KR20160098236A - 구동 장치 - Google Patents

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시게루 나카야마
겐지 혼다
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혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
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Abstract

구동 장치는, 좌구동부와 우구동부를 구동하는 구동원과, 각각 제1 회전 요소와, 제2 회전 요소와, 제3 회전 요소를 갖는 제1 및 제2 차동 기구를 갖는 동력 전달 기구와, 전환 장치를 구비한다. 제1 및 제2 차동 기구의 제1 회전 요소는 서로 동일 방향으로 일체 회전하도록 접속되고, 제1 및 제2 차동 기구의 상기 제2 회전 요소는 각각 좌구동부 및 우구동부에 접속되고, 제1 및 제2 차동 기구의 제3 회전 요소는 서로 반대 방향으로 회전하도록 접속된다.

Description

구동 장치{DRIVE APPARATUS}
본 발명은 구동 장치, 특히 구동원과 2개의 차동 기구를 구비하는 구동 장치에 관한 것이다.
종래부터, 구동원과 2개의 유성 기어 기구를 구비하는 동력 전달 기구가 알려져 있다. 예컨대, 특허문헌 1에 기재된 구동력 배분 장치(100)는, 도 21에 나타내는 바와 같이, 각각이 링 기어(R), 플래니터리 기어(P), 플래니터리 캐리어(C) 및 선 기어(S)로 구성되는 2조의 유성 기어 기구(PL)와, 2조의 유성 기어 기구(PL)의 선 기어(S) 사이를 접속하는 샤프트(101)에 구동력을 부여하는 구동용 모터(102)와, 좌우륜 사이에 구동력차를 발생시키기 위한 제어용 모터(103)의 2개의 동력원을 구비하고 있고, 구동용 모터(102)를 구동함으로써 차량의 전후 방향의 운동(거동)에 영향을 미치는 좌우륜의 구동력합을 부여하고, 구동용 모터(102)의 구동력으로 주행 중에 필요에 따라 제어용 모터(103)를 구동함으로써 차량의 선회 방향의 운동(거동)에 영향을 미치는 좌우륜의 구동력차를 부여하도록 제어할 수 있는 것이 기재되어 있다.
즉, 특허문헌 1에 기재된 구동력 배분 장치(100)에서는, 2개의 동력원(구동용 모터(102), 제어용 모터(103))을 구비하고, 주로 차량의 전후 방향의 운동(거동)에 영향을 미치는 좌우륜의 구동력합과, 주로 차량의 선회 방향의 운동(거동)에 영향을 미치는 좌우륜의 구동력차의 양쪽을 동시에 제어 가능했다.
또한, 특허문헌 2에는, 전동 모터에 접속된 베벨 기어식 차동 장치의 한 쪽에, 2개의 기어로 이루어지는 전동계를 설치하고, 다른 쪽에 전환 수단을 통해 2개의 기어로 이루어지는 전동계 및 3개의 기어로 이루어지는 전동계를 설치한 좌우륜의 연결 장치가 개시되어 있다. 또한, 베벨 기어식 차동 장치의 다른 쪽의 2개의 기어로 이루어지는 전동계에 있어서는, 베벨 기어식 차동 장치의 한 쪽의 2개의 기어로 이루어지는 전동계와 동일한 기어비로 설정하고, 베벨 기어식 차동 장치의 다른 쪽의 3개의 기어로 이루어지는 전동계에 있어서는, 베벨 기어식 차동 장치의 한 쪽의 2개의 기어로 이루어지는 전동계와 방향이 반대이며 절대치가 동일한 동일 기어비로 설정하고 있다. 이 연결 장치에 의하면, 전환 수단에 의해, 2개의 기어로 이루어지는 전동계를 선택한 경우에, 전동 모터의 토크가 동일 방향으로 동일한 크기로 좌우륜에 전달되기 때문에 전진 또는 후진의 발진 어시스트를 행할 수 있고, 3개의 기어로 이루어지는 전동계를 선택한 경우에, 전동 모터의 토크가 반대 방향으로 동일한 크기로 좌우륜에 전달되기 때문에 선회 방향으로 요모멘트를 발생시키는 선회 어시스트를 행할 수 있다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2010-144762호 특허문헌 2: 일본 특허 제3599847호
그러나, 특허문헌 1의 구동력 배분 장치(100)는, 2개의 동력원이 필요하여, 제조 비용이 높아짐과 동시에, 장치의 대형화를 피할 수 없어 개선의 여지가 있었다. 또한, 특허문헌 2의 연결 장치에서는, 발진 어시스트시여도 선회 어시스트시여도 기어비의 절대치는 동일하고, 전후 방향의 어시스트와 선회 방향의 어시스트의 크기에 차이를 갖게 할 수 없어 개선의 여지가 있었다.
본 발명은, 하나의 구동원으로, 좌구동부 및 우구동부에 구동력합을 부여하는 제어와, 구동력차를 부여하는 제어를 한 쪽씩 전환하여 제어 가능하고, 구동원의 동일 동력에 대하여 부여되는 구동력합과 구동력차의 절대치의 크기를 별개 독립적으로 설정 가능한 구동 장치를 제공한다.
본 발명은 이하의 양태를 제공하는 것이다.
제1 양태는,
수송 기기(예컨대, 후술하는 실시형태의 차량(V))의 진행 방향에 대하여 좌측에 배치되는 좌구동부(예컨대, 후술하는 실시형태의 좌후륜(LWr))와, 상기 진행 방향에 대하여 우측에 배치되는 우구동부(예컨대, 후술하는 실시형태의 우후륜(RWr))를 구동하는 구동원(예컨대, 후술하는 실시형태의 전동기(MOT))과,
각각 제1 회전 요소와, 제2 회전 요소와, 제3 회전 요소를 갖는 제1 및 제2 차동 기구(예컨대, 후술하는 실시형태의 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2))를 갖는 동력 전달 기구(예컨대, 후술하는 실시형태의 동력 전달 기구(TM2))를 구비한 구동 장치(예컨대, 후술하는 실시형태의 후륜 구동 장치(20))로서,
상기 제1 및 제2 차동 기구의 상기 제1 회전 요소는, 서로 동일 방향으로 일체 회전하도록 접속되고,
상기 제1 및 제2 차동 기구의 상기 제2 회전 요소는, 각각 상기 좌구동부 및 상기 우구동부에 접속되고,
상기 제1 및 제2 차동 기구의 상기 제3 회전 요소는, 서로 반대 방향으로 회전하도록 접속되고,
상기 동력 전달 기구는, 상기 구동원과 상기 제1 및 제2 차동 기구의 상기 제1 회전 요소를 접속하는 제1 접속 상태와, 상기 구동원과 상기 제1 및 제2 차동 기구의 상기 제3 회전 요소를 접속하는 제2 접속 상태를 선택적으로 전환하는 전환 장치(예컨대, 후술하는 실시형태의 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2))를 구비한다.
제2 양태는, 제1 양태의 구성에 덧붙여,
상기 동력 전달 기구는, 상기 구동원과 상기 제1 및 제2 차동 기구의 상기 제1 회전 요소의 동력 전달 경로를 접속하는 체결 상태와, 상기 구동원과 상기 제1 및 제2 차동 기구의 상기 제1 회전 요소의 동력 전달 경로를 차단하는 해방 상태를 전환 가능한 제1 전환 기구(예컨대, 후술하는 실시형태의 제1 클러치(CL1))와,
상기 구동원과 상기 제1 및 제2 차동 기구의 상기 제3 회전 요소의 동력 전달 경로를 접속하는 체결 상태와, 상기 구동원과 상기 제1 및 제2 차동 기구의 상기 제3 회전 요소의 동력 전달 경로를 차단하는 해방 상태를 전환 가능한 제2 전환 기구(예컨대, 후술하는 실시형태의 제2 클러치(CL2))를 구비하고,
상기 제1 전환 기구가 체결 상태가 되며, 또한, 상기 제2 전환 기구가 해방 상태가 되는 제1 상태와, 상기 제1 전환 기구가 해방 상태가 되며, 또한, 상기 제2 전환 기구가 체결 상태가 되는 제2 상태를 전환 가능하게 구성된다.
제3 양태는, 제2 양태의 구성에 덧붙여,
상기 제1 전환 기구와 상기 제2 전환 기구는, 동일한 작동 장치(예컨대, 후술하는 실시형태의 액추에이터)에 의해 상기 체결 상태와 상기 해방 상태가 전환된다.
제4 양태는, 제3 양태의 구성에 덧붙여,
상기 제1 전환 기구와 상기 제2 전환 기구는, 동일한 회전축선 상에 배치된다.
제5 양태는, 제4 양태의 구성에 덧붙여,
상기 제1 및 제2 차동 기구의 상기 제1 회전 요소는, 상기 회전축선 상에 배치된다.
제6 양태는, 제2 또는 제3 양태의 구성에 덧붙여,
상기 제1 전환 기구와 상기 제1 및 제2 차동 기구의 상기 제1 회전 요소는, 상기 회전축선 상에 배치된다.
제7 양태는, 제6 양태의 구성에 덧붙여,
상기 제1 전환 기구와 상기 제2 전환 기구는, 직경 방향으로 오프셋한 위치에 배치되며, 또한, 축선 방향으로 오버랩한 위치에 배치된다.
제8 양태는, 제1∼7 양태 중 어느 하나의 구성에 덧붙여,
상기 구동원은, 상기 제1 및 제2 차동 기구에 대하여, 축선 방향 일방측 또는 타방측에 배치된다.
제9 양태는, 제8 양태의 구성에 덧붙여,
상기 구동원은, 상기 제1 차동 기구에 대하여 축선 방향에서 반(反) 제2 차동 기구측에, 또는, 상기 제2 차동 기구에 대하여 축선 방향에서 반(反) 제1 차동 기구측에, 상기 제1 및 제2 차동 기구에 대하여 축선 방향에서 오프셋한 위치에 배치된다.
제10 양태는, 제1∼9 양태 중 어느 하나의 구성에 덧붙여,
상기 수송 기기의 속도가 소정 속도 미만일 때, 상기 전환 장치는, 상기 제1 접속 상태로 전환하고,
상기 수송 기기의 속도가 상기 소정 속도 이상일 때, 상기 전환 장치는, 상기 제2 접속 상태로 전환한다.
제11 양태는, 제10 양태의 구성에 덧붙여,
상기 구동 장치는, 상기 구동원에 대한 에너지의 공급과 상기 구동원으로부터의 에너지의 회수의 적어도 한 쪽을 행하는 에너지 수수(授受) 장치에 접속되고,
상기 에너지 수수 장치는, 제1 에너지 수수 장치(예컨대, 후술하는 실시형태의 발전기(GEN), 커패시터(CAP))와 제2 에너지 수수 장치(예컨대, 후술하는 실시형태의 배터리(BATT))를 포함하고,
상기 구동원은, 상기 제1 에너지 수수 장치와 상기 제2 에너지 수수 장치에 대하여 전환 가능하게 접속되고,
상기 제1 에너지 수수 장치는, 상기 구동원과는 상이한 다른 구동원(예컨대, 후술하는 실시형태의 엔진(ENG))으로부터 에너지의 회수를 행하도록 접속되고,
상기 제2 에너지 수수 장치는 에너지 축적 장치(예컨대, 후술하는 실시형태의 배터리(BATT))를 포함한다.
제12 양태는, 제11 양태의 구성에 덧붙여,
상기 구동원은, 상기 소정 속도 미만일 때, 상기 제1 에너지 수수 장치에 접속되고,
상기 소정 속도 이상일 때, 상기 제2 에너지 수수 장치에 접속된다.
제13 양태는,
상기 제1 및 제2 차동 기구의 상기 제3 회전 요소는, 상호 간에 홀수회의 맞물림을 통해 접속된다.
제1 양태에 의하면, 하나의 구동원으로 2개의 구동부에 동일 방향의 구동력을 작용시키거나, 반대 방향의 구동력을 작용시키거나 할 수 있고, 예컨대 수송 기기에 탑재한 경우에는, 좌우륜에 구동력합의 제어와, 구동력차의 제어를, 한 쪽씩 전환하여 출력시킬 수 있다. 또한, 구동원의 동일 동력에 대하여 부여되는 구동력합과 구동력차의 절대치의 크기를 별개 독립적으로 설정할 수 있다.
제2 양태에 의하면, 구동원과 제1 회전 요소를 접속할 때에는 구동원과 제3 회전 요소의 동력 전달 경로를 차단하고, 구동원과 제3 회전 요소를 접속할 때에는 구동원과 제1 회전 요소의 동력 전달 경로를 차단하기 때문에, 어느 쪽인가 한 쪽에 확실하게 동력을 전달할 수 있다.
제3 양태에 의하면, 동일한 작동 장치에 의해 2개의 전환 기구를 제어할 수 있기 때문에, 제1 전환 기구와 제2 전환 기구의 양쪽이 체결 상태가 되는 것을 용이하게 회피할 수 있음과 동시에, 2개의 작동 장치로 구성하는 경우에 비교하여, 부품 점수를 삭감할 수 있고, 제조 비용을 억제할 수 있다.
제4 양태에 의하면, 직경 방향 치수의 확대를 억제하면서 제1 전환 기구와 제2 전환 기구를 배치할 수 있다.
제5 양태에 의하면, 제1 전환 기구와 제2 전환 기구가, 제1 및 제2 차동 기구의 제1 회전 요소와 동일 직선형으로 배치되기 때문에, 예컨대, 제1 및 제2 차동 기구 사이의 스페이스를 활용하여 제1 전환 기구와 제2 전환 기구를 배치할 수 있다.
제6 양태에 의하면, 제1 전환 기구가, 제1 및 제2 차동 기구의 제1 회전 요소와 동일 직선형으로 배치되기 때문에, 예컨대, 제1 및 제2 차동 기구 사이의 스페이스를 활용하여 제1 전환 기구를 배치할 수 있다.
제7 양태에 의하면, 축 방향 치수의 확대를 억제하면서 제1 전환 기구와 제2 전환 기구를 배치할 수 있다.
제8 양태에 의하면, 제1 및 제2 차동 기구 사이에 놓이도록 구동원을 배치하는 경우에 비교하여, 좌우 구동부와 제2 회전 요소의 접속부를 차폭 방향에서 내측으로 가까이 댈 수 있기 때문에, 접속부로부터 차륜 또는 차륜측 부재로의 각도를 억제할 수 있다.
제9 양태에 의하면, 직경 방향 치수도 작게 할 수 있다.
제10 양태에 의하면, 수송 기기가 소정 속도 미만일 때에는 2개의 구동부를 동일 방향으로 구동할 수 있고, 수송 기기가 소정 속도 이상일 때에는 2개의 구동부를 반대 방향으로 구동할 수 있기 때문에, 발진시 및 저속 주행시 등의 전후 방향의 요구 구동력이 큰 경우의 어시스트와, 조작성을 향상시키는 토크 벡터링이 가능해진다.
제11 양태에 의하면, 구동원은, 다른 구동원과 접속 가능한 제1 에너지 수수 장치와, 축전 장치에 전환 가능하게 접속되기 때문에, 상황에 따라 접속처를 선택할 수 있다.
제12 양태에 의하면, 수송 기기의 발진시 또는 저속 주행시에는 큰 구동력을 필요로 하기 때문에, 다른 구동원과 접속 가능한 제1 에너지 수수 장치에서 발전한 전력으로 구동원을 구동하고, 소정 속도 이상의 차속으로 토크 벡터링을 할 때에는 발진시 또는 저속 주행시에 비교하여 적은 전력밖에 필요로 하지 않기 때문에, 축전 장치의 전력으로 구동할 수 있다.
제13 양태에 의하면, 용이하게 제1 및 제2 차동 기구의 제3 회전 요소가 서로 반대 방향으로 회전하도록 접속할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 구동 장치를 탑재 가능한 일실시형태의 차량의 개략 구성도이다.
도 2는, 제1 실시형태의 후륜 구동 장치의 스켈레톤 도면이다.
도 3a는, 제1 실시형태의 후륜 구동 장치에 있어서의 전륜 구동(FWD) 직진시의 동력 전달 경로와 공선도를 나타내는 도면이다.
도 3b는, 제1 실시형태의 후륜 구동 장치에 있어서의 전륜 구동(FWD) 선회시의 동력 전달 경로와 공선도를 나타내는 도면이다.
도 3c는, 도 3a에 나타내는 후륜 구동 장치에 있어서의 전륜 구동(FWD) 직진시의 회전 요소를 나타내는 스켈레톤 도면이다.
도 3d는, 도 3b에 나타내는 후륜 구동 장치에 있어서의 전륜 구동(FWD) 선회시의 회전 요소를 나타내는 스켈레톤 도면이다.
도 4a는, 제1 실시형태의 후륜 구동 장치에 있어서의 4륜 구동(4WD) 직진시의 동력 전달 경로와 공선도를 나타내는 도면이다.
도 4b는, 제1 실시형태의 후륜 구동 장치에 있어서의 4륜 구동(4WD) 선회시의 동력 전달 경로와 공선도를 나타내는 도면이다.
도 4c는, 도 4a에 나타내는 후륜 구동 장치에 있어서의 4륜 구동(4WD) 직진시의 회전 요소를 나타내는 스켈레톤 도면이다.
도 4d는, 도 4b에 나타내는 후륜 구동 장치에 있어서의 4륜 구동(4WD) 선회시의 회전 요소를 나타내는 스켈레톤 도면이다.
도 5a는, 제1 실시형태의 후륜 구동 장치에 있어서의 토크 벡터링 구동(TV) 직진시의 동력 전달 경로와 공선도를 나타내는 도면이다.
도 5b는, 제1 실시형태의 후륜 구동 장치에 있어서의 토크 벡터링 구동(TV) 선회시의 동력 전달 경로와 공선도를 나타내는 도면이다.
도 5c는, 도 5a에 나타내는 후륜 구동 장치에 있어서의 토크 벡터링 구동(TV) 직진시의 회전 요소를 나타내는 스켈레톤 도면이다.
도 5d는, 도 5b에 나타내는 후륜 구동 장치에 있어서의 토크 벡터링 구동(TV) 선회시의 회전 요소를 나타내는 스켈레톤 도면이다.
도 6은, 4WD 구동 및 토크 벡터링 구동의 전력 플로우를 나타내는 도면이다.
도 7은, 제1 실시형태의 제1 변형예의 후륜 구동 장치의 스켈레톤 도면이다.
도 8은, 제1 실시형태의 제2 변형예의 후륜 구동 장치의 스켈레톤 도면이다.
도 9는, 제1 실시형태의 제3 변형예의 후륜 구동 장치의 스켈레톤 도면이다.
도 10a는, 제1 실시형태의 제3 변형예의 후륜 구동 장치에 있어서의 전륜 구동(FWD)시의 동력 전달 경로와 공선도를 나타내는 도면이다.
도 10b는, 제1 실시형태의 제3 변형예의 후륜 구동 장치에 있어서의 전륜 구동(FWD) 직진시의 회전 요소를 나타내는 스켈레톤 도면이다.
도 11a는, 제1 실시형태의 제3 변형예의 후륜 구동 장치에 있어서의 4륜 구동(4WD)시의 동력 전달 경로와 공선도를 나타내는 도면이다.
도 11b는, 제1 실시형태의 제3 변형예의 후륜 구동 장치에 있어서의 4륜 구동(4WD) 직진시의 회전 요소를 나타내는 스켈레톤 도면이다.
도 12a는, 제1 실시형태의 제3 변형예의 후륜 구동 장치에 있어서의 토크 벡터링 구동(TV)시의 동력 전달 경로와 공선도를 나타내는 도면이다.
도 12b는, 제1 실시형태의 제3 변형예의 후륜 구동 장치에 있어서의 토크 벡터링 구동(TV) 직진시의 회전 요소를 나타내는 스켈레톤 도면이다.
도 13은, 제1 실시형태의 제4 변형예의 후륜 구동 장치의 스켈레톤 도면이다.
도 14는, 제1 실시형태의 제5 변형예의 후륜 구동 장치의 스켈레톤 도면이다.
도 15a는, 제2 실시형태의 후륜 구동 장치의 스켈레톤 도면이다.
도 15b는, 제2 실시형태의 후륜 구동 장치에 있어서의 공선도이다.
도 16a는, 제3 실시형태의 후륜 구동 장치의 스켈레톤 도면이다.
도 16b는, 제3 실시형태의 후륜 구동 장치에 있어서의 공선도이다.
도 17은, 제4 실시형태의 후륜 구동 장치의 스켈레톤 도면이다.
도 18a는, 제5 실시형태의 후륜 구동 장치의 스켈레톤 도면이다.
도 18b는, 제5 실시형태의 후륜 구동 장치에 있어서의 공선도이다.
도 19는, 제6 실시형태의 후륜 구동 장치의 스켈레톤 도면이다.
도 20은, 본 발명의 동력 전달 장치를 탑재 가능한 다른 실시형태의 차량의 개략 구성도이다.
도 21은, 종래의 특허문헌 1에 기재된 구동력 배분 장치의 개략 구성도이다.
우선, 본 발명의 구동 장치를 탑재 가능한 일실시형태의 차량에 관해서 도 1을 참조하면서 설명한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 차량(V)은, 엔진(ENG)에 의해 동력 전달 기구(TM1)를 통해 좌우 전륜(LWf, RWf)을 구동하는 전륜 구동 장치(10)와, 전동기(MOT)에 의해 동력 전달 기구(TM2)를 통해 좌우 후륜(LWr, RWr)을 구동하는 후륜 구동 장치(20)를 구비하는 4륜 구동 차량이다.
전륜 구동 장치(10)에서는, 엔진(ENG)이 클러치(CL)를 통해 발전기(GEN)에 접속되어 있고, 엔진(ENG)이 주구동원으로서 차량(V)에 추진력을 부여한다. 후륜 구동 장치(20)는, 전륜 구동 장치(10)를 보충하는 것으로, 필요에 따라 후술하는 전후 방향의 주행 어시스트 및 좌우 방향의 선회 어시스트를 전환하여 행하는 것이다. 후륜 구동 장치(20)의 전동기(MOT)는, 스위칭 기구(SW)를 통해 전륜 구동 장치(10)의 발전기(GEN)와 배터리(BATT)에 선택적으로 접속된다. 즉, 스위칭 기구(SW)에 의해, 전동기(MOT)와 발전기(GEN)를 전기적으로 접속한 상태와, 전동기(MOT)와 배터리(BATT)를 전기적으로 접속한 상태를 선택 가능하게 되어 있다.
이하, 본 발명의 특징인 구동 장치로서의 후륜 구동 장치(20)의 각 실시형태에 관해서 상세히 설명한다. 또, 본 발명의 특징인 구동 장치는, 차량(V)의 전륜 구동 장치(10)에 이용해도 좋지만, 여기서는, 후륜 구동 장치(20)에 이용한 경우를 예로 설명한다.
<제1 실시형태>
후륜 구동 장치(20)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 전동기(MOT)와 동력 전달 기구(TM2)를 구비하고, 동력 전달 기구(TM2)가, 전동기(MOT)의 출력축(21)에 설치되는 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)와, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 2개의 유성 기어 기구를 구비하여 구성된다. 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)는, 각각 선 기어(S1, S2)와, 링 기어(R1, R2)와, 선 기어(S1, S2)와 링 기어(R1, R2)에 맞물리는 피니언(P1, P2)을 자전 및 공전 가능하게 축 지지하는 캐리어(C1, C2)로 이루어지는 소위 싱글 피니언형의 유성 기어 기구로 구성되어 있다. 제1 실시형태 및 후술하는 제1 실시형태의 변형예에서는, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 선 기어(S1, S2)가 제1 및 제2 차동 기구의 제1 회전 요소를 구성하고, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 캐리어(C1, C2)가 제1 및 제2 차동 기구의 제2 회전 요소를 구성하고, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)가 제1 및 제2 차동 기구의 제3 회전 요소를 구성한다. 그리고, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 선 기어(S1, S2)는 연결축(23)을 통해 일체 회전하도록 서로 접속됨과 동시에, 캐리어(C1, C2)가 각각 조인트(J1, J2)를 통해 좌우 후륜(LWr, RWr)에 접속되어 있다.
제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)는, 동일한 변속비를 갖고 있고, 서로 근접 배치되어 있다. 전동기(MOT)는, 이 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)에 대하여 축선 방향에서 좌측으로 오프셋 배치되어 있다. 또한, 전동기(MOT)는, 이 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)에 직경 방향에서 오버랩하고 있다.
제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 선 기어(S1, S2)를 접속하는 연결축(23)에는, 선 기어(S1, S2)와 일체 회전하도록 제2 입력 기어(33)가 선 기어(S1, S2)로부터 등거리에 설치되고, 이 제2 입력 기어(33)가, 전동기(MOT)의 출력축(21)에 설치된 제2 출력 기어(35)와 맞물려 있다.
제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)는, 피니언(P1, P2)과 맞물리는 내주면에 형성된 내치(內齒)(R1a, R2a) 외에, 외주면에 형성된 외치(外齒)(R1b, R2b)도 갖고, 제1 유성 기어 기구(PL1)의 링 기어(R1)는, 외치(R1b)가 전동기(MOT)의 출력축(21)에 설치된 제1 출력 기어(25)와 맞물려 있고, 제2 유성 기어 기구(PL2)의 링 기어(R2)는, 외치(R2b)가 제1 출력 기어(25)와 맞물리는 아이들 기어(27)와 동축 상에 일체 회전하도록 설치된 제1 입력 기어(29)와 맞물려 있다. 즉, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)는, 링 기어(R1)의 외치(R1b)와 제1 출력 기어(25)의 맞물림, 제1 출력 기어(25)와 아이들 기어(27)의 맞물림, 제1 입력 기어(29)와 링 기어(R2)의 외치(R2b)의 맞물림의 3회의 맞물림을 통해 접속되어 있다. 또, 부호 31은, 일단에 아이들 기어(27)가 부착되고, 타단에 제1 입력 기어(29)가 부착된 아이들축이다.
이와 같이 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)가 홀수회의 맞물림을 통해 접속됨으로써, 2개의 링 기어(R1, R2)는 서로 반대 방향으로 회전하도록 작용한다. 즉, 링 기어(R1)의 일방향의 회전은, 링 기어(R1)의 외치(R1b)와 제1 출력 기어(25)의 맞물림에 의해, 제1 출력 기어(25)를 타방향으로 회전시킨다. 또한, 제1 출력 기어(25)와 아이들 기어(27)의 맞물림에 의해, 아이들 기어(27)를 일방향으로 회전시킨다. 아이들 기어(27)와 제1 입력 기어(29)는 아이들축(31)을 통해 일체로 회전하기 때문에, 제1 입력 기어(29)도 일방향으로 회전하고, 또한, 제1 입력 기어(29)와 링 기어(R2)의 외치(R2b)의 맞물림에 의해, 제1 입력 기어(29)의 일방향의 회전은, 링 기어(R2)를 타방향으로 회전시키도록 작용하게 된다.
또한, 링 기어(R1)의 외치(R1b)와 제1 출력 기어(25)의 맞물림에 의한 기어비와, 제1 출력 기어(25)와 아이들 기어(27)의 맞물림 및 제1 입력 기어(29)와 링 기어(R2)의 외치(R2b)의 맞물림에 의한 기어비는, 절대치가 동일해지도록 설정되어 있다. 따라서, 제1 출력 기어(25)에 전달된 전동기(MOT)의 토크는, 링 기어(R1, R2)에 대하여 항상 절대치가 동일한 반대 방향의 토크로서 전달된다.
전동기(MOT)의 출력축(21)에 설치된 제2 출력 기어(35)와 제1 출력 기어(25)는, 상대 회전 가능하게, 또한, 축 방향으로 대향 배치되어 있고, 각각 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)에 의한 전환에 의해 출력축(21)과 일체 회전 또는 상대 회전하도록 되어 있다. 즉, 제1 클러치(CL1)는, 체결 또는 해방에 의해 전동기(MOT)의 출력축(21)과 제2 출력 기어(35)의 동력 전달을 접속 또는 차단한다. 제2 클러치(CL2)는, 체결 또는 해방에 의해 전동기(MOT)의 출력축(21)과 제1 출력 기어(25)의 동력 전달을 접속 또는 차단한다. 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)는 공통의 액추에이터에 의해 전환 가능한 싱크로메시 기구로 구성되고, 동일한 회전축선, 즉, 전동기(MOT)의 출력축(21)과 동일한 회전축선 상에서 전환 가능하게 되어 있다.
제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)는, 모두 해방된 상태와, 제1 클러치(CL1)가 체결되고 제2 클러치(CL2)가 해방된 제1 상태와, 제1 클러치(CL1)가 해방되고 제2 클러치(CL2)가 체결된 제2 상태를 택일적으로 취할 수 있다.
제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 모두 해방된 상태에서는, 전동기(MOT)의 출력축(21)이 제1 출력 기어(25)와 제2 출력 기어(35)의 어느 기어에도 접속되지 않고, 전동기(MOT)의 출력축(21)과 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 동력 전달 경로가 차단 상태가 된다. 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 모두 해방된 상태를 취할 때, 전동기(MOT)로부터는 좌우 후륜(LWr, RWr)에 토크가 전달되지 않고 후륜 구동 장치(20)로부터는 좌우 구동력합 및 좌우 구동력차가 모두 발생되지 않는, 후술하는 전륜 구동(FWD)이 가능해진다.
제1 클러치(CL1)가 체결되고 제2 클러치(CL2)가 해방된 제1 상태에서는, 전동기(MOT)의 출력축(21)이 제2 출력 기어(35)에 접속되고, 전동기(MOT)의 출력축(21)과 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 선 기어(S1, S2)의 동력 전달 경로가 제2 입력 기어(33)를 통해 접속 상태가 된다. 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 제1 상태를 취할 때, 전동기(MOT)로부터는 좌우 후륜(LWr, RWr)에 전후 방향에 있어서 동일한 방향으로 동일한 크기의 토크가 전달되어 후륜 구동 장치(20)로부터 소기의 좌우 구동력합이 발생되고, 좌우 구동력차는 발생되지 않는, 후술하는 4륜 구동(4WD)이 가능해진다.
제1 클러치(CL1)가 해방되고 제2 클러치(CL2)가 체결된 제2 상태에서는, 전동기(MOT)의 출력축(21)이 제1 출력 기어(25)에 접속되고, 전동기(MOT)의 출력축(21)과 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)의 동력 전달 경로가 접속 상태가 된다. 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 제2 상태를 취할 때, 전동기(MOT)로부터는 좌우 후륜(LWr, RWr)에 전후 방향에 있어서 반대 방향으로 동일한 크기의 토크가 전달되어 후륜 구동 장치(20)로부터 소기의 좌우 구동력차가 발생되고, 좌우 구동력합은 발생되지 않는, 후술하는 토크 벡터링 구동(TV)이 가능해진다.
즉, 전동기(MOT)의 출력축(21)은, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 선 기어(S1, S2)와, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)에 대하여 선택적으로 전환 가능하게 접속되어 있다.
이상의 구성의 후륜 구동 장치(20)에서는, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)가 전술한 바와 같이 구성되어 있기 때문에, 선 기어(S1), 캐리어(C1) 및 링 기어(R1)는, 상호 간에 동력이 전달 가능하고, 이들의 회전수가 서로 공선 관계에 있음과 동시에, 선 기어(S2), 캐리어(C2) 및 링 기어(R2)도, 상호 간에 동력이 전달 가능하고, 이들의 회전수가 서로 공선 관계에 있다. 여기서 공선 관계란, 공선도에 있어서, 각각의 회전수가 단일 직선 상에 늘어서는 관계를 말한다.
또한, 선 기어(S1)와 선 기어(S2)는 연결축(23)을 통해 일체 회전하도록 접속되기 때문에, 선 기어(S1)와 선 기어(S2)의 회전수는 서로 동일하게 되어 있다. 또한, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)가 홀수회의 맞물림을 통해 접속됨으로써, 2개의 링 기어(R1, R2)는 동일한 회전수로 서로 반대 방향으로 회전하도록 작용한다. 이것은, 회전수를 나타내는 공선도(예컨대, 도 3a 및 도 3b)로 설명하면, 2개의 링 기어(R1, R2)를 연결하는 가상선(L1)이 영회전을 나타내는 영회전선(L2)과 교차하는 교점을 지점(支点)(O)으로 하여 회전하는 것과 같은 관계성으로 2개의 링 기어(R1, R2)의 회전수가 규제되는 것을 의미한다. 또, 지점이 되는 가상선(L1)과 영회전을 나타내는 영회전선(L2)의 교점은, 본 실시형태에서는, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 변속비가 동일하기 때문에, 영회전선(L2)의 중앙에 위치하고 있지만, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 변속비가 상이하면 영회전선(L2)의 중앙으로부터 어긋난 점이 된다.
따라서, 좌우 후륜(LWr, RWr)에 회전수차가 없는 직진시에는, 좌우 후륜(LWr, RWr)에 접속된 캐리어(C1, C2)의 회전수가 동일해지고, 2개의 링 기어(R1, R2)를 연결하는 가상선(L1)이 영회전선(L2)에 일치하고, 링 기어(R1, R2)의 회전수는 모두 영회전이 된다. 한편, 좌우 후륜(LWr, RWr)에 회전수차가 있는 선회시에는, 좌우 후륜(LWr, RWr)에 접속된 캐리어(C1, C2)에는 회전수차가 생기고, 2개의 링 기어(R1, R2)를 연결하는 가상선(L1)이 지점(O)을 중심으로 회전하고, 링 기어(R1, R2)는 서로 동일한 회전수로 반대 방향으로 회전한다.
이하, 전륜 구동(FWD), 4륜 구동(4WD) 및 토크 벡터링 구동(TV)에 관해서 보다 상세히 설명한다.
-전륜 구동(FWD)-
제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 모두 해방된 상태(제1 클러치(CL1): 해방/제2 클러치(CL2): 해방)일 때, 전동기(MOT)와 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 동력 전달 경로가 차단 상태가 되고, 전동기(MOT)로부터는 좌우 후륜(LWr, RWr)에 토크가 전달되지 않고 후륜 구동 장치(20)로부터는 좌우 구동력합 및 좌우 구동력차가 모두 발생되지 않는다. 좌우 후륜(LWr, RWr)에 회전수차가 없는 직진시에는, 도 3a에 나타내는 바와 같이, 가상선(L1)이 영회전선(L2)에 일치하고, 링 기어(R1, R2)의 회전수는 모두 영회전이 된다. 한편, 좌우 후륜(LWr, RWr)에 회전수차가 있는 선회시에는, 도 3b에 나타내는 바와 같이, 공선도 상에 있어서 가상선(L1)이 지점(O)을 중심으로 회전하고, 링 기어(R1, R2)는 서로 동일한 회전수로 반대 방향으로 회전한다. 또, 도 3의 C는, 좌우 후륜(LWr, RWr)에 회전수차가 없는 전륜 구동(FWD) 직진시(도 3의 A)에 있어서의 동력 전달 기구(TM2)의 회전 요소를 실선으로 나타내고 있다. 또한, 도 3의 D는, 좌우 후륜(LWr, RWr)에 회전수차가 있는 전륜 구동(FWD) 선회시(도 3의 B)에 있어서의 동력 전달 기구(TM2)의 회전 요소를 실선으로 나타내고 있다.
-4륜 구동(4WD)-
제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 제1 상태(제1 클러치(CL1): 체결/제2 클러치(CL2): 해방)일 때, 전동기(MOT)와 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 선 기어(S1, S2)의 동력 전달 경로가 제2 출력 기어(35) 및 제2 입력 기어(33)를 통해 접속 상태가 되고, 선 기어(S1, S2)에는, 전동기(MOT)로부터 순방향의 모터 토크(M)가 입력된다. 통상의 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)에 있어서는, 선 기어(S1, S2)에 순방향의 토크가 입력된 경우, 캐리어(C1, C2) 및 링 기어(R1, R2)에 대하여 회전수를 상승시키는 토크가 전달되지만, 전술한 바와 같이 링 기어(R1, R2)는 서로 동일한 회전수로 반대 방향으로만 회전하지 않도록 규제되기 때문에, 링 기어(R1, R2)가 지점이 되고, 역점인 선 기어(S1, S2)에 입력된 순방향의 모터 토크(M)는, 작용점인 캐리어(C1, C2)에 대하여, 모터 토크(M1, M2)에 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 변속비를 곱한 순방향의 좌우 후륜 토크(T1, T2)로서 전달된다. 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 변속비는 동일하기 때문에, 좌우 후륜 토크(T1, T2)는 절대치가 동일한 동일 방향의 토크가 되고, 이에 따라 좌우 후륜 토크(T1, T2)의 합(T1+T2)에 따른 좌우 구동력합이 발생하고, 전진 방향의 구동력이 차량(V)에 안정적으로 부여되게 된다. 또, 좌우 후륜 토크(T1, T2)의 차(T1-T2)는 영이 되고, 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 제1 상태일 때, 전동기(MOT)의 토크의 발생에 의해 후륜 구동 장치(20)로부터 좌우 구동력차가 발생하는 경우는 없고, 차량(V)에 요모멘트를 부여하지 않는다. 본 명세서에 있어서 순방향이란 차량(V)을 전진시키는 방향을 의미하는 것으로 하고, 차량(V)을 전진시키기 위한 전동기(MOT)의 회전 방향은 기어의 배치, 기어의 개수에 따라 변할 수 있다. 차량(V)에 후진 방향의 토크를 부여하는 경우, 즉 후진시에는, 전동기(MOT)를 전진시와는 반대 방향의 토크가 발생하도록 토크 제어를 행하면 된다.
도 4a, 도 4b에서는, 공선도 상의 화살표가 각 요소에 작용하는 토크를 나타내고, 전동기(MOT)로부터 공선도에 이르는 화살표가 전동기(MOT)의 동력 전달 경로를 나타내고 있다(도 11의 A에서도 동일함). 또한, 도 4c, 도 4d에서는, 4륜 구동(4WD)시에 있어서의 동력 전달 기구(TM2)의 회전 요소를 실선으로 나타내고 있다.
좌우 후륜(LWr, RWr)에 회전수차가 없는 직진시에는, 도 4a에 나타내는 바와 같이, 가상선(L1)이 영회전선(L2)에 일치하고, 링 기어(R1, R2)의 회전수는 모두 영회전이 된다. 한편, 좌우 후륜(LWr, RWr)에 회전수차가 있는 선회시에는, 도 4b에 나타내는 바와 같이, 공선도 상에 있어서 가상선(L1)이 지점(O)을 중심으로 회전하고, 링 기어(R1, R2)는 서로 동일한 회전수로 반대 방향으로 회전한다. 또, 도 4c는, 좌우 후륜(LWr, RWr)에 회전수차가 없는 4륜 구동(4WD) 직진시(도 4의 A)에 있어서의 동력 전달 기구(TM2)의 회전 요소를 실선으로 나타내고, 도 4d는, 좌우 후륜(LWr, RWr)에 회전수차가 있는 4륜 구동(4WD) 선회시(도 4b)에 있어서의 동력 전달 기구(TM2)의 회전 요소를 실선으로 나타내고 있다.
이와 같이, 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)를 제1 상태(제1 클러치(CL1): 체결/제2 클러치(CL2): 해방)로 제어하고, 전후진에 따라 전동기(MOT)의 회전 방향을 바꾸면서 토크 제어를 행함으로써, 좌우 후륜(LWr, RWr)에 소기의 전후 방향 구동력을 발생시킬 수 있고, 전후 방향의 주행 어시스트를 행할 수 있다. 발진시에 발진 어시스트로서 이용해도 좋고, 주행시에 전륜 구동(FWD)으로부터 4륜 구동(4WD)으로 이행해도 좋다. 주행시의 전륜 구동(FWD)으로부터 4륜 구동(4WD)으로의 전환은, 도 3c의 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)를 모두 해방한 상태에서 전동기(MOT)의 회전수를 제2 출력 기어(35)와 동일한 회전수까지 상승시킨 후에, 제1 클러치(CL1)를 체결함으로써 전환시의 쇼크를 억제하면서 이행시킬 수 있다.
-토크 벡터링 구동(TV)-
제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 제2 상태(제1 클러치(CL1): 해방/제2 클러치(CL2): 체결)일 때, 전동기(MOT)와 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)의 동력 전달 경로가 접속 상태가 되고, 링 기어(R1, R2)에는, 전동기(MOT)로부터 절대치가 동일한 반대 방향의 모터 토크가 입력된다.
즉, 전동기(MOT)의 토크에 의해, 링 기어(R1)의 외치(R1b)와 제1 출력 기어(25)의 맞물림에 의해 링 기어(R1)에, 전동기(MOT)의 토크와 반대 방향인 역방향의 제1 모터 토크(M1)가 작용한다. 이 때, 캐리어(C1)에는 좌후륜(LWr)으로부터 전진 주행하고자 하는 순방향의 토크(도시하지 않음)가 작용하고 있기 때문에, 제1 유성 기어 기구(PL1)에 있어서는, 캐리어(C1)가 지점이 되고, 역점인 링 기어(R1)에 역방향의 제1 모터 토크(M1)가 작용한 것에 의해, 작용점인 선 기어(S1, S2)에 순방향의 제1 모터 토크 분배력(M1')이 작용한다.
또한, 전동기(MOT)의 토크에 의해, 제1 출력 기어(25)와 아이들 기어(27)의 맞물림 및 제1 입력 기어(29)와 링 기어(R2)의 외치(R2b)의 맞물림에 의해 링 기어(R2)에, 전동기(MOT)의 토크와 동일 방향인 순방향의 제2 모터 토크(M2)가 작용한다. 이 때, 캐리어(C2)에는 우후륜(RWr)으로부터 전진 주행하고자 하는 순방향의 토크(도시하지 않음)가 작용하고 있기 때문에, 제2 유성 기어 기구(PL2)에 있어서는, 캐리어(C2)가 지점이 되고, 역점인 링 기어(R2)에 순방향의 제2 모터 토크(M2)가 작용한 것에 의해, 작용점인 선 기어(S1, S2)에 역방향의 제2 모터 토크 분배력(M2')이 작용한다.
여기서, 제1 모터 토크(M1)와 제2 모터 토크(M2)는, 절대치가 동일한 반대 방향의 토크이기 때문에, 선 기어(S1, S2)에 작용하는 순방향의 제1 모터 토크 분배력(M1')과 역방향의 제2 모터 토크 분배력(M2')은 서로 없애진다(상쇄). 이 상쇄에 의해 선 기어(S1, S2)가 지점이 되고, 역점인 링 기어(R1)에 입력된 역방향의 제1 모터 토크(M1)는 작용점인 캐리어(C1)에 대하여 제1 유성 기어 기구(PL1)의 변속비를 곱한 역방향의 좌후륜 토크(T1)로서 전달되고, 역점인 링 기어(R2)에 입력된 순방향의 제2 모터 토크(M2)는 작용점인 캐리어(C2)에 대하여 제2 유성 기어 기구(PL2)의 변속비를 곱한 순방향의 우후륜 토크(T2)로서 전달된다.
제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 변속비는 동일하기 때문에, 좌우 후륜 토크(T1, T2)는 절대치가 동일한 반대 방향의 토크가 되고, 이에 따라 좌우 후륜 토크(T1, T2)의 차(T1-T2)에 따른 좌우 구동력차가 발생하고, 반시계 방향의 요모멘트(Y)가 차량(V)에 안정적으로 부여되게 된다. 또, 좌우 후륜 토크(T1, T2)의 합(T1+T2)은 영이 되고, 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 제2 상태일 때, 전동기(MOT)의 토크의 발생에 의해 후륜 구동 장치(20)로부터 좌우 구동력합이 발생하는 경우는 없고, 차량(V)에 전후 방향의 토크를 부여하지 않는다. 차량(V)에 시계 방향의 요모멘트를 부여하는 경우, 전동기(MOT)에 상기와 반대 방향의 토크가 발생하도록 토크 제어를 행하면 된다.
도 5a, 도 5b에서는, 공선도 상의 화살표가 각 요소에 작용하는 토크를 나타내고, 전동기(MOT)로부터 공선도에 이르는 화살표가 전동기(MOT)의 동력 전달 경로를 나타내고 있다(도 12의 A에서도 동일함). 또한, 도 5c, 도 5d에서는, 토크 벡터링 구동(TV)시에 있어서의 동력 전달 기구(TM2)의 회전 요소를 실선으로 나타내고 있다.
좌우 후륜(LWr, RWr)에 회전수차가 없는 직진시에는, 도 5a에 나타내는 바와 같이, 가상선(L1)이 영회전선(L2)에 일치하고, 링 기어(R1, R2)의 회전수는 모두 영회전이 된다. 한편, 좌우 후륜(LWr, RWr)에 회전수차가 있는 선회시에는, 도 5b에 나타내는 바와 같이, 공선도 상에 있어서 가상선(L1)이 지점(O)을 중심으로 회전하고, 링 기어(R1, R2)는 서로 동일한 회전수로 반대 방향으로 회전한다. 또, 도 5c는, 좌우 후륜(LWr, RWr)에 회전수차가 없는 토크 벡터링 구동(TV) 직진시(도 5a)에 있어서의 동력 전달 기구(TM2)의 회전 요소를 실선으로 나타내고, 도 5d는, 좌우 후륜(LWr, RWr)에 회전수차가 있는 토크 벡터링 구동(TV) 선회시(도 5b)에 있어서의 동력 전달 기구(TM2)의 회전 요소를 실선으로 나타내고 있다.
이와 같이, 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)를 제2 상태(제1 클러치(CL1): 해방/제2 클러치(CL2): 체결)로 제어하고, 선회 방향 또는 횡가속도에 따라 전동기(MOT)의 회전 방향을 바꾸면서 토크 제어를 행함으로써, 소기의 요모멘트를 발생시킬 수 있고, 선회 어시스트를 행할 수 있다. 또한, 선회 방향과 반대 방향의 요모멘트를 발생시킴으로써, 선회 제한을 행할 수도 있다.
또, 도 3b, 도 4b 및 도 5b에서는, 좌후륜(LWr)의 회전수에 대하여 우후륜(RWr)의 회전수가 높은 좌선회시를 예시했지만, 우후륜(RWr)의 회전수에 대하여 좌후륜(LWr)의 회전수가 높은 우선회시도 마찬가지이다(도 10a, 도 11a, 도 12a에서도 동일함).
도 6은 4륜 구동(4WD) 및 토크 벡터링 구동(TV)의 전력 플로우를 나타내는 도면이다.
4륜 구동(4WD)시에는, 일례로서, 클러치(CL)를 체결(ON)하여 엔진(ENG)과 발전기(GEN)를 접속한 상태에서, 엔진(ENG)의 토크로 동력 전달 기구(TM1)를 통해 좌우 전륜(LWf, RWf)을 구동함과 동시에 엔진(ENG)의 토크를 이용하여 발전기(GEN)에서 발전한다. 또한, 스위칭 기구(SW)를 통해 전동기(MOT)와 발전기(GEN)를 접속하여, 발전기(GEN)에서 발전한 전력으로 전동기(MOT)를 구동한다. 이와 같이, 차량(V)의 발진시 등에는 큰 토크를 필요로 하기 때문에, 엔진(ENG)과 접속 가능한 발전기(GEN)에서 발전한 전력으로 전동기(MOT)를 구동함으로써 주행 성능을 향상시킬 수 있다.
한편, 토크 벡터링 구동(TV)시에는, 일례로서, 클러치(CL)를 해방(OFF)하여 엔진(ENG)과 발전기(GEN)를 분리한 상태에서, 엔진(ENG)으로 동력 전달 기구(TM1)를 통해 좌우 전륜(LWf, RWf)을 구동함과 동시에, 스위칭 기구(SW)를 통해 전동기(MOT)와 배터리(BATT)를 접속하여, 배터리(BATT)로부터의 전력으로 전동기(MOT)를 구동한다. 예컨대, 엔진 주행에 효율이 좋은 고속 크루즈 중에는 엔진(ENG)의 토크로 주행함과 동시에, 그만큼 토크의 필요가 없는 토크 벡터링 구동을 배터리(BATT)의 전력으로 행함으로써, 에너지 특성을 향상시킬 수 있다. 또, 토크 벡터링 구동시 및 4WD 구동시의 전력 플로우는 도 6의 양태에 한정되지 않고, 효율이나 배터리(BATT)의 SOC 등에 기초하여 적절히 선택할 수 있다.
전륜 구동(FWD), 4륜 구동(4WD) 및 토크 벡터링 구동(TV)의 전환에 관해서는, 차량(V)의 속도(이하, 차속이라고도 함)에 따라 전환할 수 있다. 차속이 소정 속도 미만일 때, 전동기(MOT)와 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 선 기어(S1, S2)가 접속되는 4륜 구동(4WD)으로 하고, 차속이 소정 속도 이상일 때, 전동기(MOT)와 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)가 접속되는 토크 벡터링 구동(TV)으로 해도 좋다. 또한, 예컨대, 발진시에 4륜 구동(4WD) 주행을 행하고, 차속이나 요모멘트 요구에 따라 전륜 구동(FWD) 또는 토크 벡터링 구동(TV)을 행하도록 해도 좋다.
이상 설명한 바와 같이, 전동기(MOT)의 출력축(21)은, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 선 기어(S1, S2)와, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)에 대하여 선택적으로 전환 가능하게 접속되어 있기 때문에, 하나의 전동기(MOT)로 좌우 후륜(LWr, RWr)에 동일 방향의 전후 방향 토크를 출력하거나, 전후 방향 토크를 출력시키지 않고 좌후륜(LWr)과 우후륜(RWr)에서 반대 방향으로 토크를 출력시키거나 할 수 있다. 또한, 좌우 후륜(LWr, RWr)에 동일 방향의 전후 방향 토크를 출력할 때와, 전후 방향 토크를 출력시키지 않고 좌후륜(LWr)과 우후륜(RWr)에서 반대 방향으로 토크를 출력시키거나 할 때에서는, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)에 있어서의 전동기(MOT)의 토크의 입력 요소가 상이하기 때문에, 선 기어(S1, S2)와, 링 기어(R1, R2)와, 캐리어(C1, C2)의 기어비를 바꿈으로써, 전후 방향의 어시스트와 선회 방향의 어시스트의 크기에 차이를 갖게 할 수 있다.
또한, 동력 전달 기구(TM2)를 2개의 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)로 구성하기 때문에, 축 방향 치수를 작게 할 수 있다.
또한, 동력 전달 기구(TM2)는, 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)를 구비하고, 제1 상태와 제2 상태를 선택적으로 전환 가능하게 구성되기 때문에, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 선 기어(S1, S2)와 링 기어(R1, R2)의 어느 쪽인가 한 쪽에 확실하게 동력을 전달할 수 있다.
또한, 전동기(MOT)는, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)에 대하여 축 방향 일방측인 좌측에 배치되어 있기 때문에, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2) 사이에 놓이도록 전동기(MOT)를 배치하는 경우에 비교하여, 좌우 후륜(LWr, RWr)과 캐리어(C1, C2)의 접속부인 조인트(J1, J2)를 차폭 방향에서 내측으로 가까이 댈 수 있기 때문에, 조인트(J1, J2)로부터 좌우 후륜(LWr, RWr)으로의 각도를 억제할 수 있다. 이에 따라, 후륜 구동 장치(20)를 차량(V)에 탑재할 때에 좌우 방향의 배치의 자유도를 향상시킬 수 있다. 또, 전동기(MOT)를, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)에 대하여 축 방향 타방측인 우측에 배치해도 좋다.
또한, 전동기(MOT)는, 이 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)에 직경 방향에서 오버랩하고 있기 때문에, 직경 방향 치수도 작게 할 수 있다. 이에 따라, 후륜 구동 장치(20)를 차량(V)에 탑재할 때에 전후 방향의 차량(V)에 대한 탑재 위치의 자유도를 향상시킬 수 있다.
제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)는, 공통의 액추에이터에 의해 전환 가능한 싱크로메시 기구로 구성되는 전환 기구로서, 동일한 회전축선, 즉, 전동기(MOT)의 출력축(21)과 동일한 회전축선 상에서 전환 가능하게 되어 있기 때문에, 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)의 양쪽이 체결 상태가 되는 것을 용이하게 회피할 수 있음과 동시에, 별개의 액추에이터로 작동하는 경우에 비교하여, 부품 점수를 삭감할 수 있고, 제조 비용을 억제할 수 있다. 또한, 전동기(MOT)의 출력축(21)도 동축 상에 배치되기 때문에, 직경 방향 치수의 확대를 억제하면서 전환 기구를 배치할 수 있다.
<제1 변형예>
계속해서, 제1 실시형태의 제1 변형예의 후륜 구동 장치(20)에 관해서 도 7을 참조하면서 설명한다.
본 변형예에서는, 동력 전달 기구(TM2)가, 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)와, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 2개의 유성 기어 기구를 구비하는 점에서 제1 실시형태의 동력 전달 기구(TM2)와 공통되어 있고, 이하, 상이점을 중심으로 설명한다.
제1 유성 기어 기구(PL1)의 링 기어(R1)는, 외치(R1b)가 아이들축(41)과 일체 회전하도록 설치된 제1 입력 기어(42)와 맞물려 있고, 제2 유성 기어 기구(PL2)의 링 기어(R2)는, 외치(R2b)가 제1 입력 기어(42)와 동축 상에 일체 회전하도록 설치된 아이들 기어(43)와 맞물리는 제2 입력 기어(44)와 맞물려 있다. 즉, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)는, 링 기어(R1)의 외치(R1b)와 제1 입력 기어(42)의 맞물림, 아이들 기어(43)와 제2 입력 기어(44)의 맞물림, 제2 입력 기어(44)와 링 기어(R2)의 외치(R2b)의 맞물림의 3회의 맞물림을 통해 접속되어 있다.
이와 같이 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)가 홀수회의 맞물림을 통해 접속됨으로써, 2개의 링 기어(R1, R2)는 서로 반대 방향으로 회전하도록 작용한다. 즉, 링 기어(R1)의 일방향의 회전은, 링 기어(R1)의 외치(R1b)와 제1 입력 기어(42)의 맞물림에 의해, 제1 입력 기어(42)를 타방향으로 회전시킨다. 제1 입력 기어(42)와 아이들 기어(43)는 아이들축(41)을 통해 일체로 회전하기 때문에, 아이들 기어(43)도 타방향으로 회전하고, 또한, 아이들 기어(43)와 제2 입력 기어(44)의 맞물림에 의해, 제2 입력 기어(44)는 일방향으로 회전한다. 또한, 제2 입력 기어(44)와 링 기어(R2)의 외치(R2b)의 맞물림에 의해, 제2 입력 기어(44)의 일방향의 회전은, 링 기어(R2)를 타방향으로 회전시키도록 작용하게 된다.
또한, 링 기어(R1)의 외치(R1b)와 제1 입력 기어(42)의 맞물림에 의한 기어비와, 아이들 기어(43)와 제2 입력 기어(44)의 맞물림 및 제2 입력 기어(44)와 링 기어(R2)의 외치(R2b)의 맞물림에 의한 기어비는, 절대치가 동일해지도록 설정되어 있다. 따라서, 전동기(MOT)의 토크는, 링 기어(R1, R2)에 대하여, 항상 절대치가 동일한 반대 방향의 토크로서 전달된다.
선 기어(S1, S2)를 접속하는 연결축(23)에는, 연결축(23)의 외주를 둘러싸도록 중공 형상의 제3 입력 기어(46)가 설치되어 있고, 제1 클러치(CL1)에 의한 전환에 의해 연결축(23)과 일체 회전 또는 상대 회전하도록 되어 있다. 즉, 제1 클러치(CL1)는, 체결 또는 해방에 의해 제3 입력 기어(46)와 연결축(23)의 동력 전달을 접속 또는 차단한다. 또한, 제3 입력 기어(46)의 외주측에 중공 형상의 제1 중간 기어(47)가 설치되어 있고, 제2 클러치(CL2)에 의한 전환에 의해 제1 중간 기어(47)가 제3 입력 기어(46)와 일체 회전 또는 상대 회전하도록 되어 있다. 즉, 제2 클러치(CL2)는, 체결 또는 해방에 의해 제3 입력 기어(46)와 제1 중간 기어(47)의 동력 전달을 접속 또는 차단한다. 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)는 공통의 액추에이터에 의해 전환 가능한 싱크로메시 기구로 구성되고, 동일한 회전축선, 즉, 선 기어(S1, S2)와 동일한 회전축선 상에서 전환 가능하게 되어 있다. 제1 중간 기어(47)는, 아이들축(41)과 일체 회전하도록 설치된 제2 중간 기어(48)와 맞물려 있다.
제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)는, 모두 해방된 상태와, 제1 클러치(CL1)가 체결되고 제2 클러치(CL2)가 해방된 제1 상태와, 제1 클러치(CL1)가 해방되고 제2 클러치(CL2)가 체결된 제2 상태를 택일적으로 취할 수 있다.
제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 모두 해방된 상태에서는, 제3 입력 기어(46)가 연결축(23)과 제1 중간 기어(47) 중 어느 것에도 접속되지 않고, 전동기(MOT)의 출력축(21)과 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 동력 전달 경로가 차단 상태가 된다. 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 모두 해방된 상태를 취할 때, 전동기(MOT)로부터는 좌우 후륜(LWr, RWr)에 토크가 전달되지 않고 후륜 구동 장치(20)로부터는 좌우 구동력합 및 좌우 구동력차가 모두 발생되지 않는, 전술한 전륜 구동(FWD)이 가능해진다.
제1 클러치(CL1)가 체결되고 제2 클러치(CL2)가 해방된 제1 상태에서는, 제3 입력 기어(46)가 연결축(23)에 접속되고, 전동기(MOT)의 출력축(21)과 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 선 기어(S1, S2)의 동력 전달 경로가 출력 기어(45), 제3 입력 기어(46)를 통해 접속 상태가 된다. 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 제1 상태를 취할 때, 전동기(MOT)로부터는 좌우 후륜(LWr, RWr)에 전후 방향에서 동일한 방향으로 동일한 크기의 토크가 전달되어 후륜 구동 장치(20)로부터 소기의 좌우 구동력합이 발생되고, 좌우 구동력차는 발생되지 않는, 전술한 4륜 구동(4WD)이 가능해진다.
제1 클러치(CL1)가 해방되고 제2 클러치(CL2)가 체결된 제2 상태에서는, 제3 입력 기어(46)가 제1 중간 기어(47)에 접속되고, 전동기(MOT)의 출력축(21)과 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)의 동력 전달 경로가 출력 기어(45), 제3 입력 기어(46), 제1 중간 기어(47), 제2 중간 기어(48), 제1 입력 기어(42), 아이들 기어(43), 제2 입력 기어(44)를 통해 접속 상태가 된다. 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 제2 상태를 취할 때, 전동기(MOT)로부터는 좌우 후륜(LWr, RWr)에 전후 방향에서 반대 방향으로 동일한 크기의 토크가 전달되어 후륜 구동 장치(20)로부터 소기의 좌우 구동력차가 발생되고, 좌우 구동력합은 발생되지 않는, 전술한 토크 벡터링 구동(TV)이 가능해진다. 또, 전륜 구동(FWD), 4륜 구동(4WD) 및 토크 벡터링 구동(TV)에 관해서는 제1 실시형태와 동일하고, 상세한 것은 생략한다.
본 변형예에 의하면, 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)는, 공통의 액추에이터에 의해 전환 가능한 싱크로메시 기구로 구성되고, 동일한 회전축선, 즉, 선 기어(S1, S2)와 동일한 회전축선 상에서 전환 가능하게 되어 있기 때문에, 별개의 액추에이터로 작동하는 경우에 비교하여, 부품 점수를 삭감할 수 있고, 제조 비용을 억제할 수 있다. 또한, 유성 기어 기구의 데드 스페이스를 활용하여 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)를 배치할 수 있다.
또한, 제1 실시형태의 효과에 더하여, 토크 벡터링 구동(TV)시에도 전동기(MOT)의 토크가 출력 기어(45) 및 제3 입력 기어(46)를 통해 링 기어(R1, R2)에 전달되기 때문에, 큰 기어비를 확보할 수 있다. 또한, 제1 실시형태에 비교하여, 토크 벡터링 구동(TV) 직진시에 선 기어(S1, S2)와 일체로 회전하는 부재가 적게 되어 있기 때문에, 선 기어(S1, S2)의 회전 중의 관성력이 작아짐과 동시에, 윤활유의 긁어올림 손실을 줄일 수 있다.
<제2 변형예>
계속해서, 제1 실시형태의 제2 변형예의 후륜 구동 장치(20)에 관해서 도 8을 참조하면서 설명한다.
본 변형예에서는, 제1 실시형태의 제1 변형예의 동력 전달 기구(TM2)에 있어서, 아이들축(41)에 아이들축(41)과 상대 회전하도록 제3 중간 기어(50)가 설치된 점 이외에는, 제1 변형예의 동력 전달 기구(TM2)와 동일한 구성을 갖기 때문에, 동일한 구성 부분에 관해서는 동일 부호를 붙여 설명을 생략하고, 상이점만 설명한다.
제3 중간 기어(50)는, 항상, 출력 기어(45) 및 제3 입력 기어(46)와 맞물려 있다. 그 때문에, 제1 클러치(CL1)가 체결되고 제2 클러치(CL2)가 해방된 제1 상태에서는, 제3 입력 기어(46)가 연결축(23)에 접속되고, 전동기(MOT)의 출력축(21)과 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 선 기어(S1, S2)의 동력 전달 경로가 출력 기어(45), 제3 중간 기어(50), 제3 입력 기어(46)를 통해 접속 상태가 된다. 한편, 제1 클러치(CL1)가 해방되고 제2 클러치(CL2)가 체결된 제2 상태에서는, 제3 입력 기어(46)가 제1 중간 기어(47)에 접속되고, 전동기(MOT)의 출력축(21)과 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)의 동력 전달 경로가 출력 기어(45), 제3 중간 기어(50), 제3 입력 기어(46), 제1 중간 기어(47), 제2 중간 기어(48), 제1 입력 기어(42), 아이들 기어(43), 제2 입력 기어(44)를 통해 접속 상태가 된다.
따라서, 본 변형예에 의하면, 제1 실시형태의 제1 변형예의 효과에 더하여, 4륜 구동(4WD)시여도 토크 벡터링 구동(TV)시여도 전동기(MOT)의 토크가 제3 중간 기어(50)를 통해 전달되기 때문에, 제3 중간 기어(50)의 분만큼 큰 기어비를 확보할 수 있다. 또, 제1 변형예와는 캐리어(C1, C2)의 회전 방향이 반대 방향이 된다.
<제3 변형예>
다음으로, 제1 실시형태의 제3 변형예의 후륜 구동 장치(20)에 관해서 도 9를 참조하면서 설명한다.
후륜 구동 장치(20)는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 전동기(MOT)와 동력 전달 기구(TM2)를 구비하고, 동력 전달 기구(TM2)가, 별도 축에 설치되는 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)와, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 2개의 유성 기어 기구를 구비하여 구성된다. 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)는, 각각 선 기어(S1, S2)와, 링 기어(R1, R2)와, 선 기어(S1, S2)와 링 기어(R1, R2)에 맞물리는 피니언(P1, P2)을 자전 및 공전 가능하게 축 지지하는 캐리어(C1, C2)로 이루어지는 소위 싱글 피니언형의 유성 기어 기구로 구성되어 있다. 그리고, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 선 기어(S1, S2)는 연결축(23)을 통해 일체 회전하도록 서로 접속됨과 동시에, 캐리어(C1, C2)가 각각 조인트(J1, J2)를 통해 좌우 후륜(LWr, RWr)에 접속되어 있다.
제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)는, 동일한 변속비를 갖고 있고, 서로 근접 배치되어 있다. 전동기(MOT)는, 이 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)에 대하여 축선 방향에서 좌측으로 오프셋 배치되어 있다. 또한, 전동기(MOT)는, 이 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)에 직경 방향에서 오버랩하고 있다.
제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)는, 피니언(P1, P2)과 맞물리는 내주면에 형성된 내치(R1a, R2a) 외에 외주면에 형성된 외치(R1b, R2b)도 갖고, 제1 유성 기어 기구(PL1)의 링 기어(R1)는, 외치(R1b)가 아이들축(51)과 일체 회전하도록 설치된 제1 입력 기어(53)와 맞물려 있고, 제2 유성 기어 기구(PL2)의 링 기어(R2)는, 외치(R2b)가 제1 입력 기어(53)와 동축 상에 일체 회전하도록 설치된 아이들 기어(55)와 맞물리는 제1 출력 기어(57)와 맞물려 있다. 즉, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)는, 링 기어(R1)의 외치(R1b)와 제1 입력 기어(53)의 맞물림, 아이들 기어(55)와 제1 출력 기어(57)의 맞물림, 제1 출력 기어(57)와 링 기어(R2)의 외치(R2b)의 맞물림의 3회의 맞물림을 통해 접속되어 있다.
이와 같이 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)가 홀수회의 맞물림을 통해 접속됨으로써, 2개의 링 기어(R1, R2)는 서로 반대 방향으로 회전하도록 작용한다. 즉, 링 기어(R1)의 일방향의 회전은, 링 기어(R1)의 외치(R1b)와 제1 입력 기어(53)의 맞물림에 의해, 제1 입력 기어(53)를 타방향으로 회전시킨다. 제1 입력 기어(53)와 아이들 기어(55)는 아이들축(51)을 통해 일체로 회전하기 때문에, 아이들 기어(55)도 타방향으로 회전하고, 또한, 아이들 기어(55)와 제1 출력 기어(57)의 맞물림에 의해, 제1 출력 기어(57)는 일방향으로 회전한다. 또한, 제1 출력 기어(57)와 링 기어(R2)의 외치(R2b)의 맞물림에 의해, 제1 출력 기어(57)의 일방향의 회전은, 링 기어(R2)를 타방향으로 회전시키도록 작용하게 된다.
또한, 링 기어(R1)의 외치(R1b)와 제1 입력 기어(53)의 맞물림 및 아이들 기어(55)와 제1 출력 기어(57)의 맞물림에 의한 기어비와, 제1 출력 기어(57)와 링 기어(R2)의 외치(R2b)의 맞물림에 의한 기어비는, 절대치가 동일해지도록 설정되어 있다. 따라서, 전동기(MOT)의 토크는, 링 기어(R1, R2)에 대하여, 항상 절대치가 동일한 반대 방향의 토크로서 전달된다.
선 기어(S1, S2)를 접속하는 연결축(23)에는, 연결축(23)의 외주를 둘러싸도록 중공 형상의 제2 입력 기어(59)가 설치되고, 제1 클러치(CL1)에 의한 전환에 의해 연결축(23)과 일체 회전 또는 상대 회전하도록 되어 있다. 즉, 제1 클러치(CL1)는, 체결 또는 해방에 의해 제2 입력 기어(59)와 연결축(23)의 동력 전달을 접속 또는 차단한다. 이 제2 입력 기어(59)가, 전동기(MOT)의 출력축(21)과 일체 회전하도록 설치된 제2 출력 기어(61)와 맞물려 있다.
또한, 전동기(MOT)의 출력축(21)에는, 제1 클러치(CL1)와 축 방향으로 오버랩하는 위치에, 제2 클러치(CL2)가 설치되어 있고, 제1 출력 기어(57)가 제2 클러치(CL2)에 의한 전환에 의해 출력축(21)과 일체 회전 또는 상대 회전하도록 되어 있다. 즉, 제2 클러치(CL2)는, 체결 또는 해방함으로써 전동기(MOT)의 출력축(21)과 제1 출력 기어(57)의 동력 전달을 접속 또는 차단한다.
제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)는, 모두 해방된 상태와, 제1 클러치(CL1)가 체결되고 제2 클러치(CL2)가 해방된 제1 상태와, 제1 클러치(CL1)가 해방되고 제2 클러치(CL2)가 체결된 제2 상태를 택일적으로 취할 수 있다.
제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 모두 해방된 상태에서는, 전동기(MOT)의 출력축(21)이 제1 출력 기어(57)에 접속되지 않으며, 또한, 제2 입력 기어(59)도 연결축(23)에 접속되지 않고, 전동기(MOT)의 출력축(21)과 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 동력 전달 경로가 차단 상태가 된다. 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 모두 해방된 상태를 취할 때, 전동기(MOT)로부터는 좌우 후륜(LWr, RWr)에 토크가 전달되지 않고 후륜 구동 장치(20)로부터는 좌우 구동력합 및 좌우 구동력차가 모두 발생되지 않는, 후술하는 전륜 구동(FWD)이 가능해진다.
제1 클러치(CL1)가 체결되고 제2 클러치(CL2)가 해방된 제1 상태에서는, 제2 입력 기어(59)가 연결축(23)에 접속되고, 전동기(MOT)의 출력축(21)과 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 선 기어(S1, S2)의 동력 전달 경로가 제2 출력 기어(61), 제2 입력 기어(59)를 통해 접속 상태가 된다. 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 제1 상태를 취할 때, 전동기(MOT)로부터는 좌우 후륜(LWr, RWr)에 전후 방향에서 동일한 방향으로 동일한 크기의 토크가 전달되어 후륜 구동 장치(20)로부터 소기의 좌우 구동력합이 발생되고, 좌우 구동력차는 발생되지 않는, 후술하는 4륜 구동(4WD)이 가능해진다.
제1 클러치(CL1)가 해방되고 제2 클러치(CL2)가 체결된 제2 상태에서는, 전동기(MOT)의 출력축(21)이 제1 출력 기어(57)에 접속되고, 전동기(MOT)의 출력축(21)과 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)의 동력 전달 경로가 제1 출력 기어(57), 아이들 기어(55), 제1 입력 기어(53)를 통해 접속 상태가 된다. 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 제2 상태를 취할 때, 전동기(MOT)로부터는 좌우 후륜(LWr, RWr)에 전후 방향에서 반대 방향으로 동일한 크기의 토크가 전달되어 후륜 구동 장치(20)로부터 소기의 좌우 구동력차가 발생되고, 좌우 구동력합은 발생되지 않는, 후술하는 토크 벡터링 구동(TV)이 가능해진다.
즉, 전동기(MOT)의 출력축(21)은, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 선 기어(S1, S2)와, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)에 대하여 선택적으로 전환 가능하게 접속되어 있다. 이상의 구성의 후륜 구동 장치(20)에서도, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)가 홀수회의 맞물림을 통해 접속되기 때문에, 공선도 상에서 2개의 링 기어(R1, R2)를 연결하는 가상선(L1)이 영회전을 나타내는 영회전선(L2)과 교차하는 교점을 지점(O)으로 하여 회전하는 것과 같은 관계성으로 2개의 링 기어(R1, R2)의 회전수가 규제된다.
따라서, 좌우 후륜(LWr, RWr)에 회전수차가 없는 직진시에는, 좌우 후륜(LWr, RWr)에 접속된 캐리어(C1, C2)의 회전수가 동일해지고, 2개의 링 기어(R1, R2)를 연결하는 가상선(L1)이 영회전선(L2)에 일치하고, 링 기어(R1, R2)의 회전수는 모두 영회전이 된다. 한편, 좌우 후륜(LWr, RWr)에 회전수차가 있는 선회시에는, 좌우 후륜(LWr, RWr)에 접속된 캐리어(C1, C2)에는 회전수차가 생기고, 2개의 링 기어(R1, R2)를 연결하는 가상선(L1)이 지점(O)을 중심으로 회전하고, 링 기어(R1, R2)는 서로 동일한 회전수로 반대 방향으로 회전한다.
이하, 전륜 구동(FWD), 4륜 구동(4WD) 및 토크 벡터링 구동(TV)에 관해서 보다 상세히 설명한다.
-전륜 구동(FWD)-
제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 모두 해방된 상태(제1 클러치(CL1): 해방/제2 클러치(CL2): 해방)일 때, 전동기(MOT)와 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 동력 전달 경로가 차단 상태가 되고, 전동기(MOT)로부터는 좌우 후륜(LWr, RWr)에 토크가 전달되지 않고 후륜 구동 장치(20)로부터는 좌우 구동력합 및 좌우 구동력차가 모두 발생되지 않는다. 좌우 후륜(LWr, RWr)에 회전수차가 없는 직진시에는, 도 10a에 실선으로 나타내는 바와 같이, 가상선(L1)이 영회전선(L2)에 일치하고, 링 기어(R1, R2)의 회전수는 모두 영회전이 된다. 한편, 좌우 후륜(LWr, RWr)에 회전수차가 있는 선회시에는, 도 10a에 파선으로 나타내는 바와 같이, 공선도 상에 있어서 가상선(L1)이 지점(O)을 중심으로 회전하고, 링 기어(R1, R2)는 서로 동일한 회전수로 반대 방향으로 회전한다. 또, 도 10b는, 좌우 후륜(LWr, RWr)에 회전수차가 없는 전륜 구동(FWD) 직진시에 있어서의 동력 전달 기구(TM2)의 회전 요소를 실선으로 나타내고 있다. 제1 실시형태의 전륜 구동(FWD) 직진시(도 3c)와 비교하면, 제2 입력 기어(59)가 분리되기 때문에, 제3 변형예의 동력 전달 기구(TM2)에서는 전륜 구동(FWD)시에 있어서의 관성력을 작게 할 수 있다.
-4륜 구동(4WD)-
제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 제1 상태(제1 클러치(CL1): 체결/제2 클러치(CL2): 해방)일 때, 전동기(MOT)와 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 선 기어(S1, S2)의 동력 전달 경로가 제2 출력 기어(61), 제2 입력 기어(59)를 통해 접속 상태가 되고, 선 기어(S1, S2)에는, 전동기(MOT)로부터 순방향의 모터 토크(M)가 입력된다. 통상의 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)에 있어서는, 선 기어(S1, S2)에 순방향의 토크가 입력된 경우, 캐리어(C1, C2) 및 링 기어(R1, R2)에 대하여 회전수를 상승시키는 토크가 전달되지만, 전술한 바와 같이 링 기어(R1, R2)는 서로 동일한 회전수로 반대 방향으로밖에 회전하지 않도록 규제되기 때문에, 링 기어(R1, R2)가 지점이 되고, 역점인 선 기어(S1, S2)에 입력된 순방향의 모터 토크(M)는, 작용점인 캐리어(C1, C2)에 대하여, 모터 토크(M1, M2)에 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 변속비를 곱한 순방향의 좌우 후륜 토크(T1, T2)로서 전달된다. 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 변속비는 동일하기 때문에, 좌우 후륜 토크(T1, T2)는 절대치가 동일한 동일 방향의 토크가 되고, 이에 따라 좌우 후륜 토크(T1, T2)의 합(T1+T2)에 따른 좌우 구동력합이 발생하고, 전진 방향의 구동력이 차량(V)에 안정적으로 부여되게 된다. 또, 좌우 후륜 토크(T1, T2)의 차(T1-T2)는 영이 되고, 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 제1 상태일 때, 전동기(MOT)의 토크의 발생에 의해 후륜 구동 장치(20)로부터 좌우 구동력차가 발생하는 경우는 없고, 차량에 요모멘트를 부여하지 않는다. 차량(V)에 후진 방향의 토크를 부여하는 경우, 즉 후진시에는, 전동기(MOT)를 전진시와는 반대 방향의 토크가 발생하도록 토크 제어를 행하면 된다.
좌우 후륜(LWr, RWr)에 회전수차가 없는 직진시에는, 도 11a에 실선으로 나타내는 바와 같이, 가상선(L1)이 영회전선(L2)에 일치하고, 링 기어(R1, R2)의 회전수는 모두 영회전이 된다. 한편, 좌우 후륜(LWr, RWr)에 회전수차가 있는 선회시에는, 도 11a에 파선으로 나타내는 바와 같이, 공선도 상에 있어서 가상선(L1)이 지점(O)을 중심으로 회전하고, 링 기어(R1, R2)는 서로 동일한 회전수로 반대 방향으로 회전한다. 또, 도 11의 B는, 좌우 후륜(LWr, RWr)에 회전수차가 없는 4륜 구동(4WD) 직진시의 좌우 후륜(LWr, RWr)에 회전수차가 없는 경우에 있어서의 동력 전달 기구(TM2)의 회전 요소를 실선으로 나타내고 있다.
이와 같이, 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)를 제1 상태(제1 클러치(CL1): 체결/제2 클러치(CL2): 해방)로 제어하고, 전후 방향에 따라 전동기(MOT)의 회전 방향을 바꾸면서 토크 제어를 행함으로써, 좌우 후륜(LWr, RWr)에 소기의 전후 방향 구동력을 발생시킬 수 있고, 전후 방향의 주행 어시스트를 행할 수 있다. 발진시에 발진 어시스트로서 이용해도 좋고, 주행시에 전륜 구동(FWD)으로부터 4륜 구동(4WD)으로 이행해도 좋다. 주행시의 전륜 구동(FWD)으로부터 4륜 구동(4WD)으로의 전환은, 도 10b의 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)를 모두 해방한 상태에서 전동기(MOT)의 회전수를 제2 입력 기어(59)의 회전수가 연결축(23)과 동일한 회전수가 되는 회전수까지 상승시킨 후에, 제1 클러치(CL1)를 체결함으로써 전환시의 쇼크를 억제하면서 이행시킬 수 있다.
-토크 벡터링 구동(TV)-
도 12a에 나타내는 바와 같이, 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 제2 상태(제1 클러치(CL1): 해방/제2 클러치(CL2): 체결)일 때, 전동기(MOT)와 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)의 동력 전달 경로가 제1 출력 기어(57), 아이들 기어(55), 제1 입력 기어(53)를 통해 접속 상태가 되고, 링 기어(R1, R2)에는, 전동기(MOT)로부터 절대치가 동일한 반대 방향의 모터 토크가 입력된다.
즉, 전동기(MOT)의 토크에 의해, 제1 출력 기어(57)와 아이들 기어(55)의 맞물림 및 제1 입력 기어(53)와 링 기어(R1)의 외치(R1b)의 맞물림에 의해 링 기어(R1)에, 전동기(MOT)의 토크와 동일 방향인 역방향의 제1 모터 토크(M1)가 작용한다. 이 때, 캐리어(C1)에는 좌후륜(LWr)으로부터 전진 주행하고자 하는 순방향의 토크(도시하지 않음)가 작용하고 있기 때문에, 제1 유성 기어 기구(PL1)에 있어서는, 캐리어(C1)가 지점이 되고, 역점인 링 기어(R1)에 역방향의 제1 모터 토크(M1)가 작용한 것에 의해, 작용점인 선 기어(S1, S2)에 순방향의 제1 모터 토크 분배력(M1')이 작용한다.
또한, 전동기(MOT)의 토크에 의해, 제1 출력 기어(57)와 링 기어(R2)의 외치(R2b)의 맞물림에 의해 링 기어(R2)에, 전동기(MOT)의 토크와 동일 방향인 순방향의 제2 모터 토크(M2)가 작용한다. 이 때, 캐리어(C2)에는 우후륜(RWr)으로부터 전진 주행하고자 하는 순방향의 토크(도시하지 않음)가 작용하고 있기 때문에, 제2 유성 기어 기구(PL2)에 있어서는, 캐리어(C2)가 지점이 되고, 역점인 링 기어(R2)에 순방향의 제2 모터 토크(M2)가 작용한 것에 의해, 작용점인 선 기어(S1, S2)에 역방향의 제2 모터 토크 분배력(M2')이 작용한다.
여기서, 제1 모터 토크(M1)와 제2 모터 토크(M2)는, 절대치가 동일한 반대 방향의 토크이기 때문에, 선 기어(S1, S2)에 작용하는 순방향의 제1 모터 토크 분배력(M1')과 역방향의 제2 모터 토크 분배력(M2')은 서로 없애진다(상쇄). 이 상쇄에 의해 선 기어(S1, S2)가 지점이 되고, 역점인 링 기어(R1)에 입력된 역방향의 제1 모터 토크(M1)는 작용점인 캐리어(C1)에 대하여 제1 유성 기어 기구(PL1)의 변속비를 곱한 역방향의 좌후륜 토크(T1)로서 전달되고, 역점인 링 기어(R2)에 입력된 순방향의 제2 모터 토크(M2)는 작용점인 캐리어(C2)에 대하여 제2 유성 기어 기구(PL2)의 변속비를 곱한 순방향의 우후륜 토크(T2)로서 전달된다.
제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 변속비는 동일하기 때문에, 좌우 후륜 토크(T1, T2)는 절대치가 동일한 반대 방향의 토크가 되고, 이에 따라 좌우 후륜 토크(T1, T2)의 차(T1-T2)에 따른 좌우 구동력차가 발생하고, 반시계 방향의 요모멘트(Y)가 차량(V)에 안정적으로 부여되게 된다. 또, 좌우 후륜 토크(T1, T2)의 합(T1+T2)은 영이 되고, 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 제2 상태일 때, 전동기(MOT)의 토크의 발생에 의해 후륜 구동 장치(20)로부터 좌우 구동력합이 발생하는 경우는 없고, 차량(V)에 전후 방향의 토크를 부여하지 않는다. 차량(V)에 시계 방향의 요모멘트를 부여하는 경우, 전동기(MOT)에 상기와 반대 방향의 토크가 발생하도록 토크 제어를 행하면 된다.
좌우 후륜(LWr, RWr)에 회전수차가 없는 직진시에는, 도 12a에 실선으로 나타내는 바와 같이, 가상선(L1)이 영회전선(L2)에 일치하고, 링 기어(R1, R2)의 회전수는 모두 영회전이 된다. 한편, 좌우 후륜(LWr, RWr)에 회전수차가 있는 선회시에는, 도 12a에 파선으로 나타내는 바와 같이, 공선도 상에 있어서 가상선(L1)이 지점(O)을 중심으로 회전하고, 링 기어(R1, R2)는 서로 동일한 회전수로 반대 방향으로 회전한다. 또, 도 12b는, 토크 벡터링 구동(TV)시의 좌우 후륜(LWr, RWr)에 회전수차가 없는 토크 벡터링 구동(TV) 직진시에 있어서의 동력 전달 기구(TM2)의 회전 요소를 실선으로 나타내고 있다.
이와 같이, 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)를 제2 상태(제1 클러치(CL1): 해방/제2 클러치(CL2): 체결)로 제어하고, 선회 방향 또는 횡가속도에 따라 전동기(MOT)의 회전 방향을 바꾸면서 토크 제어를 행함으로써, 소기의 요모멘트를 발생시킬 수 있고, 선회 어시스트를 행할 수 있다. 또한, 선회 방향과 반대 방향의 요모멘트를 발생시킴으로써, 선회 제한을 행할 수도 있다.
4륜 구동(4WD) 및 토크 벡터링 구동(TV)의 전력 플로우에 관해서는, 제1 실시형태와 동일하고, 여기서는 설명을 생략한다. 또한, 전륜 구동(FWD), 4륜 구동(4WD) 및 토크 벡터링 구동(TV)의 전환에 관해서도, 제1 실시형태와 동일하게, 차속에 따라 전환할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 전동기(MOT)의 출력축(21)은, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 선 기어(S1, S2)와, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)에 대하여 선택적으로 전환 가능하게 접속되어 있기 때문에, 하나의 전동기(MOT)로 좌우 후륜(LWr, RWr)에 동일 방향의 전후 방향 토크를 출력하거나, 전후 방향 토크를 출력시키지 않고 좌후륜(LWr)과 우후륜(RWr)에서 반대 방향으로 토크를 출력시키거나 할 수 있다. 또한, 좌우 후륜(LWr, RWr)에 동일 방향의 전후 방향 토크를 출력할 때와, 전후 방향 토크를 출력시키지 않고 좌후륜(LWr)과 우후륜(RWr)에서 반대 방향으로 토크를 출력시키거나 할 때에서는, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)에 있어서의 전동기(MOT)의 토크의 입력 요소가 상이하기 때문에, 선 기어(S1, S2)와, 링 기어(R1, R2)와, 캐리어(C1, C2)의 기어비를 바꿈으로써, 전후 방향의 어시스트와 선회 방향의 어시스트의 크기에 차이를 갖게 할 수 있다.
또한, 동력 전달 기구(TM2)를 2개의 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)로 구성하기 때문에, 축 방향 치수를 작게 할 수 있다.
또한, 동력 전달 기구(TM2)는, 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)를 구비하고, 제1 상태와 제2 상태를 선택적으로 전환 가능하게 구성되기 때문에, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 선 기어(S1, S2)와 링 기어(R1, R2)의 어느 쪽인가 한 쪽에 확실하게 동력을 전달할 수 있다.
또한, 전동기(MOT)는, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)에 대하여 축 방향 일방측인 좌측에 배치되어 있기 때문에, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2) 사이에 놓이도록 전동기(MOT)를 배치하는 경우에 비교하여, 좌우 후륜(LWr, RWr)과 캐리어(C1, C2)의 접속부인 조인트(J1, J2)를 차폭 방향에서 내측으로 가까이 댈 수 있기 때문에, 조인트(J1, J2)로부터 좌우 후륜(LWr, RWr)으로의 각도를 억제할 수 있다. 이에 따라, 후륜 구동 장치(20)를 차량(V)에 탑재할 때에 좌우 방향의 배치의 자유도를 향상시킬 수 있다. 또, 전동기(MOT)를, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)에 대하여 축 방향 타방측인 우측에 배치해도 좋다.
또한, 전동기(MOT)는, 이 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)에 직경 방향에서 오버랩하고 있기 때문에, 직경 방향 치수도 작게 할 수 있다. 이에 따라, 후륜 구동 장치(20)를 차량(V)에 탑재할 때에 전후 방향의 차량(V)에 대한 탑재 위치의 자유도를 향상시킬 수 있다.
또한, 제1 클러치(CL1)와 제2 클러치(CL2)는 직경 방향으로 오프셋한 위치에 배치되며, 또한, 축 방향으로 오버랩한 위치에 배치되기 때문에, 동력 전달 기구(TM2)의 축 방향 치수의 확대를 억제할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)의 제1 상태와 제2 상태의 전환을 공통의 액추에이터에 의해 행하도록 구성해도 좋다.
또한, 제1 클러치(CL1)가 선 기어(S1, S2)와 동일한 회전축선 상에서 전환 가능하게 되어 있기 때문에, 유성 기어 기구의 데드 스페이스를 활용하여 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)를 배치할 수 있다.
또한, 제1 실시형태에 비교하여, 토크 벡터링 구동(TV) 직진시에 선 기어(S1, S2)와 일체로 회전하는 부재가 적게 되어 있기 때문에, 선 기어(S1, S2)의 회전 중의 관성력이 작아짐과 동시에, 윤활유의 긁어올림 손실을 줄일 수 있다.
<제4 변형예>
계속해서, 제1 실시형태의 제4 변형예의 후륜 구동 장치(20)에 관해서 도 13을 참조하면서 설명한다.
본 변형예에서는, 제3 변형예의 동력 전달 기구(TM2)에 있어서, 제2 아이들축(73)이 설치되고, 이 제2 아이들축(73)에 중간 기어(75)와 제1 출력 기어(57)와, 제2 클러치(CL2)가 설치된 점 이외에는, 제3 변형예의 동력 전달 기구(TM2)와 동일한 구성을 갖기 때문에, 동일한 구성 부분에 관해서는 동일 부호를 붙여 설명을 생략하고, 상이점만 설명한다.
중간 기어(75)는, 제2 아이들축(73)과 일체 회전하도록 설치되어 있고, 항상, 제2 출력 기어(61) 및 제2 입력 기어(59)와 맞물려 있다. 또한, 제2 아이들축(73)에는, 제1 출력 기어(57)가 설치되어 있고, 제2 클러치(CL2)에 의한 전환에 의해 제2 아이들축(73)과 일체 회전 또는 상대 회전하도록 되어 있다. 그 때문에, 제1 클러치(CL1)가 체결되고 제2 클러치(CL2)가 해방된 제1 상태에서는, 제2 입력 기어(59)가 연결축(23)에 접속되고, 전동기(MOT)의 출력축(21)과 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 선 기어(S1, S2)의 동력 전달 경로가 제2 출력 기어(61), 중간 기어(75), 제2 입력 기어(59)를 통해 접속 상태가 된다. 한편, 제1 클러치(CL1)가 해방되고 제2 클러치(CL2)가 체결된 제2 상태에서는, 제1 출력 기어(57)가 제2 아이들축(73)에 접속되고, 전동기(MOT)의 출력축(21)과 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)의 동력 전달 경로가 제2 출력 기어(61), 중간 기어(75), 제1 출력 기어(57), 아이들 기어(55), 제1 입력 기어(53)를 통해 접속 상태가 된다.
따라서, 본 변형예에 의하면, 제3 변형예의 효과에 더하여, 4륜 구동(4WD)시여도 토크 벡터링 구동(TV)시여도 전동기(MOT)의 토크가 중간 기어(75)를 통해 전달되기 때문에, 중간 기어(75)의 분만큼 큰 기어비를 확보할 수 있다. 또, 제3 변형예와는 캐리어(C1, C2)의 회전 방향이 반대 방향이 된다.
또한, 본 변형예에 의하면, 제2 아이들축(73)을 추가한 것에 의해, 전동기(MOT)의 출력축(21)과 연결축(23)의 거리를 확보할 수 있기 때문에, 전동기(MOT)의 체격을 크게 해도 차축과의 간섭을 회피할 수 있다.
<제5 변형예>
계속해서, 제1 실시형태의 제5 변형예의 후륜 구동 장치(20)에 관해서 도 14를 참조하면서 설명한다.
본 변형예에서는, 전동기(MOT)가 동력 전달 기구(TM2)에 삽입되어 있고, 동력 전달 기구(TM2)가, 전동기(MOT)와, 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)와, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 2개의 유성 기어 기구를 구비하여 구성된다. 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)는, 각각 선 기어(S1, S2)와, 링 기어(R1, R2)와, 선 기어(S1, S2)와 링 기어(R1, R2)에 맞물리는 피니언(P1, P2)을 자전 및 공전 가능하게 축 지지하는 캐리어(C1, C2)로 이루어지는 소위 싱글 피니언형의 유성 기어 기구로 구성되어 있다. 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 선 기어(S1, S2)는 연결축(23)을 통해 일체 회전하도록 서로 접속됨과 동시에, 캐리어(C1, C2)가 각각 조인트(J1, J2)를 통해 좌우 후륜(LWr, RWr)에 접속되어 있다.
제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)는, 동일한 변속비를 갖고 있고, 전동기(MOT)를 사이에 두고 배치되어 있다.
제1 유성 기어 기구(PL1)의 링 기어(R1)의 외치(R1b)는, 아이들축(51)과 일체 회전하도록 설치된 제1 입력 기어(53)와 맞물려 있고, 제2 유성 기어 기구(PL2)의 링 기어(R2)의 외치(R2b)는, 제1 입력 기어(53)와 동축 상에 일체 회전하도록 설치된 아이들 기어(55)와 맞물리는 제2 입력 기어(63)와 맞물려 있다. 즉, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)는, 링 기어(R1)의 외치(R1b)와 제1 입력 기어(53)의 맞물림, 아이들 기어(55)와 제2 입력 기어(63)의 맞물림, 제2 입력 기어(63)와 링 기어(R2)의 외치(R2b)의 맞물림의 3회의 맞물림을 통해 접속되어 있다.
이와 같이 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)가 홀수회의 맞물림을 통해 접속됨으로써, 2개의 링 기어(R1, R2)는 서로 반대 방향으로 회전하도록 작용한다. 즉, 링 기어(R1)의 일방향의 회전은, 링 기어(R1)의 외치(R1b)와 제1 입력 기어(53)의 맞물림에 의해, 제1 입력 기어(53)를 타방향으로 회전시킨다. 제1 입력 기어(53)와 아이들 기어(55)는 아이들축(51)을 통해 일체로 회전하기 때문에, 아이들 기어(55)도 타방향으로 회전하고, 또한, 아이들 기어(55)와 제2 입력 기어(63)의 맞물림에 의해, 제2 입력 기어(63)는 일방향으로 회전한다. 또한, 제2 입력 기어(63)와 링 기어(R2)의 외치(R2b)의 맞물림에 의해, 제2 입력 기어(63)의 일방향의 회전은, 링 기어(R2)를 타방향으로 회전시키도록 작용하게 된다.
또한, 링 기어(R1)의 외치(R1b)와 제1 입력 기어(53)의 맞물림에 의한 기어비와, 아이들 기어(55)와 제2 입력 기어(63)의 맞물림 및 제2 입력 기어(63)와 링 기어(R2)의 외치(R2b)의 맞물림에 의한 기어비는, 절대치가 동일해지도록 설정되어 있다. 따라서, 전동기(MOT)의 토크는, 링 기어(R1, R2)에 대하여, 항상 절대치가 동일한 반대 방향의 토크로서 전달된다.
선 기어(S1, S2)를 접속하는 연결축(23)에는, 연결축(23)의 외주를 둘러싸도록 중공 형상의 제3 입력 기어(65)가 설치되어 있고, 제1 클러치(CL1)에 의한 전환에 의해 연결축(23)과 일체 회전 또는 상대 회전하도록 되어 있다. 즉, 제1 클러치(CL1)는, 체결 또는 해방에 의해 제3 입력 기어(65)와 연결축(23)의 동력 전달을 접속 또는 차단한다.
또한, 제3 입력 기어(65)와 선 기어(S1) 사이에는, 연결축(23)의 외주를 둘러싸도록 전동기(MOT)가 설치되고, 중공 형상의 전동기(MOT)의 출력축(21)이 연결축(23)에 상대 회전하도록 제3 입력 기어(65)측으로 연장 설치되어 있다.
전동기(MOT)의 출력축(21)에는, 출력축(21)과 일체 회전하도록 제2 출력 기어(61)가 설치되어 있고, 제2 출력 기어(61)가 제2 클러치(CL2)에 의한 전환에 의해 아이들축(51)과 일체 회전 또는 상대 회전하도록 설치된 제4 입력 기어(69)와 맞물려 있다. 제4 입력 기어(69)에는, 제4 입력 기어(69)와 일체 회전하도록 제2 출력 기어(67)가 설치되어 있고, 제2 출력 기어(67)가, 연결축(23)에 설치된 제3 입력 기어(65)와 맞물려 있다. 즉, 제2 클러치(CL2)는, 체결 또는 해방함으로써 아이들축(51)과 제4 입력 기어(69) 및 제2 출력 기어(67)의 동력 전달을 접속 또는 차단한다.
제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)는, 모두 해방된 상태와, 제1 클러치(CL1)가 체결되고 제2 클러치(CL2)가 해방된 제1 상태와, 제1 클러치(CL1)가 해방되고 제2 클러치(CL2)가 체결된 제2 상태를 택일적으로 취할 수 있다.
제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 모두 해방된 상태에서는, 제4 입력 기어(69) 및 제2 출력 기어(67)가 아이들축(51)에 접속되지 않으며, 또한, 제3 입력 기어(65)도 연결축(23)에 접속되지 않고, 전동기(MOT)의 출력축(21)과 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 동력 전달 경로가 차단 상태가 된다. 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 모두 해방된 상태를 취할 때, 전동기(MOT)로부터는 좌우 후륜(LWr, RWr)에 토크가 전달되지 않고 후륜 구동 장치(20)로부터는 좌우 구동력합 및 좌우 구동력차가 모두 발생되지 않는, 전륜 구동(FWD)이 가능해진다.
제1 클러치(CL1)가 체결되고 제2 클러치(CL2)가 해방된 제1 상태에서는, 제3 입력 기어(65)가 연결축(23)에 접속되고, 전동기(MOT)의 출력축(21)과 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 선 기어(S1, S2)의 동력 전달 경로가 제2 출력 기어(61), 제4 입력 기어(69), 제2 출력 기어(67), 제3 입력 기어(65)를 통해 접속 상태가 된다. 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 제1 상태를 취할 때, 전동기(MOT)로부터는 좌우 후륜(LWr, RWr)에 전후 방향에서 동일한 방향으로 동일한 크기의 토크가 전달되어 후륜 구동 장치(20)로부터 소기의 좌우 구동력합이 발생되고, 좌우 구동력차는 발생되지 않는, 4륜 구동(4WD)이 가능해진다.
제1 클러치(CL1)가 해방되고 제2 클러치(CL2)가 체결된 제2 상태에서는, 제4 입력 기어(69) 및 제2 출력 기어(67)가 아이들축(51)에 접속되고, 전동기(MOT)의 출력축(21)과 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)의 동력 전달 경로가 제2 출력 기어(61), 제4 입력 기어(69)(제2 출력 기어(67)), 제1 입력 기어(53), 아이들 기어(55), 제2 입력 기어(63)를 통해 접속 상태가 된다. 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 제2 상태를 취할 때, 전동기(MOT)로부터는 좌우 후륜(LWr, RWr)에 전후 방향에서 반대 방향으로 동일한 크기의 토크가 전달되어 후륜 구동 장치(20)로부터 소기의 좌우 구동력차가 발생되고, 좌우 구동력합은 발생되지 않는, 토크 벡터링 구동(TV)이 가능해진다. 또, 전륜 구동(FWD), 4륜 구동(4WD) 및 토크 벡터링 구동(TV)에 관해서는 제3 변형예와 동일하고, 상세한 것은 생략한다.
본 변형예에 의하면, 전동기(MOT)가 선 기어(S1, S2)와 동일한 회전축선 상에 배치되어 있기 때문에, 직경 방향 치수를 작게 할 수 있다.
또한, 제3 변형예의 효과에 더하여, 토크 벡터링 구동(TV)시에도 전동기(MOT)의 토크가 제2 출력 기어(61) 및 제4 입력 기어(69)를 통해 링 기어(R1, R2)에 전달되기 때문에, 큰 기어비를 확보할 수 있다.
<제2 실시형태>
다음으로, 제2 실시형태의 후륜 구동 장치(20)에 관해서 도 15a를 참조하면서 설명한다.
본 실시형태에서는, 동력 전달 기구(TM2)가, 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)와, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 2개의 유성 기어 기구를 구비하여 구성된다. 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)는, 각각 선 기어(S1, S2)와, 링 기어(R1, R2)와, 선 기어(S1, S2)와 링 기어(R1, R2)에 맞물리는 피니언(P1, P2)을 자전 및 공전 가능하게 축 지지하는 캐리어(C1, C2)로 이루어지는 소위 싱글 피니언형의 유성 기어 기구로 구성되어 있다. 그리고, 본 실시형태에서는, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)가 제1 및 제2 차동 기구의 제1 회전 요소를 구성하고, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 캐리어(C1, C2)가 제1 및 제2 차동 기구의 제2 회전 요소를 구성하고, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 선 기어(S1, S2)가 제1 및 제2 차동 기구의 제3 회전 요소를 구성한다. 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)는 일체 회전하도록 서로 접속됨과 동시에, 캐리어(C1, C2)가 각각 조인트(J1, J2)를 통해 좌우 후륜(LWr, RWr)에 접속되어 있다.
제1 유성 기어 기구(PL1)의 선 기어(S1)는, 피니언(P1)과 맞물리는 외주면에 형성된 소직경 외치(S1a)에 일체 형성된 대직경 외치(S1b)가, 출력축(21)과 일체 회전하도록 설치된 제1 출력 기어(81)와 맞물리는 아이들 기어(83)와 맞물려 있고, 제2 유성 기어 기구(PL2)의 선 기어(S2)는, 피니언(P2)과 맞물리는 외주면에 형성된 소직경 외치(S2a)에 일체 형성된 대직경 외치(S2b)가, 전동기(MOT)의 출력축(21)의 외주를 둘러싸는 중공 형상의 제2 출력 기어(85)와 맞물려 있다. 제2 출력 기어(85)는, 전동기(MOT)의 출력축(21)에 상대 회전 가능하게 설치되고, 제2 클러치(CL2)에 의한 전환에 의해 출력축(21)과 일체 회전 또는 상대 회전하도록 되어 있다.
즉, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 선 기어(S1, S2)는, 대직경 외치(S1b)와 아이들 기어(83)의 맞물림, 아이들 기어(83)와 제1 출력 기어(81)의 맞물림, 제2 출력 기어(85)와 선 기어(S2)의 대직경 외치(S2b)의 맞물림의 3회의 맞물림을 통해 접속되어 있다. 이와 같이 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 선 기어(S1, S2)가 홀수회의 맞물림을 통해 접속됨으로써, 2개의 선 기어(S1, S2)는 서로 반대 방향으로 회전하도록 작용한다.
또한, 선 기어(S1)의 대직경 외치(S1b)와 아이들 기어(83)의 맞물림 및 아이들 기어(83)와 제1 출력 기어(81)의 맞물림에 의한 기어비와, 선 기어(S2)의 대직경 외치(S2b)와 제2 출력 기어(85)의 맞물림에 의한 기어비는, 절대치가 동일해지도록 설정되어 있다. 따라서, 전동기(MOT)의 토크는, 선 기어(S1, S2)에 대하여, 항상 절대치가 동일한 반대 방향의 토크로서 전달된다.
제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)는, 피니언(P1, P2)과 맞물리는 내주면에 형성된 내치(R1a, R2a) 외에 외주면에 형성된 공통의 외치(R1b)(R2b)를 갖는다.
전동기(MOT)의 출력축(21)에는, 출력축(21)의 외주를 둘러싸도록 중공 형상의 제3 출력 기어(87)가 설치되어 있고, 제3 출력 기어(87)는 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 일체로 형성된 링 기어(R1, R2)의 외치(R1b)(R2b)에 맞물려 있다. 제3 출력 기어(87)는 제1 클러치(CL1)에 의한 전환에 의해 출력축(21)과 일체 회전 또는 상대 회전하도록 되어 있다. 즉, 제1 클러치(CL1)는, 체결 또는 해방에 의해 제3 출력 기어(87)와 출력축(21)의 동력 전달을 접속 또는 차단한다. 또한, 제2 클러치(CL2)는, 체결 또는 해방에 의해 제2 출력 기어(85)와 출력축(21)의 동력 전달을 접속 또는 차단한다. 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)는 공통의 액추에이터에 의해 전환 가능한 싱크로메시 기구로 구성되고, 동일한 회전축선, 즉, 출력축(21)과 동일한 회전축선 상에서 전환 가능하게 되어 있다.
제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)는, 모두 해방된 상태와, 제1 클러치(CL1)가 체결되고 제2 클러치(CL2)가 해방된 제1 상태와, 제1 클러치(CL1)가 해방되고 제2 클러치(CL2)가 체결된 제2 상태를 택일적으로 취할 수 있다.
제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 모두 해방된 상태에서는, 출력축(21)이 제2 출력 기어(85)와 제3 출력 기어(87) 중 어느 것에도 접속되지 않고, 전동기(MOT)의 출력축(21)과 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 동력 전달 경로가 차단 상태가 된다. 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 모두 해방된 상태를 취할 때, 전동기(MOT)로부터는 좌우 후륜(LWr, RWr)에 토크가 전달되지 않고 후륜 구동 장치(20)로부터는 좌우 구동력합 및 좌우 구동력차가 모두 발생되지 않는, 전륜 구동(FWD)이 가능해진다.
제1 클러치(CL1)가 체결되고 제2 클러치(CL2)가 해방된 제1 상태에서는, 출력축(21)이 제3 출력 기어(87)에 접속되고, 전동기(MOT)의 출력축(21)과 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)의 동력 전달 경로가 접속 상태가 된다. 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 제1 상태를 취할 때, 전동기(MOT)로부터는 좌우 후륜(LWr, RWr)에 전후 방향에서 동일한 방향으로 동일한 크기의 토크가 전달되어 후륜 구동 장치(20)로부터 소기의 좌우 구동력합이 발생되고, 좌우 구동력차는 발생되지 않는, 4륜 구동(4WD)이 가능해진다.
제1 클러치(CL1)가 해방되고 제2 클러치(CL2)가 체결된 제2 상태에서는, 제2 출력 기어(85)가 전동기(MOT)의 출력축(21)에 접속되고, 출력축(21)과 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 선 기어(S1, S2)의 동력 전달 경로가 접속 상태가 된다. 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 제2 상태를 취할 때, 전동기(MOT)로부터는 좌우 후륜(LWr, RWr)에 전후 방향에서 반대 방향으로 동일한 크기의 토크가 전달되어 후륜 구동 장치(20)로부터 소기의 좌우 구동력차가 발생되고, 좌우 구동력합은 발생되지 않는, 토크 벡터링 구동(TV)이 가능해진다.
이상의 구성의 후륜 구동 장치(20)에서는, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)가 전술한 바와 같이 구성되어 있기 때문에, 선 기어(S1), 캐리어(C1) 및 링 기어(R1)는, 상호 간에 동력이 전달 가능하고, 이들의 회전수가 서로 공선 관계에 있음과 동시에, 선 기어(S2), 캐리어(C2) 및 링 기어(R2)도, 상호 간에 동력이 전달 가능하고, 이들의 회전수가 서로 공선 관계에 있다.
또한, 링 기어(R1)와 링 기어(R2)가 일체 회전하도록 접속되기 때문에, 링 기어(R1)와 링 기어(R2)의 회전수는 서로 동일하게 되어 있다. 또한, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 선 기어(S1, S2)가 홀수회의 맞물림을 통해 접속됨으로써, 2개의 선 기어(S1, S2)는 동일한 회전수로 서로 반대 방향으로 회전하도록 작용한다. 이것은, 도 15의 B의 공선도로 설명하면, 2개의 선 기어(S1, S2)를 연결하는 가상선(L1)이 영회전을 나타내는 영회전선(L2)과 교차하는 교점을 지점(O)으로 하여 회전하는 것과 같은 관계성으로 2개의 선 기어(S1, S2)의 회전수가 규제되는 것을 의미한다.
도 15b의 (a)는, 제2 실시형태의 후륜 구동 장치(20)의 전륜 구동(FWD) 직진시에 있어서의 공선도이다. 도 15b의 (b)는, 제2 실시형태의 후륜 구동 장치(20)의 4륜 구동(4WD) 직진시에 있어서의 공선도이고, 공선도 상의 화살표가 각 요소에 작용하는 토크를 나타내고 있다. 도 15b의 (c)는, 제2 실시형태의 후륜 구동 장치(20)의 토크 벡터링 구동(TV) 직진시에 있어서의 공선도이고, 공선도 상의 화살표가 각 요소에 작용하는 토크를 나타내고 있다. 또, 본 실시형태 및 이후의 실시형태에 있어서는, 좌우 후륜(LWr, RWr)에 회전수차가 있는 선회시에 관해서 도시를 생략한다.
도 15b의 (a)에 나타내는 바와 같이, 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 모두 해방된 전륜 구동(FWD)시에는, 전동기(MOT)와 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 동력 전달 경로가 차단 상태가 되고, 전동기(MOT)로부터는 좌우 후륜(LWr, RWr)에 토크가 전달되지 않고 후륜 구동 장치(20)로부터는 좌우 구동력합 및 좌우 구동력차가 모두 발생되지 않는다.
도 15b의 (b)에 나타내는 바와 같이, 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 제1 상태가 되는 4륜 구동(4WD)시에는, 전동기(MOT)와 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)의 동력 전달 경로가 제3 출력 기어(87)를 통해 접속 상태가 되고, 링 기어(R1, R2)에는, 전동기(MOT)로부터 순방향의 모터 토크(M)가 입력된다. 통상의 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)에 있어서는, 링 기어(R1, R2)에 순방향의 토크가 입력된 경우, 선 기어(S1, S2) 및 캐리어(C1, C2)에 대하여 회전수를 상승시키는 토크가 전달되지만, 전술한 바와 같이 선 기어(S1, S2)는 서로 동일한 회전수로 반대 방향으로밖에 회전하지 않도록 규제되기 때문에, 선 기어(S1, S2)가 지점이 되고, 역점인 링 기어(R1, R2)에 입력된 순방향의 모터 토크(M)는, 작용점인 캐리어(C1, C2)에 대하여, 모터 토크(M1, M2)에 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 변속비를 곱한 순방향의 좌우 후륜 토크(T1, T2)로서 전달된다. 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 변속비는 동일하기 때문에, 좌우 후륜 토크(T1, T2)는 절대치가 동일한 동일 방향의 토크가 되고, 이에 따라 좌우 후륜 토크(T1, T2)의 합(T1+T2)에 따른 좌우 구동력합이 발생하고, 전진 방향의 구동력이 차량(V)에 안정적으로 부여되게 된다. 또, 좌우 후륜 토크(T1, T2)의 차(T1-T2)는 영이 되고, 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 제1 상태일 때, 전동기(MOT)의 토크의 발생에 의해 후륜 구동 장치(20)로부터 좌우 구동력차가 발생하는 경우는 없고, 차량(V)에 요모멘트를 부여하지 않는다.
도 15b의 (c)에 나타내는 바와 같이, 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 제2 상태가 되는 토크 벡터링 구동(TV)시에는, 전동기(MOT)와 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 선 기어(S1, S2)의 동력 전달 경로가 접속 상태가 되고, 선 기어(S1, S2)에는, 전동기(MOT)로부터 절대치가 동일한 반대 방향의 모터 토크(M1, M2)가 입력된다. 링 기어(R1, R2)에서는, 모터 토크 분배력끼리가 서로 없애지기(상쇄) 때문에, 캐리어(C1, C2)에는, 절대치가 동일한 반대 방향의 좌우 후륜 토크(T1, T2)가 생기고, 좌우 후륜 토크(T1, T2)의 차(T1-T2)에 따른 좌우 구동력차가 발생하고, 반시계 방향의 요모멘트(Y)가 차량(V)에 안정적으로 부여되게 된다. 또한, 좌우 후륜 토크(T1, T2)의 합(T1+T2)은 영이 되고, 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 제2 상태일 때, 전동기(MOT)의 토크의 발생에 의해 후륜 구동 장치(20)로부터 좌우 구동력합이 발생하는 경우는 없고, 차량(V)에 전후 방향의 토크를 부여하지 않는다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의해서도, 전동기(MOT)의 출력축(21)은, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 선 기어(S1, S2)와, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)에 대하여 선택적으로 전환 가능하게 접속되어 있기 때문에, 하나의 전동기(MOT)로 좌우 후륜(LWr, RWr)에 동일 방향의 전후 방향 토크를 출력하거나, 전후 방향 토크를 출력시키지 않고 좌후륜(LWr)과 우후륜(RWr)에서 반대 방향으로 토크를 출력시키거나 할 수 있다. 또한, 좌우 후륜(LWr, RWr)에 동일 방향의 전후 방향 토크를 출력할 때와, 전후 방향 토크를 출력시키지 않고 좌후륜(LWr)과 우후륜(RWr)에서 반대 방향으로 토크를 출력시키거나 할 때에서는, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)에 있어서의 전동기(MOT)의 토크의 입력 요소가 상이하기 때문에, 선 기어(S1, S2)와, 링 기어(R1, R2)와, 캐리어(C1, C2)의 기어비를 바꿈으로써, 전후 방향의 어시스트와 선회 방향의 어시스트의 크기에 차이를 갖게 할 수 있다.
<제3 실시형태>
다음으로, 제3 실시형태의 후륜 구동 장치(20)에 관해서 도 16a를 참조하면서 설명한다.
본 실시형태에서는, 동력 전달 기구(TM2)가, 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)와, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 2개의 유성 기어 기구를 구비하여 구성된다. 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)는, 각각 선 기어(S1, S2)와, 링 기어(R1, R2)와, 선 기어(S1, S2)와 링 기어(R1, R2)에 맞물리는 피니언(P1, P2)을 자전 및 공전 가능하게 축 지지하는 캐리어(C1, C2)로 이루어지는 소위 싱글 피니언형의 유성 기어 기구로 구성되어 있다. 그리고, 본 실시형태에서는, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 캐리어(C1, C2)가 제1 및 제2 차동 기구의 제1 회전 요소를 구성하고, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 선 기어(S1, S2)가 제1 및 제2 차동 기구의 제2 회전 요소를 구성하고, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)가 제1 및 제2 차동 기구의 제3 회전 요소를 구성한다. 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 캐리어(C1, C2)는 일체 회전하도록 서로 접속되어 공통의 제2 입력 기어(89)를 갖고, 이 제2 입력 기어(89)가, 전동기(MOT)의 출력축(21)의 외주를 둘러싸는 중공 형상의 제2 출력 기어(35)와 맞물려 있다. 제2 출력 기어(35)는, 전동기(MOT)의 출력축(21)에 상대 회전 가능하게 설치되고, 제1 클러치(CL1)에 의한 전환에 의해 출력축(21)과 일체 회전 또는 상대 회전하도록 되어 있다. 또한, 선 기어(S1, S2)는, 각각 조인트(J1, J2)를 통해 좌우 후륜(LWr, RWr)에 접속되어 있다.
제1 유성 기어 기구(PL1)의 링 기어(R1)는, 피니언(P1)과 맞물리는 내주면에 형성된 내치(R1a)에 일체 형성된 외치(R1b)가, 전동기(MOT)의 출력축(21)의 외주를 둘러싸는 중공 형상의 제1 출력 기어(25)와 맞물려 있고, 제2 유성 기어 기구(PL2)의 링 기어(R2)는, 피니언(P2)과 맞물리는 내주면에 형성된 내치(R2a)에 일체 형성된 외치(R2b)가, 제1 출력 기어(25)와 맞물리는 아이들 기어(27)의 아이들축(31) 상에 일체 회전하도록 설치된 제1 입력 기어(29)와 맞물려 있다.
즉, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)는, 링 기어(R1)의 외치(R1b)와 제1 출력 기어(25)의 맞물림, 제1 출력 기어(25)와 아이들 기어(27)의 맞물림, 제1 입력 기어(29)와 링 기어(R2)의 외치(R2b)의 맞물림의 3회의 맞물림을 통해 접속되어 있다. 이와 같이 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)가 홀수회의 맞물림을 통해 접속됨으로써, 2개의 링 기어(R1, R2)는 서로 반대 방향으로 회전하도록 작용한다.
또한, 링 기어(R1)의 외치(R1b)와 제1 출력 기어(25)의 맞물림에 의한 기어비와, 제1 출력 기어(25)와 아이들 기어(27)의 맞물림 및 제1 입력 기어(29)와 링 기어(R2)의 외치(R2b)의 맞물림에 의한 기어비는, 절대치가 동일해지도록 설정되어 있다. 따라서, 전동기(MOT)의 토크는, 링 기어(R1, R2)에 대하여, 항상 절대치가 동일한 반대 방향의 토크로서 전달된다.
전동기(MOT)의 출력축(21)에 설치된 제2 출력 기어(35)와 제1 출력 기어(25)는, 상대 회전 가능하게, 또한, 축 방향으로 대향 배치되어 있고, 각각 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)에 의한 전환에 의해 출력축(21)과 일체 회전 또는 상대 회전하도록 되어 있다. 즉, 제1 클러치(CL1)는, 체결 또는 해방에 의해 전동기(MOT)의 출력축(21)과 제2 출력 기어(35)의 동력 전달을 접속 또는 차단한다. 제2 클러치(CL2)는, 체결 또는 해방에 의해 전동기(MOT)의 출력축(21)과 제1 출력 기어(25)의 동력 전달을 접속 또는 차단한다. 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)는 공통의 액추에이터에 의해 전환 가능한 싱크로메시 기구로 구성되고, 동일한 회전축선, 즉, 전동기(MOT)의 출력축(21)과 동일한 회전축선 상에서 전환 가능하게 되어 있다.
제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)는, 모두 해방된 상태와, 제1 클러치(CL1)가 체결되고 제2 클러치(CL2)가 해방된 제1 상태와, 제1 클러치(CL1)가 해방되고 제2 클러치(CL2)가 체결된 제2 상태를 택일적으로 취할 수 있다.
제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 모두 해방된 상태에서는, 제1 출력 기어(25) 및 제2 출력 기어(35)가 출력축(21)에 접속되지 않고, 전동기(MOT)의 출력축(21)과 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 동력 전달 경로가 차단 상태가 된다. 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 모두 해방된 상태를 취할 때, 전동기(MOT)로부터는 좌우 후륜(LWr, RWr)에 토크가 전달되지 않고 후륜 구동 장치(20)로부터는 좌우 구동력합 및 좌우 구동력차가 모두 발생되지 않는, 전륜 구동(FWD)이 가능해진다.
제1 클러치(CL1)가 체결되고 제2 클러치(CL2)가 해방된 제1 상태에서는, 제2 출력 기어(35)가 출력축(21)에 접속되고, 전동기(MOT)의 출력축(21)과 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 캐리어(C1, C2)의 동력 전달 경로가 접속 상태가 된다. 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 제1 상태를 취할 때, 전동기(MOT)로부터는 좌우 후륜(LWr, RWr)에 전후 방향에서 동일한 방향으로 동일한 크기의 토크가 전달되어 후륜 구동 장치(20)로부터 소기의 좌우 구동력합이 발생되고, 좌우 구동력차는 발생되지 않는, 4륜 구동(4WD)이 가능해진다.
제1 클러치(CL1)가 해방되고 제2 클러치(CL2)가 체결된 제2 상태에서는, 제1 출력 기어(25)가 출력축(21)에 접속되고, 전동기(MOT)의 출력축(21)과 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)의 동력 전달 경로가 제1 출력 기어(25), 아이들 기어(27), 제1 입력 기어(29)를 통해 접속 상태가 된다. 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 제2 상태를 취할 때, 전동기(MOT)로부터는 좌우 후륜(LWr, RWr)에 전후 방향에서 반대 방향으로 동일한 크기의 토크가 전달되어 후륜 구동 장치(20)로부터 소기의 좌우 구동력차가 발생되고, 좌우 구동력합은 발생되지 않는, 토크 벡터링 구동(TV)이 가능해진다.
이상의 구성의 후륜 구동 장치(20)에서는, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)가 전술한 바와 같이 구성되어 있기 때문에, 선 기어(S1), 캐리어(C1) 및 링 기어(R1)는, 상호 간에 동력이 전달 가능하고, 이들의 회전수가 서로 공선 관계에 있음과 동시에, 선 기어(S2), 캐리어(C2) 및 링 기어(R2)도, 상호 간에 동력이 전달 가능하고, 이들의 회전수가 서로 공선 관계에 있다.
또한, 캐리어(C1)와 캐리어(C2)가 일체 회전하도록 접속되기 때문에, 캐리어(C1)와 캐리어(C2)의 회전수는 서로 동일하게 되어 있다. 또한, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)가 홀수회의 맞물림을 통해 접속됨으로써, 2개의 링 기어(R1, R2)는 동일한 회전수로 서로 반대 방향으로 회전하도록 작용한다. 이것은, 도 16b의 공선도로 설명하면, 2개의 링 기어(R1, R2)를 연결하는 가상선(L1)이 영회전을 나타내는 영회전선(L2)과 교차하는 교점을 지점(O)으로 하여 회전하는 것과 같은 관계성으로 2개의 링 기어(R1, R2)의 회전수가 규제되는 것을 의미한다.
도 16b의 (a)는, 제3 실시형태의 후륜 구동 장치(20)의 전륜 구동(FWD) 직진시에 있어서의 공선도이다. 도 16b의 (b)는, 제3 실시형태의 후륜 구동 장치(20)의 4륜 구동(4WD) 직진시에 있어서의 공선도이고, 공선도 상의 화살표가 각 요소에 작용하는 토크를 나타내고 있다. 도 16b의 (c)는, 제3 실시형태의 후륜 구동 장치(20)의 토크 벡터링 구동(TV) 직진시에 있어서의 공선도이고, 공선도 상의 화살표가 각 요소에 작용하는 토크를 나타내고 있다.
도 16b의 (a)에 나타내는 바와 같이, 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 모두 해방된 전륜 구동(FWD)시에는, 전동기(MOT)와 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 동력 전달 경로가 차단 상태가 되고, 전동기(MOT)로부터는 좌우 후륜(LWr, RWr)에 토크가 전달되지 않고 후륜 구동 장치(20)로부터는 좌우 구동력합 및 좌우 구동력차가 모두 발생되지 않는다.
도 16b의 (b)에 나타내는 바와 같이, 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 제1 상태가 되는 4륜 구동(4WD)시에는, 전동기(MOT)와 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 캐리어(C1, C2)의 동력 전달 경로가 제2 출력 기어(35) 및 제2 입력 기어(89)를 통해 접속 상태가 되고, 캐리어(C1, C2)에는, 전동기(MOT)로부터 순방향의 모터 토크(M)가 입력된다. 통상의 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)에 있어서는, 캐리어(C1, C2)에 순방향의 토크가 입력된 경우, 선 기어(S1, S2) 및 링 기어(R1, R2)에 대하여 회전수를 상승시키는 토크가 전달되지만, 전술한 바와 같이 링 기어(R1, R2)는 서로 동일한 회전수로 반대 방향으로밖에 회전하지 않도록 규제되기 때문에, 링 기어(R1, R2)가 지점이 되고, 역점인 캐리어(C1, C2)에 입력된 순방향의 모터 토크(M)는, 작용점인 선 기어(S1, S2)에 대하여, 모터 토크(M1, M2)에 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 변속비를 곱한 순방향의 좌우 후륜 토크(T1, T2)로서 전달된다. 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 변속비는 동일하기 때문에, 좌우 후륜 토크(T1, T2)는 절대치가 동일한 동일 방향의 토크가 되고, 이에 따라 좌우 후륜 토크(T1, T2)의 합(T1+T2)에 따른 좌우 구동력합이 발생하고, 전진 방향의 구동력이 차량(V)에 안정적으로 부여되게 된다. 또, 좌우 후륜 토크(T1, T2)의 차(T1-T2)는 영이 되고, 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 제1 상태일 때, 전동기(MOT)의 토크의 발생에 의해 후륜 구동 장치(20)로부터 좌우 구동력차가 발생하는 경우는 없고, 차량에 요모멘트를 부여하지 않는다.
도 16b의 (c)에 나타내는 바와 같이, 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 제2 상태가 되는 토크 벡터링 구동(TV)시에는, 전동기(MOT)와 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)의 동력 전달 경로가 접속 상태가 되고, 링 기어(R1, R2)에는, 전동기(MOT)로부터 절대치가 동일한 반대 방향의 모터 토크(M1, M2)가 입력된다. 캐리어(C1, C2)에서는, 모터 토크 분배력끼리가 서로 없애지기(상쇄) 때문에, 선 기어(S1, S2)에는, 절대치가 동일한 반대 방향의 좌우 후륜 토크(T1, T2)가 생기고, 좌우 후륜 토크(T1, T2)의 차(T1-T2)에 따른 좌우 구동력차가 발생하고, 반시계 방향의 요모멘트(Y)가 차량(V)에 안정적으로 부여되게 된다. 또, 좌우 후륜 토크(T1, T2)의 합(T1+T2)은 영이 되고, 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 제2 상태일 때, 전동기(MOT)의 토크의 발생에 의해 후륜 구동 장치(20)로부터 좌우 구동력합이 발생하는 경우는 없고, 차량(V)에 전후 방향의 토크를 부여하지 않는다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면, 전동기(MOT)의 출력축(21)은, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 캐리어(C1, C2)와, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)에 대하여 선택적으로 전환 가능하게 접속되어 있기 때문에, 하나의 전동기(MOT)로 좌우 후륜(LWr, RWr)에 동일 방향의 전후 방향 토크를 출력하거나, 전후 방향 토크를 출력시키지 않고 좌후륜(LWr)과 우후륜(RWr)에서 반대 방향으로 토크를 출력시키거나 할 수 있다. 또한, 좌우 후륜(LWr, RWr)에 동일 방향의 전후 방향 토크를 출력할 때와, 전후 방향 토크를 출력시키지 않고 좌후륜(LWr)과 우후륜(RWr)에서 반대 방향으로 토크를 출력시키거나 할 때에서는, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)에 있어서의 전동기(MOT)의 토크의 입력 요소가 상이하기 때문에, 선 기어(S1, S2)와, 링 기어(R1, R2)와, 캐리어(C1, C2)의 기어비를 바꿈으로써, 전후 방향의 어시스트와 선회 방향의 어시스트의 크기에 차이를 갖게 할 수 있다.
<제4 실시형태>
다음으로, 제4 실시형태의 후륜 구동 장치(20)에 관해서 도 17을 참조하면서 설명한다.
본 실시형태에서는, 동력 전달 기구(TM2)가, 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)와, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 2개의 유성 기어 기구를 구비하여 구성된다. 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)는, 각각 선 기어(S1, S2)와, 링 기어(R1, R2)와, 선 기어(S1, S2)와 링 기어(R1, R2)에 맞물리는 피니언(P1, P2)을 자전 및 공전 가능하게 축 지지하는 캐리어(C1, C2)로 이루어지는 소위 싱글 피니언형의 유성 기어 기구로 구성되어 있다. 그리고, 본 실시형태에서는, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 캐리어(C1, C2)가 제1 및 제2 차동 기구의 제1 회전 요소를 구성하고, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)가 제1 및 제2 차동 기구의 제2 회전 요소를 구성하고, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 선 기어(S1, S2)가 제1 및 제2 차동 기구의 제3 회전 요소를 구성한다. 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 캐리어(C1, C2)는 일체 회전하도록 서로 접속되어 공통의 제2 입력 기어(89)를 갖고, 이 제2 입력 기어(89)가, 전동기(MOT)의 출력축(21)의 외주를 둘러싸는 중공 형상의 제2 출력 기어(35)와 맞물려 있다. 제2 출력 기어(35)는, 전동기(MOT)의 출력축(21)에 상대 회전 가능하게 설치되고, 제1 클러치(CL1)에 의한 전환에 의해 출력축(21)과 일체 회전 또는 상대 회전하도록 되어 있다. 또한, 링 기어(R2, R1)는, 각각 조인트(J1, J2)를 통해 좌우 후륜(LWr, RWr)에 접속되어 있다.
제1 유성 기어 기구(PL1)의 선 기어(S1)는, 피니언(P1)과 맞물리는 외주면에 형성된 소직경 외치(S1a)에 일체 형성된 대직경 외치(S1b)가, 전동기(MOT)의 출력축(21)의 외주를 둘러싸는 중공 형상의 제1 출력 기어(25)와 맞물리는 아이들 기어(83)와 맞물려 있고, 제2 유성 기어 기구(PL2)의 선 기어(S2)는, 피니언(P2)과 맞물리는 외주면에 형성된 소직경 외치(S2a)에 일체 형성된 대직경 외치(S2b)가, 제1 출력 기어(25)와 맞물려 있다. 제1 출력 기어(25)는, 전동기(MOT)의 출력축(21)에 상대 회전 가능하게 설치되고, 제2 클러치(CL2)에 의한 전환에 의해 출력축(21)과 일체 회전 또는 상대 회전하도록 되어 있다.
즉, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 선 기어(S1, S2)는, 대직경 외치(S1b)와 아이들 기어(83)의 맞물림, 아이들 기어(83)와 제1 출력 기어(25)의 맞물림, 제1 출력 기어(25)와 선 기어(S2)의 대직경 외치(S2b)의 맞물림의 3회의 맞물림을 통해 접속되어 있다. 이와 같이 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 선 기어(S1, S2)가 홀수회의 맞물림을 통해 접속됨으로써, 2개의 선 기어(S1, S2)는 서로 반대 방향으로 회전하도록 작용한다.
또한, 선 기어(S1)의 대직경 외치(S1b)와 아이들 기어(83)의 맞물림 및 아이들 기어(83)와 제1 출력 기어(25)의 맞물림에 의한 기어비와, 선 기어(S2)의 대직경 외치(S2b)와 제1 출력 기어(25)의 맞물림에 의한 기어비는, 절대치가 동일해지도록 설정되어 있다. 따라서, 전동기(MOT)의 토크는, 선 기어(S1, S2)에 대하여, 항상 절대치가 동일한 반대 방향의 토크로서 전달된다.
전동기(MOT)의 출력축(21)에 설치된 제2 출력 기어(35)와 제1 출력 기어(25)는, 상대 회전 가능하게, 또한, 축 방향으로 대향 배치되어 있고, 각각 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)에 의한 전환에 의해 출력축(21)과 일체 회전 또는 상대 회전하도록 되어 있다. 즉, 제1 클러치(CL1)는, 체결 또는 해방에 의해 전동기(MOT)의 출력축(21)과 제2 출력 기어(35)의 동력 전달을 접속 또는 차단한다. 제2 클러치(CL2)는, 체결 또는 해방에 의해 전동기(MOT)의 출력축(21)과 제1 출력 기어(25)의 동력 전달을 접속 또는 차단한다. 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)는 공통의 액추에이터에 의해 전환 가능한 싱크로메시 기구로 구성되고, 동일한 회전축선, 즉, 출력축(21)과 동일한 회전축선 상에서 전환 가능하게 되어 있다.
제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)는, 모두 해방된 상태와, 제1 클러치(CL1)가 체결되고 제2 클러치(CL2)가 해방된 제1 상태와, 제1 클러치(CL1)가 해방되고 제2 클러치(CL2)가 체결된 제2 상태를 택일적으로 취할 수 있다.
제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 모두 해방된 상태에서는, 제1 출력 기어(25) 및 제2 출력 기어(35)가 출력축(21)에 접속되지 않고, 전동기(MOT)의 출력축(21)과 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 동력 전달 경로가 차단 상태가 된다. 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 모두 해방된 상태를 취할 때, 전동기(MOT)로부터는 좌우 후륜(LWr, RWr)에 토크가 전달되지 않고 후륜 구동 장치(20)로부터는 좌우 구동력합 및 좌우 구동력차가 모두 발생되지 않는, 전륜 구동(FWD)이 가능해진다.
제1 클러치(CL1)가 체결되고 제2 클러치(CL2)가 해방된 제1 상태에서는, 제2 출력 기어(35)가 출력축(21)에 접속되고, 전동기(MOT)의 출력축(21)과 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 캐리어(C1, C2)의 동력 전달 경로가 접속 상태가 된다. 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 제1 상태를 취할 때, 전동기(MOT)로부터는 좌우 후륜(LWr, RWr)에 전후 방향에서 동일한 방향으로 동일한 크기의 토크가 전달되어 후륜 구동 장치(20)로부터 소기의 좌우 구동력합이 발생되고, 좌우 구동력차는 발생되지 않는, 4륜 구동(4WD)이 가능해진다.
제1 클러치(CL1)가 해방되고 제2 클러치(CL2)가 체결된 제2 상태에서는, 제1 출력 기어(25)가 출력축(21)에 접속되고, 전동기(MOT)의 출력축(21)과 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 선 기어(S1, S2)의 동력 전달 경로가 제1 출력 기어(25), 아이들 기어(83)를 통해 접속 상태가 된다. 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 제2 상태를 취할 때, 전동기(MOT)로부터는 좌우 후륜(LWr, RWr)에 전후 방향에서 반대 방향으로 동일한 크기의 토크가 전달되어 후륜 구동 장치(20)로부터 소기의 좌우 구동력차가 발생되고, 좌우 구동력합은 발생되지 않는, 토크 벡터링 구동(TV)이 가능해진다.
본 실시형태의 후륜 구동 장치(20)에 있어서의 공선도는, 도 16b에 있어서, 링 기어(R1, R2)를 각각 선 기어(S2, S1)로, 또한, 선 기어(S1, S2)를 각각 링 기어(R2, R1)로 바꿔 씀으로써 나타내진다. 그 밖의 작용 및 효과는, 제3 실시형태의 후륜 구동 장치(20)와 동일하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면, 전동기(MOT)의 출력축(21)은, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 캐리어(C1, C2)와, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 선 기어(S1, S2)에 대하여 선택적으로 전환 가능하게 접속되어 있기 때문에, 하나의 전동기(MOT)로 좌우 후륜(LWr, RWr)에 동일 방향의 전후 방향 토크를 출력하거나, 전후 방향 토크를 출력시키지 않고 좌후륜(LWr)과 우후륜(RWr)에서 반대 방향으로 토크를 출력시키거나 할 수 있다. 또한, 좌우 후륜(LWr, RWr)에 동일 방향의 전후 방향 토크를 출력할 때와, 전후 방향 토크를 출력시키지 않고 좌후륜(LWr)과 우후륜(RWr)에서 반대 방향으로 토크를 출력시키거나 할 때에서는, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)에 있어서의 전동기(MOT)의 토크의 입력 요소가 상이하기 때문에, 선 기어(S1, S2)와, 링 기어(R1, R2)와, 캐리어(C1, C2)의 기어비를 바꿈으로써, 전후 방향의 어시스트와 선회 방향의 어시스트의 크기에 차이를 갖게 할 수 있다.
<제5 실시형태>
다음으로, 제5 실시형태의 후륜 구동 장치(20)에 관해서 도 18a를 참조하면서 설명한다.
본 실시형태에서는, 동력 전달 기구(TM2)가, 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)와, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 2개의 유성 기어 기구를 구비하여 구성된다. 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)는, 각각 선 기어(S1, S2)와, 링 기어(R1, R2)와, 선 기어(S1, S2)와 링 기어(R1, R2)에 맞물리는 피니언(P1, P2)을 자전 및 공전 가능하게 축 지지하는 캐리어(C1, C2)로 이루어지는 소위 싱글 피니언형의 유성 기어 기구로 구성되어 있다. 그리고, 본 실시형태에서는, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)가 제1 및 제2 차동 기구의 제1 회전 요소를 구성하고, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 선 기어(S1, S2)가 제1 및 제2 차동 기구의 제2 회전 요소를 구성하고, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 캐리어(C1, C2)가 제1 및 제2 차동 기구의 제3 회전 요소를 구성한다. 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)는 일체 회전하도록 서로 접속되어 공통의 외치(R1b)(R2b)를 갖고, 이 외치(R1b)(R2b)가, 전동기(MOT)의 출력축(21)의 외주를 둘러싸는 중공 형상의 제3 출력 기어(87)와 맞물려 있다. 제3 출력 기어(87)는, 전동기(MOT)의 출력축(21)에 상대 회전 가능하게 설치되고, 제1 클러치(CL1)에 의한 전환에 의해 출력축(21)과 일체 회전 또는 상대 회전하도록 되어 있다. 또한, 선 기어(S1, S2)가 각각 조인트(J1, J2)를 통해 좌우 후륜(LWr, RWr)에 접속되어 있다.
제1 유성 기어 기구(PL1)의 캐리어(C1)는, 일체 형성된 제1 입력 기어(91)가, 출력축(21)과 일체 회전하도록 설치된 제1 출력 기어(81)와 맞물리는 아이들 기어(83)와 맞물려 있고, 제2 유성 기어 기구(PL2)의 캐리어(C2)는, 일체 형성된 제2 입력 기어(93)가, 전동기(MOT)의 출력축(21)의 외주를 둘러싸는 중공 형상의 제2 출력 기어(85)와 맞물려 있다. 제2 출력 기어(85)는, 전동기(MOT)의 출력축(21)에 상대 회전 가능하게 설치되고, 제2 클러치(CL2)에 의한 전환에 의해 출력축(21)과 일체 회전 또는 상대 회전하도록 되어 있다.
즉, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 캐리어(C1, C2)는, 제1 입력 기어(91)와 아이들 기어(83)의 맞물림, 아이들 기어(83)와 제1 출력 기어(81)의 맞물림, 제2 출력 기어(85)와 제2 입력 기어(93)의 맞물림의 3회의 맞물림을 통해 접속되어 있다. 이와 같이 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 캐리어(C1, C2)가 홀수회의 맞물림을 통해 접속됨으로써, 2개의 캐리어(C1, C2)는 서로 반대 방향으로 회전하도록 작용한다.
또한, 캐리어(C1)의 제1 입력 기어(91)와 아이들 기어(83)의 맞물림 및 아이들 기어(83)와 제1 출력 기어(81)의 맞물림에 의한 기어비와, 캐리어(C2)의 제2 입력 기어(93)와 제2 출력 기어(85)의 맞물림에 의한 기어비는, 절대치가 동일해지도록 설정되어 있다. 따라서, 전동기(MOT)의 토크는, 캐리어(C1, C2)에 대하여, 항상 절대치가 동일한 반대 방향의 토크로서 전달된다.
전동기(MOT)의 출력축(21)에 설치된 제3 출력 기어(87)와 제2 출력 기어(85)는, 상대 회전 가능하게, 또한, 축 방향으로 대향 배치되어 있고, 각각 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)에 의한 전환에 의해 출력축(21)과 일체 회전 또는 상대 회전하도록 되어 있다. 즉, 제1 클러치(CL1)는, 체결 또는 해방에 의해 전동기(MOT)의 출력축(21)과 제3 출력 기어(87)의 동력 전달을 접속 또는 차단한다. 제2 클러치(CL2)는, 체결 또는 해방에 의해 전동기(MOT)의 출력축(21)과 제2 출력 기어(85)의 동력 전달을 접속 또는 차단한다. 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)는 공통의 액추에이터에 의해 전환 가능한 싱크로메시 기구로 구성되고, 동일한 회전축선, 즉, 출력축(21)과 동일한 회전축선 상에서 전환 가능하게 되어 있다.
제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)는, 모두 해방된 상태와, 제1 클러치(CL1)가 체결되고 제2 클러치(CL2)가 해방된 제1 상태와, 제1 클러치(CL1)가 해방되고 제2 클러치(CL2)가 체결된 제2 상태를 택일적으로 취할 수 있다.
제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 모두 해방된 상태에서는, 출력축(21)이 제2 출력 기어(85)와 제3 출력 기어(87) 중 어느 것에도 접속되지 않고, 전동기(MOT)의 출력축(21)과 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 동력 전달 경로가 차단 상태가 된다. 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 모두 해방된 상태를 취할 때, 전동기(MOT)로부터는 좌우 후륜(LWr, RWr)에 토크가 전달되지 않고 후륜 구동 장치(20)로부터는 좌우 구동력합 및 좌우 구동력차가 모두 발생되지 않는, 전륜 구동(FWD)이 가능해진다.
제1 클러치(CL1)가 체결되고 제2 클러치(CL2)가 해방된 제1 상태에서는, 출력축(21)이 제3 출력 기어(87)에 접속되고, 전동기(MOT)의 출력축(21)과 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)의 동력 전달 경로가 접속 상태가 된다. 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 제1 상태를 취할 때, 전동기(MOT)로부터는 좌우 후륜(LWr, RWr)에 전후 방향에서 동일한 방향으로 동일한 크기의 토크가 전달되어 후륜 구동 장치(20)로부터 소기의 좌우 구동력합이 발생되고, 좌우 구동력차는 발생되지 않는, 4륜 구동(4WD)이 가능해진다.
제1 클러치(CL1)가 해방되고 제2 클러치(CL2)가 체결된 제2 상태에서는, 제2 출력 기어(85)가 전동기(MOT)의 출력축(21)에 접속되고, 출력축(21)과 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 캐리어(C1, C2)의 동력 전달 경로가 접속 상태가 된다. 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 제2 상태를 취할 때, 전동기(MOT)로부터는 좌우 후륜(LWr, RWr)에 전후 방향에서 반대 방향으로 동일한 크기의 토크가 전달되어 후륜 구동 장치(20)로부터 소기의 좌우 구동력차가 발생되고, 좌우 구동력합은 발생되지 않는, 토크 벡터링 구동(TV)이 가능해진다.
이상의 구성의 후륜 구동 장치(20)에서는, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)가 전술한 바와 같이 구성되어 있기 때문에, 선 기어(S1), 캐리어(C1) 및 링 기어(R1)는, 상호 간에 동력이 전달 가능하고, 이들의 회전수가 서로 공선 관계에 있음과 동시에, 선 기어(S2), 캐리어(C2) 및 링 기어(R2)도, 상호 간에 동력이 전달 가능하고, 이들의 회전수가 서로 공선 관계에 있다.
또한, 링 기어(R1)와 링 기어(R2)가 일체 회전하도록 접속되기 때문에, 링 기어(R1)와 링 기어(R2)의 회전수는 서로 동일하게 되어 있다. 또한, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 캐리어(C1, C2)가 홀수회의 맞물림을 통해 접속됨으로써, 2개의 캐리어(C1, C2)는 동일한 회전수로 서로 반대 방향으로 회전하도록 작용한다. 이것은, 도 18의 B의 공선도로 설명하면, 2개의 캐리어(C1, C2)를 연결하는 가상선(L1)이 영회전을 나타내는 영회전선(L2)과 교차하는 교점을 지점(O)으로 하여 회전하는 것과 같은 관계성으로 2개의 캐리어(C1, C2)의 회전수가 규제되는 것을 의미한다.
도 18b의 (a)는, 제5 실시형태의 후륜 구동 장치(20)의 전륜 구동(FWD) 직진시에 있어서의 공선도이다. 도 18b의 (b)는, 제5 실시형태의 후륜 구동 장치(20)의 4륜 구동(4WD) 직진시에 있어서의 공선도이고, 공선도 상의 화살표가 각 요소에 작용하는 토크를 나타내고 있다. 도 18b의 (c)는, 제5 실시형태의 후륜 구동 장치(20)의 토크 벡터링 구동(TV) 직진시에 있어서의 공선도이고, 공선도 상의 화살표가 각 요소에 작용하는 토크를 나타내고 있다.
도 18b의 (a)에 나타내는 바와 같이, 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 모두 해방된 전륜 구동(FWD)시에는, 전동기(MOT)와 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 동력 전달 경로가 차단 상태가 되고, 전동기(MOT)로부터는 좌우 후륜(LWr, RWr)에 토크가 전달되지 않고 후륜 구동 장치(20)로부터는 좌우 구동력합 및 좌우 구동력차가 모두 발생되지 않는다.
도 18b의 (b)에 나타내는 바와 같이, 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 제1 상태가 되는 4륜 구동(4WD)시에는, 전동기(MOT)와 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)의 동력 전달 경로가 제3 출력 기어(87)를 통해 접속 상태가 되고, 링 기어(R1, R2)에는, 전동기(MOT)로부터 역방향의 모터 토크(M)가 입력된다. 통상의 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)에 있어서는, 링 기어(R1, R2)에 역방향의 토크가 입력된 경우, 선 기어(S1, S2) 및 캐리어(C1, C2)에 대하여 회전수를 하강시키는 토크가 전달되지만, 전술한 바와 같이 캐리어(C1, C2)는 서로 동일한 회전수로 반대 방향으로밖에 회전하지 않도록 규제되기 때문에, 캐리어(C1, C2)가 지점이 되고, 역점인 링 기어(R1, R2)에 입력된 역방향의 모터 토크(M)는, 작용점인 선 기어(S1, S2)에 대하여, 모터 토크(M1, M2)에 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 변속비를 곱한 순방향의 좌우 후륜 토크(T1, T2)로서 전달된다. 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 변속비는 동일하기 때문에, 좌우 후륜 토크(T1, T2)는 절대치가 동일한 동일 방향의 토크가 되고, 이에 따라 좌우 후륜 토크(T1, T2)의 합(T1+T2)에 따른 좌우 구동력합이 발생하고, 전진 방향의 구동력이 차량(V)에 안정적으로 부여되게 된다. 또, 좌우 후륜 토크(T1, T2)의 차(T1-T2)는 영이 되고, 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 제1 상태일 때, 전동기(MOT)의 토크의 발생에 의해 후륜 구동 장치(20)로부터 좌우 구동력차가 발생하는 경우는 없고, 차량에 요모멘트를 부여하지 않는다.
도 18b의 (c)에 나타내는 바와 같이, 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 제2 상태가 되는 토크 벡터링 구동(TV)시에는, 전동기(MOT)와 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 캐리어(C1, C2)의 동력 전달 경로가 접속 상태가 되고, 캐리어(C1, C2)에는, 전동기(MOT)로부터 절대치가 동일한 반대 방향의 모터 토크(M1, M2)가 입력된다. 링 기어(R1, R2)에서는, 모터 토크 분배력끼리가 서로 없애지기(상쇄) 때문에, 선 기어(S1, S2)에는, 절대치가 동일한 반대 방향의 좌우 후륜 토크(T1, T2)가 생기고, 좌우 후륜 토크(T1, T2)의 차(T1-T2)에 따른 좌우 구동력차가 발생하고, 반시계 방향의 요모멘트(Y)가 차량(V)에 안정적으로 부여되게 된다. 또, 좌우 후륜 토크(T1, T2)의 합(T1+T2)은 영이 되고, 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 제2 상태일 때, 전동기(MOT)의 토크의 발생에 의해 후륜 구동 장치(20)로부터 좌우 구동력합이 발생하는 경우는 없고, 차량(V)에 전후 방향의 토크를 부여하지 않는다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면, 전동기(MOT)의 출력축(21)은, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)와, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 캐리어(C1, C2)에 대하여 선택적으로 전환 가능하게 접속되어 있기 때문에, 하나의 전동기(MOT)로 좌우 후륜(LWr, RWr)에 동일 방향의 전후 방향 토크를 출력하거나, 전후 방향 토크를 출력시키지 않고 좌후륜(LWr)과 우후륜(RWr)에서 반대 방향으로 토크를 출력시키거나 할 수 있다. 또한, 좌우 후륜(LWr, RWr)에 동일 방향의 전후 방향 토크를 출력할 때와, 전후 방향 토크를 출력시키지 않고 좌후륜(LWr)과 우후륜(RWr)에서 반대 방향으로 토크를 출력시키거나 할 때에서는, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)에 있어서의 전동기(MOT)의 토크의 입력 요소가 상이하기 때문에, 선 기어(S1, S2)와, 링 기어(R1, R2)와, 캐리어(C1, C2)의 기어비를 바꿈으로써, 전후 방향의 어시스트와 선회 방향의 어시스트의 크기에 차이를 갖게 할 수 있다.
<제6 실시형태>
다음으로, 제6 실시형태의 후륜 구동 장치(20)에 관해서 도 19를 참조하면서 설명한다.
본 실시형태에서는, 동력 전달 기구(TM2)가, 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)와, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 2개의 유성 기어 기구를 구비하여 구성된다. 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)는, 각각 선 기어(S1, S2)와, 링 기어(R1, R2)와, 선 기어(S1, S2)와 링 기어(R1, R2)에 맞물리는 피니언(P1, P2)을 자전 및 공전 가능하게 축 지지하는 캐리어(C1, C2)로 이루어지는 소위 싱글 피니언형의 유성 기어 기구로 구성되어 있다. 그리고, 본 실시형태에서는, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 선 기어(S1, S2)가 제1 및 제2 차동 기구의 제1 회전 요소를 구성하고, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 링 기어(R1, R2)가 제1 및 제2 차동 기구의 제2 회전 요소를 구성하고, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 캐리어(C1, C2)가 제1 및 제2 차동 기구의 제3 회전 요소를 구성한다. 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 선 기어(S1, S2)는 연결축(23)을 통해 일체 회전하도록 서로 접속됨과 동시에, 링 기어(R1, R2)가 각각 조인트(J1, J2)를 통해 좌우 후륜(LWr, RWr)에 접속되어 있다.
제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 선 기어(S1, S2)를 접속하는 연결축(23)에는, 선 기어(S1, S2)와 일체 회전하도록 제2 입력 기어(33)가 선 기어(S1, S2)로부터 등거리에 설치되고, 이 제2 입력 기어(33)가, 전동기(MOT)의 출력축(21)의 외주를 둘러싸는 중공 형상의 제3 출력 기어(87)와 맞물려 있다. 제3 출력 기어(87)는, 전동기(MOT)의 출력축(21)에 상대 회전 가능하게 설치되고, 제1 클러치(CL1)에 의한 전환에 의해 출력축(21)과 일체 회전 또는 상대 회전하도록 되어 있다.
제1 유성 기어 기구(PL1)의 캐리어(C1)는, 일체 형성된 제1 입력 기어(91)가, 출력축(21)과 일체 회전하도록 설치된 제1 출력 기어(81)와 맞물리는 아이들 기어(83)와 맞물려 있고, 제2 유성 기어 기구(PL2)의 캐리어(C2)는, 일체 형성된 제2 입력 기어(93)가, 전동기(MOT)의 출력축(21)의 외주를 둘러싸는 중공 형상의 제2 출력 기어(85)와 맞물려 있다. 제2 출력 기어(85)는, 전동기(MOT)의 출력축(21)에 상대 회전 가능하게 설치되고, 제2 클러치(CL2)에 의한 전환에 의해 출력축(21)과 일체 회전 또는 상대 회전하도록 되어 있다.
즉, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 캐리어(C1, C2)는, 제1 입력 기어(91)와 아이들 기어(83)의 맞물림, 아이들 기어(83)와 제1 출력 기어(81)의 맞물림, 제2 출력 기어(85)와 제2 입력 기어(93)의 맞물림의 3회의 맞물림을 통해 접속되어 있다. 이와 같이 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 캐리어(C1, C2)가 홀수회의 맞물림을 통해 접속됨으로써, 2개의 캐리어(C1, C2)는 서로 반대 방향으로 회전하도록 작용한다.
또한, 캐리어(C1)의 제1 입력 기어(91)와 아이들 기어(83)의 맞물림 및 아이들 기어(83)와 제1 출력 기어(81)의 맞물림에 의한 기어비와, 캐리어(C2)의 제2 입력 기어(93)와 제2 출력 기어(85)의 맞물림에 의한 기어비는, 절대치가 동일해지도록 설정되어 있다. 따라서, 전동기(MOT)의 토크는, 캐리어(C1, C2)에 대하여, 항상 절대치가 동일한 반대 방향의 토크로서 전달된다.
전동기(MOT)의 출력축(21)의 외주에 설치된 제3 출력 기어(87)와 제2 출력 기어(85)는, 상대 회전 가능하게, 또한, 축 방향으로 대향 배치되어 있고, 각각 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)에 의한 전환에 의해 출력축(21)과 일체 회전 또는 상대 회전하도록 되어 있다. 즉, 제1 클러치(CL1)는, 체결 또는 해방에 의해 전동기(MOT)의 출력축(21)과 제3 출력 기어(87)의 동력 전달을 접속 또는 차단한다. 제2 클러치(CL2)는, 체결 또는 해방에 의해 전동기(MOT)의 출력축(21)과 제2 출력 기어(85)의 동력 전달을 접속 또는 차단한다. 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)는 공통의 액추에이터에 의해 전환 가능한 싱크로메시 기구로 구성되고, 동일한 회전축선, 즉, 출력축(21)과 동일한 회전축선 상에서 전환 가능하게 되어 있다.
제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)는, 모두 해방된 상태와, 제1 클러치(CL1)가 체결되고 제2 클러치(CL2)가 해방된 제1 상태와, 제1 클러치(CL1)가 해방되고 제2 클러치(CL2)가 체결된 제2 상태를 택일적으로 취할 수 있다.
제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 모두 해방된 상태에서는, 출력축(21)이 제2 출력 기어(85)와 제3 출력 기어(87) 중 어느 것에도 접속되지 않고, 전동기(MOT)의 출력축(21)과 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 동력 전달 경로가 차단 상태가 된다. 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 모두 해방된 상태를 취할 때, 전동기(MOT)로부터는 좌우 후륜(LWr, RWr)에 토크가 전달되지 않고 후륜 구동 장치(20)로부터는 좌우 구동력합 및 좌우 구동력차가 모두 발생되지 않는, 전륜 구동(FWD)이 가능해진다.
제1 클러치(CL1)가 체결되고 제2 클러치(CL2)가 해방된 제1 상태에서는, 출력축(21)이 제3 출력 기어(87)에 접속되고, 전동기(MOT)의 출력축(21)과 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 선 기어(S1, S2)의 동력 전달 경로가 제2 입력 기어(33)를 통해 접속 상태가 된다. 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 제1 상태를 취할 때, 전동기(MOT)로부터는 좌우 후륜(LWr, RWr)에 전후 방향에서 동일한 방향으로 동일한 크기의 토크가 전달되어 후륜 구동 장치(20)로부터 소기의 좌우 구동력합이 발생되고, 좌우 구동력차는 발생되지 않는, 4륜 구동(4WD)이 가능해진다.
제1 클러치(CL1)가 해방되고 제2 클러치(CL2)가 체결된 제2 상태에서는, 제2 출력 기어(85)가 전동기(MOT)의 출력축(21)에 접속되고, 출력축(21)과 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 캐리어(C1, C2)의 동력 전달 경로가 제2 출력 기어(85), 제1 출력 기어(81), 아이들 기어(83)를 통해 접속 상태가 된다. 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)가 제2 상태를 취할 때, 전동기(MOT)로부터는 좌우 후륜(LWr, RWr)에 전후 방향에서 반대 방향으로 동일한 크기의 토크가 전달되어 후륜 구동 장치(20)로부터 소기의 좌우 구동력차가 발생되고, 좌우 구동력합은 발생되지 않는, 토크 벡터링 구동(TV)이 가능해진다.
본 실시형태의 공선도는, 도 18b에 있어서, 선 기어(S1, S2)를 각각 링 기어(R1, R2)로, 또한, 링 기어(R1, R2)를 각각 선 기어(S1, S2)로 바꿔 씀으로써 나타내진다. 그 밖의 작용 및 효과는, 제5 실시형태의 후륜 구동 장치(20)와 동일하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면, 전동기(MOT)의 출력축(21)은, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 선 기어(S1, S2)와, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)의 캐리어(C1, C2)에 대하여 선택적으로 전환 가능하게 접속되어 있기 때문에, 하나의 전동기(MOT)로 좌우 후륜(LWr, RWr)에 동일 방향의 전후 방향 토크를 출력하거나, 전후 방향 토크를 출력시키지 않고 좌후륜(LWr)과 우후륜(RWr)에서 반대 방향으로 토크를 출력시키거나 할 수 있다. 또한, 좌우 후륜(LWr, RWr)에 동일 방향의 전후 방향 토크를 출력할 때와, 전후 방향 토크를 출력시키지 않고 좌후륜(LWr)과 우후륜(RWr)에서 반대 방향으로 토크를 출력시키거나 할 때에서는, 제1 및 제2 유성 기어 기구(PL1, PL2)에 있어서의 전동기(MOT)의 토크의 입력 요소가 상이하기 때문에, 선 기어(S1, S2)와, 링 기어(R1, R2)와, 캐리어(C1, C2)의 기어비를 바꿈으로써, 전후 방향의 어시스트와 선회 방향의 어시스트의 크기에 차이를 갖게 할 수 있다.
또한, 본 발명은, 전술한 각 실시형태 및 그 변형예에 한정되는 것이 아니라, 적절히 변형, 개량 등이 가능하다.
예컨대, 도 1에 기재된 차량(V)에 덧붙여, 도 20에 나타내는 바와 같이, 스위칭 기구(SW)와 발전기(GEN)의 전력 경로 상에 커패시터(CAP)를 배치하고, 커패시터(CAP)를 DC/DC 컨버터를 통해 배터리(BATT)에 접속하고 있다. 이와 같이, 스위칭 기구(SW)와 발전기(GEN)의 전력 경로 상에 커패시터(CAP)를 설치함으로써, 엔진(ENG)의 저회전시 등의 발전기(GEN)의 발전량이 부족한 것과 같은 경우에, 커패시터(CAP)로부터 전력 부족을 보충할 수 있다. 그와 같은 경우에, 발진시에는 커패시터(CAP)의 에너지로 전후 방향의 주행 어시스트를 행하고, 그 후 발전기(GEN)로 전환해도 좋다. 또, 커패시터(CAP) 대신에 다른 배터리를 이용해도 좋다.
또한, 발전기(GEN)의 발전 전압과 배터리(BATT)의 충전 전압을 상이하도록 조합해도 좋다.
또한, 제1 및 제2 클러치(CL1, CL2)는, 마찰 클러치, 싱크로 클러치, 도그 클러치 등 여러가지 구성을 채용할 수 있다.
또한, 본 발명의 구동 장치는, 하이브리드 차량, 플러그인 하이브리드 차량, 레인지 익스텐더 등의 여러가지 차량의 차륜, 항공기의 프로펠러, 선박의 스크루 등의 수송 기기의 추진 부재에도 탑재 가능하다.
또한, 상기 실시형태에서는, 차동 기구로서, 유성 기어 기구를 예로 나타냈지만, 사이클로 감속기 등의 기어를 이용하지 않는 다른 유성 기구나, 디퍼렌셜 기구 등의 다른 차동 기구로 구성되어도 좋다.
또, 본 출원은, 2013년 12월 16일 출원의 일본 특허 출원(특원 2013-259429)에 기초하는 것으로, 그 내용은 여기에 참조로서 받아들인다.
20: 후륜 구동 장치(구동 장치)
21: 출력축
V: 차량(수송 기기)
ENG: 엔진(다른 구동원)
MOT: 전동기(구동원)
TM1, TM2: 동력 전달 기구
PL1, PL2: 제1 및 제2 유성 기어 기구(제1 및 제2 차동 기구)
S1, S2: 선 기어(제1 회전 요소, 제2 회전 요소, 제3 회전 요소)
C1, C2: 캐리어(제1 회전 요소, 제2 회전 요소, 제3 회전 요소)
R1, R2: 링 기어(제1 회전 요소, 제2 회전 요소, 제3 회전 요소)
LWr: 좌후륜(좌구동부)
RWr: 우후륜(우구동부)
CL1: 제1 클러치(제1 전환 기구, 전환 장치)
CL2: 제2 클러치(제2 전환 기구, 전환 장치)
GEN: 발전기(제1 에너지 수수 장치)
CAP: 커패시터(제1 에너지 수수 장치)
BATT: 배터리(제2 에너지 수수 장치)

Claims (13)

  1. 수송 기기의 진행 방향에 대하여 좌측에 배치되는 좌구동부와, 상기 진행 방향에 대하여 우측에 배치되는 우구동부를 구동하는 구동원과,
    각각 제1 회전 요소와, 제2 회전 요소와, 제3 회전 요소를 갖는 제1 및 제2 차동 기구를 갖는 동력 전달 기구를 구비한 구동 장치로서,
    상기 제1 및 제2 차동 기구의 상기 제1 회전 요소는, 서로 동일 방향으로 일체 회전하도록 접속되고,
    상기 제1 및 제2 차동 기구의 상기 제2 회전 요소는, 각각 상기 좌구동부 및 상기 우구동부에 접속되고,
    상기 제1 및 제2 차동 기구의 상기 제3 회전 요소는, 서로 반대 방향으로 회전하도록 접속되고,
    상기 동력 전달 기구는, 상기 구동원과 상기 제1 및 제2 차동 기구의 상기 제1 회전 요소를 접속하는 제1 접속 상태와, 상기 구동원과 상기 제1 및 제2 차동 기구의 상기 제3 회전 요소를 접속하는 제2 접속 상태를 선택적으로 전환하는 전환 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 동력 전달 기구는, 상기 구동원과 상기 제1 및 제2 차동 기구의 상기 제1 회전 요소의 동력 전달 경로를 접속하는 체결 상태와, 상기 구동원과 상기 제1 및 제2 차동 기구의 상기 제1 회전 요소의 동력 전달 경로를 차단하는 해방 상태를 전환 가능한 제1 전환 기구와,
    상기 구동원과 상기 제1 및 제2 차동 기구의 상기 제3 회전 요소의 동력 전달 경로를 접속하는 체결 상태와, 상기 구동원과 상기 제1 및 제2 차동 기구의 상기 제3 회전 요소의 동력 전달 경로를 차단하는 해방 상태를 전환 가능한 제2 전환 기구를 구비하고,
    상기 제1 전환 기구가 체결 상태가 되며, 또한, 상기 제2 전환 기구가 해방 상태가 되는 제1 상태와, 상기 제1 전환 기구가 해방 상태가 되며, 또한, 상기 제2 전환 기구가 체결 상태가 되는 제2 상태를 전환 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 전환 기구와 상기 제2 전환 기구는, 동일한 작동 장치에 의해 상기 체결 상태와 상기 해방 상태가 전환되는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 전환 기구와 상기 제2 전환 기구는, 동일한 회전축선 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 및 제2 차동 기구의 상기 제1 회전 요소는, 상기 회전축선 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
  6. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제1 전환 기구와 상기 제1 및 제2 차동 기구의 상기 제1 회전 요소는, 동일한 회전축선 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 전환 기구와 상기 제2 전환 기구는, 직경 방향에서 오프셋한 위치에 배치되며, 또한, 축선 방향에서 오버랩한 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동원은, 상기 제1 차동 기구에 대하여 축선 방향에서 반(反) 제2 차동 기구측에, 또는, 상기 제2 차동 기구에 대하여 축선 방향에서 반(反) 제1 차동 기구측에, 상기 제1 및 제2 차동 기구에 대하여 축선 방향에서 오프셋한 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 구동원은, 상기 제1 및 제2 차동 기구와 직경 방향에서 오버랩한 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수송 기기의 속도가 소정 속도 미만일 때, 상기 전환 장치는, 상기 제1 접속 상태로 전환하고,
    상기 수송 기기의 속도가 상기 소정 속도 이상일 때, 상기 전환 장치는, 상기 제2 접속 상태로 전환하는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 구동 장치는, 상기 구동원에 대한 에너지의 공급과 상기 구동원으로부터의 에너지의 회수 중 적어도 한 쪽을 행하는 에너지 수수(授受) 장치에 접속되고,
    상기 에너지 수수 장치는, 제1 에너지 수수 장치와 제2 에너지 수수 장치를 포함하고,
    상기 구동원은, 상기 제1 에너지 수수 장치와 상기 제2 에너지 수수 장치에 대하여 전환 가능하게 접속되고,
    상기 제1 에너지 수수 장치는, 상기 구동원과는 상이한 다른 구동원으로부터 에너지의 회수를 행하도록 접속되고,
    상기 제2 에너지 수수 장치는 에너지 축적 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 구동원은, 상기 소정 속도 미만일 때, 상기 제1 에너지 수수 장치에 접속되고,
    상기 소정 속도 이상일 때, 상기 제2 에너지 수수 장치에 접속되는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 차동 기구의 상기 제3 회전 요소는, 상호 간에 홀수회의 맞물림을 통해 접속되는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
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