CN113446375B - 扭矩矢量控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种谋求小型化、使向车辆的搭载变得容易、并且能够抑制控制用致动器的共转的扭矩矢量控制装置。该扭矩矢量控制装置具备:差动机构,其能够使被传递动力源的动力扭矩的第1旋转轴和第2旋转轴差动旋转;致动器,其将控制扭矩赋予差动机构以使各旋转轴进行差动旋转;以及反转机构,其使各旋转轴彼此向相反方向旋转,反转机构由分别与各旋转轴同轴配置的第1控制行星齿轮机构和第2控制行星齿轮机构构成,使第1控制行星齿轮机构的齿轮比与第2控制行星齿轮机构的齿轮比互不相同,在动力源与致动器的输出轴之间设置有将各自的齿圈相互连结而成的增速行星齿轮机构以及减速行星齿轮机构。
Description
技术领域
本发明涉及一种能够对分别传递到同轴上相对的两根旋转轴(例如左右的驱动轴、或者前后的传动轴)的扭矩的分配(分配率)积极地进行控制的扭矩矢量控制装置。
背景技术
专利文献1中记载的驱动齿轮装置是车辆上搭载的所谓的扭矩矢量控制装置,具备将驱动力源的输出扭矩向左右驱动轮分配并传递的差动机构以及控制从差动机构向左右驱动轮传递的扭矩的分配率的控制用的致动器(控制用发动机或者差动用发动机)。差动机构由两组单小齿轮型的行星齿轮机构构成。在该专利文献1的“图1”所示的例子中,两组行星齿轮机构中的各太阳齿轮成为输入要素,各齿轮架成为输出要素,各齿圈成为反作用力要素。具体来说,两组行星齿轮机构中的各太阳齿轮通过结合轴相互连结。结合轴的中央部分设置有输入齿轮,从驱动力源传递扭矩。各齿轮架上分别经由驱动轴(输出轴)连结有左右驱动轮。并且,左右的齿圈经由反转机构(反向旋转构件)相互连结。进一步地,控制用发动机以能够传递扭矩的方式连结于一侧齿圈。反转机构由第1齿轮构件和第2齿轮构件构成。第1齿轮构件具有与形成在一侧齿圈的外周部的外齿齿轮啮合的第1小齿轮、轴构件及第2小齿轮。在轴构件的两端分别安装有第1小齿轮以及第2小齿轮。同样地,第2齿轮构件具有与形成在另一侧齿圈的外周部的外齿齿轮啮合的第1小齿轮、轴构件、第2小齿轮。在轴构件的两端分别安装有第1小齿轮以及第2小齿轮。并且,第1齿轮构件的第2小齿轮与第2齿轮构件的第2小齿轮啮合。因此,反转机构在左右的齿圈之间,将输入到一侧齿圈的控制用发动机的扭矩的旋转方向反转并向另一侧齿圈传递。
专利文献1:日本专利第6122119号
发明内容
上述专利文献1中记载的驱动齿轮装置,设想作为扭矩矢量控制装置搭载于车辆。为了易于向车辆搭载,期望将装置的体型尽可能小型化。在专利文献1的“图1”所示的例子中,反转机构配置在左右的行星齿轮机构中的各齿圈的外周侧。此外,控制用发动机也配置在各齿圈的外周侧。因此,装置的体型就会在径向上增大。对此,只要例如在控制用发动机与齿圈之间设置减速比更大的减速机构,就能够将控制用发动机小型化。或者,能够获得控制用或差动用的更大的扭矩。然而,由于新设置减速机构,最终装置的体型有可能会增大。
此外,在专利文献1的“图19”所示的例子中,兼作反转机构和控制用发动机的反向旋转发动机单元配置在左右的行星齿轮机构中的各太阳齿轮之间。因此,相比于上述专利文献1的“图1”所示的例子,能够抑制装置向径向的大型化。然而,在抑制向径向的大型化的同时将反向旋转发动机单元配置在各太阳齿轮之间的方式并不容易。反向旋转发动机单元是第1输出轴以及第2输出轴与中间齿轮轴平行地配置的二轴构造,构造复杂。此外,若为了将发动机小型化或者为了获得更大的扭矩而设置减速机构,则构造就会变得更加复杂。其结果,例如难以将反向旋转发动机单元收容于行星齿轮机构的外径的范围内,最终装置的体型有可能会增大。
另一方面,如上所述,专利文献1所记载的驱动齿轮装置具备控制用发动机作为使差动机构的差动状态变化的致动器,通过对控制用发动机的输出扭矩进行控制,能够积极地控制传递到左右驱动轮的驱动扭矩的分配(分配率)。即,能够进行针对左右驱动轮的所谓的扭矩矢量控制。
然而,在专利文献1所记载的驱动齿轮装置中,例如,在搭载了该驱动齿轮装置的车辆直线行驶时,左右驱动轴在相同方向上以相等速度旋转的情况下,由于差动机构一体地旋转,因此扭矩就会从输入齿轮(驱动力源)或驱动轴侧经由差动机构传递到控制用发动机,控制用发动机就会被驱动。即,会产生所谓的控制用发动机的共转。由于这样的控制用发动机的共转,驱动齿轮装置的动力传递效率或者搭载了驱动齿轮装置的车辆的能量效率就会降低。此外,例如在车辆直线行驶且产生了控制用发动机的共转的状态下进行骤然加速或骤然减速的情况下,受到正在共转的控制用发动机的惯性扭矩的影响,车辆的加速性能或制动性能就会降低。这样的控制用发动机的惯性扭矩的影响能够通过使控制用发动机输出将惯性扭矩抵消或削减的扭矩(抵消扭矩)来抑制,但是必须另外执行用于产生这样的抵消扭矩的控制用发动机的扭矩控制。
本发明是着眼于上述技术问题而思考出的,其目的在于提供一种能够使装置的体型小型化以容易向车辆搭载、并且抑制控制用或差动用的致动器共转的扭矩矢量控制装置。
为了达成上述目的,本发明的扭矩矢量控制装置具备:输入构件,从动力源被输入动力扭矩;第1旋转轴以及第2旋转轴,它们在同轴上相对配置,彼此可相对旋转;差动机构,其将输入到所述输入构件的所述动力扭矩向所述第1旋转轴和所述第2旋转轴分配并传递,并且能够使所述第1旋转轴与所述第2旋转轴差动旋转;致动器,其将控制扭矩赋予所述差动机构以使所述第1旋转轴和所述第2旋转轴进行差动旋转;以及反转机构,在所述第1旋转轴和所述第2旋转轴差动旋转的情况下,所述反转机构使所述第1旋转轴以及所述第2旋转轴朝彼此相反的方向旋转,所述扭矩矢量控制装置的特征在于,所述差动机构由分别与所述第1旋转轴以及所述第2旋转轴同轴配置的第1动力行星齿轮机构和第2动力行星齿轮机构构成,所述第1动力行星齿轮机构具有:动力输入要素,从所述输入构件被传递所述动力扭矩;第1动力输出要素,将所述动力扭矩输出至所述第1旋转轴;以及第1差动反作用力要素,从所述动力输入要素被传递控制扭矩,所述控制扭矩作为针对传递至所述第1动力输出要素的所述动力扭矩的反作用力,所述第2动力行星齿轮机构具有:所述动力输入要素;第2动力输出要素,将所述动力扭矩输出至所述第2旋转轴;以及第2差动反作用力要素,从所述动力输入要素被传递控制扭矩,所述控制扭矩作为针对传递至所述第2动力输出要素的所述动力扭矩的反作用力,所述反转机构由第1控制行星齿轮机构和第2控制行星齿轮机构构成,第1控制行星齿轮机构和第2控制行星齿轮机构分别与所述第1旋转轴以及所述第2旋转轴同轴配置,所述第1控制行星齿轮机构经由所述第1差动反作用力要素将所述控制扭矩传递至所述第1旋转轴,所述第2控制行星齿轮机构经由所述第2差动反作用力要素将所述控制扭矩传递至所述第2旋转轴,所述第1控制行星齿轮机构具有:控制输入要素,从所述致动器被输入所述控制扭矩;第1控制输出要素,将所述控制扭矩输出至所述第1旋转轴;第1行星齿轮,从所述控制输入要素被传递所述控制扭矩;以及第1齿轮,啮合于所述第1行星齿轮而形成所述第1控制输出要素,所述第2控制行星齿轮机构具有:所述控制输入要素;第2控制输出要素,将所述控制扭矩输出至所述第2旋转轴;第2行星齿轮,与所述第1行星齿轮同轴配置,从所述控制输入要素被传递所述控制扭矩;以及第2齿轮,啮合于所述第2行星齿轮而形成所述第2控制输出要素,包含所述第1行星齿轮以及所述第1齿轮的第1齿轮列的齿轮比与包含所述第2行星齿轮以及所述第2齿轮的第2齿轮列的齿轮比互不相同,表示所述第1控制输出要素的转数相对于所述控制输入要素的转数之比的第1减速比及表示所述第2控制输出要素的转数相对于所述控制输入要素的转数之比的第2减速比均大于“1”,形成将所述控制扭矩增幅并传递至所述第1控制输出要素以及所述第2控制输出要素的减速齿轮机构,还具备分别与所述第1旋转轴以及所述第2旋转轴同轴配置的增速行星齿轮机构和减速行星齿轮机构,其中,所述增速行星齿轮机构具有增速太阳齿轮、增速齿轮架及增速齿圈,所述减速行星齿轮机构具有减速太阳齿轮、减速齿轮架及减速齿圈,所述增速太阳齿轮不可旋转地被固定,所述增速齿轮架连结至所述输入构件并与所述输入构件一体地旋转,在所述增速齿轮架进行旋转时,所述增速齿圈的转数相对于所述增速齿轮架的转数进行增速,所述减速太阳齿轮连结至控制扭矩输出轴并与所述控制扭矩输出轴一体地旋转,其中,所述控制扭矩输出轴供所述致动器将所述控制扭矩向所述反转机构侧传递,在所述输入构件和所述第1旋转轴以及所述第2旋转轴一体地旋转时,所述减速齿轮架的转数相对于所述减速齿圈的转数进行减速,所述减速齿圈连结至所述增速齿圈并与所述增速齿圈一体地旋转。
此外,本发明也可以配置为,在所述第1旋转轴与所述第2旋转轴在相同方向上速度相等地旋转、所述反转机构与所述动力输入要素和所述第1动力输出要素以及所述第2动力输出要素一起共转的情况下,所述减速太阳齿轮(即所述致动器的所述控制扭矩输出轴)相对于所述反转机构进行相对旋转(或者进行差动旋转。即,所述减速太阳齿轮不会相对于所述输入构件、所述输入构件和所述第1旋转轴以及所述第2旋转轴共转)。
此外,本发明中,所述增速行星齿轮机构的齿轮比与所述减速行星齿轮机构的齿轮比也可以彼此相等。
此外,本发明也可以配置为,具有:第3行星齿轮,其与所述第1行星齿轮以及所述第2行星齿轮同轴地配置;以及齿轮架,其将各个所述行星齿轮可各自自转及公转的进行保持,所述第1行星齿轮、所述第2行星齿轮及所述第3行星齿轮在所述自转方向上一体地旋转,所述动力扭矩从所述动力输入要素传递至所述第3行星齿轮,所述差动机构具有:所述第1行星齿轮、所述第2行星齿轮及所述第3行星齿轮;同轴配置的第1太阳齿轮、第2太阳齿轮以及第3太阳齿轮,其中,所述第1太阳齿轮与所述第1行星齿轮啮合,所述第2太阳齿轮与所述第2行星齿轮啮合,所述第3太阳齿轮与所述第3行星齿轮啮合;以及所述齿轮架,所述第1太阳齿轮、所述第2太阳齿轮以及所述第3太阳齿轮能够相互进行相对旋转,所述第3太阳齿轮成为所述动力输入要素,所述第1太阳齿轮成为所述第1动力输出要素,所述齿轮架成为所述第1差动反作用力要素,从而构成所述第1动力行星齿轮机构,所述第3太阳齿轮成为所述动力输入要素,所述第2太阳齿轮成为所述第2动力输出要素,所述齿轮架成为所述第2差动反作用力要素,从而构成所述第2动力行星齿轮机构,所述反转机构具有:所述第1行星齿轮、所述第2行星齿轮以及所述第3行星齿轮;所述第1太阳齿轮、所述第2太阳齿轮以及所述第3太阳齿轮;以及所述齿轮架,所述齿轮架成为所述控制输入要素,所述第1太阳齿轮作为所述第1齿轮而成为所述第1控制输出要素,从而构成所述第1控制行星齿轮机构,所述齿轮架成为所述控制输入要素,所述第2太阳齿轮作为所述第2齿轮而成为所述第2控制输出要素,从而构成所述第2控制行星齿轮机构,所述第1太阳齿轮的齿数、所述第2太阳齿轮的齿数及所述第3太阳齿轮的齿数彼此相等,所述第1行星齿轮的齿数比所述第3行星齿轮的齿数多,并且,所述第2行星齿轮的齿数比所述第3行星齿轮的齿数少。
此外,本发明也可以配置为,具有:第3行星齿轮,其与所述第1行星齿轮以及所述第2行星齿轮同轴地配置;以及齿轮架,其将各个所述行星齿轮可各自自转及公转的进行保持,所述第1行星齿轮、所述第2行星齿轮及所述第3行星齿轮在所述自转方向上一体地旋转,所述动力扭矩从所述动力输入要素传递至所述第3行星齿轮,所述差动机构具有:所述第1行星齿轮、所述第2行星齿轮及所述第3行星齿轮;同轴配置的、与所述第1行星齿轮啮合的内齿齿轮的第1齿圈、与所述第2行星齿轮啮合的内齿齿轮的第2齿圈、以及与所述第3行星齿轮啮合的内齿齿轮的第3齿圈;以及所述齿轮架,所述第1齿圈、所述第2齿圈及所述第3齿圈能够相互进行相对旋转,所述第3齿圈成为所述动力输入要素,所述第1齿圈成为所述第1动力输出要素,所述齿轮架成为所述第1差动反作用力要素,从而构成所述第1动力行星齿轮机构,所述第3齿圈成为所述动力输入要素,所述第2齿圈成为所述第2动力输出要素,所述齿轮架成为所述第2差动反作用力要素,从而构成所述第2动力行星齿轮机构,所述反转机构具有:所述第1行星齿轮、所述第2行星齿轮及所述第3行星齿轮;所述第1齿圈、所述第2齿圈及所述第3齿圈;以及所述齿轮架,所述齿轮架成为所述控制输入要素,所述第1齿圈作为所述第1齿轮而成为所述第1控制输出要素,从而构成所述第1控制行星齿轮机构,所述齿轮架成为所述控制输入要素,所述第2齿圈作为所述第2齿轮而成为所述第2控制输出要素,从而构成所述第2控制行星齿轮机构,所述第1齿圈的齿数、所述第2齿圈的齿数及所述第3齿圈的齿数彼此相等,所述第1行星齿轮的齿数比所述第3行星齿轮的齿数多,并且,所述第2行星齿轮的齿数比所述第3行星齿轮的齿数少。
此外,本发明中,也可以是所述齿轮架具有:行星齿轮轴,将各个所述行星齿轮可各自自转的进行保持;第1板部,支承所述行星齿轮轴的一侧端部;以及第2板部,支承行星齿轮轴的另一侧端部,所述增速行星齿轮机构以及所述减速行星齿轮机构在旋转轴线方向上间隔着所述第1板部或所述第2板部而并列地配置。
此外,本发明中,也可以是所述第1旋转轴以及第2旋转轴分别在车辆的车宽方向上同轴地、在所述车宽方向的左右相对地配置。
此外,本发明中,也可以是所述第1旋转轴以及第2旋转轴分别在车辆的全长方向上同轴地、在所述全长方向的前后相对地配置。
并且,本发明中,也可以是所述致动器是输出驱动所述控制输入要素的扭矩作为所述控制扭矩的电动发动机、或者输出对所述控制输入要素进行制动的扭矩作为所述控制扭矩的制动机构的至少其中一种。
发明的效果
本发明的扭矩矢量控制装置利用差动机构将从驱动力源输入的动力扭矩分配并传递至第1旋转轴以及第2旋转轴。同时,吸收第1旋转轴与第2旋转轴之间的转数差。即,若第1旋转轴与第2旋转轴之间产生转数差,则该第1旋转轴与第2旋转轴会进行差动旋转。在第1旋转轴与第2旋转轴进行差动旋转时,由于反转机构的反转功能,第1旋转轴和第2旋转轴会向彼此相反的旋转方向进行相对旋转。因此,能够高效地吸收第1旋转轴与第2旋转轴之间的转数差。
此外,本发明的扭矩矢量控制装置具备将控制扭矩赋予差动机构的各差动反作用力要素的致动器。因此,除了作为上述那样的差动装置的作用之外,还能够利用致动器所输出的控制扭矩,积极地控制针对第1旋转轴以及第2旋转轴的扭矩的分配率、还有第1旋转轴与第2旋转轴之间的差动旋转。例如,能够进行针对车辆的左右驱动轮或者四轮驱动车辆的前后的驱动轮的所谓的扭矩矢量控制。
此外,在本发明的扭矩矢量控制装置中,反转机构配置在与第1旋转轴以及第2旋转轴相同的旋转轴线上。反转机构基本上是将主要的旋转要素配置在与第1旋转轴以及第2旋转轴相同的旋转轴线上的所谓的单轴构造。因此,扭矩矢量控制装置的主要部分就由单轴构造构成。因此,能够抑制扭矩矢量控制装置向径向的大型化,容易地设置反转机构。此外,使第1旋转轴与第2旋转轴向相反的方向旋转的反转功能是通过使第1控制行星齿轮机构中的第1齿轮列的齿轮比与第2控制行星齿轮机构中的第2齿轮列的齿轮比互不相同来实现的。例如,通过使第1齿轮的齿数相对于作为基准的规定的齿轮的齿数增加(或者减少),并使第2齿轮的齿数相对于作为基准的规定的齿轮的齿数减少(或者增加),能够容易地使第1齿轮列的齿轮比与第2齿轮列的齿轮比不同。因此,本发明的扭矩矢量控制装置中的反转机构能够不使用复杂的构成而容易地进行构成。
此外,在本发明的扭矩矢量控制装置中,如上所述,使第1控制行星齿轮机构中的第1齿轮列的齿轮比与第2控制行星齿轮机构中的第2齿轮列的齿轮比互不相同。因此,在第1旋转轴与第2旋转轴的转数相等的状态下,在第1控制行星齿轮机构以及第2控制行星齿轮机构分别传递扭矩时,该第1齿轮列中的齿轮的啮合与第2齿轮列中的齿轮的啮合会相互干涉。其结果,反转机构实质性成为卡合状态而一体地旋转。因此,差动机构不进行差动旋转而是整体一体地旋转。相对于此,在第1旋转轴的转数与第2旋转轴的转数之间存在转数差的状态下,上述那样的由第1齿轮列与第2齿轮列之间的齿轮的干涉导致的卡合状态就得以消除,第1控制行星齿轮机构以及第2控制行星齿轮机构按照第1齿轮列以及第2齿轮列各自的齿轮比而传递扭矩。其结果,第1旋转轴以及第2旋转轴以相对于一个旋转轴而言另一个旋转轴进行反转的方式分别旋转。即,第1旋转轴以及第2旋转轴一边进行差动旋转,一边朝互相相反的旋转方向进行相对旋转。这样一来,本发明的扭矩矢量控制装置就作为将从动力源输入的动力扭矩分配并传递至第1旋转轴和第2旋转轴,并且吸收第1旋转轴与第2旋转轴之间的转数差的差动装置而发挥作用。除此以外,还能够实现通过控制致动器来改变控制扭矩,从而控制针对第1旋转轴以及第2旋转轴的扭矩分配的扭矩矢量控制。
此外,在本发明的扭矩矢量控制装置中,反转机构中的第1控制行星齿轮机构以及第2控制行星齿轮机构均形成减速比大于“1”的减速齿轮机构。即,反转机构除了上述那样的反转功能之外,还具备放大致动器的控制扭矩的减速功能。因此,根据本发明的扭矩矢量控制装置,能够与通过反转机构的减速功能放大控制扭矩的量相应地,谋求输出控制扭矩的致动器的小型化。因此,能够将扭矩矢量控制装置小型化。
如上所述,在本发明的扭矩矢量控制装置中,反转机构成为单轴构造,能够不使用复杂的构造而容易地构成反转机构。此外,通过将反转机构与第1旋转轴以及第2旋转轴同轴配置,能够抑制扭矩矢量控制装置向径向的大型化。进一步地,能够利用反转机构的减速功能(扭矩放大作用)将致动器小型化。因此,根据本发明的扭矩矢量控制装置,能够容易地谋求反转机构以及致动器的小型化,进而将扭矩矢量控制装置的体型小型化。其结果,例如能够将小型化后的扭矩矢量控制装置容易地搭载于车辆,即,提高向车辆的搭载性。
进一步地,本发明的扭矩矢量控制装置具备用于抑制致动器的所谓的共转的增速行星齿轮机构以及减速行星齿轮机构。在本发明的扭矩矢量控制装置中,在第1旋转轴与第2旋转轴在相同方向上速度相等地旋转的情况下,差动机构以及反转机构整体一体地进行旋转(即共转)。与之相伴地,增速行星齿轮机构的增速齿轮架和减速行星齿轮机构的减速齿轮架在相同方向上速度相等地旋转。在该情况下,在停止了增速太阳齿轮的旋转的状态下,增速行星齿轮机构作为使增速齿圈的转数相对于增速齿轮架的转数增速的增速机构发挥作用。另一方面,减速行星齿轮机构作为使减速齿轮架的转数相对于减速齿圈的转数减速的减速机构发挥作用。增速齿轮架的转数以及减速齿轮架的转数相等。此外,由于增速齿圈和减速齿圈连结在一起,因此该增速齿圈的转数以及减速齿圈的转数也相等。因此,增速行星齿轮机构的增速比的绝对值与减速行星齿轮机构的减速比的绝对值就变得相等。在该情况下,由于增速行星齿轮机构的增速太阳齿轮的转数为0,因此在减速行星齿轮机构中,按照减速行星齿轮机构的齿轮比,减速太阳齿轮的转数相对于减速齿圈或者减速齿轮架的转数而减速至0或者0附近的转数(在增速行星齿轮机构的齿轮比与减速行星齿轮机构的齿轮比相等的情况下,减速太阳齿轮的转数为0)。因此,在如上述那样,第1旋转轴与第2旋转轴在相同方向上速度相等地旋转、差动机构(以及反转机构)一体地共转的情况下,能够使连结到减速太阳齿轮的控制扭矩输出轴的转数为0或者几乎为0。即,能够抑制致动器的共转。
因此,根据本发明的扭矩矢量控制装置,能够抑制控制用或者差动用的致动器的共转,提高扭矩矢量控制装置的动力传递效率。进而,能够提高搭载本发明的扭矩矢量控制装置的车辆的能量效率。此外,例如,在车辆进行直线行驶的状态下骤然加速或者骤然减速的情况下,致动器的共转得以抑制,因此能够排除致动器的惯性扭矩的影响。因此,例如无需另外执行对致动器共转的情况下的惯性扭矩进行抵消或者削减的扭矩(抵消扭矩)的控制,从而能够相应地减轻控制致动器的装置的负载。进而,能够提高由致动器执行的扭矩矢量控制控制的控制性。
附图说明
图1是用于说明本发明的扭矩矢量控制装置的一例(第1实施方式)的图。
图2是用于说明本发明的扭矩矢量控制装置的另一例(第2实施方式)的图。
图3是用于说明本发明的扭矩矢量控制装置的另一例(第3实施方式)的图。
图4是用于说明本发明的扭矩矢量控制装置的另一例(第4实施方式)的图。
图5是用于说明本发明的扭矩矢量控制装置的另一例(第5实施方式)的图。
图6是用于说明本发明的扭矩矢量控制装置中的致动器的另一例(设置电磁制动器作为致动器的例子)的图。
图7是用于说明本发明的扭矩矢量控制装置中的致动器的另一例(设置电动制动器作为致动器的例子)的图。
具体实施方式
参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外,以下所示的实施方式仅仅是将本发明具体化的情况下的一例,并不对本发明进行限定。
〔第1实施方式〕
在图1中示出适用了本发明的扭矩矢量控制装置的一例。本发明的实施方式中的扭矩矢量控制装置1具备输入构件2、差动机构3、第1旋转轴4、第2旋转轴5、致动器6及反转机构7作为基本的构成要素。
规定的动力源所输出的动力扭矩被输入到输入构件2。在图1所示的例子中,输入构件2是设置有输入齿轮8的中空形状的旋转轴,可旋转地支承在扭矩矢量控制装置1的壳体9上。输入构件2以能够与后述的第1旋转轴4相对旋转的方式配置在第1旋转轴4的外周部分。输入齿轮8安装在输入构件2的外周部分上。输入构件2和输入齿轮8一体地旋转。输入齿轮8经由后述的减速齿轮16连结到动力源。
在图1所示的例子中,设置有电动发动机10以及制动机构11作为动力源。具体来说,在动力轴12的一个(图1的右侧)的端部连结有电动发动机10的输出轴13。在动力轴12的另一个(图1的左侧)的端部连结有制动机构11的旋转轴14。即,在该图1所示的例子中,作为动力源,在扭矩矢量控制装置1中组装有带制动功能的电动发动机并单元化。
电动发动机10产生驱动扭矩或再生扭矩作为动力扭矩。电动发动机10例如由永磁式的同步电动机、或者感应电动机等构成。制动机构11产生制动扭矩作为动力扭矩。制动机构11例如由利用通过通电而产生的磁吸引力对规定的旋转构件进行制动的励磁作动型的电磁制动器、或者使用由电动发动机驱动的进给丝杠机构来产生摩擦制动力的电动制动器、或者利用采用发动机发电时产生的阻力对规定的旋转构件进行制动的再生制动器等构成。
通过将上述那样的电动发动机10以及制动机构11一起与本发明的实施方式中的扭矩矢量控制装置1一体安装,能够构成具有扭矩矢量控制功能以及制动功能的动力单元。另外,本发明的实施方式中的扭矩矢量控制装置1也可以是仅组装电动发动机10作为动力源的构成。在该情况下,能够构成具有扭矩矢量控制功能的发动机驱动单元。或者也可以是仅组装制动机构11作为动力源的构成。在该情况下,能够构成具有扭矩矢量控制功能的制动单元。
在动力轴12的中央部分安装有小齿轮15。小齿轮15与动力轴12一体地旋转。小齿轮15与减速齿轮16的大径齿轮17啮合。减速齿轮16具有大径齿轮17以及小径齿轮18。大径齿轮17以及小径齿轮18分别串联地同轴配置。大径齿轮17与小径齿轮18一体地旋转。大径齿轮17的直径比小齿轮15大,齿数比小齿轮15多。小径齿轮18与上述的输入齿轮8啮合。小径齿轮18的直径比输入齿轮8小,齿数比输入齿轮8少。因此,由小齿轮15、大径齿轮17、小径齿轮18及输入齿轮8组成的齿轮列就形成将输入齿轮8的输出转数相对于小齿轮15的输入转数减速的减速齿轮机构、即减速齿轮16。因此,输入到动力轴12的动力源(图1所示的例子中,为电动发动机10以及制动机构11)的动力扭矩就被上述那样的减速齿轮16放大并传递到输入构件2。
差动机构3由第1动力行星齿轮机构19以及第2动力行星齿轮机构20构成。第1动力行星齿轮机构19以及第2动力行星齿轮机构20分别前后相对或左右相对(在图1所示的例子中是左右相对)地同轴配置。第1动力行星齿轮机构19具有动力输入要素21、第1动力输出要素22及第1差动反作用力要素23。动力扭矩从上述的输入构件2传递到动力输入要素21。第1动力输出要素22将动力扭矩输出到第1旋转轴4。后述的控制扭矩从致动器6传递到第1差动反作用力要素23,作为针对传递到第1动力输出要素22的动力扭矩的反作用力。另一方面,第2动力行星齿轮机构20具有动力输入要素21、第2动力输出要素24及第2差动反作用力要素25。动力输入要素21兼作上述的第1动力行星齿轮机构19。第2动力输出要素24将动力扭矩输出到第2旋转轴5。后述的控制扭矩从致动器6传递到第2差动反作用力要素25,作为针对传递到第2动力输出要素24的动力扭矩的反作用力。另外,在图1所示的例子中,后述的齿轮架32兼作第1差动反作用力要素23和第2差动反作用力要素25。
此外,差动机构3具有第1行星齿轮26、第2行星齿轮27及第3行星齿轮28这三组行星齿轮、第1太阳齿轮29、第2太阳齿轮30及第3太阳齿轮31这三个太阳齿轮、齿轮架32。第1行星齿轮26、第2行星齿轮27及第3行星齿轮28串联地同轴配置。第1太阳齿轮29、第2太阳齿轮30及第3太阳齿轮31串联地同轴配置。齿轮架32将第1行星齿轮26、第2行星齿轮27及第3行星齿轮28分别以能够自转并且能够绕各太阳齿轮29、30、31公转的方式保持。
第1行星齿轮26、第2行星齿轮27及第3行星齿轮28分别被固定在齿轮架32上的行星齿轮轴33旋转自如地支承。行星齿轮轴33与齿轮架32一体地旋转。第1行星齿轮26、第2行星齿轮27及第3行星齿轮28均在以行星齿轮轴33为旋转轴的自转方向上一体地旋转(在自转方向上不会相对旋转)。第1行星齿轮26与第1太阳齿轮29啮合。第2行星齿轮27与第2太阳齿轮30啮合。第3行星齿轮28与第3太阳齿轮31啮合。第1太阳齿轮29、第2太阳齿轮30及第3太阳齿轮31以能够相互相对旋转的方式分别旋转自如地支承在壳体9上。
与第3太阳齿轮31一体地旋转的第3太阳齿轮轴34安装在输入构件2上。第3太阳齿轮轴34与输入构件2一体地旋转。即,第3太阳齿轮31与输入构件2一体地旋转。因此,动力源即电动发动机10或制动机构11所产生的动力扭矩就经由减速齿轮16以及输入构件2传递到第3太阳齿轮31。因此,第3太阳齿轮31就成为差动机构3的动力输入要素21。
第1太阳齿轮29连结在第1旋转轴4上。第1太阳齿轮29与第1旋转轴4一体地旋转。因此,传递到差动机构3的动力扭矩的一部分就从第1太阳齿轮29输出到第1旋转轴4。因此,第1太阳齿轮29就成为差动机构3的第1动力输出要素22。
第2太阳齿轮30连结在第2旋转轴5上。第2太阳齿轮30与第2旋转轴5一体地旋转。因此,传递到差动机构3的动力扭矩的一部分就从第2太阳齿轮30输出到第2旋转轴5。因此,第2太阳齿轮30就成为差动机构3的第2动力输出要素24。
与齿轮架32一体地旋转的行星齿轮轴33经由后述的减速行星齿轮机构46连结到致动器6的控制扭矩输出轴35上。因此,致动器6所输出的控制扭矩就经由减速行星齿轮机构46以及行星齿轮轴33传递到齿轮架32。如后述那样,从致动器6传递到齿轮架32的控制扭矩作为针对从动力输入要素21传递到第1动力输出要素22的动力扭矩以及从动力输入要素21传递到第2动力输出要素24的动力扭矩的反作用力而发挥作用。因此,齿轮架32就成为差动机构3的第1差动反作用力要素23以及第2差动反作用力要素25。
这样一来,在差动机构3中,第3太阳齿轮31成为动力输入要素21,第1太阳齿轮29成为第1动力输出要素22,齿轮架32成为第1差动反作用力要素23,从而构成第1动力行星齿轮机构19。与此同时,第3太阳齿轮31成为动力输入要素21,第2太阳齿轮30成为第2动力输出要素24,齿轮架32成为第2差动反作用力要素25,从而构成第2动力行星齿轮机构20。
第1差动反作用力要素23以及第2差动反作用力要素25(即齿轮架32)在将动力扭矩从动力输入要素21(即,第3太阳齿轮31)传递到第1动力输出要素22(即,第1太阳齿轮29)以及第2动力输出要素24(即,第2太阳齿轮30)时,以允许第1动力输出要素22与第2动力输出要素24之间的旋转速度的差的方式,在动力输入要素21还有第1动力输出要素22以及第2动力输出要素24的旋转时被反作用力支承。
第1旋转轴4以及第2旋转轴5前后相对地同轴配置或者左右相对地同轴配置(在图1所示的例子中是左右相对地配置)。此外,第1旋转轴4以及第2旋转轴5与第1动力行星齿轮机构19以及第2动力行星齿轮机构20同轴配置。具体来说,第1旋转轴4以及第2旋转轴5、还有第1动力行星齿轮机构19以及第2动力行星齿轮机构20配置在相同的旋转轴线AL上。第1旋转轴4与第2旋转轴5能够相互相对旋转。第1旋转轴4的突出侧(图1的左侧)的端部可旋转地支承在壳体9上。同样地,第2旋转轴5的突出侧(图1的右侧)的端部可旋转地支承在壳体9上。
第1旋转轴4以及第2旋转轴5分别连结到差动机构3的第1动力输出要素22以及第2动力输出要素24上。因此,第1旋转轴4和第2旋转轴5利用差动机构3的作用而进行差动旋转。例如,在将本发明的实施方式中的扭矩矢量控制装置1作为左右的差动装置搭载了的车辆进行旋回行驶的情况下,差动机构3作为车辆的差动装置发挥作用,该第1旋转轴4和第2旋转轴5按照左侧的第1旋转轴4与右侧的第2旋转轴5的转数差进行差动旋转。此外,如后述那样,在改变致动器6的控制扭矩而控制左右驱动轮的扭矩分配的情况、即进行针对左右驱动轮的扭矩矢量控制的情况下,第1旋转轴4和第2旋转轴5进行差动旋转。
致动器6将由致动器6产生的扭矩作为控制扭矩赋予到差动机构3。差动机构3通过被第1差动反作用力要素23以及第2差动反作用力要素25赋予控制扭矩,使第1旋转轴4和第2旋转轴5进行差动旋转。作为致动器6,例如可以使用电动发动机或者制动机构。电动发动机输出对第1差动反作用力要素23以及第2差动反作用力要素25进行驱动的动力扭矩作为控制扭矩。或者输出对第1差动反作用力要素23以及第2差动反作用力要素25进行制动的再生扭矩作为控制扭矩。制动机构输出对第1差动反作用力要素23以及第2差动反作用力要素25进行制动的扭矩作为控制扭矩。例如可以使用利用通过通电而产生的磁吸引力对规定的旋转构件进行制动的励磁作动型的电磁制动器、使用被电动发动机驱动的进给丝杠机构来产生摩擦制动力的电动制动器等。
此外,致动器6具有输出上述那样的扭矩作为控制扭矩的控制扭矩输出轴35。在图1所示的例子中,使用输出动力扭矩或再生扭矩作为控制扭矩的电动发动机36。因此,电动发动机36的发动机轴就成为控制扭矩输出轴35。控制扭矩输出轴35经由后述的扭矩矢量控制装置1连结到齿轮架32的行星齿轮轴33上。
电动发动机36与第1旋转轴4以及第2旋转轴5一体地同轴(相同的旋转轴线AL上)配置,输出对控制扭矩输出轴35进行驱动的扭矩。电动发动机36例如由永磁式的同步电动机或者感应电动机等构成。
如上所述,在本发明的实施方式中的扭矩矢量控制装置1中,作为致动器6,例如使用电动发动机36。通过控制电动发动机36而改变控制扭矩,能够控制第1旋转轴4与第2旋转轴5之间的差动旋转。或者,利用电动发动机36的再生扭矩,能够限制第1旋转轴4与第2旋转轴5之间的差动旋转(差动限制或差速器锁)。
反转机构7与第1旋转轴4以及第2旋转轴5同轴配置。在第1旋转轴4与第2旋转轴5在进行差动旋转的情况下,反转机构7使该第1旋转轴4以及第2旋转轴5向互相相反的方向旋转。反转机构7由第1控制行星齿轮机构37以及第2控制行星齿轮机构38构成。第1控制行星齿轮机构37以及第2控制行星齿轮机构38均与第1旋转轴4以及第2旋转轴5同轴配置。具体来说,第1旋转轴4以及第2旋转轴5还有第1控制行星齿轮机构37以及第2控制行星齿轮机构38均配置在相同的旋转轴线AL上。第1控制行星齿轮机构37经由差动机构3的第1差动反作用力要素23,将致动器6所输出的控制扭矩传递到第1旋转轴4。第2控制行星齿轮机构38经由差动机构3的第2差动反作用力要素25,将致动器6所输出的控制扭矩传递到第2旋转轴5。
反转机构7构成为:在第1旋转轴4和第2旋转轴5在相同方向上速度相等地旋转的情况下,反转机构7与动力输入要素21(即第3太阳齿轮31)还有第1动力输出要素22(即第1太阳齿轮29)以及第2动力输出要素24(即第2太阳齿轮30)一起共转。
第1控制行星齿轮机构37具有控制输入要素39、第1控制输出要素40、第1行星齿轮26及第1齿轮41。控制扭矩从致动器6输入到控制输入要素39。第1控制输出要素40将控制扭矩输出到第1旋转轴4。在反转机构7中,控制扭矩从控制输入要素39传递到第1行星齿轮26。第1齿轮41与第1行星齿轮26啮合,形成第1控制输出要素40。另一方面,第2控制行星齿轮机构38具有控制输入要素39、第2控制输出要素42、第2行星齿轮27及第2齿轮43。控制输入要素39兼作上述的第1控制行星齿轮机构37。第2控制输出要素42将控制扭矩输出到第2旋转轴5。在反转机构7中,控制扭矩从控制输入要素39传递到第2行星齿轮27。第2齿轮43与第2行星齿轮27啮合,形成第2控制输出要素42。
反转机构7具有第1行星齿轮26、第2行星齿轮27及第3行星齿轮28这三组行星齿轮、第1太阳齿轮29、第2太阳齿轮30及第3太阳齿轮31这三个太阳齿轮及齿轮架32。其中,齿轮架32成为控制输入要素39,第1太阳齿轮29成为第1控制输出要素40,从而构成第1控制行星齿轮机构37。在该情况下,与第1行星齿轮26啮合的第1太阳齿轮29就成为第1控制输出要素40,且为第1齿轮41。此外,齿轮架32成为控制输入要素39,第2太阳齿轮30成为第2控制输出要素42,从而构成第2控制行星齿轮机构38。在该情况下,与第2行星齿轮27啮合的第2太阳齿轮30就成为第2控制输出要素42,且为第2齿轮43。
包含第1行星齿轮26以及第1齿轮41的第1齿轮列44的齿轮比与包含第2行星齿轮27以及第2齿轮43的第2齿轮列45的齿轮比互不相同。具体来说,第1齿轮列44中的第1行星齿轮26与第1太阳齿轮29这一齿轮对的齿轮比、和第2齿轮列45中的第2行星齿轮27与第2太阳齿轮30这一齿轮对的齿轮比互不相同。在图1所示的例子中,第1太阳齿轮29的齿数、第2太阳齿轮30的齿数、第3太阳齿轮31的齿数均相等。第1行星齿轮26的齿数、第2行星齿轮27的齿数、第3行星齿轮28的齿数均比各太阳齿轮34、35、36的齿数少。并且,第1行星齿轮26的齿数比第3行星齿轮28的齿数多,并且,第2行星齿轮27的齿数比第3行星齿轮28的齿数少。例如,如图1中括号内的数值所示,各太阳齿轮29、30、31的齿数是“40”,第1行星齿轮26的齿数是“21”,第2行星齿轮27的齿数是“19”,第3行星齿轮28的齿数是“20”。
在该情况下,若令第1行星齿轮26的齿数为zP1、第1太阳齿轮29的齿数为zS1,则第1齿轮列44的齿轮比u1为
u1=zP1/zS1
因此,例如像上述的例子那样,在第1行星齿轮26的齿数zP1为“21”、第1太阳齿轮29的齿数zS1为“40”的情况下,第1齿轮列44的齿轮比u1就为
u1=0.525
同样地,若令第2行星齿轮27的齿数为zP2、第2太阳齿轮30的齿数为zS2,则第2齿轮列45的齿轮比u2为
u2=zP2/zS2
因此,例如像上述的例子那样,在第2行星齿轮27的齿数zP2为“19”、第2太阳齿轮30的齿数zS2为“40”的情况下,第2齿轮列45的齿轮比u2就为
u2=0.475
通过使第1行星齿轮26的齿数zP1与第2行星齿轮27的齿数zP2互不相同,第1齿轮列44的齿轮比u1与第2齿轮列45的齿轮比u2就会变得互不相同。
如上所述,第1控制行星齿轮机构37中的第1齿轮列44的齿轮比u1与第2控制行星齿轮机构38中的第2齿轮列45的齿轮比u2互不相同。因此,在第1旋转轴4的转数与第2旋转轴5的转数相等的状态下,在第1控制行星齿轮机构37以及第2控制行星齿轮机构38分别传递扭矩时,该第1控制行星齿轮机构37中的第1齿轮列44与第2控制行星齿轮机构38中的第2齿轮列45就会相互干涉。在图1所示的例子中,第1齿轮列44中的第1行星齿轮26的齿数zP1(zP1=21)比包含第3太阳齿轮31以及第3行星齿轮28的齿轮列中的第3行星齿轮28的齿数zP3(zP3=20)多一齿,由此,第1齿轮列44中的第1太阳齿轮29与第3太阳齿轮31相比以一个齿的量更快旋转。另一方面,第2齿轮列45中的第2行星齿轮27的齿数zP2(zP2=19)比第3太阳齿轮31和第3行星齿轮28的齿轮列中的第3行星齿轮28的齿数zP3(zP3=20)少一齿,由此,第2齿轮列45中的第2太阳齿轮30与第3太阳齿轮31相比以一个齿的量更慢旋转。因此,第1太阳齿轮29与第2太阳齿轮30就相对朝相反方向旋转。在该情况下,与第1太阳齿轮29啮合的第1行星齿轮26、和与第2太阳齿轮30啮合的第2行星齿轮27一体地自转并且公转,在自转方向以及公转方向上均不会相对旋转。因此,相互反向的扭矩就作用在第1齿轮列44的啮合部和第2齿轮列45的啮合部上,第1齿轮列44与第2齿轮列45相互干涉。其结果,反转机构7实质上变为卡合状态,一体地进行旋转。因此,第1旋转轴4以及第2旋转轴5不会差动旋转,而是一体地旋转。
相对于此,在第1旋转轴4的转数与第2旋转轴5的转数之间存在转数差的状态下,上述那样的由第1齿轮列44与第2齿轮列45之间的齿轮的干涉导致的反转机构7的实质性卡合状态会被消除。因此,第1控制行星齿轮机构37以及第2控制行星齿轮机构38就分别按照第1齿轮列44的齿轮比u1以及第2齿轮列45的齿轮比u2传递扭矩。在图1所示的例子中,通过使第1齿轮列44与第2齿轮列45进行差动旋转,反转机构7的实质性的卡合状态得以消除。在该情况下,如上所述,相互反向的扭矩作用在第1齿轮列44的啮合部以及第2齿轮列45的啮合部上。因此,第1太阳齿轮29以及第2太阳齿轮30相互反向地进行相对旋转。即,第1太阳齿轮29以及第2太阳齿轮30分别进行旋转,以使得第2太阳齿轮30相对于第1太阳齿轮29反转。其结果,第1旋转轴4以及第2旋转轴5分别进行旋转,以使得相对于一个旋转轴4(或5),另一个旋转轴5(或4)反转。即,第1旋转轴4以及第2旋转轴5一边差动旋转,一边相互反向地相对旋转。
进一步地,反转机构7构成为:表示第1控制输出要素40的转数相对于控制输入要素39的转数的比例的第1减速比以及表示第2控制输出要素42的转数相对于控制输入要素39的转数的比例的第2减速比均大于“1”。在图1所示的例子中,构成为:齿轮架32与第1太阳齿轮29之间的第1减速比以及齿轮架32与第2太阳齿轮30之间的第2减速比均大于“1”。因此,第1控制行星齿轮机构37以及第2控制行星齿轮机构38分别形成使第1太阳齿轮29以及第2太阳齿轮30的输出转数相对于齿轮架32的输入转数减速的减速齿轮机构。因此,如后述那样,第1控制行星齿轮机构37以及第2控制行星齿轮机构38放大被输入到齿轮架32的致动器6的控制扭矩,并将其向第1旋转轴4侧以及第2旋转轴5侧传递。
例如,像前述的例子那样,在第1行星齿轮26的齿数zP1为“21”、第1太阳齿轮29的齿数zS1为“40”、第2行星齿轮27的齿数zP2为“19”、第2太阳齿轮30的齿数zS2为“40”、第3行星齿轮28的齿数zP3为“20”、第3太阳齿轮31的齿数zS3为“40”的情况下,第1控制行星齿轮机构37的第1减速比R1以及第2控制行星齿轮机构38的第2减速比R2分别为
R1=1/{1-(zS3/zP3)×(zP1/zS1)}=-20
R2=1/{1-(zS3/zP3)×(zP2/zS2)}=20
用以往的普通的行星齿轮机构能够实现的减速比大约为4至10左右,相比于此,能够获得相对较大的减速比。
另外,在第1控制行星齿轮机构37中,差动机构3的第1差动反作用力要素23(即齿轮架32)的旋转方向与差动机构3的第1动力输出要素22(即第1太阳齿轮29)的旋转方向成为相同的旋转方向,在该第1差动反作用力要素23与第1动力输出要素22之间传递控制扭矩。另一方面,在第2控制行星齿轮机构38中,差动机构3的第2动力输出要素24(即第2太阳齿轮30)的旋转方向相对于差动机构3的第2差动反作用力要素25(即齿轮架32)的旋转方向反转,在该第2差动反作用力要素25与第2动力输出要素24之间传递控制扭矩。因此,若将第1控制行星齿轮机构37中的第1动力输出要素22、或者第2控制行星齿轮机构38中的第2动力输出要素24中的某一旋转方向设为正旋转方向,则另一旋转方向就成为负旋转方向或者反向旋转方向。因此,在本发明的实施方式的说明中,为方便起见,对第1控制行星齿轮机构37中的第1动力输出要素22、或者第2控制行星齿轮机构38中的第2动力输出要素24中的某一个减速比赋予负(ー)的符号。在图1所示的例子中,将反转机构7中的致动器6与第1旋转轴4以及第2旋转轴5之间的减速比R显示为“R=±20”。
此外,本发明的实施方式中的扭矩矢量控制装置1在反转机构7、第1旋转轴4及第2旋转轴5的同轴上具备后述的增速行星齿轮机构52以及减速行星齿轮机构46。其中,减速行星齿轮机构46配置在致动器6与差动机构3的齿轮架32之间,在致动器6输出控制扭矩的情况下,将该控制扭矩放大并传递至差动机构3以及反转机构7。此外,如后述那样,在输入构件2还有第1旋转轴4以及第2旋转轴5一体地旋转时,减速行星齿轮机构46作为使差动机构3的齿轮架32的转数相对于致动器6的控制扭矩输出轴35的转数减速的减速机构而发挥作用。
减速行星齿轮机构46与第1旋转轴4以及第2旋转轴5同轴配置。减速行星齿轮机构46由单小齿轮型的行星齿轮机构构成,具有太阳齿轮、齿圈及齿轮架。在本发明的实施方式中,为了与其他行星齿轮机构的各旋转要素相区別,分别将减速行星齿轮机构46的太阳齿轮、齿圈及齿轮架称为减速太阳齿轮47、减速齿轮架48及减速齿圈49。
减速太阳齿轮47形成在中空形状的旋转轴的外周部分,可旋转地支承在壳体9上。减速太阳齿轮47连结在致动器6的控制扭矩输出轴35上。减速太阳齿轮47与控制扭矩输出轴35一体地旋转。
减速齿轮架48将减速行星齿轮机构46的行星齿轮50可自转且公转的支承。减速齿轮架48兼作差动机构3的齿轮架32,与该减速齿轮架48和齿轮架32一体地旋转。如后述那样,在输入构件2还有第1旋转轴4以及第2旋转轴5一体地旋转时,减速齿轮架48的转数相对于减速齿圈49的转数减速。
减速齿圈49是啮合至行星齿轮50的内齿齿轮,可旋转地支承在壳体9上。减速齿圈49经由覆盖差动机构3以及反转机构7的各行星齿轮26、27、28还有各太阳齿轮29、30、31的形成为罩状的连结构件51而连结至后述的增速行星齿轮机构52的增速齿圈55。减速齿圈49与连结构件51以及增速齿圈55一体地旋转。
因此,减速行星齿轮机构46中,在控制扭矩从控制扭矩输出轴35传递从而减速太阳齿轮47进行旋转的情况下,减速齿圈49成为反作用力要素,减速齿轮架48的转数相对于减速太阳齿轮47的转数减速。即,减速行星齿轮机构46作为致动器6的减速机构发挥作用。因此,减速行星齿轮机构46在致动器6与齿轮架32之间放大致动器6所输出的控制扭矩,并传递至齿轮架32。
在图1所示的例子中,如图中括号内的数值所示,减速行星齿轮机构46中的减速太阳齿轮47的齿数为“24”,减速齿圈49的齿数为“60”,行星齿轮50的齿数为“18”,该减速行星齿轮机构46的减速比就成为“3.5”。因此,结合考虑了该减速行星齿轮机构46的减速比的、反转机构7中的致动器6与第1旋转轴4以及第2旋转轴5之间的实质性的减速比R’就为“R’=±20×3.5=±70”。利用减速行星齿轮机构46的减速功能,能够获得更大的减速比。
这样一来,在本发明的实施方式中的扭矩矢量控制装置1中,反转机构7中的第1控制行星齿轮机构37以及第2控制行星齿轮机构38均形成减速比R大于“1”的减速齿轮机构。即,反转机构7除了具备在第1旋转轴4与第2旋转轴5进行差动旋转时使该第1旋转轴4和第2旋转轴5向彼此相反的旋转方向相对旋转的反转功能以外,还具备放大致动器6的控制扭矩的减速功能(扭矩放大功能)。在上述的图1所示的例子中,具有减速比R为“20”(实质性的减速比R’为“72”)的大的扭矩放大功能。因此,根据本发明的实施方式中的扭矩矢量控制装置1,能够与利用反转机构7的减速功能放大控制扭矩的量相应地,谋求致动器6的小型化。因此,能够将扭矩矢量控制装置1小型化。
此外,本发明的实施方式中的扭矩矢量控制装置1中,反转机构7是单轴构造。因此,能够不使用复杂的构造而容易地构成兼具上述那样的反转功能和减速功能的反转机构7。此外,通过将反转机构7与第1旋转轴4以及第2旋转轴5同轴配置,能够抑制扭矩矢量控制装置1的向径向的大型化。进一步地,能够利用反转机构7的减速功能将致动器6小型化。因此,根据本发明的实施方式中的扭矩矢量控制装置1,能够容易地谋求反转机构7以及致动器6的小型化,进而能够将扭矩矢量控制装置1的体型小型化。其结果,能够将小型化后的扭矩矢量控制装置1容易地搭载于车辆。
另外,上述的第1行星齿轮26、第2行星齿轮27及第3行星齿轮28、还有第1太阳齿轮29、第2太阳齿轮30及第3太阳齿轮31的排列顺序不限于图1所示的顺序。例如,也可以是将第1行星齿轮26以及第1太阳齿轮29与第2行星齿轮27以及第2太阳齿轮30对调地配置的构成。或者,也可以是将第3行星齿轮28以及第3太阳齿轮31配置在图1的右侧的构成。
另一方面,如前所述,在本发明的实施方式中的扭矩矢量控制装置1中,在第1旋转轴4与第2旋转轴5在相同方向上速度相等地旋转的情况下,差动机构3(以及反转机构7)一体地进行共转。在该情况下,假如致动器6也一起共转,则会导致扭矩矢量控制装置1的动力传递效率的降低。或者,会另外需要用于输出针对致动器6的惯性扭矩的抵消扭矩的控制。因此,在本发明的实施方式中的扭矩矢量控制装置1中,为了避免或者一直上述那样的致动器6的共转,与前述的减速行星齿轮机构46一起设置有增速行星齿轮机构52。
增速行星齿轮机构52与第1旋转轴4以及第2旋转轴5同轴配置。增速行星齿轮机构52由单小齿轮型的行星齿轮机构构成,具有太阳齿轮、齿圈及齿轮架。在本发明的实施方式中,为了与其他行星齿轮机构的各旋转要素相区别,分别将增速行星齿轮机构52的太阳齿轮、齿圈及齿轮架称为增速太阳齿轮53、增速齿轮架54及增速齿圈55。
增速太阳齿轮53形成在中空形状的轴构件的外周部分,不可旋转地被固定。例如安装于与壳体9一体地形成的凸缘部分(未图示)。
增速齿轮架54以可自转并且可公转的方式支承增速行星齿轮机构52的行星齿轮56。增速齿轮架54连结至输入构件2。具体来说,增速齿轮架54连结至第3太阳齿轮轴34。因此,增速齿轮架54与第3太阳齿轮轴34以及输入构件2一体地旋转。
增速齿圈55是啮合至行星齿轮56的内齿齿轮,与减速行星齿轮机构46的减速齿圈49一起可旋转地支承在壳体9上。增速齿圈55经由连结构件51连结至减速齿圈49。增速齿圈55与减速齿圈49一体地旋转。在增速齿轮架54进行旋转时,增速齿圈55的转数相对于增速齿轮架54的转数增速。
因此,在动力扭矩从输入构件2传递从而增速齿轮架54进行旋转的情况下,增速太阳齿轮53成为反作用力要素,增速行星齿轮机构52作为使增速齿圈55的转数相对于增速齿轮架54的转数增速的增速机构发挥作用。
在图1所示的例子中,如图中括号内的数值所示,增速行星齿轮机构52中的增速太阳齿轮53的齿数为“24”,增速齿圈55的齿数为“60”,行星齿轮56的齿数为“18”。即,增速太阳齿轮53的齿数、增速齿圈55的齿数及行星齿轮56的齿数分别与前述的减速行星齿轮机构46中的减速太阳齿轮47的齿数、减速齿圈49的齿数及行星齿轮50的齿数相等。因此,增速行星齿轮机构52与减速行星齿轮机构46的齿轮比(或者速度传递比、速度比)相等。
本发明的实施方式中的扭矩矢量控制装置1中,在第1旋转轴4与第2旋转轴5在相同方向上速度相等地旋转的情况下,差动机构3以及反转机构7的全体一体地进行共转。与之相伴地,增速行星齿轮机构52的增速齿轮架54和减速行星齿轮机构46的增速齿轮架54在相同方向上速度相等地旋转。在该情况下,在停止了增速太阳齿轮53的旋转的状态下,增速行星齿轮机构52作为使增速齿圈55的转数相对于增速齿轮架54的转数增速的增速机构发挥作用。另一方面,减速行星齿轮机构46作为使减速齿轮架48的转数相对于减速齿圈49的转数减速的减速机构发挥作用。增速齿轮架54的转数以及减速齿轮架48的转数相等。此外,由于增速齿圈55和减速齿圈49连结在一起,因此该增速齿圈55的转数以及减速齿圈49的转数也相等。因此,增速行星齿轮机构52的增速比的绝对值与减速行星齿轮机构46的减速比的绝对值就变得相等。在该情况下,由于增速太阳齿轮53的转数为0,因此在减速行星齿轮机构46中,减速太阳齿轮47的转数按照减速行星齿轮机构46的齿轮比,相对于减速齿圈49的转数减速至0或者0附近的转数。在图1所示的例子中,由于增速行星齿轮机构52的齿轮比与减速行星齿轮机构46的齿轮比相等,因此减速太阳齿轮47的转数就变为0。因此,在如上述那样第1旋转轴4与第2旋转轴5在相同方向上速度相等地旋转、差动机构3(以及反转机构7)一体地进行共转的情况下,连结至减速太阳齿轮47的致动器6的控制扭矩输出轴35的转数就变为0或者大致为0。即,致动器6的共转得以抑制。
因此,根据本发明的实施方式中的扭矩矢量控制装置1,能够抑制输出控制扭矩的致动器6的共转,提高扭矩矢量控制装置1的动力传递效率。进而,能够提高搭载扭矩矢量控制装置1的车辆的能量效率。此外,例如,在车辆正在直线行驶的状态下骤然加速或者骤然减速的情况下,由于致动器6的共转得到抑制,因此能够排除致动器6的惯性扭矩的影响。因此,例如,也可以不另外执行使致动器6进行共转的情况下的惯性扭矩抵消或者削减的扭矩的控制,从而能够与之相应地减轻控制致动器6的装置的负载。进而,能够提高基于致动器6的扭矩矢量控制的控制性。
图2至图5中示出了适用了本发明的扭矩矢量控制装置1的另一实施方式。另外,在以下图示说明的扭矩矢量控制装置1中,对于构成或功能与上述的图1或者已示出的附图所示的扭矩矢量控制装置1相同的构件或部件等,赋予与图1或者已示出的附图中使用的参照标号相同的参照标号。
〔第2实施方式〕
图2所示的扭矩矢量控制装置1是假设作为所谓的左右差速器装置搭载于车辆而构成的。即,在该图2所示的扭矩矢量控制装置1中,第1旋转轴4以及第2旋转轴5分别在车辆(未图示)的车宽方向(旋转轴线AL方向、图2的左右方向)的同轴上、在车宽方向的左右相对地配置。
在图2所示的扭矩矢量控制装置1中,在输入构件2的外周部分设置有输入齿轮61。输入构件2与输入齿轮61一体地旋转。输入齿轮61是大径的锥齿轮,啮合于设置在传动轴62的顶端(图2的下端)的小径的锥齿轮63。
传动轴62以使传动轴62的轴线方向与旋转轴线AL方向正交的方式配置。在传动轴62的一个端部安装有锥齿轮63。或者,一体地形成有锥齿轮63。传动轴62与锥齿轮63一体地旋转。传动轴62的另一侧端部(未图示)上例如连结有发动机或电动发动机等动力源的输出轴(未图示)。因此,输入构件2就经由输入齿轮61、锥齿轮63及传动轴62连结到动力源。
这样一来,本发明的实施方式中的扭矩矢量控制装置1能够将第1旋转轴4以及第2旋转轴5分别在车辆的车宽方向的同轴上、在车宽方向的左右相对地配置,从而搭载于车辆。即,扭矩矢量控制装置1作为一体地组装有致动器6(电动发动机36)的、针对左右的驱动轴的差速器装置搭载于车辆。因此,扭矩矢量控制装置1能够作为具有所谓的扭矩矢量控制功能的紧凑的差速器装置容易地搭载于车辆。因此,除了作为现有的差速器装置的功能之外,还能够利用致动器6所输出的控制扭矩积极地控制针对车辆的左右驱动轮的扭矩的分配率、还有车辆的左右驱动轮之间的差动旋转。即,能够进行针对左右驱动轮的扭矩矢量控制。
〔第3实施方式〕
在图3所示的扭矩矢量控制装置1中,差动机构3具有第1行星齿轮26、第2行星齿轮27及第3行星齿轮28这三组行星齿轮、第1齿圈71、第2齿圈72及第3齿圈73这三个齿圈及齿轮架74。第1行星齿轮26、第2行星齿轮27及第3行星齿轮28串联地同轴配置。第3行星齿轮28配置在第1行星齿轮26与第2行星齿轮27之间。第1齿圈71、第2齿圈72及第3齿圈73串联地同轴配置。第3齿圈73配置在第1齿圈71与第2齿圈72之间。第1齿圈71、第2齿圈72、第3齿圈73相互地相对旋转。第1行星齿轮26啮合至第1齿圈71。第2行星齿轮27啮合至第2齿圈72。第3行星齿轮28啮合至第3齿圈73。
第1齿圈71连结到第1旋转轴4上。第1齿圈71与第1旋转轴4一体地旋转。第2齿圈72连结到第2旋转轴5上。第2齿圈72与第2旋转轴5一体地旋转。第3齿圈73与后述的增速行星齿轮机构81的增速齿轮架88一起连结至输入构件75。第3齿圈73与增速齿轮架88以及输入构件75一体地旋转。输入构件75是部分兼作增速齿轮架88的圆盘形状的旋转构件,与第3齿圈73以及增速齿轮架88一起可旋转地支承在壳体9上。在输入构件75的外周部分安装有输入齿轮61。或者,一体地形成有输入齿轮61。因此,动力源所输出的动力扭矩就经由输入构件75以及增速齿轮架88传递至第3齿圈73。传递到第3齿圈73的动力扭矩从第3行星齿轮28传递至第1行星齿轮26以及第2行星齿轮27。
齿轮架74由保持件部76以及凸缘部77构成。保持件部76对行星齿轮轴33以及支承在行星齿轮轴33上的各行星齿轮26、27、28进行保持。凸缘部77安装在保持件部76的外周部分。或者,一体地形成在保持件部76的外周部分。虽然在图3的截面图中保持件部76和凸缘部77似乎是作为分体的样子显示的,但是保持件部76和凸缘部77是连结的,相互一体地旋转。凸缘部77兼作后述的减速行星齿轮机构80的减速齿轮架83,经由减速行星齿轮机构80可旋转地支承在壳体9上。减速行星齿轮机构80配置在致动器6与差动机构3的齿轮架74之间,在致动器6输出控制扭矩的情况下,放大该控制扭矩并传递至差动机构3以及反转机构7。
齿轮架74的扭矩经由第1行星齿轮26以及第2行星齿轮27传递至第1齿圈71以及第2齿圈72。因此,从致动器6经由后述的减速行星齿轮机构80传递至齿轮架74的控制扭矩就作为针对从第3齿圈73经由第3行星齿轮28以及第1行星齿轮26传递至第1齿圈71的动力扭矩及从第3齿圈73经由第3行星齿轮28以及第2行星齿轮27传递至第2齿圈72的动力扭矩的反作用力而发挥作用。
因此,第3齿圈73就成为差动机构3的动力输入要素21,第1齿圈71成为差动机构3的第1动力输出要素22,齿轮架74成为差动机构3的第1差动反作用力要素23,从而构成第1动力行星齿轮机构19。此外,第3齿圈73成为差动机构3的动力输入要素21,第2齿圈72成为差动机构3的第2动力输出要素24,齿轮架74成为差动机构3的第2差动反作用力要素25,从而构成第2动力行星齿轮机构20。
此外,在该图3所示的扭矩矢量控制装置1中,反转机构7具有第1行星齿轮26、第2行星齿轮27及第3行星齿轮28这三组行星齿轮、第1齿圈71、第2齿圈72及第3齿圈73这三个齿圈及齿轮架74。齿轮架74连结到致动器6的控制扭矩输出轴35上。第1齿圈71连结到差动机构3的第1动力输出要素22、即第1旋转轴4上。第1齿圈71与第1行星齿轮26相互啮合。此外,第2齿圈72连结到差动机构3的第2动力输出要素24、即第2旋转轴5上。第2齿圈72与第2行星齿轮27相互啮合。
因此,齿轮架74就成为控制输入要素39,第1齿圈71作为第1齿轮41而成为第1控制输出要素40,从而构成第1控制行星齿轮机构37。此外,齿轮架74成为控制输入要素39,第2齿圈72作为第2齿轮43而成为第2控制输出要素42,从而构成第2控制行星齿轮机构38。
在图3所示的例子中,包含第1行星齿轮26以及第1齿轮41(即,第1齿圈71)的第1齿轮列78的齿轮比、与包含第2行星齿轮27以及第2齿轮43(即,第2齿圈72)的第2齿轮列79的齿轮比互不相同。具体来说,第1齿轮列78中的第1行星齿轮26和第1齿圈71的齿轮对的齿轮比、与第2齿轮列79中的第2行星齿轮27和第2齿圈72的齿轮对的齿轮比互不相同。
具体来说,第1齿圈71的齿数、第2齿圈72的齿数及第3齿圈73的齿数均相等。第1行星齿轮26的齿数、第2行星齿轮27的齿数及第3行星齿轮28的齿数均比各齿圈71、72、73的齿数少。并且,第1行星齿轮26的齿数比第3行星齿轮28的齿数少,并且,第2行星齿轮27的齿数比第3行星齿轮28的齿数多。例如,如图3的括号内的数值所示,各齿圈71、72、73的齿数为“64”,第1行星齿轮26的齿数为“17”,第2行星齿轮27的齿数为“19”,第3行星齿轮28的齿数为“18”。在该情况下,减速比R就为“R=±18”。
根据该图3所示的扭矩矢量控制装置1,与前述的图1,图2所示的例子同样地,能够与利用反转机构7的减速功能放大的控制扭矩的量相应地,谋求致动器6的小型化。此外,能够容易地构成单轴构造的反转机构7。此外,通过将反转机构7与第1旋转轴4以及第2旋转轴5同轴配置,能够抑制扭矩矢量控制装置1向径向的大型化。除此之外,在该图3所示的扭矩矢量控制装置1中,通过设置分别啮合至各行星齿轮26、27、28的各齿圈71、72、73,能够通过各齿圈71、72、73来抑制扭矩矢量控制装置1旋转时产生的齿轮架74的离心力的增大。因此,能够在设计上降低齿轮架74的强度,从而能够与之相应地谋求差动机构3以及反转机构7的小型化。此外,在该图3所示的扭矩矢量控制装置1中,第1动力行星齿轮机构19以及第2动力行星齿轮机构20、还有第1控制行星齿轮机构37以及第2控制行星齿轮机构38均由各行星齿轮26、27、28、齿轮架74、还有各齿圈71、72、73构成。即,不使用太阳齿轮地进行构成。因此,无需配置比各行星齿轮26、27、28更大径且齿数更多的太阳齿轮的空间,从而能够与之相应地使径向的体型小型化。
进一步地,该图3所示的扭矩矢量控制装置1具备用于抑制致动器6的共转的减速行星齿轮机构80以及增速行星齿轮机构81。
减速行星齿轮机构80配置在致动器6与差动机构3的齿轮架74之间,在致动器6输出控制扭矩的情况下,将该控制扭矩放大并传递至差动机构3以及反转机构7。此外,在输入构件75还有第1旋转轴4以及第2旋转轴5一体地旋转时,减速行星齿轮机构80作为使差动机构3的齿轮架74的转数相对于致动器6的控制扭矩输出轴35的转数减速的减速机构发挥作用。
减速行星齿轮机构80与第1旋转轴4以及第2旋转轴5同轴配置。减速行星齿轮机构80由单小齿轮型的行星齿轮机构构成,具有减速太阳齿轮82、减速齿轮架83及减速齿圈84。
减速太阳齿轮82形成在中空形状的旋转轴的外周部分,可旋转地支承在壳体9上。减速太阳齿轮82连结到致动器6的控制扭矩输出轴35上。减速太阳齿轮82与控制扭矩输出轴35一体地旋转。
减速齿轮架83以可自转且可公转的方式支承减速行星齿轮机构80的行星齿轮85。减速齿轮架83兼作差动机构3的齿轮架74与该减速齿轮架83和齿轮架74一体地旋转。在输入构件75还有第1旋转轴4以及第2旋转轴5が一体地旋转时,减速齿轮架83的转数相对于减速齿圈84的转数进行减速。
减速齿圈84是啮合到行星齿轮85的内齿齿轮,经由后述的增速行星齿轮机构81可旋转地支承在壳体9上。减速齿圈84经由覆盖差动机构3以及反转机构7的各行星齿轮26、27、28、还有各齿圈71、72、73的形成为罩状的连结构件86而连结至后述的增速行星齿轮机构81的增速齿圈89。减速齿圈84与连结构件86以及增速齿圈89一体地旋转。
因此,减速行星齿轮机构80中,在控制扭矩从控制扭矩输出轴35从而减速太阳齿轮82进行旋转的情况下,减速齿圈84就成为反作用力要素,从而减速齿轮架83的转数相对于减速太阳齿轮82的转数进行减速。即,减速行星齿轮机构80作为致动器6的减速机构发挥作用。因此,减速行星齿轮机构80在致动器6与齿轮架74之间放大致动器6所输出的控制扭矩,并传递到齿轮架74。
在图3所示的例子中,如图中的括号内的数值所示,减速行星齿轮机构80中的减速太阳齿轮82的齿数为“18”,减速齿圈84的齿数为“56”,行星齿轮85的齿数为“18”,该减速行星齿轮机构80的减速比就约为“4”。因此,结合考虑了该减速行星齿轮机构80的减速比的、反转机构7中的致动器6与第1旋转轴4以及第2旋转轴5之间的实质性的减速比R’就成为“R’=±18×4=±72”。利用减速行星齿轮机构80的减速功能,能够获得更大的减速比。
增速行星齿轮机构81与第1旋转轴4以及第2旋转轴5同轴配置。增速行星齿轮机构81由单小齿轮型的行星齿轮机构构成,具有增速太阳齿轮87、增速齿轮架88及增速齿圈89。
增速太阳齿轮87形成在中空形状的轴构件的外周部分,不可旋转地固定。例如,安装在于壳体9一体地形成的凸缘部分(未图示)上。
增速齿轮架88以可自转并且可公转的方式支承增速行星齿轮机构81的行星齿轮90。增速齿轮架88连结至输入构件75。具体来说,增速齿轮架88兼作输入构件75的一部分,且连结至第3齿圈73。因此,增速齿轮架88与第3齿圈73以及输入构件2一体地旋转。
增速齿圈89是啮合至行星齿轮90的内齿齿轮,经由行星齿轮90以及增速太阳齿轮87,与减速行星齿轮机构80的减速齿圈84一起可旋转地支承在壳体9上。增速齿圈89经由连结构件86连结至减速齿圈84。增速齿圈89与减速齿圈84一体地旋转。在增速齿轮架88旋转时,增速齿圈89的转数相对于增速齿轮架88的转数进行增速。
因此,在动力扭矩从输入构件75传递从而增速齿轮架88进行旋转的情况下,增速太阳齿轮87就成为反作用力要素,增速行星齿轮机构81作为使增速齿圈89的转数相对于增速齿轮架88的转数进行增速的增速机构发挥作用。
在图3所示的例子中,如图中的括号内的数值所示,增速行星齿轮机构81中的增速太阳齿轮87的齿数为“18”,增速齿圈89的齿数为“56”,行星齿轮90的齿数为“18”。即,增速太阳齿轮87的齿数、增速齿圈89的齿数及行星齿轮90的齿数分别与前述的减速行星齿轮机构80中的减速太阳齿轮82的齿数、减速齿圈84的齿数及行星齿轮85的齿数相等。因此,增速行星齿轮机构81与减速行星齿轮机构80的齿轮比(或者速度传递比、速度比)相等。
因此,在该图3所示的扭矩矢量控制装置1中,也与前述的图1、图2所示的扭矩矢量控制装置1同样地,在第1旋转轴4与第2旋转轴5在相同方向上速度相等地旋转,差动机构3(以及反转机构7)一体地进行共转的情况下,连结到减速太阳齿轮82的致动器6的控制扭矩输出轴35的转数就变为0。即,能够避免致动器6的共转。
〔第4实施方式〕
在图4所示的扭矩矢量控制装置1中,差动机构3具有第1行星齿轮26、第2行星齿轮27及第3行星齿轮28这三组行星齿轮、第1齿圈71、第2齿圈72及第3齿圈73的这三个齿圈及齿轮架101。第1行星齿轮26、第2行星齿轮27及第3行星齿轮28串联地同轴配置。第3行星齿轮28配置在行星齿轮轴33的任一端部侧。在图4所示的例子中,在行星齿轮轴33的左端侧配置有第1行星齿轮26以及第2行星齿轮27,在行星齿轮轴33的右端侧配置有第3行星齿轮28。第1齿圈71、第2齿圈72及第3齿圈73串联地同轴配置。第3齿圈73配置在行星齿轮轴33的任一端部侧。在图4所示的例子中,在行星齿轮轴33的左端侧配置有第1齿圈71以及第2齿圈72,在行星齿轮轴33的右端侧配置有第3齿圈73。第1齿圈71、第2齿圈72、第3齿圈73相互进行相对旋转。第1行星齿轮26啮合至第1齿圈71。第2行星齿轮27啮合至第2齿圈72。第3行星齿轮28啮合至第3齿圈73。
第1齿圈71连结到第1旋转轴4上。第1齿圈71与第1旋转轴4一体地旋转。第2齿圈72连结到第2旋转轴5上。第2齿圈72与第2旋转轴5一体地旋转。第3齿圈73与后述的增速行星齿轮机构108的增速齿轮架114一起连结至输入构件102。第3齿圈73与增速齿轮架114以及输入构件102一体地旋转。输入构件102由圆筒部103以及凸缘部104构成。
圆筒部103是中空形状的轴构件,在内周部分配置有差动机构3以及反转机构7的各行星齿轮26、27、28及各齿圈71、72、73、还有后述的增速行星齿轮机构108以及减速行星齿轮机构107等。在各齿圈71、72、73中,第3齿圈73安装在圆筒部103的内周部分,或者一体地形成于圆筒部103的内周部分。因此,输入构件102与第3齿圈73一体地旋转。此外,在圆筒部103的外周部分安装有输入齿轮61。或者,一体地形成有输入齿轮61。因此,动力源所输出的动力扭矩就经由输入构件102传递至第3齿圈73。传递至第3齿圈73的动力扭矩从第3行星齿轮28传递至第1行星齿轮26以及第2行星齿轮27。
凸缘部104一体地形成于圆筒部103的一侧端部(在图4所示的例子中为右端部)。凸缘部104兼作后述的增速行星齿轮机构108的增速齿轮架114,经由增速行星齿轮机构108,可旋转地支承在壳体9上。
齿轮架101由行星齿轮轴33、第1板部105及第2板部106构成。第1板部105以及第2板部106分别支承行星齿轮轴33的某一侧端部。在图4所示的例子中,第1板部105对行星齿轮轴33的左端部进行支承。第1板部105以能够相对于第2旋转轴5进行相对旋转的方式支承在第2旋转轴5的外周部分。第2板部106对行星齿轮轴33的右端部进行支承。第2板部106以能够相对于控制扭矩输出轴35进行相对旋转的方式支承在控制扭矩输出轴35的外周部分。
齿轮架101的扭矩经由第1行星齿轮26以及第2行星齿轮27传递至第1齿圈71以及第2齿圈72。因此,从致动器6经由后述的减速行星齿轮机构107传递至齿轮架101的控制扭矩就作为针对从第3齿圈73经由第3行星齿轮28以及第1行星齿轮26传递至第1齿圈71的动力扭矩及从第3齿圈73经由第3行星齿轮28以及第2行星齿轮27传递至第2齿圈72的动力扭矩的反作用力而发挥作用。
因此,第3齿圈73就成为差动机构3的动力输入要素21,第1齿圈71成为差动机构3的第1动力输出要素22,齿轮架101成为差动机构3的第1差动反作用力要素23,从而构成第1动力行星齿轮机构19。此外,第3齿圈73成为差动机构3的动力输入要素21,第2齿圈72成为差动机构3的第2动力输出要素24,齿轮架101成为差动机构3的第2差动反作用力要素25,从而构成第2动力行星齿轮机构20。
此外,在该图4所示的扭矩矢量控制装置1中,具有反转机构7は、第1行星齿轮26、第2行星齿轮27及第3行星齿轮28这三组行星齿轮、第1齿圈71、第2齿圈72及第3齿圈73这三个齿圈及齿轮架101。齿轮架101连结到致动器6的控制扭矩输出轴35上。第1齿圈71连结到差动机构3的第1动力输出要素22、即第1旋转轴4上。第1齿圈71与第1行星齿轮26相互啮合。此外,第2齿圈72连结到差动机构3的第2动力输出要素24、即第2旋转轴5上。第2齿圈72与第2行星齿轮27相互啮合。
因此,齿轮架101就成为控制输入要素39,第1齿圈71作为第1齿轮41而成为第1控制输出要素40,从而构成第1控制行星齿轮机构37。此外,齿轮架101成为控制输入要素39,第2齿圈72作为第2齿轮43而成为第2控制输出要素42,从而构成第2控制行星齿轮机构38。
在图4所示的例子中,第1齿圈71的齿数、第2齿圈72的齿数、第3齿圈73的齿数均相等。第1行星齿轮26的齿数、第2行星齿轮27的齿数、第3行星齿轮28的齿数均比各齿圈71、72、73的齿数少。并且,第1行星齿轮26的齿数比第3行星齿轮28的齿数少,并且,第2行星齿轮27的齿数比第3行星齿轮28的齿数多。例如,如图4的括号内的数值所示,各齿圈71、72、73的齿数为“72”,第1行星齿轮26的齿数为“17”,第2行星齿轮27的齿数为“19”,第3行星齿轮28的齿数为“18”。在该情况下,减速比R就成为“R=±18”。
进一步地,该图4所示的扭矩矢量控制装置1具备用于抑制致动器6的共转的减速行星齿轮机构107以及增速行星齿轮机构108。
减速行星齿轮机构107以及增速行星齿轮机构108分别与第1旋转轴4以及第2旋转轴5同轴配置。此外,减速行星齿轮机构107以及增速行星齿轮机构108在旋转轴线AL方向上夹持上述的第1板部105或者第2板部106而并列地配置。在图4所示的例子中,减速行星齿轮机构107以及增速行星齿轮机构108在旋转轴线AL方向上夹持第2板部106,从图4的左边开始依次配置有减速行星齿轮机构107、第2板部106、增速行星齿轮机构108。
减速行星齿轮机构107配置在致动器6与差动机构3的齿轮架101之间,在致动器6输出控制扭矩的情况下,放大该控制扭矩并传递至差动机构3以及反转机构7。此外,在输入构件102还有第1旋转轴4以及第2旋转轴5一体地旋转时,减速行星齿轮机构107作为使差动机构3的齿轮架101的转数相对于致动器6的控制扭矩输出轴35的转数进行减速的减速机构发挥作用。减速行星齿轮机构107由单小齿轮型的行星齿轮机构构成,具有减速太阳齿轮109、减速齿轮架110及减速齿圈111。
减速太阳齿轮109形成在中空形状的旋转轴的外周部分,连结到致动器6的控制扭矩输出轴35上。减速太阳齿轮109与控制扭矩输出轴35一起可旋转地支承在壳体9上。减速太阳齿轮109与控制扭矩输出轴35一体地旋转。
减速齿轮架110以可自转且可公转的方式支承减速行星齿轮机构107的行星齿轮112。减速齿轮架110兼作齿轮架101的第2板部106,该减速齿轮架110与齿轮架101一体地旋转。在输入构件102还有第1旋转轴4以及第2旋转轴5一体地旋转时,减速齿轮架110的转数相对于减速齿圈111的转数进行减速。
减速齿圈111是啮合于行星齿轮112的内齿齿轮。减速齿圈111连结至后述的增速行星齿轮机构108的增速齿圈115。减速齿圈111与增速齿圈115一体地旋转。
因此,减速行星齿轮机构107中,在控制扭矩从控制扭矩输出轴35传递从而减速太阳齿轮109进行旋转的情况下,减速齿圈111就成为反作用力要素,减速齿轮架110的转数相对于减速太阳齿轮109的转数进行减速。即,减速行星齿轮机构107作为致动器6的减速机构发挥作用。因此,减速行星齿轮机构107在致动器6与齿轮架101之间放大致动器6所输出的控制扭矩,并传递至齿轮架101。
增速行星齿轮机构108在第1旋转轴4以及第2旋转轴5同轴地、与齿轮架101的第2板部106相邻地(在图4的右侧)配置。增速行星齿轮机构108由单小齿轮型的行星齿轮机构构成,具有增速太阳齿轮113、增速齿轮架114及增速齿圈115。
增速太阳齿轮113形成在中空形状的轴构件的外周部分,不可旋转地被固定。例如安装于与壳体9一体地形成的凸缘部分(未图示)。
增速齿轮架114将增速行星齿轮机构108的行星齿轮116可自转且公转的支承。增速齿轮架114连结至第3齿圈73以及输入构件102。具体来说,增速齿轮架114形成于从第3齿圈73的端部(图4的右端)延伸的凸缘部分。因此,增速齿轮架114与第3齿圈73以及输入构件102一体地旋转。
增速齿圈115是啮合于行星齿轮116的内齿齿轮。增速齿圈115连结于减速行星齿轮机构107的减速齿圈111,与减速齿圈111一体地旋转。在增速齿轮架114旋转时,增速齿圈115的转数相对于增速齿轮架114的转数进行增速。
因此,在动力扭矩从输入构件102传递从而增速齿轮架114进行旋转的情况下,增速太阳齿轮113就成为反作用力要素,增速行星齿轮机构108作为使增速齿圈115的转数相对于增速齿轮架114的转数进行增速的增速机构发挥作用。
在图4所示的例子中,如图中的括号内的数值所示,上述的减速行星齿轮机构107中的减速太阳齿轮109的齿数为“36”,减速齿圈111的齿数为“72”,行星齿轮112的齿数为“18”,从而该减速行星齿轮机构107的减速比就成为“3”。因此,结合考虑了该减速行星齿轮机构107的减速比的、反转机构7中的致动器6与第1旋转轴4以及第2旋转轴5之间的实质性的减速比R’就成为“R’=±18×3=±54”。
如上所述,在该图4所示的扭矩矢量控制装置1中,减速行星齿轮机构107以及增速行星齿轮机构108在旋转轴线AL方向上,夹持齿轮架101的第2板部106(或者第1板部105)而并列地配置。因此,该减速行星齿轮机构107、增速行星齿轮机构108及第2板部106(或者第1板部105)在行星齿轮轴33的某一端部侧连贯而相互相邻地配置。因此,例如相比于前述的图3所示的扭矩矢量控制装置1,该图4所示的扭矩矢量控制装置1能够设为更简单的构成。
〔第5实施方式〕
图5所示的扭矩矢量控制装置1是假设作为所谓的中央差速器装置搭载于四轮驱动车辆而构成的。即,在该图5所示的扭矩矢量控制装置1中,第1旋转轴4及第2旋转轴5分别在车辆(未图示)的全长方向(旋转轴线AL方向,图5的左右方向)的同轴上在全长方向的前后相对地配置。
图5所示的扭矩矢量控制装置1具备电动发动机121作为动力源。电动发动机121是将减速齿轮机构122串联地配置而成的减速发动机。电动发动机121与第1旋转轴4以及第2旋转轴5同轴(相同的旋转轴线AL1上)地一体配置,输出驱动第1旋转轴4以及第2旋转轴5的扭矩。减速齿轮机构122在电动发动机121的同轴上配置在电动发动机121与差动机构3以及反转机构7之间。
电动发动机121输出驱动第1旋转轴4以及第2旋转轴5的扭矩。电动发动机121例如由永磁式的同步电动机或者感应电动机等构成。电动发动机121具有中空形状的转子123以及可旋转地支承转子123的中空形状的转子轴124。转子轴124可旋转地支承在壳体9上。在转子轴124的内周部分配置有第1旋转轴4。转子轴124与第1旋转轴4相互进行相对旋转。
减速齿轮机构122放大电动发动机121的输出扭矩并传递至扭矩矢量控制装置1的输入构件125。在图5所示的例子中,输入构件125是中空形状的旋转轴在第1旋转轴4的外周部分以能够相对于第1旋转轴4进行相对旋转的方式配置。输入构件125可旋转地支承在壳体9上。输入构件125的一个(图5的右侧)的端部连结到差动机构3的第3太阳齿轮轴34上。输入构件125与第3太阳齿轮轴34一体地旋转。减速齿轮机构122由单小齿轮型的行星齿轮机构构成,具有太阳齿轮126、齿轮架127及齿圈128。
太阳齿轮126形成在中空形状的旋转轴的外周部分,连结到发动机121的转子轴124上。例如,一体地形成有太阳齿轮126的中空轴与转子轴124连结在一起。或者在转子轴124的顶端部分一体地形成太阳齿轮126。因此,太阳齿轮126与转子轴124一体地旋转。齿轮架127以可自转并且可公转的方式支承构成减速齿轮机构122的行星齿轮机构的行星齿轮129。齿轮架127连结至输入构件125。因此,齿轮架127与输入构件125以及第3太阳齿轮轴34一体地旋转。齿圈128是啮合至行星齿轮129的内齿齿轮。齿圈128不可旋转地固定在壳体9的内壁部分。
因此,减速齿轮机构122中,在电动发动机121所输出的动力扭矩被传递到太阳齿轮126时,齿圈128就成为反作用力要素,连结至输入构件125的齿轮架127的转数相对于太阳齿轮126的转数进行减速。即,减速齿轮机构122放大电动发动机121所输出的动力扭矩并传递至输入构件125。
如上所述,该图5所示的扭矩矢量控制装置1能够将电动发动机121(减速发动机)作为驱动力源同轴地一体内置而构成所谓的动力单元。并且,如图5所示的例子那样,能够将单轴构造的扭矩矢量控制装置1作为中央差速器装置搭载于四轮驱动车辆。即,根据本发明的实施方式中的扭矩矢量控制装置1,能够构成兼具中央差速器装置的功能和扭矩矢量控制装置的功能的、紧凑的动力单元。
另外,在该图5所示的扭矩矢量控制装置1中,也与前述的其他实施方式同样地,使用电动发动机36作为产生控制扭矩的致动器6。相对于此,如前所述,在本发明的实施方式中的扭矩矢量控制装置1中,作为致动器6,除了电动发动机36以外,也可以使用产生对第1差动反作用力要素23以及第2差动反作用力要素25进行制动的扭矩作为控制扭矩的制动机构。例如,如图6所示,作为致动器6,可以使用利用对线圈132通电而产生的磁吸引力来制动第1差动反作用力要素23以及第2差动反作用力要素25的励磁作动型的电磁制动器131。或者,如图7所示,作为致动器6,可以采用使用由电动发动机142驱动的进给螺杆机构143产生摩擦制动力的电动制动器141等。
标号的说明
1 扭矩矢量控制装置
2 输入构件
3 差动机构
4 第1旋转轴
5 第2旋转轴
6 致动器
7 反转机构
8 输入齿轮
9 壳体
10 电动发动机(动力源)
11 制动机构(动力源)
12 动力轴
13 (电动发动机10的)输出轴
14 (制动机构11的)旋转轴
15 (动力轴12的)小齿轮
16 减速齿轮
17 (减速齿轮16的)大径齿轮
18 (减速齿轮16的)小径齿轮
19 (差动机构3的)第1动力行星齿轮机构
20 (差动机构3的)第2动力行星齿轮机构
21 (差动机构3的)动力输入要素
22 (差动机构3的)第1动力输出要素
23 (差动机构3的)第1差动反作用力要素
24 (差动机构3的)第2动力输出要素
25 (差动机构3的)第2差动反作用力要素
26 (差动机构3的)第1行星齿轮
27 (差动机构3的)第2行星齿轮
28 (差动机构3的)第3行星齿轮
29 (差动机构3的)第1太阳齿轮
30 (差动机构3的)第2太阳齿轮
31 (差动机构3的)第3太阳齿轮
32 (差动机构3的)齿轮架
33 (差动机构3的)行星齿轮轴
34 (差动机构3的)第3太阳齿轮轴
35 (致动器6的)控制扭矩输出轴
36 电动发动机(致动器)
37 (反转机构7的)第1控制行星齿轮机构
38 (反转机构7的)第2控制行星齿轮机构
39 (反转机构7的)控制输入要素
40 (反转机构7的)第1控制输出要素
41 (反转机构7的)第1齿轮
42 (反转机构7的)第2控制输出要素
43 (反转机构7的)第2齿轮
44 (反转机构7的)第1齿轮列
45 (反转机构7的)第2齿轮列
46 减速行星齿轮机构
47 (减速行星齿轮机构46的)减速太阳齿轮
48 (减速行星齿轮机构46的)减速齿轮架
49 (减速行星齿轮机构46的)减速齿圈
50 (减速行星齿轮机构46的)行星齿轮
51 连结构件
52 增速行星齿轮机构
53 (增速行星齿轮机构52的)增速太阳齿轮
54 (增速行星齿轮机构52的)增速齿轮架
55 (增速行星齿轮机构52的)增速齿圈
56 (增速行星齿轮机构52的)行星齿轮
61 输入齿轮
62 传动轴
63 锥齿轮
71 (差动机构3的)第1太阳齿轮
72 (差动机构3的)第2太阳齿轮
73 (差动机构3的)第3太阳齿轮
74 (差动机构3的)齿轮架
75 输入构件
76 (齿轮架74的)保持件部
77 (齿轮架74的)凸缘部
78 (反转机构7的)第1齿轮列
79 (反转机构7的)第2齿轮列
80 减速行星齿轮机构
81 增速行星齿轮机构
82 (减速行星齿轮机构80的)减速太阳齿轮
83 (减速行星齿轮机构80的)减速齿轮架
84 (减速行星齿轮机构80的)减速齿圈
85 (减速行星齿轮机构80的)行星齿轮
86 连结构件
87 (增速行星齿轮机构81的)减速太阳齿轮
88 (增速行星齿轮机构81的)减速齿轮架
89 (增速行星齿轮机构81的)减速齿圈
90 (增速行星齿轮机构81的)行星齿轮
101 (差动机构3的)齿轮架
102 输入构件
103 (输入构件102的)圆筒部
104 (输入构件102的)凸缘部
105 (齿轮架101的)第1板部
106 (齿轮架101的)第2板部
107 减速行星齿轮机构
108 增速行星齿轮机构
109 (减速行星齿轮机构107的)减速太阳齿轮
110 (减速行星齿轮机构107的)减速齿轮架
111 (减速行星齿轮机构107的)减速齿圈
112 (减速行星齿轮机构107的)行星齿轮
113 (增速行星齿轮机构108的)增速太阳齿轮
114 (增速行星齿轮机构108的)增速齿轮架
115 (增速行星齿轮机构108的)增速齿圈
116 (增速行星齿轮机构108的)行星齿轮
121 电动发动机(动力源)
122 减速齿轮机构
123 (电动发动机121的)转子
124 (电动发动机121的)转子轴
125 输入构件
126 (减速齿轮机构122的)太阳齿轮
127 (减速齿轮机构122的)齿轮架
128 (减速齿轮机构122的)齿圈
129 (减速齿轮机构122的)行星齿轮
131 电磁制动器(致动器)
132 (电磁制动器131的)线圈
141 电动制动器(致动器)
142 (电动制动器141的)电动发动机
143 (电动制动器141的)进给螺杆机构
AL (第1旋转轴4以及第2旋转轴5的)旋转轴线
Claims (8)
1.一种扭矩矢量控制装置,其特征在于,
具备:输入构件,从动力源被输入动力扭矩;第1旋转轴以及第2旋转轴,它们在同轴上相对配置,彼此可相对旋转;差动机构,其将输入到所述输入构件的所述动力扭矩向所述第1旋转轴和所述第2旋转轴分配并传递,并且能够使所述第1旋转轴与所述第2旋转轴差动旋转;致动器,其将控制扭矩赋予所述差动机构以使所述第1旋转轴和所述第2旋转轴进行差动旋转;以及反转机构,在所述第1旋转轴和所述第2旋转轴差动旋转的情况下,所述反转机构使所述第1旋转轴以及所述第2旋转轴朝彼此相反的方向旋转,
其中,所述差动机构由分别与所述第1旋转轴以及所述第2旋转轴同轴配置的第1动力行星齿轮机构和第2动力行星齿轮机构构成,
所述第1动力行星齿轮机构具有:动力输入要素,从所述输入构件被传递所述动力扭矩;第1动力输出要素,将所述动力扭矩输出至所述第1旋转轴;以及第1差动反作用力要素,从所述动力输入要素被传递控制扭矩,所述控制扭矩作为针对传递至所述第1动力输出要素的所述动力扭矩的反作用力,
所述第2动力行星齿轮机构具有:所述动力输入要素;第2动力输出要素,将所述动力扭矩输出至所述第2旋转轴;以及第2差动反作用力要素,从所述动力输入要素被传递控制扭矩,所述控制扭矩作为针对传递至所述第2动力输出要素的所述动力扭矩的反作用力,
所述反转机构由第1控制行星齿轮机构和第2控制行星齿轮机构构成,第1控制行星齿轮机构和第2控制行星齿轮机构分别与所述第1旋转轴以及所述第2旋转轴同轴配置,所述第1控制行星齿轮机构经由所述第1差动反作用力要素将所述控制扭矩传递至所述第1旋转轴,所述第2控制行星齿轮机构经由所述第2差动反作用力要素将所述控制扭矩传递至所述第2旋转轴,
所述第1控制行星齿轮机构具有:控制输入要素,从所述致动器被输入所述控制扭矩;第1控制输出要素,将所述控制扭矩输出至所述第1旋转轴;第1行星齿轮,从所述控制输入要素被传递所述控制扭矩;以及第1齿轮,啮合于所述第1行星齿轮而形成所述第1控制输出要素,
所述第2控制行星齿轮机构具有:所述控制输入要素;第2控制输出要素,将所述控制扭矩输出至所述第2旋转轴;第2行星齿轮,与所述第1行星齿轮同轴配置,从所述控制输入要素被传递所述控制扭矩;以及第2齿轮,啮合于所述第2行星齿轮而形成所述第2控制输出要素,
包含所述第1行星齿轮以及所述第1齿轮的第1齿轮列的齿轮比与包含所述第2行星齿轮以及所述第2齿轮的第2齿轮列的齿轮比互不相同,
表示所述第1控制输出要素的转数相对于所述控制输入要素的转数之比的第1减速比及表示所述第2控制输出要素的转数相对于所述控制输入要素的转数之比的第2减速比均大于“1”,
形成将所述控制扭矩增幅并传递至所述第1控制输出要素以及所述第2控制输出要素的减速齿轮机构,
还具备分别与所述第1旋转轴以及所述第2旋转轴同轴配置的增速行星齿轮机构和减速行星齿轮机构,其中,所述增速行星齿轮机构具有增速太阳齿轮、增速齿轮架及增速齿圈,所述减速行星齿轮机构具有减速太阳齿轮、减速齿轮架及减速齿圈,
所述增速太阳齿轮不可旋转地被固定,
所述增速齿轮架连结至所述输入构件并与所述输入构件一体地旋转,
在所述增速齿轮架进行旋转时,所述增速齿圈的转数相对于所述增速齿轮架的转数进行增速,
所述减速太阳齿轮连结至控制扭矩输出轴并与所述控制扭矩输出轴一体地旋转,其中,所述控制扭矩输出轴供所述致动器将所述控制扭矩向所述反转机构侧传递,
在所述输入构件和所述第1旋转轴以及所述第2旋转轴一体地旋转时,所述减速齿轮架的转数相对于所述减速齿圈的转数进行减速,
所述减速齿圈连结至所述增速齿圈并与所述增速齿圈一体地旋转。
2.根据权利要求1所述的扭矩矢量控制装置,其特征在于,
在所述第1旋转轴与所述第2旋转轴在相同方向上速度相等地旋转、所述反转机构与所述动力输入要素和所述第1动力输出要素以及所述第2动力输出要素一起共转的情况下,所述减速太阳齿轮相对于所述反转机构进行相对旋转。
3.根据权利要求1或2所述的扭矩矢量控制装置,其特征在于,
所述增速行星齿轮机构的齿轮比与所述减速行星齿轮机构的齿轮比彼此相等。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的扭矩矢量控制装置,其特征在于,
具有:
第3行星齿轮,其与所述第1行星齿轮以及所述第2行星齿轮同轴地配置;以及
齿轮架,其将各个所述行星齿轮可各自自转及公转的进行保持,
所述第1行星齿轮、所述第2行星齿轮及所述第3行星齿轮在所述自转方向上一体地旋转,
所述动力扭矩从所述动力输入要素传递至所述第3行星齿轮,
所述差动机构具有:
所述第1行星齿轮、所述第2行星齿轮及所述第3行星齿轮;
同轴配置的第1太阳齿轮、第2太阳齿轮以及第3太阳齿轮,其中,所述第1太阳齿轮与所述第1行星齿轮啮合,所述第2太阳齿轮与所述第2行星齿轮啮合,所述第3太阳齿轮与所述第3行星齿轮啮合;以及
所述齿轮架,
所述第1太阳齿轮、所述第2太阳齿轮以及所述第3太阳齿轮能够相互进行相对旋转,
所述第3太阳齿轮成为所述动力输入要素,所述第1太阳齿轮成为所述第1动力输出要素,所述齿轮架成为所述第1差动反作用力要素,从而构成所述第1动力行星齿轮机构,
所述第3太阳齿轮成为所述动力输入要素,所述第2太阳齿轮成为所述第2动力输出要素,所述齿轮架成为所述第2差动反作用力要素,从而构成所述第2动力行星齿轮机构,
所述反转机构具有:
所述第1行星齿轮、所述第2行星齿轮以及所述第3行星齿轮;
所述第1太阳齿轮、所述第2太阳齿轮以及所述第3太阳齿轮;以及
所述齿轮架,
所述齿轮架成为所述控制输入要素,所述第1太阳齿轮作为所述第1齿轮而成为所述第1控制输出要素,从而构成所述第1控制行星齿轮机构,
所述齿轮架成为所述控制输入要素,所述第2太阳齿轮作为所述第2齿轮而成为所述第2控制输出要素,从而构成所述第2控制行星齿轮机构,
所述第1太阳齿轮的齿数、所述第2太阳齿轮的齿数及所述第3太阳齿轮的齿数彼此相等,
所述第1行星齿轮的齿数比所述第3行星齿轮的齿数多,并且,所述第2行星齿轮的齿数比所述第3行星齿轮的齿数少。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的扭矩矢量控制装置,其特征在于,
具有:
第3行星齿轮,其与所述第1行星齿轮以及所述第2行星齿轮同轴地配置;以及
齿轮架,其将各个所述行星齿轮可各自自转及公转的进行保持,
所述第1行星齿轮、所述第2行星齿轮及所述第3行星齿轮在所述自转方向上一体地旋转,
所述动力扭矩从所述动力输入要素传递至所述第3行星齿轮,
所述差动机构具有:
所述第1行星齿轮、所述第2行星齿轮及所述第3行星齿轮;
同轴配置的、与所述第1行星齿轮啮合的内齿齿轮的第1齿圈、与所述第2行星齿轮啮合的内齿齿轮的第2齿圈、以及与所述第3行星齿轮啮合的内齿齿轮的第3齿圈;以及
所述齿轮架,
所述第1齿圈、所述第2齿圈及所述第3齿圈能够相互进行相对旋转,
所述第3齿圈成为所述动力输入要素,所述第1齿圈成为所述第1动力输出要素,所述齿轮架成为所述第1差动反作用力要素,从而构成所述第1动力行星齿轮机构,
所述第3齿圈成为所述动力输入要素,所述第2齿圈成为所述第2动力输出要素,所述齿轮架成为所述第2差动反作用力要素,从而构成所述第2动力行星齿轮机构,
所述反转机构具有:
所述第1行星齿轮、所述第2行星齿轮及所述第3行星齿轮;
所述第1齿圈、所述第2齿圈及所述第3齿圈;以及
所述齿轮架,
所述齿轮架成为所述控制输入要素,所述第1齿圈作为所述第1齿轮而成为所述第1控制输出要素,从而构成所述第1控制行星齿轮机构,
所述齿轮架成为所述控制输入要素,所述第2齿圈作为所述第2齿轮而成为所述第2控制输出要素,从而构成所述第2控制行星齿轮机构,
所述第1齿圈的齿数、所述第2齿圈的齿数及所述第3齿圈的齿数彼此相等,
所述第1行星齿轮的齿数比所述第3行星齿轮的齿数多,并且,所述第2行星齿轮的齿数比所述第3行星齿轮的齿数少。
6.根据权利要求5所述的扭矩矢量控制装置,其特征在于,
所述齿轮架具有:行星齿轮轴,将各个所述行星齿轮可各自自转的进行保持;第1板部,支承所述行星齿轮轴的一侧端部;以及第2板部,支承行星齿轮轴的另一侧端部,
所述增速行星齿轮机构以及所述减速行星齿轮机构在旋转轴线方向上间隔着所述第1板部或所述第2板部而并列地配置。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的扭矩矢量控制装置,其特征在于,
所述第1旋转轴以及第2旋转轴分别在车辆的车宽方向上同轴地、在所述车宽方向的左右相对地配置。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的扭矩矢量控制装置,其特征在于,
所述第1旋转轴以及第2旋转轴分别在车辆的全长方向上同轴地、在所述全长方向的前后相对地配置。
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CN117254632B (zh) * | 2023-09-21 | 2024-07-23 | 无锡灵德自动化科技有限公司 | 一种伺服电缸机械式防过载装置 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3023672A1 (en) * | 2013-07-16 | 2016-05-25 | Alchemica Corporation | Drive gear device |
JP2017053430A (ja) * | 2015-09-09 | 2017-03-16 | アイシン精機株式会社 | トルクベクタリング装置 |
CN107120407A (zh) * | 2016-02-24 | 2017-09-01 | 丰田自动车株式会社 | 扭矩矢量控制装置 |
CN107171492A (zh) * | 2016-02-09 | 2017-09-15 | 丰田自动车株式会社 | 扭矩矢量控制装置 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006007351A1 (de) * | 2006-02-17 | 2007-08-23 | Schaeffler Kg | Differenzial mit Planetentrieb |
DE102007017185B4 (de) * | 2007-04-12 | 2008-12-18 | Fzgmbh | Verteilergetriebe für Kraftfahrzeuge |
CN105960550B (zh) | 2014-01-31 | 2018-03-13 | 本田技研工业株式会社 | 动力装置 |
US10030755B2 (en) * | 2014-05-06 | 2018-07-24 | Borgwarner Torqtransfer Systems Ab | Torque vectoring device |
DE102014117227A1 (de) * | 2014-11-25 | 2016-05-25 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Elektrischer Achsantrieb für ein Kraftfahrzeug |
DE102015223131A1 (de) * | 2015-11-24 | 2017-05-24 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug |
DE102015223130B4 (de) * | 2015-11-24 | 2020-02-06 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Antriebseinrichtung mit einem Differentialgetriebe und einer Torque-Vectoring-Einheit |
JP2019044867A (ja) * | 2017-09-01 | 2019-03-22 | 三菱自動車工業株式会社 | 駆動力調整装置 |
KR102654447B1 (ko) * | 2018-12-05 | 2024-04-03 | 현대자동차 주식회사 | 토크 벡터링 장치 |
JP2021038785A (ja) * | 2019-09-03 | 2021-03-11 | トヨタ自動車株式会社 | トルクベクタリング装置 |
-
2020
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3023672A1 (en) * | 2013-07-16 | 2016-05-25 | Alchemica Corporation | Drive gear device |
JP2017053430A (ja) * | 2015-09-09 | 2017-03-16 | アイシン精機株式会社 | トルクベクタリング装置 |
CN107171492A (zh) * | 2016-02-09 | 2017-09-15 | 丰田自动车株式会社 | 扭矩矢量控制装置 |
CN107120407A (zh) * | 2016-02-24 | 2017-09-01 | 丰田自动车株式会社 | 扭矩矢量控制装置 |
Also Published As
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