KR20190068961A - Device for torque vectoring - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 토크 벡터링 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 1모터 e-AWD(All Wheel Drive) 등의 고성능 환경차에 적용되어 선회 성능을 향상시키는 토크 벡터링 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a torque vectoring apparatus, and more particularly, to a torque vectoring apparatus that is applied to a high-performance environment vehicle such as a one-motor e-AWD (All Wheel Drive)
일반적으로 토크 벡터링 장치는 차량의 민첩한 운동성능 및 핸들링 성능을 향상시기 위하여 좌우측 바퀴에 전달되는 토크의 크기를 독립적이면서 자유롭게 조절하기 위한 장치이다.Generally, a torque vectoring apparatus is an apparatus for independently and freely adjusting the magnitude of torque transmitted to the right and left wheels in order to improve the agility and handling performance of the vehicle.
여기서, 토크 벡터링(torque vectoring)이라 함은 자동차에서 바퀴로 전달되는 엔진의 출력 또는 구동력에 대하여 크기와 방향 모두를 표현하기 위한 것으로, 바퀴에 전달되는 토크의 크기와 방향, 그 중에서도 같은 차축선상의 양측 바퀴로 각각 전달되는 토크에 변화를 주기 위한 기술을 의미한다.Here, torque vectoring refers to both the magnitude and direction of the output or driving force of an engine transmitted from an automobile to a wheel. The torque vectoring refers to the magnitude and direction of the torque transmitted to the wheel, Means a technique for changing the torque transmitted to both wheels.
즉, 토크 벡터링은 양측 바퀴로 전달되는 토크의 크기와 방향을 달리하는 것으로, 바퀴에 걸리는 부하에 따라 좌우측 바퀴로 배분되는 토크 비율이 달라지는 디퍼렌셜에 부가적인 기능으로 적용된다.That is, the torque vectoring is different in magnitude and direction of the torque transmitted to the two wheels, and is applied to the differential function that varies the torque ratio distributed to the left and right wheels depending on the load applied to the wheels.
이러한 기능을 위한 토크 벡터링 장치는 운전자의 주행의도가 반영되도록 하여 능동적으로 디퍼렌셜의 기능을 제어함으로써 좌우 바퀴로 배분되는 토크의 비율을 조절하게 된다. The torque vectoring device for such a function controls the ratio of the torque distributed to the right and left wheels by actively controlling the differential function so that the intention of the driver is reflected.
이에 따라, 운전자는 구동력을 더 적극적으로 활용할 수 있고 핸들링 특성의 향상도 기대할 수 있다.Accordingly, the driver can utilize the driving force more positively and expect the improvement of the handling characteristic.
그러나 토크 벡터링 장치는 디퍼렌셜의 기본적인 기능은 그대로 유지하면서, 필요한 상황에 따라 적절한 수준의 토크를 필요한 바퀴로 필요한 만큼 전달하는 기능이 더해져야 하기 때문에 기술적으로 구현하는 것은 쉽지 않다.However, it is not easy to implement technically because the torque vectoring device must add the necessary level of torque to the required wheels as needed, depending on the situation, while maintaining the basic functionality of the differential.
최근, 토크 벡터링 장치는 내연기관을 사용하는 구동계보다 모터의 배치와 제어에 따라 토크 벡터링을 휠씬 정확하게 구현할 수 있는 전기자동차 기술이 발전하면서 연구개발이 활발하게 진행되고 있다. 특히, 환경차의 고성능화가 진행되면서, 전기자동차(EV) 등의 AWD(All Wheel Drive)의 후방 디퍼렌셜에 적용되어 고성능 환경차의 선회 성능 향상을 위한 요소 기술로의 연구개발이 활발하다.2. Description of the Related Art In recent years, research and development of a torque vectoring apparatus has progressed actively as an electric vehicle technology capable of more accurately implementing torque vectoring according to arrangement and control of a motor than a drive system using an internal combustion engine. Particularly, as the performance of the environment vehicle becomes more advanced, research and development as an element technology for improving the turning performance of a high performance environmental vehicle is actively applied to the rear differential of an AWD (All Wheel Drive) such as an electric vehicle (EV).
이러한 환경차의 경우, 일반 내연기관 자동차와 다르게 트랜스퍼 샤프트와 같은 기계요소가 필요 없고, 2모터 e-AWD(All Wheel Drive) 및 전기자동차(EV)의 경우, 모터 제어 기술의 적용만으로 토크 벡터링의 구현이 가능하나, 1모터 e-AWD(All Wheel Drive)의 경우, 최적화된 후륜 동력 분배에 의한 선회 성능 향상의 실현을 위한 다양한 토크 벡터링 기술 개발이 요구된다. In the case of such an environment vehicle, unlike a conventional internal combustion engine vehicle, a mechanical element such as a transfer shaft is not required. In the case of a two-motor e-AWD (All Wheel Drive) and an electric vehicle (EV) However, in the case of 1-motor e-AWD (All Wheel Drive), it is required to develop various torque vectoring technologies for achieving improvement of turning performance by optimized rear wheel power distribution.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.The matters described in the background section are intended to enhance the understanding of the background of the invention and may include matters not previously known to those skilled in the art.
본 발명의 실시 예는 1모터 e-AWD(All Wheel Drive)와 같은 고성능 환경차에 적용되어 동력 손실을 최소화하여 연비 성능을 향상시키고, 선회 주행 성능을 향상시키는 토크 벡터링 장치를 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a torque vectoring device which is applied to a high-performance environment vehicle such as a one-motor e-AWD (All Wheel Drive) to minimize power loss to improve fuel economy performance and improve turning performance.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 토크 벡터링 장치는 감속기구를 통해 구동원의 동력 연결 상태를 단절할 수 있도록 하여 구동원의 내구성을 보존함과 동시에, 동력 손실을 저감하는 토크 벡터링 장치를 제공하고자 한다.The torque vectoring apparatus according to an embodiment of the present invention is intended to provide a torque vectoring apparatus that can maintain the durability of the drive source and reduce the power loss by disconnecting the power connection state of the drive source through the deceleration mechanism.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 토크 벡터링 장치는 토크 벡터링 기능을 위해 기어비가 동일한 2개의 유성기어세트를 적용하여 직진주행 또는 토크 벡터링 제어가 불필요한 경우에 토크 벡터링 제어모터(TVCM)의 구동 손실을 저감할 수 있는 토크 벡터링 장치를 제공하고자 한다.In addition, the torque vectoring apparatus according to the embodiment of the present invention applies two planetary gear sets having the same gear ratio for the torque vectoring function, so that the driving loss of the torque vectoring control motor TVCM when the linear traveling or torque vectoring control is unnecessary And to provide a torque vectoring device that can be reduced.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 모터/제너레이터를 구동원으로 하며, 상기 모터/제너레이터의 회전동력을 감속하는 감속기구, 좌우측 바퀴의 회전수 차이를 흡수하면서 상기 감속기구로부터 전달되는 회전동력을 전달하는 차동기구, 및 상기 좌우측 바퀴로 배분되는 토크 비율을 조절하는 토크 벡터링 기구를 포함하며, 상기 차동기구와 동력 연결되는 좌우측 출력축 선상에 배치되는 토크 벡터링 장치에 있어서, 상기 토크 벡터링 기구는 토크 벡터링 제어모터; 제1, 제2, 제3 회전요소를 보유하며, 상기 제1 회전요소가 상기 좌우측 출력축 중, 하나의 출력축과 고정 연결되고, 상기 제3 회전요소가 상기 토크 벡터링 제어모터와 기어 연결되는 제1 유성기어세트; 및 제4, 제5, 제6 회전요소를 보유하며, 상기 제4 회전요소가 상기 차동기구에 동력 전달 가능하게 연결되고, 상기 제5 회전요소가 상기 제3 회전요소와 고정 연결되며, 상기 제6 회전요소가 하우징에 고정 연결되는 제2 유성기어세트를 포함하는 토크 벡터링 장치가 제공될 수 있다.In one or more embodiments of the present invention, a motor / generator is used as a driving source, a deceleration mechanism that decelerates the rotational power of the motor / generator, and a rotational power transmitted from the decelerator And a torque vectoring mechanism for adjusting a torque ratio to be distributed to the left and right wheels, wherein the torque vectoring mechanism is arranged on the left and right output axes, the torque vectoring mechanism being connected to the differential mechanism, motor; Wherein the first rotary element is fixedly connected to one output shaft of the left and right output shafts and the third rotary element is connected to the torque vectoring control motor through a first Planetary gear set; And fourth, fifth, and sixth rotary elements, the fourth rotary element being connected to the differential mechanism so as to be able to transmit power, the fifth rotary element being fixedly connected to the third rotary element, A torque vectoring device including a second planetary gear set in which six rotary elements are fixedly connected to the housing may be provided.
상기 토크 벡터링 제어모터는 모터축 상에 구성되는 출력기어가 상기 제3 회전요소에 고정 연결된 입력기어와 외접 기어 연결될 수 있다.The torque vectoring control motor may be connected to an external gear with an input gear fixedly connected to the third rotary element.
또한, 상기 토크 벡터링 제어모터는 회전수 및 회전방향 제어가 가능한 모터로 이루어질 수 있다.The torque vectoring control motor may be a motor capable of controlling the rotational speed and the rotational direction.
또한, 상기 제1 유성기어세트는 싱글 피니언 유성기어세트로 이루어져, 상기 제1, 제2, 제3 회전요소가 제1 선기어, 제1 유성캐리어, 제1 링기어로 이루어지고, 상기 제2 유성기어세트는 싱글 피니언 유성기어세트로 이루어져, 상기 제4, 제5, 제6 회전요소가 제2 선기어, 제2 유성캐리어, 제2 링기어로 이루어질 수 있다.The first planetary gear set is composed of a single pinion planetary gear set, and the first, second, and third rotating elements include a first sun gear, a first planetary carrier, and a first ring gear, The gear set may be composed of a single pinion planetary gear set, and the fourth, fifth, and sixth rotating elements may be composed of a second sun gear, a second planetary carrier, and a second ring gear.
상기 차동기구는 제7, 제8, 제9 회전요소를 보유하며, 상기 제7 회전요소가 상기 좌우측 출력축 중, 상기 제1 회전요소와 연결되는 하나의 출력축과 고정 연결되고, 상기 제8 회전요소가 상기 좌우측 출력축 중, 다른 하나의 출력축과 고정 연결되고, 상기 제9 회전요소가 상기 제4 회전요소와 고정 연결됨과 동시에 상기 감속기구와 동력 연결되는 제3 유성기어세트로 이루어질 수 있다. Wherein the differential mechanism has seventh, eighth and ninth rotary elements, and the seventh rotary element is fixedly connected to one output shaft of the left and right output shafts connected to the first rotary element, A third planetary gear set fixedly connected to the other output shaft of the left and right output shafts, and a ninth rotary element fixedly connected to the fourth rotary element and being power-connected to the reduction mechanism.
또한, 상기 차동기구는 제7, 제8, 제9 회전요소를 보유하며, 상기 제7 회전요소가 상기 좌우측 출력축 중, 상기 제1 회전요소와 연결되는 하나의 출력축과 고정 연결되고, 상기 제8 회전요소가 상기 제4 회전요소, 및 상기 좌우측 출력축 중, 다른 하나의 출력축과 고정 연결되고, 상기 제9 회전요소가 상기 감속기구와 동력 연결되는 제3 유성기어세트로 이루어질 수 있다. The differential mechanism has seventh, eighth and ninth rotary elements, and the seventh rotary element is fixedly connected to one output shaft of the left and right output shafts connected to the first rotary element, And a third planetary gear set in which a rotary element is fixedly connected to the other of the fourth rotary element and the left and right output shafts, and the ninth rotary element is power-connected to the deceleration mechanism.
여기서, 상기 제3 유성기어세트는 더블 피니언 유성기어세트로 이루어져, 상기 제7, 제8, 제9 회전요소가 제3 선기어, 제3 유성캐리어, 제3 링기어로 이루어질 수 있다.Here, the third planetary gear set may include a double pinion planetary gear set, and the seventh, eighth, and ninth rotary elements may include a third sun gear, a third planetary carrier, and a third ring gear.
상기 감속기구는 상기 모터/제너레이터의 로터에 허브를 통하여 연결되는 구동기어; 상기 차동기구의 상기 제9 회전요소의 외주에 형성되는 피동기어; 및 상기 모터/제너레이터의 회전동력을 상기 차동기구에 감속하여 전달하도록 상기 구동기어와 상기 피동기어 사이에 아이들 축을 통하여 동력 전달하도록 구성되는 아이들 기어유닛을 포함할 수 있다.The deceleration mechanism includes a driving gear connected to the rotor of the motor / generator through a hub; A driven gear formed on an outer periphery of the ninth rotary element of the differential mechanism; And an idle gear unit configured to transmit power between the drive gear and the driven gear through the idle shaft so as to reduce the rotational power of the motor / generator to the differential mechanism and transmit the same.
여기서, 상기 아이들 기어유닛은 상기 차동기구의 외주 측에서, 상기 좌우측 출력축에 평행하게 배치되는 아이들 축; 상기 아이들 축 상에 구성되어 상기 구동기어와 외접 기어 연결되는 아이들 입력기어; 및 상기 아이들 축 상에 고정 연결되어 상기 피동기어와 외접 기어 연결되는 상기 아이들 출력기어를 포함할 수 있다.Here, the idle gear unit includes an idle shaft disposed on the outer circumferential side of the differential mechanism and disposed parallel to the left and right output shafts; An idle input gear formed on the idle shaft and connected to the driving gear and the external gear; And the idle output gear fixedly connected to the idle shaft and connected to the driven gear and the external gear.
이때, 상기 아이들 기어유닛은 상기 아이들 입력기어를 상기 아이들 축에 회전 가능하게 배치한 상태로, 상기 아이들 입력기어를 상기 아이들 축에 선택적으로 동기 연결하도록 상기 아이들 입력기어와 상기 아이들 축 사이에 구성되는 싱크로나이저를 더 포함할 수 있다.In this case, the idle gear unit is disposed between the idle input gear and the idle shaft so as to selectively synchronously connect the idle input gear to the idle shaft with the idle input gear rotatably disposed on the idle shaft And may further include a synchronizer.
또한, 상기 감속기구는 제10, 제11, 제12 회전요소를 보유하며, 상기 제10 회전요소가 상기 모터/제너레이터의 로터에 허브를 통하여 연결되고, 상기 제12 회전요소가 하우징에 고정 연결되는 제4 유성기어세트; 상기 제4 유성기어세트의 상기 제11 회전요소와 고정 연결되는 구동기어; 상기 차동기구의 상기 제9 회전요소의 외주에 형성되는 피동기어; 및 상기 모터/제너레이터의 회전동력을 상기 차동기구에 감속하여 전달하도록 상기 구동기어와 상기 피동기어 사이에 아이들 축을 통하여 동력 전달 가능하게 구성되는 아이들 기어유닛을 포함할 수 있다.Further, the deceleration mechanism has tenth, eleventh and twelfth rotary elements, the tenth rotary element is connected to the rotor of the motor / generator through a hub, and the twelfth rotary element is fixedly connected to the housing A fourth planetary gear set; A driving gear fixedly connected to the eleventh rotary element of the fourth planetary gear set; A driven gear formed on an outer periphery of the ninth rotary element of the differential mechanism; And an idle gear unit configured to transmit power between the drive gear and the driven gear through an idle shaft so as to transmit the rotational power of the motor / generator to the differential mechanism and to transmit the same.
여기서, 상기 아이들 기어유닛은 상기 차동기구의 외주 측에서, 상기 좌우측 출력축에 평행하게 배치되는 아이들 축; 상기 아이들 축 상에 구성되어 상기 구동기어와 외접 기어 연결되는 아이들 입력기어; 및 상기 아이들 축 상에 고정 연결되어 상기 피동기어와 외접 기어 연결되는 상기 아이들 출력기어를 포함할 수 있다.Here, the idle gear unit includes an idle shaft disposed on the outer circumferential side of the differential mechanism and disposed parallel to the left and right output shafts; An idle input gear formed on the idle shaft and connected to the driving gear and the external gear; And the idle output gear fixedly connected to the idle shaft and connected to the driven gear and the external gear.
이때, 상기 아이들 기어유닛은 상기 아이들 입력기어를 상기 아이들 축에 회전 가능하게 배치한 상태로, 상기 아이들 입력기어를 상기 아이들 축에 선택적으로 동기 연결하도록 상기 아이들 입력기어와 상기 아이들 축 사이에 구성되는 싱크로나이저를 더 포함할 수 있다.In this case, the idle gear unit is disposed between the idle input gear and the idle shaft so as to selectively synchronously connect the idle input gear to the idle shaft with the idle input gear rotatably disposed on the idle shaft And may further include a synchronizer.
또한, 상기 제4 유성기어세트는 싱글 피니언 유성기어세트로 이루어져, 상기 제10, 제11, 제12 회전요소가 제4 선기어, 제4 유성캐리어, 제4 링기어로 이루어질 수 있다.Also, the fourth planetary gear set may be composed of a single pinion planetary gear set, and the tenth, eleventh, and twelfth rotation elements may be composed of a fourth sun gear, a fourth planetary carrier, and a fourth ring gear.
본 발명의 실시 예에 따른 토크 벡터링 장치는 1모터 e-AWD(All Wheel Drive)와 같은 고성능 환경차에 적용되어 선회 주행 등의 운전조건에 따른 토크 벡터링을 통해 차량의 선회 주행 성능을 향상시킨다.The torque vectoring apparatus according to an embodiment of the present invention is applied to a high-performance environment difference such as a one-motor e-AWD (All Wheel Drive) to improve the turning performance of the vehicle through torque vectoring according to driving conditions such as turning.
또한, 주행 중, 차속의 증가로, 모터/제너레이터(MG)의 최대 허용 RPM을 초과하는 경우, 상기 감속기구에 구성되는 싱크로나이저의 비동기 작동에 의해 구동원의 부하를 차단하여 내구성을 보존할 수 있으며, 불필요한 구동원의 동력 손실을 저감할 수 있다.In addition, when the maximum allowable RPM of the motor / generator MG is exceeded due to an increase in vehicle speed during traveling, the load on the driving source is cut off by the asynchronous operation of the synchronizer provided in the deceleration mechanism, , It is possible to reduce power loss of an unnecessary drive source.
이러한 구동원의 회전동력 단절기능은 하이브리드 전기자동차(HEV)나 플러그인 하이브리드 전기자동차(PHEV) 등의 엔진 구동시에 전기 구동원의 회전동력을 단절하기 위해 유용하게 적용될 수 있다.Such a power source disconnection function of the drive source can be usefully applied to cut off the rotational power of the electric drive source during engine driving of a hybrid electric vehicle (HEV) or a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV).
또한, 토크 벡터링 기구에 적용되는 2개의 유성기어세트의 각 회전요소의 기어비를 동일하게 설계하여 차량의 직진주행 또는 토크 벡터링 제어가 불필요한 경우에 토크 벡터링 제어모터(TVCM)의 회전수를 '0' RPM으로 제어하는 것으로, 회전동력의 회전수 및 토크 배분을 동일하게 할 수 있으며, 이에 따라 토크 벡터링 제어모터(TVCM)의 구동 손실을 저감할 수 있으며, 토크 벡터링 제어모터(TVCM)의 제어 효율 측면에서도 유리하다.In addition, when the gear ratio of each rotary element of the two planetary gear sets applied to the torque vectoring mechanism is designed to be the same, the rotation speed of the torque vectoring control motor TVCM is set to '0' when the straight running or torque vectoring control of the vehicle is unnecessary. The rotation speed and the torque distribution of the rotational power can be made equal to each other, thereby reducing the driving loss of the torque vectoring control motor TVCM, and the control efficiency of the torque vectoring control motor TVCM .
그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.In addition, effects obtainable or predicted by the embodiments of the present invention will be directly or implicitly disclosed in the detailed description of the embodiments of the present invention. That is, various effects to be predicted according to the embodiment of the present invention will be disclosed in the detailed description to be described later.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 토크 벡터링 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 토크 벡터링 장치의 토크 벡터링 작동을 설명하기 위한 레버선도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 토크 벡터링 장치의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 토크 벡터링 장치의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 토크 벡터링 장치의 토크 벡터링 작동을 설명하기 위한 레버선도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 토크 벡터링 장치의 구성도이다. 1 is a block diagram of a torque vectoring apparatus according to a first embodiment of the present invention.
2 is a lever diagram for explaining a torque vectoring operation of the torque vectoring apparatus according to the first embodiment of the present invention.
3 is a configuration diagram of a torque vectoring apparatus according to a second embodiment of the present invention.
4 is a block diagram of a torque vectoring apparatus according to a third embodiment of the present invention.
5 is a lever diagram for explaining a torque vectoring operation of the torque vectoring apparatus according to the third embodiment of the present invention.
6 is a configuration diagram of a torque vectoring apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 통하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
단, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하여 설명한다.In order to clearly illustrate the embodiments of the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the entire specification.
하기의 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일하여 이를 구분하기 위한 것으로, 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.In the following description, the names of the components are denoted by the first, second, etc. in order to distinguish them from each other because the names of the components are the same and are not necessarily limited to the order.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 토크 벡터링 장치의 구성도이다. 1 is a block diagram of a torque vectoring apparatus according to a first embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 토크 벡터링 장치는 구동원인 모터/제너레이터(MG)와 함께, 좌우측 출력축(OS1)(OS2) 선상에 배치되는 감속기구(10), 차동기구(20), 토크 벡터링 기구(30)로 구성된다.1, the torque vectoring apparatus according to the first embodiment of the present invention includes a
즉, 상기 토크 벡터링 장치는 모터/제너레이터(MG)의 회전동력을 감속기구(10)에서 감속하여 차동기구(20)로 전달하고, 차동기구(20)는 좌우측 바퀴(미도시)의 회전수 차이를 흡수하면서 감속기구(10)로부터 전달된 회전동력을 좌우측 바퀴로 전달한다. That is, the torque vectoring device decelerates the rotational power of the motor / generator MG in the
이때, 토크 벡터링 기구(30)는 선회 주행 등의 운전조건에 따라 상기 좌우측 바퀴로 배분되는 토크 비율을 조절하여 선회 주행 성능 등의 운전성을 향상시키게 된다. At this time, the
상기 좌우측 출력축(OS1)(OS2)은 차동기구(20)와 좌우측 바퀴(미도시) 사이에 구성되는 동력 전달축으로, 통상의 좌우측 구동축을 의미할 수 있다. The right and left output axles OS1 and OS2 may be power transmission shafts formed between the
상기 모터/제너레이터(MG)는 하우징(H) 일측에 고정되는 스테이터(ST)와 감속기구(10)와 동력 연결되는 로터(RT)로 구성되며, 로터(RT)를 통하여 감속기구(10)에 회전동력을 공급하는 모터의 기능과, 좌우측 바퀴로부터 전달되는 회전력에 의하여 회전하면서 전기를 생성하는 제너레이터의 기능을 동시에 수행할 수 있다. The motor / generator MG is composed of a stator ST fixed to one side of the housing H and a rotor RT connected to the
상기 감속기구(10)는 모터/제너레이터(MG)로부터 전달되는 회전동력을 감속하여 차동기구(20)로 전달한다. The
상기 감속기구(10)는 구동기어(DG)와 피동기어(PG), 및 아이들 기어유닛(IDGU)을 포함한다. 즉, 상기 구동기어(DG)를 통해 전달되는 모터/제너레이터(MG)의 회전동력을 아이들 기어유닛(IDGU)를 통해 감속하여 피동기어(PG)를 통해 차동기구(20)로 전달한다. The
상기 구동기어(DG)는 모터/제너레이터(MG)의 로터(RT)에 허브(3)를 통하여 고정 연결된다. The driving gear DG is fixedly connected to the rotor RT of the motor / generator MG via the
상기 피동기어(PG)는 상기 차동기구(20)의 회전하는 요소에 형성되어 모터/제너레이터(MG)의 회전동력을 차동기구(20)에 전달한다.The driven gear PG is formed in a rotating element of the
상기 아이들 기어유닛(IDGU)은 구동기어(DG)와 피동기어(PG) 사이에 동력 전달 가능하도록 아이들 축(IDS) 상에 구성되는 2개의 아이들 기어를 통하여 상기 모터/제너레이터(MG)의 회전동력을 감속하여 상기 차동기구(20)에 전달한다.The idle gear unit IDGU is coupled to the idle gear unit IDGU via two idle gears formed on the idle shaft IDS so that power can be transmitted between the drive gear DG and the driven gear PG. To the differential mechanism (20).
즉, 상기 아이들 축(IDS)은 차동기구(10)의 외주 측에서, 상기 좌우측 출력축(OS1)(OS2)에 평행하게 배치된다.That is, the idle shaft IDS is arranged on the outer peripheral side of the
상기 아이들 축(IDS) 상에 구성되는 2개의 아이들 기어는 아이들 입력기어(IDG1)와 아이들 출력기어(IDG2)로 이루어진다.The two idle gears constituted on the idle shaft IDS are composed of an idle input gear IDG1 and an idle output gear IDG2.
상기 아이들 입력기어(IDG1)는 상기 아이들 축(IDS) 상에 구성되어 상기 구동기어(DG)와 외접 기어 연결된다. The idle input gear IDG1 is configured on the idle shaft IDS and is connected to the drive gear DG via an external gear.
상기 아이들 출력기어(IDG2)는 상기 아이들 축(IDS) 상에 고정 연결되어 상기 피동기어(PG)와 외접 기어 연결된다.The idle output gear IDG2 is fixedly connected to the idle shaft IDS and connected to the driven gear PG and the external gear.
이때, 상기 아이들 기어유닛(IDGU)은 아이들 축(IDS) 상에 싱크로나이저(SL)를 구성하여 아이들 입력기어(IDG1)를 아이들 축(IDS)에 선택적으로 동기 연결하여 상기 차동기구(20)에 전달되는 모터/제너레이터(MG)의 회전동력을 연결 또는 단절하도록 한다.At this time, the idle gear unit IDGU constitutes a synchronizer SL on the idle shaft IDS to synchronously connect the idle input gear IDG1 to the idle shaft IDS, Thereby causing the rotational power of the motor / generator MG to be transmitted to be connected or disconnected.
즉, 상기 싱크로나이저(SL)는 상기 아이들 입력기어(IDG1)를 아이들 축(IDS)에 회전 가능하게 배치한 상태로, 상기 아이들 입력기어(IDG1)를 상기 아이들 축(IDS)에 선택적으로 동기 연결하도록 상기 아이들 입력기어(IDG1)와 상기 아이들 축(IDS) 사이에 구성된다. That is, the synchronizer SL selectively connects the idle input gear IDG1 to the idle axis IDS in a state where the idle input gear IDG1 is rotatably disposed on the idle axis IDS, And is configured between the idle input gear IDG1 and the idle shaft IDS.
여기서, 상기 싱크로나이저(SL)는 공지의 구성이므로 상세한 설명은 생략하며, 싱크로나이저(SL)에 적용되는 슬리이브(SLE)는 공지와 같이 별도의 액추에이터(미도시)를 구비하며, 상기 액추에이터는 제어유닛에 의하여 제어될 수 있다. Since the synchronizer SL has a well-known structure, a detailed description thereof will be omitted. The sleeve SLE applied to the synchronizer SL has a separate actuator (not shown) as is known in the art, Can be controlled by a control unit.
한편, 상기 차동기구(20)는 좌우측 바퀴의 회전수 차이를 흡수하면서 상기 감속기구(10)로부터 전달되는 회전동력을 좌우측 출력축(OS1)(OS2)에 전달한다.Meanwhile, the
상기 차동기구(20)는 제7, 제8, 제9 회전요소(N7)(N8)(N9)를 보유하는 제3 유성기어세트(PG3)로 구성된다. The
즉, 상기 제3 유성기어세트(PG3)는 더블 피니언 유성기어세트로 이루어지며, 제7 회전요소(N7)인 제3 선기어(S3)와, 상기 제3 선기어(S3)의 외주 측에 방사상 등간격으로 외접 치합되는 복수의 제3 피니언 기어(P3)를 자전 및 공전이 가능하게 회전 지지하는 제8 회전요소(N8)인 제3 유성캐리어(PC3)와, 상기 복수의 제3 피니언 기어(P3)와 내접으로 치합되어 상기 제3 선기어(S3)와 동력 연결되는 제9 회전요소(N9)인 제3 링기어(R3)를 포함한다.That is, the third planetary gear set PG3 is constituted by a double pinion planetary gear set and includes a third sun gear S3 which is a seventh rotary element N7 and a third sun gear S3 which is a radial gear A third planetary carrier PC3 which is an eighth rotary element N8 rotatably and rotatably supporting a plurality of third pinion gears P3 circumferentially engaged with each other at intervals, And a third ring gear R3 which is internally engaged with the third sun gear S3 and which is in power connection with the third sun gear S3.
상기 제7 회전요소(N7)는 우측 출력축(OS2)과 고정 연결되고, 상기 제8 회전요소(N8)는 좌측 출력축(OS1)과 고정 연결된다. 또한, 상기 제9 회전요소(N9)는 상기 감속기구(10)의 피동기어(PG)와 고정 연결된다. The seventh rotary element N7 is fixedly connected to the right output shaft OS2 and the eighth rotary element N8 is fixedly connected to the left output shaft OS1. The ninth rotary element N9 is fixedly connected to the driven gear PG of the
여기서, 상기 피동기어(PG)는 상기 제9 회전요소(N7)인 제3 링기어(R3)의 외주에 일체로 형성될 수 있다.Here, the driven gear PG may be integrally formed on the outer circumference of the third ring gear R3, which is the ninth rotary element N7.
상기 토크 벡터링 기구(30)는 상기 좌우측 바퀴로 배분되는 토크 비율을 조절하기 위한 기구로, 하나의 토크 벡터링 제어모터(TVCM)와 2개의 유성기어세트(PG1)(PG2)의 조합으로 구성된다. The
상기 토크 벡터링 제어모터(TVCM)는 하우징(H)의 일측에 고정되며, 회전수 및 회전방향 제어가 가능한 모터로 이루어지고, 모터축 상에는 출력기어(OG)가 구성된다. The torque vectoring control motor TVCM is fixed to one side of the housing H and is composed of a motor capable of controlling the number of revolutions and the direction of rotation and an output gear OG is formed on the motor shaft.
상기 2개의 유성기어세트(PG1)(PG2)는 서로 나란히 배치되는 제1, 제2 유성기어세트(PG1)(PG2)로 이루어진다.The two planetary gear sets PG1 and PG2 are composed of first and second planetary gear sets PG1 and PG2 arranged side by side.
상기 제1 유성기어세트(PG1)는 제1, 제2, 제3 회전요소(N1)(N2)(N3)를 보유하는 싱글 피니언 유성기어세트로서, 제1 회전요소(N1)인 제1 선기어(S1)와, 상기 제1 선기어(S1)의 외주 측에 방사상 등간격으로 외접 치합되는 복수의 제1 피니언 기어(P1)를 자전 및 공전이 가능하게 회전 지지하는 제2 회전요소(N2)인 제1 유성캐리어(PC1)와, 상기 복수의 제1 피니언 기어(P1)와 내접 치합되어 상기 제1 선기어(S1)와 동력 연결되는 제3 회전요소(N3)인 제1 링기어(R1)를 포함한다.The first planetary gear set PG1 is a single pinion planetary gear set having first, second and third rotary elements N1, N2 and N3. The first planetary gear set PG1 is a single- And a second rotary element N2 for rotatably supporting a plurality of first pinion gears P1 circumferentially fitted at radially equally spaced intervals on the outer peripheral side of the first sun gear S1, A first planetary carrier PC1 and a first ring gear R1 which is a third rotary element N3 that is in meshing engagement with the plurality of first pinion gears P1 and which is power-connected to the first sun gear S1 .
상기 제2 유성기어세트(PG2)는 제4, 제5, 제6 회전요소(N4)(N5)(N6)를 보유하는 싱글 피니언 유성기어세트로서, 제4 회전요소(N4)인 제2 선기어(S2)와, 상기 제2 선기어(S2)의 외주 측에 방사상 등간격으로 외접 치합되는 복수의 제2 피니언 기어(P2)를 자전 및 공전이 가능하게 회전 지지하는 제5 회전요소(N5)인 제2 유성캐리어(PC2)와, 상기 복수의 제2 피니언 기어(P2)와 내접 치합되어 상기 제2 선기어(S2)와 동력 연결되는 제6 회전요소(N6)인 제2 링기어(R2)를 포함한다.The second planetary gear set PG2 is a single pinion planetary gear set having fourth, fifth and sixth rotary elements N4, N5 and N6, And a fifth rotary element N5 which rotatably supports a plurality of second pinion gears P2 circumferentially fitted at radially equally spaced intervals on the outer peripheral side of the second sun gear S2, A second planetary carrier PC2 and a second ring gear R2 which is a sixth rotary element N6 engaging with the plurality of second pinion gears P2 in power engagement with the second sun gear S2, .
여기서, 상기 제1 회전요소(N1)가 제1 연결부재(CN1)를 통해 상기 우측 출력축(OS2)과 고정 연결되고, 상기 제3 회전요소(N3)가 상기 토크 벡터링 제어모터(TVCM)와 기어 연결된다. The first rotary element N1 is fixedly connected to the right output shaft OS2 through a first connection member CN1 and the third rotary element N3 is fixedly connected to the torque vector control motor TVCM, .
즉, 상기 제3 회전요소(N3)는 일측에 입력기어(IG)가 고정 연결되고, 상기 입력기어(IG)는 상기 토크 벡터링 제어모터(TVCM)의 모터축 상의 출력기어(OG)와 외접 치합되어 동력 연결된다. That is, the input gear IG is fixedly connected to one side of the third rotary element N3, and the input gear IG is connected to the output gear OG on the motor shaft of the torque vectoring control motor TVCM, .
또한, 상기 제4 회전요소(N4)가 상기 차동기구(20)에 동력 전달 가능하도록 제2 연결부재(CN2)를 통해 상기 제3 유성기어세트(PG3)의 제9 회전요소(N9)와 고정 연결되며, 상기 제5 회전요소(N5)가 제3 연결부재(CN3)를 통해 상기 제2 회전요소(N2)와 고정 연결되고, 상기 제6 회전요소(N6)가 제4 연결부재(CN4)를 통해 하우징(H)에 고정 연결된다. The fourth rotary element N4 is fixed to the ninth rotary element N9 of the third planetary gear set PG3 via the second linking member CN2 so as to transmit power to the
한편, 상기 제1, 제2 유성기어세트(PG1)(PG2)는 기어비를 동일하게 설계할 수 있다.Meanwhile, the first and second planetary gear sets PG1 and PG2 can be designed to have the same gear ratio.
여기서, 상기한 4개의 연결부재(CN1 ~ CN4)는 상기 유성기어세트들(PG1)(PG2)(PG3)의 회전요소 중, 복수의 회전요소를 고정적으로 연결하여 회전요소와 함께 회전하면서 동력을 전달하는 회전부재일 수 있으며, 상기 회전요소를 하우징(H)과 선택적으로 연결하는 회전부재이거나, 또는 상기 회전요소를 하우징(H)과 직접 연결하여 고정하는 고정부재일 수 있다.Here, the four connecting members CN1 to CN4 fixedly connect a plurality of rotational elements among the rotational elements of the planetary gear sets PG1, PG2, and PG3 to rotate together with the rotational elements, And may be a rotating member for selectively connecting the rotating element to the housing H or a fixing member for fixing and connecting the rotating element to the housing H directly.
또한, 상기의 기재에서, 고정 연결(Fixedly connected) 또는 이와 유사한 용어는 좌우측 출력축(OS1)(OS2)을 포함하여 해당 연결부재를 통하여 연결된 복수의 회전요소와 해당 연결부재가 서로 회전수의 차이 없이 회전하도록 연결되는 것을 의미한다. 즉, 고정 연결된 복수의 회전요소와 해당 연결부재는 동일한 회전방향 및 회전수로 회전한다.In the above description, a fixedly connected or similar term includes left and right output shafts OS1 and OS2, a plurality of rotary elements connected to the output shaft OS1 and OS2, To rotate. That is, the plurality of fixedly connected rotary elements and the connecting member rotate in the same rotational direction and number of revolutions.
이러한 구성을 갖는 토크 벡터링 기구(30)는 토크 벡터링 제어모터(TVCM)의 회전수 및 회전방향 제어에 따라, 도 2에 도시된 레버선도와 같이, 좌우측 바퀴로 전달되는 토크에 대하여 토크 벡터링 제어를 이루게 된다. The
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 토크 벡터링 장치의 토크 벡터링 작동을 설명하기 위한 레버선도이다. 2 is a lever diagram for explaining a torque vectoring operation of the torque vectoring apparatus according to the first embodiment of the present invention.
도 2의 (A)(B)(C)를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 토크 벡터링 장치는 직진주행, 좌우선회 등의 운전조건에 따라 토크 벡터링 제어모터(TVCM)의 회전수 및 회전방향이 제어되어 좌우측 바퀴로 전달되는 토크의 배분 비율을 조절한다. 2 (A), 2 (B), and 2 C, the torque vectoring apparatus according to the first embodiment of the present invention calculates the rotation speed of the torque vectoring control motor TVCM according to the operating conditions such as straight- And the rotational direction are controlled to adjust the distribution ratio of the torque transmitted to the left and right wheels.
즉, 도 2를 참조하면, 세로선은 차동기구(20)의 제3 유성기어세트(PG3)의 3개의 회전요소(N7 ~ N9)와 토크 벡터링 기구(30)의 제1, 제2 유성기어세트(PG1)(PG2)의 6개의 회전요소(N1 ~ N6)에 대한 회전수로 설정되고, 가로선은 각 회전요소(N1 ~ N9)의 각 기어비(선기어의 잇수/링기어의 잇수)를 나타낸다.2, the vertical line indicates the rotation speed of the three rotary elements N7 to N9 of the third planetary gear set PG3 of the
상기 세로선과 가로선의 설정은 유성기어트레인의 당업자라면 당연히 알 수 있는 공지의 내용이므로 상세한 설명은 생략한다.The setting of the vertical line and the horizontal line is well known to those skilled in the art of planetary gear trains, and a detailed description thereof will be omitted.
이러한 토크 벡터링 장치의 운전조건에 따른 토크 벡터링 작동을 도 2의 레버선도를 통해 살펴보면 다음과 같다.The torque vectoring operation according to the operating conditions of the torque vectoring apparatus will be described with reference to the lever diagram of FIG.
먼저, 도 2를 참조하면, 제1 회전요소(N1)는 제7 회전요소(N7)와 고정 연결되고, 제2 회전요소(N2)는 제5 회전요소(N5)와 고정 연결되고, 제3 회전요소(N3)는 토크 벡터링 제어모터(TVCM)에 의해 회전수와 회전방향이 제어된다. Referring to FIG. 2, the first rotary element N1 is fixedly connected to the seventh rotary element N7, the second rotary element N2 is fixedly connected to the fifth rotary element N5, The number of rotations and the direction of rotation of the rotary element N3 are controlled by the torque vectoring control motor TVCM.
또한, 제4 회전요소(N9)는 제9 회전요소(N9)와 고정 연결되어 모터/제너레이터(MG)의 회전동력이 감속기구(10)에 의해 감속되어 전달되고, 제6 회전요소(N6)는 하우징(H)에 고정된다. The fourth rotary element N9 is fixedly connected to the ninth rotary element N9 so that the rotational power of the motor / generator MG is decelerated by the
[전진주행] [Forward travel]
도 2의 (A)를 참조하면, 직진주행은 토크 벡터링 제어모터(TVCM)가 정지(회전수 : '0' RPM)한 상태로 이루어진다.Referring to (A) of FIG. 2, the straight-ahead running is performed with the torque vectoring control motor TVCM stopped (revolution: '0' RPM).
즉, 상기 제1, 제2 유성기어세트(PG1)(PG2)는 각 회전요소(N1 ~ N6)의 기어비가 동일하게 설계되어 상기 토크 벡터링 제어모터(TVCM)의 회전수를 '0' RPM으로 제어하여 회전수 및 토크 배분을 동일하게 할 수 있다.That is, the first and second planetary gear sets PG1 and PG2 are designed such that the gear ratios of the respective rotation elements N1 to N6 are the same, and the rotation speed of the torque vectoring control motor TVCM is set to '0' RPM So that the number of rotations and the torque distribution can be made the same.
이에 따라, 모터/제너레이터(MG)로부터 감속기구(10)를 통하여 차동기구(20)인 제3 유성기어세트(PG3)의 제9 회전요소(N9)로 감속되어 입력되는 회전동력은 제8, 제7 회전요소(N8)(N7)에 동일한 회전수와 토크로 작용하여 좌우측 출력축(OS1)(OS2)으로 출력되며, 이때, 토크는 좌우측 출력축(OS1)(OS2)에 50:50으로 반반씩 배분되어 직진주행을 가능하게 한다.Thus, the rotational power input from the motor / generator MG through the
[좌선회 주행] [Left turn]
도 2의 (B)를 참조하면, 좌선회 주행은 토크 벡터링 제어모터(TVCM)가 정회전(회전수 : '-' RPM)하는 상태로 이루어진다.Referring to FIG. 2 (B), the left-turn running state is a state in which the torque vectoring control motor TVCM rotates forward (revolutions: '-' RPM).
이에 따라, 모터/제너레이터(MG)로부터 감속기구(10)를 통하여 차동기구(20)인 제3 유성기어세트(PG3)의 제9 회전요소(N9)로 감속되어 입력되는 회전동력은 제8 회전요소(N8)에 비하여 제7 회전요소(N7)에 더 큰 회전수와 토크로 작용하여 좌우측 출력축(OS1)(OS2)으로 출력되며, 이때, 토크는 선회 외측인 우측 바퀴로 회전동력을 전달하는 우측 출력축(OS2)이 좌측 출력축(OS1)에 비하여 더 크게 배분되어 좌선회 주행을 가능하게 한다.The rotational power input from the motor / generator MG to the ninth rotary element N9 of the third planetary gearset PG3, which is the
[우선회 주행] [Priority driving]
도 2의 (C)를 참조하면, 우선회 주행은 토크 벡터링 제어모터(TVCM)가 역회전(회전수 : '+' RPM)하는 상태로 이루어진다.Referring to (C) of FIG. 2, the rotation of the torque vectoring control motor TVCM is performed in the reverse rotation (+ RPM).
이에 따라, 모터/제너레이터(MG)로부터 감속기구(10)를 통하여 차동기구(20)인 제3 유성기어세트(PG3)의 제9 회전요소(N9)로 감속되어 입력되는 회전동력은 제7 회전요소(N7)에 비하여 제8 회전요소(N8)에 더 큰 회전수와 토크로 작용하여 좌우측 출력축(OS1)(OS2)으로 출력되며, 이때, 토크는 선회 외측인 좌측 바퀴로 회전동력을 전달하는 좌측 출력축(OS1)이 우측 출력축(OS2)에 비하여 더 크게 배분되어 우선회 주행을 가능하게 한다.Accordingly, the rotational power input from the motor / generator MG to the ninth rotary element N9 of the third planetary gearset PG3, which is the
한편, 주행 중, 차속의 증가로, 모터/제너레이터(MG)의 회전수가 하드웨어적으로 허용되는 최대 RPM을 초과하는 경우, 상기 감속기구(10)에 구성되는 싱크로나이저(SL)의 비동기 작동에 의해 모터/제너레이터(MG)의 회전동력이 단절되도록 하여 모터/제너레이터(MG)를 무부하로 운행할 수 있다. On the other hand, when the number of revolutions of the motor / generator MG exceeds the maximum permissible RPM due to an increase in vehicle speed during traveling, the asynchronous operation of the synchronizer SL constituting the
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 토크 벡터링 장치의 구성도이다. 3 is a configuration diagram of a torque vectoring apparatus according to a second embodiment of the present invention.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 토크 벡터링 장치는 제1 실시 예와 비교하여 상기 감속기구(10)만 차이가 있을 뿐, 구동원인 모터/제너레이터(MG), 차동기구(20), 토크 벡터링 기구(30)의 구성은 모두 동일하다.The torque vectoring device according to the second embodiment of the present invention is different from the first embodiment only in that the
본 발명의 제2 실시 예에 따른 감속기구(10)는 구동기어(DG)와 피동기어(PG), 및 아이들 기어유닛(IDGU)을 포함하는 제1 실시 예와 달리, 제4 유성기어세트(PG4)를 더 포함한다. The
즉, 제2 실시 예에 따른 감속기구(10)는 제4 유성기어세트(PG4)로 전달되는 모터/제너레이터(MG)의 회전동력을 상기 구동기어(DG)를 통해 아이들 기어유닛(IDGU)으로 전달하여 감속하고, 다시 피동기어(PG)를 통해 차동기구(20)로 전달하도록 구성된다. That is, the
여기서, 상기 제4 유성기어세트(PG4)는 제10, 제11, 제12 회전요소(N10)(N11)(N12)를 보유하는 싱글 피니언 유성기어세트로 이루어지며. 제10 회전요소(N10)인 제4 선기어(S4)와, 상기 제4 선기어(S4)의 외주 측에 방사상 등간격으로 외접 치합되는 복수의 제4 피니언 기어(P4)를 자전 및 공전이 가능하게 회전 지지하는 제11 회전요소(N11)인 제4 유성캐리어(PC4)와, 상기 복수의 제4 피니언 기어(P4)와 내접 치합되어 상기 제4 선기어(S4)와 동력 연결되는 제12 회전요소(N12)인 제4 링기어(R4)를 포함한다.The fourth planetary gear set PG4 is composed of a single pinion planetary gear set having tenth, eleventh and twelfth rotary elements N10, N11 and N12. A fourth sun gear S4 as a tenth rotary element N10 and a plurality of fourth pinion gears P4 circumferentially engaged at radially equally spaced intervals on the outer peripheral side of the fourth sun gear S4, A fourth planetary carrier PC4 which is an eleventh rotary element N11 rotatably supporting the fourth pinion gear P4 and a fourth rotary element N4 which is in meshing engagement with the plurality of fourth pinion gears P4, And a fourth ring gear R4 that is a ring gear N12.
또한, 상기 제4 유성기어세트(PG4)는 제10 회전요소(N10)가 모터/제너레이터(MG)의 로터(RT)에 허브(3)를 통하여 고정 연결되고, 제11 회전요소(N11)가 상기 구동기어(DG)와 고정 연결되며, 제12 회전요소(N12)가 하우징(H)에 고정 연결되어 고정요소로 작동한다.The fourth planetary gear set PG4 is configured such that the tenth rotary element N10 is fixedly connected to the rotor RT of the motor / generator MG through the
상기 피동기어(PG)는 상기 차동기구(20)의 회전하는 요소에 형성되어 모터/제너레이터(MG)의 회전동력을 차동기구(20)에 전달한다. 즉, 상기 피동기어(PG)는 차동기구(20)인 제3 유성기어세트(PG3)의 제9 회전요소(N9), 즉, 제3 링기어(R3)의 외주에 형성된다. The driven gear PG is formed in a rotating element of the
상기 아이들 기어유닛(IDGU)은 구동기어(DG)와 피동기어(PG) 사이에 동력 전달 가능하도록 아이들 축(IDS) 상에 구성되는 2개의 아이들 기어를 통하여 상기 모터/제너레이터(MG)의 회전동력을 감속하여 상기 차동기구(20)에 전달한다.The idle gear unit IDGU is coupled to the idle gear unit IDGU via two idle gears formed on the idle shaft IDS so that power can be transmitted between the drive gear DG and the driven gear PG. To the differential mechanism (20).
즉, 상기 아이들 축(IDS)은 차동기구(10)의 외주 측에서, 상기 좌우측 출력축(OS1)(OS2)에 평행하게 배치된다.That is, the idle shaft IDS is arranged on the outer peripheral side of the
상기 아이들 축(IDS) 상에 구성되는 2개의 아이들 기어는 아이들 입력기어(IDG1)와 아이들 출력기어(IDG2)로 이루어진다.The two idle gears constituted on the idle shaft IDS are composed of an idle input gear IDG1 and an idle output gear IDG2.
상기 아이들 입력기어(IDG1)는 상기 아이들 축(IDS) 상에 구성되어 상기 구동기어(DG)와 외접 기어 연결된다. The idle input gear IDG1 is configured on the idle shaft IDS and is connected to the drive gear DG via an external gear.
상기 아이들 출력기어(IDG2)는 상기 아이들 축(IDS) 상에 고정 연결되어 상기 피동기어(PG)와 외접 기어 연결된다.The idle output gear IDG2 is fixedly connected to the idle shaft IDS and connected to the driven gear PG and the external gear.
이때, 상기 아이들 기어유닛(IDGU)은 아이들 축(IDS) 상에 싱크로나이저(SL)를 구성하여 아이들 입력기어(IDG1)를 아이들 축(IDS)에 선택적으로 동기 연결하여 상기 차동기구(20)에 전달되는 모터/제너레이터(MG)의 회전동력을 연결 또는 단절하도록 한다.At this time, the idle gear unit IDGU constitutes a synchronizer SL on the idle shaft IDS to synchronously connect the idle input gear IDG1 to the idle shaft IDS, Thereby causing the rotational power of the motor / generator MG to be transmitted to be connected or disconnected.
즉, 상기 싱크로나이저(SL)는 상기 아이들 입력기어(IDG1)를 아이들 축(IDS)에 회전 가능하게 배치한 상태로, 상기 아이들 입력기어(IDG1)를 상기 아이들 축(IDS)에 선택적으로 동기 연결하도록 상기 아이들 입력기어(IDG1)와 상기 아이들 축(IDS) 사이에 구성된다. That is, the synchronizer SL selectively connects the idle input gear IDG1 to the idle axis IDS in a state where the idle input gear IDG1 is rotatably disposed on the idle axis IDS, And is configured between the idle input gear IDG1 and the idle shaft IDS.
여기서, 상기 싱크로나이저(SL)는 공지의 구성이므로 상세한 설명은 생략하며, 싱크로나이저(SL)에 적용되는 슬리이브(SLE)는 공지와 같이 별도의 액추에이터(미도시)를 구비하며, 상기 액추에이터는 제어유닛에 의하여 제어될 수 있다. Since the synchronizer SL has a well-known structure, a detailed description thereof will be omitted. The sleeve SLE applied to the synchronizer SL has a separate actuator (not shown) as is known in the art, Can be controlled by a control unit.
이와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 토크 벡터링 장치는 제1 실시 예와 비교하여 감속기구(10)에 유성기어세트가 추가되는 것만 다를 뿐, 나머지 구성 및 토크 벡터링 제어모터(TVCM)에 의한 토크 벡터링 제어작동은 모두 동일하여 상세한 설명은 생략한다.As described above, the torque vectoring apparatus according to the second embodiment of the present invention is different from the first embodiment only in that the planetary gear set is added to the
도 4는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 토크 벡터링 장치의 구성도이다. 4 is a block diagram of a torque vectoring apparatus according to a third embodiment of the present invention.
본 발명의 제3 실시 예에 따른 토크 벡터링 장치는 제1 실시 예와 비교하여 상기 차동기구(20)와 토크 벡터링 기구(30) 사이의 동력 연결 구조에 차이가 있을 뿐, 구동원인 모터/제너레이터(MG), 감속기구(10), 차동기구(20), 토크 벡터링 기구(30)의 각각의 구성은 모두 동일하다.The torque vectoring apparatus according to the third embodiment of the present invention differs from the first embodiment only in the power connection structure between the
본 발명의 제3 실시 예에 따른 상기 차동기구(20)와 토크 벡터링 기구(30) 사이의 동력 연결 구조는 차동기구(20)의 제9 회전요소(N9)와 토크 벡터링 기구(30)의 제4 회전요소(N4)가 제2 연결부재(CN2)를 통하여 고정 연결되는 제1 실시 예와 달리, 차동기구(20)의 제8 회전요소(N8)와 토크 벡터링 기구(30)의 제4 회전요소(N4)가 제2 연결부재(CN2)를 통하여 고정 연결되는 차이점이 있다.The power coupling structure between the
이와 같이, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 토크 벡터링 장치는 제1 실시 예와 비교하여 상기 차동기구(20)와 토크 벡터링 기구(30) 사이의 동력 연결 구조만 다를 뿐, 나머지 구성은 동일하여 상세한 설명은 생략한다.The torque vectoring apparatus according to the third embodiment of the present invention differs from the first embodiment only in the power coupling structure between the
도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 토크 벡터링 장치의 토크 벡터링 작동을 설명하기 위한 레버선도이다. 5 is a lever diagram for explaining a torque vectoring operation of the torque vectoring apparatus according to the third embodiment of the present invention.
도 5의 (A)(B)(C)를 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 토크 벡터링 장치는 직진주행, 좌우선회 등의 운전조건에 따라 토크 벡터링 제어모터(TVCM)의 회전수 및 회전방향이 제어되어 좌우측 바퀴로 전달되는 토크의 배분 비율을 조절한다. 5 (A), 5 (B) and 5 (C), the torque vectoring apparatus according to the third embodiment of the present invention calculates the number of revolutions of the torque vectoring control motor TVCM according to the operating conditions such as straight- And the rotational direction are controlled to adjust the distribution ratio of the torque transmitted to the left and right wheels.
즉, 도 5를 참조하면, 세로선은 차동기구(20)의 제3 유성기어세트(PG3)의 3개의 회전요소(N7 ~ N9)와 토크 벡터링 기구(30)의 제1, 제2 유성기어세트(PG1)(PG2)의 6개의 회전요소(N1 ~ N6)에 대한 회전수로 설정되고, 가로선은 각 회전요소(N1 ~ N9)의 각 기어비(선기어의 잇수/링기어의 잇수)를 나타낸다.5, the vertical lines indicate the three rotary elements N7 to N9 of the third planetary gear set PG3 of the
상기 세로선과 가로선의 설정은 유성기어트레인의 당업자라면 당연히 알 수 있는 공지의 내용이므로 상세한 설명은 생략한다.The setting of the vertical line and the horizontal line is well known to those skilled in the art of planetary gear trains, and a detailed description thereof will be omitted.
이러한 토크 벡터링 장치의 운전조건에 따른 토크 벡터링 작동을 도 5의 레버선도를 통해 살펴보면 다음과 같다.The torque vectoring operation according to the operating conditions of the torque vectoring apparatus will be described with reference to the lever diagram of FIG. 5 as follows.
먼저, 도 5를 참조하면, 제1 회전요소(N1)는 제7 회전요소(N7)와 고정 연결되고, 제2 회전요소(N2)는 제5 회전요소(N5)와 고정 연결되고, 제3 회전요소(N3)는 토크 벡터링 제어모터(TVCM)에 의해 회전수와 회전방향이 제어된다. 5, the first rotary element N1 is fixedly connected to the seventh rotary element N7, the second rotary element N2 is fixedly connected to the fifth rotary element N5, The number of rotations and the direction of rotation of the rotary element N3 are controlled by the torque vectoring control motor TVCM.
또한, 제4 회전요소(N9)는 제8 회전요소(N8)와 고정 연결되어 모터/제너레이터(MG)의 회전동력이 감속기구(10)에 의해 감속되어 전달되고, 제6 회전요소(N6)는 하우징(H)에 고정된다. The fourth rotary element N9 is fixedly connected to the eighth rotary element N8 so that the rotational power of the motor / generator MG is decelerated by the
[전진주행] [Forward travel]
도 2의 (A)를 참조하면, 직진주행은 토크 벡터링 제어모터(TVCM)가 정지(회전수 : '0' RPM)한 상태로 이루어진다.Referring to (A) of FIG. 2, the straight-ahead running is performed with the torque vectoring control motor TVCM stopped (revolution: '0' RPM).
즉, 상기 제1, 제2 유성기어세트(PG1)(PG2)는 각 회전요소(N1 ~ N6)의 기어비가 동일하게 설계되어 상기 토크 벡터링 제어모터(TVCM)의 회전수를 '0' RPM으로 제어하여 회전수 및 토크 배분을 동일하게 할 수 있다.That is, the first and second planetary gear sets PG1 and PG2 are designed such that the gear ratios of the respective rotation elements N1 to N6 are the same, and the rotation speed of the torque vectoring control motor TVCM is set to '0' RPM So that the number of rotations and the torque distribution can be made the same.
이에 따라, 모터/제너레이터(MG)로부터 감속기구(10)를 통하여 차동기구(20)인 제3 유성기어세트(PG3)의 제9 회전요소(N9)로 감속되어 입력되는 회전동력은 제8, 제7 회전요소(N8)(N7)에 동일한 회전수와 토크로 작용하여 좌우측 출력축(OS1)(OS2)으로 출력되며, 이때, 토크는 좌우측 출력축(OS1)(OS2)에 50:50으로 반반씩 배분되어 직진주행을 가능하게 한다.Thus, the rotational power input from the motor / generator MG through the
[좌선회 주행] [Left turn]
도 2의 (B)를 참조하면, 좌선회 주행은 토크 벡터링 제어모터(TVCM)가 정회전(회전수 : '-' RPM)하는 상태로 이루어진다.Referring to FIG. 2 (B), the left-turn running state is a state in which the torque vectoring control motor TVCM rotates forward (revolutions: '-' RPM).
이에 따라, 모터/제너레이터(MG)로부터 감속기구(10)를 통하여 차동기구(20)인 제3 유성기어세트(PG3)의 제9 회전요소(N9)로 감속되어 입력되는 회전동력은 제8 회전요소(N8)에 비하여 제7 회전요소(N7)에 더 큰 회전수와 토크로 작용하여 좌우측 출력축(OS1)(OS2)으로 출력되며, 이때, 토크는 선회 외측인 우측 바퀴로 회전동력을 전달하는 우측 출력축(OS2)이 좌측 출력축(OS1)에 비하여 더 크게 배분되어 좌선회 주행을 가능하게 한다.The rotational power input from the motor / generator MG to the ninth rotary element N9 of the third planetary gearset PG3, which is the
[우선회 주행] [Priority driving]
도 2의 (C)를 참조하면, 우선회 주행은 토크 벡터링 제어모터(TVCM)가 역회전(회전수 : '+' RPM)하는 상태로 이루어진다.Referring to (C) of FIG. 2, the rotation of the torque vectoring control motor TVCM is performed in the reverse rotation (+ RPM).
이에 따라, 모터/제너레이터(MG)로부터 감속기구(10)를 통하여 차동기구(20)인 제3 유성기어세트(PG3)의 제9 회전요소(N9)로 감속되어 입력되는 회전동력은 제7 회전요소(N7)에 비하여 제8 회전요소(N8)에 더 큰 회전수와 토크로 작용하여 좌우측 출력축(OS1)(OS2)으로 출력되며, 이때, 토크는 선회 외측인 좌측 바퀴로 회전동력을 전달하는 좌측 출력축(OS1)이 우측 출력축(OS2)에 비하여 더 크게 배분되어 우선회 주행을 가능하게 한다.Accordingly, the rotational power input from the motor / generator MG to the ninth rotary element N9 of the third planetary gearset PG3, which is the
한편, 주행 중, 차속의 증가로, 모터/제너레이터(MG)의 회전수가 하드웨어적으로 허용되는 최대 RPM을 초과하는 경우, 상기 감속기구(10)에 구성되는 싱크로나이저(SL)의 비동기 작동에 의해 모터/제너레이터(MG)의 회전동력이 단절되도록 하여 모터/제너레이터(MG)를 무부하로 운행할 수 있다. On the other hand, when the number of revolutions of the motor / generator MG exceeds the maximum permissible RPM due to an increase in vehicle speed during traveling, the asynchronous operation of the synchronizer SL constituting the
도 6은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 토크 벡터링 장치의 구성도이다. 6 is a configuration diagram of a torque vectoring apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
본 발명의 제4 실시 예에 따른 토크 벡터링 장치는 제3 실시 예와 비교하여 상기 감속기구(10)만 차이가 있을 뿐, 구동원인 모터/제너레이터(MG), 차동기구(20), 토크 벡터링 기구(30)의 구성은 모두 동일하다.The torque vectoring apparatus according to the fourth embodiment of the present invention is different from the third embodiment only in that the
본 발명의 제4 실시 예에 따른 감속기구(10)는 구동기어(DG)와 피동기어(PG), 및 아이들 기어유닛(IDGU)을 포함하는 제3 실시 예와 달리, 제4 유성기어세트(PG4)를 더 포함한다. The
즉, 제4 실시 예에 따른 감속기구(10)는 제4 유성기어세트(PG4)로 전달되는 모터/제너레이터(MG)의 회전동력을 상기 구동기어(DG)를 통해 아이들 기어유닛(IDGU)으로 전달하여 감속하고, 다시 피동기어(PG)를 통해 차동기구(20)로 전달하도록 구성된다. That is, the
여기서, 상기 제4 유성기어세트(PG4)는 제10, 제11, 제12 회전요소(N10)(N11)(N12)를 보유하는 싱글 피니언 유성기어세트로 이루어지며. 제10 회전요소(N10)인 제4 선기어(S4)와, 상기 제4 선기어(S4)의 외주 측에 방사상 등간격으로 외접 치합되는 복수의 제4 피니언 기어(P4)를 자전 및 공전이 가능하게 회전 지지하는 제11 회전요소(N11)인 제4 유성캐리어(PC4)와, 상기 복수의 제4 피니언 기어(P4)와 내접 치합되어 상기 제4 선기어(S4)와 동력 연결되는 제12 회전요소(N12)인 제4 링기어(R4)를 포함한다.The fourth planetary gear set PG4 is composed of a single pinion planetary gear set having tenth, eleventh and twelfth rotary elements N10, N11 and N12. A fourth sun gear S4 as a tenth rotary element N10 and a plurality of fourth pinion gears P4 circumferentially engaged at radially equally spaced intervals on the outer peripheral side of the fourth sun gear S4, A fourth planetary carrier PC4 which is an eleventh rotary element N11 rotatably supporting the fourth pinion gear P4 and a fourth rotary element N4 which is in meshing engagement with the plurality of fourth pinion gears P4, And a fourth ring gear R4 that is a ring gear N12.
또한, 상기 제4 유성기어세트(PG4)는 제10 회전요소(N10)가 모터/제너레이터(MG)의 로터(RT)에 허브(3)를 통하여 고정 연결되고, 제11 회전요소(N11)가 상기 구동기어(DG)와 고정 연결되며, 제12 회전요소(N12)가 하우징(H)에 고정 연결되어 고정요소로 작동한다.The fourth planetary gear set PG4 is configured such that the tenth rotary element N10 is fixedly connected to the rotor RT of the motor / generator MG through the
상기 피동기어(PG)는 상기 차동기구(20)의 회전하는 요소에 형성되어 모터/제너레이터(MG)의 회전동력을 차동기구(20)에 전달한다. 즉, 상기 피동기어(PG)는 차동기구(20)인 제3 유성기어세트(PG3)의 제9 회전요소(N9), 즉, 제3 링기어(R3)의 외주에 형성된다. The driven gear PG is formed in a rotating element of the
상기 아이들 기어유닛(IDGU)은 구동기어(DG)와 피동기어(PG) 사이에 동력 전달 가능하도록 아이들 축(IDS) 상에 구성되는 2개의 아이들 기어를 통하여 상기 모터/제너레이터(MG)의 회전동력을 감속하여 상기 차동기구(20)에 전달한다.The idle gear unit IDGU is coupled to the idle gear unit IDGU via two idle gears formed on the idle shaft IDS so that power can be transmitted between the drive gear DG and the driven gear PG. To the differential mechanism (20).
즉, 상기 아이들 축(IDS)은 차동기구(10)의 외주 측에서, 상기 좌우측 출력축(OS1)(OS2)에 평행하게 배치된다.That is, the idle shaft IDS is arranged on the outer peripheral side of the
상기 아이들 축(IDS) 상에 구성되는 2개의 아이들 기어는 아이들 입력기어(IDG1)와 아이들 출력기어(IDG2)로 이루어진다.The two idle gears constituted on the idle shaft IDS are composed of an idle input gear IDG1 and an idle output gear IDG2.
상기 아이들 입력기어(IDG1)는 상기 아이들 축(IDS) 상에 구성되어 상기 구동기어(DG)와 외접 기어 연결된다. The idle input gear IDG1 is configured on the idle shaft IDS and is connected to the drive gear DG via an external gear.
상기 아이들 출력기어(IDG2)는 상기 아이들 축(IDS) 상에 고정 연결되어 상기 피동기어(PG)와 외접 기어 연결된다.The idle output gear IDG2 is fixedly connected to the idle shaft IDS and connected to the driven gear PG and the external gear.
이때, 상기 아이들 기어유닛(IDGU)은 아이들 축(IDS) 상에 싱크로나이저(SL)를 구성하여 아이들 입력기어(IDG1)를 아이들 축(IDS)에 선택적으로 동기 연결하여 상기 차동기구(20)에 전달되는 모터/제너레이터(MG)의 회전동력을 연결 또는 단절하도록 한다.At this time, the idle gear unit IDGU constitutes a synchronizer SL on the idle shaft IDS to synchronously connect the idle input gear IDG1 to the idle shaft IDS, Thereby causing the rotational power of the motor / generator MG to be transmitted to be connected or disconnected.
즉, 상기 싱크로나이저(SL)는 상기 아이들 입력기어(IDG1)를 아이들 축(IDS)에 회전 가능하게 배치한 상태로, 상기 아이들 입력기어(IDG1)를 상기 아이들 축(IDS)에 선택적으로 동기 연결하도록 상기 아이들 입력기어(IDG1)와 상기 아이들 축(IDS) 사이에 구성된다. That is, the synchronizer SL selectively connects the idle input gear IDG1 to the idle axis IDS in a state where the idle input gear IDG1 is rotatably disposed on the idle axis IDS, And is configured between the idle input gear IDG1 and the idle shaft IDS.
여기서, 상기 싱크로나이저(SL)는 공지의 구성이므로 상세한 설명은 생략하며, 싱크로나이저(SL)에 적용되는 슬리이브(SLE)는 공지와 같이 별도의 액추에이터(미도시)를 구비하며, 상기 액추에이터는 제어유닛에 의하여 제어될 수 있다. Since the synchronizer SL has a well-known structure, a detailed description thereof will be omitted. The sleeve SLE applied to the synchronizer SL has a separate actuator (not shown) as is known in the art, Can be controlled by a control unit.
이와 같이, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 토크 벡터링 장치는 제3 실시 예와 비교하여 감속기구(10)에 유성기어세트가 추가되는 것만 다를 뿐, 나머지 구성 및 토크 벡터링 제어모터(TVCM)에 의한 토크 벡터링 제어작동은 모두 동일하여 상세한 설명은 생략한다.As described above, the torque vectoring device according to the fourth embodiment of the present invention is different from the third embodiment only in that the planetary gear set is added to the
상기와 같이, 본 발명의 제1, 제2, 제3, 제4 실시 예에 따른 토크 벡터링 장치는 1모터 e-AWD(All Wheel Drive)와 같은 고성능 환경차에 적용되어 선회 주행 등의 운전조건에 따른 토크 벡터링을 통해 차량의 선회 주행 성능 등의 운정성을 향상시킬 수 있다.As described above, the torque vectoring apparatus according to the first, second, third, and fourth embodiments of the present invention is applied to a high-performance environmental difference such as a one-motor e-AWD (All Wheel Drive) It is possible to improve the accuracy of the turning performance of the vehicle and the like through torque vectoring according to the torque vector.
또한, 주행 중, 차속의 증가로, 모터/제너레이터(MG)의 회전수가 하드웨어적으로 허용되는 최대 RPM을 초과하는 경우, 상기 감속기구(10)에 구성되는 싱크로나이저(SL)의 비동기 작동에 의해 구동원인 모터/제너레이터(MG)를 무부하로 운행하여 내구성을 보존할 수 있으며, 모터/제너레이터(MG)의 동력 연결 상태를 단절함으로써, 불필요한 동력의 손실을 저감하여 연비를 향상시킬 수 있다.When the number of revolutions of the motor / generator MG exceeds the maximum permissible RPM due to an increase in vehicle speed during traveling, the asynchronous operation of the synchronizer SL constituting the
또한, 모터/제너레이터(MG)의 회전동력 단절기능은 하이브리드 전기자동차(HEV)나, 플러그인 하이브리드 전기자동차(PHEV) 등의 엔진 구동시에 구동모터의 회전동력을 단절하기 위해 유용하게 적용될 수 있다.In addition, the rotational power disconnection function of the motor / generator MG can be usefully applied to cut off the rotational power of the drive motor at the time of engine driving such as a hybrid electric vehicle (HEV) or a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV).
또한, 토크 벡터링 기구(30)에 적용되는 토크 벡터링 제어모터(TVCM)를 사용하여 토크 벡터링 기능을 제어할 수 있어, 동력 손실을 최소화하여 연비 성능을 향상시킬 수 있다.Further, the torque vectoring function can be controlled using the torque vectoring control motor (TVCM) applied to the torque vectoring mechanism (30), thereby minimizing the power loss and improving the fuel consumption performance.
또한, 토크 벡터링 기구(30)에 적용되는 제1, 제2 유성기어세트(PG1)(PG2)의 각 회전요소(N1 ~ N6)의 기어비를 동일하게 설계하여 차량의 직진주행 또는 토크 벡터링 제어가 불필요한 경우에 상기 토크 벡터링 제어모터(TVCM)의 회전수를 '0' RPM으로 제어하는 것으로, 회전동력의 회전수 및 토크 배분을 동일하게 할 수 있으며, 이로 인해 토크 벡터링 제어모터(TVCM)의 구동 손실을 저감할 수 있으며, 토크 벡터링 제어모터(TVCM)의 제어 효율 측면에서도 유리하다.The gear ratios of the respective rotary elements N1 to N6 of the first and second planetary gear sets PG1 and PG2 applied to the
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It will be understood that the present invention can be changed.
3... 허브
10... 감속기구
20... 차동기구
30... 토크 벡터링 기구
OS1,OS2... 좌,우측 출력축
MG... 모터/제너레이터
H... 하우징
PG1,PG2,PG3,PG4... 제1, 제2, 제3, 제4 유성기어세트
S1,S2,S3,S4... 제1, 제2, 제3, 제4 선기어
PC1,PC2,PC3,PC4... 제1, 제2, 제3, 제4 유성캐리어
R1,R2,R3,R4... 제1, 제2, 제3, 제4 링기어
DG... 구동기어
PG... 피동기어
IG... 입력기어
OG... 출력기어
CN1,CN2,CN3,CN4...제1, 제2, 제3, 제4 연결부재
IDGU... 아이들 기어유닛
IDG1... 아이들 입력기어
IDG2...아이들 출력기어
IDS... 아이들 축
SL... 싱크로나이저
TVCM... 토크 벡터링 제어모터3 ... hub
10 ... deceleration mechanism
20 ... differential mechanism
30 ... torque vectoring mechanism
OS1, OS2 ... Left and right output axes
MG ... Motor / generator
H ... housing
PG1, PG2, PG3, PG4 ... First, second, third and fourth planetary gear sets
S1, S2, S3, S4 ... First, second, third, and fourth sun gear
PC1, PC2, PC3, PC4 ... First, second, third, and fourth planetary carriers
R1, R2, R3, R4 ... First, second, third, and fourth ring gears
DG ... drive gear
PG ... driven gear
IG ... input gear
OG ... output gear
CN1, CN2, CN3, CN4 ... First, second, third and fourth connecting members
IDGU ... idle gear unit
IDG1 ... idle input gear
IDG2 ... idle output gear
IDS ... idle axis
SL ... Synchronizer
TVCM ... torque vectoring control motor
Claims (14)
상기 토크 벡터링 기구는
토크 벡터링 제어모터;
제1, 제2, 제3 회전요소를 보유하며, 상기 제1 회전요소가 상기 좌우측 출력축 중, 하나의 출력축과 고정 연결되고, 상기 제3 회전요소가 상기 토크 벡터링 제어모터와 기어 연결되는 제1 유성기어세트; 및
제4, 제5, 제6 회전요소를 보유하며, 상기 제4 회전요소가 상기 차동기구에 동력 전달 가능하게 연결되고, 상기 제5 회전요소가 상기 제3 회전요소와 고정 연결되며, 상기 제6 회전요소가 하우징에 고정 연결되는 제2 유성기어세트;
를 포함하는 토크 벡터링 장치. A differential mechanism that uses a motor / generator as a driving source, a deceleration mechanism that decelerates the rotational power of the motor / generator, a differential mechanism that transmits rotational power transmitted from the reduction gear unit while absorbing a difference in the number of rotations of the left and right wheels, And a torque vectoring mechanism for adjusting a torque ratio to be applied to the differential mechanism, wherein the torque vectoring device is disposed on the left and right output axes,
The torque vectoring mechanism
Torque vectoring control motor;
Wherein the first rotary element is fixedly connected to one output shaft of the left and right output shafts and the third rotary element is connected to the torque vectoring control motor through a first Planetary gear set; And
Fourth, fifth and sixth rotary elements, the fourth rotary element is connected to the differential mechanism in a powertransmissible manner, the fifth rotary element is fixedly connected to the third rotary element, A second planetary gear set fixedly connected to the housing;
/ RTI >
상기 토크 벡터링 제어모터는
모터축 상에 구성되는 출력기어가 상기 제3 회전요소에 고정 연결된 입력기어와 외접 기어 연결되는 토크 벡터링 장치.The method according to claim 1,
The torque vectoring control motor
And an output gear configured on the motor shaft is connected to an external gear fixedly connected to the third rotary element.
상기 토크 벡터링 제어모터는
회전수 및 회전방향 제어가 가능한 모터로 이루어지는 토크 벡터링 장치.The method according to claim 1,
The torque vectoring control motor
The torque vectoring device comprising a motor capable of controlling the number of revolutions and the direction of rotation.
상기 제1 유성기어세트는 싱글 피니언 유성기어세트로 이루어져, 상기 제1, 제2, 제3 회전요소가 제1 선기어, 제1 유성캐리어, 제1 링기어로 이루어지고,
상기 제2 유성기어세트는 싱글 피니언 유성기어세트로 이루어져, 상기 제4, 제5, 제6 회전요소가 제2 선기어, 제2 유성캐리어, 제2 링기어로 이루어지는 토크 벡터링 장치.The method according to claim 1,
Wherein the first planetary gear set is composed of a single pinion planetary gear set and the first, second and third rotary elements are composed of a first sun gear, a first planetary carrier, and a first ring gear,
Wherein the second planetary gear set comprises a single pinion planetary gear set and the fourth, fifth, and sixth rotating elements comprise a second sun gear, a second planet carrier, and a second ring gear.
상기 차동기구는
제7, 제8, 제9 회전요소를 보유하며, 상기 제7 회전요소가 상기 좌우측 출력축 중, 상기 제1 회전요소와 연결되는 하나의 출력축과 고정 연결되고, 상기 제8 회전요소가 상기 좌우측 출력축 중, 다른 하나의 출력축과 고정 연결되고, 상기 제9 회전요소가 상기 제4 회전요소와 고정 연결됨과 동시에 상기 감속기구와 동력 연결되는 제3 유성기어세트로 이루어지는 토크 벡터링 장치.The method according to claim 1,
The differential mechanism
Seventh, eighth and ninth rotary elements, and the seventh rotary element is fixedly connected to one output shaft of the left and right output shafts connected to the first rotary element, and the eighth rotary element is fixedly connected to the left and right output shafts And a third planetary gear set fixedly connected to the other one of the output shafts, and the ninth rotary element fixedly connected to the fourth rotary element and being power-connected to the reduction mechanism.
상기 차동기구는
제7, 제8, 제9 회전요소를 보유하며, 상기 제7 회전요소가 상기 좌우측 출력축 중, 상기 제1 회전요소와 연결되는 하나의 출력축과 고정 연결되고, 상기 제8 회전요소가 상기 제4 회전요소, 및 상기 좌우측 출력축 중, 다른 하나의 출력축과 고정 연결되고, 상기 제9 회전요소가 상기 감속기구와 동력 연결되는 제3 유성기어세트로 이루어지는 토크 벡터링 장치.The method according to claim 1,
The differential mechanism
Seventh, eighth and ninth rotary elements, and the seventh rotary element is fixedly connected to one output shaft of the left and right output shafts connected to the first rotary element, and the eighth rotary element is fixedly connected to the fourth rotary element And a third planetary gear set fixedly connected to the other output shaft of the left and right output shafts and the ninth rotary element being power-coupled to the reduction mechanism.
상기 제3 유성기어세트는 더블 피니언 유성기어세트로 이루어져, 상기 제7, 제8, 제9 회전요소가 제3 선기어, 제3 유성캐리어, 제3 링기어로 이루어지는 토크 벡터링 장치.The method according to claim 5 or 6,
Wherein said third planetary gear set is comprised of a double pinion planetary gear set and said seventh, eighth and ninth rotary elements comprise a third sun gear, a third planetary carrier, and a third ring gear.
상기 감속기구는
상기 모터/제너레이터의 로터에 허브를 통하여 연결되는 구동기어;
상기 차동기구의 상기 제9 회전요소의 외주에 형성되는 피동기어; 및
상기 모터/제너레이터의 회전동력을 상기 차동기구에 감속하여 전달하도록 상기 구동기어와 상기 피동기어 사이에 아이들 축을 통하여 동력 전달하도록 구성되는 아이들 기어유닛;
을 포함하는 토크 벡터링 장치.The method according to claim 5 or 6,
The deceleration mechanism
A drive gear connected to the rotor of the motor / generator through a hub;
A driven gear formed on an outer periphery of the ninth rotary element of the differential mechanism; And
An idle gear unit configured to transmit power between the drive gear and the driven gear through an idle shaft so as to transmit the rotational power of the motor / generator to the differential mechanism and to transmit the same;
.
상기 아이들 기어유닛은
상기 차동기구의 외주 측에서, 상기 좌우측 출력축에 평행하게 배치되는 아이들 축;
상기 아이들 축 상에 구성되어 상기 구동기어와 외접 기어 연결되는 아이들 입력기어; 및
상기 아이들 축 상에 고정 연결되어 상기 피동기어와 외접 기어 연결되는 상기 아이들 출력기어;
를 포함하는 토크 벡터링 장치.9. The method of claim 8,
The idle gear unit
An idle shaft disposed on the outer peripheral side of the differential mechanism and disposed parallel to the left and right output shafts;
An idle input gear formed on the idle shaft and connected to the driving gear and the external gear; And
The idle output gear fixedly connected to the idle shaft and connected to the driven gear and the external gear;
/ RTI >
상기 아이들 기어유닛은
상기 아이들 입력기어를 상기 아이들 축에 회전 가능하게 배치한 상태로, 상기 아이들 입력기어를 상기 아이들 축에 선택적으로 동기 연결하도록 상기 아이들 입력기어와 상기 아이들 축 사이에 구성되는 싱크로나이저;
를 더 포함하는 토크 벡터링 장치.10. The method of claim 9,
The idle gear unit
A synchronizer disposed between the idle input gear and the idle shaft for selectively synchronously connecting the idle input gear to the idle shaft with the idle input gear rotatably disposed on the idle shaft;
The torque vectoring device further comprising:
상기 감속기구는
제10, 제11, 제12 회전요소를 보유하며, 상기 제10 회전요소가 상기 모터/제너레이터의 로터에 허브를 통하여 연결되고, 상기 제12 회전요소가 하우징에 고정 연결되는 제4 유성기어세트;
상기 제4 유성기어세트의 상기 제11 회전요소와 고정 연결되는 구동기어;
상기 차동기구의 상기 제9 회전요소의 외주에 형성되는 피동기어; 및
상기 모터/제너레이터의 회전동력을 상기 차동기구에 감속하여 전달하도록 상기 구동기어와 상기 피동기어 사이에 아이들 축을 통하여 동력 전달 가능하게 구성되는 아이들 기어유닛;
을 포함하는 토크 벡터링 장치.The method according to claim 5 or 6,
The deceleration mechanism
A fourth planetary gear set having a tenth, eleventh and twelfth rotary elements, the tenth rotary element connected to a rotor of the motor / generator through a hub, and the twelfth rotary element fixedly connected to the housing;
A driving gear fixedly connected to the eleventh rotary element of the fourth planetary gear set;
A driven gear formed on an outer periphery of the ninth rotary element of the differential mechanism; And
An idle gear unit configured to be able to transmit power between the drive gear and the driven gear through an idle shaft so as to transmit the rotational power of the motor / generator to the differential mechanism for transmission;
.
상기 아이들 기어유닛은
상기 차동기구의 외주 측에서, 상기 좌우측 출력축에 평행하게 배치되는 아이들 축;
상기 아이들 축 상에 구성되어 상기 구동기어와 외접 기어 연결되는 아이들 입력기어; 및
상기 아이들 축 상에 고정 연결되어 상기 피동기어와 외접 기어 연결되는 상기 아이들 출력기어;
를 포함하는 토크 벡터링 장치.12. The method of claim 11,
The idle gear unit
An idle shaft disposed on the outer peripheral side of the differential mechanism and disposed parallel to the left and right output shafts;
An idle input gear formed on the idle shaft and connected to the driving gear and the external gear; And
The idle output gear fixedly connected to the idle shaft and connected to the driven gear and the external gear;
/ RTI >
상기 아이들 기어유닛은
상기 아이들 입력기어를 상기 아이들 축에 회전 가능하게 배치한 상태로, 상기 아이들 입력기어를 상기 아이들 축에 선택적으로 동기 연결하도록 상기 아이들 입력기어와 상기 아이들 축 사이에 구성되는 싱크로나이저;
를 더 포함하는 토크 벡터링 장치.13. The method of claim 12,
The idle gear unit
A synchronizer disposed between the idle input gear and the idle shaft for selectively synchronously connecting the idle input gear to the idle shaft with the idle input gear rotatably disposed on the idle shaft;
The torque vectoring device further comprising:
상기 제4 유성기어세트는 싱글 피니언 유성기어세트로 이루어져, 상기 제10, 제11, 제12 회전요소가 제4 선기어, 제4 유성캐리어, 제4 링기어로 이루어지는 토크 벡터링 장치.12. The method of claim 11,
Wherein the fourth planetary gear set is composed of a single pinion planetary gear set, and the tenth, eleventh and twelfth rotary elements comprise a fourth sun gear, a fourth planetary carrier, and a fourth ring gear.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170169254A KR20190068961A (en) | 2017-12-11 | 2017-12-11 | Device for torque vectoring |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170169254A KR20190068961A (en) | 2017-12-11 | 2017-12-11 | Device for torque vectoring |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20190068961A true KR20190068961A (en) | 2019-06-19 |
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ID=67104232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020170169254A KR20190068961A (en) | 2017-12-11 | 2017-12-11 | Device for torque vectoring |
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| Country | Link |
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| KR (1) | KR20190068961A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112356647A (en) * | 2020-11-10 | 2021-02-12 | 浙江吉利控股集团有限公司 | Multi-motor flexible torque centralized driving synthesis box and electric vehicle |
| CN112477570A (en) * | 2020-12-15 | 2021-03-12 | 浙江吉利控股集团有限公司 | Drive synthesis device and electric vehicle |
| CN112519752A (en) * | 2019-09-02 | 2021-03-19 | 丰田自动车株式会社 | Hybrid vehicle and control method of hybrid vehicle |
| CN113090720A (en) * | 2020-01-08 | 2021-07-09 | 现代自动车株式会社 | Torque vectoring device |
-
2017
- 2017-12-11 KR KR1020170169254A patent/KR20190068961A/en not_active Application Discontinuation
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| CN113090720A (en) * | 2020-01-08 | 2021-07-09 | 现代自动车株式会社 | Torque vectoring device |
| CN112356647A (en) * | 2020-11-10 | 2021-02-12 | 浙江吉利控股集团有限公司 | Multi-motor flexible torque centralized driving synthesis box and electric vehicle |
| CN112477570A (en) * | 2020-12-15 | 2021-03-12 | 浙江吉利控股集团有限公司 | Drive synthesis device and electric vehicle |
| CN112477570B (en) * | 2020-12-15 | 2022-11-29 | 浙江吉利控股集团有限公司 | Drive synthesis device and electric vehicle |
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