KR20140079860A - 동력 장치 - Google Patents

Abstract

손실을 억제할 수 있고, 장치의 소형화 및 탑재성의 향상을 도모할 수 있는 동력 장치를 제공한다.
동력 장치(T)에서는, 제3∼제1 선 기어(S3∼S1) 및 캐리어 부재(111)의 회전수가 서로 공선 관계에 있고, 상기 회전수의 관계를 나타내는 공선도에 있어서, 이 순서로 배열된다. 또한, 제3 선 기어(S3) 및 캐리어 부재(111)는, 정토크 및 부토크를 발생시킬 수 있는 제1 및 제2 토크 발생 장치(113, 114)에 각각 연결됨과 동시에, 제2 및 제1 선 기어(S2, S1)는, 2개 회전축의 한쪽 및 다른쪽에 각각 연결되어 있다.

Description

동력 장치{MOTIVE POWER DEVICE}

본 발명은, 이동 장치를 이동시키기 위해, 서로 차(差)회전이 가능하게 구성된 2개의 회전축을 구동하는 동력 장치에 관한 것이다.

종래, 이러한 종류의 동력 장치로서, 예컨대 특허문헌 1에 개시된 것이 알려져 있다. 이 종래의 동력 장치는, 4륜 차량에 적용된 것으로, 동력원으로서의 내연 기관과, 내연 기관의 토크를 좌우의 출력축에 분배하는 차동 장치와, 회전 가능한 캐리어 부재와, 캐리어 부재에 회전 가능하게 지지된 3연(連) 피니언 기어와, 유압식의 증속용 클러치 및 감속용 클러치를 구비하고 있다. 좌우의 출력축은, 좌우의 구동륜에 각각 연결되어 있다. 또한, 3연 피니언 기어는, 서로 상이한 피치원(圓)을 갖는 제1 피니언 기어, 제2 피니언 기어 및 제3 피니언 기어로 구성되어 있고, 이들 제1∼제3 피니언 기어는, 일체로 형성되어 있다. 제1 피니언 기어는, 우출력축과 일체인 제1 선 기어와 맞물려 있고, 제2 피니언 기어는 좌출력축과 일체인 제2 선 기어와 맞물려 있다. 또한, 제3 피니언 기어는, 회전 가능한 제3 선 기어와 맞물려 있다. 또한, 증속용 클러치에 의해, 제3 선 기어와 부동의 케이싱 사이가 접속·차단되고, 감속용 클러치에 의해, 캐리어 부재와 케이싱 사이가 접속·차단된다.

이상의 구성인 종래 동력 장치에서는, 그 직진시, 증속용 클러치의 해방에 의해 제3 선 기어와 케이싱 사이가 차단되고, 감속용 클러치의 해방에 의해 캐리어 부재와 케이싱 사이가 차단됨과 동시에, 내연 기관의 토크가, 차동 장치를 통해 좌우의 출력축에 분배된다. 이에 수반하여, 캐리어 부재, 제3 선 기어, 증속용 및 감속용 클러치는, 내연 기관으로부터의 회전 전달에 수반하여 공전(公轉)한다. 또한, 차량의 좌우의 선회시, 증속용 및 감속용 클러치의 체결력을 제어함으로써, 좌우의 출력축에 대한 토크의 분배가 제어된다. 구체적으로는, 차량의 우측 선회시에는, 증속용 클러치의 해방에 의해 제3 선 기어와 케이싱 사이를 차단함과 동시에, 감속용 클러치의 체결에 의해 캐리어 부재와 케이싱 사이를 접속함으로써, 캐리어 부재를 감속시킨다. 이에 따라, 우출력축의 토크의 일부가, 제1 선 기어, 제1 피니언 기어, 제2 피니언 기어 및 제2 선 기어를 통해 좌출력축에 전달되는 결과, 좌출력축에 분배되는 토크가, 우출력축에 대하여 증대된다. 이 경우, 감속용 클러치의 체결 정도를 제어함으로써, 좌출력축에 분배되는 토크가 제어된다.

한편, 차량의 좌측 선회시에는, 감속용 클러치의 해방에 의해 캐리어 부재와 케이싱 사이를 차단함과 동시에, 증속용 클러치의 체결에 의해 제3 선 기어와 케이싱 사이를 접속함으로써, 캐리어 부재를 증속시킨다. 이에 따라, 좌출력축의 토크의 일부가, 제2 선 기어, 제2 피니언 기어, 제1 피니언 기어 및 제1 선 기어를 통해 우출력축에 전달되는 결과, 우출력축에 분배되는 토크가, 좌출력축에 대하여 증대된다. 이 경우, 증속용 클러치의 체결 정도를 제어함으로써, 우출력축에 분배되는 토크가 제어된다.

특허문헌 1 : 일본 특허 제3104157호

상술한 바와 같이, 종래의 동력 장치에서는, 좌우의 출력축에 대한 토크의 분배 제어를 위해, 증속용 및 감속용 클러치가 이용되고 있고, 이들 증속용 및 감속용 클러치는, 내연 기관으로부터의 회전 전달에 수반하여 공전한다. 이 때문에, 증속용 및 감속용 클러치로서 습식의 마찰 클러치를 이용한 경우에는, 그 윤활유의 점성에 의한 전단 저항에 의해, 큰 끌림 손실(gragging losses)이 발생해 버린다.

또한, 유압식의 증속용 및 감속용 클러치에 유압을 공급하기 위해, 내연 기관을 동력원으로 하는 유압 펌프를 이용한 경우에는, 내연 기관의 운전중, 좌우의 출력축에 대한 토크의 분배 제어에 관계없이, 항상 유압 펌프가 구동되기 때문에, 그 만큼, 내연 기관의 토크가 쓸데없이 소비되어 버린다. 또한, 증속용 및 감속용 클러치를 구동하기 위한 스풀 밸브나, 솔레노이드, 스트레이너(strainer) 등이 필요해지기 때문에, 그 만큼, 장치의 대형화 및 탑재성의 저하를 초래해 버린다.

본 발명은, 이상과 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 손실을 억제할 수 있고, 장치의 소형화 및 탑재성의 향상을 도모할 수 있는 동력 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 청구항 1에 관련된 발명은, 이동 장치[실시형태에서의(이하, 본 항에 있어서 동일) 차량(VFR), 차량(VAW)]를 이동시키기 위해, 서로 차회전이 가능하게 구성된 2개의 회전축(좌우의 출력축(SRL, SRR), 좌우의 출력축(SFL, SFR))을 구동하는 동력 장치(1, 1A∼1E)[동력 전달 장치(T)]로서, 회전 가능한 캐리어 부재(13, 111)와, 서로 일체로 설치된 제1 피니언 기어(P1), 제2 피니언 기어(P2) 및 제3 피니언 기어(P3)로 구성되고 캐리어 부재(13, 111)에 회전 가능하게 지지된 3연 피니언 기어(14, 112)와, 제1 피니언 기어(P1)에 맞물리는 회전 가능한 제1 선 기어(S1)와, 제2 피니언 기어(P2)에 맞물리는 회전 가능한 제2 선 기어(S2)와, 제3 피니언 기어(P3)에 맞물리는 회전 가능한 제3 선 기어(S3)를 구비하고, 3연 피니언 기어(14, 112) 및 제1∼제3 선 기어(S1∼S3)는, 캐리어 부재(13, 111)가 고정된 상태에서 3연 피니언 기어(14, 112)가 회전하고 있을 때에, 제2 선 기어(S2)의 회전수가 제1 선 기어(S1)의 회전수보다 높아짐과 동시에, 제3 선 기어(S3)의 회전수가 제2 선 기어(S2)의 회전수보다 높아지도록 구성되어 있고, 정토크 및 부토크를 발생시킬 수 있는 제1 토크 발생 장치[제1 회전 전기 기기(11), 제1 모터(113)]와, 정토크 및 부토크를 발생시킬 수 있는 제2 토크 발생 장치[제2 회전 전기 기기(12), 제2 모터(114)]를 더 구비하며, 제3 선 기어(S3)는 제1 토크 발생 장치에 연결되고, 제2 선 기어(S2)는 2개 회전축의 한쪽(좌출력축(SRL, SFL))에 연결되며, 제1 선 기어(S1)는 2개 회전축의 다른쪽(우출력축(SRR, SFR))에 연결됨과 동시에, 캐리어 부재(13, 111)는 제2 토크 발생 장치에 연결되어 있고, 제3 선 기어(S3) 및 캐리어 부재(13, 111)에 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 구성에 의하면, 회전 가능한 캐리어 부재에 3연 피니언 기어가 회전 가능하게 지지됨과 동시에, 3연 피니언 기어를 구성하는 서로 일체인 제1∼제3 피니언 기어에 회전 가능한 제1∼제3 선 기어가 각각 맞물려 있다. 또한, 이들 3연 피니언 기어 및 제1∼제3 선 기어는, 캐리어 부재가 고정된 상태에서 3연 피니언 기어가 회전하고 있을 때에, 제2 선 기어의 회전수가 제1 선 기어의 회전수보다 높아짐과 동시에, 제3 선 기어의 회전수가 제2 선 기어의 회전수보다 높아지도록 구성되어 있다. 이상의 구성에 의해, 제3∼제1 선 기어 및 캐리어 부재에 의해, 회전수가 서로 공선 관계에 있는 4개의 회전 요소가 구성된다. 여기서 공선 관계(collinear relationship)란, 공선도(collinear chart)에 있어서, 이들의 회전수가 서로 하나의 동일한 직선 상에 위치하는 관계를 말한다. 또한, 상술한 제1∼제3 선 기어의 회전수의 관계로부터, 이 공선도에 있어서, 제3 선 기어, 제2 선 기어, 제1 선 기어 및 캐리어 부재는, 이 순서로 배열된다.

또한, 제3 선 기어는 제1 토크 발생 장치에 연결되고, 제2 및 제1 선 기어는 2개 회전축의 한쪽(이하 「한쪽의 회전축」이라고 함) 및 다른쪽(이하 「다른쪽의 회전축」이라고 함)에 각각 연결됨과 동시에, 캐리어 부재는 제2 토크 발생 장치에 연결되어 있다. 이상에 의해, 제1 및 제2 토크 발생 장치에서 발생한 정토크 및 부토크(부하 토크)를, 제3∼제1 선 기어나 캐리어 부재를 통해 2개의 회전축에 전달하여, 양 회전축을 적절히 구동할 수 있다. 이 경우, 상술한 바와 같이 제3∼제1 선 기어 및 캐리어 부재의 회전수가 서로 공선 관계에 있기 때문에, 제1 및 제2 토크 발생 장치에서 발생하는 정토크 및 부토크를 제어함으로써, 2개의 회전축에 분배되는 토크를 적절히 제어할 수 있다. 또, 제1 및 제2 토크 발생 장치의 부토크란, 제1 및 제2 토크 발생 장치에 각각 연결된 제3 선 기어 및 캐리어 부재에 대하여, 부하로서 작용하는 토크를 말한다.

또한, 상술한 종래의 경우와 달리, 2개의 회전축에 분배되는 토크를 제어하기 위해, 습식의 마찰 클러치로 구성된 증속용 및 감속용 클러치가 아니라, 제1 및 제2 토크 발생 장치를 이용하기 때문에, 큰 끌림 손실이 발생하는 경우가 없고, 따라서, 손실을 억제할 수 있다. 이에 덧붙여, 증속용 및 감속용 클러치에 유압을 공급하기 위한 유압 펌프가 불필요하다. 또한, 양 클러치를 구동하기 위한 스풀 밸브나, 솔레노이드, 스트레이너 등도 불필요하고, 그 만큼, 동력 장치의 소형화 및 탑재성의 향상을 도모할 수 있다.

청구항 2에 관련된 발명은, 청구항 1에 기재된 동력 장치(1, 1A∼1E)에서, 제3 선 기어(S3)와 캐리어 부재(13) 사이를 접속·차단함으로써 2개의 회전축 사이의 차회전을 제한하기 위한 차동 제한 기구(16, 41)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

이 구성에 의하면, 제3∼제1 선 기어 및 캐리어 부재로 이루어지는 4개의 회전 요소 중, 공선도에 있어서 양 외측에 위치하는 회전 요소, 즉 제3 선 기어와 캐리어 부재 사이가, 차동 제한 기구에 의해 접속·차단된다. 제3∼제1 선 기어 및 캐리어 부재의 회전수가 공선 관계에 있기 때문에, 이 차동 제한 기구에 의한 제3 선 기어와 캐리어 부재 사이의 접속에 의해, 제3∼제1 선 기어 및 캐리어 부재가 일체로 회전하게 되기 때문에, 제2 선 기어가 연결된 한쪽의 회전축과 제1 선 기어가 연결된 다른쪽의 회전축 사이의 차회전을 제한할 수 있고, 이에 따라, 이동 장치의 거동 안정성을 높일 수 있다. 이 경우, 차동 제한 기구를 단순히 접속하기만 하면 되기 때문에, 2개의 회전축 사이의 차회전의 제한을 용이하게 행할 수 있음과 동시에, 그 높은 응답성을 얻을 수 있다.

또한, 도 23은, 다른쪽의 회전축의 회전수가 한쪽의 회전축의 회전수보다 높은 경우에 있어서, 차동 제한 기구에 의해 제3 선 기어와 캐리어 부재 사이를 접속했을 때의 각종 회전 요소 사이의 회전수의 관계 및 토크의 균형 관계의 일례를 도시한 공선도이다. 도 23에서는, 값 0을 나타내는 가로선으로부터 세로선 상의 흰 원까지의 거리가, 각 회전 요소의 회전수에 상당한다. 이것은, 후술하는 다른 공선도에 관해서도 동일하다. 도 23에 있어서, RC1은 차동 제한 기구의 접속에 수반하여 차동 제한 기구로부터 제3 선 기어에 작용하는 반력 토크이고, RLC1 및 RRC1은 이 반력 토크 RC1이 제3 선 기어에 작용하는 것에 수반하여 한쪽의 회전축 및 다른쪽의 회전축에 각각 작용하는 반력 토크이다. 또한, RC2는, 차동 제한 기구의 접속에 수반하여 차동 제한 기구로부터 캐리어 부재에 작용하는 반력 토크이고, RLC2 및 RRC2는, 이 반력 토크 RC2가 캐리어 부재에 작용하는 것에 수반하여 한쪽의 회전축 및 다른쪽의 회전축에 각각 작용하는, 반력 토크이다.

이 경우, 차동 제한 기구의 접속에 수반하여, 한쪽의 회전축에 전달되는 토크는 RLC1+RLC2=RC1×(X+1)+RC2×Y로 나타내고, 다른쪽의 회전축에 전달되는 토크는 -{RRC1+RRC2}=-{RC1×X+RC2×(Y+1)}로 나타낸다. 이와 같이, 회전수가 낮은 한쪽의 회전축에 전달되는 토크가 증대됨과 동시에, 회전수가 높은 다른쪽의 회전축에 제동 토크가 작용하는 결과, 2개의 회전축 사이의 차회전이 저감되고 제한된다. 또한, 제3 선 기어와 캐리어 부재 사이를 접속하는 것으로부터 분명한 바와 같이, 차동 제한 기구로부터 제3 선 기어 및 캐리어 부재에 각각 작용하는 반력 토크 RC1 및 RC2는, 그 방향이 서로 반대일 뿐, 서로 동일한 크기이다.

이상으로부터, 차동 제한 기구의 접속에 의해 2개의 회전축 사이의 차회전을 제한하도록 양 회전축에 각각 작용하는 차동 제한 토크의 총합(이하 「총차동 제한 토크」라고 함)은, 이들의 반력 토크 RC1 및 RC2를 대표하여 RC1을 이용하면, RC1×(X+1)+RC1×Y+{RC1×X+RC1×(Y+1)}=2×RC1×(X+Y+1)로 나타낸다.

또한, 도 24는, 다른쪽의 회전축의 회전수가 한쪽의 회전축의 회전수보다 높은 경우에 있어서, 상술한 본 발명과 달리, 상술한 4개의 회전 요소 중, 한쪽의 회전축에 연결된 제2 선 기어와, 다른쪽의 회전축에 연결된 제1 선 기어 사이를 차동 제한 기구에 의해 접속한 것으로 가정했을 때의 각종 회전 요소 사이의 회전수의 관계 및 토크의 균형 관계의 일례를 도시한 공선도이다. 도 24에 있어서, RC1 및 RC2는, 차동 제한 기구의 접속에 수반하여 차동 제한 기구로부터 제2 및 제1 선 기어에 각각 작용하는, 반력 토크이다.

이 경우, 차동 제한 기구의 접속에 수반하여, 한쪽의 회전축 및 다른쪽의 회전축에 전달되는 토크는, RC1 및 -RC2로 각각 나타낸다. 이와 같이, 회전수가 낮은 한쪽의 회전축에 전달되는 토크가 증대됨과 동시에, 회전수가 높은 다른쪽의 회전축에 제동 토크가 작용하는 결과, 2개의 회전축 사이의 차회전이 제한된다. 또한, 제1 및 제2 선 기어 사이를 접속하는 것으로부터 분명한 바와 같이, 차동 제한 기구로부터 제2 및 제1 선 기어에 각각 작용하는 반력 토크 RC1 및 RC2는, 그 방향이 서로 반대일 뿐, 서로 동일한 크기이다.

이상으로부터, 제2 및 제1 선 기어 사이의 차동 제한 기구의 접속에 의해 작용하는 총차동 제한 토크는, 이들의 반력 토크 RC1 및 RC2를 대표하여 RC1을 이용하면, RC1+RC1=2×RC1로 나타낸다. 이에 대하여, 상술한 바와 같이, 본 발명(도 23)의 총차동 제한 토크는, 2×RC1×(X+Y+1)로 나타내는 것으로부터 분명한 바와 같이, 제2 및 제1 선 기어 사이를 접속한 경우(도 24)보다 커진다.

또한, 도 25는, 다른쪽의 회전축의 회전수가 한쪽의 회전축의 회전수보다 높은 경우에 있어서, 본 발명과 달리, 4개의 회전 요소 중, 제3 선 기어와 제1 선 기어 사이를 차동 제한 기구에 의해 접속한 것으로 가정했을 때의 각종 회전 요소 사이의 회전수의 관계 및 토크의 균형 관계의 일례를 도시한 공선도이다. 도 25에 있어서, RC1은, 차동 제한 기구의 접속에 수반하여 차동 제한 기구로부터 제3 선 기어에 작용하는 반력 토크이고, RLC1 및 RRC1은, 이 반력 토크 RC1이 제3 선 기어에 작용하는 것에 수반하여 한쪽의 회전축 및 다른쪽의 회전축에 각각 작용하는, 반력 토크이다. 또한, RC2는, 차동 제한 기구의 접속에 수반하여 차동 제한 기구로부터 제1 선 기어를 통해 다른쪽의 회전축에 작용하는 반력 토크이고, RLC2 및 RSC2는, 이 반력 토크 RC2가 제1 선 기어에 작용하는 것에 수반하여 한쪽의 회전축 및 제3 선 기어에 각각 작용하는 반력 토크이다.

이 경우, 차동 제한 기구의 접속에 수반하여, 한쪽의 회전축에 전달되는 토크는 RLC1-RLC2=RC1×(X+1)-RC2×(X+1)/X로 나타내고, 다른쪽의 회전축에 전달되는 토크는 -(RC2+RRC1)=-(RC2+RC1×X)로 나타낸다. 이와 같이, 회전수가 낮은 한쪽의 회전축에 전달되는 토크가 증대됨과 동시에, 회전수가 높은 다른쪽의 회전축에 제동 토크가 작용하는 결과, 2개의 회전축 사이의 차회전이 제한된다. 또한, 제3 및 제1 선 기어 사이를 접속하는 것으로부터 분명한 바와 같이, 차동 제한 기구로부터 제3 선 기어 및 제1 선 기어에 각각 작용하는 반력 토크 RC1 및 RC2는, 그 방향이 서로 반대일 뿐, 서로 동일한 크기이다.

이상으로부터, 제3 및 제1 선 기어 사이의 차동 제한 기구의 접속에 의해 2개의 회전축에 작용하는 총차동 제한 토크는, 이들의 반력 토크 RC1 및 RC2를 대표하여 RC1을 이용하면, RC1×(X+1)-RC1×(X+1)/X+(RC1+RC1×X)=2×RC1×{X+1-(X+1)/(2×X)}로 나타낸다. 이에 대하여, 본 발명(도 23)에서의 총차동 제한 토크는, 2×RC1×(X+Y+1)로 나타내는 것으로부터 분명한 바와 같이, 제3 및 제1 선 기어 사이를 차동 제한 기구로 접속한 경우(도 25)보다 커진다. 이것은, 도시하지 않았지만, 4개의 회전 요소(제3∼제1 선 기어 및 캐리어 부재) 중의, 지금까지 서술한 2개의 회전 요소의 조합 이외의 조합에 관련된 2개의 회전 요소를 차동 제한 기구로 접속한 경우에도, 동일하게 적용된다. 또한, 도 23∼도 25는, 다른쪽의 회전축의 회전수가 한쪽의 회전축의 회전수보다 높은 경우의 예이지만, 이와는 반대로, 한쪽의 회전축의 회전수가 다른쪽의 회전축의 회전수보다 높은 경우에도, 본 발명에서의 총차동 제한 토크는, 보다 커진다.

이상과 같이, 4개의 회전 요소 중, 공선도에 있어서 양 외측에 위치하는 회전 요소인 제3 선 기어와 캐리어 부재 사이를 접속함으로써, 가장 큰 총차동 제한 토크를 얻을 수 있다. 이에 따라, 2개의 회전축 사이의 차회전을 제한하기 위해 차동 제한 기구에 필요해지는 반력 토크를 저감시킬 수 있기 때문에, 차동 제한 기구의 소형화를 도모할 수 있고, 이에 따라, 한층 더 동력 장치의 소형화 및 탑재성의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 회전수가 서로 공선 관계에 있는 4개의 회전 요소를 구성하기 위해, 3연 피니언 기어, 제1∼제3 선 기어 및 캐리어 부재로 이루어지는 기어 장치를 이용하고 있다. 이 때문에, 예컨대, 이들 4개의 회전 요소를 구성하기 위해, 싱글 피니언 타입의 2개의 유성 기어 장치의 조합을 이용한 경우와 비교하여, 부품 개수를 삭감할 수 있음과 동시에, 링 기어를 갖고 있지 않은 만큼, 기어 장치의 직경 방향의 치수를 작게 할 수 있다.

청구항 3에 관련된 발명은, 청구항 2에 기재된 동력 장치(1A, 1D)에서, 제3 선 기어(S3)와 차동 제한 기구(41) 사이의 동력 전달 경로 상에 설치되고, 차동 제한 기구(41)에 의한 제3 선 기어(S3)와 캐리어 부재(13) 사이의 접속에 수반하여 발생한 차동 제한 기구(41)의 반력 토크를, 증대시킨 상태로 제3 선 기어(S3)에 전달하는 제1 동력 전달 기구[기어(51), 기어(52)]와, 캐리어 부재(13)와 차동 제한 기구(41) 사이의 동력 전달 경로 상에 설치되고, 차동 제한 기구(41)에 의한 제3 선 기어(S3)와 캐리어 부재(13) 사이의 접속에 수반하여 발생한 차동 제한 기구(41)의 반력 토크를, 증대시킨 상태로 캐리어 부재(13)에 전달하는 제2 동력 전달 기구(기어(53), 기어(54))를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

도 23을 이용한 청구항 2에 관련된 발명의 설명으로부터 분명한 바와 같이, 차동 제한 기구에 의한 제3 선 기어와 캐리어 부재 사이의 접속에 수반하여 발생한 차동 제한 기구의 반력 토크가 클수록, 상술한 총차동 제한 토크(2개 회전축의 차회전을 제한하는 토크)는, 보다 커진다. 상술한 구성에 의하면, 이 차동 제한 기구의 반력 토크가, 제1 동력 전달 기구에 의해 증대된 상태로 제3 선 기어에 전달됨과 동시에, 제2 동력 전달 기구에 의해 증대된 상태로 캐리어 부재에 전달된다. 따라서, 총차동 제한 토크를 증대시킬 수 있기 때문에, 2개의 회전축 사이의 차회전을 제한하기 위해 차동 제한 기구에 필요해지는 반력 토크를 더욱 저감시킬 수 있고, 이에 따라, 한층 더 차동 제한 기구의 소형화를 도모할 수 있다. 이 경우, 예컨대, 제1 및 제2 동력 전달 기구로서, 기어 등의 비교적 소형의 기구를 채용했을 때에는, 양자를 설치하기 위해 필요한 스페이스는, 상기한 차동 제한 기구의 소형화에 의해 삭감되는 스페이스보다 작다. 따라서, 차동 제한 기구의 소형화에 의해, 한층 더 동력 장치의 소형화 및 탑재성의 향상을 도모할 수 있다.

청구항 4에 관련된 발명은, 청구항 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 동력 장치(1C∼1E)[동력 전달 장치(T)]에 있어서, 서로 차회전이 가능한 제1 회전체[선 기어(SD)], 제2 회전체[캐리어(CD)] 및 제3 회전체[링 기어(RD)]를 갖는 차동 장치(D)와, 정토크를 발생시킬 수 있고 제1 및 제2 토크 발생 장치와는 별개로 설치된 토크 발생 장치[엔진(3)]를 더 구비하며, 제1 회전체는 제2 선 기어(S2)에 연결되고, 제2 회전체는 제1 선 기어(S1)와 2개 회전축의 다른쪽 사이의 동력 전달 경로 상에 설치됨과 동시에, 제3 회전체는 토크 발생 장치에 연결되는 것을 특징으로 한다.

이 구성에 의하면, 차동 장치의 제1∼제3 회전체가, 서로 차회전이 가능하게 구성되어 있다. 또한, 제1 회전체는 상술한 제2 선 기어에 연결되고, 제2 선 기어를 통해 한쪽의 회전축에 연결되어 있다. 제2 회전체는 제1 선 기어와 다른쪽의 회전축 사이의 동력 전달 경로 상에 설치되어 있고, 제3 회전체는 토크 발생 장치에 연결되어 있다. 또한, 이 토크 발생 장치는, 제1 및 제2 토크 발생 장치와는 별개로 설치되어 있다. 이상에 의해, 2개의 회전축에, 제1 및 제2 토크 발생 장치로부터의 정토크에 추가하여, 토크 발생 장치로부터의 정토크가 전달되기 때문에, 제1 및 제2 토크 발생 장치에 필요해지는 토크를 저감시킬 수 있고, 이에 따라 양 장치의 소형화를 도모할 수 있다.

청구항 5에 관련된 발명은, 청구항 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 동력 장치(1, 1A∼1E)(동력 전달 장치(T))에 있어서, 제1 및 제2 토크 발생 장치가 회전 전기 기기인 것을 특징으로 한다.

이 구성에 의하면, 제1 및 제2 토크 발생 장치로서 일반적인 회전 전기 기기를 이용하기 때문에, 각별한 장치를 이용하지 않고, 동력 장치를 용이하고 또한 보다 저렴하게 구성할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 2개의 회전축에 대한 토크의 분배를 제어하는 경우에 있어서, 제1 및 제2 토크 발생 장치에서 부토크를 발생시킴에 있어, 회전 전기 기기에 의해 동력을 전력으로 변환할 수 있다. 이 때문에, 예컨대, 동력 장치를 차량에 적용한 경우에는, 변환한 전력을 차량용의 보조 기기(補機)에 공급함으로써, 보조 기기의 전원을 충전하기 위한 발전기의 작동 부하 및 작동 빈도를 저하시킬 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 청구항 6에 관련된 발명은, 이동 장치[실시형태에서의(이하, 본 항에 있어서 동일) 차량(VFR), 차량(VAW)]를 이동시키기 위해, 서로 차회전이 가능하게 구성된 2개의 회전축[좌우의 출력축(SRL, SRR), 좌우의 출력축(SFL, SFR)]을 구동하는 동력 장치(1, 1A∼1E)로서, 서로의 사이에서 동력을 전달 가능한 제1 요소(제3 선 기어(S3)), 제2 요소(제2 선 기어(S2)), 제3 요소(제1 선 기어(S1)) 및 제4 요소(캐리어 부재(13))를 갖고, 제1∼제4 요소의 회전수가 공선도에 있어서 서로 동일한 하나의 직선 상에 위치하는 소정의 공선 관계에 있으며, 제1 요소를 고정시킨 상태에서 제2∼제4 요소를 회전시켰을 때에, 제2∼제4 요소가 동일한 방향으로 회전함과 동시에, 제4 요소의 회전수가 제2 및 제3 요소의 회전수보다 높아지도록 구성된 기어 장치(GS)와, 정토크 및 부토크를 발생시킬 수 있는 제1 토크 발생 장치[제1 회전 전기 기기(11)]와, 정토크 및 부토크를 발생시킬 수 있는 제2 토크 발생 장치[제2 회전 전기 기기(12)]를 구비하고, 제1 요소는 제1 토크 발생 장치에 연결되며, 제2 요소는 2개 회전축의 한쪽[좌출력축(SRL, SFL)]에 연결되고, 제3 요소는 2개 회전축의 다른쪽[우출력축(SRR, SFR)]에 연결됨과 동시에, 제4 요소는 제2 토크 발생 장치에 연결되어 있고, 제1 및 제4 요소에 연결되며, 제1 요소와 제4 요소 사이를 접속·차단함으로써 2개의 회전축 사이의 차회전을 제한하기 위한 차동 제한 기구(16, 41)를 더 구비하는 것을 특징으로 하다.

이 구성에 의하면, 기어 장치의 제1∼제4 요소가, 서로의 사이에서 동력을 전달할 수 있게 되어 있다. 또한, 제1∼제4 요소의 회전수는 공선도에 있어서 서로 동일한 하나의 직선 상에 위치하는 소정의 공선 관계에 있고, 제1 요소를 고정시킨 상태에서 제2∼제4 요소를 회전시켰을 때에, 제2∼제4 요소가 동일한 방향으로 회전함과 동시에, 제4 요소의 회전수가 제2 및 제3 요소의 회전수보다 높아진다. 또한, 제1 요소는 제1 토크 발생 장치에 연결되고, 제2 및 제3 요소는 2개 회전축의 한쪽(이하 「한쪽의 회전축」이라고 함) 및 다른쪽(이하 「다른쪽의 회전축」이라고 함)에 각각 연결됨과 동시에, 제4 요소는 제2 토크 발생 장치에 연결되어 있다.

이상에 의해, 제1 및 제2 토크 발생 장치에서 발생한 정토크 및 부토크를 기어 장치를 통해 2개의 회전축에 전달하여, 양 회전축을 적절히 구동할 수 있다. 이 경우, 상술한 바와 같이 제1∼제4 요소의 회전수가 서로 공선 관계에 있기 때문에, 제1 및 제2 토크 발생 장치에서 발생하는 정토크 및 부토크를 제어함으로써, 2개의 회전축에 분배되는 토크를 적절히 제어할 수 있다. 또, 제1 및 제2 토크 발생 장치의 부토크란, 제1 및 제2 토크 발생 장치에 각각 연결된 제1 요소 및 제4 요소에 대하여, 부하로서 작용하는 토크를 말한다.

또한, 상술한 종래의 경우와 달리, 2개의 회전축에 분배되는 토크를 제어하기 위해, 습식의 마찰 클러치로 구성된 증속용 및 감속용 클러치가 아니라, 제1 및 제2 토크 발생 장치를 이용하기 때문에, 큰 끌림 손실이 발생하는 경우가 없고, 따라서 손실을 억제할 수 있다. 이에 덧붙여, 증속용 및 감속용 클러치에 유압을 공급하기 위한 유압 펌프가 불필요하다. 또한, 양 클러치를 구동하기 위한 스풀 밸브나, 솔레노이드, 스트레이너 등도 불필요하고, 그 만큼 동력 장치의 소형화 및 탑재성의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 상술한 구성에 의하면, 회전수가 공선 관계에 있는 제1∼제4 요소 중의 제1 요소와 제4 요소 사이가, 차동 제한 기구에 의해 접속·차단된다. 이에 따라, 제1∼제4 요소가 일체로 회전하게 되기 때문에, 제2 요소가 연결된 한쪽의 회전축과 제3 요소가 연결된 다른쪽의 회전축 사이의 차회전을 제한할 수 있고, 이에 따라 이동 장치의 거동 안정성을 높일 수 있다. 이 경우, 차동 제한 기구를 단순히 접속하기만 하면 되기 때문에, 2개의 회전축 사이의 차회전의 제한을 용이하게 행할 수 있음과 동시에, 그 높은 응답성을 얻을 수 있다.

또한, 제1∼제4 요소의 회전수가 공선 관계에 있는 것과, 상술한 바와 같이 제1 요소를 고정시킨 상태에서 제2∼제4 요소를 회전시켰을 때에, 제2∼제4 요소가 동일한 방향으로 회전함과 동시에, 제4 요소의 회전수가 제2 및 제3 요소의 회전수보다 높아지는 것으로부터 분명한 바와 같이, 제1∼제4 요소의 회전수의 관계를 나타내는 공선도에 있어서, 제1 요소 및 제4 요소는 양 외측에 위치한다. 따라서, 이들 제1 요소와 제4 요소 사이를 차동 제한 기구로 접속함으로써, 상술한 청구항 2에 관련된 발명의 작용·효과의 설명으로부터 분명한 바와 같이, 총차동 제한 토크(2개의 회전축 사이의 차회전을 제한하도록 양 회전축에 각각 작용하는 차동 제한 토크의 총합)를 가장 크게 할 수 있다. 이에 따라, 2개의 회전축 사이의 차회전을 제한하기 위해 차동 제한 기구에 필요해지는 반력 토크를 저감시킬 수 있기 때문에, 차동 제한 기구의 소형화를 도모할 수 있고, 이에 따라 한층 더 동력 장치의 소형화 및 탑재성의 향상을 도모할 수 있다.

청구항 7에 관련된 발명은, 청구항 6에 기재된 동력 장치(1A, 1D)에서, 제1 요소와 차동 제한 기구(41) 사이의 동력 전달 경로 상에 설치되고, 차동 제한 기구(41)에 의한 제1 요소와 제4 요소 사이의 접속에 수반하여 발생한 차동 제한 기구(41)의 반력 토크를, 증대시킨 상태로 제1 요소에 전달하는 제1 동력 전달 기구(기어(51), 기어(52))와, 제4 요소와 차동 제한 기구(41) 사이의 동력 전달 경로 상에 설치되고, 차동 제한 기구(41)에 의한 제1 요소와 제4 요소 사이의 접속에 수반하여 발생한 차동 제한 기구(41)의 반력 토크를, 증대시킨 상태로 제4 요소에 전달하는 제2 동력 전달 기구(기어(53), 기어(54))를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

상술한 청구항 6에 관련된 발명은, 청구항 1에 관련된 발명의 제3∼제1 선 기어 및 캐리어 부재를 제1∼제4 요소로 각각 상위 개념화한 것이다. 이 때문에, 청구항 2에 관련된 발명과 마찬가지로, 차동 제한 기구에 의한 제1 요소와 제4 요소 사이의 접속에 수반하여 발생하는 차동 제한 기구의 반력 토크가 클수록, 총차동 제한 토크는 보다 커진다. 상술한 구성에 의하면, 이 차동 제한 기구의 반력 토크가 제1 동력 전달 기구에 의해 증대된 상태로 제1 요소에 전달됨과 동시에, 제2 동력 전달 기구에 의해 증대된 상태로 제4 요소에 전달된다. 따라서, 총차동 제한 토크를 증대시킬 수 있기 때문에, 2개의 회전축 사이의 차회전을 제한하기 위해 차동 제한 기구에 필요해지는 반력 토크를 더욱 저감시킬 수 있고, 이에 따라, 한층 더 차동 제한 기구의 소형화를 도모할 수 있다. 이 경우, 예컨대, 제1 및 제2 동력 전달 기구로서, 기어 등의 비교적 소형의 기구를 채용했을 때에는, 양자를 설치하기 위해 필요한 스페이스는, 상기한 차동 제한 기구의 소형화에 의해 삭감되는 스페이스보다 작다. 따라서, 차동 제한 기구의 소형화에 의해, 한층 더 동력 장치의 소형화 및 탑재성의 향상을 도모할 수 있다.

청구항 8에 관련된 발명은, 청구항 6 또는 7에 기재된 동력 장치(1C∼1E)에서, 서로 차회전이 가능한 제5 요소(선 기어(SD)), 제6 요소(캐리어(CD)) 및 제7 요소(링 기어(RD))를 갖는 차동 장치(D)와, 정토크를 발생시킬 수 있고, 제1 및 제2 토크 발생 장치와는 별개로 설치된 토크 발생 장치(엔진(3))를 더 구비하고, 제5 요소는 제2 요소에 연결되고, 제6 요소는 제3 요소와 2개 회전축의 다른쪽과의 사이의 동력 전달 경로 상에 설치됨과 동시에, 제7 요소는 토크 발생 장치에 연결되는 것을 특징으로 한다.

이 구성에 의하면, 차동 장치의 제5∼제7 요소가, 서로 차회전이 가능하게 구성되어 있다. 또한, 제5 요소는, 상술한 기어 장치의 제2 요소에 연결되고, 제2 요소를 통해 한쪽의 회전축에 연결되어 있다. 제6 요소는 기어 장치의 제3 요소와 다른쪽의 회전축 사이의 동력 전달 경로 상에 설치되어 있고, 제7 요소는 토크 발생 장치에 연결되어 있다. 또한, 이 토크 발생 장치는, 제1 및 제2 토크 발생 장치와는 별개로 설치되어 있다. 이상에 의해, 2개의 회전축에, 제1 및 제2 토크 발생 장치로부터의 정토크에 추가하여, 토크 발생 장치로부터의 정토크가 전달되기 때문에, 제1 및 제2 토크 발생 장치에 필요해지는 토크를 저감시킬 수 있고, 이에 따라 양 장치의 소형화를 도모할 수 있다.

청구항 9에 관련된 발명은, 청구항 6 내지 8 중 어느 하나에 기재된 동력 장치(1, 1A∼1E)에서, 제1 및 제2 토크 발생 장치가 회전 전기 기기인 것을 특징으로 한다.

이 구성에 의하면, 제1 및 제2 토크 발생 장치로서 일반적인 회전 전기 기기를 이용하기 때문에, 각별한 장치를 이용하지 않고, 동력 장치를 용이하고 또한 보다 저렴하게 구성할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 2개의 회전축에 대한 토크의 분배를 제어하는 경우에 있어서, 제1 및 제2 토크 발생 장치에서 부토크를 발생시킴에 있어, 회전 전기 기기에 의해 동력을 전력으로 변환할 수 있다. 이 때문에, 예컨대, 동력 장치를 차량에 적용한 경우에는, 변환한 전력을 차량용의 보조 기기에 공급함으로써, 보조 기기의 전원을 충전하기 위한 발전기의 작동 부하 및 작동 빈도를 저하시킬 수 있다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시형태에 의한 동력 전달 장치를, 이것을 적용한 차량의 구동륜과 함께 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는, ECU 등을 도시한 블럭도이다.
도 3은, 동력 전달 장치에서의 토크의 전달 상황을, 차량의 직진시에 관해 도시한 도면이다.
도 4는, 동력 전달 장치에서의 토크의 전달 상황을, 차량의 좌측 선회시에 관해 도시한 도면이다.
도 5는, 동력 전달 장치에서의 토크의 전달 상황을, 차량의 우측 선회시에 관해 도시한 도면이다.
도 6은, 본 발명의 제2 실시형태에 의한 동력 전달 장치를, 이것을 적용한 차량의 구동륜과 함께 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은, 본 발명의 제3 실시형태에 의한 동력 전달 장치를, 이것을 적용한 차량의 구동륜과 함께 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은, 본 발명에 의한 동력 전달 장치를 적용한 FR식의 차량을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는, 본 발명에 의한 동력 전달 장치를 적용한 전체 차륜(全輪) 구동식의 차량을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10은, 본 발명의 제4 실시형태에 의한 동력 장치를, 이것을 적용한 차량의 후륜과 함께 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11은, 도 10에 도시한 동력 장치에서의 각종 회전 요소 사이의 회전수의 관계 및 토크의 균형 관계를, 차량의 직진시이며 또한 감속 주행 이외의 주행 상태에 관해 도시한 공선도이다.
도 12는, 도 10에 도시한 동력 장치에서의 각종 회전 요소 사이의 회전수의 관계 및 토크의 균형 관계를, 차량의 직진시이며 또한 감속 주행 중에 관해 도시한 공선도이다.
도 13은, 도 10에 도시한 동력 장치에서의 각종 회전 요소 사이의 회전수의 관계 및 토크의 균형 관계를, 우측 선회용의 제3 요 모멘트(yaw moment) 증대 제어 중에 관해 도시한 공선도이다.
도 14는, 도 10에 도시한 동력 장치에서의 각종 회전 요소 사이의 회전수의 관계 및 토크의 균형 관계를, 우측 선회용의 제3 요 모멘트 저감 제어 중에 관해 도시한 공선도이다.
도 15는, 본 발명의 제5 실시형태에 의한 동력 장치를, 이것을 적용한 차량의 좌우의 후륜과 함께 개략적으로 도시한 도면이다.
도 16은, 본 발명의 제6 실시형태에 의한 동력 장치를, 이것을 적용한 차량의 좌우의 후륜과 함께 개략적으로 도시한 도면이다.
도 17은, 본 발명의 제7 실시형태에 의한 동력 장치를, 이것을 적용한 차량의 좌우의 전륜(前輪)과 함께 개략적으로 도시한 도면이다.
도 18은, 도 17에 도시한 동력 장치에서의 각종 회전 요소 사이의 회전수의 관계 및 토크의 균형 관계를, 우측 선회용의 제3 요 모멘트 증대 제어에 관해 도시한 공선도이다.
도 19는, 본 발명의 제8 실시형태에 의한 동력 장치를, 이것을 적용한 차량의 좌우의 전륜과 함께 개략적으로 도시한 도면이다.
도 20은, 본 발명의 제9 실시형태에 의한 동력 장치를, 이것을 적용한 차량의 좌우의 전륜과 함께 개략적으로 도시한 도면이다.
도 21은, 본 발명의 제7∼제9 실시형태의 제1 변형예에 의한 동력 장치를 적용한 FR식의 차량을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 22는, 본 발명의 제7∼제9 실시형태의 제2 변형예에 의한 동력 장치를 적용한 전체 차륜 구동식의 차량을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 23은, 본 발명에서의 각종 회전 요소 사이의 회전수의 관계 및 토크의 균형 관계의 일례를 도시한 공선도이다.
도 24는, 본 발명과 대비되는 비교예에서의 각종 회전 요소 사이의 회전수의 관계 및 토크의 균형 관계의 일례를 도시한 공선도이다.
도 25는, 도 24와는 별도의 비교예에서의 각종 회전 요소 사이의 회전수의 관계 및 토크의 균형 관계의 일례를 도시한 공선도이다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명한다. 도 1에 도시한 내연 기관(이하 「엔진」이라고 함)(3)은, FF(프론트 엔진-프론트 드라이브)식의 4륜의 차량(도시하지 않음)에 탑재되어 있다. 본 발명의 제1 실시형태에 의한 동력 전달 장치(T)는, 변속기(4)를 통해 엔진(3)에 연결되어 있고, 엔진(3)의 토크(이하 「엔진 토크」라고 함)를, 차량의 좌전륜(WFL) 및 우전륜(WFR)에 전달한다.

동력 전달 장치(T)는, 차동 장치(D), 캐리어 부재(111), 3연 피니언 기어(112), 제1 모터(113) 및 제2 모터(114)를 구비하고 있다. 이들 차동 장치(D), 캐리어 부재(111), 제1 모터(113) 및 제2 모터(114)는, 서로 동축형으로 배치되어 있다. 차동 장치(D)는, 소위 더블 피니언식의 유성 기어 장치이고, 선 기어(SD)와, 선 기어(SD)의 외주에 설치된 링 기어(RD)와, 선 기어(SD)에 맞물리는 복수의 제1 피니언 기어(PD1)와, 제1 피니언 기어(PD1) 및 링 기어(RD)에 맞물리는 복수의 제2 피니언 기어(PD2)와, 제1 및 제2 피니언 기어(PD1, PD2)를 회전 가능하게 지지하는 캐리어(CD)를 갖고 있다.

또한, 링 기어(RD)의 외주부에는 외부 톱니 기어(G)가 형성되어 있고, 이 외부 톱니 기어(G)는 변속기(4)의 출력축(4a)에 일체로 부착된 기어(4b)에 맞물려 있다. 캐리어(CD)의 우단부는 우출력축(SFR)에 일체로 부착되어 있고, 이 우출력축(SFR)은 우전륜(WFR)에 연결되어 있다. 또한, 캐리어(CD)의 좌단부에는 중공의 회전축(115)이 일체로 부착되어 있고, 회전축(115)은 베어링(도시하지 않음)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 선 기어(SD)는 좌출력축(SFL)에 일체로 부착되어 있고, 이 좌출력축(SFL)은, 회전축(115)의 내측에 상대적으로 회전 가능하게 배치됨과 동시에, 좌전륜(WFL)에 연결되어 있다.

이상의 구성의 차동 장치(D)에서는, 엔진 토크가 변속기(4)를 통해 링 기어(RD)에 전달되면, 링 기어(RD)에 전달된 토크는, 제1 및 제2 피니언 기어(PD1, PD2)를 통해, 선 기어(SD) 및 캐리어(CD)에, 1 : 1의 토크 분배비로 분배된다. 선 기어(SD)에 분배된 토크는 좌출력축(SFL)을 통해 좌전륜(WFL)에 전달되고, 캐리어(CD)에 분배된 토크는 우출력축(SFR)을 통해 우전륜(WFR)에 전달된다. 또한, 좌우의 출력축(SFL, SFR)은, 차동 장치(D)에 의해 서로 차회전이 가능하다.

상기 캐리어 부재(111)는, 도넛판형의 기초부(111a)와, 3연 피니언 기어(112)를 지지하기 위한 4개의 지지축(111b)(2개만 도시)으로 구성되어 있다. 캐리어 부재(111)는, 베어링(도시하지 않음)에 회전 가능하게 지지되어 있고, 좌출력축(SFL) 및 회전축(115)의 둘레에 배치되어 있다. 각 지지축(111b)은, 기초부(111a)에 일체로 부착되어 있고, 기초부(111a)로부터 축선 방향으로 연장되어 있다. 또한, 4개의 지지축(111b)은, 기초부(111a)의 원주 방향으로 등간격으로 배치되어 있다.

3연 피니언 기어(112)는, 서로 일체로 형성된 제1 피니언 기어(P1), 제2 피니언 기어(P2) 및 제3 피니언 기어(P3)로 구성되어 있다. 3연 피니언 기어(112)의 수(N)는 값 4이고(2개만 도시), 각 3연 피니언 기어(112)는 지지축(111b)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 제1∼제3 피니언 기어(P1∼P3)는, 캐리어 부재(111)의 축선과 평행한 동일 축선 상에, 우측으로부터 이 순서로 배치되어 있다. 또, 3연 피니언 기어(112)의 수(N) 및 지지축(111b)의 수는 값 4에 한정되지 않고, 임의이다.

제1∼제3 피니언 기어(P1∼P3)는 서로 상이한 피치원 직경을 갖고 있고, 제1 피니언 기어(P1)의 톱니수(이하 「제1 피니언 톱니수」라고 함)(ZP1), 제2 피니언 기어(P2)의 톱니수(이하 「제2 피니언 톱니수」라고 함)(ZP2), 및 제3 피니언 기어(P3)의 톱니수(이하 「제3 피니언 톱니수」라고 함)(ZP3)는, 이들의 최소 톱니수(M)에 양의 정수를 곱셈한 값(M, 2M, 3M… 중 어느 것)으로, 설정되어 있다. 구체적으로는, 제1 및 제2 피니언 톱니수(ZP1, ZP2)는, 최소 톱니수(M)=17로 설정되어 있고, 제3 피니언 톱니수(ZP3)는, 2M=34로 설정되어 있다. 이에 따라, 제1∼제3 피니언 기어(P1∼P3)의 톱니의 위상을, 둘레 방향으로 서로 일정하게 할 수 있다. 이에 따라, 3연 피니언 기어(112)의 조립시에, 제1∼제3 피니언 기어(P1, P2 및 P3)를 각각, 후술하는 제1 선 기어(S1), 제2 선 기어(S2) 및 제3 선 기어(S3)에 맞물리게 할 때에, 3연 피니언 기어(112)의 둘레 방향(회전 방향)의 위치 결정이 불필요해져, 조립성을 향상시킬 수 있다.

또한, 제1∼제3 피니언 기어(P1, P2 및 P3)에는, 제1 선 기어(S1), 제2 선 기어(S2) 및 제3 선 기어(S3)가 각각 맞물려 있다. 이 제1 선 기어(S1)는 회전축(115)에, 제2 선 기어(S2)는 좌출력축(SFL)에, 각각 일체로 부착되어 있고, 제3 선 기어(S3)는 회전축(116)에 일체로 부착되어 있다. 이 회전축(116)은, 베어링(도시하지 않음)에 회전 가능하게 지지되어 있고, 그 내측에는 좌출력축(SFL)이 상대적으로 회전 가능하게 배치되어 있다.

또한, 제1 선 기어(S1)의 톱니수(이하 「제1 선 기어 톱니수」라고 함)(ZS1), 제2 선 기어(S2)의 톱니수(이하 「제2 선 기어 톱니수」라고 함)(ZS2), 및 제3 선 기어(S3)의 톱니수(이하 「제3 선 기어 톱니수」라고 함)(ZS3)는, 3연 피니언 기어(112)의 수(N)(본 실시형태에서는 값 4)에 양의 정수를 곱셈한 값(N, 2N, 3N… 중 어느 것)으로, 설정되어 있다. 구체적으로는, 제1 및 제3 선 기어 톱니수(ZS1, ZS3)는, 8N=32로 설정되어 있고, 제2 선 기어 톱니수(ZS2)는, 7N=28로 설정되어 있다. 이에 따라, 제1∼제3 선 기어(S1∼S3)의 톱니의 위상을, 4개의 3연 피니언 기어(112)와 맞물리는 위치에 있어서, 서로 일치시킬 수 있다. 이에 따라, 제1∼제3 피니언 기어(P1∼P3)의 톱니의 위상을 서로 상이하게 하지 않게 되어, 3연 피니언 기어(112)의 제조 비용을 삭감할 수 있다.

또, 서로 맞물리는 제1 피니언 기어(P1) 및 제1 선 기어(S1)의 모듈을 서로 일치시키고, 제2 피니언 기어(P2) 및 제2 선 기어(S2)의 모듈을 서로 일치시킴과 동시에, 제3 피니언 기어(P3) 및 제3 선 기어(S3)의 모듈을 서로 일치시키는 것이면, 제1∼제3 피니언 기어(P1∼P3) 및 제1∼제3 선 기어(S1∼S3)의 모듈을 전부 일치시킬 필요는 없다.

제1 모터(113)는, AC 모터이고, 복수의 철심이나 코일 등으로 구성된 제1 스테이터(113a)와 복수의 자석 등으로 구성된 제1 로터(113b)를 갖고 있다. 이 제1 스테이터(113a)는, 부동의 케이스(CA)에 고정되어 있다. 제1 로터(113b)는, 제1 스테이터(113a)에 대향하도록 배치되고, 상술한 회전축(116)에 일체로 부착되어 있고, 회전축(116) 및 제3 선 기어(S3)와 함께 회전할 수 있다. 제1 모터(113)에서는, 제1 스테이터(113a)에 전력(전기 에너지)이 공급되면, 공급된 전력은 동력(회전 에너지)으로 변환되어, 제1 로터(113b)로 출력된다. 또한, 제1 로터(113b)에 동력(회전 에너지)이 입력되면, 이 동력은 전력(전기 에너지)으로 변환되어(발전), 제1 스테이터(113a)로 출력된다.

또한, 제1 스테이터(113a)는, 제1 파워 드라이브 유닛(이하 「제1 PDU」라고 함)(21)을 통해, 충전·방전 가능한 배터리(23)에 전기적으로 접속되어 있고, 배터리(23)와의 사이에서 전기 에너지를 교환할 수 있다. 이 제1 PDU(21)는, 인버터 등의 전기 회로로 구성되어 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 PDU(21)에는, 후술하는 ECU(2)가 전기적으로 접속되어 있다. 이 ECU(2)는, 제1 PDU(21)를 제어함으로써, 제1 스테이터(113a)에 공급하는 전력과, 제1 스테이터(113a)에서 발전하는 전력과, 제1 로터(113b)의 회전수를 제어한다.

또한, 제2 모터(114)도, 제1 모터(113)와 마찬가지로, AC 모터이고, 제2 스테이터(114a) 및 제2 로터(114b)를 갖고 있다. 이들 제2 스테이터(114a) 및 제2 로터(114b)는 각각, 제1 스테이터(113a) 및 제1 로터(113b)와 동일하게 구성되어 있다. 또한, 제2 로터(114b)는, 상술한 캐리어 부재(111)의 기초부(111a)에 일체로 부착되어 있고, 캐리어 부재(111)와 함께 회전할 수 있다. 또한, 제2 모터(114)는, 제1 모터(113)와 마찬가지로, 제2 스테이터(114a)에 공급된 전력을 동력으로 변환하여, 제2 로터(114b)로 출력할 수 있고, 제2 로터(114b)에 입력된 동력을 전력으로 변환하여, 제2 스테이터(114a)로 출력할 수 있다.

또한, 제2 스테이터(114a)는, 제2 파워 드라이브 유닛(이하 「제2 PDU」라고 함)(22)을 통해, 배터리(23)에 전기적으로 접속되어 있고, 배터리(23)와의 사이에서 전기 에너지를 교환할 수 있다. 이 제2 PDU(22)는, 제1 PDU(21)와 마찬가지로, 인버터 등의 전기 회로로 구성되어 있고, 제2 PDU(22)에는, ECU(2)가 전기적으로 접속되어 있다. ECU(2)는, 제2 PDU(22)를 제어함으로써, 제2 스테이터(114a)에 공급하는 전력과, 제2 스테이터(114a)에서 발전하는 전력과, 제2 로터(114b)의 회전수를 제어한다.

이상과 같이, 동력 전달 장치(T)에서, 3연 피니언 기어(112)의 제1 피니언 기어(P1)는, 제1 선 기어(S1), 회전축(115) 및 캐리어(CD)를 통해, 우출력축(SFR)에 연결되어 있다. 제2 피니언 기어(P2)는, 제2 선 기어(S2)를 통해, 좌출력축(SFL)에 연결되어 있다. 또한, 제3 피니언 기어(P3)는, 제3 선 기어(S3) 및 회전축(116)을 통해, 제1 모터(113)에 연결되어 있다. 캐리어 부재(111)는, 제2 모터(114)에 연결되어 있다.

또한, 도 2에 도시한 바와 같이, ECU(2)에는, 조타각 센서(31)로부터 차량의 핸들(도시하지 않음)의 조타각(θ)을 나타내는 검출 신호가, 차속 센서(32)로부터 차속(VP)을 나타내는 검출 신호가, 액셀레이터 개도 센서(33)로부터 차량의 액셀레이터 페달(도시하지 않음)의 조작량(이하 「액셀레이터 개도」라고 함)(AP)을 나타내는 검출 신호가, 입력된다. ECU(2)에는 또한, 전류 전압 센서(34)로부터, 배터리(23)에 입출력되는 전류·전압치를 나타내는 검출 신호가 입력된다. ECU(2)는, 전류 전압 센서(34)로부터의 검출 신호에 기초하여, 배터리(23)의 충전 상태를 산출한다.

ECU(2)는, I/O 인터페이스, CPU, RAM 및 ROM 등으로 이루어지는 마이크로 컴퓨터로 구성되어 있다. ECU(2)는, 상술한 각종 센서(31∼34)로부터의 검출 신호에 따라, ROM에 기억된 제어 프로그램에 따라서, 제1 및 제2 모터(113, 114)를 제어한다. 이에 따라, 동력 전달 장치(T)의 각종 동작이 행해진다. 이하, 차량의 직진시 및 좌우의 선회시에서의 동력 전달 장치(T)의 동작에 관해 설명한다.

[직진시]

상술한 엔진(3)이나 제1·제2 모터(113, 114) 등의 각종 요소 사이의 연결 관계로부터 분명한 바와 같이, 엔진 토크는, 차동 장치(D)나, 캐리어 부재(111), 3연 피니언 기어(112)를 통해 제1 및 제2 모터(113, 114)에 전달된다. 이에 따라, 캐리어 부재(111), 제1 및 제2 로터(113b, 114b)는 공전한다. 이에 수반하여 제1 및 제2 모터(113, 114)로 발전이 행해지는 것에 의한 끌림 손실이 발생하는 것을 회피하기 위해, 양 모터(113, 114)의 토크가 거의 값 0이 되도록, 제로 토크 제어가 행해진다.

차량의 직진시, 엔진 토크는, 차동 장치(D)를 통해, 좌우의 출력축(SFL, SFR)에 분배되고, 또한 좌우의 구동륜(WFL, WFR)에 전달된다. 이 경우, 도 3에 해칭된 화살표로 도시한 바와 같이, 엔진(3)으로부터 좌우의 출력축(SFL, SFR)에 대한 토크 분배비는, 1 : 1이다. 또한, 차량의 좌우의 선회시와는 달리, 캐리어 부재(111)가 좌우의 출력축(SFL, SFR)과 동일한 회전수로 공전함과 동시에, 3연 피니언 기어(112)가 캐리어 부재(111)에 대하여 회전하지 않기 때문에, 좌우의 출력축(SFL, SFR) 사이에서, 3연 피니언 기어(112)를 통해 토크가 전달되는 경우는 없다.

[좌측 선회시]

제1 모터(113)로 발전 제어를 행함과 동시에, 제2 모터(114)로 제로 토크 제어를 행한다. 제1 모터(113)에서의 발전 제어에 수반하여, 제1 모터(113)로부터의 제동력이 제3 선 기어(S3)에 작용한다. 또한, 제1 모터(113)에 의한 발전 제어에 의해, 제1 모터(113)에 전달된 회전 에너지가 전기 에너지로 변환됨과 동시에, 변환된 전기 에너지가 배터리(23)에 충전된다. 이에 따라, 캐리어 부재(111)가 좌출력축(SFL)에 대하여 증속함으로써, 도 4에 해칭된 화살표로 도시한 바와 같이, 좌출력축(SFL)의 토크의 일부가, 제2 선 기어(S2), 제2 피니언 기어(P2), 제1 피니언 기어(P1), 제1 선 기어(S1), 회전축(115), 및 캐리어(CD)를 통해, 우출력축(SFR)에 전달된다. 그 결과, 우출력축(SFR)의 회전수(이하 「우출력축 회전수」라고 함)(NFR)가, 좌출력축(SFL)의 회전수(이하 「좌출력축 회전수」라고 함)(NFL)에 대하여 증속한다.

좌측 선회시, 제1 로터(113b)의 회전수가 값 0이 되도록 제1 모터(113)를 제어한 경우에는, 좌우의 출력축 회전수(NFL, NFR) 사이의 관계는, 다음 식(1)에 의해 나타낸다.

NFR/NFL={1-(ZS3/ZP3)×(ZP1/ZS1)}/{1-(ZS3/ZP3)×(ZP2/ZS2)}=1.167……(1)

또한, 좌측 선회시, 제1 모터(113)에서의 발전 전력을 통해 제1 모터(113)의 제동력을 제어함으로써, 좌출력축(SFL)에 대한 캐리어 부재(111)의 증속 정도를 제어함으로써, 좌출력축(SFL)으로부터 우출력축(SFR)에 전달되는 토크를 자유롭게 제어할 수 있다.

[우측 선회시]

우측 선회시에는, 상술한 좌측 선회시의 경우와는 반대로, 제2 모터(114)로 발전 제어를 행함과 동시에, 제1 모터(113)로 제로 토크 제어를 행한다. 제2 모터(114)에서의 발전 제어에 수반하여, 제2 모터(114)로부터의 제동력이 캐리어 부재(111)에 작용한다. 또한, 제2 모터(114)에 의한 발전 제어에 의해, 제2 모터(114)에 전달된 회전 에너지가 전기 에너지로 변환됨과 동시에, 변환된 전기 에너지가 배터리(23)에 충전된다. 이에 따라, 캐리어 부재(111)가 좌출력축(SFL)에 대하여 감속함으로써, 도 5에 해칭된 화살표로 도시한 바와 같이, 우출력축(SFR)의 토크의 일부가, 캐리어(CD), 회전축(115), 제1 선 기어(S1), 제1 피니언 기어(P1), 제2 피니언 기어(P2), 및 제2 선 기어(S2)를 통해, 좌출력축(SFL)에 전달된다. 그 결과, 좌출력축 회전수(NFL)가, 우출력축 회전수(NFR)에 대하여 증속한다.

우측 선회시, 제2 로터(114b)의 회전수가 값 0이 되도록 제2 모터(114)를 제어한 경우에는, 좌우의 출력축 회전수(NFL, NFR) 사이의 관계는, 다음 식(2)에 의해 나타낸다.

NFL/NFR=(ZP2/ZS2)×(ZS1/ZP1)=1.143……(2)

또한, 우측 선회시, 제2 모터(114)에서의 발전 전력을 통해 제2 모터(114)의 제동력을 제어함으로써, 좌출력축(SFL)에 대한 캐리어 부재(111)의 감속 정도를 제어함으로써, 우출력축(SFR)으로부터 좌출력축(SFL)에 전달되는 토크를 자유롭게 제어할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서의 각종 요소와, 본 발명에서의 각종 요소의 대응 관계는, 다음과 같다. 즉, 본 실시형태에서의 좌우의 출력축(SFL 및 SFR)이, 본 발명에서의 2개 회전축의 한쪽 및 다른쪽에 각각 상당한다. 또한, 본 실시형태에서의 제1 모터(113)가 본 발명에서의 제1 토크 발생 장치에 상당함과 동시에, 본 실시형태에서의 제2 모터(114)가 본 발명에서의 제2 토크 발생 장치에 상당한다. 또한, 본 실시형태에서의 제1 및 제2 모터(113, 114)가, 본 발명에서의 회전 전기 기기에 상당한다.

이상과 같이, 제1 실시형태에 의하면, 좌출력축(SFL)의 둘레에 회전 가능하게 설치된 캐리어 부재(111)에, 3연 피니언 기어(112)가 회전 가능하게 지지되어 있다. 이 3연 피니언 기어(112)는, 서로 상이한 피치원을 가짐과 동시에, 서로 일체로 형성된 제1∼제3 피니언 기어(P1∼P3)로 구성되어 있다. 또한, 제1 및 제2 피니언 기어(P1, P2)는 우출력축(SFR) 및 좌출력축(SFL)에 각각 연결됨과 동시에, 제3 피니언 기어(P3) 및 캐리어 부재(111)는 제1 및 제2 모터(113, 114)에 각각 연결되어 있다. 또한, 제1 및 제2 모터(113, 114)에는, 배터리(23)가 접속되어 있고, 제1 및 제2 모터(113, 114)는, 회전 에너지를 전기 에너지로서 회수하고, 축적할 수 있다.

또한, 차량의 좌측 선회시, 제1 모터(113)로 발전 제어를 행하여, 제1 모터(113)에 전달되는 회전 에너지를 회수함으로써, 캐리어 부재(111)를 좌출력축(SFL)에 대하여 증속시킨다. 또한, 캐리어 부재(111)의 증속 정도를 제어함으로써, 좌출력축(SFL)으로부터 우출력축(SFR)에 전달되는 토크를 자유롭게 제어할 수 있다.

또한, 차량의 우측 선회시, 제2 모터(114)로 발전 제어를 행하여, 제2 모터(114)에 전달되는 회전 에너지를 회수함으로써, 캐리어 부재(111)를 좌출력축(SFL)에 대하여 감속시킨다. 또한, 캐리어 부재(111)의 감속 정도를 제어함으로써, 우출력축(SFR)으로부터 좌출력축(SFL)에 전달되는 토크를 자유롭게 제어할 수 있다. 이상과 같이, 좌우의 출력축(SFL, SFR)에 대한 토크의 분배를 자유롭게 제어할 수 있다. 이하, 좌우의 출력축(SFL, SFR)에 대한 토크의 분배 제어를 「토크 분배 제어」라고 한다.

또한, 토크 분배 제어를 위해, 상술한 종래의 증속용 및 감속용 클러치 대신에, 제1 및 제2 모터(113, 114)를 이용하기 때문에, 토크 분배 제어 중, 제1 및 제2 모터(113, 114)에 전달된 회전 에너지를 회수하여 재이용할 수 있고, 그 만큼 전체적으로 손실을 억제할 수 있다. 특히, 증속용 및 감속용 클러치가 습식의 마찰 클러치의 경우와 달리, 상술한 제로 토크 제어에 의해 큰 끌림 손실이 발생하는 경우가 없기 때문에, 이것에 의해서도 손실을 억제할 수 있다. 이에 덧붙여, 증속용 및 감속용 클러치에 유압을 공급하는 유압 펌프도 불필요하다. 또한, 증속용 및 감속용 클러치를 구동하기 위한 스풀 밸브나, 솔레노이드, 스트레이너 등도 불필요하고, 그 만큼 동력 전달 장치(T)의 소형화 및 탑재성의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 토크 분배 제어 중, 제1 및 제2 모터(113, 114)에 전달된 회전 에너지를 회수함에 있어, 양 모터(113, 114)에 의해 회전 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있다. 이 때문에, 예컨대, 변환한 전기 에너지를 차량용의 보조 기기(도시하지 않음)에 공급함으로써, 보조 기기의 전원을 충전하기 위한 발전기(도시하지 않음)의 작동 부하 및 작동 빈도를 저하시킬 수 있다.

또한, 차량의 감속시에는, 좌우의 전륜(WFL, WFR)으로부터, 좌우의 출력축(SFL, SFR)이나 차동 장치(D) 등을 통해 제1 및 제2 모터(113, 114)에 전달되는 동력을 이용하여, 양 모터(113, 114)로 발전 제어를 행할 수 있고, 이에 따라 차량의 주행 에너지를 회수할 수 있다.

다음으로, 도 6을 참조하면서, 본 발명의 제2 실시형태에 의한 동력 전달 장치에 관해 설명한다. 이 동력 전달 장치에서는, 제1 실시형태에 의한 동력 전달 장치(T)와는 달리, 제1 및 제2 모터(113, 114)는 각각, 제3 선 기어(S3) 및 캐리어 부재(111)에 직결되어 있지 않고, 감속 장치를 통해 연결되어 있다. 도 6에 있어서, 제1 실시형태와 동일한 구성 요소에 관해서는, 동일한 부호를 부여하고 있다. 이하, 제1 실시형태와 상이한 점을 중심으로 설명한다.

제1 로터(113b)는 회전축(116)는 부착되어 있지 않고, 제1 로터(113b) 및 회전축(116)에 각각, 기어(141) 및 기어(142)가 일체로 부착되어 있고, 이들 기어(141, 142)는 서로 맞물려 있다. 제1 모터(113)의 동력은, 양 기어(141, 142)에 의해 감속된 상태로, 제3 선 기어(S3)에 전달된다. 또한, 제2 로터(114b)는, 캐리어 부재(111)에 부착되어 있지 않고, 제2 로터(114b) 및 캐리어 부재(111)의 기초부(111a)에 각각, 기어(143) 및 기어(144)가 일체로 부착되어 있고, 이들 기어(143, 144)는 서로 맞물려 있다. 제2 모터(114)의 동력은, 양 기어(143, 144)에 의해 감속된 상태로, 캐리어 부재(111)에 전달된다.

이상과 같이, 제2 실시형태에서는, 제1 모터(113)가, 기어(141) 및 기어(142)로 이루어지는 감속 장치를 통해 제3 선 기어(S3)에 연결되어 있고, 제2 모터(114)가, 기어(143) 및 기어(144)로 이루어지는 감속 장치를 통해, 캐리어 부재(111)에 연결되어 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 모터(113, 114)의 토크(제동력)를, 증대시킨 상태로 제3 선 기어(S3) 및 캐리어 부재(111)에 각각 전달할 수 있기 때문에, 제1 및 제2 모터(113, 114)의 소형화를 도모할 수 있다. 그 밖에, 제1 실시형태에 의한 효과를 동일하게 얻을 수 있다.

다음으로, 도 7을 참조하면서, 본 발명의 제3 실시형태에 의한 동력 전달 장치에 관해 설명한다. 이 동력 전달 장치에서는, 제2 실시형태에 의한 동력 전달 장치와는 달리, 제1 및 제2 모터(113, 114)는 각각, 한쌍의 기어로 이루어지는 감속 장치가 아니라, 유성 기어식의 제1 감속 장치(RG1) 및 제2 감속 장치(RG2)를 통해, 제3 선 기어(S3) 및 캐리어 부재(111)에 연결되어 있다. 도 7에 있어서, 제1 및 제2 실시형태와 동일한 구성 요소에 관해서는, 동일한 부호를 부여하고 있다. 이하, 제1 및 제2 실시형태와 상이한 점을 중심으로 설명한다.

이 제1 감속 장치(RG1)는, 싱글 피니언 타입의 유성 기어 장치이고, 제1 선 기어(SR1)와, 제1 선 기어(SR1)의 외주에 설치된 제1 링 기어(RR1)와, 양 기어(SR1, RR1)에 맞물리는 복수의 제1 피니언 기어(PR1)와, 제1 피니언 기어(PR1)를 회전 가능하게 지지하는 제1 캐리어(CR1)를 갖고 있다.

제1 선 기어(SR1)는, 중공의 회전축(117)에 일체로 부착되어 있다. 이 회전축(117)은, 베어링(도시하지 않음)에 회전 가능하게 지지되어 있고, 그 내측에는 좌출력축(SFL)이 상대적으로 회전 가능하게 배치되어 있다. 또한, 제1 로터(113b)는, 상술한 회전축(116)이 아니라, 회전축(117)에 일체로 부착되어 있고, 회전축(117) 및 제1 선 기어(SR1)와 함께 회전할 수 있다. 또한, 제1 링 기어(RR1)는 케이스(CA)에 고정되어 있다. 제1 캐리어(CR1)는, 회전축(116)에 일체로 부착되어 있고, 회전축(116) 및 제3 선 기어(S3)와 함께 회전할 수 있다. 이상의 구성의 제1 감속 장치(RG1)에 의해, 제1 모터(113)의 동력은, 감속된 상태로 제3 선 기어(S3)에 전달된다.

상기한 제2 감속 장치(RG2)는, 제1 감속 장치(RG1)와 마찬가지로, 싱글 피니언 타입의 유성 기어 장치이고, 제2 선 기어(SR2)와, 제2 선 기어(SR2)의 외주에 설치된 제2 링 기어(RR2)와, 양 기어(SR2, RR2)에 맞물리는 제2 피니언 기어(PR2)를 갖고 있다.

제2 선 기어(SR2)는, 중공의 회전축(118)에 일체로 부착되어 있다. 이 회전축(118)은, 베어링(도시하지 않음)에 회전 가능하게 지지되어 있고, 그 내측에는 상술한 회전축(115) 및 좌출력축(SFL)이 상대적으로 회전 가능하게 배치되어 있다. 또한, 제2 로터(114b)는, 캐리어 부재(111)가 아니라, 회전축(118)에 일체로 부착되어 있고, 회전축(118) 및 제2 선 기어(SR2)와 함께 회전할 수 있다. 또한, 제2 링 기어(RR2)는, 케이스(CA)에 고정되어 있다. 제2 피니언 기어(PR2)는, 3연 피니언 기어(112)와 동일한 개수(4개. 2개만 도시)이고, 캐리어 부재(111)의 지지축(111b)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 이상의 구성의 제2 감속 장치(RG2)에 의해, 제2 모터(114)의 동력은, 감속된 상태로 캐리어 부재(111)에 전달된다.

이상과 같이, 제3 실시형태에서는, 제1 모터(113)가 제1 감속 장치(RG1)를 통해 제3 선 기어(S3)에 연결되어 있고, 제2 모터(114)가 제2 감속 장치(RG2)를 통해 캐리어 부재(111)에 연결되어 있다. 이에 따라, 제2 실시형태와 마찬가지로, 제1 및 제2 모터(113, 114)의 토크(제동력)를, 증대시킨 상태로 제3 선 기어(S3) 및 캐리어 부재(111)에 각각 전달할 수 있기 때문에, 제1 및 제2 모터(113, 114)의 소형화를 도모할 수 있다. 그 밖에, 제1 실시형태에 의한 효과를 동일하게 얻을 수 있다.

또한, 3연 피니언 기어(112) 및 제2 피니언 기어(PR2)를 지지하는 캐리어 부재(111)를 공용하고 있기 때문에, 그 만큼 동력 전달 장치의 소형화 및 탑재성의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 동력 전달 장치는, FR(프론트 엔진-리어 드라이브)식의 차량(VFR)에도 적용할 수 있다. 이 차량(VFR)에서는, 동력 전달 장치(TA)는 차량(VFR)의 후방부에 배치되어 있고, 그 차동 장치(D)의 상술한 링 기어(도시하지 않음)는 프로펠러 샤프트(PS)를 통해 변속기(4)에 연결되어 있다. 또한, 차동 장치(D)의 선 기어 및 캐리어(모두 도시하지 않음)는 각각, 좌우의 출력축(SRL, SRR)을 통해, 좌우의 후륜(WRL, WRR)에 연결되어 있다. 이상의 구성에 의해, 엔진 토크는, 변속기(4), 프로펠러 샤프트(PS), 동력 전달 장치(TA) 및 좌우의 출력축(SRL, SRR)을 각각 통해, 좌우의 후륜(WRL, WRR)에 전달된다. 이 경우에도, 제1∼제3 실시형태에 의한 효과를 동일하게 얻을 수 있다.

또한, 도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 동력 전달 장치는, 전체 차륜 구동식의 차량(VAW)에도 적용할 수 있다. 이 차량(VAW)에서는, 좌우의 출력축(SFL, SFR)은, 프론트 차동(DF), 센터 차동(DC) 및 변속기(4)를 통해, 엔진(3)에 연결되어 있다. 또한, 동력 전달 장치(TB)는 차량(VAW)의 후방부에 배치되어 있고, 그 차동 장치(D)의 링 기어(도시하지 않음)는 프로펠러 샤프트(PS) 및 센터 차동(DC)을 통해 변속기(4)에 연결되어 있다. 또한, 차동 장치(D)의 선 기어 및 캐리어(모두 도시하지 않음)는 각각, 좌우의 출력축(SRL, SRR)을 통해, 좌우의 후륜(WRL, WRR)에 연결되어 있다.

이상의 구성에 의해, 엔진 토크는, 변속기(4)를 통해 센터 차동(DC)에 전달되고, 프론트 차동(DF) 및 프로펠러 샤프트(PS)에 분배된다. 프론트 차동(DF)에 분배된 토크는, 좌우의 출력축(SFL, SFR)을 각각 통해, 좌우의 전륜(WFL, WFR)에 전달된다. 프로펠러 샤프트(PS)에 분배된 토크는, 동력 전달 장치(TB) 및 좌우의 출력축(SRL, SRR)을 각각 통해, 좌우의 후륜(WRL, WRR)에 전달된다. 이 경우에도, 제1∼제3 실시형태에 의한 효과를 동일하게 얻을 수 있다.

또, 본 발명은, 설명한 제1∼제3 실시형태(변형예를 포함함)에 한정되지 않고, 여러가지 양태로 실시할 수 있다. 예컨대, 제1∼제3 실시형태에서는, 캐리어 부재(111)를, 좌출력축(SFL)(SRL)의 둘레에 회전 가능하게 설치하고 있지만, 우출력축(SFR)(SRR)의 둘레에 회전 가능하게 설치해도 좋다.

또한, 제1∼제3 실시형태에서는, 본 발명에 의한 동력 전달 장치를, 좌우의 출력축(SFL, SFR)(SRL, SRR) 사이에서 서로 토크를 전달하도록 구성하고 있지만, 전체 차륜 구동식의 차량에서의 전후의 구동륜 사이에서 토크를 전달하도록 구성해도 좋다. 혹은, 엔진(3) 등의 동력원에 따라서는 직접, 구동되지 않는 비구동륜 사이에서 토크를 전달하도록 구성해도 좋다.

다음으로, 도 10을 참조하면서, 본 발명의 제4 실시형태에 관해 설명한다. 동도면에 있어서, 제1 실시형태와 동일한 구성 요소에 관해서는, 동일한 부호를 부여하고 있다. 이하, 제1 실시형태와 상이한 점을 중심으로 설명한다. 제4 실시형태에 의한 동력 장치(1)는, 4륜의 차량(도시하지 않음)의 좌우의 출력축(SRL, SRR)을 구동하기 위한 것이고, 차량의 후방부에 탑재되어 있다. 이들 좌우의 출력축(SRL, SRR)은, 서로 동축형으로 배치됨과 동시에, 좌우의 후륜(WRL, WRR)에 각각 연결되어 있다. 또한, 차량의 전방부에는, 동력원으로서의 엔진이(도시하지 않음) 탑재되어 있다. 이 엔진은, 가솔린 엔진이고, 차량의 좌우의 전륜에 변속기(모두 도시하지 않음) 등을 통해 연결되어 있고, 좌우의 전륜을 구동한다.

동력 장치(1)는, 기어 장치(GS), 동력원으로서의 제1 회전 전기 기기(11) 및 제2 회전 전기 기기(12)를 구비하고 있다. 기어 장치(GS)는, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)와 좌우의 출력축(SRL, SRR) 사이에서 토크를 전달하기 위한 것이고, 캐리어 부재(13), 3연 피니언 기어(14), 제1 실시형태에서 서술한 제1 선 기어(S1), 제2 선 기어(S2) 및 제3 선 기어(S3) 등으로 구성되어 있다.

캐리어 부재(13)는, 제1 실시형태에서 서술한 캐리어 부재(111)와 마찬가지로, 도넛판형의 기초부(13a)와, 3연 피니언 기어(14)를 지지하기 위한 4개의 지지축(13b)(2개만 도시)으로 구성되어 있다. 캐리어 부재(13)는, 베어링(도시하지 않음)에 회전 가능하게 지지되어 있고, 좌우의 출력축(SRL, SRR)의 둘레에 배치되어 있다. 각 지지축(13b)은, 기초부(13a)에 일체로 부착되어 있고, 기초부(13a)로부터 축선 방향으로 연장되어 있다. 또한, 4개의 지지축(13b)은, 기초부(13a)의 원주 방향으로 등간격으로 배치되어 있다.

3연 피니언 기어(14)는, 제1 실시형태에서 서술한 3연 피니언 기어(112)와 마찬가지로, 서로 일체로 형성된 제1 피니언 기어(P1), 제2 피니언 기어(P2) 및 제3 피니언 기어(P3)로 구성되어 있다. 3연 피니언 기어(14)의 수(N)는 값 4이고(2개만 도시), 각 3연 피니언 기어(14)는 지지축(13b)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 제1∼제3 피니언 기어(P1∼P3)는, 캐리어 부재(13)의 축선과 평행한 동일 축선 상에, 우측으로부터 이 순서로 배치되어 있다. 또, 3연 피니언 기어(14)의 수(N) 및 지지축(13b)의 수는 값 4에 한정되지 않고, 임의이다. 제1∼제3 피니언 기어(P1∼P3)의 피치원 직경이나 톱니수는, 제1 실시형태와 동일하게 설정되어 있다.

또한, 제1∼제3 피니언 기어(P1, P2 및 P3)에는, 상기 제1 선 기어(S1), 제2 선 기어(S2) 및 제3 선 기어(S3)가 각각 맞물려 있고, 제1∼제3 선 기어(S1∼S3)는 서로 상이한 피치원 직경을 갖고 있다. 제1 선 기어(S1)는 우출력축(SRR)에, 제2 선 기어(S2)는 좌출력축(SRL)에, 각각 일체로 부착되어 있고, 제3 선 기어(S3)는 회전축(15)에 일체로 부착되어 있다. 이 회전축(15)은, 베어링(도시하지 않음)에 회전 가능하게 지지되어 있고, 그 내측에는, 좌출력축(SRL)이, 상대적으로 회전 가능하게 배치되어 있다. 제1∼제3 선 기어 톱니수(ZS1∼ZS3)[제1∼제3 선 기어(S1∼S3)의 톱니수]는, 제1 실시형태와 동일하게 설정되어 있다.

상기 제1 회전 전기 기기(11)는, 제1 실시형태에서 서술한 제1 모터(113)와 마찬가지로, AC 모터이고, 복수의 철심이나 코일 등으로 구성된 제1 스테이터(11a)와, 복수의 자석 등으로 구성된 제1 로터(11b)를 갖고 있다. 이 제1 스테이터(11a)는, 부동의 케이스(CA)에 고정되어 있다. 제1 로터(11b)는, 제1 스테이터(11a)에 대향하도록 배치되고, 상술한 회전축(15)에 일체로 부착되어 있고, 회전축(15) 및 제3 선 기어(S3)와 함께 회전할 수 있다. 제1 회전 전기 기기(11)에서는, 제1 스테이터(11a)에 전력이 공급되면, 공급된 전력은, 동력으로 변환되어, 제1 로터(11b)로 출력된다[역행(力行)]. 또한, 제1 로터(11b)에 동력이 입력되면, 이 동력은, 전력으로 변환되어, 제1 스테이터(11a)로 출력된다(회생).

또한, 제1 스테이터(11a)는, 제1 실시형태에서 서술한 제1 PDU(21)를 통해, 배터리(23)에 전기적으로 접속되어 있고, 배터리(23)와의 사이에서 전기 에너지를 교환할 수 있다. 제1 실시형태에서 서술한 ECU(2)(도 2 참조)는, 제1 PDU(21)를 제어함으로써, 제1 스테이터(11a)에 공급하는 전력과, 제1 스테이터(11a)에서 발전하는 전력과, 제1 로터(11b)의 회전수를 제어한다.

또한, 제2 회전 전기 기기(12)도, 제1 회전 전기 기기(11)와 마찬가지로, AC 모터이고, 제2 스테이터(12a) 및 제2 로터(12b)를 갖고 있다. 이들 제2 스테이터(12a) 및 제2 로터(12b)는 각각, 제1 스테이터(11a) 및 제1 로터(11b)와 동일하게 구성되어 있다. 또한, 제2 로터(12b)는, 상술한 캐리어 부재(13)의 기초부(13a)에 일체로 부착되어 있고, 캐리어 부재(13)와 함께 회전할 수 있다. 또한, 제2 회전 전기 기기(12)는, 제1 회전 전기 기기(11)와 마찬가지로, 제2 스테이터(12a)에 공급된 전력을 동력으로 변환하여 제2 로터(12b)로 출력할 수 있고, 제2 로터(12b)에 입력된 동력을 전력으로 변환하여 제2 스테이터(12a)로 출력할 수 있다.

또한, 제2 스테이터(12a)는, 제1 실시형태에서 서술한 제2 PDU(22)를 통해, 배터리(23)에 전기적으로 접속되어 있고, 배터리(23)와의 사이에서 전기 에너지를 교환할 수 있다. ECU(2)는, 제2 PDU(22)를 제어함으로써, 제2 스테이터(12a)에 공급하는 전력과, 제2 스테이터(12a)에서 발전하는 전력과, 제2 로터(12b)의 회전수를 제어한다.

이하, 제1 스테이터(11a)(제2 스테이터(12a))에 공급된 전력을 동력으로 변환하여, 제1 로터(11b)[제2 로터(12b)]로 출력하는 것을 적절히 「역행」이라고 한다. 또한, 제1 로터(11b)[제2 로터(12b)]에 입력된 동력을 이용하여 제1 스테이터(11a)(제2 스테이터(12a))에서 발전하고, 상기 동력을 전력으로 변환하는 것을 적절히 「회생」이라고 한다.

이상의 구성의 동력 장치(1)에서는, 캐리어 부재(13)에 회전 가능하게 지지된 3연 피니언 기어(14)의 제1∼제3 피니언 기어(P1∼P3)에, 제1∼제3 선 기어(S1∼S3)가 각각 맞물려 있는 것과, 제1∼제3 피니언 톱니수(ZP1∼ZP3) 및 제1∼제3 선 기어 톱니수(ZS1∼ZS3)가 상술한 바와 같이 설정되어 있는 점에서, 캐리어 부재(13) 및 제1∼제3 선 기어(S1∼S3)는, 서로의 사이에서 동력을 전달 가능함과 동시에, 이들의 회전수가 서로 공선 관계에 있다. 여기서 공선 관계란, 공선도에 있어서 회전수가 서로 하나의 동일한 직선 상에 위치하는 관계를 말한다. 또한, 캐리어 부재(13)를 고정시킨 상태에서, 3연 피니언 기어(14)를 회전시켰을 때에는, 제1∼제3 선 기어(S1∼S3)는 모두, 3연 피니언 기어(14)의 회전 방향과 반대 방향으로 회전함과 동시에, 제3 선 기어(S3)의 회전수는 제2 선 기어(S2)의 회전수보다 높아지고, 제2 선 기어(S2)의 회전수는 제1 선 기어(S1)의 회전수보다 높아진다. 따라서, 공선도에 있어서, 제3∼제1 선 기어(S3∼S1) 및 캐리어 부재(13)는, 이 순서로 배열된다.

또한, 제1 로터(11b) 및 제3 선 기어(S3)는, 회전축(15)을 통해 서로 연결되어 있다. 따라서, 제1 로터(11b) 및 제3 선 기어(S3)의 회전수는 서로 동일하다. 또한, 제2 선 기어(S2)는 좌출력축(SRL)에 직결되어 있기 때문에, 양자(S1, SRL)의 회전수는 서로 동일하고, 제1 선 기어(S1)는 우출력축(SRR)에 직결되어 있기 때문에, 양자(S1, SRR)의 회전수는 서로 동일하다. 또한, 캐리어 부재(13) 및 제2 로터(12b)는 서로 직결되어 있기 때문에, 양자(13, 12b)의 회전수는 서로 동일하다.

이상으로부터, 제3∼제1 선 기어(S3∼S1), 캐리어 부재(13), 좌우의 출력축(SRL, SRR), 제1 및 제2 로터(11b, 12b) 사이의 회전수의 관계는, 예컨대, 도 11에 도시한 공선도와 같이 나타낸다. 도 11로부터 분명한 바와 같이, 좌우의 출력축(SRL, SRR)은, 서로 차회전이 가능하다.

또한, 도 11에서의 α 및 β는 각각, 제1 레버비 및 제2 레버비이고, 다음 식(3) 및 (4)로 나타낸다.

α={1-(ZP2/ZS2)×(ZS3/ZP3)}/{(ZP2/ZS2)×(ZS3/ZP3)-(ZP1/ZS1)×(ZS3/ZP3)}……(3)

β=(ZP1×ZS2)/(ZS1×ZP2-ZP1×ZS2)……(4)

또한, 동력 장치(1)에는, 좌우의 출력축(SRL, SRR) 사이의 차회전을 제한하기 위한 차동 제한 기구(16)가 설치되어 있다. 이 차동 제한 기구(16)는, 유압식의 마찰 클러치로 구성되어 있고, 도넛판형의 이너(16a) 및 아우터(16b)를 갖고 있다. 이들 이너(16a) 및 아우터(16b)는, 캐리어 부재(13)나 제1∼제3 선 기어(S1∼S3)와 동축형으로 배치되어 있고, 이너(16a)는 상술한 회전축(15)에, 아우터(16b)는 캐리어 부재(13)의 4개의 지지축(13b)에, 각각 일체로 부착되어 있다. 차동 제한 기구(16)의 체결 정도는 ECU(2)에 의해 제어되고, 이에 따라 회전축(15)과 캐리어 부재(13) 사이, 즉 제3 선 기어(S3)와 캐리어 부재(13) 사이가, 접속·차단된다.

또한, ECU(2)는, 상술한 각종 센서(31∼34)로부터의 검출 신호에 따라, ROM에 기억된 제어 프로그램에 따라서, 차동 제한 기구(16), 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)를 제어한다. 이에 따라, 동력 장치(1)의 각종 동작이 행해진다. 이하, 차량의 직진시 및 좌우의 선회시에서의 동력 장치(1)의 동작에 관해 설명한다.

[직진시]

차량의 직진시이며, 또한 정속 주행 중 또는 가속 주행 중에는, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)의 쌍방에서 역행을 행함과 동시에, 배터리(23)로부터 제1 및 제2 스테이터(11a, 12a)에 공급되는 전력을 제어한다. 도 11은, 이 경우에서의 각종 회전 요소 사이의 회전수의 관계 및 토크의 균형 관계를 도시하고 있다. 동도면에 있어서, TM1 및 TM2는 각각, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)에서의 역행에 수반하여 제1 및 제2 로터(11b, 12b)에 발생한 출력 토크(이하, 각각 「제1 모터 출력 토크」 「제2 모터 출력 토크」라고 함)이다. 또한, RLM1 및 RRM1은 각각 제1 회전 전기 기기(11)에서의 역행에 수반하여 좌출력축(SRL) 및 우출력축(SRR)에 작용하는 반력 토크이고, RLM2 및 RRM2는 각각 제2 회전 전기 기기(12)에서의 역행에 수반하여 좌출력축(SRL) 및 우출력축(SRR)에 작용하는 반력 토크이다.

이 경우, 좌출력축(SRL)에 전달되는 토크(이하 「좌출력축 전달 토크」라고 함)는 RLM1-RLM2(RLM1>RLM2)로 나타냄과 동시에, 우출력축(SRR)에 전달되는 토크(이하 「우출력축 전달 토크」라고 함)는 RRM2-RRM1(RRM2>RRM1)로 나타내고, 좌우의 출력축(SRL, SRR)이, 좌우의 후륜(WRL, WRR)과 함께 정회전 방향으로 구동된다. 또한, 좌우의 출력축 전달 토크가 서로 동일한 요구 토크가 되도록, 제1 및 제2 스테이터(11a, 12a)에 공급하는 전력이 제어된다. 이 요구 토크는, 검출된 액셀레이터 개도(AP)에 따라, 소정의 맵(도시하지 않음)을 검색함으로써 산출된다. 또한, 상술한 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)의 역행을 실행하기 위한 실행 조건으로서, 예컨대, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)에 의한 엔진의 어시스트 중(이하 「모터 어시스트 중」이라고 함), 또는 엔진을 이용하지 않고 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)만에 의한 차량의 구동 중(이하 「EV 주행 중」이라고 함)이며, 또한, 산출된 배터리(23)의 충전 상태가 하한치보다 크다는 조건이 이용된다. 이 경우, 배터리(23)의 충전 상태가 하한치보다 크다는 것은, 배터리(23)가 방전 가능한 것을 나타내고 있다.

또한, 차량의 직진시이며, 또한 감속 주행 중에는, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)의 쌍방에서 회생을 행하고, 회생한 전력을 배터리(23)에 충전함과 동시에, 상기 회생 전력을 제어한다. 도 12는, 이 경우에서의 각종 회전 요소 사이의 회전수의 관계 및 토크의 균형 관계를 도시하고 있다. 동도면에 있어서, TG1 및 TG2는 각각, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)에서의 회생에 수반하여 제1 및 제2 로터(11b, 12b)에 발생하는 제동 토크(이하, 각각 「제1 모터 제동 토크」 「제2 모터 제동 토크」라고 함)이다. 또한, RLG1 및 RRG1은 각각 제1 회전 전기 기기(11)에서의 회생에 수반하여 좌출력축(SRL) 및 우출력축(SRR)에 작용하는 반력 토크이고, RLG2 및 RRG2는 각각 제2 회전 전기 기기(12)에서의 회생에 수반하여 좌출력축(SRL) 및 우출력축(SRR)에 작용하는 반력 토크이다.

이 경우, 좌출력축 전달 토크는 -RLG1+RLG2(RLG1>RLG2)로 나타냄과 동시에, 우출력축 전달 토크는 -RRG2+RRG1(RRG2>RRG1)로 나타내고, 좌우의 출력축(SRL, SRR)에 제동 토크가 작용하여, 차량이 감속된다. 또한, 좌우의 출력축(SRL, SRR)에 작용하는 제동 토크가 서로 동일해지도록, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)에서 회생하는 전력이 제어된다. 또한, 상술한 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)의 회생을 실행하기 위한 실행 조건으로서, 예컨대, 배터리(23)의 충전 상태가 상한치보다 작다는 조건이 이용된다. 이 경우, 배터리(23)의 충전 상태가 상한치보다 작다는 것은, 배터리(23)가 충전 가능한 것을 나타내고 있다.

[우측 선회시]

차량의 우측 선회시에 있어서, 차량을 우측 선회시키는 우회전의 요 모멘트를 증대시킬 때에는, 우측 선회용의 요 모멘트 증대 제어가 실행되고, 이 요 모멘트 증대 제어로서, 제1∼제4 요 모멘트 증대 제어가 준비되어 있다. 이하, 이들 제1∼제4 요 모멘트 증대 제어에 관해 순서대로 설명한다. 우선, 제1 요 모멘트 증대 제어 중에는, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)의 쌍방에서 역행을 행함과 동시에, 제1 모터 출력 토크(TM1)가 제2 모터 출력 토크(TM2)보다 커지도록, 제1 및 제2 스테이터(11a, 12a)에 공급되는 전력을 제어한다.

이에 따라, 상술한 도 11에 도시한 토크의 균형 관계로부터 분명한 바와 같이, 좌출력축 전달 토크가 우출력축 전달 토크보다 커지는 결과, 차량의 우회전의 요 모멘트가 증대된다. 이 경우, 제1 및 제2 스테이터(11a, 12a)에 공급하는 전력은, 검출된 조타각(θ)이나 차속(VP), 액셀레이터 개도(AP)에 따라 제어된다. 또, 제1 요 모멘트 증대 제어를 실행하기 위한 실행 조건으로서, 예컨대, 모터 어시스트 중(제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)에 의한 엔진의 어시스트 중) 또는 EV 주행 중(제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)만에 의한 차량의 구동 중)이며, 또한 배터리(23)의 충전 상태가 하한치보다 크다는 조건이 이용된다.

제2 요 모멘트 증대 제어 중에는, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)의 쌍방에서 회생을 행함과 동시에, 제2 모터 제동 토크(TG2)가 제1 모터 제동 토크(TG1)보다 커지도록, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)에서 회생되는 전력을 제어한다.

이에 따라, 상술한 도 12에 도시한 토크의 균형 관계로부터 분명한 바와 같이, 우출력축(SRR)에 작용하는 제동 토크가 좌출력축(SRL)의 그것보다 커지는 결과, 차량의 우회전의 요 모멘트가 증대된다. 이 경우, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)에서 회생하는 전력은, 조타각(θ)이나 차속(VP) 등에 따라 제어된다. 또, 제2 요 모멘트 증대 제어를 실행하기 위한 실행 조건으로서, 예컨대, 차량의 감속 주행 중이며, 또한 배터리(23)의 충전 상태가 상한치보다 작다는 조건이 이용된다.

제3 요 모멘트 증대 제어 중에는, 제1 회전 전기 기기(11)에서 역행을 행함과 동시에, 제2 회전 전기 기기(12)에서 회생을 행한다. 도 13은, 이 경우에서의 각종 회전 요소 사이의 회전수의 관계 및 토크의 균형 관계를 도시하고 있다. 도 11을 이용하여 상술한 바와 같이, 도 13에서의 TM1은 제1 모터 출력 토크이고, RLM1 및 RRM1은 각각 제1 회전 전기 기기(11)에서의 역행에 수반하여 좌출력축(SRL) 및 우출력축(SRR)에 작용하는 반력 토크이다. 또한, 도 12를 이용하여 상술한 바와 같이, 도 13에서의 TG2는 제2 모터 제동 토크이고, RLG2 및 RRG2는 각각 제2 회전 전기 기기(12)에서의 회생에 수반하여 좌출력축(SRL) 및 우출력축(SRR)에 작용하는 반력 토크이다.

이 경우, 좌출력축 전달 토크는 RLM1+RLG2로 나타냄과 동시에, 우출력축 전달 토크는 -(RRM1+RRG2)로 나타낸다. 이와 같이, 좌출력축 전달 토크가 증대됨과 동시에, 우출력축(SRR)에 제동 토크가 작용하는 결과, 차량의 우회전의 요 모멘트가 증대된다. 이 경우에도, 조타각(θ)이나 차속(VP), 액셀레이터 개도(AP)에 따라, 제1 스테이터(11a)에 공급하는 전력 및 제2 회전 전기 기기(12)에서 회생하는 전력이 제어된다.

또, 제3 요 모멘트 증대 제어를 실행하기 위한 실행 조건으로서, 예컨대, 다음의 제1 증대 조건 또는 제2 증대 조건이 이용된다.

제1 증대 조건 : 엔진에 의한 차량의 구동 중이며, 또한 배터리(23)의 충전 상태가 상한치 이상인 것.

제2 증대 조건 : 엔진에 의한 차량의 구동 중이고, 충전 상태가 상한치보다 작으며, 또한 제2 회전 전기 기기(12)에 요구되는 제동 토크가 소정의 제1 상한 토크 이상인 것.

이 경우, 제1 증대 조건의 성립시로서, 배터리(23)의 충전 상태가 상한치 이상일 때에는, 배터리(23)를 충전할 수 없기 때문에, 제2 회전 전기 기기(12)에서 회생한 전력이 전부, 배터리(23)에 충전되지 않고, 제1 스테이터(11a)에 공급된다. 한편, 제2 증대 조건의 성립시에는, 제2 회전 전기 기기(12)에서 회생한 전력의 일부가 배터리(23)에 충전됨과 동시에, 나머지가 제1 스테이터(11a)에 공급된다. 이 경우, 요구되는 제동 토크에 대한 제2 모터 제동 토크(TG2)의 부족분을 보충하도록, 제1 모터 출력 토크(TM1)가 제어된다.

제4 요 모멘트 증대 제어 중에는, 제1 회전 전기 기기(11)에 대하여 제로 토크 제어를 실행함과 동시에, 제2 회전 전기 기기(12)에서 회생을 행하고, 회생한 전력을 배터리(23)에 충전한다. 이 제로 토크 제어는, 제1 회전 전기 기기(11)에서 회생이 행해지는 것에 의한 끌림 손실이 발생하는 것을 회피하기 위한 것이다. 이 경우, 제2 모터 제동 토크(TG2)만이 발생하기 때문에, 도 13으로부터 분명한 바와 같이, 좌출력축 전달 토크는 RLG2로 나타냄과 동시에, 우출력축 전달 토크는 -RRG2로 나타낸다. 이와 같이, 좌출력축 전달 토크가 증대됨과 동시에, 우출력축(SRR)에 제동 토크가 작용하는 결과, 차량의 우회전의 요 모멘트가 증대된다. 바꾸어 말하면, 우출력축(SRR)의 토크의 일부가, 제2 모터 제동 토크(TG2)를 반력으로 하여, 좌출력축(SRL)에 전달된다. 이 경우에도, 조타각(θ)이나 차속(VP), 액셀레이터 개도(AP)에 따라, 제2 회전 전기 기기(12)에서 회생하는 전력이 제어된다. 또, 제4 요 모멘트 증대 제어를 실행하기 위한 실행 조건으로서, 예컨대, 엔진에 의한 차량의 구동 중이고, 배터리(23)의 충전 상태가 상한치보다 작으며, 또한 제2 회전 전기 기기(12)에 요구되는 제동 토크가 상기 제1 상한 토크보다 작다는 조건이 이용된다.

또한, 차량의 우측 선회시에 있어서, 차량을 우측 선회시키는 우회전의 요 모멘트를 저감시킬 때에는, 우측 선회용의 요 모멘트 저감 제어가 실행되고, 이 요 모멘트 저감 제어로서, 제1∼제4 요 모멘트 저감 제어가 준비되어 있다. 이하, 이들 제1∼제4 요 모멘트 저감 제어에 관해 순서대로 설명한다. 우선, 제1 요 모멘트 저감 제어 중에는, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)의 쌍방에서 역행을 행함과 동시에, 제2 모터 출력 토크(TM2)가 제1 모터 출력 토크(TM1)보다 커지도록, 제1 및 제2 스테이터(11a, 12a)에 공급되는 전력을 제어한다.

이에 따라, 상술한 도 11에 도시한 토크의 균형 관계로부터 분명한 바와 같이, 우출력축 전달 토크가 좌출력축 전달 토크보다 커지는 결과, 차량의 우회전의 요 모멘트가 저감된다. 이 경우, 제1 및 제2 스테이터(11a, 12a)에 공급하는 전력은, 조타각(θ)이나 차속(VP), 액셀레이터 개도(AP)에 따라 제어된다. 또, 제1 요 모멘트 저감 제어를 실행하기 위한 실행 조건으로서, 예컨대, 모터 어시스트 중 또는 EV 주행 중이며, 또한 배터리(23)의 충전 상태가 하한치보다 크다는 조건이 이용된다.

제2 요 모멘트 저감 제어 중에는, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)의 쌍방에서 회생을 행함과 동시에, 양 회전 전기 기기(11, 12)에서 회생한 전력을 배터리(23)에 충전한다. 이 경우, 제1 모터 제동 토크(TG1)가 제2 모터 제동 토크(TG2)보다 커지도록, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)에서 회생되는 전력을 제어한다.

이에 따라, 상술한 도 12에 도시한 토크의 균형 관계로부터 분명한 바와 같이, 좌출력축(SRL)에 작용하는 제동 토크가 우출력축(SRR)에 작용하는 제동 토크보다 커지는 결과, 차량의 우회전의 요 모멘트가 저감된다. 이 경우, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)에서 회생하는 전력은, 조타각(θ)이나 차속(VP)에 따라 제어된다. 또, 제2 요 모멘트 저감 제어를 실행하기 위한 실행 조건으로서, 예컨대, 차량의 감속 주행 중이며, 또한 배터리(23)의 충전 상태가 상한치보다 작다는 조건이 이용된다.

제3 요 모멘트 저감 제어 중에는, 제1 회전 전기 기기(11)에서 회생을 행함과 동시에, 제2 회전 전기 기기(12)에서 역행을 행한다. 도 14는, 이 경우에서의 각종 회전 요소 사이의 회전수의 관계 및 토크의 균형 관계를 도시하고 있다. 도 12를 이용하여 상술한 바와 같이, 도 14에서의 TG1은 제1 모터 제동 토크이고, RLG1 및 RRG1은 각각 제1 회전 전기 기기(11)에서의 회생에 수반하여 좌출력축(SRL) 및 우출력축(SRR)에 작용하는 반력 토크이다. 또한, 도 11을 이용하여 상술한 바와 같이, 도 14에서의 TM2는 제2 모터 출력 토크이고, RLM2 및 RRM2은 각각 제2 회전 전기 기기(12)에서의 역행에 수반하여 좌출력축(SRL) 및 우출력축(SRR)에 작용하는 반력 토크이다.

이 경우, 좌출력축 전달 토크는 -(RLG1+RLM2)로 나타냄과 동시에, 우출력축 전달 토크는 RRG1+RRM2로 나타낸다. 이와 같이, 좌출력축(SRL)에 제동 토크가 작용함과 동시에, 우출력축 전달 토크가 증대되는 결과, 차량의 우회전의 요 모멘트가 저감된다. 이 경우에도, 조타각(θ)이나 차속(VP)에 따라, 제1 회전 전기 기기(11)에서 회생하는 전력 및 제2 스테이터(12a)에 공급하는 전력이 제어된다.

또, 제3 요 모멘트 저감 제어를 실행하기 위한 실행 조건으로서, 예컨대, 다음의 제1 저감 조건 또는 제2 저감 조건이 이용된다.

제1 저감 조건 : 차량의 감속 주행 중이며, 또한 배터리(23)의 충전 상태가 상한치 이상인 것.

제2 저감 조건 : 차량의 감속 주행 중이고, 충전 상태가 상한치보다 작으며, 또한 제1 회전 전기 기기(11)에 요구되는 제동 토크가 소정의 제2 상한 토크 이상인 것.

이 경우, 제1 저감 조건의 성립시로서, 배터리(23)의 충전 상태가 상한치 이상일 때에는, 배터리(23)를 충전할 수 없기 때문에, 제1 회전 전기 기기(11)에서 회생한 전력이 전부, 배터리(23)에 충전되지 않고, 제2 스테이터(12a)에 공급된다. 한편, 제2 저감 조건의 성립시에는, 제1 회전 전기 기기(11)에서 회생한 전력의 일부가 배터리(23)에 충전됨과 동시에, 나머지가 제2 스테이터(12a)에 공급된다. 이 경우, 요구되는 제동 토크에 대한 제1 모터 제동 토크(TG1)의 부족분을 보충하도록, 제2 모터 출력 토크(TM2)가 제어된다.

제4 요 모멘트 저감 제어 중에는, 제1 회전 전기 기기(11)에서 회생을 행함과 동시에, 제2 회전 전기 기기(12)에 대하여 제로 토크 제어를 실행한다. 이 경우, 제1 모터 제동 토크(TG1)만이 발생하기 때문에, 도 14로부터 분명한 바와 같이, 좌출력축 전달 토크는 -RLG1로 나타냄과 동시에, 우출력축 전달 토크는 RRG1로 나타낸다. 이와 같이, 좌출력축(SRL)에 제동 토크가 작용함과 동시에, 우출력축 전달 토크가 증대되는 결과, 차량의 우회전의 요 모멘트가 저감된다. 바꾸어 말하면, 좌출력축(SRL)의 토크의 일부가, 제1 모터 제동 토크(TG1)를 반력으로 하여, 우출력축(SRR)에 전달된다. 이 경우에도, 조타각(θ)이나 차속(VP)에 따라, 제1 회전 전기 기기(11)에서 회생하는 전력이 제어된다. 또, 제4 요 모멘트 저감 제어를 실행하기 위한 실행 조건으로서, 예컨대, 차량의 감속 주행 중이고, 배터리(23)의 충전 상태가 상한치보다 작으며, 또한 제1 회전 전기 기기(11)에 요구되는 제동 토크가 상기 제2 상한 토크보다 작다는 조건이 이용된다.

또, 차량의 좌측 선회시, 차량을 좌측 선회시키는 좌회전의 요 모멘트를 증대시킬 때에는, 좌측 선회용의 요 모멘트 증대 제어가 실행되고, 좌회전의 요 모멘트를 저감시킬 때에는, 좌측 선회용의 요 모멘트 저감 제어가 실행된다. 이들 좌측 선회용의 요 모멘트 증대 제어 및 요 모멘트 저감 제어는 각각, 상술한 우측 선회용의 요 모멘트 증대 제어 및 요 모멘트 저감 제어와 거의 동일하게 하여 실행되기 때문에, 그 상세한 설명에 관해서는 생략한다.

또한, 상술한 차량의 직진시 및 좌우의 선회시, 기본적으로는, 상술한 차동 제한 기구(16)에 의해, 제3 선 기어(S3)와 캐리어 부재(13) 사이를 차단한 상태로 유지한다. 이에 따라, 도 11에 도시한 공선도로부터 분명한 바와 같이, 제3 선 기어(S3) 및 캐리어 부재(13)는, 동도면에 도시한 공선 관계를 만족하는 범위에서, 서로 차회전 가능하게 유지되고, 마찬가지로, 좌우의 출력축(SRL, SRR)도 서로 차회전 가능하게 유지된다.

한편, 예컨대, 차량의 급선회시나, 고속 직진 주행시에는, 차량의 거동 안정성을 높이도록, 좌우의 출력축(SRL, SRR) 사이의 차회전을 제한하기 위해, 제3 선 기어(S3)와 캐리어 부재(13) 사이를 접속하도록, 차동 제한 기구(16)를 제어한다. 도 11 등에 도시한 바와 같이, 제3∼제1 선 기어(S3∼S1) 및 캐리어 부재(13)의 회전수가 공선 관계에 있기 때문에, 이 차동 제한 기구(16)의 접속에 수반하여 차동 제한 기구(16)로부터 제3 선 기어(S3) 및 캐리어 부재(13)에 각각 작용하는 반력 토크는, 제3∼제1 선 기어(S3∼S1) 및 캐리어 부재(13)를 일체로 회전시키도록 작용하고, 좌우의 출력축(SRL, SRR)에 대하여, 양 출력축(SRL, SRR) 사이의 차회전을 제한하도록 작용한다. 그 결과, 좌우의 출력축(SRL, SRR) 사이의 차회전이 제한되기 때문에, 차량의 급선회시에는 오버스티어가 억제됨과 동시에, 차량의 고속 직진 주행시에는 직진성이 높아지고, 차량의 거동 안정성이 높아진다.

이 경우, 상술한 도 23을 이용한 본 발명의 설명으로부터 분명한 바와 같이, 차동 제한 기구(16)로부터 제3 선 기어(S3) 및 캐리어 부재(13)에 작용하는 반력 토크가 클수록, 좌우의 출력축(SRL, SRR) 사이의 차회전을 제한하도록 양 출력축(SRL, SRR)에 작용하는 차동 제한 토크의 총합(이하 「총차동 제한 토크」라고 함)은, 보다 커진다. 따라서, 차동 제한 기구(16)의 체결 정도의 제어에 의해, 차동 제한 기구(16)의 반력 토크를 조정함으로써, 총차동 제한 토크를 제어할 수 있기 때문에, 좌우의 출력축(SRL, SRR) 사이의 차회전의 제한 정도를 제어할 수 있다.

또한, 제4 실시형태에서의 각종 요소와, 본 발명에서의 각종 요소의 대응 관계는, 다음과 같다. 즉, 제4 실시형태에서의 좌우의 출력축(SRL, SRR)이, 본 발명에서의 2개 회전축의 한쪽 및 다른쪽에 각각 상당함과 동시에, 제4 실시형태에서의 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)가, 본 발명에서의 제1 및 제2 토크 발생 장치에 각각 상당한다. 또한, 제4 실시형태에서의 제3∼제1 선 기어(S3∼S1) 및 캐리어 부재(13)가 본 발명에서의 기어 장치의 제1∼제4 요소에 각각 상당한다. 또한, 제4 실시형태에서의 제1 및 제2 모터 토크(TM1, TM2)가, 본 발명에서의 정토크에 상당함과 동시에, 제4 실시형태에서의 제1 및 제2 모터 제동 토크(TG1, TG2)가, 본 발명에서의 부토크에 상당한다.

이상과 같이, 제4 실시형태에 의하면, 회전 가능한 캐리어 부재(13)에 3연 피니언 기어(14)가 회전 가능하게 지지됨과 동시에, 3연 피니언 기어(14)를 구성하는 서로 일체인 제1∼제3 피니언 기어(P1∼P3)에 회전 가능한 제1∼제3 선 기어(S1∼S3)가 각각 맞물려 있다. 또한, 제3∼제1 선 기어(S3∼S1) 및 캐리어 부재(13)는 이들의 회전수가 서로 공선 관계에 있고, 공선도에 있어서, 이 순서로 배열된다(도 11 등 참조).

또한, 제3 선 기어(S3)는, 제1 회전 전기 기기(11)에 연결되고, 제2 및 제1 선 기어(S2, S1)는 좌우의 출력축(SRL, SRR)에 각각 연결됨과 동시에, 캐리어 부재(13)는 제2 회전 전기 기기(12)에 연결되어 있다. 이상에 의해, 제1 및 제2 모터 출력 토크(TM1, TM2) 및 제1 및 제2 모터 제동 토크(TG1, TG2)를, 제3∼제1 선 기어(S3∼S1)나 캐리어 부재(13)를 통해 좌우의 출력축(SRL, SRR)에 전달하여, 양 출력축(SRL, SRR)을 적절히 구동할 수 있다. 이 경우, 제3∼제1 선 기어(S3∼S1) 및 캐리어 부재(13)의 회전수가 서로 공선 관계에 있기 때문에, 도 11∼도 14를 이용하여 설명한 바와 같이, 제1 및 제2 모터 출력 토크(TM1, TM2) 및 제1 및 제2 모터 제동 토크(TG1, TG2)를 제어함으로써, 좌우의 출력축(SRL, SRR)에 분배되는 토크를 적절히 제어할 수 있다.

또한, 상술한 종래의 경우와 달리, 좌우의 출력축(SRL, SRR)에 분배되는 토크를 제어하기 위해, 습식의 마찰 클러치로 구성된 증속용 및 감속용 클러치가 아니라, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)를 이용하기 때문에, 상술한 제로 토크 제어에 의해 큰 끌림 손실이 발생하는 경우가 없고, 따라서 손실을 억제할 수 있다. 이에 덧붙여, 증속용 및 감속용 클러치에 유압을 공급하기 위한 유압 펌프가 불필요하다. 또한, 양 클러치를 구동하기 위한 스풀 밸브나, 솔레노이드, 스트레이너 등도 불필요하고, 그 만큼 동력 장치(1)의 소형화 및 탑재성의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 회전수가 서로 공선 관계에 있는 제3∼제1 선 기어(S3∼S1) 및 캐리어 부재(13) 중, 제3 선 기어(S3)와 캐리어 부재(13) 사이가, 차동 제한 기구(16)에 의해 접속·차단된다. 이에 따라, 제3∼제1 선 기어(S3∼S1) 및 캐리어 부재(13)가 일체로 회전하게 되기 때문에, 제2 선 기어(S2)가 연결된 좌출력축(SRL)과 제1 선 기어(S1)가 연결된 우출력축(SRR) 사이의 차회전을 제한할 수 있고, 이에 따라 차량의 거동 안정성을 높일 수 있다. 이 경우, 차동 제한 기구(16)를 단순히 접속하기만 하면 되기 때문에, 좌우의 출력축(SRL, SRR) 사이의 차회전의 제한을 용이하게 행할 수 있음과 동시에, 그 높은 응답성을 얻을 수 있다.

또한, 제3∼제1 선 기어(S3∼S1) 및 캐리어 부재(13) 중, 공선도에 있어서 양 외측에 위치하는 제3 선 기어(S3)와 캐리어 부재(13) 사이를 접속하기 때문에, 가장 큰 총차동 제한 토크를 얻을 수 있다. 이에 따라, 좌우의 출력축(SRL, SRR) 사이의 차회전을 제한하기 위해 차동 제한 기구(16)에 필요해지는 반력 토크를 저감시킬 수 있기 때문에, 차동 제한 기구(16)의 소형화를 도모할 수 있고, 이에 따라, 한층 더 동력 장치(1)의 소형화 및 탑재성의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 회전수가 서로 공선 관계에 있는 4개의 회전 요소를 구성하기 위해, 캐리어 부재(13), 3연 피니언 기어(14) 및 제1∼제3 선 기어(S1∼S3)로 이루어지는 기어 장치(GS)가 이용된다. 이 때문에, 예컨대, 이들 4개의 회전 요소를 구성하기 위해, 싱글 피니언 타입의 2개의 유성 기어 장치의 조합으로 기어 장치를 구성한 경우와 비교하여, 부품 개수를 삭감할 수 있음과 동시에, 링 기어를 갖고 있지 않은 만큼, 기어 장치(GS)의 직경 방향의 치수를 작게 할 수 있다.

또한, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)를 이용하기 때문에, 각별한 장치를 이용하지 않고, 동력 장치(1)를 용이하고 또한 보다 저렴하게 구성할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 좌우의 출력축(SRL, SRR)에 대한 토크의 분배를 제어하는 경우에 있어서, 제1 및 제2 모터 제동 토크(TG1, TG2)를 발생시킴에 있어, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)에 의해 동력을 전력으로 변환할 수 있다. 이 때문에, 예컨대, 변환한 전력을 차량용의 보조 기기에 공급함으로써, 보조 기기의 전원을 충전하기 위한 발전기의 작동 부하 및 작동 빈도를 저하시킬 수 있다.

다음으로, 도 15를 참조하면서, 본 발명의 제5 실시형태에 의한 동력 장치(1A)에 관해 설명한다. 이 동력 장치(1A)는, 제4 실시형태와 비교하여, 제1 로터(11b) 및 차동 제한 기구(41)와 제3 선 기어(S3) 사이의 동력 전달 경로, 및 제2 로터(12b) 및 차동 제한 기구(41)와 캐리어 부재(13) 사이의 동력 전달 경로에, 감속 장치가 각각 설치되어 있는 점만이 상이하다. 도 15에 있어서, 제4 실시형태와 동일한 구성 요소에 관해서는, 동일한 부호를 부여하고 있다. 이하, 제4 실시형태와 상이한 점을 중심으로 설명한다.

제1 로터(11b)는, 상술한 회전축(15)에는 부착되어 있지 않고, 제1 로터(11b) 및 회전축(15)에는 각각, 기어(51) 및 기어(52)가 일체로 부착되어 있고, 이들 기어(51, 52)는 서로 맞물려 있다. 기어(51)의 톱니수는, 기어(52)의 톱니수보다 작은 값으로 설정되어 있다. 제1 회전 전기 기기(11)의 동력은, 양 기어(51, 52)에 의해 감속된 상태로, 제3 선 기어(S3)에 전달된다. 또한, 제2 로터(12b)는, 캐리어 부재(13)에는 부착되어 있지 않고, 제2 로터(12b) 및 캐리어 부재(13)의 기초부(13a)에는 각각, 기어(53) 및 기어(54)가 일체로 부착되어 있고, 이들 기어(53, 54)는 서로 맞물려 있다. 기어(53)의 톱니수는, 기어(54)의 톱니수보다 작은 값으로 설정되어 있다. 제2 회전 전기 기기(12)의 동력은, 양 기어(53, 54)에 의해 감속된 상태로, 캐리어 부재(13)에 전달된다. 상기한 기어(51 및 52)의 기어비와, 기어(53 및 54)의 기어비는, 서로 동일한 값으로 설정되어 있다.

또한, 차동 제한 기구(41)는, 제4 실시형태와 마찬가지로, 마찰식의 클러치로 구성되어 있고, 이너(41a) 및 아우터(41b)를 갖고 있다. 제4 실시형태와 달리, 이 이너(41a)는, 회전축(15)이 아니라, 제1 로터(11b)에 일체로 부착되어 있고, 아우터(41b)는, 캐리어 부재(13)의 4개의 지지축(13b)이 아니라, 제2 로터(12b)에 일체로 부착되어 있다.

또한, 차동 제한 기구(41)의 체결 정도는 상술한 ECU에 의해 제어되고, 이에 따라 제1 및 제2 로터(11b, 12b) 사이가 접속·차단된다. 이 경우, 제1 로터(11b)가, 기어(51), 기어(52) 및 회전축(15)을 통해 제3 선 기어(S3)에 연결되어 있는 것과, 제2 로터(12b)가, 기어(53) 및 기어(54)를 통해 캐리어 부재(13)에 연결되어 있는 것으로부터 분명한 바와 같이, 차동 제한 기구(41)에 의해, 제1 및 제2 로터(11b, 12b) 사이가 접속·차단되는 것에 수반하여, 제3 선 기어(S3)와 캐리어 부재(13) 사이가 접속·차단된다.

또한, 제5 실시형태에서의 각종 요소와 본 발명에서의 각종 요소의 대응 관계는, 다음과 같다. 즉, 제5 실시형태에서의 기어(51 및 52)가, 본 발명에서의 제1 동력 전달 기구에 상당함과 동시에, 제5 실시형태에서의 기어(53 및 54)가, 본 발명에서의 제2 동력 전달 기구에 상당한다. 그 밖의 대응 관계에 관해서는, 제4 실시형태와 동일하다.

이상과 같이, 제5 실시형태에 의하면, 제1 회전 전기 기기(11)가 기어(51) 및 기어(52)로 이루어지는 감속 장치를 통해 제3 선 기어(S3)에 연결되어 있고, 제2 회전 전기 기기(12)가 기어(53) 및 기어(54)로 이루어지는 감속 장치를 통해 캐리어 부재(13)에 연결되어 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 모터 출력 토크(TM1, TM2) 및 제1 및 제2 모터 제동 토크(TG1, TG2)를, 증대시킨 상태로 제3 선 기어(S3) 및 캐리어 부재(13)에 각각 전달할 수 있기 때문에, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)의 소형화를 도모할 수 있다.

또한, 제4 실시형태와 마찬가지로, 예컨대, 차량의 급선회시나 고속 직진 주행시에는, 좌우의 출력축(SRL, SRR) 사이의 차회전을 제한하기 위해, 제3 선 기어(S3)와 캐리어 부재(13) 사이를 접속하도록, 차동 제한 기구(41)를 제어한다. 이에 수반하여, 차동 제한 기구(41)로부터의 반력 토크는, 제3∼제1 선 기어(S3∼S1) 및 캐리어 부재(13)를 일체로 회전시키도록 작용하고, 좌우의 출력축(SRL, SRR)에 대하여, 양 출력축(SRL, SRR) 사이의 차회전을 제한하도록 작용한다. 따라서, 좌우의 출력축(SRL, SRR) 사이의 차회전을 제한할 수 있고, 나아가서는 차량의 거동 안정성을 높일 수 있다. 이 경우에도, 제4 실시형태와 마찬가지로, 차동 제한 기구(41)의 체결 정도를 제어함으로써, 총차동 제한 토크(좌우의 출력축(SRL, SRR) 사이의 차회전을 제한하도록 작용하는 차동 제한 토크의 총합)를 제어할 수 있기 때문에, 양 출력축(SRL, SRR) 사이의 차회전의 제한 정도를 제어할 수 있다.

또한, 제4 실시형태와 달리, 차동 제한 기구(41)가, 기어(51 및 52)를 통해 제3 선 기어(S3)에, 기어(53 및 54)를 통해 캐리어 부재(13)에, 연결되어 있다. 제4 실시형태의 설명에서 서술한 바와 같이, 총차동 제한 토크는, 차동 제한 기구(41)로부터 제3 선 기어(S3) 및 캐리어 부재(13)에 작용하는 반력 토크가 클수록, 보다 커진다. 제5 실시형태에 의하면, 이들 기어(51∼54)에 의해, 차동 제한 기구(41)로부터의 반력 토크를, 증대시킨 상태로 제3 선 기어(S3) 및 캐리어 부재(13)에 전달할 수 있기 때문에, 좌우의 출력축(SRL, SRR) 사이의 차회전을 제한하기 위해 차동 제한 기구(41)에 필요해지는 반력 토크를 저감시킬 수 있고, 이에 따라, 한층 더 차동 제한 기구(41)의 소형화를 도모할 수 있다. 이 경우, 기어(51∼54)를 설치하기 위해 필요한 스페이스는, 상기한 차동 제한 기구(41)의 소형화에 의해 삭감되는 스페이스보다 작다. 따라서, 차동 제한 기구(41)의 소형화에 의해, 한층 더 동력 장치(1A)의 소형화 및 탑재성의 향상을 도모할 수 있다. 그 밖에, 제4 실시형태에 의한 효과, 즉 손실의 억제 등의 효과를 동일하게 얻을 수 있다.

다음으로, 도 16을 참조하면서, 본 발명의 제6 실시형태에 의한 동력 장치(1B)에 관해 설명한다. 이 동력 장치(1B)는, 제4 실시형태와 비교하여, 제1 로터(11b)와 제3 선 기어(S3) 사이의 동력 전달 경로, 및 제2 로터(12b)와 캐리어 부재(13) 사이의 동력 전달 경로에, 제3 실시형태에서 서술한 제1 감속 장치(RG1) 및 제2 감속 장치(RG2)가 각각 설치되어 있는 점만이 상이하다. 도 16에 있어서, 제3 및 제4 실시형태와 동일한 구성 요소에 관해서는, 동일한 부호를 부여하고 있다. 이하, 제4 실시형태와 상이한 점을 중심으로 설명한다.

제1 감속 장치(RG1)의 제1 선 기어(SR1)는, 중공의 회전축(17)에 일체로 부착되어 있다. 이 회전축(17)은, 베어링(도시하지 않음)에 회전 가능하게 지지되어 있고, 그 내측에는 좌출력축(SRL)이 상대적으로 회전 가능하게 배치되어 있다. 또한, 제1 로터(11b)는, 상술한 회전축(15)이 아니라, 회전축(17)에 일체로 부착되어 있고, 회전축(17) 및 제1 선 기어(SR1)와 함께 회전할 수 있다. 또한, 제1 링 기어(RR1)는 케이스(CA)에 고정되어 있다. 제1 캐리어(CR1)는, 상술한 회전축(15)에 일체로 부착되어 있고, 회전축(15) 및 제3 선 기어(S3)와 함께 회전할 수 있다. 이상의 구성의 제1 감속 장치(RG1)에 의해, 제1 회전 전기 기기(11)의 동력은 감속된 상태로 제3 선 기어(S3)에 전달된다.

상기 제2 감속 장치(RG2)의 제2 선 기어(SR2)는, 중공의 회전축(18)에 일체로 부착되어 있다. 이 회전축(18)은, 베어링(도시하지 않음)에 회전 가능하게 지지되어 있고, 그 내측에는 우출력축(SRR)이 상대적으로 회전 가능하게 배치되어 있다. 또한, 제2 로터(12b)는, 캐리어 부재(13)가 아니라, 회전축(18)에 일체로 부착되어 있고, 회전축(18) 및 제2 선 기어(SR2)와 함께 회전할 수 있다. 또한, 제2 링 기어(RR2)는 케이스(CA)에 고정되어 있다. 제2 피니언 기어(PR2)는, 3연 피니언 기어(14)와 동일한 개수(4개. 2개만 도시)이고, 캐리어 부재(13)의 지지축(13b)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 이상의 구성의 제2 감속 장치(RG2)에 의해, 제2 회전 전기 기기(12)의 동력은 감속된 상태로 캐리어 부재(13)에 전달된다.

이상과 같이, 제6 실시형태에서는, 제1 회전 전기 기기(11)가 제1 감속 장치(RG1)를 통해 제3 선 기어(S3)에 연결되어 있고, 제2 회전 전기 기기(12)가 제2 감속 장치(RG2)를 통해 캐리어 부재(13)에 연결되어 있다. 이에 따라, 제5 실시형태와 마찬가지로, 제1 및 제2 모터 출력 토크(TM1, TM2) 및 제1 및 제2 모터 제동 토크(TG1, TG2)를, 증대시킨 상태로 제3 선 기어(S3) 및 캐리어 부재(13)에 각각 전달할 수 있기 때문에, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)의 소형화를 도모할 수 있다. 그 밖에, 제4 실시형태에 의한 효과를 동일하게 얻을 수 있다.

또한, 3연 피니언 기어(14) 및 제2 피니언 기어(PR2)를 지지하는 캐리어 부재(13)를 공용하고 있기 때문에, 그 만큼 동력 장치(1B)의 소형화 및 탑재성의 향상을 도모할 수 있다.

또, 제4∼제6 실시형태에서는, 좌우의 전륜을 엔진으로 구동함과 동시에, 좌우의 후륜(WRL, WRR)[좌우의 출력축(SRL, SRR)]을 동력 장치(1, 1A, 1B)로 구동하도록 차량을 구성하고 있지만, 이와는 반대로, 좌우의 전륜에 각각 연결된 좌우의 출력축을 동력 장치로 구동함과 동시에, 좌우의 후륜(WRL, WRR)을 엔진으로 구동하도록, 차량을 구성해도 좋다. 또한, 제4∼제6 실시형태는, 엔진이 탑재된 차량에, 본 발명에 의한 동력 장치(1, 1A, 1B)를 적용한 예이지만, 본 발명은, 이것에 한정되지 않고, 엔진이 탑재되어 있지 않은 차량에도 적용할 수 있다.

다음으로, 도 17을 참조하면서, 본 발명의 제7 실시형태에 의한 동력 장치(1C)에 관해 설명한다. 이 동력 장치(1C)는, 제4 실시형태와 달리, 좌우의 후륜(WRL, WRR)에 각각 연결된 좌우의 출력축(SRL, SRR)이 아니라, 좌우의 전륜(WFL, WFR)에 각각 연결된 좌우의 출력축(SFL, SFR)을 구동하기 위한 것이고, 제4 실시형태와 비교하여, 상술한 기어 장치(GS) 등에 추가하여, 제1 실시형태에서 서술한, 동력원으로서의 엔진(3)과, 변속기(4) 및 차동 장치(D)를 더 구비하는 것이, 주로 상이하다. 도 17에 있어서, 제1 및 제4 실시형태와 동일한 구성 요소에 관해서는, 동일한 부호를 부여하고 있다. 이하, 제4 실시형태와 상이한 점을 중심으로 설명한다.

엔진(3)은, 가솔린 엔진이고, 4륜의 차량의 전방부에 탑재되어 있다. 엔진(3)의 크랭크축(도시하지 않음)에는, 변속기(4)가 연결되어 있다. 변속기(4)는, 유단식(有段式)의 자동 변속기이고, 그 동작이 상술한 ECU(2)에 의해 제어됨으로써, 엔진(3)의 동력을 변속한 상태로 출력축(4a)으로 출력한다.

차동 장치(D), 제2 회전 전기 기기(12), 기어 장치(GS) 및 제1 회전 전기 기기(11)는, 좌우의 출력축(SFL, SFR)과 동축형으로 배치되어 있고, 좌우의 전륜(WFL, WFR) 사이에 우측으로부터 이 순서로 배열되어 있다.

또한, 제1 실시형태와 마찬가지로, 차동 장치(D)의 링 기어(RD)는, 변속기(4)를 통해 엔진(3)에 연결되어 있다. 차동 장치(D)의 선 기어(SD)는, 베어링(도시하지 않음)에 회전 가능하게 지지된 회전축(61)을 통해, 기어 장치(GS)의 제2 선 기어(S2)에 연결되어 있다. 제2 선 기어(S2)는 좌출력축(SFL)에 일체로 부착되어 있다.

또한, 차동 장치(D)의 캐리어(CD)의 우단부는 우출력축(SFR)에 일체로 부착되어 있고, 캐리어(CD)의 좌단부는 중공의 회전축(62)의 우단부에 일체로 부착되어 있다. 이 회전축(62)의 좌단부에는, 제1 선 기어(S1)가 일체로 부착되어 있다. 또한, 회전축(62)은, 베어링(도시하지 않음)에 회전 가능하게 지지되어 있고, 그 내측에는 상기한 회전축(61)이 상대적으로 회전 가능하게 배치되어 있다. 이와 같이, 캐리어(CD)는 제1 선 기어(S1)와 우출력축(SFR) 사이의 동력 전달 경로 상에 설치되어 있다.

이상의 구성의 차동 장치(D)에서는, 제1 실시형태와 마찬가지로, 엔진(3)의 엔진 토크가 변속기(4)를 통해 링 기어(RD)에 전달되면, 링 기어(RD)에 전달된 토크는 선 기어(SD) 및 캐리어(CD)에 1 : 1의 토크 분배비로 분배된다. 선 기어(SD)에 분배된 토크는 좌출력축(SFL)을 통해 좌전륜(WFL)에 전달되고, 캐리어(CD)에 분배된 토크는 우출력축(SFR)을 통해 우전륜(WFR)에 전달된다.

이상과 같이, 동력 장치(1C)에서, 제2 선 기어(S2) 및 선 기어(SD)는, 회전축(61)을 통해 서로 연결되어 있고, 제2 선 기어(S2)는 좌출력축(SFL)에 직결되어 있다. 따라서, 제2 선 기어(S2), 선 기어(SD) 및 좌출력축(SFL)의 회전수는, 서로 동일하다. 또한, 제1 선 기어(S1) 및 캐리어(CD)는, 회전축(62)을 통해 서로 연결되어 있고, 캐리어(CD)는, 우출력축(SFR)에 직결되어 있다. 따라서, 제1 선 기어(S1), 캐리어(CD) 및 우출력축(SFR)의 회전수는, 서로 동일하다.

또한, 기어 장치(GS)의 제3∼제1 선 기어(S3∼S1), 캐리어 부재(13), 제1 및 제2 로터(11b, 12b) 사이의 회전수의 관계는, 제4 실시형태와 동일하다. 또한, 차동 장치(D)가 더블 피니언식의 유성 기어 장치인 것으로부터 분명한 바와 같이, 선 기어(SD), 링 기어(RD) 및 캐리어(CD)는, 서로 차회전이 가능하고, 공선도에 있어서, 이들의 회전수가 하나의 동일한 직선 상에 위치하는 공선 관계에 있고, 이 순서로 배열된다.

이상으로부터, 동력 장치(1C)에서의 각종 회전 요소 사이의 회전수의 관계는, 예컨대 도 18에 도시한 공선도와 같이 나타내어진다. 동도면에 도시한 바와 같이, 차동 장치(D)의 선 기어(SD), 링 기어(RD), 캐리어(CD), 기어 장치(GS)의 제3∼제1 선 기어(S3∼S1), 및 캐리어 부재(13)에 의해, 회전수가 서로 공선 관계에 있는 5개의 회전 요소가 구성된다. 또한, 도 18로부터 분명한 바와 같이, 좌우의 출력축(SFL, SFR)은 서로 차회전이 가능하다.

또한, 도 18은, 우측 선회용의 제3 요 모멘트 증대 제어에서의 각종 회전 요소 사이의 회전수의 관계 및 토크의 균형 관계를 도시하고 있다. 동도면에 있어서, TE는 엔진(3)으로부터 변속기(4)를 통해 링 기어(RD)에 전달되는 토크이고, RLE 및 RRE는 엔진(3)으로부터 링 기어(RD)로의 토크의 전달에 수반하여 좌출력축(SFL) 및 우출력축(SFR)에 각각 작용하는 반력 토크이다. 그 밖의 파라미터(제1 모터 출력 토크(TM1) 등)에 관해서는, 제4 실시형태와 동일하다. 상술한 바와 같이 링 기어(RD)에 전달된 토크가 선 기어(SD) 및 캐리어(CD)에 1 : 1의 토크 분배비로 분배되는 것으로부터 분명한 바와 같이, 이들의 반력 토크(RLE 및 RRE)는 서로 동일하다.

이 경우, 좌출력축(SFL)에 전달되는 토크는 RLE+RLM1+RLG2로 나타냄과 동시에, 우출력축(SFR)에 전달되는 토크는 RRE-(RRM1+RRG2)로 나타낸다. 이와 같이, 좌출력축(SFL)[좌전륜(WFL)]에 전달되는 토크가 우출력축(SFR)[우전륜(WFR)]에 전달되는 토크보다 커지고, 이에 따라, 차량의 우회전의 요 모멘트가 증대된다.

이 도 18과, 상술한 제4 실시형태의 우측 선회용의 제3 요 모멘트 증대 제어에서의 토크의 균형 관계 등을 도시한 도 13과의 비교로부터 분명한 바와 같이, 제3 요 모멘트 증대 제어에서의 동작은, 제4 실시형태와 비교하여, 변속기(4)로 변속된 엔진 토크가 차동 장치(D)에 의해 좌우의 출력축(SFL, SFR)에 분배되는 것만이 상이하다. 이것은, 직진시나 제1 요 모멘트 증대 제어 등에서의 각종 동작에 관해서도 동일하기 때문에, 동력 장치(1C)의 동작의 설명에 관해서는 생략한다.

또한, 제7 실시형태에서의 각종 요소와 본 발명에서의 각종 요소의 대응 관계는, 다음과 같다. 즉, 제7 실시형태에서의 좌우의 출력축(SFL, SFR)이, 본 발명에서의 2개 회전축의 한쪽 및 다른쪽에 각각 상당하고, 제7 실시형태에서의 선 기어(SD), 캐리어(CD) 및 링 기어(RD)가, 본 발명에서의 차동 장치의 제1∼제3 회전체 또는 제5∼제7 요소에 각각 상당함과 동시에, 제7 실시형태에서의 엔진(3)이, 본 발명에서의 토크 발생 장치에 상당한다. 그 밖의 대응 관계에 관해서는, 제4 실시형태와 동일하다.

이상과 같이, 제7 실시형태에 의하면, 차동 장치(D)의 선 기어(SD)가 제2 선 기어(S2)에 연결되고, 캐리어(CD)가 제1 선 기어(S1)와 우출력축(SFR) 사이의 동력 전달 경로 상에 설치됨과 동시에, 링 기어(RD)가 엔진(3)에 연결되어 있다. 이에 따라, 좌우의 출력축(SFL, SFR)에, 제1 및 제2 모터 출력 토크(TM1, TM2)에 추가하여, 엔진 토크가 전달되기 때문에, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)에 필요해지는 토크를 저감시킬 수 있고, 이에 따라 양자(11, 12)의 소형화를 도모할 수 있다. 그 밖에, 제4 실시형태에 의한 효과, 즉 손실의 억제나 차량의 거동 안정성의 향상 등의 효과를 동일하게 얻을 수 있다.

다음으로, 도 19를 참조하면서, 본 발명의 제8 실시형태에 의한 동력 장치(1D)에 관해 설명한다. 이 동력 장치(1D)는, 도 17에 도시한 제7 실시형태와 비교하여, 제1 로터(11b) 및 차동 제한 기구(41)와 제3 선 기어(S3) 사이의 동력 전달 경로, 및 제2 로터(12b) 및 차동 제한 기구(41)와 캐리어 부재(13) 사이의 동력 전달 경로에, 제5 실시형태에서 서술한 감속 장치가 각각 설치되어 있는 점만이 상이하다. 도 19에 있어서, 제5 및 제7 실시형태와 동일한 구성 요소에 관해서는, 동일한 부호를 부여하고 있다.

이상의 구성에 의해, 제8 실시형태에 의하면, 제5 실시형태와 마찬가지로, 상기한 감속 장치 즉 기어(51∼54)에 의해, 차동 제한 기구(41)로부터의 반력 토크, 제1 및 제2 모터 출력 토크(TM1, TM2), 및 제1 및 제2 모터 제동 토크(TG1, TG2)를 증대시킨 상태로 제3 선 기어(S3) 및 캐리어 부재(13)에 전달할 수 있다. 따라서, 차동 제한 기구(41), 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)의 소형화를 도모할 수 있고, 나아가서는 동력 장치(1D)의 소형화 및 탑재성의 향상을 도모할 수 있다. 그 밖에, 제7 실시형태에 의한 효과를 동일하게 얻을 수 있다.

또, 제8 실시형태에서의 각종 요소와 본 발명에서의 각종 요소의 대응 관계는, 제2 및 제7 실시형태와 동일하다.

다음으로, 도 20을 참조하면서, 본 발명의 제9 실시형태에 의한 동력 장치(1E)에 관해 설명한다. 이 동력 장치(1E)는, 도 17에 도시한 제7 실시형태와 비교하여, 제1 로터(11b)와 제3 선 기어(S3) 사이의 동력 전달 경로, 및 제2 로터(12b)와 캐리어 부재(13) 사이의 동력 전달 경로에, 제6 실시형태에서 서술한 제1 감속 장치(RG1) 및 제2 감속 장치(RG2)가 각각 설치되어 있는 점만이 상이하다. 도 20에 있어서, 제6 및 제7 실시형태와 동일한 구성 요소에 관해서는, 동일한 부호를 부여하고 있다.

이상의 구성에 의해, 제9 실시형태에 의하면, 제6 실시형태와 마찬가지로, 제1 및 제2 감속 장치(RG1, RG2)에 의해, 제1 및 제2 모터 출력 토크(TM1, TM2), 및 제1 및 제2 모터 제동 토크(TG1, TG2)를, 증대시킨 상태로 제3 선 기어(S3) 및 캐리어 부재(13)에 각각 전달할 수 있기 때문에, 이에 따라 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)의 소형화를 도모할 수 있다. 그 밖에, 제7 실시형태에 의한 효과를 동일하게 얻을 수 있다.

또한, 도 21은, 상술한 제7∼제9 실시형태의 제1 변형예를 도시하고 있고, 이 제1 변형예는, 동력 장치를 FR(프론트 엔진-리어 드라이브)식의 차량(VFR)에 적용한 예이다. 이 차량(VFR)에서는, 차동 장치(D), 기어 장치(GS), 차동 제한 기구, 제1 및 제2 회전 전기 기기(모두 도시하지 않음)는, 차량(VFR)의 후방부에 배치되어 있고, 차동 장치(D)의 상술한 링 기어(도시하지 않음)는, 프로펠러 샤프트(PS)를 통해 변속기(4)에 연결되어 있다. 또한, 좌우의 출력축(SRL, SRR), 차동 장치(D), 기어 장치(GS), 차동 제한 기구, 제1 및 제2 회전 전기 기기 사이의 연결 관계는, 제7∼제9 실시형태와 비교하여, 앞쪽의 좌우의 출력축(SFL, SFR)을 뒤쪽의 좌우의 출력축(SRL, SRR)으로 치환한 점만이 상이하고, 그 외에는 동일하다.

이상의 구성에 의해, 엔진 토크는, 변속기(4), 프로펠러 샤프트(PS) 및 차동 장치(D)를 통해, 좌우의 출력축(SRL, SRR)에 전달되고, 또한 좌우의 후륜(WRL, WRR)에 전달된다. 또한, 제1 및 제2 모터 출력 토크 및, 제1 및 제2 모터 제동 토크는, 기어 장치(GS) 및 차동 장치(D)를 통해 좌우의 출력축(SRL, SRR)에 전달되고, 또한 좌우의 후륜(WRL, WRR)에 전달된다. 또한, 차동 제한 기구에 의한 제3 선 기어와 캐리어 부재(모두 도시하지 않음) 사이의 접속에 의해, 좌우의 출력축(SRL, SRR) 사이의 차회전이 제한된다. 따라서, 이 제1 변형예에 있어서도, 제7∼제9 실시형태에 의한 효과를 동일하게 얻을 수 있다.

또한, 도 22는 제7∼제9 실시형태의 제2 변형예를 도시하고 있고, 이 제2 변형예는 동력 장치를 전체 차륜 구동식의 차량(VAW)에 적용한 예이다. 이 차량(VAW)에서는, 앞쪽의 좌우의 출력축(SFL, SFR)은, 프론트 차동(DF), 센터 차동(DC) 및 변속기(4)를 통해, 엔진(3)에 연결되어 있다. 또한, 차동 장치(D), 기어 장치(GS), 차동 제한 기구, 제1 및 제2 회전 전기 기기(모두 도시하지 않음)는, 차량(VAW)의 후방부에 배치되어 있고, 차동 장치(D)의 링 기어(도시하지 않음)는, 프로펠러 샤프트(PS) 및 센터 차동(DC)을 통해 변속기(4)에 연결되어 있다. 또한, 좌우의 출력축(SRL, SRR), 차동 장치(D), 기어 장치(GS), 제1 및 제2 회전 전기 기기 사이의 연결 관계는, 상술한 제1 변형예와 동일하다.

이상의 구성에 의해, 엔진 토크는, 변속기(4)를 통해 센터 차동(DC)에 전달되고, 프론트 차동(DF) 및 프로펠러 샤프트(PS)에 분배된다. 프론트 차동(DF)에 분배된 토크는, 좌우의 출력축(SFL, SFR)에 전달되고, 또한 좌우의 전륜(WFL, WFR)에 전달된다. 프로펠러 샤프트(PS)에 분배된 토크는, 차동 장치(D)를 통해 좌우의 출력축(SRL, SRR)에 전달되고, 또한 좌우의 후륜(WRL, WRR)에 전달된다. 또한, 제1 및 제2 모터 출력 토크 및, 제1 및 제2 모터 제동 토크는, 기어 장치(GS) 및 차동 장치(D)를 통해 좌우의 출력축(SRL, SRR)에 전달되고, 또한 좌우의 후륜(WRL, WRR)에 전달된다. 또한, 차동 제한 기구에 의한 제3 선 기어와 캐리어 부재(모두 도시하지 않음) 사이의 접속에 의해, 좌우의 출력축(SRL, SRR) 사이의 차회전이 제한된다. 따라서, 이 제2 변형예에 있어서도, 제7∼제9 실시형태에 의한 효과를 동일하게 얻을 수 있다.

또, 제7∼제9 실시형태의 제1 및 제2 변형예의 차량(VFR, VAW)이, 본 발명에서의 이동 장치에 상당한다. 또한, 이들 제1 및 제2 변형예에서는, 엔진(3) 및 변속기(4)를, 차량(VFR, VAW)의 전방부에 배치하고 있지만, 차량의 후방부에 배치해도 좋다.

또, 본 발명은, 설명한 제4∼제9 실시형태(변형예를 포함함)에 한정되지 않고, 여러가지 양태로 실시할 수 있다. 예컨대, 제4∼제9 실시형태에서는, 제1 선 기어(S1)를 우출력축(SRR)(SFR)에, 제2 선 기어(S2)를 좌출력축(SRL)(SFL)에, 각각 연결하고 있지만, 이와는 반대로, 제1 선 기어(S1)를 좌출력축(SRL)(SFL)에, 제2 선 기어(S2)를 우출력축(SRR)(SFR)에, 각각 연결해도 좋다. 이 경우, 제7∼제9 실시형태에서 서술한 차동 장치(D)의 캐리어(CD)는, 제1 선 기어(S1)와 좌출력축(SRL)(SFL) 사이의 동력 전달 경로 상에 설치된다.

또한, 제4∼제9 실시형태에서는, 본 발명에서의 제1∼제4 요소로서, 제3∼제1 선 기어(S3∼S1) 및 캐리어 부재(13)를 이용하고 있지만, 회전수가 서로 공선 관계에 있는 다른 4개의 회전 요소를 이용해도 좋다. 예컨대, 유성 기어 장치의 선 기어, 캐리어 및 링 기어 중의 임의의 2개의 회전 요소와, 이와는 별도의 유성 기어 장치의 선 기어, 캐리어 및 링 기어 중의 임의의 2개의 회전 요소를 각각 서로 연결하고, 이에 따라 구성된 4개의 회전 요소를 이용해도 좋다. 이 경우의 유성 기어 장치는, 싱글 피니언 타입 및 더블 피니언 타입 중 어느 것이어도 좋다. 혹은, 소위 라비뇨(RAvigneaux) 타입의 유성 기어 장치(싱글 피니언 타입 및 더블 피니언 타입의 유성 기어 장치에 있어서, 캐리어와 링 기어가 공용화된 것)의 4개의 회전 요소를 이용해도 좋다.

혹은, 다음과 같이 구성된 4개의 회전 요소를 이용해도 좋다. 즉, 서로 일체인 제1 및 제2 피니언 기어로 구성된 2연 피니언 기어를 회전 가능한 캐리어 부재로 회전 가능하게 지지하고, 이 제1 피니언 기어에 맞물리는 회전 가능한 제1 선 기어 및 제1 링 기어와 제2 피니언 기어에 맞물리는 회전 가능한 제2 선 기어 및 제2 링 기어로 이루어지는 4개의 회전 요소로부터 3개의 회전 요소를 선택함과 동시에, 이들 3개의 회전 요소에 상기한 캐리어 부재를 추가한 4개의 회전 요소를 이용해도 좋다. 이 경우, 선택되지 않은 나머지 회전 요소는, 생략할 수 있다. 또한, 제1 선 기어 또는 제1 링 기어를, 제1 피니언 기어에 직접 맞물리게 하지 않고, 별도의 피니언 기어를 통해 맞물리게 해도 좋다. 이것은, 제2 선 기어 및 제2 링 기어에 관해서도 동일하다.

또한, 제4∼제9 실시형태에서는, 본 발명에서의 제1 및 제2 토크 발생 장치는, 제1 및 제2 회전 전기 기기(11, 12)이지만, 정토크 및 부토크를 발생시킬 수 있는 다른 장치, 예컨대, 유압 모터 등이어도 좋다. 또한, 제4∼제9 실시형태에서는, 차동 제한 기구(16, 41)를, 유압식의 클러치로 구성하고 있지만, 제3 선 기어(S3)(제1 요소)와 캐리어 부재(13)(제4 요소) 사이를 접속·차단하는 기능을 갖는 다른 기구, 예컨대, 전자식의 클러치로 구성해도 좋다.

또한, 제4∼제9 실시형태에서는, 본 발명에서의 제1 동력 전달 기구로서 기어(51 및 52)를, 제2 동력 전달 기구로서 기어(53 및 54)를, 각각 이용하고 있지만, 차동 제한 기구로부터의 반력을 증대시킨 상태로 전달 가능한 다른 기구, 예컨대, 한쌍의 풀리와 양자에 감겨진 벨트로 이루어지는 동력 전달 기구나, 한쌍의 스프로킷이나 양자에 감겨진 체인으로 이루어지는 동력 전달 기구를 이용해도 좋다. 또한, 제4∼제9 실시형태에서는, 더블 피니언식의 유성 기어 장치인 차동 장치(D)를 이용하고 있지만, 서로 차회전이 가능한 제1∼제3 회전체(제5∼제7 요소)를 갖는 다른 장치, 예컨대, 싱글 피니언식의 유성 기어 장치나, 다음과 같은 타입의 차동 장치를 이용해도 좋다. 즉, 한 쌍의 사이드 기어와, 양 사이드 기어에 맞물리는 복수의 피니언 기어와, 이들 피니언 기어를 회전 가능하게 지지하는 캐리어를 갖고, 캐리어에 전달된 토크를 한 쌍의 사이드 기어의 각각에 1 : 1의 분배비로 분배하는 타입의 차동 장치를 이용해도 좋다.

또한, 제4∼제9 실시형태에서는, 본 발명에서의 에너지 출력 장치로서, 가솔린 엔진인 엔진(3)을 이용하고 있지만, 정토크를 발생시킬 수 있는 다른 장치, 예컨대, 디젤 엔진이나, LPG 엔진, CNG(Compressed Natural Gas) 엔진, 외연 기관, 회전 전기 기기, 유압 모터 등을 이용해도 좋다. 또한, 제4∼제9 실시형태에서는, 본 발명에 의한 동력 장치(1, 1A∼1E)를, 좌우의 출력축(SRL, SRR)(SFL, SFR)을 구동하도록 구성하고 있지만, 차량의 전후의 구동륜에 연결된 전후의 출력축을 구동하도록 구성해도 좋다.

또한, 제1∼제9 실시형태(변형예를 포함함)에서는, 제1∼제3 피니언 기어(P1∼P3)를, 서로 일체로 형성하고 있지만, 별개로 형성한 후에, 서로 일체로 연결해도 좋다.

또한, 제1∼제3 실시형태에서는, 제1 및 제2 모터(113, 114)로 발전되고 회수된 전력을 배터리(23)에 충전(축적)하고 있지만, 커패시터(축전 장치)와 같은 다른 전기 에너지 축적 장치에 축적해도 좋다. 혹은, 제1 및 제2 모터(113, 114)와는 상이한 다른 모터와, 이 밖의 모터에 연결된 플라이휠(운동 에너지 축적 장치)을 이용하여, 제1 및 제2 모터(113, 114)로 발전되고 회수된 전력을 다른 모터에 의해 동력으로 변환함과 동시에, 변환된 동력을 운동 에너지로서 플라이휠에 축적해도 좋다. 나아가서는, 상기와 같은 전기·운동 에너지 축적 장치를 설치하지 않고, 제1 및 제2 모터(113, 114)로 발전되고, 회수된 전력을, 전력 소비 장치(다른 모터 등)에 직접, 공급해도 좋다. 혹은, 제1 및 제2 모터(113, 114) 대신에, 회전 에너지를 압력 에너지로 변환 가능한 유압 펌프를 이용함과 동시에, 이 유압 펌프로 변환된 압력 에너지를 어큐뮬레이터에 축적해도 좋다. 이상의 것은, 제4∼제9 실시형태에 관해서도 동일하게 적용된다.

또한, 제1∼제3 실시형태에서는, 본 발명에서의 회전 전기 기기로서, AC 모터인 제1 및 제2 모터(113, 114)를 이용하고 있지만, 회전 에너지와 전기 에너지 사이에서 에너지를 변환 가능한 다른 장치, 예컨대 DC 모터를 이용해도 좋다. 또한, 제1∼제3 실시형태에서는, 배터리(23)가 제1 및 제2 모터(113, 114)에 공용되고 있지만, 배터리를 별개로 설치해도 좋다. 이러한 것들은, 제4∼제9 실시형태에 관해서도 동일하게 적용된다.

또한, 제1∼제9 실시형태는, 본 발명을 차량에 적용한 예이지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 예컨대 선박이나 항공기 등에도 적용할 수 있다. 그 밖에, 본 발명의 취지의 범위 내에서, 세부 구성을 적절히 변경하는 것이 가능하다.

본 발명은, 손실을 억제할 수 있음과 동시에, 장치의 소형화 및 탑재성의 향상을 도모함에 있어서 매우 유용하다.

T : 동력 전달 장치(동력 장치)
SFL : 좌출력축(2개 회전축의 한쪽)
SFR : 우출력축(2개 회전축의 다른쪽)
111 : 캐리어 부재 P1 : 제1 피니언 기어
P2 : 제2 피니언 기어 P3 : 제3 피니언 기어
112 : 3연 피니언 기어
113 : 제1 모터(제1 토크 발생 장치, 회전 전기 기기)
114 : 제2 모터(제2 토크 발생 장치, 회전 전기 기기)
VFR : 차량(이동 장치) VAW : 차량(이동 장치)
SRL : 좌출력축(2개 회전축의 한쪽)
SRR : 우출력축(2개 회전축의 다른쪽)
1 : 동력 장치 1A : 동력 장치
1B : 동력 장치 1C : 동력 장치
1D : 동력 장치 1E : 동력 장치
3 : 엔진(토크 발생 장치)
11 : 제1 회전 전기 기기(제1 토크 발생 장치)
12 : 제2 회전 전기 기기(제2 토크 발생 장치)
GS : 기어 장치 13 : 캐리어 부재(제4 요소)
14 : 3연 피니언 기어 S1 : 제1 선 기어(제3 요소)
S2 : 제2 선 기어(제2 요소) S3 : 제3 선 기어(제1 요소)
16 : 차동 제한 기구 41 : 차동 제한 기구
51 : 기어(제1 동력 전달 기구) 52 : 기어(제1 동력 전달 기구)
53 : 기어(제2 동력 전달 기구) 54 : 기어(제2 동력 전달 기구)
D : 차동 장치 SD : 선 기어(제1 회전체, 제5 요소)
CD : 캐리어(제2 회전체, 제6 요소)
RD : 링 기어(제3 회전체, 제7 요소)
TM1 : 제1 모터 토크(정토크) TG1 : 제1 모터 제동 토크(부토크)
TM2 : 제2 모터 토크(정토크) TG2 : 제2 모터 제동 토크(부토크)

Claims (9)

1. 이동 장치를 이동시키기 위해, 서로 차(差)회전이 가능하게 구성된 2개의 회전축을 구동하는 동력 장치로서,
   회전 가능한 캐리어 부재와,
   서로 일체로 설치된 제1 피니언 기어, 제2 피니언 기어 및 제3 피니언 기어로 구성되고, 상기 캐리어 부재에 회전 가능하게 지지된 3연(連) 피니언 기어와,
   상기 제1 피니언 기어에 맞물리는 회전 가능한 제1 선 기어와,
   상기 제2 피니언 기어에 맞물리는 회전 가능한 제2 선 기어와,
   상기 제3 피니언 기어에 맞물리는 회전 가능한 제3 선 기어를 구비하고,
   상기 3연 피니언 기어 및 상기 제1∼제3 선 기어는, 상기 캐리어 부재가 고정된 상태에서 상기 3연 피니언 기어가 회전하고 있을 때에, 상기 제2 선 기어의 회전수가 상기 제1 선 기어의 회전수보다 높아지고, 상기 제3 선 기어의 회전수가 상기 제2 선 기어의 회전수보다 높아지도록 구성되어 있고,
   정토크 및 부토크를 발생시킬 수 있는 제1 토크 발생 장치와,
   정토크 및 부토크를 발생시킬 수 있는 제2 토크 발생 장치를 더 구비하고,
   상기 제3 선 기어는 상기 제1 토크 발생 장치에 연결되고, 상기 제2 선 기어는 상기 2개 회전축의 한쪽에 연결되고, 상기 제1 선 기어는 상기 2개 회전축의 다른쪽에 연결되며, 상기 캐리어 부재는 상기 제2 토크 발생 장치에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 동력 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제3 선 기어 및 상기 캐리어 부재에 연결되고, 상기 제3 선 기어와 상기 캐리어 부재 사이를 접속·차단함으로써 상기 2개의 회전축 사이의 차회전을 제한하기 위한, 차동 제한 기구를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 동력 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제3 선 기어와 상기 차동 제한 기구 사이의 동력 전달 경로 상에 설치되고, 상기 차동 제한 기구에 의한 상기 제3 선 기어와 상기 캐리어 부재 사이의 접속에 수반하여 발생한 상기 차동 제한 기구의 반력 토크를, 증대시킨 상태로 상기 제3 선 기어에 전달하는 제1 동력 전달 기구와,
   상기 캐리어 부재와 상기 차동 제한 기구 사이의 동력 전달 경로 상에 설치되고, 상기 차동 제한 기구에 의한 상기 제3 선 기어와 상기 캐리어 부재 사이의 접속에 수반하여 발생한 상기 차동 제한 기구의 반력 토크를, 증대시킨 상태로 상기 캐리어 부재에 전달하는 제2 동력 전달 기구를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 동력 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   서로 차회전이 가능한 제1 회전체, 제2 회전체 및 제3 회전체를 갖는 차동 장치와,
   정토크를 발생시킬 수 있고, 상기 제1 및 제2 토크 발생 장치와는 별개로 설치된 토크 발생 장치를 더 구비하고,
   상기 제1 회전체는 상기 제2 선 기어에 연결되고, 상기 제2 회전체는 상기 제1 선 기어와 상기 2개 회전축의 상기 다른쪽과의 사이의 동력 전달 경로 상에 설치되며, 상기 제3 회전체는 상기 토크 발생 장치에 연결되는 것을 특징으로 하는 동력 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 토크 발생 장치가 회전 전기 기기인 것을 특징으로 하는 동력 장치.
6. 이동 장치를 이동시키기 위해, 서로 차회전이 가능하게 구성된 2개의 회전축을 구동하는 동력 장치로서,
   서로의 사이에서 동력을 전달 가능한 제1 요소, 제2 요소, 제3 요소 및 제4 요소를 갖고, 상기 제1∼제4 요소의 회전수가 공선도에 있어서 서로 동일한 하나의 직선 상에 위치하는 정해진 공선 관계에 있으며, 상기 제1 요소를 고정시킨 상태에서 상기 제2∼제4 요소를 회전시켰을 때에, 상기 제2∼제4 요소가 동일한 방향으로 회전하고, 상기 제4 요소의 회전수가 상기 제2 및 제3 요소의 회전수보다 높아지도록 구성된 기어 장치와,
   정토크 및 부토크를 발생시킬 수 있는 제1 토크 발생 장치와,
   정토크 및 부토크를 발생시킬 수 있는 제2 토크 발생 장치를 구비하고,
   상기 제1 요소는 상기 제1 토크 발생 장치에 연결되고, 상기 제2 요소는 상기 2개 회전축의 한쪽에 연결되고, 상기 제3 요소는 상기 2개 회전축의 다른쪽에 연결되며, 상기 제4 요소는 상기 제2 토크 발생 장치에 연결되어 있고,
   상기 제1 및 제4 요소에 연결되고, 상기 제1 요소와 상기 제4 요소 사이를 접속·차단함으로써 상기 2개의 회전축 사이의 차회전을 제한하기 위한, 차동 제한 기구를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 동력 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1 요소와 상기 차동 제한 기구 사이의 동력 전달 경로 상에 설치되고, 상기 차동 제한 기구에 의한 상기 제1 요소와 상기 제4 요소 사이의 접속에 수반하여 발생한 상기 차동 제한 기구의 반력 토크를, 증대시킨 상태로 상기 제1 요소에 전달하는 제1 동력 전달 기구와,
   상기 제4 요소와 상기 차동 제한 기구 사이의 동력 전달 경로 상에 설치되고, 상기 차동 제한 기구에 의한 상기 제1 요소와 상기 제4 요소 사이의 접속에 수반하여 발생한 상기 차동 제한 기구의 반력 토크를, 증대시킨 상태로 상기 제4 요소에 전달하는 제2 동력 전달 기구를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 동력 장치.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
   서로 차회전이 가능한 제5 요소, 제6 요소 및 제7 요소를 갖는 차동 장치와,
   정토크를 발생시킬 수 있고, 상기 제1 및 제2 토크 발생 장치와는 별개로 설치된 토크 발생 장치를 더 구비하고,
   상기 제5 요소는 상기 제2 요소에 연결되고, 상기 제6 요소는 상기 제3 요소와 상기 2개 회전축의 상기 다른쪽과의 사이의 동력 전달 경로 상에 설치되며, 상기 제7 요소는 상기 토크 발생 장치에 연결되는 것을 특징으로 하는 동력 장치.
9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 토크 발생 장치가 회전 전기 기기인 것을 특징으로 하는 동력 장치.

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