JP7253631B2 - 自動車用トルク伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、電気車両又はハイブリッド車両、特に電動車又はハイブリッド自動車用のトルク伝達装置に関する。

自動車は、特に、
内燃機関によって推進される車両、
ハイブリッド車両として知られている車両、
電気車両として知られている車両のカテゴリのうちの１つに属することができる。

内燃機関によって推進される車両は、従来、ギアボックスと、機械式又は油圧式伝達システムとを備える。ギアボックスの役割は、ユーザの要求、速度及び燃焼機関のトルクに従って、車輪に伝達される速度及びトルクを適合させることである。

ハイブリッド車両として知られている車両は、一般に、内燃機関及び電気モータを使用する。電気車両として知られている車両は、電気モータのみを使用して推進される。

本発明は、より具体的には、ハイブリッド車両及び電気車両に適用される。

速度及びトルクを適合させるために、電気モータの使用は、一般に、各車輪で所望の速度及びトルク出力レベルを達成することを可能にするために、複雑なギアセット及び差動機構を含む変速機を必要とする。

コーナーでは、カーブの内側に位置する車輪は、走る距離が短く、したがって、カーブの外側に位置する車輪ほど速く回転しない。差動装置のおかげで、駆動が維持されると同時に、車輪間の速度差が可能になる。したがって、それはより良好な道路保持を保証し、タイヤの摩耗を制限することができる。

差動装置を使用すると、同じトルクを同じ方向に各車輪に伝達するという欠点がある。ここで、多くの使用シナリオでは、最大の抵抗を提供するシャフト、すなわち、最良のグリップを有する車輪に、より大きなトルクを加えることがむしろより望ましい。従来の差動装置を使用すると、車輪の１つが滑りやすい表面（例えば、黒氷）に載っている場合、スピンする傾向があり、したがって車両の動きを制限する。

このような欠点を軽減するために、したがって、道路保持を改善するために、各車輪に伝達されるトルクを変動させる可能性を提供するトルクベクタリングとして知られる技術を使用することは既知の慣行である。例えば、電子制御ユニットを使用して各車輪が十分なトルクを受け取ることを保証する差動制限装置又はセルフロック式電子差動装置（電子差動制限装置ｅＬＳＤ）を使用することが既知の慣行である。ｅＬＳＤタイプのシステムは、様々な車輪センサから生じる信号を監視し、ホイールスピンの場合、地面により良好なグリップを有する車輪により多くのトルクを伝達する。

しかしながら、そのような差動システムの使用は、多くの空間を占有する。この空間の問題に対処するために、米国特許第９，６５７，８２６号明細書は、第１の遊星歯車装置を介して第１のクラッチ機構の入力軸に結合され、第２の遊星歯車装置を介して第２のクラッチ機構の入力軸に結合された電気モータを備える自動車用のトルク伝達装置を提案している。第１及び第２のクラッチ機構の出力は、車両の第１の車輪及び第２の車輪にそれぞれ結合される。

第１及び第２のクラッチ機構は、車輪に伝達されるトルクに応じてクラッチの滑りを変動させるように制御される。したがって、クラッチの制御は、車輪間のトルクをベクタリングする機能を提供する。

しかしながら、そのような構造の伝動装置は、遊星歯車装置を介した減速比の変動を許容せず、これは、車両の動的性能、特に高速に急速に到達する車両の能力を制限する。本発明は、ユーザの快適性を保証するために、同時に、ユーザが知覚可能なトルクの中断又は加速の変動を回避しながら、この欠点を克服しようとするものである。本発明はまた、使用されるモータのサイズを制限し、車両のエネルギー消費及びトルク伝達装置によって占有される空間を低減しようとする。

そのために、本発明は、少なくとも１つのモータを備える車両用のトルク伝達装置に関し、トルク伝達装置は、
第１のクラッチの出力要素及び第２のクラッチの出力要素に回転可能に結合された第１の出力シャフトであって、車両の第１の車輪を駆動するように意図された第１の出力シャフトと、
第３のクラッチの出力要素及び第４のクラッチの出力要素に回転可能に結合された第２の出力シャフトであって、第１の車輪の反対側の車両の第２の車輪を駆動するように意図された第２の出力シャフトと、
上記少なくとも１つのモータからのトルクを第１のギア比で第１のクラッチの入力要素及び第４のクラッチの入力要素に伝達し、モータからのトルクを第２のギア比で第２のクラッチの入力要素及び第３のクラッチの入力要素に伝達するように設計されたトルク伝達機構と、を備える。

少なくとも２つのギア比を使用することにより、高い始動トルクと最高速度とを両立させることができ、その結果、車両が高速に達するのに必要な時間を短縮することができる。

ギア比ごと及び出力シャフトごとに少なくとも１つのクラッチを使用することにより、クラッチの滑りを通して、各車輪及び各ギア比に供給されるトルクを制御することが可能になり得る。クラッチの使用はまた、知覚可能な加速の変化と共に、ギア比の突然の変更を回避することによってユーザの快適性を確保することを可能にする。

このような構造はまた、装置の複雑さの増大と車両の動的性能の向上との間の良好な妥協点、車両の消費の低減、及び電気トラクションモータのサイズの低減、並びに装置によって占有される空間の量の低減を提供する。

車両は、二輪駆動車であっても、又は四輪駆動車であってもよい。トルク伝達装置は、例えば、１つ又は２つの電気モータで動作することができる。２つの電気モータを使用する場合、各電気モータは、例えば、クラッチ及び対応するトルク伝達機構を介して車両の２つの車輪に結合することができる。

ギア比の数はまた、２より大きくてもよく、例えば３に等しくてもよい。その場合、各車輪及び各ギア比に１つのクラッチが関連付けられる。したがって、３つのギア比の場合、クラッチの数は６に等しい。

一実施形態によれば、クラッチはマルチディスククラッチである。

第１の出力シャフトは、車両の第２の車輪ではなく、車両の第１の車輪を駆動するように意図されている。

第２の出力シャフトは、車両の第１の車輪ではなく、車両の第２の車輪を駆動するように意図されている。

装置は、第１のクラッチ及び第４のクラッチ並びに／又は第２のクラッチ及び第３のクラッチの滑りを制御するための制御手段を備えることができ、該制御手段は、対応するクラッチの滑りを通じて車両の第１の車輪と第２の車輪との間のトルク分割を制御することができる。

制御手段は、車両の道路保持又はトラクション、及び障害物を乗り越えるその能力を改善するために、トルクベクタリング機能を実行することができる。したがって、クラッチは、ギア比を変更するためと、差動装置及びトルクベクタリング装置の機能を実行するための両方に使用される。

第１のクラッチ及び第２のクラッチは、第１の出力シャフトと同心であってもよく、第３のクラッチ及び第４のクラッチは、第２の出力シャフトと同心であり、クラッチは、互いに対して軸方向にオフセットされている。軸方向は、ここでは伝達装置の出力シャフトによって与えられる。

そのような構造は、装置の半径方向サイズを制限することを可能にする。

各クラッチは、制御ユニットによって制御される油圧源及び油圧方向制御弁を介して動作され得る。

各クラッチは、油圧レシーバ（又はピストン）によって作動され得る。各回転油圧レシーバは、流体に対する遠心力によって生成される油圧を補償することを目的とする補償チャンバを装備することができる。したがって、油圧レシーバの作動力と動作圧力との間の関係は、もはや油圧レシーバの回転速度によって変更されない。油圧レシーバは、その軸方向変位によって、一方ではクラッチを開閉（クラッチ係合／係合解除）することができ、クラッチの摩擦面での滑りを調整することもできる。
各クラッチの入力要素は、クラッチと同心の歯車によって回転駆動され、その軸が歯車に平行であるピニオンによって駆動されてもよい。これにより、装置の軸方向サイズを制限することが可能になる。

上記ピニオンの軸は、同心であってもよい。

一実施形態によれば、クラッチの入力要素に関連付けられた歯車と噛み合うすべてのピニオンは、１つの同じシャフトに結合される。

伝達機構は、カスケード式に配置された歯車によって結合された固定された平行なシャフトを備えることができる。

第２のクラッチ及び第３のクラッチは、第２のクラッチ及び第３のクラッチに共通の歯車によって回転駆動される共通の入力要素を有してもよい。

そのような特徴は、装置によって占有される空間、及び装置の要素の数を制限することを可能にする。

第１のクラッチ及び第４のクラッチはそれぞれ、それぞれの歯車によって駆動されるそれぞれの入力要素を備えることができる。

第１のクラッチ及び第４のクラッチに関連付けられた歯車及び／又は第２のクラッチ及び第３のクラッチに関連付けられた歯車は、反対のねじれ角を有することができる。

したがって、反対のねじれ角を有する２つの歯車によって生成される軸力は、互いに補償することができる。

装置は、第１及び第２の車輪をロックするための装置を備えることができ、その結果、車両を固定することができる。

各クラッチは、常開型であってもよい。

クラッチは、作動されていないときに係合解除位置にある場合、常開（ノーマリー・オープン）と言われる。逆に、クラッチは、作動されていないときに係合位置にある場合、常閉（ノーマリークローズド）と言われる。

車輪ロック装置は、固定ケーシングと各出力シャフトとの間に位置してもよい。

したがって、各ロック装置は、対応する出力シャフトに関連付けられた車輪のロックを可能にする。

各車輪ロック装置は、対応する出力シャフトに回転可能に結合された歯車を備えることができ、各歯車は、対応する出力シャフトが回転するのを防止するため対応する歯車の歯セットに係合するロック位置と、出力シャフトが回転することを可能にするため歯車の歯セットから係合解除される解放位置との間で制御され、移動することができるロックレバーに関連付けられる。

第１のクラッチ及び第４のクラッチは常閉型であってもよく、第２のクラッチ及び第３のクラッチは常開型であってもよく、その逆であってもよい。

したがって、車輪ロック装置は、固定ケーシングと、モータとクラッチとの間に位置するトルク伝達機構のシャフトとの間に位置することができる。

各クラッチは湿式クラッチであってもよい。各クラッチは、マルチディスククラッチであってもよい。各クラッチの摩擦ライニングは、紙、金属及び／又は炭素で作製することができる。

変形として、各クラッチは常閉型であってもよい。その場合、クラッチが作動していないとき、すなわち係合位置にあるとき、出力シャフトは２つのギア比でクラッチとトルク伝達機構とによってロックされる。

装置は、出力シャフトに速度センサと、例えば出力シャフトの速度の関数として、及び／又はクラッチ内の圧力の関数として、各車輪に伝達されるトルクを決定することができる計算手段とを備えることができる。

各出力シャフトは、対応する車輪に結合された第１の端部と、第１の端部の反対側の第２の端部とを備えることができる。

各出力シャフトは、第１の端部側に位置する第１の直径を有する少なくとも１つの第１の円筒部と、第２の端部側に位置する第２の直径を有する第２の円筒部とを備えることができ、第１の直径は第２の直径よりも大きい。

最も低いギア比に関連付けられたクラッチは、第１の端部側に位置し、最も高いギア比に関連付けられたクラッチは、第２の端部側に位置する。

第１のギア比は、第１のクラッチ及び／又は第４のクラッチの入力要素の速度とモータの速度との間の比である。第２のギア比は、第２のクラッチ及び／又は第３のクラッチの入力要素の速度とモータの速度との間の比である。

ギア比が低いと出力シャフトに高いトルクが発生し、ギア比が比較的高いと出力シャフトに比較的低いトルクが発生する。

第１のクラッチ及び第４のクラッチの入力要素のギア比は、第２のクラッチ及び第３のクラッチの入力要素のギア比よりも低い。

一実施形態によれば、第２のクラッチ及び第３のクラッチの出力要素は、第１のクラッチ及び第４のクラッチの出力要素の間に軸方向に位置付けられる。言い換えれば、各出力シャフトについて、最も低いギア比に関連付けられたクラッチは、この出力シャフトに関連付けられた他の１つ又は複数のクラッチに対して車輪に最も近く位置付けられる。

したがって、上述の特徴は、シャフトのねじれ又は曲げを低減するため、最大トルクを伝達する車輪とクラッチとの間の軸方向距離を制限することを可能にする。これは、シャフトが段付きであり、車輪から離れる方向に減少する直径を有し得るため、特に重要である。

別の実施形態によれば、駆動ピニオンを支持する伝達機構のシャフトは、少なくとも２つの部分から形成される。

クラッチは各々、それぞれの歯車によって駆動されるそれぞれの入力要素を備えることができる。

一実施形態によれば、特定の入力要素及びそれらのそれぞれの歯車は、単一部品として製造することができる。

一実施形態によれば、第１のクラッチ及び第２のクラッチは、共通の出力要素を備える。同様に、第３のクラッチ及び第４のクラッチは、共通の出力要素を備える。

出力要素は各々、円筒形又は管状の断面の本体を備える。

これらの本体は、好ましくは、出力シャフトに続いて軸方向に延在する。

伝達装置は、少なくとも１つの流体供給ダクトを備える。

好ましくは、空間は、第１及び第２のクラッチの共通出力要素と第３及び第４のクラッチの共通出力要素とを軸方向に分離する。有利には、上記少なくとも１つのダクトの一部は、この空間内に位置付けられる。

好ましくは、クラッチの出力要素の少なくとも１つは管状本体を備え、上記少なくとも１つのダクトの一部は管状本体の内側に配置される。管状本体の軸は、出力シャフトの軸と同軸であることが好ましい。

必要に応じて、この出力要素の本体はまた、クラッチの作動チャンバのレベルで、管状本体の内側と管状本体の外側とを連通させることができる穿孔を含む。

必要に応じて、上記少なくとも１つのダクトは、穿孔と連通するか、又はこの穿孔に入る。

図示されていない別の実施形態によれば、各クラッチは、それ自体の出力要素を備え、第１のクラッチの出力要素は、第２のクラッチの出力要素に結合され、第３のクラッチの出力要素は、第４のクラッチの出力要素に結合され、空間は、第２のクラッチの出力要素と第３のクラッチの出力要素とを軸方向に分離する。

本発明はまた、上述したトルク伝達装置用のトルク伝達モジュールに関し、モジュールは、

第１のクラッチの出力要素及び第２のクラッチの出力要素に回転可能に結合された第１の出力シャフトであって、車両の第１の車輪を駆動するように意図された第１の出力シャフトと、

第３のクラッチの出力要素及び第４のクラッチの出力要素に回転可能に結合された第２の出力シャフトであって、第１の車輪の反対側の車両の第２の車輪を駆動するように意図された第２の出力シャフトと、

第１の動作範囲においてトルクを伝達するように構成された第１のクラッチの入力要素及び第４のクラッチの入力要素と、
第２の動作範囲内でトルクを伝達するように構成された第２のクラッチの入力要素及び第３のクラッチの入力要素であって、第２の動作範囲は、より高速の条件に対応する、第２のクラッチの入力要素及び第３のクラッチの入力要素と、を備える。

本発明はまた、上述した電気モータ及びトルク伝達装置を備える車両用のトルク伝達システムに関し、伝達機構はモータによって駆動されるように設計される。

本発明はまた、上述したトルク伝達装置を制御するための方法に関し、トルク伝達装置は、第１のクラッチの出力要素及び第２のクラッチの出力要素に回転可能に結合された第１の出力シャフトであって、車両の第１の車輪を駆動するように意図された第１の出力シャフトと、第３のクラッチの出力要素及び第４のクラッチの出力要素に回転可能に結合された第２の出力シャフトであって、第１の車輪とは反対側の車両の第２の車輪を駆動するように意図された第２の出力シャフトとを備え、方法は、
第１の出力シャフト及び前記第２の出力シャフトのうちの少なくとも一方が第１の動作速度で回転しているときに、第１及び第４のクラッチを係合させ、第２及び第３のクラッチを係合解除させるステップと、
第１の出力シャフト及び第２の出力シャフトのうちの少なくとも一方が第２の動作速度で回転しているときに、第２及び第３のクラッチを係合させ、第１及び第４のクラッチを係合解除させるステップと、を含む。

制御方法は、
第１の出力シャフトと第２の出力シャフトとの間の速度及びトルクを変動させるために、第１及び第４のクラッチが係合されるときに、第１又は第４のクラッチの滑りを制御するステップ、又は
第１の出力シャフトと第２の出力シャフトとの間の速度及びトルクを変動させるために、第２及び第３のクラッチが係合されているときに、第２又は第３のクラッチの滑りを制御するステップを含む。

滑りの制御は、車両の方向の変化を示すデータを受信したときに制御ユニットによって開始されてもよい。制御ユニットは、クラッチを動作（係合／係合解除）するステップと、クラッチの滑りを制御するステップとを実行してもよい。

本発明はまた、少なくとも１つのモータを備える車両用のトルク伝達装置に関し、トルク伝達装置は、
クラッチの出力要素に回転可能に結合された第１の出力シャフトであって、車両の第１の車輪を駆動するように意図された第１の出力シャフトと、
別のクラッチの出力要素に回転可能に結合された第２の出力シャフトであって、第１の車輪の反対側の車両の第２の車輪を駆動するように意図された第２の出力シャフトと、
モータから２つのクラッチの入力要素にトルクを伝達するように設計されたトルク伝達機構と、を備え、
各クラッチは常開型であり、装置は第１及び第２の車輪をロックするための装置をさらに備え、各車輪ロック装置は、対応する出力シャフトに回転可能に結合された歯車を備え、各歯車は、対応する出力シャフトが回転するのを防ぐため対応する歯車の歯セットに係合するロック位置と、出力シャフトが回転することを可能にするため歯車の歯セットから係合解除される解放位置との間を移動することができるロックレバーに関連付けられる。

このトルク伝達装置は、上述の特徴のうちの少なくとも１つをさらに備えてもよい。

本発明はまた、モータ、特に電気モータ、出力部材、入力部材と出力部材との間でトルクを伝達するように設計された伝達モジュールによって駆動されることを意図されたトルク入力部材を含むトルク伝達装置に関し、伝達モジュールは、
軸Ｘを中心に回転できる伝達部材と、
第１の半径方向外側ディスクキャリア、第１の半径方向内側ディスクキャリア並びに第１の半径方向外側ディスクキャリアと回転可能に結合された少なくとも１つの摩擦ディスク及び第１の半径方向内側ディスクキャリアと回転可能に結合された少なくとも１つの他のディスクを有する第１のマルチディスクアセンブリを備える第１の湿式クラッチと、
第２の半径方向外側ディスクキャリア、第２の半径方向内側ディスクキャリア並びに第２の半径方向外側ディスクキャリアと回転可能に結合された少なくとも１つの摩擦ディスク及び第２の半径方向内側ディスクキャリアと回転可能に結合された少なくとも１つの他のディスクを有する第２のマルチディスクアセンブリを備える第２の湿式クラッチと、
第１の半径方向内側ディスクキャリアと回転可能に結合された歯車などの伝達ホイールと、
第２の半径方向内側ディスクキャリアと回転可能に結合された歯車、入力部材と出力部材との間の第１のギア比について、トルクが２つの伝達ホイールのうちの一方を介して進み、及び入力部材と出力部材との間の第２のギア比について、トルクが２つの伝達ホイールのうちの他方を介して進むように構成される伝達装置などの別の伝達ホイールと、を備え、
伝達部材は、第１の半径方向外側ディスクキャリア及び第２の半径方向外側ディスクキャリアと、回転に関して第１の半径方向外側ディスクキャリア及び第２の半径方向外側ディスクキャリアに堅固に接続された管状本体とを備え、装置は、第１及び／又は第２のクラッチに流体を供給するために、その少なくとも一部が管状本体の内側に延在する少なくとも１つのダクトを備え、管状本体は、第１の半径方向内側ディスクキャリア及び第２の半径方向内側ディスクキャリアの内側に半径方向に延在する。

このトルク伝達装置は、上述の特徴のうちの少なくとも１つ及び／又は以下の特徴のうちの少なくとも１つをさらに備えることができる。

第１の半径方向内側ディスクキャリア及び第２の半径方向内側ディスクキャリアは、それぞれ２つの伝達ホイールを介して入力部材と回転可能に結合され、管状本体は出力部材と回転可能に結合される。

変形では、第１の半径方向内側ディスクキャリア及び第２の半径方向内側ディスクキャリアは、それぞれ２つの伝達ホイールを介して出力部材と回転可能に結合され、管状本体は入力部材と回転可能に結合される。

管状本体は、軸Ｘに沿って延在する。

２つの伝達ホイールは、異なる直径を有する。

装置は、２つの伝達ホイールのうちの一方と噛み合う車輪と、２つの伝達ホイールのうちの他方と噛み合う車輪とを備え、これらの２つの車輪は異なる直径を有する。

第１のクラッチのマルチディスクアセンブリのディスク及び第２のクラッチのマルチディスクアセンブリのディスクは、実質的に同じ直径を有し、軸Ｘの周りに配置される。

第１のクラッチは第１の作動ピストンを有し、第２のクラッチは第２の作動ピストンを有し、第１のピストン及び第２のピストンは、第１のクラッチのマルチディスクアセンブリと第２のクラッチのマルチディスクアセンブリとの間に軸方向に配置される。

第１のピストンは、第１のクラッチのマルチディスクアセンブリを圧縮するために第２のクラッチから離れるように軸方向に移動し、第２のピストンは、第２のクラッチのマルチディスクアセンブリを圧縮するために第１のクラッチから離れるように軸方向に移動する。

第１のクラッチ及び第２のクラッチは、軸Ｘの周りに配置される。

第１のクラッチ及び第２のクラッチは、第１のピストンと第２のピストンとの間に径方向に延びる平面に対して対称に配置される。

第１の半径方向内側ディスクキャリアは、第１の軸受、特に転がり軸受を介して管状本体上で回転する能力で取り付けられる。

第２の半径方向内側ディスクキャリアは、第２の軸受、特に転がり軸受を介して管状本体上で回転する能力で取り付けられる。

伝達部材は、半径方向に延在し、第１の半径方向外側ディスクキャリア及び第２の半径方向外側ディスクキャリアを管状本体に接続する接続部を備える。

伝達部材は、接続部を通る対称軸を有する。

第１のピストンと接続部との間に第１の作動チャンバが形成される。

第２のピストンと接続部との間に第２の作動チャンバが形成される。

上記少なくとも１つのダクトは、第１の作動チャンバ及び／又は第２の作動チャンバと連通する。

したがって、伝達モジュールのレイアウトは、簡単な方法で流体作動に非常によく適している。

出力部材は、車両差動装置又は車両の車輪を駆動可能である。

本発明の一実施形態によるトルク伝達装置の斜視図である。 装置の側面図である。 装置の断面図である。 別の実施形態による装置の概略断面図である。

図１～図３は、ハイブリッド自動車又は完全電気自動車用のトルク伝達システム１を示す。伝達システムは、モータ２と、モータと車両の車輪との間でトルクを伝達するように設計された伝達装置１とを備える。

伝達装置は、車両の第１の車輪を駆動するように意図された第１の出力シャフト１４と、第１の車輪の反対側の車両の第２の車輪を駆動するように意図された第２の出力シャフト１７とを備える。

電気モータ２は、ステータと、モータ２の回転シャフト３に結合されたロータとを備える。軸Ｘ３のモータ２の回転シャフト３は、玉軸受４を介して回転が案内される。シャフト３は、シャフト３によって支持された歯車Ｒ１を備える伝達機構を駆動する。

伝達機構は、玉軸受６によって回転が案内される軸Ｘ５の第１の回転シャフト５をさらに備える。第１の回転シャフト５は、歯車Ｒ２と歯車Ｒ３とを支持する。歯車Ｒ２は、歯車Ｒ１と噛み合っている。歯車Ｒ３の直径は、歯車Ｒ２の直径よりも小さい。歯車Ｒ３は、図３の歯車Ｒ２の右側、すなわち電気モータ２の反対側に位置している。

伝達機構は、玉軸受及び／又はころ軸受８によって回転が案内される軸Ｘ７の第２の回転シャフト７をさらに備える。軸受４、６、８は、図示しない固定ケーシングによって支持される。

第２のシャフト７は、歯車Ｒ３と噛み合う歯車Ｒ４と、第１のギア比に関連付けられた２つのピニオンＲ５及びＲ６と、第２のギア比に関連付けられたピニオンＲ７とを支持する。ピニオンＲ５、Ｒ６、Ｒ７は歯を有する。歯車Ｒ４の直径は、歯車Ｒ３の直径よりも大きい。

ピニオンＲ７は、軸方向に、すなわち第２のシャフト７の軸に沿って、図３の左側に位置するピニオンＲ５と、同じ図の右側に位置するピニオンＲ６との間に位置する。歯車Ｒ４は、ピニオンＲ６の右側に位置している。

シャフト３、５、７の軸Ｘ３、Ｘ５、Ｘ７は、互いに平行である。歯車及びピニオンＲ１～Ｒ７は、はすば歯を有する。

ピニオンＲ５及びピニオンＲ６は、それぞれリングギア又は歯車Ｒ８及びリングギア又は歯車Ｒ９と噛み合う。

ピニオンＲ５及びＲ６は、反対のねじれ角を有する。同様に、リングギアＲ８及びＲ９は、反対のねじれ角を有する。

リングギアＲ８は、クラッチＥ１の環状入力要素９によって支持される。

リングギアＲ９は、クラッチＥ４の環状入力要素１０によって支持される。

ピニオンＲ７は、環状入力要素１１によって支持され、クラッチＥ２及びクラッチＥ３に共通のリングギア又は歯車Ｒ１０と噛み合う。

リングギアＲ８、Ｒ９、Ｒ１０の歯セットは螺旋状である。リングギアも同軸であり、それらの軸Ｘは軸Ｘ３、Ｘ５及びＸ７に平行である。それらの軸Ｘはまた、出力シャフト１６、１７と同軸である。

クラッチＥ１及びＥ２はそれぞれ、軸Ｘの出力シャフト１４に回転可能に結合された出力要素１２、１３を備える。

クラッチＥ３及びＥ４はそれぞれ、軸Ｘの出力シャフト１７に回転可能に結合された出力要素１５、１６を備える。

各クラッチＥ１～Ｅ４は、入力要素に回転可能に結合された第１の一連のディスク１８と、出力要素に回転可能に結合された第２の一連のディスク１９とをさらに備え、ディスク１９はディスク１８の間に交互に配置されている。ディスク１８、１９は、ピストン２０が取り付けられている対応する入力要素９、１０、１１の圧力チャンバ２１に通じる作動液によって作動する環状ピストン２０によって互いに押し付けられる。

各ピストン２０の動きは、制御手段によって制御される。この実施形態では、ピストン２０は、入力要素９、１０、１１と共に回転することができることに留意されたい。

クラッチＥ１～Ｅ４の入力要素９、１０、１１は、ころ軸受２２によって回転が案内される。

各出力シャフト１４、１７は、例えばカルダンジョイントなどの等速ジョイントを介して車両の車輪に回転結合された第１の端部２３と、第１の端部２３の反対側の第２の端部２４とを含む。

出力シャフト１４、１７は、クラッチＥ１～Ｅ４の入力要素９、１０、１１及び出力要素１２～１６、並びにリングギアＲ８、Ｒ９、Ｒ１０と、互いに同軸である。

各出力シャフト１４、１７は、第１の端部２３の側に位置する第１の直径を有する第１の円筒部２５と、第２の端部２４側に位置する第２の直径を有する第２の円筒部２６とを備え、第１の直径は第２の直径よりも大きい。したがって、各出力シャフト１４、１７は段付きシャフトである。

クラッチＥ１及びＥ４の出力要素１２、１６は、各出力シャフト１４、１７の第１の端部２３の近くに位置する。クラッチＥ２及びＥ３の出力要素１３、１５は、各出力シャフト１４、１７の第２の端部２４の近くに位置する。

第１のギア比と呼ばれる、モータ２のシャフト３の回転速度に対するクラッチＥ１及びＥ４の各々の入力要素９、１０の回転速度の比は、例えば、クラッチＥ１及びＥ４が係合位置にあるとき、すなわち、トルクが上記クラッチＥ１及びＥ４を介して出力シャフト１４、１７に伝達され得るとき、１／２０～１／１０の間に含まれる。

第２のギア比と呼ばれる、クラッチＥ２及びＥ３の入力要素１１の回転速度とモータ２のシャフト３の回転速度との比は、例えば、クラッチＥ２及びＥ３が係合位置にあるとき、すなわち、トルクが上記クラッチＥ２及びＥ３を介して出力シャフト１４、１７に伝達され得るとき、１／１０～１／５の間に含まれる。

一般に、第１のギア比は第２のギア比よりも低い。第１のギア比専用のクラッチは、第２のギア比専用のクラッチよりも車輪に近い。

クラッチは、図に示す実施形態では常開型である。

各出力シャフト１４、１７は、車両を固定することを可能にするように意図された、対応する車輪をロックするためのシステムを備えている。各ロックシステムは、対応する出力シャフト１４、１７に回転可能に結合された歯車２７を備え、各歯車２７は、対応する出力シャフト１４、１７が回転するのを防止するため対応する歯車２７の歯セットに係合するロック位置と、対応する出力シャフト１４、１７が回転することを可能にするため歯車２７の歯セットから係合解除される解放位置との間で制御され、移動することができるロックレバーに関連付けられている。

動作の際、クラッチＥ１～Ｅ４は、選択されたギア比に従って作動される。換言すれば、第１のギア比が使用される場合、クラッチＥ１及びＥ４は係合位置すなわち閉位置に移動するため作動され、一方、クラッチＥ２及びＥ３は作動されず、その結果、クラッチＥ２及びＥ３は係合解除位置すなわち開位置に移動される。したがって、トルクは、特にクラッチＥ１及びＥ４を介してモータ２から各出力シャフト１４、１７に伝達される。

各クラッチはマルチディスク型であり、入力要素はクラッチの半径方向外側ディスクキャリアを形成し、出力要素はクラッチの半径方向内側ディスクキャリアを形成する。半径方向寸法は、出力シャフトの軸線に対して考慮される。

逆に、第２のギア比が使用される場合、クラッチＥ２及びＥ３は係合位置すなわち閉位置に移動するため作動され、一方、クラッチＥ１及びＥ４は作動されず、その結果、クラッチＥ１及びＥ４は係合解除位置すなわち開位置に移動される。したがって、トルクは、特にクラッチＥ２及びＥ３を介してモータ１から各出力シャフト１４、１７に伝達される。

さらに、必要に応じて各クラッチＥ１～Ｅ４にかかわる滑りを規制することで、トルクが各車輪に加えられること、及び各速度に対して制御することによってトルクベクタリング機能を得ることができる。規制は、例えば、出力シャフト１４、１７の速度に関する情報及びクラッチ内の圧力に関する情報から、各車輪に伝達されるトルクを計算することによって達成することができる。そのために、各出力シャフト１４、１７は、その回転速度を検出することができる図示されていないセンサを装備することができる。

別の実施形態を図４に示す。この実施形態は、特に以下に記載される特徴の点で前述の実施形態とは異なる。

シャフト３は、歯車Ｒ１と一体に形成されてもよい。同様に、シャフト５は、歯車Ｒ３と一体に形成されてもよい。

伝達機構の第２のシャフトは、互いに結合された２つの同軸セクション７ａ及び７ｂから構成される。例えば、セクション７ａの端の一部は、セクション７ｂの端の一部の中心にあり、セクション７ａの端の別の一部は、セクション７ｂの端の別の一部のスプラインと係合する。セクション７ａの一方は、第１のクラッチＥ１及び第２のクラッチＥ２に関連付けられ、他方のセクション７ｂは、第３のクラッチＥ３及び第４のクラッチＥ４に対応付けられる。

ピニオンＲ５、Ｒ６、Ｒ７及びＲ１１はまた、シャフトの対応するセクション７ａ、７ｂと一体に形成されてもよい。

クラッチはそれぞれ、それぞれの歯車によって駆動されるそれぞれの入力要素９、１１、３１、１０を備える。したがって、各セクション７ａ、７ｂは、各セクション７ａ、７ｂを独立して回転することができない、それぞれが歯車と噛み合う２つのピニオンを支持する。

入力要素９、１１、３１、１０は、クラッチの半径方向内側ディスクキャリアを形成し、出力要素１２及び１６は、クラッチの半径方向外側ディスクキャリアを形成する。

第１のクラッチＥ１と第２のクラッチＥ２とは、共通の出力要素１２を共有している。同様に、第３のクラッチＥ３と第４のクラッチＥ４とは、共通の出力要素１６を共有している。出力要素１２及び１６は、第１及び第２の出力シャフトに続いて軸方向に延在する管状断面の本体を備える。

空間は、第１の及び第２のクラッチの共通出力要素１２と、第３のクラッチ及び第４のクラッチの共通出力要素１６とを、軸方向に分離する。したがって、この空間を、クラッチに流体を供給する少なくとも１つのダクト４０を通すために使用することが可能である。図４は、第２のクラッチＥ２に供給するためのただ１つのダクトを概略的に示す。もちろん、各クラッチには、第２のクラッチＥ２に関して概略的に示された方法で流体が供給されてもよい。

クラッチの出力要素１２及び１６は管状の本体を有するので、各ダクト４０は、それが供給するクラッチの出力要素の管状本体の内側を通過することができる。この出力要素１２、１６は、装備されるクラッチの作動チャンバのレベルで、管状本体の内側と管状本体の外側とを連通させる穿孔をさらに備える。したがって、ダクトは、穿孔と連通するか、又はこの穿孔に進入することができる。

各出力要素１２、１６は、
クラッチの半径方向外側のディスクキャリアを形成する出力要素の一部と、
別のクラッチの半径方向外側のディスクキャリアを形成する出力要素の一部であって、ディスクがこれらの２つのディスクキャリアの間に軸方向に位置付けられる、出力要素の一部と、
これらのディスクキャリアの内側に半径方向に位置付けられた上記出力要素の管状本体と、にそれぞれ接続する接続ディスクを備える。

クラッチの入力要素は、クラッチの対応する出力要素、特にその管状本体を中心に枢動する能力で取り付けられる。

第１のクラッチ及び第２のクラッチに関する限り、第１の湿式クラッチＥ１は、第１の半径方向外側ディスクキャリア、第１の半径方向内側ディスクキャリア、並びに第１の半径方向外側ディスクキャリアに回転可能に結合された少なくとも１つの摩擦ディスク、及び第１の半径方向内側ディスクキャリアに回転可能に結合された少なくとも１つの他のディスクを有する第１のマルチディスクアセンブリを備える。第２の湿式クラッチＥ２は、第２の半径方向外側ディスクキャリア、第２の半径方向内側ディスクキャリア、並びに第２の半径方向外側ディスクキャリアに回転可能に結合された少なくとも１つの摩擦ディスク、及び第２の半径方向内側ディスクキャリアに回転可能に結合された少なくとも１つの他のディスクを有する第２のマルチディスクアセンブリを備える。

伝達歯車Ｒ８は、第１の半径方向内側ディスクキャリアと回転可能に結合され、伝達歯車Ｒ１０は、第２の半径方向内側ディスクキャリアと回転可能に結合される。

第１の半径方向外側ディスクキャリア及び第２の半径方向外側ディスクキャリア、並びに第１の半径方向外側のディスクキャリア及び第２の半径方向外側のディスクキャリアに回転に関して堅固に接続された管状本体は、この例では出力要素１２である伝達部材を共に形成する。管状本体は、軸Ｘに沿って延在する。

第１の半径方向内側ディスクキャリア及び第２の半径方向内側ディスクキャリアは、それぞれ２つの車輪Ｒ８及びＲ１０を介してトルク伝達機構と回転可能に結合される。２つの車輪Ｒ８、Ｒ１０は、直径が異なる。歯車Ｒ８及びＲ１０と噛み合うピニオンＲ５及びＲ７も直径が異なる。

第１のクラッチＥ１は、第１の作動ピストンを有し、第２のクラッチＥ２は、第２の作動ピストン（図示せず）を有し、第１のピストン及び第２のピストンは、第１のクラッチのマルチディスクアセンブリと第２のクラッチのマルチディスクアセンブリとの間に軸方向に配置される。第１のピストンは、第１のクラッチのマルチディスクアセンブリを圧縮するために第２のクラッチから離れるように軸方向に移動し、第２のピストンは、第２のクラッチのマルチディスクアセンブリを圧縮するために第１のクラッチから離れるように軸方向に移動する。

第１及び第２のクラッチは、第１のピストンと第２のピストンとの間に半径方向に延在する平面に対して対称に配置されていることが分かる。

第１の半径方向内側ディスクキャリアは、第１の転がり軸受を介して管状本体上で回転する能力で取り付けられる。第２の半径方向内側ディスクキャリアは、第２の転がり軸受を介して管状本体上で回転する能力で取り付けられる。

伝達部材は、半径方向に延在し、第１の半径方向外側ディスクキャリア及び第２の半径方向外側ディスクキャリアを管状本体に接続する接続部を備える。

第１のピストンと接続部との間に第１の作動チャンバが形成され、第２のピストンと接続部との間に第２の作動チャンバが形成される。

Claims (15)

1. 少なくとも１つのモータ（２）を備える車両用のトルク伝達装置（１）であって、
   第１のクラッチ（Ｅ１）の出力要素（１２）及び第２のクラッチ（Ｅ２）の出力要素（１２、１３）に回転可能に結合された第１の出力シャフト（１４）であって、前記第１の出力シャフト（１４）は、前記車両の第１の車輪を駆動するように意図された、第１の出力シャフト（１４）と、
   第３のクラッチ（Ｅ３）の出力要素（１５、１６）及び第４のクラッチ（Ｅ４）の出力要素（１６）に回転可能に結合された第２の出力シャフト（１７）であって、前記第２の出力シャフト（１７）は、前記第１の車輪の反対側にある、前記車両の第２の車輪を駆動するように意図された、第２の出力シャフト（１７）と、
   前記モータ（２）から前記第１のクラッチ（Ｅ１）の入力要素（９）及び第１のギア比を有する前記第４のクラッチ（Ｅ４）の入力要素（１０）にトルクを伝達するように設計され、及び前記少なくとも１つのモータ（２）から前記第２のクラッチ（Ｅ２）の入力要素（１１）及び第２のギア比を有する前記第３のクラッチ（Ｅ３）の入力要素（１１、３１）にトルクを伝達するように設計されたトルク伝達機構（５、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、７、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０）と、
   を備える、トルク伝達装置（１）。
2. 前記第１のクラッチ（Ｅ１）及び前記第４のクラッチ（Ｅ４）の滑り、並びに／又は前記第２のクラッチ（Ｅ２）及び前記第３のクラッチ（Ｅ３）の滑りを制御するための制御手段を備え、前記制御手段は、前記対応するクラッチの滑りを通じて、前記車両の前記第１の車輪と前記第２の車輪との間の前記トルク分割を制御することができることを特徴とする、請求項１に記載の装置（１）。
3. 前記第１のクラッチ（Ｅ１）及び前記第２のクラッチ（Ｅ２）が前記第１の出力シャフト（１４）と同心であり、前記第３のクラッチ（Ｅ３）及び前記第４のクラッチ（Ｅ４）が前記第２の出力シャフト（１７）と同心であり、前記クラッチが互いに対して軸方向にオフセットされていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置（１）。
4. 各クラッチが、制御ユニットによって制御される油圧源及び油圧方向制御弁を介して操作されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置（１）。
5. 各クラッチが、回転油圧レシーバ（２０）によって作動されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置（１）。
6. 各クラッチ（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ２、Ｅ４）の前記入力要素（９、１０、１１、３１）が、前記クラッチ（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ２、Ｅ４）と同心の歯車（Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１２）によって回転駆動され、その軸（Ｘ７）が前記歯車（Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１２）と平行であるピニオン（Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ１１）によって駆動されることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の装置（１）。
7. 前記ピニオン（Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ１１）の軸が同心であることを特徴とする、請求項６に記載の装置（１）。
8. 前記第２のクラッチ（Ｅ２）及び前記第３のクラッチ（Ｅ３）が、前記第２のクラッチ（Ｅ２）及び前記第３のクラッチ（Ｅ３）に共通の歯車（Ｒ１０）によって回転駆動される共通の入力部材（１１）を備えることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の装置（１）。
9. 前記第１のクラッチ（Ｅ１）及び前記第４のクラッチ（Ｅ４）がそれぞれ、それぞれの歯車（Ｒ８、Ｒ９）によって駆動されるそれぞれの入力要素（９、１０）を備えることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の装置（１）。
10. 前記第１のクラッチ（Ｅ１）及び前記第４のクラッチ（Ｅ４）に関連付けられた前記歯車、及び／又は前記第２のクラッチ（Ｅ２）及び前記第３のクラッチ（Ｅ３）に関連付けられた前記歯車は、反対のねじれ角を有することを特徴とする、請求項９に記載の装置（１）。
11. 前記第１及び第２の車輪をロックするためのロック装置（２７）を備え、各クラッチ（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４）は常開型であり、各車輪ロック装置は、前記対応する出力シャフト（１４、１７）に回転可能に結合された歯車（２７）を備え、各歯車（２７）は、前記対応する出力シャフト（１４、１７）が回転することを防止するため前記対応する歯車（２７）の歯に係合するロック位置と、前記出力シャフト（１４、１７）が回転することを可能にするため前記歯車（２７）の歯から係合解除される解放位置との間で制御され、移動することができるロックレバーに関連付けられる、請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置（１）。
12. 前記第１のクラッチ（Ｅ１）及び前記第４のクラッチ（Ｅ４）の前記入力要素の前記第１のギア比が、前記第２のクラッチ（Ｅ２）及び前記第３のクラッチ（Ｅ３）の前記入力要素の前記第２のギア比よりも低く、前記第２のクラッチ（Ｅ２）及び前記第３のクラッチ（Ｅ３）の前記出力要素は、前記第１のクラッチ（Ｅ１）の前記出力要素と前記第４のクラッチ（Ｅ４）の前記出力要素との間に軸方向に位置付けられる、請求項１から１１のいずれか一項に記載の装置（１）。
13. 前記伝達装置が、少なくとも１つの流体供給ダクト（４０）を備え、前記クラッチ（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４）の前記出力要素の少なくとも１つが管状本体を備え、前記少なくとも１つのダクトが前記管状本体の内側を通過する、請求項１から１２のいずれか一項に記載の装置（１）。
14. 請求項１から１３のいずれか一項に記載のトルク伝達装置用のトルク伝達モジュール（１）であって、
    第１のクラッチ（Ｅ１）の出力要素（１２）及び第２のクラッチ（Ｅ２）の出力要素（１３）に回転可能に結合された第１の出力シャフト（１４）であって、前記第１の出力シャフト（１４）は、前記車両の第１の車輪を駆動するように意図された、第１の出力シャフト（１４）と、
    第３のクラッチ（Ｅ３）の出力要素（１５）及び第４のクラッチ（Ｅ４）の出力要素（１６）に回転可能に結合された第２の出力シャフト（１７）であって、前記第２の出力シャフト（１７）は、前記第１の車輪の反対側の前記車両の第２の車輪を駆動するように意図された、第２の出力シャフト（１７）と、
    第１の動作範囲内でトルクを伝達するように構成された前記第１のクラッチ（Ｅ１）の入力要素（９）及び前記第４のクラッチ（Ｅ４）の入力要素（１０）と、
    より高速の条件に対応する、第２の動作範囲内でトルクを伝達するように構成された前記第２のクラッチ（Ｅ２）の入力要素（１１）及び前記第３のクラッチ（Ｅ３）の入力要素（１１）と、
    を備える、トルク伝達モジュール（１）。
15. 電気モータ（２）と、請求項１から１３のいずれか一項に記載のトルク伝達装置（１）とを備え、前記伝達機構が前記モータ（２）によって駆動されるように設計されている、車両用のトルク伝達システム。

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