WO2013065636A1 - 動力装置 - Google Patents

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WO2013065636A1
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gear
carrier member
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本多 健司
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本田技研工業株式会社
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    • Y10S903/902Prime movers comprising electrical and internal combustion motors

Definitions

  • the present invention relates to a power device that drives two rotating shafts configured to be capable of differential rotation with each other in order to move a moving device.
  • Patent Document 1 Conventionally, as this type of power plant, for example, one disclosed in Patent Document 1 is known.
  • This conventional power device is applied to a four-wheel vehicle, and includes an internal combustion engine as a power source, a differential device that distributes the torque of the internal combustion engine to left and right output shafts, a rotatable carrier member, A triple pinion gear rotatably supported by the carrier member, a hydraulic speed increasing clutch and a speed reducing clutch are provided.
  • the left and right output shafts are connected to the left and right drive wheels, respectively.
  • the triple pinion gear includes a first pinion gear, a second pinion gear, and a third pinion gear having different pitch circles, and these first to third pinion gears are integrally formed.
  • the first pinion gear meshes with the first sun gear integral with the right output shaft, and the second pinion gear meshes with the second sun gear integral with the left output shaft.
  • the third pinion gear meshes with the rotatable third sun gear. Further, the speed increasing clutch connects / disconnects between the third sun gear and the stationary casing, and the speed reducing clutch connects / disconnects between the carrier member and the casing.
  • the third sun gear and the casing are disconnected by releasing the speed increasing clutch, and the carrier member and the casing are disconnected by releasing the speed reducing clutch.
  • the torque of the internal combustion engine is distributed to the left and right output shafts via a differential.
  • the carrier member, the third sun gear, the speed increasing clutch, and the speed reducing clutch rotate idly with the rotation transmission from the internal combustion engine.
  • the torque distribution to the left and right output shafts is controlled by controlling the fastening force of the speed increasing and decelerating clutches.
  • the third sun gear and the casing are disconnected by releasing the speed increasing clutch, and the carrier member and the casing are connected by fastening the speed reducing clutch. Decelerate the member. Thereby, a part of the torque of the right output shaft is transmitted to the left output shaft through the first sun gear, the first pinion gear, the second pinion gear, and the second sun gear, so that the torque distributed to the left output shaft is Increases with respect to the right output shaft.
  • the torque distributed to the left output shaft is controlled by controlling the degree of engagement of the deceleration clutch.
  • the carrier member and the casing are disconnected by releasing the deceleration clutch, and the carrier member is accelerated by connecting the third sun gear and the casing by fastening the acceleration clutch.
  • a part of the torque of the left output shaft is transmitted to the right output shaft via the second sun gear, the second pinion gear, the first pinion gear and the first sun gear, so that the torque distributed to the right output shaft is Increases with respect to the left output shaft.
  • the torque distributed to the right output shaft is controlled by controlling the degree of engagement of the speed increasing clutch.
  • the speed increasing and speed reducing clutches are used for controlling the distribution of torque to the left and right output shafts. It idles with the transmission of rotation from the engine. For this reason, when a wet friction clutch is used as the speed increasing and decelerating clutch, a large drag loss occurs due to the shear resistance due to the viscosity of the lubricating oil.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a power unit capable of suppressing loss and reducing the size of the device and improving the mountability.
  • the invention according to claim 1 is configured to be capable of differential rotation with each other in order to move a moving device (vehicle VFR, vehicle VAW in the embodiment (hereinafter, the same in this section)).
  • Power devices 1 and 1A to 1E power transmission device T for driving the two rotating shafts (left and right output shafts SRL and SRR, left and right output shafts SFL and SFR), and a rotatable carrier member 13, 111, triple pinion gears 14 and 112, which are constituted by a first pinion gear P1, a second pinion gear P2 and a third pinion gear P3, which are integrally provided with each other, and rotatably supported by carrier members 13 and 111, and a first pinion gear A rotatable first sun gear S1 meshing with P1, a rotatable second sun gear S2 meshing with the second pinion gear P2, and a third pinion gear P3.
  • a third sun gear S3 that is meshingly rotatable, and the triple pinion gears 14 and 112 and the first to third sun gears S1 to S3 are rotated by the triple pinion gears 14 and 112 while the carrier members 13 and 111 are fixed.
  • the rotational speed of the second sun gear S2 is higher than the rotational speed of the first sun gear S1
  • the rotational speed of the third sun gear S3 is higher than the rotational speed of the second sun gear S2.
  • a first torque generator first rotating electrical machine 11 and first motor 113 capable of generating positive torque and negative torque
  • a second torque generator second rotating electrical machine capable of generating positive torque and negative torque.
  • the second motor 114), the third sun gear S3 is connected to the first torque generator, and the second sun gear S2 is one of the two rotation shafts (the left output shaft).
  • the first sun gear S1 is connected to the other of the two rotating shafts (right output shafts SRR, SFR)
  • the carrier members 13, 111 are connected to the second torque generator. And is connected to the third sun gear S3 and the carrier members 13 and 111.
  • the triple pinion gear is rotatably supported on the rotatable carrier member, and the first to third pinion gears constituting the triple pinion gear can be rotated to the first to third pinion gears that are integral with each other.
  • the sun gears are engaged with each other.
  • the triple pinion gear and the first to third sun gears are configured such that when the triple pinion gear rotates with the carrier member fixed, the rotation speed of the second sun gear is higher than the rotation speed of the first sun gear.
  • the rotational speed of the third sun gear is configured to be higher than the rotational speed of the second sun gear.
  • the collinear relationship is a relationship in which the rotation speeds are located on the same straight line in the collinear diagram.
  • the third sun gear, the second sun gear, the first sun gear, and the carrier member are arranged in this order in this alignment chart.
  • the third sun gear is connected to the first torque generator, and the second and first sun gears are one of the two rotation shafts (hereinafter referred to as “one rotation shaft”) and the other (hereinafter referred to as “the other rotation shaft”).
  • the carrier member is connected to the second torque generator.
  • the positive torque and negative torque (load torque) generated by the first and second torque generators are transmitted to the two rotating shafts via the third to first sun gears and the carrier member, and both rotating shafts are appropriately Can be driven.
  • the rotation speeds of the third to first sun gears and the carrier member are collinear with each other as described above, by controlling the positive torque and negative torque generated by the first and second torque generators, The torque distributed to the two rotating shafts can be appropriately controlled.
  • the negative torque of the first and second torque generators is a torque that acts as a load on the third sun gear and the carrier member connected to the first and second torque generators, respectively.
  • the first and second torques are generated in order to control the torque distributed to the two rotating shafts, not the speed-up and speed-down clutches configured by the wet friction clutch. Since the apparatus is used, a large drag loss does not occur, and therefore the loss can be suppressed.
  • a hydraulic pump for supplying hydraulic pressure to the speed increasing and deceleration clutches is unnecessary.
  • a spool valve, a solenoid, a strainer, and the like for driving both clutches are unnecessary, and accordingly, the power device can be reduced in size and improved in mountability.
  • the third sun gear S3 and the carrier member 13 are connected to and disconnected from each other to thereby perform differential rotation between the two rotating shafts. Further, a differential limiting mechanism 16 or 41 for limiting is further provided.
  • the rotational elements positioned on both outer sides in the collinear diagram, that is, the difference between the third sun gear and the carrier member is limited. Connected and disconnected by mechanism. Since the rotation speeds of the third to first sun gears and the carrier member are in a collinear relationship, the third to first sun gears and the carrier member are integrally formed by the connection between the third sun gear and the carrier member by the differential limiting mechanism. Since it rotates, the differential rotation between the one rotating shaft to which the second sun gear is connected and the other rotating shaft to which the first sun gear is connected can be restricted, thereby making it possible to stabilize the behavior of the moving device. Can be increased. In this case, since it is only necessary to connect the differential limiting mechanism, it is possible to easily limit the differential rotation between the two rotating shafts and to obtain a high response.
  • FIG. 23 shows various rotation elements when the third sun gear and the carrier member are connected by the differential limiting mechanism when the rotation speed of the other rotation shaft is higher than the rotation speed of the one rotation shaft. It is a collinear diagram which shows an example of the relationship between the rotation speed between them, and the balance relationship of a torque.
  • the distance from the horizontal line indicating the value 0 to the white circle on the vertical line corresponds to the number of rotations of each rotation element. The same applies to other nomographs described later.
  • RC1 is a reaction force torque acting on the third sun gear from the differential restriction mechanism when the differential restriction mechanism is connected
  • RLC1 and RRC1 are the reaction force torque RC1 acting on the third sun gear.
  • reaction torque acts on one of the rotating shafts and the other rotating shaft.
  • RC2 is a reaction force torque that acts on the carrier member from the differential restriction mechanism as the differential restriction mechanism is connected, and RLC2 and RRC2 correspond to the reaction force torque RC2 acting on the carrier member. It is reaction force torque which acts on one rotating shaft and the other rotating shaft, respectively.
  • the torque transmitted to one of the rotation shafts having a low rotation speed increases, and the braking torque acts on the other rotation shaft having a high rotation speed.
  • the differential rotation between the two rotation shafts is reduced. Limited.
  • the reaction force torques RC1 and RC2 acting on the third sun gear and the carrier member from the differential limiting mechanism are opposite in direction. Are just the same size as each other.
  • total differential limiting torque the sum of the differential limiting torques acting on both rotary shafts so as to limit the differential rotation between the two rotary shafts by connecting the differential limiting mechanism
  • FIG. 24 is different from the above-described present invention in the case where the rotation speed of the other rotation shaft is higher than the rotation speed of one rotation shaft, and is connected to one rotation shaft among the four rotation elements described above.
  • the relationship between the rotational speed and the torque balance between the various rotating elements when it is assumed that the second sun gear and the first sun gear connected to the other rotating shaft are connected by a differential limiting mechanism.
  • RC1 and RC2 are reaction force torques acting on the second and first sun gears, respectively, from the differential limiting mechanism as the differential limiting mechanism is connected.
  • the torque transmitted to one rotary shaft and the other rotary shaft is represented by RC1 and -RC2, respectively.
  • the torque transmitted to one of the rotation shafts having a low rotation speed increases, and the braking torque acts on the other rotation shaft having a high rotation speed.
  • the differential rotation between the two rotation shafts is limited.
  • the reaction force torques RC1 and RC2 acting on the second and first sun gears from the differential limiting mechanism are opposite to each other. Are just the same size as each other.
  • FIG. 25 shows a difference between the third sun gear and the first sun gear among the four rotating elements when the rotation speed of the other rotation shaft is higher than the rotation speed of the one rotation shaft.
  • RC1 is a reaction force torque that acts on the third sun gear from the differential restriction mechanism when the differential restriction mechanism is connected, and RLC1 and RRC1 have this reaction force torque RC1 act on the third sun gear. Accordingly, the reaction torque acts on one of the rotating shafts and the other rotating shaft.
  • RC2 is a reaction force torque that acts on the other rotation shaft from the differential limit mechanism via the first sun gear as the differential limit mechanism is connected.
  • RLC2 and RSC2 have the reaction torque RC2 This is the reaction torque that acts on one of the rotating shafts and the third sun gear as it acts on one sun gear.
  • FIGS. 23 to 25 show examples in which the rotation speed of the other rotation shaft is higher than the rotation speed of one rotation shaft. Conversely, the rotation speed of one rotation shaft is the other rotation shaft. Even when the rotational speed of the rotary shaft is higher, the total differential limiting torque in the present invention becomes larger.
  • the largest total differential limiting torque can be obtained by connecting the third sun gear, which is the rotating element located on both outer sides in the nomographic chart, and the carrier member among the four rotating elements. it can.
  • the differential limiting mechanism can be reduced in size.
  • the power device can be further reduced in size and mounted.
  • a gear device including a triple pinion gear, first to third sun gears, and a carrier member is used in order to constitute four rotating elements whose rotational speeds are collinear with each other. For this reason, for example, in order to configure these four rotating elements, the number of parts can be reduced and a ring gear is provided compared to the case where a combination of two planetary gear devices of a single pinion type is used. Accordingly, the radial dimension of the gear device can be reduced.
  • a third power transmission path between the third sun gear S3 and the differential limiting mechanism 41 is provided.
  • a first power transmission mechanism (gear 51, gear 52) that transmits the reaction torque of the differential limiting mechanism 41 generated by the connection between the sun gear S3 and the carrier member 13 to the third sun gear S3 in an increased state.
  • a differential limiting mechanism 41 that is provided on the power transmission path between the carrier member 13 and the differential limiting mechanism 41 and that is generated when the third sun gear S3 and the carrier member 13 are connected by the differential limiting mechanism 41.
  • a second power transmission mechanism (gear 53, gear 54) for transmitting the reaction torque to the carrier member 13 in an increased state.
  • the greater the reaction torque of the differential limiting mechanism generated by the connection between the third sun gear and the carrier member by the differential limiting mechanism the larger the reaction torque.
  • the above-mentioned total differential limiting torque torque limiting the differential rotation between the two rotating shafts
  • the reaction force torque of the differential limiting mechanism is transmitted to the third sun gear while being increased by the first power transmission mechanism, and is transmitted to the carrier member while being increased by the second power transmission mechanism. Communicated. Therefore, since the total differential limiting torque can be increased, the reaction force torque required for the differential limiting mechanism to limit the differential rotation between the two rotating shafts can be further reduced.
  • the differential limiting mechanism can be achieved.
  • a relatively small mechanism such as a gear
  • the space required for providing both is reduced by downsizing the differential limiting mechanism. It is smaller than the space. Therefore, the miniaturization of the differential limiting mechanism can further reduce the size of the power unit and improve the mountability.
  • the power plant 1C-1E power transmission device T
  • the first rotating body (sun gear SD) and the second rotation are capable of differential rotation.
  • a differential device D having a body (carrier CD) and a third rotating body (ring gear RD) and a torque generator (engine) that can generate positive torque and is provided separately from the first and second torque generators 3), the first rotating body is connected to the second sun gear S2, and the second rotating body is provided on the power transmission path between the first sun gear S1 and the other of the two rotating shafts,
  • the third rotating body is connected to a torque generator.
  • the first to third rotating bodies of the differential device are configured to be capable of differential rotation with respect to each other.
  • the first rotating body is connected to the above-described second sun gear, and is connected to one rotating shaft via the second sun gear.
  • the second rotating body is provided on a power transmission path between the first sun gear and the other rotating shaft, and the third rotating body is connected to a torque generator.
  • this torque generator is provided separately from the first and second torque generators.
  • the positive torque from the torque generator is transmitted to the two rotating shafts in addition to the positive torque from the first and second torque generators, which is necessary for the first and second torque generators. Torque can be reduced, thereby reducing the size of both devices.
  • the invention according to claim 5 is the power plant 1, 1A to 1E (power transmission device T) according to any one of claims 1 to 4, wherein the first and second torque generators are rotating electrical machines. And
  • the power unit can be easily and cheaply configured without using a special device. Further, as described above, when the distribution of torque to the two rotating shafts is controlled, the motive power can be converted into electric power by the rotating electrical machine when the first and second torque generating devices generate negative torque. For this reason, for example, when the power unit is applied to a vehicle, the operation load and the operation frequency of the generator for charging the power source of the auxiliary machine are reduced by supplying the converted electric power to the auxiliary machine for the vehicle. Can be made.
  • the invention according to claim 6 is configured to be capable of differential rotation with each other in order to move the moving device (vehicle VFR, vehicle VAW in the embodiment (hereinafter the same in this section)).
  • Power units 1 and 1A to 1E for driving two rotating shafts (left and right output shafts SRL and SRR, left and right output shafts SFL and SFR), and a first element (first 3 sun gear S3), second element (second sun gear S2), third element (first sun gear S1) and fourth element (carrier member 13), and the rotation speeds of the first to fourth elements are collinear charts.
  • the second to fourth elements rotate in the same direction when the second to fourth elements are rotated in a predetermined collinear relationship that are located on the same straight line in FIG.
  • the rotation speed of the fourth element is the second and second A gear device GS configured to be higher than the rotational speed of the element, a first torque generator (first rotating electrical machine 11) capable of generating positive torque and negative torque, and capable of generating positive torque and negative torque
  • first torque generator first rotating electrical machine 11
  • second torque generator second rotating electrical machine 12
  • the first element is connected to the first torque generator
  • the second element is one of the two rotating shafts (left output shafts SRL, SFL).
  • the third element is connected to the other of the two rotating shafts (right output shafts SRR, SFR)
  • the fourth element is connected to the second torque generator, and the first and fourth And a differential limiting mechanism (16, 41) connected to the element and configured to limit differential rotation between the two rotating shafts by connecting / disconnecting between the first element and the fourth element. .
  • the first to fourth elements of the gear device can transmit power between each other.
  • the rotation speeds of the first to fourth elements are in a predetermined collinear relationship located on the same straight line in the collinear diagram, and the second to fourth elements are rotated with the first element fixed.
  • the second to fourth elements rotate in the same direction, and the rotational speed of the fourth element becomes higher than the rotational speeds of the second and third elements.
  • the first element is connected to the first torque generator
  • the second and third elements are one of the two rotation shafts (hereinafter referred to as “one rotation shaft”) and the other (hereinafter referred to as “the other rotation shaft”).
  • the fourth element is connected to the second torque generator.
  • the positive torque and the negative torque generated by the first and second torque generating devices can be transmitted to the two rotating shafts via the gear device, and both rotating shafts can be driven appropriately.
  • the two rotations are controlled by controlling the positive torque and the negative torque generated by the first and second torque generators.
  • the torque distributed to the shaft can be appropriately controlled.
  • the negative torque of the first and second torque generators is a torque that acts as a load on the first element and the fourth element connected to the first and second torque generators, respectively.
  • the first and second torques are generated in order to control the torque distributed to the two rotating shafts, not the speed-up and speed-down clutches configured by the wet friction clutch. Since the apparatus is used, a large drag loss does not occur, and therefore the loss can be suppressed.
  • a hydraulic pump for supplying hydraulic pressure to the speed increasing and deceleration clutches is unnecessary.
  • a spool valve, a solenoid, a strainer, and the like for driving both clutches are unnecessary, and accordingly, the power device can be reduced in size and improved in mountability.
  • the first element and the fourth element among the first to fourth elements whose rotation speeds are in a collinear relationship are connected and disconnected by the differential limiting mechanism.
  • the first to fourth elements rotate as a unit, so that the differential rotation between the one rotating shaft connected to the second element and the other rotating shaft connected to the third element is limited. This can improve the behavioral stability of the mobile device.
  • it is only necessary to connect the differential limiting mechanism it is possible to easily limit the differential rotation between the two rotating shafts and to obtain a high response.
  • the rotational speeds of the first to fourth elements are in a collinear relationship, and when the second to fourth elements are rotated with the first element fixed as described above, the second to fourth elements are rotated. As the element rotates in the same direction and the rotation speed of the fourth element becomes higher than the rotation speed of the second and third elements, the common relationship representing the relationship between the rotation speeds of the first to fourth elements is clearly shown. In the diagram, the first element and the fourth element are located on both outer sides.
  • the total differential limiting torque ( The sum of the differential limiting torques acting on both rotary shafts so as to limit the differential rotation between the two rotary shafts can be maximized.
  • the reaction force torque required for the differential limiting mechanism to limit the differential rotation between the two rotating shafts can be reduced, the differential limiting mechanism can be reduced in size.
  • the power device can be further reduced in size and mounted.
  • the first element by the differential limiting mechanism 41 is provided on the power transmission path between the first element and the differential limiting mechanism 41.
  • a first power transmission mechanism (gear 51, gear 52) for transmitting the reaction torque of the differential limiting mechanism 41 generated by the connection between the first element and the fourth element to the first element in an increased state; Reaction force torque of the differential limiting mechanism 41 that is provided on the power transmission path between the four elements and the differential limiting mechanism 41 and is generated when the differential limiting mechanism 41 connects between the first element and the fourth element.
  • a second power transmission mechanism (gear 53, gear 54) for transmitting to the fourth element in an increased state.
  • the invention according to claim 6 described above is obtained by superposing the third to first sun gears and the carrier member of the invention according to claim 1 into first to fourth elements, respectively.
  • the total differential limiting torque increases as the reaction torque of the differential limiting mechanism generated by the connection between the first element and the fourth element by the differential limiting mechanism increases. Becomes bigger.
  • the reaction force torque of the differential limiting mechanism is transmitted to the first element while being increased by the first power transmission mechanism, and is increased by the second power transmission mechanism. Is transmitted to. Therefore, since the total differential limiting torque can be increased, the reaction force torque required for the differential limiting mechanism to limit the differential rotation between the two rotating shafts can be further reduced.
  • the differential limiting mechanism can be achieved.
  • a relatively small mechanism such as a gear
  • the space required for providing both is reduced by downsizing the differential limiting mechanism. It is smaller than the space. Therefore, the miniaturization of the differential limiting mechanism can further reduce the size of the power unit and improve the mountability.
  • the invention according to claim 8 is the power unit 1C to 1E according to claim 6 or 7, wherein the fifth element (sun gear SD), the sixth element (carrier CD) and the seventh element (ring gear) that are capable of differential rotation.
  • RD and a torque generator (engine 3) capable of generating a positive torque and provided separately from the first and second torque generators, the fifth element being
  • the sixth element is provided on the power transmission path between the third element and the other of the two rotation shafts, and the seventh element is connected to the torque generator.
  • the fifth to seventh elements of the differential device are configured to be capable of differential rotation.
  • the fifth element is connected to the second element of the gear device described above, and is connected to one of the rotating shafts via the second element.
  • the sixth element is provided on the power transmission path between the third element of the gear device and the other rotating shaft, and the seventh element is connected to the torque generator.
  • this torque generator is provided separately from the first and second torque generators. As described above, the positive torque from the torque generator is transmitted to the two rotating shafts in addition to the positive torque from the first and second torque generators, which is necessary for the first and second torque generators. Torque can be reduced, thereby reducing the size of both devices.
  • the invention according to claim 9 is characterized in that, in the power unit 1, 1A to 1E according to any one of claims 6 to 8, the first and second torque generators are rotating electrical machines.
  • the power unit can be easily and cheaply configured without using a special device. Further, as described above, when the distribution of torque to the two rotating shafts is controlled, the motive power can be converted into electric power by the rotating electrical machine when the first and second torque generating devices generate negative torque. For this reason, for example, when the power unit is applied to a vehicle, the operation load and the operation frequency of the generator for charging the power source of the auxiliary machine are reduced by supplying the converted electric power to the auxiliary machine for the vehicle. Can be made.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing an FR type vehicle to which a power transmission device according to the present invention is applied.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing an all-wheel drive vehicle to which a power transmission device according to the present invention is applied.
  • FIG. 11 is a collinear diagram showing a rotational speed relationship and a torque balance relationship between various types of rotary elements in the power plant shown in FIG. 10 when the vehicle is traveling straight ahead and in a travel state other than decelerating travel.
  • FIG. 11 is a collinear diagram showing a rotational speed relationship and a torque balance relationship between various types of rotary elements in the power plant shown in FIG. 10 when the vehicle is traveling straight and decelerating.
  • FIG. 11 is a collinear diagram showing a rotational speed relationship and a torque balance relationship between various types of rotary elements in the power plant shown in FIG. 10 during the third yaw moment increase control for turning right.
  • FIG. 11 is a collinear diagram showing a rotational speed relationship and a torque balance relationship between various types of rotary elements in the power plant shown in FIG. 10 during the third yaw moment reduction control for turning right.
  • FIG. 18 A collinear chart showing a rotational speed relationship and a torque balance relationship between various types of rotary elements of the power plant shown in FIG. 17, as to third yaw moment increase control for turning right.
  • FIG. 10 is a diagram schematically showing an FR vehicle to which a power plant according to a first modification of the seventh to ninth embodiments of the present invention is applied.
  • FIG. 10 is a diagram schematically showing an all-wheel drive vehicle to which a power plant according to a second modification of the seventh to ninth embodiments of the present invention is applied.
  • FIG. 25 is a collinear diagram illustrating an example of a rotational speed relationship and a torque balance relationship between various types of rotary elements in a comparative example different from FIG. 24.
  • An internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) 3 shown in FIG. 1 is mounted on an FF (front engine-front drive) type four-wheel vehicle (not shown).
  • the power transmission device T according to the first embodiment of the present invention is connected to the engine 3 via the transmission 4, and uses the torque of the engine 3 (hereinafter referred to as "engine torque") as the left front wheel WFL and the right front wheel of the vehicle. Communicate to WFR.
  • the power transmission device T includes a differential device D, a carrier member 111, a triple pinion gear 112, a first motor 113, and a second motor 114.
  • the differential device D, the carrier member 111, the first motor 113, and the second motor 114 are arranged coaxially with each other.
  • the differential device D is a so-called double pinion type planetary gear device, and includes a sun gear SD, a ring gear RD provided on the outer periphery of the sun gear SD, a plurality of first pinion gears PD1 meshing with the sun gear SD, a first pinion gear PD1, and A plurality of second pinion gears PD2 meshing with the ring gear RD, and a carrier CD that rotatably supports the first and second pinion gears PD1 and PD2.
  • an external gear G is formed on the outer periphery of the ring gear RD, and the external gear G meshes with a gear 4b that is integrally attached to the output shaft 4a of the transmission 4.
  • the right end of the carrier CD is integrally attached to the right output shaft SFR, and this right output shaft SFR is connected to the right front wheel WFR.
  • a hollow rotating shaft 115 is integrally attached to the left end portion of the carrier CD, and the rotating shaft 115 is rotatably supported by a bearing (not shown).
  • the sun gear SD is integrally attached to the left output shaft SFL.
  • the left output shaft SFL is relatively rotatably disposed inside the rotation shaft 115 and is connected to the left front wheel WFL. .
  • the differential device D having the above configuration, when the engine torque is transmitted to the ring gear RD via the transmission 4, the torque transmitted to the ring gear RD is transmitted via the first and second pinion gears PD1 and PD2.
  • the sun gear SD and the carrier CD are distributed at a torque distribution ratio of 1: 1.
  • the torque distributed to the sun gear SD is transmitted to the left front wheel WFL via the left output shaft SFL
  • the torque distributed to the carrier CD is transmitted to the right front wheel WFR via the right output shaft SFR.
  • the left and right output shafts SFL and SFR can be differentially rotated by the differential device D.
  • the carrier member 111 includes a donut plate-shaped base 111a and four support shafts 111b (only two are shown) for supporting the triple pinion gear 112.
  • the carrier member 111 is rotatably supported by a bearing (not shown), and is disposed around the left output shaft SFL and the rotation shaft 115.
  • Each support shaft 111b is integrally attached to the base portion 111a and extends in the axial direction from the base portion 111a.
  • the four support shafts 111b are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the base 111a.
  • the triple pinion gear 112 includes a first pinion gear P1, a second pinion gear P2, and a third pinion gear P3 that are integrally formed with each other.
  • the number N of the triple pinion gears 112 is a value of 4 (only two are shown), and each triple pinion gear 112 is rotatably supported by the support shaft 111b.
  • the first to third pinion gears P1 to P3 are arranged in this order from the right side on the same axis parallel to the axis of the carrier member 111.
  • the number N of the triple pinion gears 112 and the number of the support shafts 111b are not limited to the value 4, and are arbitrary.
  • the first to third pinion gears P1 to P3 have different pitch circle diameters.
  • the number of teeth of the first pinion gear P1 (hereinafter referred to as “first pinion tooth number”) ZP1 and the number of teeth of the second pinion gear P2 (
  • the number of teeth ZP2 (hereinafter referred to as “second pinion tooth number”) and the number of teeth of the third pinion gear P3 (hereinafter referred to as “third pinion tooth number”) ZP3 is a value obtained by multiplying the minimum number of teeth M by a positive integer (M 2M, 3M).
  • M 2M, 3M a positive integer
  • the first to third pinion gears P1, P2 and P3 are engaged with the first sun gear S1, the second sun gear S2 and the third sun gear S3, respectively.
  • the first sun gear S1 is integrally attached to the rotating shaft 115
  • the second sun gear S2 is integrally attached to the left output shaft SFL
  • the third sun gear S3 is integrally attached to the rotating shaft 116.
  • the rotating shaft 116 is rotatably supported by a bearing (not shown), and the left output shaft SFL is relatively rotatably disposed inside the rotating shaft 116.
  • the number of teeth of the first sun gear S1 (hereinafter referred to as “first sun gear teeth number”) ZS1, the number of teeth of the second sun gear S2 (hereinafter referred to as “second sun gear teeth number”) ZS2, and the number of teeth of the third sun gear S3.
  • the phases of the teeth of the first to third sun gears S1 to S3 can be made to coincide with each other at the position where they mesh with the four triple pinion gears 112. This eliminates the need for making the tooth phases of the first to third pinion gears P1 to P3 different from each other, thereby reducing the manufacturing cost of the triple pinion gear 112.
  • the first pinion gear P1 and the first sun gear S1 that mesh with each other are matched with each other, the modules of the second pinion gear P2 and the second sun gear S2 are matched with each other, and the modules of the third pinion gear P3 and the third sun gear S3 are set with each other. If they match, it is not necessary to match all the modules of the first to third pinion gears P1 to P3 and the first to third sun gears S1 to S3.
  • the first motor 113 is an AC motor, and includes a first stator 113a composed of a plurality of iron cores and coils, and a first rotor 113b composed of a plurality of magnets.
  • the first stator 113a is fixed to a stationary case CA.
  • the first rotor 113b is disposed so as to face the first stator 113a, is integrally attached to the rotary shaft 116 described above, and is rotatable together with the rotary shaft 116 and the third sun gear S3.
  • the first motor 113 when electric power (electric energy) is supplied to the first stator 113a, the supplied electric power is converted into power (rotational energy) and output to the first rotor 113b.
  • power (rotational energy) is input to the first rotor 113b, this power is converted into electric power (electric energy) (power generation) and output to the first stator 113a.
  • the first stator 113 a is electrically connected to a chargeable / dischargeable battery 23 via a first power drive unit (hereinafter referred to as “first PDU”) 21. Can be exchanged.
  • the first PDU 21 is configured by an electric circuit such as an inverter. As shown in FIG. 2, the ECU 2 described later is electrically connected to the first PDU 21.
  • the ECU 2 controls the first PDU 21 to control the power supplied to the first stator 113a, the power generated by the first stator 113a, and the rotation speed of the first rotor 113b.
  • the second motor 114 is also an AC motor, like the first motor 113, and has a second stator 114a and a second rotor 114b.
  • the second stator 114a and the second rotor 114b are configured similarly to the first stator 113a and the first rotor 113b, respectively.
  • the second rotor 114 b is integrally attached to the base 111 a of the carrier member 111 described above, and is rotatable together with the carrier member 111.
  • the second motor 114 can convert electric power supplied to the second stator 114a into motive power and output it to the second rotor 114b.
  • the motive power input to the second rotor 114b can be output. It can be converted into electric power and output to the second stator 114a.
  • the second stator 114 a is electrically connected to the battery 23 via a second power drive unit (hereinafter “second PDU”) 22, and can transmit and receive electrical energy to and from the battery 23. Similar to the first PDU 21, the second PDU 22 is configured by an electric circuit such as an inverter, and the ECU 2 is electrically connected to the second PDU 22. The ECU 2 controls the second PDU 22 to control the power supplied to the second stator 114a, the power generated by the second stator 114a, and the rotation speed of the second rotor 114b.
  • second PDU second power drive unit
  • the first pinion gear P1 of the triple pinion gear 112 is connected to the right output shaft SFR via the first sun gear S1, the rotating shaft 115, and the carrier CD.
  • the second pinion gear P2 is connected to the left output shaft SFL via the second sun gear S2.
  • the third pinion gear P3 is connected to the first motor 113 via the third sun gear S3 and the rotating shaft 116.
  • the carrier member 111 is connected to the second motor 114.
  • the ECU 2 receives a detection signal indicating the steering angle ⁇ of the vehicle handle (not shown) from the steering angle sensor 31 and a detection signal indicating the vehicle speed VP from the vehicle speed sensor 32.
  • a detection signal representing an operation amount (hereinafter referred to as “accelerator opening”) AP of an accelerator pedal (not shown) of the vehicle is input from the degree sensor 33.
  • a detection signal representing a current / voltage value input / output to / from the battery 23 is input from the current / voltage sensor 34 to the ECU 2.
  • the ECU 2 calculates the state of charge of the battery 23 based on the detection signal from the current / voltage sensor 34.
  • the ECU 2 is composed of a microcomputer including an I / O interface, CPU, RAM, ROM, and the like.
  • the ECU 2 controls the first and second motors 113 and 114 according to the control program stored in the ROM in accordance with the detection signals from the various sensors 31 to 34 described above. Thereby, various operations of the power transmission device T are performed.
  • the operation of the power transmission device T when the vehicle is traveling straight and when turning left and right will be described.
  • the engine torque is transmitted via the differential device D, the carrier member 111, and the triple pinion gear 112. And transmitted to the first and second motors 113 and 114.
  • the carrier member 111 and the first and second rotors 113b and 114b idle. Accordingly, zero torque control is performed so that the torques of the motors 113 and 114 become substantially zero in order to avoid drag loss due to power generation by the first and second motors 113 and 114. Done.
  • the engine torque is distributed to the left and right output shafts SFL and SFR via the differential device D, and further transmitted to the left and right drive wheels WFL and WFR.
  • the torque distribution ratio from the engine 3 to the left and right output shafts SFL, SFR is 1: 1.
  • the carrier member 111 idles at the same rotational speed as the left and right output shafts SFL and SFR, and the triple pinion gear 112 does not rotate with respect to the carrier member 111. Torque is not transmitted between the shafts SFL and SFR via the triple pinion gear 112.
  • the first motor 113 performs power generation control, and the second motor 114 performs zero torque control.
  • the braking force from the first motor 113 acts on the third sun gear S3.
  • the rotational energy transmitted to the first motor 113 is converted into electric energy by the power generation control by the first motor 113, and the converted electric energy is charged in the battery 23.
  • the carrier member 111 is accelerated with respect to the left output shaft SFL, so that a part of the torque of the left output shaft SFL is converted into the second sun gear S2, the second output as shown by the hatched arrows in FIG.
  • the carrier member 111 decelerates with respect to the left output shaft SFL, so that a part of the torque of the right output shaft SFR is converted into the carrier CD, the rotating shaft 115, the first It is transmitted to the left output shaft SFL via the 1 sun gear S1, the first pinion gear P1, the second pinion gear P2, and the second sun gear S2.
  • the left output shaft speed NFL increases with respect to the right output shaft speed NFR.
  • the correspondence between various elements in the present embodiment and various elements in the present invention is as follows. That is, the left and right output shafts SFL and SFR in the present embodiment correspond to one and the other of the two rotation shafts in the present invention, respectively.
  • the first motor 113 in the present embodiment corresponds to the first torque generator in the present invention
  • the second motor 114 in the present embodiment corresponds to the second torque generator in the present invention.
  • the first and second motors 113 and 114 in this embodiment correspond to the rotating electrical machine in the present invention.
  • the triple pinion gear 112 is rotatably supported by the carrier member 111 that is rotatably provided around the left output shaft SFL.
  • the triple pinion gear 112 includes first to third pinion gears P1 to P3 that have mutually different pitch circles and are integrally formed with each other.
  • the first and second pinion gears P1 and P2 are connected to the right output shaft SFR and the left output shaft SFL, respectively, and the third pinion gear P3 and the carrier member 111 are connected to the first and second motors 113 and 114, respectively. It is connected.
  • a battery 23 is connected to the first and second motors 113 and 114, and the first and second motors 113 and 114 can collect and accumulate rotational energy as electric energy.
  • the power generation control is performed by the first motor 113, and the rotational energy transmitted to the first motor 113 is recovered, so that the carrier member 111 is accelerated relative to the left output shaft SFL. . Further, by controlling the speed increase of the carrier member 111, the torque transmitted from the left output shaft SFL to the right output shaft SFR can be freely controlled.
  • the second motor 114 performs power generation control, thereby recovering the rotational energy transmitted to the second motor 114, thereby decelerating the carrier member 111 with respect to the left output shaft SFL. . Further, by controlling the degree of deceleration of the carrier member 111, the torque transmitted from the right output shaft SFR to the left output shaft SFL can be freely controlled. As described above, the distribution of torque to the left and right output shafts SFL and SFR can be freely controlled.
  • torque distribution control to the left and right output shafts SFL and SFR is referred to as “torque distribution control”.
  • the first and second motors 113 and 114 are used for torque distribution control instead of the above-described conventional speed increasing and deceleration clutches, the first and second motors 113 and 114 are used during torque distribution control.
  • the rotational energy transmitted to 114 can be recovered and reused, and the loss can be suppressed as a whole.
  • the above-described zero torque control does not cause a large drag loss, and this can also suppress the loss.
  • a hydraulic pump that supplies hydraulic pressure to the speed increasing and decelerating clutches is not necessary.
  • a spool valve, a solenoid, a strainer, and the like for driving the speed increasing and decelerating clutches are not required, and accordingly, the power transmission device T can be reduced in size and mounted.
  • the rotational energy transmitted to the first and second motors 113 and 114 when the rotational energy transmitted to the first and second motors 113 and 114 is recovered, the rotational energy can be converted into electric energy by both the motors 113 and 114. For this reason, for example, by supplying the converted electrical energy to a vehicle auxiliary machine (not shown), the operating load and operating frequency of a generator (not shown) for charging the power supply of the auxiliary machine are reduced. Can be made.
  • both power is transmitted from the left and right front wheels WFL, WFR to the first and second motors 113, 114 via the left and right output shafts SFL, SFR, the differential device D, etc.
  • Electric power generation control can be performed by the motors 113 and 114, and thereby the traveling energy of the vehicle can be recovered.
  • the first and second motors 113 and 114 are not directly connected to the third sun gear S3 and the carrier member 111, respectively. Are connected through.
  • FIG. 6 the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. Hereinafter, a description will be given focusing on differences from the first embodiment.
  • the first rotor 113b is not attached to the rotating shaft 116, and a gear 141 and a gear 142 are integrally attached to the first rotor 113b and the rotating shaft 116, respectively, and these gears 141 and 142 are mutually connected. I'm engaged.
  • the power of the first motor 113 is transmitted to the third sun gear S3 while being decelerated by both gears 141 and 142.
  • the second rotor 114b is not attached to the carrier member 111, and a gear 143 and a gear 144 are integrally attached to the second rotor 114b and the base 111a of the carrier member 111, respectively. 143 and 144 mesh with each other.
  • the power of the second motor 114 is transmitted to the carrier member 111 while being decelerated by both gears 143 and 144.
  • the first motor 113 is connected to the third sun gear S3 via the reduction gear including the gear 141 and the gear 142, and the second motor 114 is connected to the gear 143 and the gear 144. It is connected to the carrier member 111 through a speed reducer comprising: As a result, the torque (braking force) of the first and second motors 113 and 114 can be transmitted to the third sun gear S3 and the carrier member 111 in an increased state, so that the first and second motors 113, The size of 114 can be reduced. In addition, the effect by 1st Embodiment can be acquired similarly.
  • each of the first and second motors 113 and 114 is not a reduction device composed of a pair of gears, but a planetary gear type first reduction device RG1 and It is connected to the third sun gear S3 and the carrier member 111 via the second reduction gear RG2.
  • FIG. 7 the same components as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals.
  • a description will be given focusing on differences from the first and second embodiments.
  • the first reduction gear device RG1 is a single pinion type planetary gear device, and includes a first sun gear SR1, a first ring gear RR1 provided on the outer periphery of the first sun gear SR1, and a plurality of first gears meshed with both gears SR1, RR1.
  • the first pinion gear PR1 and the first carrier CR1 that rotatably supports the first pinion gear PR1 are provided.
  • the first sun gear SR1 is integrally attached to the hollow rotating shaft 117.
  • the rotating shaft 117 is rotatably supported by a bearing (not shown), and a left output shaft SFL is relatively rotatably disposed inside the rotating shaft 117.
  • the first rotor 113b is integrally attached to the rotating shaft 117, not the rotating shaft 116 described above, and is rotatable together with the rotating shaft 117 and the first sun gear SR1.
  • the first ring gear RR1 is fixed to the case CA.
  • the first carrier CR1 is integrally attached to the rotating shaft 116, and is rotatable together with the rotating shaft 116 and the third sun gear S3.
  • the second reduction gear RG2 is a single pinion type planetary gear device, and includes a second sun gear SR2, a second ring gear RR2 provided on the outer periphery of the second sun gear SR2, A second pinion gear PR2 that meshes with the gears SR2 and RR2 is provided.
  • the second sun gear SR2 is integrally attached to the hollow rotating shaft 118.
  • the rotary shaft 118 is rotatably supported by a bearing (not shown), and the rotary shaft 115 and the left output shaft SFL described above are relatively rotatably arranged inside thereof.
  • the second rotor 114b is integrally attached to the rotating shaft 118, not the carrier member 111, and is rotatable together with the rotating shaft 118 and the second sun gear SR2.
  • the second ring gear RR2 is fixed to the case CA.
  • the second pinion gear PR2 is the same number (four, only two shown) as the triple pinion gear 112, and is rotatably supported on the support shaft 111b of the carrier member 111.
  • the first motor 113 is connected to the third sun gear S3 via the first reduction gear RG1, and the second motor 114 is connected to the carrier via the second reduction gear RG2. It is connected to the member 111.
  • the torque (braking force) of the first and second motors 113 and 114 can be transmitted to the third sun gear S3 and the carrier member 111 in an increased state.
  • the size of the first and second motors 113 and 114 can be reduced.
  • the effect by 1st Embodiment can be acquired similarly.
  • the carrier member 111 that supports the triple pinion gear 112 and the second pinion gear PR2 is shared, it is possible to reduce the size of the power transmission device and improve the mountability.
  • the power transmission device according to the present invention is also applicable to an FR (front engine-rear drive) type vehicle VFR.
  • the power transmission device TA is disposed at the rear portion of the vehicle VFR, and the ring gear (not shown) of the differential device D is connected to the transmission 4 via the propeller shaft PS.
  • the sun gear and the carrier (both not shown) of the differential device D are connected to the left and right rear wheels WRL and WRR via the left and right output shafts SRL and SRR, respectively.
  • the engine torque is transmitted to the left and right rear wheels WRL and WRR via the transmission 4, the propeller shaft PS, the power transmission device TA, and the left and right output shafts SRL and SRR, respectively.
  • the effects of the first to third embodiments can be obtained similarly.
  • the power transmission device according to the present invention is also applicable to an all-wheel drive vehicle VAW.
  • the left and right output shafts SFL, SFR are connected to the engine 3 via a front differential DF, a center differential DC, and a transmission 4.
  • the power transmission device TB is disposed at the rear portion of the vehicle VAW, and a ring gear (not shown) of the differential device D is connected to the transmission 4 via the propeller shaft PS and the center differential DC.
  • the sun gear and the carrier (both not shown) of the differential device D are connected to the left and right rear wheels WRL and WRR via the left and right output shafts SRL and SRR, respectively.
  • the engine torque is transmitted to the center differential DC via the transmission 4 and distributed to the front differential DF and the propeller shaft PS.
  • Torque distributed to the front differential DF is transmitted to the left and right front wheels WFL and WFR via the left and right output shafts SFL and SFR, respectively.
  • Torque distributed to propeller shaft PS is transmitted to left and right rear wheels WRL and WRR via power transmission device TB and left and right output shafts SRL and SRR, respectively.
  • the effects of the first to third embodiments can be obtained similarly.
  • the carrier member 111 is rotatably provided around the left output shaft SFL (SRL), but may be provided rotatably around the right output shaft SFR (SRR). Good.
  • the power transmission device is configured to transmit torque to each other between the left and right output shafts SFL, SFR (SRL, SRR). You may comprise so that a torque may be transmitted between the front and rear drive wheels in a vehicle of the type. Or you may comprise so that a torque may be transmitted between the non-drive wheels which are not driven directly depending on motive power sources, such as the engine 3.
  • SFL left and right output shafts
  • SFR SRL, SRR
  • a power plant 1 according to the fourth embodiment is for driving left and right output shafts SRL and SRR of a four-wheeled vehicle (not shown), and is mounted on the rear portion of the vehicle. These left and right output shafts SRL and SRR are arranged coaxially with each other and are connected to left and right rear wheels WRL and WRR, respectively. Further, an engine (not shown) as a power source is mounted on the front portion of the vehicle. This engine is a gasoline engine and is connected to the left and right front wheels of the vehicle via a transmission (both not shown) and drives the left and right front wheels.
  • the power unit 1 includes a gear unit GS, a first rotating electrical machine 11 and a second rotating electrical machine 12 as power sources.
  • the gear device GS is for transmitting torque between the first and second rotating electrical machines 11 and 12 and the left and right output shafts SRL and SRR.
  • the carrier member 13 includes a donut plate-like base portion 13a and four support shafts 13b (only two are shown) for supporting the triple pinion gear 14. Yes.
  • the carrier member 13 is rotatably supported by a bearing (not shown), and is disposed around the left and right output shafts SRL and SRR.
  • Each spindle 13b is integrally attached to the base portion 13a and extends in the axial direction from the base portion 13a.
  • the four support shafts 13b are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the base portion 13a.
  • the triple pinion gear 14 includes a first pinion gear P1, a second pinion gear P2, and a third pinion gear P3 that are integrally formed with each other, like the triple pinion gear 112 described in the first embodiment.
  • the number N of the triple pinion gears 14 is a value of 4 (only two are shown), and each triple pinion gear 14 is rotatably supported by the support shaft 13b.
  • the first to third pinion gears P1 to P3 are arranged in this order from the right side on the same axis parallel to the axis of the carrier member 13.
  • the number N of the triple pinion gears 14 and the number of the support shafts 13b are not limited to the value 4, and are arbitrary.
  • the pitch circle diameter and the number of teeth of the first to third pinion gears P1 to P3 are set similarly to the first embodiment.
  • the first to third pinion gears P1, P2 and P3 are engaged with the first sun gear S1, the second sun gear S2 and the third sun gear S3, respectively, and the first to third sun gears S1 to S3 are different from each other. It has a pitch circle diameter.
  • the first sun gear S1 is integrally attached to the right output shaft SRR
  • the second sun gear S2 is integrally attached to the left output shaft SRL
  • the third sun gear S3 is integrally attached to the rotary shaft 15.
  • the rotating shaft 15 is rotatably supported by a bearing (not shown), and the left output shaft SRL is relatively rotatably disposed inside the rotating shaft 15.
  • the first to third sun gear tooth numbers ZS1 to ZS3 (the number of teeth of the first to third sun gears S1 to S3) are set in the same manner as in the first embodiment.
  • the first rotating electrical machine 11 is an AC motor, like the first motor 113 described in the first embodiment, and includes a first stator 11a composed of a plurality of iron cores and coils, a plurality of magnets, and the like.
  • the first rotor 11b is provided.
  • the first stator 11a is fixed to a stationary case CA.
  • the first rotor 11b is disposed so as to face the first stator 11a, is integrally attached to the rotary shaft 15 described above, and is rotatable together with the rotary shaft 15 and the third sun gear S3.
  • the first rotating electrical machine 11 when electric power is supplied to the first stator 11a, the supplied electric power is converted into motive power and output to the first rotor 11b (powering).
  • the power is converted into electric power and output to the first stator 11a (regeneration).
  • the first stator 11 a is electrically connected to the battery 23 via the first PDU 21 described in the first embodiment, and can transmit and receive electrical energy to and from the battery 23.
  • the ECU 2 (see FIG. 2) described in the first embodiment controls the first PDU 21, thereby controlling the power supplied to the first stator 11a, the power generated by the first stator 11a, and the rotational speed of the first rotor 11b. To control.
  • the second rotating electrical machine 12 is also an AC motor, like the first rotating electrical machine 11, and includes a second stator 12a and a second rotor 12b.
  • the second stator 12a and the second rotor 12b are configured similarly to the first stator 11a and the first rotor 11b, respectively.
  • the second rotor 12 b is integrally attached to the base portion 13 a of the carrier member 13 described above, and is rotatable together with the carrier member 13.
  • the second rotating electrical machine 12 can convert electric power supplied to the second stator 12a into motive power and output it to the second rotor 12b, and is input to the second rotor 12b. The power can be converted into electric power and output to the second stator 12a.
  • the second stator 12a is electrically connected to the battery 23 via the second PDU 22 described in the first embodiment, and can transmit and receive electrical energy to and from the battery 23.
  • the ECU 2 controls the second PDU 22 to control the power supplied to the second stator 12a, the power generated by the second stator 12a, and the rotation speed of the second rotor 12b.
  • the first to third sun gears S1 to S3 are engaged with the first to third pinion gears P1 to P3 of the triple pinion gear 14 rotatably supported by the carrier member 13, respectively. Since the first to third pinion tooth numbers ZP1 to ZP3 and the first to third sun gear tooth numbers ZS1 to ZS3 are set as described above, the carrier member 13 and the first to third sun gear S1 to S3 can transmit power between each other, and the rotational speeds thereof are collinear with each other.
  • the collinear relationship is a relationship in which the rotation speeds are located on the same straight line in the collinear diagram.
  • first rotor 11b and the third sun gear S3 are connected to each other via the rotating shaft 15. Therefore, the rotation speeds of the first rotor 11b and the third sun gear S3 are equal to each other. Further, since the second sun gear S2 is directly connected to the left output shaft SRL, the rotational speeds of both S1 and SRL are equal to each other, and since the first sun gear S1 is directly connected to the right output shaft SRR, both S1, The rotational speeds of the SRRs are equal to each other. Further, since the carrier member 13 and the second rotor 12b are directly connected to each other, the rotational speeds of both the members 13 and 12b are equal to each other.
  • the rotational speed relationship among the third to first sun gears S3 to S1, the carrier member 13, the left and right output shafts SRL and SRR, and the first and second rotors 11b and 12b is, for example, the same as shown in FIG. It is represented as a diagram. As is apparent from FIG. 11, the left and right output shafts SRL and SRR can be differentially rotated with respect to each other.
  • ⁇ and ⁇ in FIG. 11 are the first lever ratio and the second lever ratio, respectively, and are expressed by the following equations (3) and (4).
  • (ZP1 ⁇ ZS2) / (ZS1 ⁇ ZP2-ZP1 ⁇ ZS2) (4)
  • the power unit 1 is provided with a differential limiting mechanism 16 for limiting the differential rotation between the left and right output shafts SRL and SRR.
  • the differential limiting mechanism 16 is configured by a hydraulic friction clutch, and has a donut plate-like inner 16a and outer 16b.
  • the inner 16a and the outer 16b are arranged coaxially with the carrier member 13 and the first to third sun gears S1 to S3.
  • the inner 16a is disposed on the rotary shaft 15 and the outer 16b is disposed on the carrier member 13. Each of them is integrally attached to the support shaft 13b.
  • the degree of engagement of the differential limiting mechanism 16 is controlled by the ECU 2, whereby the rotation shaft 15 and the carrier member 13, that is, the third sun gear S 3 and the carrier member 13 are connected and disconnected.
  • the ECU 2 controls the differential limiting mechanism 16 and the first and second rotating electrical machines 11 and 12 according to the control program stored in the ROM in accordance with the detection signals from the various sensors 31 to 34 described above. Thereby, various operations of the power unit 1 are performed. Hereinafter, the operation of the power unit 1 when the vehicle goes straight and when turning left and right will be described.
  • FIG. 11 shows the rotational speed relationship and the torque balance relationship between the various types of rotary elements in this case.
  • TM1 and TM2 are output torques (hereinafter referred to as “first motor output torques” respectively) generated in the first and second rotors 11b and 12b in accordance with power running in the first and second rotating electric machines 11 and 12, respectively. "Second motor output torque”).
  • RLM1 and RRM1 are reaction force torques acting on the left output shaft SRL and the right output shaft SRR in accordance with powering in the first rotating electrical machine 11, and RLM2 and RRM2 are respectively in the second rotating electrical machine 12. This is a reaction torque that acts on the left output shaft SRL and the right output shaft SRR along with the power running.
  • left output shaft transmission torque the torque transmitted to the left output shaft SRL
  • RLM1-RLM2 RLM1> RLM2
  • RLM1> RLM2 the torque transmitted to the right output shaft SRR
  • RRM1> RLM2 the torque transmitted to the right output shaft SRR
  • RRM2-RRM1 RRM2> RRM1
  • the left and right output shafts SRL, SRR are driven in the forward direction together with the left and right rear wheels WRL, WRR.
  • the electric power supplied to the first and second stators 11a and 12a is controlled so that the left and right output shaft transmission torques have the same required torque.
  • This required torque is calculated by searching a predetermined map (not shown) according to the detected accelerator pedal opening AP. Furthermore, as an execution condition for executing the power running of the first and second rotating electrical machines 11 and 12 described above, for example, during engine assist by the first and second rotating electrical machines 11 and 12 (hereinafter referred to as “motor assisting”) ), Or the vehicle is being driven only by the first and second rotating electrical machines 11 and 12 without using the engine (hereinafter referred to as “EV traveling”), and the calculated state of charge of the battery 23 is the lower limit value. Is used. In this case, the fact that the state of charge of the battery 23 is larger than the lower limit value means that the battery 23 can be discharged.
  • FIG. 12 shows the rotational speed relationship and the torque balance relationship between the various types of rotary elements in this case.
  • TG1 and TG2 are braking torques (hereinafter referred to as “first motor braking torques” respectively) generated in the first and second rotors 11b and 12b due to regeneration in the first and second rotating electric machines 11 and 12, respectively.
  • first motor braking torques braking torques
  • RLG1 and RRG1 are reaction force torques acting on the left output shaft SRL and the right output shaft SRR with regeneration in the first rotating electrical machine 11, respectively.
  • RLG2 and RRG2 are respectively in the second rotating electrical machine 12 This is the reaction force torque that acts on the left output shaft SRL and the right output shaft SRR with regeneration.
  • the left output shaft transmission torque is represented by -RLG1 + RLG2 (RLG1> RLG2)
  • the right output shaft transmission torque is represented by -RRG2 + RRG1 (RRG2> RRG1)
  • braking is applied to the left and right output shafts SRL and SRR.
  • Torque acts and the vehicle is decelerated.
  • the electric power regenerated by the first and second rotating electrical machines 11 and 12 is controlled so that the braking torques acting on the left and right output shafts SRL and SRR are the same.
  • a condition that the state of charge of the battery 23 is smaller than an upper limit value is used as an execution condition for executing the regeneration of the first and second rotating electrical machines 11 and 12 described above.
  • a condition that the state of charge of the battery 23 is smaller than an upper limit value is used. In this case, the fact that the state of charge of the battery 23 is smaller than the upper limit value indicates that the battery 23 can be charged.
  • the yaw moment increase control for the right turn is executed.
  • the first to fourth yaw moment increases control is executed.
  • Moment increase control is provided.
  • the first to fourth yaw moment increase controls will be described in order. First, during the first yaw moment increase control, both the first and second rotating electrical machines 11 and 12 perform power running, and the first motor output torque TM1 is larger than the second motor output torque TM2. The power supplied to the first and second stators 11a and 12a is controlled.
  • the left output shaft transmission torque becomes larger than the right output shaft transmission torque, and as a result, the clockwise yaw moment of the vehicle increases.
  • the electric power supplied to the first and second stators 11a and 12a is controlled according to the detected steering angle ⁇ , vehicle speed VP, and accelerator pedal opening AP.
  • the execution condition for executing the first yaw moment increase control is, for example, during motor assist (during engine assist by the first and second rotating electrical machines 11 and 12) or during EV travel (first and second rotations). The vehicle is being driven only by the electric machines 11 and 12, and the condition that the state of charge of the battery 23 is larger than the lower limit value is used.
  • the first and second rotating electric machines 11 and 12 perform regeneration, and the first motor braking torque TG2 is larger than the first motor braking torque TG1.
  • the electric power regenerated by the second rotating electrical machines 11 and 12 is controlled.
  • the braking torque acting on the right output shaft SRR becomes larger than that of the left output shaft SRL, resulting in an increase in the clockwise yaw moment of the vehicle.
  • the electric power regenerated by the first and second rotating electrical machines 11 and 12 is controlled according to the steering angle ⁇ , the vehicle speed VP, and the like.
  • an execution condition for executing the second yaw moment increase control for example, a condition that the vehicle is traveling at a reduced speed and the state of charge of the battery 23 is smaller than the upper limit value is used.
  • FIG. 13 shows the rotational speed relationship and the torque balance relationship between the various rotary elements in this case.
  • TM ⁇ b> 1 in FIG. 13 is the first motor output torque
  • RLM ⁇ b> 1 and RRM ⁇ b> 1 are respectively the left output shaft SRL and the right output shaft SRR with the power running in the first rotating electrical machine 11. It is the reaction force torque acting on.
  • TG2 in FIG. 13 is the second motor braking torque
  • RLG2 and RRG2 are respectively associated with the left output shaft SRL and the right output in accordance with regeneration in the second rotating electrical machine 12. This is the reaction torque acting on the shaft SRR.
  • the left output shaft transmission torque is represented by RLM1 + RLG2
  • the right output shaft transmission torque is represented by-(RRM1 + RRG2).
  • the left output shaft transmission torque increases and the braking torque acts on the right output shaft SRR.
  • the clockwise yaw moment of the vehicle increases.
  • the power supplied to the first stator 11a and the power regenerated by the second rotating electrical machine 12 are controlled according to the steering angle ⁇ , the vehicle speed VP, and the accelerator pedal opening AP.
  • first increase condition The vehicle is being driven by the engine, and the state of charge of the battery 23 is not less than the upper limit value.
  • Second increasing condition The vehicle is being driven by the engine, the state of charge is smaller than the upper limit value, and the braking torque required for the second rotating electrical machine 12 is greater than or equal to the predetermined first upper limit torque.
  • the battery 23 cannot be charged, so that all the electric power regenerated by the second rotating electrical machine 12 is not charged to the battery 23. Then, it is supplied to the first stator 11a.
  • the second increase condition is satisfied, a part of the electric power regenerated by the second rotating electrical machine 12 is charged to the battery 23 and the rest is supplied to the first stator 11a.
  • the first motor output torque TM1 is controlled so as to compensate for the shortage of the second motor braking torque TG2 with respect to the required braking torque.
  • the fourth yaw moment increase control zero torque control is performed on the first rotating electrical machine 11 and regeneration is performed by the second rotating electrical machine 12 so that the battery 23 is charged with the regenerated electric power.
  • This zero torque control is for avoiding the occurrence of drag loss due to regeneration in the first rotating electrical machine 11.
  • the left output shaft transmission torque is represented by RLG2
  • the right output shaft transmission torque is represented by -RRG2.
  • the left output shaft transmission torque increases and the braking torque acts on the right output shaft SRR.
  • the clockwise yaw moment of the vehicle increases.
  • a part of the torque of the right output shaft SRR is transmitted to the left output shaft SRL using the second motor braking torque TG2 as a reaction force.
  • the electric power regenerated by the second rotating electrical machine 12 is controlled according to the steering angle ⁇ , the vehicle speed VP, and the accelerator pedal opening AP.
  • the execution condition for executing the fourth yaw moment increase control for example, the vehicle is being driven by the engine, the state of charge of the battery 23 is smaller than the upper limit value, and the second rotating electrical machine 12 is required.
  • the condition that the braking torque is smaller than the first upper limit torque is used.
  • the yaw moment reduction control for the right turn is executed.
  • 4-yaw moment reduction control is provided.
  • these first to fourth yaw moment reduction controls will be described in order.
  • both the first and second rotating electrical machines 11 and 12 perform power running, and the second motor output torque TM2 is larger than the first motor output torque TM1.
  • the power supplied to the first and second stators 11a and 12a is controlled.
  • the right output shaft transmission torque becomes larger than the left output shaft transmission torque, and as a result, the clockwise yaw moment of the vehicle is reduced.
  • the electric power supplied to the first and second stators 11a and 12a is controlled according to the steering angle ⁇ , the vehicle speed VP, and the accelerator pedal opening AP.
  • an execution condition for executing the first yaw moment reduction control for example, a condition that the motor is being assisted or EV is running and the state of charge of the battery 23 is larger than the lower limit value is used.
  • both the first and second rotating electric machines 11 and 12 perform regeneration, and the battery 23 is charged with the electric power regenerated by both the rotating electric machines 11 and 12.
  • the electric power regenerated by the first and second rotating electrical machines 11 and 12 is controlled so that the first motor braking torque TG1 is larger than the second motor braking torque TG2.
  • the braking torque acting on the left output shaft SRL becomes larger than the braking torque acting on the right output shaft SRR.
  • the moment is reduced.
  • the electric power regenerated by the first and second rotating electrical machines 11 and 12 is controlled according to the steering angle ⁇ and the vehicle speed VP.
  • an execution condition for executing the second yaw moment reduction control for example, a condition that the vehicle is traveling at a reduced speed and the state of charge of the battery 23 is smaller than the upper limit value is used.
  • FIG. 14 shows the rotational speed relationship and the torque balance relationship between the various rotary elements in this case.
  • TG1 in FIG. 14 is the first motor braking torque
  • RLG1 and RRG1 are respectively the left output shaft SRL and the right output shaft SRR with regeneration in the first rotating electrical machine 11. It is the reaction force torque acting on.
  • TM2 in FIG. 14 is the second motor output torque
  • RLM2 and RRM2 are the left output shaft SRL and the right output in accordance with the power running in the second rotating electrical machine 12, respectively. This is the reaction torque acting on the shaft SRR.
  • the left output shaft transmission torque is represented by-(RLG1 + RLM2)
  • the right output shaft transmission torque is represented by RRG1 + RRM2.
  • the braking torque acts on the left output shaft SRL and the right output shaft transmission torque increases.
  • the clockwise yaw moment of the vehicle is reduced.
  • the electric power regenerated by the first rotating electrical machine 11 and the electric power supplied to the second stator 12a are controlled according to the steering angle ⁇ and the vehicle speed VP.
  • first reduction condition The vehicle is traveling at a reduced speed and the state of charge of the battery 23 is equal to or greater than the upper limit value.
  • Second reduction condition The vehicle is traveling at a reduced speed, the state of charge is smaller than the upper limit value, and the braking torque required for the first rotating electrical machine 11 is greater than or equal to a predetermined second upper limit torque.
  • the battery 23 cannot be charged, so that all the power regenerated by the first rotating electrical machine 11 is not charged to the battery 23. , And supplied to the second stator 12a.
  • the second reduction condition is satisfied, a part of the electric power regenerated by the first rotating electrical machine 11 is charged to the battery 23 and the rest is supplied to the second stator 12a.
  • the second motor output torque TM2 is controlled so as to compensate for the shortage of the first motor braking torque TG1 with respect to the required braking torque.
  • the first rotating electrical machine 11 performs regeneration, and the second rotating electrical machine 12 performs zero torque control.
  • the left output shaft transmission torque is represented by -RLG1
  • the right output shaft transmission torque is represented by RRG1.
  • the braking torque acts on the left output shaft SRL and the right output shaft transmission torque increases.
  • the clockwise yaw moment of the vehicle is reduced.
  • a part of the torque of the left output shaft SRL is transmitted to the right output shaft SRR using the first motor braking torque TG1 as a reaction force.
  • the electric power regenerated by the first rotating electrical machine 11 is controlled according to the steering angle ⁇ and the vehicle speed VP.
  • the execution condition for executing the fourth yaw moment reduction control for example, the vehicle is running at a reduced speed, the state of charge of the battery 23 is smaller than the upper limit value, and braking required for the first rotating electrical machine 11 is required. The condition that the torque is smaller than the second upper limit torque is used.
  • the above-described differential limiting mechanism 16 holds the third sun gear S3 and the carrier member 13 in a disconnected state. Accordingly, as is apparent from the collinear diagram shown in FIG. 11, the third sun gear S3 and the carrier member 13 are held so as to be differentially rotatable with respect to each other within a range satisfying the collinear relationship shown in FIG.
  • the output shafts SRL and SRR are also held so as to be differentially rotatable relative to each other.
  • the third sun gear S3 and the carrier member are used to limit the differential rotation between the left and right output shafts SRL and SRR in order to increase the behavior stability of the vehicle.
  • the differential limiting mechanism 16 is controlled so as to connect the terminals 13 and 13.
  • the rotation speeds of the third to first sun gears S3 to S1 and the carrier member 13 are in a collinear relationship.
  • the reaction torque acting on the three sun gear S3 and the carrier member 13 acts so as to rotate the third to first sun gears S3 to S1 and the carrier member 13 integrally, and the left and right output shafts SRL and SRR are It acts to limit the differential rotation between the output shafts SRL and SRR.
  • total differential limiting torque As the reaction force torque acting on the third sun gear S3 and the carrier member 13 from the differential limiting mechanism 16 increases, the left and right output shafts SRL, The sum of differential limiting torques acting on both output shafts SRL and SRR so as to limit differential rotation between SRRs (hereinafter referred to as “total differential limiting torque”) becomes larger. Therefore, the total differential limiting torque can be controlled by adjusting the reaction force torque of the differential limiting mechanism 16 by controlling the degree of engagement of the differential limiting mechanism 16, and therefore the left and right output shafts SRL, SRR can be controlled. It is possible to control the degree of restriction of differential rotation between the two.
  • the correspondence between various elements in the fourth embodiment and various elements in the present invention is as follows. That is, the left and right output shafts SRL, SRR in the fourth embodiment correspond to one and the other of the two rotating shafts in the present invention, respectively, and the first and second rotating electrical machines 11, 12 in the fourth embodiment are It corresponds to the first and second torque generators in the present invention, respectively. Further, the third to first sun gears S3 to S1 and the carrier member 13 in the fourth embodiment correspond to the first to fourth elements of the gear device according to the present invention, respectively. Further, the first and second motor torques TM1 and TM2 in the fourth embodiment correspond to the positive torque in the present invention, and the first and second motor braking torques TG1 and TG2 in the fourth embodiment are in the present invention. Corresponds to negative torque.
  • the triple pinion gear 14 is rotatably supported by the rotatable carrier member 13, and the first to third pinion gears that are integral with each other and constitute the triple pinion gear 14.
  • the third to first sun gears S3 to S1 and the carrier member 13 are in a collinear relationship with each other, and are arranged in this order in the collinear diagram (see FIG. 11 and the like).
  • the third sun gear S3 is coupled to the first rotating electrical machine 11, the second and first sun gears S2, S1 are coupled to the left and right output shafts SRL, SRR, respectively, and the carrier member 13 is coupled to the second rotation. It is connected to the electric machine 12.
  • the first and second motor output torques TM1 and TM2 and the first and second motor braking torques TG1 and TG2 are transferred to the left and right output shafts SRL via the third to first sun gears S3 to S1 and the carrier member 13, respectively. It is transmitted to the SRR, and both the output shafts SRL and SRR can be appropriately driven.
  • the first and second motor output torques TM1 are used as described with reference to FIGS. , TM2 and the first and second motor braking torques TG1 and TG2 can be controlled to appropriately control the torque distributed to the left and right output shafts SRL and SRR.
  • the first and first clutches are not the speed increasing and decelerating clutches configured by the wet friction clutches, in order to control the torque distributed to the left and right output shafts SRL and SRR. Since the two-rotating electrical machines 11 and 12 are used, a large drag loss is not generated by the above-described zero torque control, and therefore the loss can be suppressed.
  • a hydraulic pump for supplying hydraulic pressure to the speed increasing and deceleration clutches is unnecessary.
  • a spool valve, a solenoid, a strainer and the like for driving both clutches are unnecessary, and accordingly, the power unit 1 can be reduced in size and improved in mountability.
  • the third sun gear S3 and the carrier member 13 are connected and disconnected by the differential limiting mechanism 16. .
  • the third to first sun gears S3 to S1 and the carrier member 13 rotate integrally, so that the left output shaft SRL to which the second sun gear S2 is connected and the right output to which the first sun gear S1 is connected.
  • the differential rotation with respect to the shaft SRR can be limited, and thereby the behavior stability of the vehicle can be enhanced.
  • since only the differential limiting mechanism 16 needs to be connected it is possible to easily limit the differential rotation between the left and right output shafts SRL and SRR and to obtain a high responsiveness thereof.
  • the third sun gear S3 located on both outer sides in the collinear diagram and the carrier member 13 are connected, so that the largest total differential limiting torque is obtained. Obtainable.
  • the reaction torque required for the differential limiting mechanism 16 to limit the differential rotation between the left and right output shafts SRL and SRR can be reduced, so that the differential limiting mechanism 16 can be downsized. Accordingly, the power device 1 can be further reduced in size and mounted.
  • a gear device GS including a carrier member 13, a triple pinion gear 14, and first to third sun gears S1 to S3 is used. For this reason, for example, in order to configure these four rotating elements, the number of parts can be reduced and the ring gear can be reduced compared to the case where a gear device is configured by combining two planetary gear devices of a single pinion type. The dimension in the radial direction of the gear device GS can be reduced by the amount not provided.
  • the power unit 1 can be configured easily and at a lower cost without using a special device. Furthermore, when the torque distribution to the left and right output shafts SRL and SRR is controlled as described above, the first and second rotating electrical machines 11 and 12 are used to generate the first and second motor braking torques TG1 and TG2. Thus, power can be converted into electric power. For this reason, for example, by supplying the converted electric power to the vehicular auxiliary machine, the operating load and the operating frequency of the generator for charging the power supply of the auxiliary machine can be reduced.
  • the power plant 1A includes a power transmission path between the first rotor 11b and the differential limiting mechanism 41 and the third sun gear S3, and the second rotor 12b and the differential limiting mechanism 41.
  • the only difference is that a speed reducer is provided in the power transmission path between the carrier member 13 and the carrier member 13.
  • the same components as those in the fourth embodiment are denoted by the same reference numerals.
  • a description will be given focusing on differences from the fourth embodiment.
  • the first rotor 11b is not attached to the rotary shaft 15 described above, and a gear 51 and a gear 52 are integrally attached to the first rotor 11b and the rotary shaft 15, respectively. Are engaged with each other.
  • the number of teeth of the gear 51 is set to a value smaller than the number of teeth of the gear 52.
  • the power of the first rotating electrical machine 11 is transmitted to the third sun gear S3 while being decelerated by the two gears 51 and 52.
  • the second rotor 12b is not attached to the carrier member 13, and a gear 53 and a gear 54 are integrally attached to the second rotor 12b and the base portion 13a of the carrier member 13, respectively. 53 and 54 mesh with each other.
  • the number of teeth of the gear 53 is set to a value smaller than the number of teeth of the gear 54.
  • the power of the second rotating electrical machine 12 is transmitted to the carrier member 13 while being decelerated by both gears 53 and 54.
  • the gear ratio of the gears 51 and 52 and the gear ratio of the gears 53 and 54 are set to the same value.
  • the differential limiting mechanism 41 is constituted by a friction clutch as in the fourth embodiment, and has an inner 41a and an outer 41b. Unlike the fourth embodiment, the inner 41a is integrally attached to the first rotor 11b, not the rotating shaft 15, and the outer 41b is not the four support shafts 13b of the carrier member 13, but the second rotor 12b. It is attached to the unit.
  • the degree of fastening of the differential limiting mechanism 41 is controlled by the above-described ECU, whereby the first and second rotors 11b and 12b are connected and disconnected.
  • the first rotor 11b is connected to the third sun gear S3 via the gear 51, the gear 52 and the rotating shaft 15, and the second rotor 12b is connected to the carrier member 13 via the gear 53 and the gear 54.
  • the third sun gear S3 and the carrier member 13 are The connection is interrupted.
  • the correspondence between various elements in the fifth embodiment and various elements in the present invention is as follows. That is, the gears 51 and 52 in the fifth embodiment correspond to the first power transmission mechanism in the present invention, and the gears 53 and 54 in the fifth embodiment correspond to the second power transmission mechanism in the present invention. Other correspondences are the same as in the fourth embodiment.
  • the first rotating electrical machine 11 is connected to the third sun gear S3 via the reduction gear including the gear 51 and the gear 52, and the second rotating electrical machine 12 is connected to the gear.
  • the carrier member 13 is connected to the carrier member 13 through a reduction gear including 53 and a gear 54. Accordingly, the first and second motor output torques TM1 and TM2 and the first and second motor braking torques TG1 and TG2 can be transmitted to the third sun gear S3 and the carrier member 13 in an increased state, respectively.
  • the second rotating electrical machines 11 and 12 can be downsized.
  • the third sun gear S3 and the carrier member 13 are used to limit the differential rotation between the left and right output shafts SRL and SRR.
  • the differential limiting mechanism 41 is controlled so as to connect them. Accordingly, the reaction force torque from the differential limiting mechanism 41 acts to rotate the third to first sun gears S3 to S1 and the carrier member 13 together, and both the output shafts SRL and SRR on the left and right sides. This acts to limit the differential rotation between the output shafts SRL and SRR. Therefore, the differential rotation between the left and right output shafts SRL and SRR can be limited, and as a result, the behavior stability of the vehicle can be improved.
  • the total differential limiting torque (acts so as to limit the differential rotation between the left and right output shafts SRL and SRR). Therefore, it is possible to control the degree of limitation of differential rotation between the output shafts SRL and SRR.
  • the differential limiting mechanism 41 is connected to the third sun gear S3 via gears 51 and 52 and to the carrier member 13 via gears 53 and 54.
  • the total differential limiting torque increases as the reaction force torque acting on the third sun gear S3 and the carrier member 13 from the differential limiting mechanism 41 increases.
  • these gears 51 to 54 can transmit the reaction torque from the differential limiting mechanism 41 to the third sun gear S3 and the carrier member 13 in an increased state, and therefore the left and right output shafts SRL.
  • the reaction force torque required for the differential limiting mechanism 41 to limit the differential rotation between the SRRs can be reduced, whereby the differential limiting mechanism 41 can be further reduced in size.
  • the space required for providing the gears 51 to 54 is smaller than the space reduced by downsizing the differential limiting mechanism 41. Therefore, the miniaturization of the differential limiting mechanism 41 can further reduce the size and mountability of the power unit 1A.
  • the effects of the fourth embodiment that is, the effects such as loss suppression can be obtained in the same manner.
  • the power plant 1B has a power transmission path between the first rotor 11b and the third sun gear S3, and a power transmission path between the second rotor 12b and the carrier member 13 in the first power transmission path.
  • the only difference is that the first reduction gear RG1 and the second reduction gear RG2 described in the third embodiment are provided.
  • FIG. 16 the same components as those in the third and fourth embodiments are denoted by the same reference numerals. Hereinafter, a description will be given focusing on differences from the fourth embodiment.
  • the first sun gear SR1 of the first reduction gear RG1 is integrally attached to the hollow rotary shaft 17.
  • the rotating shaft 17 is rotatably supported by a bearing (not shown), and a left output shaft SRL is relatively rotatably disposed inside the rotating shaft 17.
  • the first rotor 11b is integrally attached to the rotary shaft 17 instead of the rotary shaft 15 described above, and is rotatable together with the rotary shaft 17 and the first sun gear SR1.
  • the first ring gear RR1 is fixed to the case CA.
  • the first carrier CR1 is integrally attached to the rotary shaft 15 described above, and is rotatable together with the rotary shaft 15 and the third sun gear S3.
  • the second sun gear SR2 of the second reduction gear RG2 is integrally attached to the hollow rotary shaft 18.
  • the rotating shaft 18 is rotatably supported by a bearing (not shown), and the right output shaft SRR is relatively rotatably disposed inside the rotating shaft 18.
  • the second rotor 12b is integrally attached to the rotating shaft 18 instead of the carrier member 13, and is rotatable together with the rotating shaft 18 and the second sun gear SR2.
  • the second ring gear RR2 is fixed to the case CA.
  • the second pinion gear PR2 is the same number (four, only two shown) as the triple pinion gear 14, and is rotatably supported on the support shaft 13b of the carrier member 13.
  • the first rotating electrical machine 11 is connected to the third sun gear S3 via the first reduction gear RG1, and the second rotating electrical machine 12 is connected via the second reduction gear RG2.
  • the carrier member 13 are connected to the carrier member 13.
  • the first and second motor output torques TM1 and TM2 and the first and second motor braking torques TG1 and TG2 are increased and applied to the third sun gear S3 and the carrier member 13, respectively. Since it can transmit, size reduction of the 1st and 2nd rotary electric machines 11 and 12 can be achieved.
  • the effect by 4th Embodiment can be acquired similarly.
  • the carrier member 13 that supports the triple pinion gear 14 and the second pinion gear PR2 is shared, it is possible to reduce the size of the power unit 1B and improve the mountability.
  • the left and right front wheels are driven by the engine, and the left and right rear wheels WRL and WRR (left and right output shafts SRL and SRR) are driven by the power units 1, 1A and 1B.
  • the vehicle is configured such that the left and right output shafts connected to the left and right front wheels are driven by the power unit and the left and right rear wheels WRL and WRR are driven by the engine. May be configured.
  • the fourth to sixth embodiments are examples in which the power units 1, 1A, and 1B according to the present invention are applied to a vehicle equipped with an engine. However, the present invention is not limited to this, and the engine is mounted. It is also applicable to vehicles that are not.
  • the power plant 1C is not the left and right output shafts SRL and SRR connected to the left and right rear wheels WRL and WRR, but the left and right output shafts connected to the left and right front wheels WFL and WFR, respectively.
  • the engine 3 as a power source, the transmission 4, and the like described in the first embodiment are used for driving the SFL and SFR.
  • the provision of the differential device D is mainly different.
  • the same components as those in the first and fourth embodiments are denoted by the same reference numerals.
  • a description will be given focusing on differences from the fourth embodiment.
  • Engine 3 is a gasoline engine and is mounted on the front of a four-wheeled vehicle.
  • a transmission 4 is connected to a crankshaft (not shown) of the engine 3.
  • the transmission 4 is a stepped automatic transmission, and its operation is controlled by the ECU 2 described above, whereby the power of the engine 3 is output to the output shaft 4a while being shifted.
  • the differential device D, the second rotating electrical machine 12, the gear device GS, and the first rotating electrical machine 11 are arranged coaxially with the left and right output shafts SFL, SFR, and this is viewed from the right between the left and right front wheels WFL, WFR. They are in order.
  • the ring gear RD of the differential gear D is connected to the engine 3 via the transmission 4.
  • the sun gear SD of the differential device D is connected to the second sun gear S2 of the gear device GS via a rotating shaft 61 that is rotatably supported by a bearing (not shown).
  • the second sun gear S2 is integrally attached to the left output shaft SFL.
  • the right end portion of the carrier CD of the differential device D is integrally attached to the right output shaft SFR
  • the left end portion of the carrier CD is integrally attached to the right end portion of the hollow rotating shaft 62.
  • a first sun gear S ⁇ b> 1 is integrally attached to the left end portion of the rotating shaft 62.
  • the rotating shaft 62 is rotatably supported by a bearing (not shown), and the rotating shaft 61 is relatively rotatably disposed inside the rotating shaft 62.
  • the carrier CD is provided on the power transmission path between the first sun gear S1 and the right output shaft SFR.
  • the torque transmitted to the ring gear RD is the sun gear SD and
  • the carrier CD is distributed with a torque distribution ratio of 1: 1.
  • the torque distributed to the sun gear SD is transmitted to the left front wheel WFL via the left output shaft SFL, and the torque distributed to the carrier CD is transmitted to the right front wheel WFR via the right output shaft SFR.
  • the second sun gear S2 and the sun gear SD are connected to each other via the rotating shaft 61, and the second sun gear S2 is directly connected to the left output shaft SFL. Therefore, the rotation speeds of second sun gear S2, sun gear SD, and left output shaft SFL are equal to each other.
  • the first sun gear S1 and the carrier CD are connected to each other via a rotating shaft 62, and the carrier CD is directly connected to the right output shaft SFR. Therefore, the rotation speeds of the first sun gear S1, the carrier CD, and the right output shaft SFR are equal to each other.
  • the rotational speed relationship among the third to first sun gears S3 to S1, the carrier member 13, and the first and second rotors 11b and 12b of the gear device GS is the same as in the fourth embodiment.
  • the differential device D is a double pinion type planetary gear device
  • the sun gear SD, the ring gear RD, and the carrier CD are capable of differential rotation with respect to each other. Are in a collinear relationship and are arranged in this order.
  • the relationship between the rotational speeds of the various rotary elements in the power unit 1C is expressed as a collinear chart shown in FIG. 18, for example.
  • the rotational speed is collinear with each other by the sun gear SD, the ring gear RD, the carrier CD, the third to first sun gears S3 to S1 of the gear device GS, and the carrier member 13. Five rotating elements are configured. Further, as is apparent from FIG. 18, the left and right output shafts SFL and SFR can be differentially rotated.
  • FIG. 18 shows the rotational speed relationship and the torque balance relationship between various types of rotary elements in the third yaw moment increase control for turning right.
  • TE is a torque transmitted from the engine 3 to the ring gear RD via the transmission 4
  • RLE and RRE are the left output shaft SFL and the right as the torque is transmitted from the engine 3 to the ring gear RD.
  • It is the reaction force torque which acts on each output shaft SFR.
  • Other parameters (such as the first motor output torque TM1) are the same as in the fourth embodiment.
  • the reaction torques RLE and RRE are equal to each other.
  • the torque transmitted to the left output shaft SFL is represented by RLE + RLM1 + RLG2
  • the torque transmitted to the right output shaft SFR is represented by RRE ⁇ (RRM1 + RRG2).
  • the correspondence between various elements in the seventh embodiment and various elements in the present invention is as follows. That is, the left and right output shafts SFL and SFR in the seventh embodiment correspond to one and the other of the two rotation shafts in the present invention, respectively, and the sun gear SD, the carrier CD, and the ring gear RD in the seventh embodiment are in the present invention.
  • the engine 3 in the seventh embodiment corresponds to the torque generator in the present invention, and corresponds to the first to third rotating bodies or the fifth to seventh elements of the differential device. Other correspondences are the same as in the fourth embodiment.
  • the sun gear SD of the differential device D is connected to the second sun gear S2, and the carrier CD is on the power transmission path between the first sun gear S1 and the right output shaft SFR.
  • the ring gear RD is connected to the engine 3.
  • the engine torque is transmitted to the left and right output shafts SFL, SFR in addition to the first and second motor output torques TM1, TM2, and therefore the torque required for the first and second rotating electrical machines 11, 12
  • the size of both 11 and 12 can be reduced.
  • the effects of the fourth embodiment that is, the effects such as the suppression of loss and the improvement of the behavior stability of the vehicle can be obtained similarly.
  • the power plant 1D includes a power transmission path between the first rotor 11b and the differential limiting mechanism 41 and the third sun gear S3, and the second rotor 12b and the difference.
  • the only difference is that the speed reducer described in the fifth embodiment is provided in the power transmission path between the movement limiting mechanism 41 and the carrier member 13.
  • the same components as those in the fifth and seventh embodiments are denoted by the same reference numerals.
  • the reaction force torque from the differential limiting mechanism 41, the first and second motor output torques are reduced by the reduction gear, that is, the gears 51 to 54, as in the fifth embodiment.
  • TM1, TM2, and the first and second motor braking torques TG1, TG2 can be transmitted to the third sun gear S3 and the carrier member 13 in an increased state. Therefore, it is possible to reduce the size of the differential limiting mechanism 41 and the first and second rotating electrical machines 11 and 12, and consequently, it is possible to reduce the size of the power unit 1D and improve the mountability.
  • the effect by 7th Embodiment can be acquired similarly.
  • the power unit 1 ⁇ / b> E has a power transmission path between the first rotor 11 b and the third sun gear S ⁇ b> 3 and a power transmission between the second rotor 12 b and the carrier member 13.
  • the only difference is that the first reduction gear RG1 and the second reduction gear RG2 described in the sixth embodiment are provided on the path.
  • FIG. 20 the same components as those in the sixth and seventh embodiments are denoted by the same reference numerals.
  • the first and second motor output torques TM1 and TM2 and the first and second motor output torques TM1 and TM2 are performed by the first and second reduction gears RG1 and RG2. Since the motor braking torques TG1 and TG2 can be transmitted to the third sun gear S3 and the carrier member 13, respectively, the first and second rotating electrical machines 11 and 12 can be reduced in size. In addition, the effect by 7th Embodiment can be acquired similarly.
  • FIG. 21 shows a first modification of the seventh to ninth embodiments described above.
  • the power unit is applied to an FR (front engine-rear drive) type vehicle VFR.
  • FR front engine-rear drive
  • the differential device D the gear device GS, the differential limiting mechanism, and the first and second rotating electric machines (none of which are shown) are disposed at the rear of the vehicle VFR.
  • the ring gear (not shown) described above is connected to the transmission 4 via the propeller shaft PS.
  • connection relationship between the left and right output shafts SRL, SRR, the differential device D, the gear device GS, the differential limiting mechanism, and the first and second rotating electric machines is compared with the seventh to ninth embodiments, The only difference is that the left and right output shafts SFL and SFR on the front side are replaced with the left and right output shafts SRL and SRR on the rear side, and the others are the same.
  • the engine torque is transmitted to the left and right output shafts SRL and SRR via the transmission 4, the propeller shaft PS, and the differential device D, and further to the left and right rear wheels WRL and WRR.
  • the first and second motor output torques and the first and second motor braking torques are transmitted to the left and right output shafts SRL and SRR via the gear device GS and the differential device D, and the left and right rear wheels WRL, Is transmitted to the WRR.
  • the differential rotation between the left and right output shafts SRL and SRR is limited by the connection between the third sun gear and the carrier member (both not shown) by the differential limiting mechanism. Therefore, also in the first modification, the effects according to the seventh to ninth embodiments can be obtained similarly.
  • FIG. 22 shows a second modification of the seventh to ninth embodiments, and this second modification is an example in which the power plant is applied to an all-wheel drive vehicle VAW.
  • the left and right output shafts SFL, SFR on the front side are connected to the engine 3 via a front differential DF, a center differential DC, and a transmission 4.
  • the differential device D, the gear device GS, the differential limiting mechanism, and the first and second rotating electric machines are arranged at the rear part of the vehicle VAW, and the ring gear (see FIG. (Not shown) is connected to the transmission 4 via a propeller shaft PS and a center differential DC.
  • the connection relationship between the left and right output shafts SRL and SRR, the differential device D, the gear device GS, and the first and second rotating electric machines is the same as that in the first modification described above.
  • the engine torque is transmitted to the center differential DC via the transmission 4 and distributed to the front differential DF and the propeller shaft PS.
  • the torque distributed to the front differential DF is transmitted to the left and right output shafts SFL and SFR, and further transmitted to the left and right front wheels WFL and WFR.
  • Torque distributed to the propeller shaft PS is transmitted to the left and right output shafts SRL and SRR via the differential device D, and is further transmitted to the left and right rear wheels WRL and WRR.
  • the first and second motor output torques and the first and second motor braking torques are transmitted to the left and right output shafts SRL and SRR via the gear device GS and the differential device D, and the left and right rear wheels WRL, Is transmitted to the WRR.
  • the vehicles VFR and VAW of the first and second modifications of the seventh to ninth embodiments correspond to the moving device according to the present invention.
  • the engine 3 and the transmission 4 are arranged at the front part of the vehicles VFR and VAW, but may be arranged at the rear part of the vehicle.
  • the present invention is not limited to the fourth to ninth embodiments (including modifications) described above, and can be implemented in various modes.
  • the first sun gear S1 is connected to the right output shaft SRR (SFR) and the second sun gear S2 is connected to the left output shaft SRL (SFL).
  • the first sun gear S1 may be connected to the left output shaft SRL (SFL), and the second sun gear S2 may be connected to the right output shaft SRR (SFR).
  • the carrier CD of the differential device D described in the seventh to ninth embodiments is provided on the power transmission path between the first sun gear S1 and the left output shaft SRL (SFL).
  • the third to first sun gears S3 to S1 and the carrier member 13 are used as the first to fourth elements in the present invention, but the rotational speeds are collinear with each other.
  • Four other rotating elements may be used.
  • any two rotating elements of a sun gear, a carrier, and a ring gear of a planetary gear device and any two rotating elements of a sun gear, a carrier, and a ring gear of another planetary gear device are connected to each other.
  • four rotating elements constituted thereby may be used.
  • the planetary gear device in this case may be either a single pinion type or a double pinion type.
  • four rotating elements of a so-called Ravigneaux type planetary gear device single pinion type and double pinion type planetary gear devices in which a carrier and a ring gear are shared
  • Ravigneaux type planetary gear device single pinion type and double pinion type planetary gear devices in which a carrier and a ring gear are shared
  • rotating elements configured as follows may be used.
  • a rotatable first sun gear and a first ring gear that are rotatably supported by a rotatable carrier member and mesh with the first pinion gear;
  • the first sun gear or the first ring gear may be meshed via another pinion gear without directly meshing with the first pinion gear. The same applies to the second sun gear and the second ring gear.
  • the first and second torque generators in the present invention are the first and second rotating electrical machines 11 and 12, but other devices capable of generating positive torque and negative torque are used.
  • a hydraulic motor may be used.
  • the differential limiting mechanisms 16 and 41 are constituted by hydraulic clutches.
  • the gears 51 and 52 are used as the first power transmission mechanism and the gears 53 and 54 are used as the second power transmission mechanism in the present invention, respectively.
  • Other mechanisms capable of transmitting with increased reaction force for example, a power transmission mechanism consisting of a pair of pulleys and a belt wound around both, a power transmission mechanism consisting of a pair of sprockets and a chain wound around both May be used.
  • the differential device D which is a double pinion planetary gear device, is used.
  • the first to third rotating bodies capable of differential rotation with each other.
  • a single pinion type planetary gear device or a differential device of the following type may be used.
  • a distributing type differential may be used.
  • the engine (3) that is a gasoline engine is used as the energy output device in the present invention, but other devices capable of generating a positive torque, such as diesel engines, LPG, etc.
  • An engine, a CNG (Compressed Natural Gas) engine, an external combustion engine, a rotating electric machine, a hydraulic motor, or the like may be used.
  • the power units 1, 1A to 1E according to the present invention are configured to drive the left and right output shafts SRL and SRR (SFL, SFR). You may comprise so that the front-and-back output shaft connected with the drive wheel may be driven.
  • the first to third pinion gears P1 to P3 are integrally formed with each other, but may be integrally formed after being formed separately. Good.
  • the electric power generated and collected by the first and second motors 113 and 114 is charged (accumulated) in the battery 23, but is not like a capacitor (power storage device). It may be stored in other electrical energy storage devices.
  • another motor different from the first and second motors 113 and 114 and a flywheel (kinetic energy storage device) connected to the other motor are used to generate electric power with the first and second motors 113 and 114. Then, the recovered electric power may be converted into power by another motor, and the converted power may be stored in the flywheel as kinetic energy.
  • the electric power generated and recovered by the first and second motors 113 and 114 is directly supplied to the power consuming device (such as another motor). May be.
  • the power consuming device such as another motor.
  • a hydraulic pump capable of converting rotational energy into pressure energy may be used, and the pressure energy converted by the hydraulic pump may be accumulated in an accumulator. The above applies similarly to the fourth to ninth embodiments.
  • the first and second motors 113 and 114 which are AC motors, are used as the rotating electrical machine in the present invention.
  • energy can be converted between rotational energy and electrical energy.
  • Other devices such as a DC motor may be used.
  • the battery 23 is shared by the first and second motors 113 and 114, but the battery may be provided separately. The same applies to the fourth to ninth embodiments.
  • first to ninth embodiments are examples in which the present invention is applied to a vehicle, but the present invention is not limited to this, and can be applied to, for example, a ship or an aircraft. In addition, it is possible to appropriately change the detailed configuration within the scope of the present invention.
  • the present invention is extremely useful in reducing loss and improving the downsizing and mounting properties of the apparatus.
  • T Power transmission device SFL Left output shaft (one of the two rotating shafts) SFR Right output shaft (the other of the two rotating shafts) 111 Carrier member P1 First pinion gear P2 Second pinion gear P3 Third pinion gear 112 Triple pinion gear 113 First motor (first torque generator, rotating electric machine) 114 Second motor (second torque generator, rotating electric machine) VFR vehicle (mobile device) VAW vehicle (mobile device) SRL Left output shaft (one of two rotating shafts) SRR Right output shaft (the other of the two rotating shafts) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power device 1A Power device 1B Power device 1C Power device 1D Power device 1E Power device 3 Engine (torque generator) 11 First rotating electrical machine (first torque generator) 12 Second rotating electrical machine (second torque generator) GS gear unit 13 Carrier member (fourth element) 14 Triple pinion gear S1 First sun gear (third element) S2 Second sun gear (second element) S3 Third sun gear (first element) 16 differential limiting mechanism 41 differential limiting mechanism 51 gear (first power transmission

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Abstract

 損失を抑制でき、装置の小型化および搭載性の向上を図ることができる動力装置を提供する。動力装置Tでは、第3~第1サンギヤS3~S1およびキャリア部材111の回転数が互いに共線関係にあり、当該回転数の関係を表す共線図において、この順で並ぶ。また、第3サンギヤS3およびキャリア部材111は、正トルクおよび負トルクを発生可能な第1および第2トルク発生装置113、114にそれぞれ連結されるとともに、第2および第1サンギヤS2、S1は、2つの回転軸の一方および他方にそれぞれ連結されている。

Description

動力装置
 本発明は、移動装置を移動させるために、互いに差回転が可能に構成された2つの回転軸を駆動する動力装置に関する。
 従来、この種の動力装置として、例えば特許文献1に開示されたものが知られている。この従来の動力装置は、四輪車両に適用されたものであり、動力源としての内燃機関と、内燃機関のトルクを左右の出力軸に分配する差動装置と、回転自在のキャリア部材と、キャリア部材に回転自在に支持された3連ピニオンギヤと、油圧式の増速用クラッチおよび減速用クラッチを備えている。左右の出力軸は、左右の駆動輪にそれぞれ連結されている。また、3連ピニオンギヤは、互いに異なるピッチ円を有する第1ピニオンギヤ、第2ピニオンギヤおよび第3ピニオンギヤで構成されており、これらの第1~第3ピニオンギヤは、一体に形成されている。第1ピニオンギヤは、右出力軸と一体の第1サンギヤと噛み合っており、第2ピニオンギヤは左出力軸と一体の第2サンギヤと噛み合っている。また、第3ピニオンギヤは、回転自在の第3サンギヤと噛み合っている。さらに、増速用クラッチによって、第3サンギヤと不動のケーシングの間が接続・遮断され、減速用クラッチによって、キャリア部材とケーシングの間が接続・遮断される。
 以上の構成の従来の動力装置では、その直進時、増速用クラッチの解放により第3サンギヤとケーシングの間が遮断され、減速用クラッチの解放によりキャリア部材とケーシングの間が遮断されるとともに、内燃機関のトルクが、差動装置を介して左右の出力軸に分配される。それに伴い、キャリア部材、第3サンギヤ、増速用および減速用クラッチは、内燃機関からの回転伝達に伴って空転する。また、車両の左右の旋回時、増速用および減速用クラッチの締結力を制御することによって、左右の出力軸へのトルクの分配が制御される。具体的には、車両の右旋回時には、増速用クラッチの解放により第3サンギヤとケーシングの間を遮断するとともに、減速用クラッチの締結によりキャリア部材とケーシングの間を接続することによって、キャリア部材を減速させる。これにより、右出力軸のトルクの一部が、第1サンギヤ、第1ピニオンギヤ、第2ピニオンギヤおよび第2サンギヤを介して左出力軸に伝達される結果、左出力軸に分配されるトルクが、右出力軸に対して増大する。この場合、減速用クラッチの締結度合を制御することによって、左出力軸に分配されるトルクが制御される。
 一方、車両の左旋回時には、減速用クラッチの解放によりキャリア部材とケーシングの間を遮断するとともに、増速用クラッチの締結により第3サンギヤとケーシングの間を接続することによって、キャリア部材を増速させる。これにより、左出力軸のトルクの一部が、第2サンギヤ、第2ピニオンギヤ、第1ピニオンギヤおよび第1サンギヤを介して右出力軸に伝達される結果、右出力軸に分配されるトルクが、左出力軸に対して増大する。この場合、増速用クラッチの締結度合を制御することによって、右出力軸に分配されるトルクが制御される。
特許第3104157号
 上述したように、従来の動力装置では、左右の出力軸へのトルクの分配制御のために、増速用および減速用クラッチが用いられており、これらの増速用および減速用クラッチは、内燃機関からの回転伝達に伴って空転する。このため、増速用および減速用クラッチとして、湿式の摩擦クラッチを用いた場合には、その潤滑油の粘性によるせん断抵抗によって、大きな引きずり損失が発生してしまう。
 さらに、油圧式の増速用および減速用クラッチに油圧を供給するために、内燃機関を動力源とする油圧ポンプを用いた場合には、内燃機関の運転中、左右の出力軸へのトルクの分配制御にかかわらず、常に油圧ポンプが駆動されるため、その分、内燃機関のトルクが無駄に消費されてしまう。さらに、増速用および減速用クラッチを駆動するためのスプール弁や、ソレノイド、ストレーナなどが必要になるため、その分、装置の大型化および搭載性の低下を招いてしまう。
 本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、損失を抑制でき、装置の小型化および搭載性の向上を図ることができる動力装置を提供することを目的とする。
 上記の目的を達成するために、請求項1に係る発明は、移動装置(実施形態における(以下、本項において同じ)車両VFR、車両VAW)を移動させるために、互いに差回転が可能に構成された2つの回転軸(左右の出力軸SRL、SRR、左右の出力軸SFL、SFR)を駆動する動力装置1、1A~1E(動力伝達装置T)であって、回転自在のキャリア部材13、111と、互いに一体に設けられた第1ピニオンギヤP1、第2ピニオンギヤP2および第3ピニオンギヤP3で構成され、キャリア部材13、111に回転自在に支持された3連ピニオンギヤ14、112と、第1ピニオンギヤP1に噛み合う回転自在の第1サンギヤS1と、第2ピニオンギヤP2に噛み合う回転自在の第2サンギヤS2と、第3ピニオンギヤP3に噛み合う回転自在の第3サンギヤS3と、を備え、3連ピニオンギヤ14、112および第1~第3サンギヤS1~S3は、キャリア部材13、111が固定された状態で3連ピニオンギヤ14、112が回転しているときに、第2サンギヤS2の回転数が第1サンギヤS1の回転数よりも高くなるとともに、第3サンギヤS3の回転数が第2サンギヤS2の回転数よりも高くなるように構成されており、正トルクおよび負トルクを発生可能な第1トルク発生装置(第1回転電機11、第1モータ113)と、正トルクおよび負トルクを発生可能な第2トルク発生装置(第2回転電機12、第2モータ114)と、をさらに備え、第3サンギヤS3は、第1トルク発生装置に連結され、第2サンギヤS2は、2つの回転軸の一方(左出力軸SRL、SFL)に連結され、第1サンギヤS1は、2つの回転軸の他方(右出力軸SRR、SFR)に連結されるとともに、キャリア部材13、111は、第2トルク発生装置に連結されており、第3サンギヤS3およびキャリア部材13、111に連結されていることを特徴とする。
 この構成によれば、回転自在のキャリア部材に、3連ピニオンギヤが回転自在に支持されるとともに、3連ピニオンギヤを構成する互いに一体の第1~第3ピニオンギヤに、回転自在の第1~第3サンギヤがそれぞれ噛み合っている。また、これらの3連ピニオンギヤおよび第1~第3サンギヤは、キャリア部材が固定された状態で3連ピニオンギヤが回転しているときに、第2サンギヤの回転数が第1サンギヤの回転数よりも高くなるとともに、第3サンギヤの回転数が第2サンギヤの回転数よりも高くなるように構成されている。以上の構成により、第3~第1サンギヤおよびキャリア部材によって、回転数が互いに共線関係にある4つの回転要素が構成される。ここで、共線関係とは、共線図において、それらの回転数が互いに一つの同じ直線上に位置する関係のことである。また、上述した第1~第3サンギヤの回転数の関係から、この共線図において、第3サンギヤ、第2サンギヤ、第1サンギヤおよびキャリア部材は、この順で並ぶ。
 さらに、第3サンギヤは、第1トルク発生装置に連結され、第2および第1サンギヤは、2つの回転軸の一方(以下「一方の回転軸」という)および他方(以下「他方の回転軸」という)にそれぞれ連結されるとともに、キャリア部材は、第2トルク発生装置に連結されている。以上により、第1および第2トルク発生装置で発生した正トルクおよび負トルク(負荷トルク)を、第3~第1サンギヤやキャリア部材を介して2つの回転軸に伝達し、両回転軸を適切に駆動することができる。この場合、上述したように第3~第1サンギヤおよびキャリア部材の回転数が互いに共線関係にあるので、第1および第2トルク発生装置で発生する正トルクおよび負トルクを制御することによって、2つの回転軸に分配されるトルクを適切に制御することができる。なお、第1および第2トルク発生装置の負トルクとは、第1および第2トルク発生装置にそれぞれ連結された第3サンギヤおよびキャリア部材に対し、負荷として作用するトルクのことである。
 また、前述した従来の場合と異なり、2つの回転軸に分配されるトルクを制御するために、湿式の摩擦クラッチで構成された増速用および減速用クラッチではなく、第1および第2トルク発生装置を用いるので、大きな引きずり損失が発生することがなく、したがって、損失を抑制することができる。それに加え、増速用および減速用クラッチに油圧を供給するための油圧ポンプは不要である。さらに、両クラッチを駆動するためのスプール弁や、ソレノイド、ストレーナなども不要であり、その分、動力装置の小型化および搭載性の向上を図ることができる。
 請求項2に係る発明は、請求項1に記載の動力装置1、1A~1Eにおいて、第3サンギヤS3とキャリア部材13の間を接続・遮断することによって2つの回転軸の間の差回転を制限するための差動制限機構16、41をさらに備えることを特徴とする。
 この構成によれば、第3~第1サンギヤおよびキャリア部材から成る4つの回転要素のうち、共線図において両外側に位置する回転要素、すなわち第3サンギヤとキャリア部材の間が、差動制限機構によって接続・遮断される。第3~第1サンギヤおよびキャリア部材の回転数が共線関係にあるため、この差動制限機構による第3サンギヤとキャリア部材の間の接続によって、第3~第1サンギヤおよびキャリア部材が一体に回転するようになるので、第2サンギヤが連結された一方の回転軸と、第1サンギヤが連結された他方の回転軸との間の差回転を制限でき、それにより、移動装置の挙動安定性を高めることができる。この場合、差動制限機構を単に接続するだけでよいので、2つの回転軸の間の差回転の制限を容易に行うことができるとともに、その高い応答性を得ることができる。
 さらに、図23は、他方の回転軸の回転数が一方の回転軸の回転数よりも高い場合において、差動制限機構により第3サンギヤとキャリア部材の間を接続したときの各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの釣り合い関係の一例を示す共線図である。図23では、値0を示す横線から縦線上の白丸までの距離が、各回転要素の回転数に相当する。このことは、後述する他の共線図についても同様である。図23において、RC1は、差動制限機構の接続に伴って差動制限機構から第3サンギヤに作用する反力トルクであり、RLC1およびRRC1は、この反力トルクRC1が第3サンギヤに作用するのに伴って一方の回転軸および他方の回転軸にそれぞれ作用する反力トルクである。また、RC2は、差動制限機構の接続に伴って差動制限機構からキャリア部材に作用する反力トルクであり、RLC2およびRRC2は、この反力トルクRC2がキャリア部材に作用するのに伴って一方の回転軸および他方の回転軸にそれぞれ作用する反力トルクである。
 この場合、差動制限機構の接続に伴い、一方の回転軸に伝達されるトルクは、RLC1+RLC2=RC1×(X+1)+RC2×Yで表され、他方の回転軸に伝達されるトルクは、-{RRC1+RRC2}=-{RC1×X+RC2×(Y+1)}で表される。このように、回転数が低い一方の回転軸に伝達されるトルクが増大するとともに、回転数が高い他方の回転軸に制動トルクが作用する結果、2つの回転軸の間の差回転が低減され、制限される。また、第3サンギヤとキャリア部材の間を接続することから明らかなように、差動制限機構から第3サンギヤおよびキャリア部材にそれぞれ作用する反力トルクRC1およびRC2は、その方向が互いに反対であるだけで、互いに同じ大きさである。
 以上から、差動制限機構の接続により2つの回転軸の間の差回転を制限するように両回転軸にそれぞれ作用する差動制限トルクの総和(以下「総差動制限トルク」という)は、これらの反力トルクRC1およびRC2を代表してRC1を用いると、RC1×(X+1)+RC1×Y+{RC1×X+RC1×(Y+1)}=2×RC1×(X+Y+1)で表される。
 また、図24は、他方の回転軸の回転数が一方の回転軸の回転数よりも高い場合において、上述した本発明と異なり、前述した4つの回転要素のうち、一方の回転軸に連結された第2サンギヤと、他方の回転軸に連結された第1サンギヤとの間を差動制限機構によって接続したと仮定したときの各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの釣り合い関係の一例を示す共線図である。図24において、RC1およびRC2は、差動制限機構の接続に伴って、差動制限機構から第2および第1サンギヤにそれぞれ作用する反力トルクである。
 この場合、差動制限機構の接続に伴い、一方の回転軸および他方の回転軸に伝達されるトルクは、RC1および-RC2でそれぞれ表される。このように、回転数が低い一方の回転軸に伝達されるトルクが増大するとともに、回転数が高い他方の回転軸に制動トルクが作用する結果、2つの回転軸の間の差回転が制限される。また、第1および第2サンギヤの間を接続することから明らかなように、差動制限機構から第2および第1サンギヤにそれぞれ作用する反力トルクRC1およびRC2は、その方向が互いに反対であるだけで、互いに同じ大きさである。
 以上から、第2および第1サンギヤの間の差動制限機構の接続により作用する総差動制限トルクは、これらの反力トルクRC1およびRC2を代表してRC1を用いると、RC1+RC1=2×RC1で表される。これに対して、前述したように、本発明(図23)の総差動制限トルクは、2×RC1×(X+Y+1)で表されることから明らかなように、第2および第1サンギヤの間を接続した場合(図24)よりも大きくなる。
 さらに、図25は、他方の回転軸の回転数が一方の回転軸の回転数よりも高い場合において、本発明と異なり、4つの回転要素のうち、第3サンギヤと第1サンギヤの間を差動制限機構によって接続したと仮定したときの各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの釣り合い関係の一例を示す共線図である。図25において、RC1は、差動制限機構の接続に伴って差動制限機構から第3サンギヤに作用する反力トルクであり、RLC1およびRRC1は、この反力トルクRC1が第3サンギヤに作用するのに伴って一方の回転軸および他方の回転軸にそれぞれ作用する反力トルクである。また、RC2は、差動制限機構の接続に伴って差動制限機構から第1サンギヤを介して他方の回転軸に作用する反力トルクであり、RLC2およびRSC2は、この反力トルクRC2が第1サンギヤに作用するのに伴って一方の回転軸および第3サンギヤにそれぞれ作用する反力トルクである。
 この場合、差動制限機構の接続に伴い、一方の回転軸に伝達されるトルクは、RLC1-RLC2=RC1×(X+1)-RC2×(X+1)/Xで表され、他方の回転軸に伝達されるトルクは、-(RC2+RRC1)=-(RC2+RC1×X)で表される。このように、回転数が低い一方の回転軸に伝達されるトルクが増大するとともに、回転数が高い他方の回転軸に制動トルクが作用する結果、2つの回転軸の間の差回転が制限される。また、第3および第1サンギヤの間を接続することから明らかなように、差動制限機構から第3サンギヤおよび第1サンギヤにそれぞれ作用する反力トルクRC1およびRC2は、その方向が互いに反対であるだけで、互いに同じ大きさである。
 以上から、第3および第1サンギヤの間の差動制限機構の接続により2つの回転軸に作用する総差動制限トルクは、これらの反力トルクRC1およびRC2を代表してRC1を用いると、RC1×(X+1)-RC1×(X+1)/X+(RC1+RC1×X)=2×RC1×{X+1-(X+1)/(2×X)}で表される。これに対して、本発明(図23)における総差動制限トルクは、2×RC1×(X+Y+1)で表されることから明らかなように、第3および第1サンギヤの間を差動制限機構で接続した場合(図25)よりも大きくなる。このことは、図示しないものの、4つの回転要素(第3~第1サンギヤおよびキャリア部材)のうちの、これまでに述べた2つの回転要素の組合わせ以外の組合わせに係る2つの回転要素を差動制限機構で接続した場合にも、同様に当てはまる。また、図23~図25は、他方の回転軸の回転数が一方の回転軸の回転数よりも高い場合の例であるが、これとは逆に、一方の回転軸の回転数が他方の回転軸の回転数よりも高い場合にも、本発明における総差動制限トルクは、より大きくなる。
 以上のように、4つの回転要素のうち、共線図において両外側に位置する回転要素である第3サンギヤとキャリア部材の間を接続することによって、最も大きな総差動制限トルクを得ることができる。これにより、2つの回転軸の間の差回転を制限するために差動制限機構に必要とされる反力トルクを低減できるので、差動制限機構の小型化を図ることができ、それにより、動力装置のさらなる小型化および搭載性の向上を図ることができる。
 また、本発明によれば、回転数が互いに共線関係にある4つの回転要素を構成するために、3連ピニオンギヤ、第1~第3サンギヤおよびキャリア部材から成る歯車装置を用いている。このため、例えば、これらの4つの回転要素を構成するために、シングルピニオンタイプの2つの遊星歯車装置の組合わせを用いた場合と比較して、部品点数を削減できるとともに、リングギヤを有していない分、歯車装置の径方向の寸法を小さくすることができる。
 請求項3に係る発明は、請求項2に記載の動力装置1A、1Dにおいて、第3サンギヤS3と差動制限機構41の間の動力伝達経路上に設けられ、差動制限機構41による第3サンギヤS3とキャリア部材13の間の接続に伴って発生した差動制限機構41の反力トルクを、増大させた状態で第3サンギヤS3に伝達する第1動力伝達機構(ギヤ51、ギヤ52)と、キャリア部材13と差動制限機構41の間の動力伝達経路上に設けられ、差動制限機構41による第3サンギヤS3とキャリア部材13の間の接続に伴って発生した差動制限機構41の反力トルクを、増大させた状態でキャリア部材13に伝達する第2動力伝達機構(ギヤ53、ギヤ54)と、をさらに備えることを特徴とする。
 図23を用いた請求項2に係る発明の説明から明らかなように、差動制限機構による第3サンギヤとキャリア部材の間の接続に伴って発生した差動制限機構の反力トルクが大きいほど、前述した総差動制限トルク(2つの回転軸の差回転を制限するトルク)は、より大きくなる。上述した構成によれば、この差動制限機構の反力トルクが、第1動力伝達機構によって増大した状態で第3サンギヤに伝達されるとともに、第2動力伝達機構によって増大した状態でキャリア部材に伝達される。したがって、総差動制限トルクを増大させることができるので、2つの回転軸の間の差回転を制限するために差動制限機構に必要とされる反力トルクをさらに低減することができ、それにより、差動制限機構のさらなる小型化を図ることができる。この場合、例えば、第1および第2動力伝達機構として、ギヤなどの比較的小型の機構を採用したときには、両者を設けるために必要なスペースは、上記の差動制限機構の小型化によって削減されるスペースよりも小さい。したがって、差動制限機構の小型化により、動力装置のさらなる小型化および搭載性の向上を図ることができる。
 請求項4に係る発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の動力装置1C~1E(動力伝達装置T)において、互いに差回転が可能な第1回転体(サンギヤSD)、第2回転体(キャリアCD)および第3回転体(リングギヤRD)を有する差動装置Dと、正トルクを発生可能であり、第1および第2トルク発生装置とは別個に設けられたトルク発生装置(エンジン3)と、をさらに備え、第1回転体は第2サンギヤS2に連結され、第2回転体は、第1サンギヤS1と2つの回転軸の他方の間の動力伝達経路上に設けられるとともに、第3回転体は、トルク発生装置に連結されることを特徴とする。
 この構成によれば、差動装置の第1~第3回転体が、互いに差回転が可能に構成されている。また、第1回転体は、前述した第2サンギヤに連結され、第2サンギヤを介して一方の回転軸に連結されている。第2回転体は、第1サンギヤと他方の回転軸との間の動力伝達経路上に設けられており、第3回転体は、トルク発生装置に連結されている。さらに、このトルク発生装置は、第1および第2トルク発生装置とは別個に設けられている。以上により、2つの回転軸に、第1および第2トルク発生装置からの正トルクに加え、トルク発生装置からの正トルクが伝達されるので、第1および第2トルク発生装置に必要とされるトルクを低減でき、それにより両装置の小型化を図ることができる。
 請求項5に係る発明は、請求項1ないし4のいずれかに記載の動力装置1、1A~1E(動力伝達装置T)において、第1および第2トルク発生装置が回転電機であることを特徴とする。
 この構成によれば、第1および第2トルク発生装置として一般的な回転電機を用いるので、格別の装置を用いることなく、動力装置を容易かつより安価に構成することができる。また、前述したように2つの回転軸へのトルクの分配を制御する場合において、第1および第2トルク発生装置で負トルクを発生させるにあたり、回転電機により動力を電力に変換することができる。このため、例えば、動力装置を車両に適用した場合には、変換した電力を車両用の補機に供給することによって、補機の電源を充電するための発電機の作動負荷および作動頻度を低下させることができる。
 前記目的を達成するために、請求項6に係る発明は、移動装置(実施形態における(以下、本項において同じ)車両VFR、車両VAW)を移動させるために、互いに差回転が可能に構成された2つの回転軸(左右の出力軸SRL、SRR、左右の出力軸SFL、SFR)を駆動する動力装置1、1A~1Eであって、互いの間で動力を伝達可能な第1要素(第3サンギヤS3)、第2要素(第2サンギヤS2)、第3要素(第1サンギヤS1)および第4要素(キャリア部材13)を有し、第1~第4要素の回転数が共線図において互いに同じ一つの直線上に位置する所定の共線関係にあり、第1要素を固定した状態で第2~第4要素を回転させたときに、第2~第4要素が同方向に回転するとともに、第4要素の回転数が第2および第3要素の回転数よりも高くなるように構成された歯車装置GSと、正トルクおよび負トルクを発生可能な第1トルク発生装置(第1回転電機11)と、正トルクおよび負トルクを発生可能な第2トルク発生装置(第2回転電機12)と、を備え、第1要素は、第1トルク発生装置に連結され、第2要素は、2つの回転軸の一方(左出力軸SRL、SFL)に連結され、第3要素は、2つの回転軸の他方(右出力軸SRR、SFR)に連結されるとともに、第4要素は、第2トルク発生装置に連結されており、第1および第4要素に連結され、第1要素と第4要素の間を接続・遮断することによって2つの回転軸の間の差回転を制限するための差動制限機構16、41をさらに備えることを特徴とする。
 この構成によれば、歯車装置の第1~第4要素が、互いの間で動力を伝達可能になっている。また、第1~第4要素の回転数は、共線図において互いに同じ一つの直線上に位置する所定の共線関係にあり、第1要素を固定した状態で第2~第4要素を回転させたときに、第2~第4要素が同方向に回転するとともに、第4要素の回転数が第2および第3要素の回転数よりも高くなる。さらに、第1要素は、第1トルク発生装置に連結され、第2および第3要素は、2つの回転軸の一方(以下「一方の回転軸」という)および他方(以下「他方の回転軸」という)にそれぞれ連結されるとともに、第4要素は、第2トルク発生装置に連結されている。
 以上により、第1および第2トルク発生装置で発生した正トルクおよび負トルクを、歯車装置を介して2つの回転軸に伝達し、両回転軸を適切に駆動することができる。この場合、上述したように第1~第4要素の回転数が互いに共線関係にあるので、第1および第2トルク発生装置で発生する正トルクおよび負トルクを制御することによって、2つの回転軸に分配されるトルクを適切に制御することができる。なお、第1および第2トルク発生装置の負トルクとは、第1および第2トルク発生装置にそれぞれ連結された第1要素および第4要素に対し、負荷として作用するトルクのことである。
 また、前述した従来の場合と異なり、2つの回転軸に分配されるトルクを制御するために、湿式の摩擦クラッチで構成された増速用および減速用クラッチではなく、第1および第2トルク発生装置を用いるので、大きな引きずり損失が発生することがなく、したがって、損失を抑制することができる。それに加え、増速用および減速用クラッチに油圧を供給するための油圧ポンプは不要である。さらに、両クラッチを駆動するためのスプール弁や、ソレノイド、ストレーナなども不要であり、その分、動力装置の小型化および搭載性の向上を図ることができる。
 また、前述した構成によれば、回転数が共線関係にある第1~第4要素のうちの第1要素と第4要素の間が、差動制限機構によって接続・遮断される。これにより、第1~第4要素が一体に回転するようになるので、第2要素が連結された一方の回転軸と、第3要素が連結された他方の回転軸の間の差回転を制限でき、それにより、移動装置の挙動安定性を高めることができる。この場合、差動制限機構を単に接続するだけでよいので、2つの回転軸の間の差回転の制限を容易に行うことができるとともに、その高い応答性を得ることができる。
 また、第1~第4要素の回転数が共線関係にあることと、前述したように第1要素を固定した状態で第2~第4要素を回転させたときに、第2~第4要素が同方向に回転するとともに、第4要素の回転数が第2および第3要素の回転数よりも高くなることから明らかなように、第1~第4要素の回転数の関係を表す共線図において、第1要素および第4要素は両外側に位置する。したがって、これらの第1要素と第4要素の間を差動制限機構で接続することによって、前述した請求項2に係る発明の作用・効果の説明から明らかなように、総差動制限トルク(2つの回転軸の間の差回転を制限するように両回転軸にそれぞれ作用する差動制限トルクの総和)を最も大きくすることができる。これにより、2つの回転軸の間の差回転を制限するために差動制限機構に必要とされる反力トルクを低減できるので、差動制限機構の小型化を図ることができ、それにより、動力装置のさらなる小型化および搭載性の向上を図ることができる。
 請求項7に係る発明は、請求項6に記載の動力装置1A、1Dにおいて、第1要素と差動制限機構41の間の動力伝達経路上に設けられ、差動制限機構41による第1要素と第4要素の間の接続に伴って発生した差動制限機構41の反力トルクを、増大させた状態で第1要素に伝達する第1動力伝達機構(ギヤ51、ギヤ52)と、第4要素と差動制限機構41の間の動力伝達経路上に設けられ、差動制限機構41による第1要素と第4要素の間の接続に伴って発生した差動制限機構41の反力トルクを、増大させた状態で第4要素に伝達する第2動力伝達機構(ギヤ53、ギヤ54)と、をさらに備えることを特徴とする。
 上述した請求項6に係る発明は、請求項1に係る発明の第3~第1サンギヤおよびキャリア部材を第1~第4要素にそれぞれ上位概念化したものである。このため、請求項2に係る発明と同様、差動制限機構による第1要素と第4要素の間の接続に伴って発生した差動制限機構の反力トルクが大きいほど、総差動制限トルクはより大きくなる。上述した構成によれば、この差動制限機構の反力トルクが、第1動力伝達機構によって増大した状態で第1要素に伝達されるとともに、第2動力伝達機構によって増大した状態で第4要素に伝達される。したがって、総差動制限トルクを増大させることができるので、2つの回転軸の間の差回転を制限するために差動制限機構に必要とされる反力トルクをさらに低減することができ、それにより、差動制限機構のさらなる小型化を図ることができる。この場合、例えば、第1および第2動力伝達機構として、ギヤなどの比較的小型の機構を採用したときには、両者を設けるために必要なスペースは、上記の差動制限機構の小型化によって削減されるスペースよりも小さい。したがって、差動制限機構の小型化により、動力装置のさらなる小型化および搭載性の向上を図ることができる。
 請求項8に係る発明は、請求項6または7に記載の動力装置1C~1Eにおいて、互いに差回転が可能な第5要素(サンギヤSD)、第6要素(キャリアCD)および第7要素(リングギヤRD)を有する差動装置Dと、正トルクを発生可能であり、第1および第2トルク発生装置とは別個に設けられたトルク発生装置(エンジン3)と、をさらに備え、第5要素は、第2要素に連結され、第6要素は、第3要素と2つの回転軸の他方との間の動力伝達経路上に設けられるとともに、第7要素は、トルク発生装置に連結されることを特徴とする。
 この構成によれば、差動装置の第5~第7要素が、互いに差回転が可能に構成されている。また、第5要素は、前述した歯車装置の第2要素に連結され、第2要素を介して一方の回転軸に連結されている。第6要素は、歯車装置の第3要素と他方の回転軸との間の動力伝達経路上に設けられており、第7要素は、トルク発生装置に連結されている。さらに、このトルク発生装置は、第1および第2トルク発生装置とは別個に設けられている。以上により、2つの回転軸に、第1および第2トルク発生装置からの正トルクに加え、トルク発生装置からの正トルクが伝達されるので、第1および第2トルク発生装置に必要とされるトルクを低減でき、それにより両装置の小型化を図ることができる。
 請求項9に係る発明は、請求項6ないし8のいずれかに記載の動力装置1、1A~1Eにおいて、第1および第2トルク発生装置が回転電機であることを特徴とする。
 この構成によれば、第1および第2トルク発生装置として一般的な回転電機を用いるので、格別の装置を用いることなく、動力装置を容易かつより安価に構成することができる。また、前述したように2つの回転軸へのトルクの分配を制御する場合において、第1および第2トルク発生装置で負トルクを発生させるにあたり、回転電機により動力を電力に変換することができる。このため、例えば、動力装置を車両に適用した場合には、変換した電力を車両用の補機に供給することによって、補機の電源を充電するための発電機の作動負荷および作動頻度を低下させることができる。
本発明の第1実施形態による動力伝達装置を、これを適用した車両の駆動輪とともに概略的に示す図である。 ECUなどを示すブロック図である。 動力伝達装置におけるトルクの伝達状況を、車両の直進時について示す図である。 動力伝達装置におけるトルクの伝達状況を、車両の左旋回時について示す図である。 動力伝達装置におけるトルクの伝達状況を、車両の右旋回時について示す図である。 本発明の第2実施形態による動力伝達装置を、これを適用した車両の駆動輪とともに概略的に示す図である。 本発明の第3実施形態による動力伝達装置を、これを適用した車両の駆動輪とともに概略的に示す図である。 本発明による動力伝達装置を適用したFR式の車両を概略的に示す図である。 本発明による動力伝達装置を適用した全輪駆動式の車両を概略的に示す図である。 本発明の第4実施形態による動力装置を、これを適用した車両の後輪とともに概略的に示す図である。 図10に示す動力装置における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの釣り合い関係を、車両の直進時で且つ減速走行以外の走行状態について示す共線図である。 図10に示す動力装置における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの釣り合い関係を、車両の直進時で且つ減速走行中について示す共線図である。 図10に示す動力装置における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの釣り合い関係を、右旋回用の第3ヨーモーメント増大制御中について示す共線図である。 図10に示す動力装置における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの釣り合い関係を、右旋回用の第3ヨーモーメント低減制御中について示す共線図である。 本発明の第5実施形態による動力装置を、これを適用した車両の左右の後輪とともに概略的に示す図である。 本発明の第6実施形態による動力装置を、これを適用した車両の左右の後輪とともに概略的に示す図である。 本発明の第7実施形態による動力装置を、これを適用した車両の左右の前輪とともに概略的に示す図である。 図17に示す動力装置における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの釣り合い関係を、右旋回用の第3ヨーモーメント増大制御について示す共線図である。 本発明の第8実施形態による動力装置を、これを適用した車両の左右の前輪とともに概略的に示す図である。 本発明の第9実施形態による動力装置を、これを適用した車両の左右の前輪とともに概略的に示す図である。 本発明の第7~第9実施形態の第1変形例による動力装置を適用したFR式の車両を概略的に示す図である。 本発明の第7~第9実施形態の第2変形例による動力装置を適用した全輪駆動式の車両を概略的に示す図である。 本発明における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの釣り合い関係の一例を示す共線図である。 本発明と対比される比較例における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの釣り合い関係の一例を示す共線図である。 図24とは別の比較例における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの釣り合い関係の一例を示す共線図である。
 以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図1に示す内燃機関(以下「エンジン」という)3は、FF(フロントエンジン-フロントドライブ)式の四輪の車両(図示せず)に搭載されている。本発明の第1実施形態による動力伝達装置Tは、変速機4を介してエンジン3に連結されており、エンジン3のトルク(以下「エンジントルク」という)を、車両の左前輪WFLおよび右前輪WFRに伝達する。
 動力伝達装置Tは、差動装置D、キャリア部材111、3連ピニオンギヤ112、第1モータ113および第2モータ114を備えている。これらの差動装置D、キャリア部材111、第1モータ113および第2モータ114は、互いに同軸状に配置されている。差動装置Dは、いわゆるダブルピニオン式の遊星歯車装置であり、サンギヤSDと、サンギヤSDの外周に設けられたリングギヤRDと、サンギヤSDに噛み合う複数の第1ピニオンギヤPD1と、第1ピニオンギヤPD1およびリングギヤRDに噛み合う複数の第2ピニオンギヤPD2と、第1および第2ピニオンギヤPD1,PD2を回転自在に支持するキャリアCDを有している。
 また、リングギヤRDの外周部には、外歯ギヤGが形成されており、この外歯ギヤGは、変速機4の出力軸4aに一体に取り付けられたギヤ4bに噛み合っている。キャリアCDの右端部は、右出力軸SFRに一体に取り付けられており、この右出力軸SFRは、右前輪WFRに連結されている。また、キャリアCDの左端部には、中空の回転軸115が一体に取り付けられており、回転軸115は、軸受け(図示せず)に回転自在に支持されている。さらに、サンギヤSDは、左出力軸SFLに一体に取り付けられており、この左出力軸SFLは、回転軸115の内側に相対的に回転自在に配置されるとともに、左前輪WFLに連結されている。
 以上の構成の差動装置Dでは、エンジントルクが、変速機4を介してリングギヤRDに伝達されると、リングギヤRDに伝達されたトルクは、第1および第2ピニオンギヤPD1,PD2を介して、サンギヤSDおよびキャリアCDに、1:1のトルク分配比で分配される。サンギヤSDに分配されたトルクは、左出力軸SFLを介して左前輪WFLに伝達され、キャリアCDに分配されたトルクは、右出力軸SFRを介して右前輪WFRに伝達される。また、左右の出力軸SFL,SFRは、差動装置Dによって互いに差回転が可能である。
 前記キャリア部材111は、ドーナツ板状の基部111aと、3連ピニオンギヤ112を支持するための4つの支軸111b(2つのみ図示)で構成されている。キャリア部材111は、軸受け(図示せず)に回転自在に支持されており、左出力軸SFLおよび回転軸115の周りに配置されている。各支軸111bは、基部111aに一体に取り付けられており、基部111aから軸線方向に延びている。また、4つの支軸111bは、基部111aの円周方向に等間隔で配置されている。
 3連ピニオンギヤ112は、互いに一体に形成された第1ピニオンギヤP1、第2ピニオンギヤP2および第3ピニオンギヤP3で構成されている。3連ピニオンギヤ112の数Nは、値4であり(2つのみ図示)、各3連ピニオンギヤ112は、支軸111bに回転自在に支持されている。第1~第3ピニオンギヤP1~P3は、キャリア部材111の軸線と平行な同一軸線上に、右側からこの順で配置されている。なお、3連ピニオンギヤ112の数Nおよび支軸111bの数は値4に限らず、任意である。
 第1~第3ピニオンギヤP1~P3は、互いに異なるピッチ円直径を有しており、第1ピニオンギヤP1の歯数(以下「第1ピニオン歯数」という)ZP1、第2ピニオンギヤP2の歯数(以下「第2ピニオン歯数」という)ZP2、および第3ピニオンギヤP3の歯数(以下「第3ピニオン歯数」という)ZP3は、それらの最小歯数Mに正の整数を乗算した値(M、2M、3M…のいずれか)に、設定されている。具体的には、第1および第2ピニオン歯数ZP1、ZP2は、最小歯数M=17に設定されており、第3ピニオン歯数ZP3は、2M=34に設定されている。これにより、第1~第3ピニオンギヤP1~P3の歯の位相を、周方向に互いに揃えることができる。それにより、3連ピニオンギヤ112の組付時に、第1~第3ピニオンギヤP1、P2およびP3をそれぞれ、後述する第1サンギヤS1、第2サンギヤS2および第3サンギヤS3に噛み合わせる際に、3連ピニオンギヤ112の周方向(回転方向)の位置決めが不要になり、組付性を向上させることができる。
 また、第1~第3ピニオンギヤP1、P2およびP3には、第1サンギヤS1、第2サンギヤS2および第3サンギヤS3がそれぞれ噛み合っている。この第1サンギヤS1は回転軸115に、第2サンギヤS2は左出力軸SFLに、それぞれ一体に取り付けられており、第3サンギヤS3は、回転軸116に一体に取り付けられている。この回転軸116は、軸受け(図示せず)に回転自在に支持されており、その内側には、左出力軸SFLが、相対的に回転自在に配置されている。
 また、第1サンギヤS1の歯数(以下「第1サンギヤ歯数」という)ZS1、第2サンギヤS2の歯数(以下「第2サンギヤ歯数」という)ZS2、および第3サンギヤS3の歯数(以下「第3サンギヤ歯数」という)ZS3は、3連ピニオンギヤ112の数N(本実施形態では値4)に正の整数を乗算した値(N、2N、3N…のいずれか)に、設定されている。具体的には、第1および第3サンギヤ歯数ZS1、ZS3は、8N=32に設定されており、第2サンギヤ歯数ZS2は、7N=28に設定されている。これにより、第1~第3サンギヤS1~S3の歯の位相を、4つの3連ピニオンギヤ112と噛み合う位置において、互いに一致させることができる。それにより、第1~第3ピニオンギヤP1~P3の歯の位相を互いに異ならせずに済むので、3連ピニオンギヤ112の製造コストを削減することができる。
 なお、互いに噛み合う第1ピニオンギヤP1および第1サンギヤS1のモジュールを互いに一致させ、第2ピニオンギヤP2および第2サンギヤS2のモジュールを互いに一致させるとともに、第3ピニオンギヤP3および第3サンギヤS3のモジュールを互いに一致させるのであれば、第1~第3ピニオンギヤP1~P3および第1~第3サンギヤS1~S3のモジュールをすべて一致させる必要はない。
 第1モータ113は、ACモータであり、複数の鉄芯やコイルなどで構成された第1ステータ113aと、複数の磁石などで構成された第1ロータ113bを有している。この第1ステータ113aは、不動のケースCAに固定されている。第1ロータ113bは、第1ステータ113aに対向するように配置され、前述した回転軸116に一体に取り付けられており、回転軸116および第3サンギヤS3とともに回転自在である。第1モータ113では、第1ステータ113aに電力(電気エネルギ)が供給されると、供給された電力は、動力(回転エネルギ)に変換され、第1ロータ113bに出力される。また、第1ロータ113bに動力(回転エネルギ)が入力されると、この動力は、電力(電気エネルギ)に変換され(発電)、第1ステータ113aに出力される。
 また、第1ステータ113aは、第1パワードライブユニット(以下「第1PDU」という)21を介して、充電・放電可能なバッテリ23に電気的に接続されており、バッテリ23との間で電気エネルギを授受可能である。この第1PDU21は、インバータなどの電気回路で構成されている。図2に示すように、第1PDU21には、後述するECU2が電気的に接続されている。このECU2は、第1PDU21を制御することによって、第1ステータ113aに供給する電力と、第1ステータ113aで発電する電力と、第1ロータ113bの回転数を制御する。
 また、第2モータ114も、第1モータ113と同様、ACモータであり、第2ステータ114aおよび第2ロータ114bを有している。これらの第2ステータ114aおよび第2ロータ114bはそれぞれ、第1ステータ113aおよび第1ロータ113bと同様に構成されている。また、第2ロータ114bは、前述したキャリア部材111の基部111aに一体に取り付けられており、キャリア部材111とともに回転自在である。さらに、第2モータ114は、第1モータ113と同様、第2ステータ114aに供給された電力を動力に変換し、第2ロータ114bに出力可能であり、第2ロータ114bに入力された動力を電力に変換し、第2ステータ114aに出力可能である。
 また、第2ステータ114aは、第2パワードライブユニット(以下「第2PDU」という)22を介して、バッテリ23に電気的に接続されており、バッテリ23との間で電気エネルギを授受可能である。この第2PDU22は、第1PDU21と同様、インバータなどの電気回路で構成されており、第2PDU22には、ECU2が電気的に接続されている。ECU2は、第2PDU22を制御することによって、第2ステータ114aに供給する電力と、第2ステータ114aで発電する電力と、第2ロータ114bの回転数を制御する。
 以上のように、動力伝達装置Tでは、3連ピニオンギヤ112の第1ピニオンギヤP1は、第1サンギヤS1、回転軸115およびキャリアCDを介して、右出力軸SFRに連結されている。第2ピニオンギヤP2は、第2サンギヤS2を介して、左出力軸SFLに連結されている。また、第3ピニオンギヤP3は、第3サンギヤS3および回転軸116を介して、第1モータ113に連結されている。キャリア部材111は、第2モータ114に連結されている。
 また、図2に示すように、ECU2には、操舵角センサ31から車両のハンドル(図示せず)の操舵角θを表す検出信号が、車速センサ32から車速VPを表す検出信号が、アクセル開度センサ33から車両のアクセルペダル(図示せず)の操作量(以下「アクセル開度」という)APを表す検出信号が、入力される。ECU2にはさらに、電流電圧センサ34から、バッテリ23に入出力される電流・電圧値を表す検出信号が入力される。ECU2は、電流電圧センサ34からの検出信号に基づいて、バッテリ23の充電状態を算出する。
 ECU2は、I/Oインターフェース、CPU、RAMおよびROMなどから成るマイクロコンピュータで構成されている。ECU2は、上述した各種のセンサ31~34からの検出信号に応じ、ROMに記憶された制御プログラムに従って、第1および第2モータ113、114を制御する。これにより、動力伝達装置Tの各種の動作が行われる。以下、車両の直進時および左右の旋回時における動力伝達装置Tの動作について説明する。
 [直進時]
 前述したエンジン3や第1・第2モータ113、114などの各種の要素の間の連結関係から明らかなように、エンジントルクは、差動装置Dや、キャリア部材111、3連ピニオンギヤ112を介して第1および第2モータ113、114に伝達される。それにより、キャリア部材111、第1および第2ロータ113b、114bは空転する。それに伴って第1および第2モータ113、114で発電が行われることによる引きずり損失が発生するのを回避するために、両モータ113、114のトルクがほぼ値0になるように、ゼロトルク制御が行われる。
 車両の直進時、エンジントルクは、差動装置Dを介して、左右の出力軸SFL、SFRに分配され、さらに左右の駆動輪WFL、WFRに伝達される。この場合、図3にハッチング付きの矢印で示すように、エンジン3から左右の出力軸SFL、SFRへのトルク分配比は、1:1である。また、車両の左右の旋回時とは異なり、キャリア部材111が左右の出力軸SFL、SFRと同じ回転数で空転するとともに、3連ピニオンギヤ112がキャリア部材111に対して回転しないため、左右の出力軸SFL、SFRの間で、3連ピニオンギヤ112を介してトルクが伝達されることはない。
 [左旋回時]
 第1モータ113で発電制御を行うとともに、第2モータ114でゼロトルク制御を行う。第1モータ113での発電制御に伴い、第1モータ113からの制動力が、第3サンギヤS3に作用する。また、第1モータ113による発電制御によって、第1モータ113に伝達された回転エネルギが、電気エネルギに変換されるとともに、変換された電気エネルギがバッテリ23に充電される。これにより、キャリア部材111が左出力軸SFLに対して増速することによって、図4にハッチング付きの矢印で示すように、左出力軸SFLのトルクの一部が、第2サンギヤS2、第2ピニオンギヤP2、第1ピニオンギヤP1、第1サンギヤS1、回転軸115、およびキャリアCDを介して、右出力軸SFRに伝達される。その結果、右出力軸SFRの回転数(以下「右出力軸回転数」という)NFRが、左出力軸SFLの回転数(以下「左出力軸回転数」という)NFLに対して増速する。
 左旋回時、第1ロータ113bの回転数が値0になるように第1モータ113を制御した場合には、左右の出力軸回転数NFL、NFRの間の関係は、次式(1)によって表される。
 NFR/NFL={1-(ZS3/ZP3)×(ZP1/ZS1)}
         /{1-(ZS3/ZP3)×(ZP2/ZS2)}
         =1.167              ……(1)
 また、左旋回時、第1モータ113での発電電力を介して第1モータ113の制動力を制御することにより、左出力軸SFLに対するキャリア部材111の増速度合を制御することによって、左出力軸SFLから右出力軸SFRに伝達されるトルクを自由に制御することができる。
 [右旋回時]
 右旋回時には、上述した左旋回時の場合とは逆に、第2モータ114で発電制御を行うとともに、第1モータ113でゼロトルク制御を行う。第2モータ114での発電制御に伴い、第2モータ114からの制動力が、キャリア部材111に作用する。また、第2モータ114による発電制御によって、第2モータ114に伝達された回転エネルギが、電気エネルギに変換されるとともに、変換された電気エネルギがバッテリ23に充電される。これにより、キャリア部材111が左出力軸SFLに対して減速することによって、図5にハッチング付きの矢印で示すように、右出力軸SFRのトルクの一部が、キャリアCD、回転軸115、第1サンギヤS1、第1ピニオンギヤP1、第2ピニオンギヤP2、および第2サンギヤS2を介して、左出力軸SFLに伝達される。その結果、左出力軸回転数NFLが、右出力軸回転数NFRに対して増速する。
 右旋回時、第2ロータ114bの回転数が値0になるように第2モータ114を制御した場合には、左右の出力軸回転数NFL、NFRの間の関係は、次式(2)によって表される。
 NFL/NFR=(ZP2/ZS2)×(ZS1/ZP1)=1.143                             ……(2)
 また、右旋回時、第2モータ114での発電電力を介して第2モータ114の制動力を制御することにより、左出力軸SFLに対するキャリア部材111の減速度合を制御することによって、右出力軸SFRから左出力軸SFLに伝達されるトルクを自由に制御することができる。
 また、本実施形態における各種の要素と、本発明における各種の要素との対応関係は、次のとおりである。すなわち、本実施形態における左右の出力軸SFLおよびSFRが、本発明における2つの回転軸の一方および他方にそれぞれ相当する。また、本実施形態における第1モータ113が、本発明における第1トルク発生装置に相当するとともに、本実施形態における第2モータ114が、本発明における第2トルク発生装置に相当する。さらに、本実施形態における第1および第2モータ113、114が、本発明における回転電機に相当する。
 以上のように、第1実施形態によれば、左出力軸SFLの周りに回転自在に設けられたキャリア部材111に、3連ピニオンギヤ112が回転自在に支持されている。この3連ピニオンギヤ112は、互いに異なるピッチ円を有するとともに、互いに一体に形成された第1~第3ピニオンギヤP1~P3で構成されている。また、第1および第2ピニオンギヤP1、P2は、右出力軸SFRおよび左出力軸SFLにそれぞれ連結されるとともに、第3ピニオンギヤP3およびキャリア部材111は、第1および第2モータ113、114にそれぞれ連結されている。さらに、第1および第2モータ113、114には、バッテリ23が接続されており、第1および第2モータ113、114は、回転エネルギを電気エネルギとして回収し、蓄積可能である。
 また、車両の左旋回時、第1モータ113で発電制御を行うことにより、第1モータ113に伝達された回転エネルギを回収することによって、キャリア部材111を左出力軸SFLに対して増速させる。また、キャリア部材111の増速度合を制御することによって、左出力軸SFLから右出力軸SFRに伝達されるトルクを自由に制御することができる。
 さらに、車両の右旋回時、第2モータ114で発電制御を行うことにより、第2モータ114に伝達された回転エネルギを回収することによって、キャリア部材111を左出力軸SFLに対して減速させる。また、キャリア部材111の減速度合を制御することによって、右出力軸SFRから左出力軸SFLに伝達されるトルクを自由に制御することができる。以上のように、左右の出力軸SFL、SFRへのトルクの分配を自由に制御することができる。以下、左右の出力軸SFL、SFRへのトルクの分配制御を「トルク分配制御」という。
 また、トルク分配制御のために、前述した従来の増速用および減速用クラッチに代えて、第1および第2モータ113、114を用いるので、トルク分配制御中、第1および第2モータ113、114に伝達された回転エネルギを回収し、再利用することができ、その分、全体として損失を抑制することができる。特に、増速用および減速用クラッチが湿式の摩擦クラッチの場合と異なり、前述したゼロトルク制御によって、大きな引きずり損失が発生することがないので、このことによっても損失を抑制することができる。それに加え、増速用および減速用クラッチに油圧を供給する油圧ポンプも不要である。さらに、増速用および減速用クラッチを駆動するためのスプール弁や、ソレノイド、ストレーナなども不要であり、その分、動力伝達装置Tの小型化および搭載性の向上を図ることができる。
 さらに、トルク分配制御中、第1および第2モータ113、114に伝達された回転エネルギを回収するにあたり、両モータ113、114により回転エネルギを電気エネルギに変換することができる。このため、例えば、変換した電気エネルギを車両用の補機(図示せず)に供給することによって、補機の電源を充電するための発電機(図示せず)の作動負荷および作動頻度を低下させることができる。
 また、車両の減速時には、左右の前輪WFL、WFRから、左右の出力軸SFL、SFRや差動装置Dなどを介して第1および第2モータ113、114に伝達される動力を用いて、両モータ113、114で発電制御を行うことができ、それにより、車両の走行エネルギを回収することができる。
 次に、図6を参照しながら、本発明の第2実施形態による動力伝達装置について説明する。この動力伝達装置では、第1実施形態による動力伝達装置Tとは異なり、第1および第2モータ113、114はそれぞれ、第3サンギヤS3およびキャリア部材111に、直結されておらず、減速装置を介して連結されている。図6において、第1実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を付している。以下、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
 第1ロータ113bは、回転軸116には取り付けられておらず、第1ロータ113bおよび回転軸116にはそれぞれ、ギヤ141およびギヤ142が一体に取り付けられており、これらのギヤ141、142は互いに噛み合っている。第1モータ113の動力は、両ギヤ141、142によって減速された状態で、第3サンギヤS3に伝達される。また、第2ロータ114bは、キャリア部材111には取り付けられておらず、第2ロータ114bおよびキャリア部材111の基部111aにはそれぞれ、ギヤ143およびギヤ144が一体に取り付けられており、これらのギヤ143、144は互いに噛み合っている。第2モータ114の動力は、両ギヤ143、144によって減速された状態で、キャリア部材111に伝達される。
 以上のように、第2実施形態では、第1モータ113が、ギヤ141およびギヤ142から成る減速装置を介して第3サンギヤS3に連結されており、第2モータ114が、ギヤ143およびギヤ144から成る減速装置を介してキャリア部材111に連結されている。これにより、第1および第2モータ113、114のトルク(制動力)を、増大させた状態で第3サンギヤS3およびキャリア部材111にそれぞれ伝達することができるので、第1および第2モータ113、114の小型化を図ることができる。その他、第1実施形態による効果を同様に得ることができる。
 次に、図7を参照しながら、本発明の第3実施形態による動力伝達装置について説明する。この動力伝達装置では、第2実施形態による動力伝達装置とは異なり、第1および第2モータ113、114はそれぞれ、一対のギヤから成る減速装置ではなく、遊星歯車式の第1減速装置RG1および第2減速装置RG2を介して、第3サンギヤS3およびキャリア部材111に連結されている。図7において、第1および第2実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を付している。以下、第1および第2実施形態と異なる点を中心に説明する。
 この第1減速装置RG1は、シングルピニオンタイプの遊星歯車装置であり、第1サンギヤSR1と、第1サンギヤSR1の外周に設けられた第1リングギヤRR1と、両ギヤSR1、RR1に噛み合う複数の第1ピニオンギヤPR1と、第1ピニオンギヤPR1を回転自在に支持する第1キャリアCR1を有している。
 第1サンギヤSR1は、中空の回転軸117に一体に取り付けられている。この回転軸117は、軸受け(図示せず)に回転自在に支持されており、その内側には、左出力軸SFLが、相対的に回転自在に配置されている。また、第1ロータ113bは、前述した回転軸116ではなく、回転軸117に一体に取り付けられており、回転軸117および第1サンギヤSR1とともに回転自在である。また、第1リングギヤRR1は、ケースCAに固定されている。第1キャリアCR1は、回転軸116に一体に取り付けられており、回転軸116および第3サンギヤS3とともに回転自在である。以上の構成の第1減速装置RG1によって、第1モータ113の動力は、減速された状態で第3サンギヤS3に伝達される。
 上記の第2減速装置RG2は、第1減速装置RG1と同様、シングルピニオンタイプの遊星歯車装置であり、第2サンギヤSR2と、第2サンギヤSR2の外周に設けられた第2リングギヤRR2と、両ギヤSR2、RR2に噛み合う第2ピニオンギヤPR2を有している。
 第2サンギヤSR2は、中空の回転軸118に一体に取り付けられている。この回転軸118は、軸受け(図示せず)に回転自在に支持されており、その内側には、前述した回転軸115および左出力軸SFLが、相対的に回転自在に配置されている。また、第2ロータ114bは、キャリア部材111ではなく、回転軸118に一体に取り付けられており、回転軸118および第2サンギヤSR2とともに回転自在である。また、第2リングギヤRR2は、ケースCAに固定されている。第2ピニオンギヤPR2は、3連ピニオンギヤ112と同じ個数(4つ。2つのみ図示)であり、キャリア部材111の支軸111bに回転自在に支持されている。以上の構成の第2減速装置RG2によって、第2モータ114の動力は、減速された状態でキャリア部材111に伝達される。
 以上のように、第3実施形態では、第1モータ113が、第1減速装置RG1を介して第3サンギヤS3に連結されており、第2モータ114が、第2減速装置RG2を介してキャリア部材111に連結されている。これにより、第2実施形態と同様、第1および第2モータ113、114のトルク(制動力)を、増大させた状態で第3サンギヤS3およびキャリア部材111にそれぞれ伝達することができるので、第1および第2モータ113、114の小型化を図ることができる。その他、第1実施形態による効果を同様に得ることができる。
 また、3連ピニオンギヤ112および第2ピニオンギヤPR2を支持するキャリア部材111を共用しているので、その分、動力伝達装置の小型化および搭載性の向上を図ることができる。
 また、図8に示すように、本発明による動力伝達装置は、FR(フロントエンジン-リヤドライブ)式の車両VFRにも適用可能である。この車両VFRでは、動力伝達装置TAは、車両VFRの後部に配置されており、その差動装置Dの前述したリングギヤ(図示せず)は、プロペラシャフトPSを介して変速機4に連結されている。また、差動装置Dのサンギヤおよびキャリア(いずれも図示せず)はそれぞれ、左右の出力軸SRL、SRRを介して、左右の後輪WRL、WRRに連結されている。以上の構成により、エンジントルクは、変速機4、プロペラシャフトPS、動力伝達装置TAおよび左右の出力軸SRL、SRRをそれぞれ介して、左右の後輪WRL、WRRに伝達される。この場合にも、第1~第3実施形態による効果を同様に得ることができる。
 さらに、図9に示すように、本発明による動力伝達装置は、全輪駆動式の車両VAWにも適用可能である。この車両VAWでは、左右の出力軸SFL、SFRは、フロントデフDF、センターデフDCおよび変速機4を介して、エンジン3に連結されている。また、動力伝達装置TBは、車両VAWの後部に配置されており、その差動装置Dのリングギヤ(図示せず)は、プロペラシャフトPSおよびセンターデフDCを介して変速機4に連結されている。また、差動装置Dのサンギヤおよびキャリア(いずれも図示せず)はそれぞれ、左右の出力軸SRL、SRRを介して、左右の後輪WRL、WRRに連結されている。
 以上の構成により、エンジントルクは、変速機4を介してセンターデフDCに伝達され、フロントデフDFおよびプロペラシャフトPSに分配される。フロントデフDFに分配されたトルクは、左右の出力軸SFL、SFRをそれぞれ介して、左右の前輪WFL、WFRに伝達される。プロペラシャフトPSに分配されたトルクは、動力伝達装置TBおよび左右の出力軸SRL、SRRをそれぞれ介して、左右の後輪WRL、WRRに伝達される。この場合にも、第1~第3実施形態による効果を同様に得ることができる。
 なお、本発明は、説明した第1~第3実施形態(変形例を含む)に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、第1~第3実施形態では、キャリア部材111を、左出力軸SFL(SRL)の周りに回転自在に設けているが、右出力軸SFR(SRR)の周りに回転自在に設けてもよい。
 また、第1~第3実施形態では、本発明による動力伝達装置を、左右の出力軸SFL、SFR(SRL、SRR)の間で互いにトルクを伝達するように構成しているが、全輪駆動式の車両における前後の駆動輪の間でトルクを伝達するように構成してもよい。あるいは、エンジン3などの動力源によっては直接、駆動されない非駆動輪の間でトルクを伝達するように構成してもよい。
 次に、図10を参照しながら、本発明の第4実施形態について説明する。同図において、第1実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を付している。以下、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。第4実施形態による動力装置1は、四輪の車両(図示せず)の左右の出力軸SRL、SRRを駆動するためのものであり、車両の後部に搭載されている。これらの左右の出力軸SRL、SRRは、互いに同軸状に配置されるとともに、左右の後輪WRL、WRRにそれぞれ連結されている。また、車両の前部には、動力源としてのエンジンが(図示せず)搭載されている。このエンジンは、ガソリンエンジンであり、車両の左右の前輪に変速機(いずれも図示せず)などを介して連結されており、左右の前輪を駆動する。
 動力装置1は、歯車装置GS、動力源としての第1回転電機11および第2回転電機12を備えている。歯車装置GSは、第1および第2回転電機11、12と左右の出力軸SRL、SRRとの間でトルクを伝達するためのものであり、キャリア部材13、3連ピニオンギヤ14、第1実施形態で述べた第1サンギヤS1、第2サンギヤS2および第3サンギヤS3などで構成されている。
 キャリア部材13は、第1実施形態で述べたキャリア部材111と同様、ドーナツ板状の基部13aと、3連ピニオンギヤ14を支持するための4つの支軸13b(2つのみ図示)で構成されている。キャリア部材13は、軸受け(図示せず)に回転自在に支持されており、左右の出力軸SRL、SRRの周りに配置されている。各支軸13bは、基部13aに一体に取り付けられており、基部13aから軸線方向に延びている。また、4つの支軸13bは、基部13aの円周方向に等間隔で配置されている。
 3連ピニオンギヤ14は、第1実施形態で述べた3連ピニオンギヤ112と同様、互いに一体に形成された第1ピニオンギヤP1、第2ピニオンギヤP2および第3ピニオンギヤP3で構成されている。3連ピニオンギヤ14の数Nは、値4であり(2つのみ図示)、各3連ピニオンギヤ14は、支軸13bに回転自在に支持されている。第1~第3ピニオンギヤP1~P3は、キャリア部材13の軸線と平行な同一軸線上に、右側からこの順で配置されている。なお、3連ピニオンギヤ14の数Nおよび支軸13bの数は値4に限らず、任意である。第1~第3ピニオンギヤP1~P3のピッチ円直径や歯数は、第1実施形態と同様に設定されている。
 また、第1~第3ピニオンギヤP1、P2およびP3には、前記第1サンギヤS1、第2サンギヤS2および第3サンギヤS3がそれぞれ噛み合っており、第1~第3サンギヤS1~S3は、互いに異なるピッチ円直径を有している。第1サンギヤS1は右出力軸SRRに、第2サンギヤS2は左出力軸SRLに、それぞれ一体に取り付けられており、第3サンギヤS3は、回転軸15に一体に取り付けられている。この回転軸15は、軸受け(図示せず)に回転自在に支持されており、その内側には、左出力軸SRLが、相対的に回転自在に配置されている。第1~第3サンギヤ歯数ZS1~ZS3(第1~第3サンギヤS1~S3の歯数)は、第1実施形態と同様に設定されている。
 前記第1回転電機11は、第1実施形態で述べた第1モータ113と同様、ACモータであり、複数の鉄芯やコイルなどで構成された第1ステータ11aと、複数の磁石などで構成された第1ロータ11bを有している。この第1ステータ11aは、不動のケースCAに固定されている。第1ロータ11bは、第1ステータ11aに対向するように配置され、前述した回転軸15に一体に取り付けられており、回転軸15および第3サンギヤS3とともに回転自在である。第1回転電機11では、第1ステータ11aに電力が供給されると、供給された電力は、動力に変換され、第1ロータ11bに出力される(力行)。また、第1ロータ11bに動力が入力されると、この動力は、電力に変換され、第1ステータ11aに出力される(回生)。
 さらに、第1ステータ11aは、第1実施形態で述べた第1PDU21を介して、バッテリ23に電気的に接続されており、バッテリ23との間で電気エネルギを授受可能である。第1実施形態で述べたECU2(図2参照)は、第1PDU21を制御することによって、第1ステータ11aに供給する電力と、第1ステータ11aで発電する電力と、第1ロータ11bの回転数を制御する。
 また、第2回転電機12も、第1回転電機11と同様、ACモータであり、第2ステータ12aおよび第2ロータ12bを有している。これらの第2ステータ12aおよび第2ロータ12bはそれぞれ、第1ステータ11aおよび第1ロータ11bと同様に構成されている。さらに、第2ロータ12bは、前述したキャリア部材13の基部13aに一体に取り付けられており、キャリア部材13とともに回転自在である。さらに、第2回転電機12は、第1回転電機11と同様、第2ステータ12aに供給された電力を動力に変換し、第2ロータ12bに出力可能であり、第2ロータ12bに入力された動力を電力に変換し、第2ステータ12aに出力可能である。
 また、第2ステータ12aは、第1実施形態で述べた第2PDU22を介して、バッテリ23に電気的に接続されており、バッテリ23との間で電気エネルギを授受可能である。ECU2は、第2PDU22を制御することによって、第2ステータ12aに供給する電力と、第2ステータ12aで発電する電力と、第2ロータ12bの回転数を制御する。
 以下、第1ステータ11a(第2ステータ12a)に供給された電力を動力に変換し、第1ロータ11b(第2ロータ12b)から出力することを適宜「力行」という。また、第1ロータ11b(第2ロータ12b)に入力された動力を用いて第1ステータ11a(第2ステータ12a)で発電し、当該動力を電力に変換することを適宜「回生」という。
 以上の構成の動力装置1では、キャリア部材13に回転自在に支持された3連ピニオンギヤ14の第1~第3ピニオンギヤP1~P3に、第1~第3サンギヤS1~S3がそれぞれ噛み合っていることと、第1~第3ピニオン歯数ZP1~ZP3および第1~第3サンギヤ歯数ZS1~ZS3が前述したように設定されていることから、キャリア部材13、および第1~第3サンギヤS1~S3は、互いの間で動力を伝達可能であるとともに、それらの回転数が互いに共線関係にある。ここで、共線関係とは、共線図において回転数が互いに一つの同じ直線上に位置する関係のことである。また、キャリア部材13を固定した状態で、3連ピニオンギヤ14を回転させたときには、第1~第3サンギヤS1~S3はいずれも、3連ピニオンギヤ14の回転方向と反対方向に回転するとともに、第3サンギヤS3の回転数は第2サンギヤS2の回転数よりも高くなり、第2サンギヤS2の回転数は第1サンギヤS1の回転数よりも高くなる。したがって、共線図において、第3~第1サンギヤS3~S1およびキャリア部材13は、この順で並ぶ。
 また、第1ロータ11bおよび第3サンギヤS3は、回転軸15を介して互いに連結されている。したがって、第1ロータ11bおよび第3サンギヤS3の回転数は互いに等しい。さらに、第2サンギヤS2は、左出力軸SRLに直結されているので、両者S1、SRLの回転数は互いに等しく、第1サンギヤS1は、右出力軸SRRに直結されているので、両者S1、SRRの回転数は互いに等しい。また、キャリア部材13および第2ロータ12bは、互いに直結されているので、両者13、12bの回転数は互いに等しい。
 以上から、第3~第1サンギヤS3~S1、キャリア部材13、左右の出力軸SRL、SRR、第1および第2ロータ11b、12bの間の回転数の関係は、例えば、図11に示す共線図のように表される。図11から明らかなように、左右の出力軸SRL、SRRは、互いに差回転が可能である。
 また、図11におけるαおよびβはそれぞれ、第1レバー比および第2レバー比であり、次式(3)および(4)で表される。
 α={1-(ZP2/ZS2)×(ZS3/ZP3)}/{(ZP2/ZS2)×(ZS3/ZP3)
   -(ZP1/ZS1)×(ZS3/ZP3)}                ……(3)
 β=(ZP1×ZS2)/(ZS1×ZP2-ZP1×ZS2)……(4)
 さらに、動力装置1には、左右の出力軸SRL,SRRの間の差回転を制限するための差動制限機構16が設けられている。この差動制限機構16は、油圧式の摩擦クラッチで構成されており、ドーナツ板状のインナー16aおよびアウター16bを有している。これらのインナー16aおよびアウター16bは、キャリア部材13や第1~第3サンギヤS1~S3と同軸状に配置されており、インナー16aは前述した回転軸15に、アウター16bはキャリア部材13の4つの支軸13bに、それぞれ一体に取り付けられている。差動制限機構16の締結度合はECU2によって制御され、それにより、回転軸15とキャリア部材13の間、すなわち、第3サンギヤS3とキャリア部材13の間が、接続・遮断される。
 また、ECU2は、前述した各種のセンサ31~34からの検出信号に応じ、ROMに記憶された制御プログラムに従って、差動制限機構16、第1および第2回転電機11、12を制御する。これにより、動力装置1の各種の動作が行われる。以下、車両の直進時および左右の旋回時における動力装置1の動作について説明する。
 [直進時]
 車両の直進時で、かつ定速走行中または加速走行中には、第1および第2回転電機11、12の双方で力行を行うとともに、バッテリ23から第1および第2ステータ11a、12aに供給される電力を制御する。図11は、この場合における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの釣り合い関係を示している。同図において、TM1およびTM2はそれぞれ、第1および第2回転電機11、12での力行に伴って第1および第2ロータ11b、12bに発生した出力トルク(以下、それぞれ「第1モータ出力トルク」「第2モータ出力トルク」という)である。また、RLM1およびRRM1はそれぞれ、第1回転電機11での力行に伴って左出力軸SRLおよび右出力軸SRRに作用する反力トルクであり、RLM2およびRRM2はそれぞれ、第2回転電機12での力行に伴って左出力軸SRLおよび右出力軸SRRに作用する反力トルクである。
 この場合、左出力軸SRLに伝達されるトルク(以下「左出力軸伝達トルク」という)は、RLM1-RLM2(RLM1>RLM2)で表されるともに、右出力軸SRRに伝達されるトルク(以下「右出力軸伝達トルク」という)は、RRM2-RRM1(RRM2>RRM1)で表され、左右の出力軸SRL、SRRが、左右の後輪WRL、WRRとともに正転方向に駆動される。また、左右の出力軸伝達トルクが互いに同じ要求トルクになるように、第1および第2ステータ11a、12aに供給する電力が制御される。この要求トルクは、検出されたアクセル開度APに応じ、所定のマップ(図示せず)を検索することによって算出される。さらに、上述した第1および第2回転電機11、12の力行を実行するための実行条件として、例えば、第1および第2回転電機11、12によるエンジンのアシスト中(以下「モータアシスト中」という)、または、エンジンを用いずに第1および第2回転電機11、12のみによる車両の駆動中(以下「EV走行中」という)であり、かつ、算出されたバッテリ23の充電状態が下限値よりも大きいという条件が用いられる。この場合、バッテリ23の充電状態が下限値よりも大きいということは、バッテリ23が放電可能であることを表している。
 また、車両の直進時で、かつ減速走行中には、第1および第2回転電機11、12の双方で回生を行い、回生した電力をバッテリ23に充電するとともに、当該回生電力を制御する。図12は、この場合における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの釣り合い関係を示している。同図において、TG1およびTG2はそれぞれ、第1および第2回転電機11、12での回生に伴って第1および第2ロータ11b、12bに発生した制動トルク(以下、それぞれ「第1モータ制動トルク」「第2モータ制動トルク」という)である。また、RLG1およびRRG1はそれぞれ、第1回転電機11での回生に伴って左出力軸SRLおよび右出力軸SRRに作用する反力トルクであり、RLG2およびRRG2はそれぞれ、第2回転電機12での回生に伴って左出力軸SRLおよび右出力軸SRRに作用する反力トルクである。
 この場合、左出力軸伝達トルクは、-RLG1+RLG2(RLG1>RLG2)で表されるとともに、右出力軸伝達トルクは、-RRG2+RRG1(RRG2>RRG1)で表され、左右の出力軸SRL、SRRに制動トルクが作用し、車両が減速される。また、左右の出力軸SRL、SRRに作用する制動トルクが互いに同じになるように、第1および第2回転電機11、12で回生する電力が制御される。さらに、上述した第1および第2回転電機11、12の回生を実行するための実行条件として、例えば、バッテリ23の充電状態が上限値よりも小さいという条件が用いられる。この場合、バッテリ23の充電状態が上限値よりも小さいということは、バッテリ23が充電可能であることを表している。
 [右旋回時]
 車両の右旋回時において、車両を右旋回させる右回りのヨーモーメントを増大させるときには、右旋回用のヨーモーメント増大制御が実行され、このヨーモーメント増大制御として、第1~第4ヨーモーメント増大制御が用意されている。以下、これらの第1~第4ヨーモーメント増大制御について順に説明する。まず、第1ヨーモーメント増大制御中には、第1および第2回転電機11、12の双方で力行を行うとともに、第1モータ出力トルクTM1が第2モータ出力トルクTM2よりも大きくなるように、第1および第2ステータ11a、12aに供給される電力を制御する。
 これにより、前述した図11に示すトルクの釣り合い関係から明らかなように、左出力軸伝達トルクが右出力軸伝達トルクよりも大きくなる結果、車両の右回りのヨーモーメントが増大する。この場合、第1および第2ステータ11a、12aに供給する電力は、検出された操舵角θや車速VP、アクセル開度APに応じて制御される。なお、第1ヨーモーメント増大制御を実行するための実行条件として、例えば、モータアシスト中(第1および第2回転電機11、12によるエンジンのアシスト中)またはEV走行中(第1および第2回転電機11、12のみでの車両の駆動中)であり、かつバッテリ23の充電状態が下限値よりも大きいという条件が用いられる。
 第2ヨーモーメント増大制御中には、第1および第2回転電機11、12の双方で回生を行うとともに、第2モータ制動トルクTG2が第1モータ制動トルクTG1よりも大きくなるように、第1および第2回転電機11、12で回生される電力を制御する。
 これにより、前述した図12に示すトルクの釣り合い関係から明らかなように、右出力軸SRRに作用する制動トルクが左出力軸SRLのそれよりも大きくなる結果、車両の右回りのヨーモーメントが増大する。この場合、第1および第2回転電機11、12で回生する電力は、操舵角θや車速VPなどに応じて制御される。なお、第2ヨーモーメント増大制御を実行するための実行条件として、例えば、車両の減速走行中であり、かつバッテリ23の充電状態が上限値よりも小さいという条件が用いられる。
 第3ヨーモーメント増大制御中には、第1回転電機11で力行を行うとともに、第2回転電機12で回生を行う。図13は、この場合における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの釣り合い関係を示している。図11を用いて前述したように、図13におけるTM1は、第1モータ出力トルクであり、RLM1およびRRM1はそれぞれ、第1回転電機11での力行に伴って左出力軸SRLおよび右出力軸SRRに作用する反力トルクである。また、図12を用いて前述したように、図13におけるTG2は、第2モータ制動トルクであり、RLG2およびRRG2はそれぞれ、第2回転電機12での回生に伴って左出力軸SRLおよび右出力軸SRRに作用する反力トルクである。
 この場合、左出力軸伝達トルクは、RLM1+RLG2で表されるとともに、右出力軸伝達トルクは、-(RRM1+RRG2)で表される。このように、左出力軸伝達トルクが増大するとともに、右出力軸SRRに制動トルクが作用する結果、車両の右回りのヨーモーメントが増大する。この場合にも、操舵角θや車速VP、アクセル開度APに応じて、第1ステータ11aに供給する電力および第2回転電機12で回生する電力が制御される。
 なお、第3ヨーモーメント増大制御を実行するための実行条件として、例えば、次の第1増大条件または第2増大条件が用いられる。
 第1増大条件:エンジンによる車両の駆動中であり、かつバッテリ23の充電状態が上限値以上であること。
 第2増大条件:エンジンによる車両の駆動中であり、充電状態が上限値よりも小さく、かつ第2回転電機12に要求される制動トルクが所定の第1上限トルク以上であること。
 この場合、第1増大条件の成立時であり、バッテリ23の充電状態が上限値以上のときには、バッテリ23を充電できないので、第2回転電機12で回生した電力がすべて、バッテリ23に充電されずに、第1ステータ11aに供給される。一方、第2増大条件の成立時には、第2回転電機12で回生した電力の一部がバッテリ23に充電されるとともに、残りが第1ステータ11aに供給される。この場合、要求される制動トルクに対する第2モータ制動トルクTG2の不足分を補うように、第1モータ出力トルクTM1が制御される。
 第4ヨーモーメント増大制御中には、第1回転電機11に対してゼロトルク制御を実行するとともに、第2回転電機12で回生を行い、回生した電力をバッテリ23に充電する。このゼロトルク制御は、第1回転電機11で回生が行われることによる引きずり損失が発生するのを回避するためのものである。この場合、第2モータ制動トルクTG2のみが発生するので、図13から明らかなように、左出力軸伝達トルクはRLG2で表されるとともに、右出力軸伝達トルクは-RRG2で表される。このように、左出力軸伝達トルクが増大するとともに、右出力軸SRRに制動トルクが作用する結果、車両の右回りのヨーモーメントが増大する。換言すれば、右出力軸SRRのトルクの一部が、第2モータ制動トルクTG2を反力として、左出力軸SRLに伝達される。この場合にも、操舵角θや車速VP、アクセル開度APに応じて、第2回転電機12で回生する電力が制御される。なお、第4ヨーモーメント増大制御を実行するための実行条件として、例えば、エンジンによる車両の駆動中であり、バッテリ23の充電状態が上限値よりも小さく、かつ第2回転電機12に要求される制動トルクが前記第1上限トルクよりも小さいという条件が用いられる。
 また、車両の右旋回時において、車両を右旋回させる右回りのヨーモーメントを低減するときには、右旋回用のヨーモーメント低減制御が実行され、このヨーモーメント低減制御として、第1~第4ヨーモーメント低減制御が用意されている。以下、これらの第1~第4ヨーモーメント低減制御について順に説明する。まず、第1ヨーモーメント低減制御中には、第1および第2回転電機11、12の双方で力行を行うとともに、第2モータ出力トルクTM2が第1モータ出力トルクTM1よりも大きくなるように、第1および第2ステータ11a、12aに供給される電力を制御する。
 これにより、前述した図11に示すトルクの釣り合い関係から明らかなように、右出力軸伝達トルクが左出力軸伝達トルクよりも大きくなる結果、車両の右回りのヨーモーメントが低減される。この場合、第1および第2ステータ11a、12aに供給する電力は、操舵角θや車速VP、アクセル開度APに応じて制御される。なお、第1ヨーモーメント低減制御を実行するための実行条件として、例えば、モータアシスト中またはEV走行中であり、かつバッテリ23の充電状態が下限値よりも大きいという条件が用いられる。
 第2ヨーモーメント低減制御中には、第1および第2回転電機11、12の双方で回生を行うとともに、両回転電機11、12で回生した電力をバッテリ23に充電する。この場合、第1モータ制動トルクTG1が第2モータ制動トルクTG2よりも大きくなるように、第1および第2回転電機11、12で回生される電力を制御する。
 これにより、前述した図12に示すトルクの釣り合い関係から明らかなように、左出力軸SRLに作用する制動トルクが右出力軸SRRに作用する制動トルクよりも大きくなる結果、車両の右回りのヨーモーメントが低減される。この場合、第1および第2回転電機11、12で回生する電力は、操舵角θや車速VPに応じて制御される。なお、第2ヨーモーメント低減制御を実行するための実行条件として、例えば、車両の減速走行中であり、かつバッテリ23の充電状態が上限値よりも小さいという条件が用いられる。
 第3ヨーモーメント低減制御中には、第1回転電機11で回生を行うとともに、第2回転電機12で力行を行う。図14は、この場合における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの釣り合い関係を示している。図12を用いて前述したように、図14におけるTG1は、第1モータ制動トルクであり、RLG1およびRRG1はそれぞれ、第1回転電機11での回生に伴って左出力軸SRLおよび右出力軸SRRに作用する反力トルクである。また、図11を用いて前述したように、図14におけるTM2は、第2モータ出力トルクであり、RLM2およびRRM2はそれぞれ、第2回転電機12での力行に伴って左出力軸SRLおよび右出力軸SRRに作用する反力トルクである。
 この場合、左出力軸伝達トルクは、-(RLG1+RLM2)で表されるとともに、右出力軸伝達トルクは、RRG1+RRM2で表される。このように、左出力軸SRLに制動トルクが作用するとともに、右出力軸伝達トルクが増大する結果、車両の右回りのヨーモーメントが低減される。この場合にも、操舵角θや車速VPに応じて、第1回転電機11で回生する電力および第2ステータ12aに供給する電力が制御される。
 なお、第3ヨーモーメント低減制御を実行するための実行条件として、例えば、次の第1低減条件または第2低減条件が用いられる。
 第1低減条件:車両の減速走行中であり、かつバッテリ23の充電状態が上限値以上であること。
 第2低減条件:車両の減速走行中であり、充電状態が上限値よりも小さく、かつ第1回転電機11に要求される制動トルクが所定の第2上限トルク以上であること。
 この場合、第1低減条件の成立時で、バッテリ23の充電状態が上限値以上のときには、バッテリ23を充電できないので、第1回転電機11で回生した電力がすべて、バッテリ23に充電されずに、第2ステータ12aに供給される。一方、第2低減条件の成立時には、第1回転電機11で回生した電力の一部がバッテリ23に充電されるとともに、残りが第2ステータ12aに供給される。この場合、要求される制動トルクに対する第1モータ制動トルクTG1の不足分を補うように、第2モータ出力トルクTM2が制御される。
 第4ヨーモーメント低減制御中には、第1回転電機11で回生を行うとともに、第2回転電機12に対してゼロトルク制御を実行する。この場合、第1モータ制動トルクTG1のみが発生するので、図14から明らかなように、左出力軸伝達トルクは-RLG1で表されるとともに、右出力軸伝達トルクはRRG1で表される。このように、左出力軸SRLに制動トルクが作用するとともに、右出力軸伝達トルクが増大する結果、車両の右回りのヨーモーメントが低減される。換言すれば、左出力軸SRLのトルクの一部が、第1モータ制動トルクTG1を反力として、右出力軸SRRに伝達される。この場合にも、操舵角θや車速VPに応じて、第1回転電機11で回生する電力が制御される。なお、第4ヨーモーメント低減制御を実行するための実行条件として、例えば、車両の減速走行中であり、バッテリ23の充電状態が上限値よりも小さく、かつ第1回転電機11に要求される制動トルクが前記第2上限トルクよりも小さいという条件が用いられる。
 なお、車両の左旋回時、車両を左旋回させる左回りのヨーモーメントを増大させるときには、左旋回用のヨーモーメント増大制御が実行され、左回りのヨーモーメントを低減するときには、左旋回用のヨーモーメント低減制御が実行される。これらの左旋回用のヨーモーメント増大制御およびヨーモーメント低減制御はそれぞれ、前述した右旋回用のヨーモーメント増大制御およびヨーモーメント低減制御とほぼ同様にして実行されるので、その詳細な説明については省略する。
 また、上述した車両の直進時、および左右の旋回時、基本的には、前述した差動制限機構16によって、第3サンギヤS3とキャリア部材13の間を遮断した状態に保持する。これにより、図11に示す共線図から明らかなように、第3サンギヤS3およびキャリア部材13は、同図に示す共線関係を満たす範囲で、互いに差回転可能に保持され、同様に、左右の出力軸SRL、SRRも互いに差回転可能に保持される。
 一方、例えば、車両の急旋回時や、高速直進走行時には、車両の挙動安定性を高めるべく、左右の出力軸SRL,SRRの間の差回転を制限するために、第3サンギヤS3とキャリア部材13の間を接続するように、差動制限機構16を制御する。図11などに示すように、第3~第1サンギヤS3~S1およびキャリア部材13の回転数が共線関係にあるため、この差動制限機構16の接続に伴って差動制限機構16から第3サンギヤS3およびキャリア部材13にそれぞれ作用する反力トルクは、第3~第1サンギヤS3~S1およびキャリア部材13を一体に回転させるように作用し、左右の出力軸SRL、SRRに対して、両出力軸SRL、SRRの間の差回転を制限するように作用する。その結果、左右の出力軸SRL、SRRの間の差回転が制限されるので、車両の急旋回時にはオーバーステアが抑制されるとともに、車両の高速直進走行時には直進性が高められ、車両の挙動安定性が高められる。
 この場合、前述した図23を用いた本発明の説明から明らかなように、差動制限機構16から第3サンギヤS3およびキャリア部材13に作用する反力トルクが大きいほど、左右の出力軸SRL、SRRの間の差回転を制限するように両出力軸SRL、SRRに作用する差動制限トルクの総和(以下「総差動制限トルク」という)は、より大きくなる。したがって、差動制限機構16の締結度合の制御により、差動制限機構16の反力トルクを調整することによって、総差動制限トルクを制御することができるので、左右の出力軸SRL、SRRの間の差回転の制限度合を制御することができる。
 また、第4実施形態における各種の要素と、本発明における各種の要素との対応関係は、次のとおりである。すなわち、第4実施形態における左右の出力軸SRL、SRRが、本発明における2つの回転軸の一方および他方にそれぞれ相当するとともに、第4実施形態における第1および第2回転電機11、12が、本発明における第1および第2トルク発生装置にそれぞれ相当する。また、第4実施形態における第3~第1サンギヤS3~S1およびキャリア部材13が、本発明における歯車装置の第1~第4要素にそれぞれ相当する。さらに、第4実施形態における第1および第2モータトルクTM1、TM2が、本発明における正トルクに相当するとともに、第4実施形態における第1および第2モータ制動トルクTG1、TG2が、本発明における負トルクに相当する。
 以上のように、第4実施形態によれば、回転自在のキャリア部材13に、3連ピニオンギヤ14が回転自在に支持されるとともに、3連ピニオンギヤ14を構成する互いに一体の第1~第3ピニオンギヤP1~P3に、回転自在の第1~第3サンギヤS1~S3がそれぞれ噛み合っている。また、第3~第1サンギヤS3~S1およびキャリア部材13は、それらの回転数が互いに共線関係にあり、共線図において、この順で並ぶ(図11など参照)。
 さらに、第3サンギヤS3は、第1回転電機11に連結され、第2および第1サンギヤS2、S1は、左右の出力軸SRL、SRRにそれぞれ連結されるとともに、キャリア部材13は、第2回転電機12に連結されている。以上により、第1および第2モータ出力トルクTM1、TM2ならびに第1および第2モータ制動トルクTG1、TG2を、第3~第1サンギヤS3~S1やキャリア部材13を介して左右の出力軸SRL、SRRに伝達し、両出力軸SRL、SRRを適切に駆動することができる。この場合、第3~第1サンギヤS3~S1およびキャリア部材13の回転数が互いに共線関係にあるので、図11~図14を用いて説明したように、第1および第2モータ出力トルクTM1、TM2ならびに第1および第2モータ制動トルクTG1、TG2を制御することによって、左右の出力軸SRL、SRRに分配されるトルクを適切に制御することができる。
 また、前述した従来の場合と異なり、左右の出力軸SRL、SRRに分配されるトルクを制御するために、湿式の摩擦クラッチで構成された増速用および減速用クラッチではなく、第1および第2回転電機11、12を用いるので、前述したゼロトルク制御によって大きな引きずり損失が発生することがなく、したがって、損失を抑制することができる。それに加え、増速用および減速用クラッチに油圧を供給するための油圧ポンプは不要である。さらに、両クラッチを駆動するためのスプール弁や、ソレノイド、ストレーナなども不要であり、その分、動力装置1の小型化および搭載性の向上を図ることができる。
 さらに、回転数が互いに共線関係にある第3~第1サンギヤS3~S1およびキャリア部材13のうち、第3サンギヤS3とキャリア部材13の間が、差動制限機構16によって接続・遮断される。これにより、第3~第1サンギヤS3~S1およびキャリア部材13が一体に回転するようになるので、第2サンギヤS2が連結された左出力軸SRLと、第1サンギヤS1が連結された右出力軸SRRとの間の差回転を制限でき、それにより、車両の挙動安定性を高めることができる。この場合、差動制限機構16を単に接続するだけでよいので、左右の出力軸SRL、SRRの間の差回転の制限を容易に行うことができるとともに、その高い応答性を得ることができる。
 さらに、第3~第1サンギヤS3~S1およびキャリア部材13のうち、共線図において両外側に位置する第3サンギヤS3とキャリア部材13の間を接続するので、最も大きな総差動制限トルクを得ることができる。これにより、左右の出力軸SRL、SRRの間の差回転を制限するために差動制限機構16に必要とされる反力トルクを低減できるので、差動制限機構16の小型化を図ることができ、それにより、動力装置1のさらなる小型化および搭載性の向上を図ることができる。
 また、回転数が互いに共線関係にある4つの回転要素を構成するために、キャリア部材13、3連ピニオンギヤ14および第1~第3サンギヤS1~S3から成る歯車装置GSが用いられる。このため、例えば、これらの4つの回転要素を構成するために、シングルピニオンタイプの2つの遊星歯車装置の組合わせで歯車装置を構成した場合と比較して、部品点数を削減できるとともに、リングギヤを有していない分、歯車装置GSの径方向の寸法を小さくすることができる。
 さらに、第1および第2回転電機11、12を用いるので、格別の装置を用いることなく、動力装置1を容易かつより安価に構成することができる。さらに、前述したように左右の出力軸SRL、SRRへのトルクの分配を制御する場合において、第1および第2モータ制動トルクTG1、TG2を発生させるにあたり、第1および第2回転電機11、12により動力を電力に変換することができる。このため、例えば、変換した電力を車両用の補機に供給することによって、補機の電源を充電するための発電機の作動負荷および作動頻度を低下させることができる。
 次に、図15を参照しながら、本発明の第5実施形態による動力装置1Aについて説明する。この動力装置1Aは、第4実施形態と比較して、第1ロータ11bおよび差動制限機構41と第3サンギヤS3との間の動力伝達経路、および、第2ロータ12bおよび差動制限機構41とキャリア部材13との間の動力伝達経路に、減速装置がそれぞれ設けられている点のみが異なっている。図15において、第4実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を付している。以下、第4実施形態と異なる点を中心に説明する。
 第1ロータ11bは、前述した回転軸15には取り付けられておらず、第1ロータ11bおよび回転軸15にはそれぞれ、ギヤ51およびギヤ52が一体に取り付けられており、これらのギヤ51、52は互いに噛み合っている。ギヤ51の歯数は、ギヤ52の歯数よりも小さな値に設定されている。第1回転電機11の動力は、両ギヤ51、52によって減速された状態で、第3サンギヤS3に伝達される。また、第2ロータ12bは、キャリア部材13には取り付けられておらず、第2ロータ12bおよびキャリア部材13の基部13aにはそれぞれ、ギヤ53およびギヤ54が一体に取り付けられており、これらのギヤ53、54は互いに噛み合っている。ギヤ53の歯数は、ギヤ54の歯数よりも小さな値に設定されている。第2回転電機12の動力は、両ギヤ53、54によって減速された状態で、キャリア部材13に伝達される。上記のギヤ51および52のギヤ比と、ギヤ53および54のギヤ比は、互いに同じ値に設定されている。
 また、差動制限機構41は、第4実施形態と同様、摩擦式のクラッチで構成されており、インナー41aおよびアウター41bを有している。第4実施形態と異なり、このインナー41aは、回転軸15ではなく、第1ロータ11bに一体に取り付けられており、アウター41bは、キャリア部材13の4つの支軸13bではなく、第2ロータ12bに一体に取り付けられている。
 さらに、差動制限機構41の締結度合は前述したECUによって制御され、それにより、第1および第2ロータ11b、12bの間が接続・遮断される。この場合、第1ロータ11bが、ギヤ51、ギヤ52および回転軸15を介して第3サンギヤS3に連結されていることと、第2ロータ12bが、ギヤ53およびギヤ54を介してキャリア部材13に連結されていることから明らかなように、差動制限機構41により、第1および第2ロータ11b、12bの間が接続・遮断されるのに伴って、第3サンギヤS3とキャリア部材13の間が、接続・遮断される。
 また、第5実施形態における各種の要素と、本発明における各種の要素との対応関係は、次のとおりである。すなわち、第5実施形態におけるギヤ51および52が、本発明における第1動力伝達機構に相当するとともに、第5実施形態におけるギヤ53および54が、本発明における第2動力伝達機構に相当する。その他の対応関係については、第4実施形態と同様である。
 以上のように、第5実施形態によれば、第1回転電機11が、ギヤ51およびギヤ52から成る減速装置を介して第3サンギヤS3に連結されており、第2回転電機12が、ギヤ53およびギヤ54から成る減速装置を介してキャリア部材13に連結されている。これにより、第1および第2モータ出力トルクTM1、TM2ならびに第1および第2モータ制動トルクTG1、TG2を、増大させた状態で第3サンギヤS3およびキャリア部材13にそれぞれ伝達できるので、第1および第2回転電機11、12の小型化を図ることができる。
 また、第4実施形態と同様、例えば、車両の急旋回時や、高速直進走行時には、左右の出力軸SRL,SRRの間の差回転を制限するために、第3サンギヤS3とキャリア部材13の間を接続するように、差動制限機構41を制御する。それに伴い、差動制限機構41からの反力トルクは、第3~第1サンギヤS3~S1およびキャリア部材13を一体に回転させるように作用し、左右の出力軸SRL、SRRに対して、両出力軸SRL、SRRの間の差回転を制限するように作用する。したがって、左右の出力軸SRL、SRRの間の差回転を制限でき、ひいては、車両の挙動安定性を高めることができる。この場合にも、第4実施形態と同様、差動制限機構41の締結度合を制御することによって、総差動制限トルク(左右の出力軸SRL、SRRの間の差回転を制限するように作用する差動制限トルクの総和)を制御することができるので、両出力軸SRL、SRRの間の差回転の制限度合を制御することができる。
 さらに、第4実施形態と異なり、差動制限機構41が、ギヤ51および52を介して第3サンギヤS3に、ギヤ53および54を介してキャリア部材13に、連結されている。第4実施形態の説明で述べたように、総差動制限トルクは、差動制限機構41から第3サンギヤS3およびキャリア部材13に作用する反力トルクが大きいほど、より大きくなる。第5実施形態によれば、これらのギヤ51~54によって、差動制限機構41からの反力トルクを増大させた状態で第3サンギヤS3およびキャリア部材13に伝達できるので、左右の出力軸SRL、SRRの間の差回転を制限するために差動制限機構41に必要とされる反力トルクを低減でき、それにより、差動制限機構41のさらなる小型化を図ることができる。この場合、ギヤ51~54を設けるために必要なスペースは、上記の差動制限機構41の小型化によって削減されるスペースよりも小さい。したがって、差動制限機構41の小型化により、動力装置1Aのさらなる小型化および搭載性の向上を図ることができる。その他、第4実施形態による効果、すなわち損失の抑制などの効果を、同様に得ることができる。
 次に、図16を参照しながら、本発明の第6実施形態による動力装置1Bについて説明する。この動力装置1Bは、第4実施形態と比較して、第1ロータ11bと第3サンギヤS3の間の動力伝達経路、および、第2ロータ12bとキャリア部材13の間の動力伝達経路に、第3実施形態で述べた第1減速装置RG1および第2減速装置RG2がそれぞれ設けられている点のみが異なっている。図16において、第3および第4実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を付している。以下、第4実施形態と異なる点を中心に説明する。
 第1減速装置RG1の第1サンギヤSR1は、中空の回転軸17に一体に取り付けられている。この回転軸17は、軸受け(図示せず)に回転自在に支持されており、その内側には、左出力軸SRLが、相対的に回転自在に配置されている。また、第1ロータ11bは、前述した回転軸15ではなく、回転軸17に一体に取り付けられており、回転軸17および第1サンギヤSR1とともに回転自在である。さらに、第1リングギヤRR1は、ケースCAに固定されている。第1キャリアCR1は、前述した回転軸15に一体に取り付けられており、回転軸15および第3サンギヤS3とともに回転自在である。以上の構成の第1減速装置RG1によって、第1回転電機11の動力は、減速された状態で第3サンギヤS3に伝達される。
 前記第2減速装置RG2の第2サンギヤSR2は、中空の回転軸18に一体に取り付けられている。この回転軸18は、軸受け(図示せず)に回転自在に支持されており、その内側には、右出力軸SRRが、相対的に回転自在に配置されている。また、第2ロータ12bは、キャリア部材13ではなく、回転軸18に一体に取り付けられており、回転軸18および第2サンギヤSR2とともに回転自在である。さらに、第2リングギヤRR2は、ケースCAに固定されている。第2ピニオンギヤPR2は、3連ピニオンギヤ14と同じ個数(4つ。2つのみ図示)であり、キャリア部材13の支軸13bに回転自在に支持されている。以上の構成の第2減速装置RG2によって、第2回転電機12の動力は、減速された状態でキャリア部材13に伝達される。
 以上のように、第6実施形態では、第1回転電機11が、第1減速装置RG1を介して第3サンギヤS3に連結されており、第2回転電機12が、第2減速装置RG2を介してキャリア部材13に連結されている。これにより、第5実施形態と同様、第1および第2モータ出力トルクTM1、TM2ならびに第1および第2モータ制動トルクTG1、TG2を、増大させた状態で第3サンギヤS3およびキャリア部材13にそれぞれ伝達することができるので、第1および第2回転電機11、12の小型化を図ることができる。その他、第4実施形態による効果を同様に得ることができる。
 また、3連ピニオンギヤ14および第2ピニオンギヤPR2を支持するキャリア部材13を共用しているので、その分、動力装置1Bの小型化および搭載性の向上を図ることができる。
 なお、第4~第6実施形態では、左右の前輪をエンジンで駆動するとともに、左右の後輪WRL、WRR(左右の出力軸SRL、SRR)を動力装置1、1A、1Bで駆動するように車両を構成しているが、これとは逆に、左右の前輪にそれぞれ連結された左右の出力軸を動力装置で駆動するとともに、左右の後輪WRL、WRRをエンジンで駆動するように、車両を構成してもよい。また、第4~第6実施形態は、エンジンが搭載された車両に、本発明による動力装置1、1A、1Bを適用した例であるが、本発明は、これに限らず、エンジンが搭載されていない車両にも適用可能である。
 次に、図17を参照しながら、本発明の第7実施形態による動力装置1Cについて説明する。この動力装置1Cは、第4実施形態と異なり、左右の後輪WRL、WRRにそれぞれ連結された左右の出力軸SRL、SRRではなく、左右の前輪WFL、WFRにそれぞれ連結された左右の出力軸SFL、SFRを駆動するためのものであり、第4実施形態と比較して、前述した歯車装置GSなどに加え、第1実施形態で述べた、動力源としてのエンジン3と、変速機4および差動装置Dをさらに備えることが、主に異なっている。図17において、第1および第4実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を付している。以下、第4実施形態と異なる点を中心に説明する。
 エンジン3は、ガソリンエンジンであり、四輪の車両の前部に搭載されている。エンジン3のクランク軸(図示せず)には、変速機4が連結されている。変速機4は、有段式の自動変速機であり、その動作が前述したECU2により制御されることによって、エンジン3の動力を変速した状態で出力軸4aに出力する。
 差動装置D、第2回転電機12、歯車装置GSおよび第1回転電機11は、左右の出力軸SFL、SFRと同軸状に配置されており、左右の前輪WFL、WFRの間に右側からこの順で並んでいる。
 また、第1実施形態と同様、差動装置DのリングギヤRDは、変速機4を介してエンジン3に連結されている。差動装置DのサンギヤSDは、軸受け(図示せず)に回転自在に支持された回転軸61を介して、歯車装置GSの第2サンギヤS2に連結されている。第2サンギヤS2は、左出力軸SFLに一体に取り付けられている。
 また、差動装置DのキャリアCDの右端部は、右出力軸SFRに一体に取り付けられており、キャリアCDの左端部は、中空の回転軸62の右端部に一体に取り付けられている。この回転軸62の左端部には、第1サンギヤS1が一体に取り付けられている。また、回転軸62は、軸受け(図示せず)に回転自在に支持されており、その内側には、上記の回転軸61が、相対的に回転自在に配置されている。このように、キャリアCDは、第1サンギヤS1と右出力軸SFRの間の動力伝達経路上に設けられている。
 以上の構成の差動装置Dでは、第1実施形態と同様、エンジン3のエンジントルクが、変速機4を介してリングギヤRDに伝達されると、リングギヤRDに伝達されたトルクは、サンギヤSDおよびキャリアCDに、1:1のトルク分配比で分配される。サンギヤSDに分配されたトルクは、左出力軸SFLを介して左前輪WFLに伝達され、キャリアCDに分配されたトルクは、右出力軸SFRを介して右前輪WFRに伝達される。
 以上のように、動力装置1Cでは、第2サンギヤS2およびサンギヤSDは、回転軸61を介して互いに連結されており、第2サンギヤS2は左出力軸SFLに直結されている。したがって、第2サンギヤS2、サンギヤSDおよび左出力軸SFLの回転数は、互いに等しい。また、第1サンギヤS1およびキャリアCDは、回転軸62を介して互いに連結されており、キャリアCDは、右出力軸SFRに直結されている。したがって、第1サンギヤS1、キャリアCDおよび右出力軸SFRの回転数は、互いに等しい。
 さらに、歯車装置GSの第3~第1サンギヤS3~S1、キャリア部材13、第1および第2ロータ11b、12bの間の回転数の関係は、第4実施形態と同様である。また、差動装置Dがダブルピニオン式の遊星歯車装置であることから明らかなように、サンギヤSD、リングギヤRDおよびキャリアCDは、互いに差回転が可能であり、共線図において、それらの回転数が一つの同じ直線上に位置する共線関係にあり、この順で並ぶ。
 以上から、動力装置1Cにおける各種の回転要素の間の回転数の関係は、例えば図18に示す共線図のように表される。同図に示すように、差動装置DのサンギヤSD、リングギヤRD、キャリアCD、歯車装置GSの第3~第1サンギヤS3~S1、およびキャリア部材13によって、回転数が互いに共線関係にある5つの回転要素が構成される。また、図18から明らかなように、左右の出力軸SFL、SFRは、互いに差回転が可能である。
 さらに、図18は、右旋回用の第3ヨーモーメント増大制御における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの釣り合い関係を示している。同図において、TEは、エンジン3から変速機4を介してリングギヤRDに伝達されるトルクであり、RLEおよびRREは、エンジン3からリングギヤRDへのトルクの伝達に伴って左出力軸SFLおよび右出力軸SFRにそれぞれ作用する反力トルクである。その他のパラメータ(第1モータ出力トルクTM1など)については、第4実施形態と同様である。前述したようにリングギヤRDに伝達されたトルクがサンギヤSDおよびキャリアCDに1:1のトルク分配比で分配されることから明らかなように、これらの反力トルクRLEおよびRREは互いに等しい。
 この場合、左出力軸SFLに伝達されるトルクは、RLE+RLM1+RLG2で表されるとともに、右出力軸SFRに伝達されるトルクは、RRE-(RRM1+RRG2)で表される。このように、左出力軸SFL(左前輪WFL)に伝達されるトルクが右出力軸SFR(右前輪WFR)に伝達されるトルクよりも大きくなり、それにより、車両の右回りのヨーモーメントが増大する。
 この図18と、前述した第4実施形態の右旋回用の第3ヨーモーメント増大制御におけるトルクの釣り合い関係などを示す図13との比較から明らかなように、第3ヨーモーメント増大制御における動作は、第4実施形態と比較して、変速機4で変速されたエンジントルクが差動装置Dによって左右の出力軸SFL、SFRに分配されることだけが異なっている。このことは、直進時や第1ヨーモーメント増大制御などにおける各種の動作についても同様であるので、動力装置1Cの動作の説明については省略する。
 また、第7実施形態における各種の要素と、本発明における各種の要素との対応関係は、次のとおりである。すなわち、第7実施形態における左右の出力軸SFL、SFRが、本発明における2つの回転軸の一方および他方にそれぞれ相当し、第7実施形態におけるサンギヤSD、キャリアCDおよびリングギヤRDが、本発明における差動装置の第1~第3回転体または第5~第7要素にそれぞれ相当するとともに、第7実施形態におけるエンジン3が、本発明におけるトルク発生装置に相当する。その他の対応関係については、第4実施形態と同様である。
 以上のように、第7実施形態によれば、差動装置DのサンギヤSDが、第2サンギヤS2に連結され、キャリアCDが、第1サンギヤS1と右出力軸SFRの間の動力伝達経路上に設けられるとともに、リングギヤRDがエンジン3に連結されている。これにより、左右の出力軸SFL、SFRに、第1および第2モータ出力トルクTM1、TM2に加え、エンジントルクが伝達されるので、第1および第2回転電機11、12に必要とされるトルクを低減でき、それにより両者11、12の小型化を図ることができる。その他、第4実施形態による効果、すなわち、損失の抑制や車両の挙動安定性の向上などの効果を同様に得ることができる。
 次に、図19を参照しながら、本発明の第8実施形態による動力装置1Dについて説明する。この動力装置1Dは、図17に示す第7実施形態と比較して、第1ロータ11bおよび差動制限機構41と第3サンギヤS3との間の動力伝達経路、および、第2ロータ12bおよび差動制限機構41とキャリア部材13との間の動力伝達経路に、第5実施形態で述べた減速装置がそれぞれ設けられている点のみが異なっている。図19において、第5および第7実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を付している。
 以上の構成により、第8実施形態によれば、第5実施形態と同様、上記の減速装置すなわちギヤ51~54によって、差動制限機構41からの反力トルク、第1および第2モータ出力トルクTM1、TM2、ならびに第1および第2モータ制動トルクTG1、TG2を増大させた状態で第3サンギヤS3およびキャリア部材13に伝達することができる。したがって、差動制限機構41、第1および第2回転電機11、12の小型化を図ることができ、ひいては、動力装置1Dの小型化および搭載性の向上を図ることができる。その他、第7実施形態による効果を同様に得ることができる。
 なお、第8実施形態における各種の要素と、本発明における各種の要素との対応関係は、第2および第7実施形態と同様である。
 次に、図20を参照しながら、本発明の第9実施形態による動力装置1Eについて説明する。この動力装置1Eは、図17に示す第7実施形態と比較して、第1ロータ11bと第3サンギヤS3の間の動力伝達経路、および、第2ロータ12bとキャリア部材13の間の動力伝達経路に、第6実施形態で述べた第1減速装置RG1および第2減速装置RG2がそれぞれ設けられている点のみが異なっている。図20において、第6および第7実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を付している。
 以上の構成により、第9実施形態によれば、第6実施形態と同様、第1および第2減速装置RG1、RG2によって、第1および第2モータ出力トルクTM1、TM2、ならびに第1および第2モータ制動トルクTG1、TG2を増大させた状態で第3サンギヤS3およびキャリア部材13にそれぞれ伝達することができるので、それにより第1および第2回転電機11、12の小型化を図ることができる。その他、第7実施形態による効果を同様に得ることができる。
 また、図21は、前述した第7~第9実施形態の第1変形例を示しており、この第1変形例は、動力装置をFR(フロントエンジン-リヤドライブ)式の車両VFRに適用した例である。この車両VFRでは、差動装置D、歯車装置GS、差動制限機構、第1および第2回転電機(いずれも図示せず)は、車両VFRの後部に配置されており、差動装置Dの前述したリングギヤ(図示せず)は、プロペラシャフトPSを介して変速機4に連結されている。また、左右の出力軸SRL、SRR、差動装置D、歯車装置GS、差動制限機構、第1および第2回転電機の間の連結関係は、第7~第9実施形態と比較して、前側の左右の出力軸SFL、SFRを後ろ側の左右の出力軸SRL、SRRに置き換えた点のみが異なっており、その他は同様である。
 以上の構成により、エンジントルクは、変速機4、プロペラシャフトPS、および差動装置Dを介して左右の出力軸SRL、SRRに伝達され、さらに左右の後輪WRL、WRRに伝達される。また、第1および第2モータ出力トルクならびに第1および第2モータ制動トルクは、歯車装置GSおよび差動装置Dを介して左右の出力軸SRL、SRRに伝達され、さらに左右の後輪WRL、WRRに伝達される。さらに、差動制限機構による第3サンギヤとキャリア部材(いずれも図示せず)の間の接続によって、左右の出力軸SRL、SRRの間の差回転が制限される。したがって、この第1変形例においても、第7~第9実施形態による効果を同様に得ることができる。
 さらに、図22は、第7~第9実施形態の第2変形例を示しており、この第2変形例は、動力装置を全輪駆動式の車両VAWに適用した例である。この車両VAWでは、前側の左右の出力軸SFL、SFRは、フロントデフDF、センターデフDCおよび変速機4を介して、エンジン3に連結されている。また、差動装置D、歯車装置GS、差動制限機構、第1および第2回転電機(いずれも図示せず)は、車両VAWの後部に配置されており、差動装置Dのリングギヤ(図示せず)は、プロペラシャフトPSおよびセンターデフDCを介して変速機4に連結されている。さらに、左右の出力軸SRL、SRR、差動装置D、歯車装置GS、第1および第2回転電機の間の連結関係は、上述した第1変形例と同様である。
 以上の構成により、エンジントルクは、変速機4を介してセンターデフDCに伝達され、フロントデフDFおよびプロペラシャフトPSに分配される。フロントデフDFに分配されたトルクは、左右の出力軸SFL、SFRに伝達され、さらに左右の前輪WFL、WFRに伝達される。プロペラシャフトPSに分配されたトルクは、差動装置Dを介して左右の出力軸SRL、SRRに伝達され、さらに左右の後輪WRL、WRRに伝達される。また、第1および第2モータ出力トルクならびに第1および第2モータ制動トルクは、歯車装置GSおよび差動装置Dを介して左右の出力軸SRL、SRRに伝達され、さらに左右の後輪WRL、WRRに伝達される。さらに、差動制限機構による第3サンギヤとキャリア部材(いずれも図示せず)の間の接続によって、左右の出力軸SRL、SRRの間の差回転が制限される。したがって、この第2変形例においても、第7~第9実施形態による効果を同様に得ることができる。
 なお、第7~第9実施形態の第1および第2変形例の車両VFR、VAWが、本発明における移動装置に相当する。また、これらの第1および第2変形例では、エンジン3および変速機4を、車両VFR、VAWの前部に配置しているが、車両の後部に配置してもよい。
 なお、本発明は、説明した第4~第9実施形態(変形例を含む)に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、第4~第9実施形態では、第1サンギヤS1を右出力軸SRR(SFR)に、第2サンギヤS2を左出力軸SRL(SFL)に、それぞれ連結しているが、これとは逆に、第1サンギヤS1を左出力軸SRL(SFL)に、第2サンギヤS2を右出力軸SRR(SFR)に、それぞれ連結してもよい。この場合、第7~第9実施形態で述べた差動装置DのキャリアCDは、第1サンギヤS1と左出力軸SRL(SFL)の間の動力伝達経路上に設けられる。
 さらに、第4~第9実施形態では、本発明における第1~第4要素として、第3~第1サンギヤS3~S1およびキャリア部材13を用いているが、回転数が互いに共線関係にある他の4つの回転要素を用いてもよい。例えば、遊星歯車装置のサンギヤ、キャリアおよびリングギヤのうちの任意の2つの回転要素と、これとは別の遊星歯車装置のサンギヤ、キャリアおよびリングギヤのうちの任意の2つの回転要素とをそれぞれ互いに連結し、それにより構成された4つの回転要素を用いてもよい。この場合の遊星歯車装置は、シングルピニオンタイプおよびダブルピニオンタイプのいずれでもよい。あるいは、いわゆるラビニョウタイプの遊星歯車装置(シングルピニオンタイプおよびダブルピニオンタイプの遊星歯車装置においてキャリアとリングギヤが共用化されたもの)の4つの回転要素を用いてもよい。
 あるいは、次のように構成された4つの回転要素を用いてもよい。すなわち、互いに一体の第1および第2ピニオンギヤで構成された2連ピニオンギヤを、回転自在のキャリア部材で回転自在に支持し、この第1ピニオンギヤに噛み合う回転自在の第1サンギヤおよび第1リングギヤと、第2ピニオンギヤに噛み合う回転自在の第2サンギヤおよび第2リングギヤとから成る4つの回転要素から3つの回転要素を選択するとともに、これらの3つの回転要素に上記のキャリア部材を加えた4つの回転要素を用いてもよい。この場合、選択されなかった残りの回転要素は、省略可能である。また、第1サンギヤまたは第1リングギヤを、第1ピニオンギヤに直接、噛み合わせずに、別のピニオンギヤを介して噛み合わせてもよい。このことは、第2サンギヤおよび第2リングギヤについても同様である。
 また、第4~第9実施形態では、本発明における第1および第2トルク発生装置は、第1および第2回転電機11、12であるが、正トルクおよび負トルクを発生可能な他の装置、例えば、油圧モータなどでもよい。また、第4~第9実施形態では、差動制限機構16、41を、油圧式のクラッチで構成しているが、第3サンギヤS3(第1要素)とキャリア部材13(第4要素)の間を接続・遮断する機能を有する他の機構、例えば、電磁式のクラッチで構成してもよい。
 さらに、第4~第9実施形態では、本発明における第1動力伝達機構としてギヤ51および52を、第2動力伝達機構としてギヤ53および54を、それぞれ用いているが、差動制限機構からの反力を増大した状態で伝達可能な他の機構、例えば、一対のプーリと両者に巻き掛けられたベルトから成る動力伝達機構や、一対のスプロケットや両者に巻き掛けられたチェーンから成る動力伝達機構を用いてもよい。また、第4~第9実施形態では、ダブルピニオン式の遊星歯車装置である差動装置Dを用いているが、互いに差回転が可能な第1~第3回転体(第5~第7要素)を有する他の装置、例えば、シングルピニオン式の遊星歯車装置や、次のようなタイプの差動装置を用いてもよい。すなわち、一対のサイドギヤと、両サイドギヤに噛み合う複数のピニオンギヤと、これらのピニオンギヤを回転自在に支持するキャリアを有し、キャリアに伝達されたトルクを一対のサイドギヤの各々に1:1の分配比で分配するタイプの差動装置を用いてもよい。
 さらに、第4~第9実施形態では、本発明におけるエネルギ出力装置として、ガソリンエンジンであるエンジン(3)を用いているが、正トルクを発生可能な他の装置、例えば、ディーゼルエンジンや、LPGエンジン、CNG(Compressed Natural Gas)エンジン、外燃機関、回転電機、油圧モータなどを用いてもよい。また、第4~第9実施形態では、本発明による動力装置1、1A~1Eを、左右の出力軸SRL、SRR(SFL、SFR)を駆動するように構成しているが、車両の前後の駆動輪に連結された前後の出力軸を駆動するように構成してもよい。
 また、第1~第9実施形態(変形例を含む)では、第1~第3ピニオンギヤP1~P3を、互いに一体に形成しているが、別個に形成した後に、互いに一体に連結してもよい。
 さらに、第1~第3実施形態では、第1および第2モータ113、114で発電され、回収された電力を、バッテリ23に充電(蓄積)しているが、キャパシタ(蓄電装置)のような他の電気エネルギ蓄積装置に蓄積してもよい。あるいは、第1および第2モータ113、114とは異なる他のモータと、この他のモータに連結されたフライホイール(運動エネルギ蓄積装置)とを用い、第1および第2モータ113、114で発電され、回収された電力を他のモータで動力に変換するとともに、変換された動力を、運動エネルギとしてフライホイールに蓄積してもよい。さらには、上記のような電気・運動エネルギ蓄積装置を設けずに、第1および第2モータ113、114で発電され、回収された電力を、電力消費装置(他のモータなど)に直接、供給してもよい。あるいは、第1および第2モータ113、114に代えて、回転エネルギを圧力エネルギに変換可能な油圧ポンプを用いるとともに、この油圧ポンプで変換された圧力エネルギをアキュームレータに蓄積してもよい。以上のことは、第4~第9実施形態についても同様に当てはまる。
 また、第1~第3実施形態では、本発明における回転電機として、ACモータである第1および第2モータ113、114を用いているが、回転エネルギと電気エネルギの間でエネルギを変換可能な他の装置、例えばDCモータを用いてもよい。さらに、第1~第3実施形態では、バッテリ23が第1および第2モータ113、114に共用されているが、バッテリを別個に設けてもよい。これらのことは、第4~第9実施形態についても同様に当てはまる。
 さらに、第1~第9実施形態は、本発明を車両に適用した例であるが、本発明は、これに限らず、例えば船舶や航空機などにも適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
産業上の利用の可能性
 本発明は、損失を抑制できるとともに、装置の小型化および搭載性の向上を図る上で、極めて有用である。
  T 動力伝達装置(動力装置)
SFL 左出力軸(2つの回転軸の一方)
SFR 右出力軸(2つの回転軸の他方)
111 キャリア部材
 P1 第1ピニオンギヤ
 P2 第2ピニオンギヤ
 P3 第3ピニオンギヤ
112 3連ピニオンギヤ
113 第1モータ(第1トルク発生装置、回転電機)
114 第2モータ(第2トルク発生装置、回転電機)
VFR 車両(移動装置)
VAW 車両(移動装置)
SRL 左出力軸(2つの回転軸の一方)
SRR 右出力軸(2つの回転軸の他方)
  1 動力装置
 1A 動力装置
 1B 動力装置
 1C 動力装置
 1D 動力装置
 1E 動力装置
  3 エンジン(トルク発生装置)
 11 第1回転電機(第1トルク発生装置)
 12 第2回転電機(第2トルク発生装置)
 GS 歯車装置
 13 キャリア部材(第4要素)
 14 3連ピニオンギヤ
 S1 第1サンギヤ(第3要素)
 S2 第2サンギヤ(第2要素)
 S3 第3サンギヤ(第1要素)
 16 差動制限機構
 41 差動制限機構
 51 ギヤ(第1動力伝達機構)
 52 ギヤ(第1動力伝達機構)
 53 ギヤ(第2動力伝達機構)
 54 ギヤ(第2動力伝達機構)
  D 差動装置
 SD サンギヤ(第1回転体、第5要素)
 CD キャリア(第2回転体、第6要素)
 RD リングギヤ(第3回転体、第7要素)
TM1 第1モータトルク(正トルク)
TG1 第1モータ制動トルク(負トルク)
TM2 第2モータトルク(正トルク)
TG2 第2モータ制動トルク(負トルク)

Claims (9)

  1.  移動装置を移動させるために、互いに差回転が可能に構成された2つの回転軸を駆動する動力装置であって、
     回転自在のキャリア部材と、
     互いに一体に設けられた第1ピニオンギヤ、第2ピニオンギヤおよび第3ピニオンギヤで構成され、前記キャリア部材に回転自在に支持された3連ピニオンギヤと、
     前記第1ピニオンギヤに噛み合う回転自在の第1サンギヤと、
     前記第2ピニオンギヤに噛み合う回転自在の第2サンギヤと、
     前記第3ピニオンギヤに噛み合う回転自在の第3サンギヤと、を備え、
     前記3連ピニオンギヤおよび前記第1~第3サンギヤは、前記キャリア部材が固定された状態で前記3連ピニオンギヤが回転しているときに、前記第2サンギヤの回転数が前記第1サンギヤの回転数よりも高くなるとともに、前記第3サンギヤの回転数が前記第2サンギヤの回転数よりも高くなるように構成されており、
     正トルクおよび負トルクを発生可能な第1トルク発生装置と、
     正トルクおよび負トルクを発生可能な第2トルク発生装置と、をさらに備え、
     前記第3サンギヤは、前記第1トルク発生装置に連結され、前記第2サンギヤは、前記2つの回転軸の一方に連結され、前記第1サンギヤは、前記2つの回転軸の他方に連結されるとともに、前記キャリア部材は、前記第2トルク発生装置に連結されていることを特徴とする動力装置。
  2.  前記第3サンギヤおよび前記キャリア部材に連結され、前記第3サンギヤと前記キャリア部材の間を接続・遮断することによって前記2つの回転軸の間の差回転を制限するための差動制限機構をさらに備えることを特徴とする、請求項1に記載の動力装置。
  3.  前記第3サンギヤと前記差動制限機構の間の動力伝達経路上に設けられ、前記差動制限機構による前記第3サンギヤと前記キャリア部材の間の接続に伴って発生した当該差動制限機構の反力トルクを、増大させた状態で前記第3サンギヤに伝達する第1動力伝達機構と、
     前記キャリア部材と前記差動制限機構の間の動力伝達経路上に設けられ、前記差動制限機構による前記第3サンギヤと前記キャリア部材の間の接続に伴って発生した当該差動制限機構の反力トルクを、増大させた状態で前記キャリア部材に伝達する第2動力伝達機構と、をさらに備えることを特徴とする、請求項2に記載の動力装置。
  4.  互いに差回転が可能な第1回転体、第2回転体および第3回転体を有する差動装置と、
     正トルクを発生可能であり、前記第1および第2トルク発生装置とは別個に設けられたトルク発生装置と、をさらに備え、
     前記第1回転体は前記第2サンギヤに連結され、前記第2回転体は、前記第1サンギヤと前記2つの回転軸の前記他方との間の動力伝達経路上に設けられるとともに、前記第3回転体は、前記トルク発生装置に連結されることを特徴とする、請求項1ないし3のいずれかに記載の動力装置。
  5.  前記第1および第2トルク発生装置が回転電機であることを特徴とする、請求項1ないし4のいずれかに記載の動力装置。
  6.  移動装置を移動させるために、互いに差回転が可能に構成された2つの回転軸を駆動する動力装置であって、
     互いの間で動力を伝達可能な第1要素、第2要素、第3要素および第4要素を有し、当該第1~第4要素の回転数が共線図において互いに同じ一つの直線上に位置する所定の共線関係にあり、前記第1要素を固定した状態で前記第2~第4要素を回転させたときに、当該第2~第4要素が同方向に回転するとともに、前記第4要素の回転数が前記第2および第3要素の回転数よりも高くなるように構成された歯車装置と、
     正トルクおよび負トルクを発生可能な第1トルク発生装置と、
     正トルクおよび負トルクを発生可能な第2トルク発生装置と、を備え、
     前記第1要素は、前記第1トルク発生装置に連結され、前記第2要素は、前記2つの回転軸の一方に連結され、前記第3要素は、前記2つの回転軸の他方に連結されるとともに、前記第4要素は、前記第2トルク発生装置に連結されており、
     前記第1および第4要素に連結され、前記第1要素と前記第4要素の間を接続・遮断することによって前記2つの回転軸の間の差回転を制限するための差動制限機構をさらに備えることを特徴とする動力装置。
  7.  前記第1要素と前記差動制限機構の間の動力伝達経路上に設けられ、前記差動制限機構による前記第1要素と前記第4要素の間の接続に伴って発生した当該差動制限機構の反力トルクを、増大させた状態で前記第1要素に伝達する第1動力伝達機構と、
     前記第4要素と前記差動制限機構の間の動力伝達経路上に設けられ、前記差動制限機構による前記第1要素と前記第4要素の間の接続に伴って発生した当該差動制限機構の反力トルクを、増大させた状態で前記第4要素に伝達する第2動力伝達機構と、をさらに備えることを特徴とする、請求項6に記載の動力装置。
  8.  互いに差回転が可能な第5要素、第6要素および第7要素を有する差動装置と、
     正トルクを発生可能であり、前記第1および第2トルク発生装置とは別個に設けられたトルク発生装置と、をさらに備え、
     前記第5要素は、前記第2要素に連結され、前記第6要素は、前記第3要素と前記2つの回転軸の前記他方との間の動力伝達経路上に設けられるとともに、前記第7要素は、前記トルク発生装置に連結されることを特徴とする、請求項6または7に記載の動力装置。
  9.  前記第1および第2トルク発生装置が回転電機であることを特徴とする、請求項6ないし8のいずれかに記載の動力装置。
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