置において、
   前記第１遊星歯車機構は、前記第１反力要素が前記第１入力要素よりも低回転のときに減速機として機能し、かつ前記第２遊星歯車機構は、前記第２反力要素が前記第２入力要素よりも低回転のときに減速機として機能するように構成されている
   ことを特徴とするトルクベクタリング装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか一項に記載のトルクベクタリング装置において、
   前記ブレーキ機構は、電磁力により前記摩擦接触する際の摩擦力を制御するように構成されている
   ことを特徴とするトルクベクタリング装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか一項に記載のトルクベクタリング装置において、
   前記ブレーキ機構は、摩擦接触する面の間にオイルが介在するように構成された湿式のブレーキ機構である
   ことを特徴とするトルクベクタリング装置。

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