(57)【要約】【課題】構成の複雑化を招くことなく第１駆動軸と第２駆動軸のトルク配分を調整するとともに第１駆動軸と第２駆動軸が等しい回転速度で回転している場合の損失を低減する。【解決手段】ドライブシャフト２６，２７が等しい回転速度で同方向に回転している場合は、回転伝達装置５０が一体で回転し、第１ロータ３１と第２ロータ３２が等しい回転速度で同方向に回転する。一方、第１ロータ３１と第２ロータ３２間にトルクτcoupを発生させて回転差を発生させると、回転伝達装置５０のピニオンギア５４，５５が自転することで、右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７の駆動トルク配分が変化して、ピニオンギア５４，５５の自転速度に応じた回転差が右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７に発生する。【選択図】図１
2014211169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１駆動軸と第２駆動軸の回転差を許容する差動装置と、
第１駆動軸と第２駆動軸のトルク配分を調整するトルク配分調整装置と、
を備え、
トルク配分調整装置は、
互いに相対回転可能な第１回転子と第２回転子間にトルクを発生可能な回転電機を含み、
第１及び第２回転子の回転、または第１回転子と第２回転子の回転差に応じた回転を差動装置に伝達し、
第１駆動軸と第２駆動軸が等しい回転速度で回転している場合は、第１回転子と第２回転子が等しい回転速度で回転し、
第１回転子と第２回転子間にトルクを発生させて第１回転子と第２回転子に回転差を発生させることで、第１駆動軸と第２駆動軸に回転差を発生させ、
第１回転子と第２回転子間に発生させるトルクに応じて第１駆動軸と第２駆動軸のトルク配分を調整する、駆動力配分装置。
【請求項２】
請求項１に記載の駆動力配分装置であって、
トルク配分調整装置は、第１回転子と第２回転子の回転差に応じた回転を第１駆動軸または第２駆動軸に伝達する回転伝達装置をさらに含む、駆動力配分装置。
【請求項３】
請求項２に記載の駆動力配分装置であって、
回転伝達装置は、第１回転子と第２回転子間に発生するトルクを増幅して出力する、駆動力配分装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の駆動力配分装置であって、
差動装置は、
第１駆動軸とともに回転する第１差動回転要素と、
第２駆動軸とともに回転する第２差動回転要素と、
第１及び第２差動回転要素間で回転を伝達する第３差動回転要素と、
第３差動回転要素を回転自在に支持する第４差動回転要素であって、その回転により第３差動回転要素を第１差動回転要素の回転軸まわりに周回させる第４差動回転要素と、
を有し、第３差動回転要素の回転により第１駆動軸と第２駆動軸の回転差を許容し、
回転伝達装置は、
第１回転子とともに回転する第１伝達回転要素と、
第２回転子とともに回転する第２伝達回転要素と、
第１駆動軸または第２駆動軸とともに回転する第３伝達回転要素と、
第４差動回転要素の回転に応じて第３伝達回転要素の回転軸まわりに周回し、第１伝達回転要素と第２伝達回転要素の回転差の発生に応じて回転し、当該回転を第３伝達回転要素に伝達する第４伝達回転要素と、
を有する、駆動力配分装置。
【請求項５】
請求項１に記載の駆動力配分装置であって、
差動装置は、
第１駆動軸とともに回転する第１差動回転要素と、
第２駆動軸とともに回転する第２差動回転要素と、
第１及び第２差動回転要素間で回転を伝達する第３差動回転要素と、
第３差動回転要素を回転自在に支持する第４差動回転要素であって、その回転により第３差動回転要素を第１差動回転要素の回転軸まわりに周回させる第４差動回転要素と、
を有し、第３差動回転要素の回転により第１駆動軸と第２駆動軸の回転差を許容し、
トルク配分調整装置は、
第１回転子が第１差動回転要素または第２差動回転要素とともに回転し、
第２回転子が第４差動回転要素とともに回転する、駆動力配分装置。
【請求項６】
請求項１に記載の駆動力配分装置であって、
差動装置は、
第１駆動軸とともに回転する第１差動回転要素と、
第２駆動軸とともに回転する第２差動回転要素と、
第１及び第２差動回転要素間で回転を伝達する第３差動回転要素と、
第３差動回転要素を回転自在に支持する第４差動回転要素であって、その回転により第３差動回転要素を第１差動回転要素の回転軸まわりに周回させる第４差動回転要素と、
を有し、第３差動回転要素の回転により第１駆動軸と第２駆動軸の回転差を許容し、
トルク配分調整装置は、第１回転子と第２回転子の回転差に応じた回転を第３差動回転要素に伝達する回転伝達装置をさらに含む、駆動力配分装置。
【請求項７】
請求項６に記載の駆動力配分装置であって、
回転伝達装置は、
第１回転子とともに回転する第１伝達回転要素と、
第２回転子とともに回転する第２伝達回転要素と、
第４差動回転要素の回転に応じて第３差動回転要素とともに第１差動回転要素の回転軸まわりに周回し、第１伝達回転要素と第２伝達回転要素の回転差の発生に応じて第３差動回転要素とともに回転する第３伝達回転要素と、
を有する、駆動力配分装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１に記載の駆動力配分装置であって、
回転電機は、第２回転子との間にトルクを発生可能な固定子を有する、駆動力配分装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１駆動軸と第２駆動軸のトルク配分を調整する駆動力配分装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の駆動力配分装置の関連技術が下記特許文献１に開示されている。特許文献１による駆動力配分装置は、差動装置と、第１、第２及び第３遊星歯車機構と、モータとを備える。モータは、ステータ及びロータを有し、ロータが第１遊星歯車機構のサンギアに連結されている。第１及び第２遊星歯車機構のキャリア同士が連結され、第２遊星歯車機構のサンギアの回転は固定されている。第１遊星歯車機構のリングギアは第３遊星歯車機構のリングギアに連結され、第２遊星歯車機構のリングギアは第３遊星歯車機構のサンギアに連結され、第３遊星歯車機構のピニオンギア（遊星ギア）は差動装置のピニオンギアに連結されている。
【０００３】
特許文献１において、差動装置の右サイドギアと左サイドギア（右ドライブシャフトと左ドライブシャフト）が等しい回転速度で同方向に回転している場合は、第１遊星歯車機構のリングギアの回転速度と第２遊星歯車機構のリングギアの回転速度が等しく、ロータの回転は停止している。一方、ステータからロータにトルクを作用させてロータを回転駆動すると、第３遊星歯車機構のリングギアとサンギア（第１遊星歯車機構のリングギアと第２遊星歯車機構のリングギア）に回転差が発生し、第３遊星歯車機構のピニオンギアが差動装置のピニオンギアとともに一体で回転（自転）する。差動装置のピニオンギアの自転によって、右サイドギアと左サイドギア（右ドライブシャフトと左ドライブシャフト）に回転差が発生し、ステータからロータに作用させるトルクに応じて、右ドライブシャフトと左ドライブシャフトのトルク配分が変化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１１／７６５４２号
【特許文献２】国際公開第２０１２／２８３７２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１においては、ステータからロータにトルクを作用させてロータを回転駆動することで、差動装置のピニオンギアを回転（自転）させて右ドライブシャフトと左ドライブシャフトのトルク配分を変化させている。しかし、ロータの回転駆動により差動装置のピニオンギアを自転させるために、３つの遊星歯車機構を用いる必要があるので、トルク配分を調整するための構成が複雑化する。また、差動装置の右サイドギアと左サイドギア（右ドライブシャフトと左ドライブシャフト）が等しい回転速度で同方向に回転している場合は、ロータの回転は停止するが、その際には、第１及び第２遊星歯車機構のサンギアとピニオンギアとリングギアは一体で回転せず、ピニオンギアが自転してサンギアとリングギアに回転差が発生する（差動する）ことによる損失が発生する。
【０００６】
本発明は、構成の複雑化を招くことなく第１駆動軸と第２駆動軸のトルク配分を調整するとともに、第１駆動軸と第２駆動軸が等しい回転速度で回転している場合の損失を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る駆動力配分装置は、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００８】
本発明に係る駆動力配分装置は、第１駆動軸と第２駆動軸の回転差を許容する差動装置と、第１駆動軸と第２駆動軸のトルク配分を調整するトルク配分調整装置と、を備え、トルク配分調整装置は、互いに相対回転可能な第１回転子と第２回転子間にトルクを発生可能な回転電機を含み、第１及び第２回転子の回転、または第１回転子と第２回転子の回転差に応じた回転を差動装置に伝達し、第１駆動軸と第２駆動軸が等しい回転速度で回転している場合は、第１回転子と第２回転子が等しい回転速度で回転し、第１回転子と第２回転子間にトルクを発生させて第１回転子と第２回転子に回転差を発生させることで、第１駆動軸と第２駆動軸に回転差を発生させ、第１回転子と第２回転子間に発生させるトルクに応じて第１駆動軸と第２駆動軸のトルク配分を調整することを要旨とする。
【０００９】
本発明の一態様では、トルク配分調整装置は、第１回転子と第２回転子の回転差に応じた回転を第１駆動軸または第２駆動軸に伝達する回転伝達装置をさらに含むことが好適である。
【００１０】
本発明の一態様では、回転伝達装置は、第１回転子と第２回転子間に発生するトルクを増幅して出力することが好適である。
【００１１】
本発明の一態様では、差動装置は、第１駆動軸とともに回転する第１差動回転要素と、第２駆動軸とともに回転する第２差動回転要素と、第１及び第２差動回転要素間で回転を伝達する第３差動回転要素と、第３差動回転要素を回転自在に支持する第４差動回転要素であって、その回転により第３差動回転要素を第１差動回転要素の回転軸まわりに周回させる第４差動回転要素と、を有し、第３差動回転要素の回転により第１駆動軸と第２駆動軸の回転差を許容し、回転伝達装置は、第１回転子とともに回転する第１伝達回転要素と、第２回転子とともに回転する第２伝達回転要素と、第１駆動軸または第２駆動軸とともに回転する第３伝達回転要素と、第４差動回転要素の回転に応じて第３伝達回転要素の回転軸まわりに周回し、第１伝達回転要素と第２伝達回転要素の回転差の発生に応じて回転し、当該回転を第３伝達回転要素に伝達する第４伝達回転要素と、を有することが好適である。
【００１２】
本発明の一態様では、差動装置は、第１駆動軸とともに回転する第１差動回転要素と、第２駆動軸とともに回転する第２差動回転要素と、第１及び第２差動回転要素間で回転を伝達する第３差動回転要素と、第３差動回転要素を回転自在に支持する第４差動回転要素であって、その回転により第３差動回転要素を第１差動回転要素の回転軸まわりに周回させる第４差動回転要素と、を有し、第３差動回転要素の回転により第１駆動軸と第２駆動軸の回転差を許容し、トルク配分調整装置は、第１回転子が第１差動回転要素または第２差動回転要素とともに回転し、第２回転子が第４差動回転要素とともに回転することが好適である。
【００１３】
本発明の一態様では、差動装置は、第１駆動軸とともに回転する第１差動回転要素と、第２駆動軸とともに回転する第２差動回転要素と、第１及び第２差動回転要素間で回転を伝達する第３差動回転要素と、第３差動回転要素を回転自在に支持する第４差動回転要素であって、その回転により第３差動回転要素を第１差動回転要素の回転軸まわりに周回させる第４差動回転要素と、を有し、第３差動回転要素の回転により第１駆動軸と第２駆動軸の回転差を許容し、トルク配分調整装置は、第１回転子と第２回転子の回転差に応じた回転を第３差動回転要素に伝達する回転伝達装置をさらに含むことが好適である。
【００１４】
本発明の一態様では、回転伝達装置は、第１回転子とともに回転する第１伝達回転要素と、第２回転子とともに回転する第２伝達回転要素と、第４差動回転要素の回転に応じて第３差動回転要素とともに第１差動回転要素の回転軸まわりに周回し、第１伝達回転要素と第２伝達回転要素の回転差の発生に応じて第３差動回転要素とともに回転する第３伝達回転要素と、を有することが好適である。
【００１５】
本発明の一態様では、回転電機は、第２回転子との間にトルクを発生可能な固定子を有することが好適である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、構成の複雑化を招くことなく、第１回転子と第２回転子間に発生させるトルクに応じて第１駆動軸と第２駆動軸のトルク配分を調整することができるとともに、第１駆動軸と第２駆動軸が等しい回転速度で回転している場合の損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態１に係る駆動力配分装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態２に係る駆動力配分装置の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態３に係る駆動力配分装置の概略構成を示す図である。
【図４】本発明の実施形態４に係る駆動力配分装置の概略構成を示す図である。
【図５】回転電機３０の第１ロータ３１と第２ロータ３２とステータ３３に作用するトルクを説明する図である。
【図６】本発明の実施形態５に係る駆動力配分装置の概略構成を示す図である。
【図７】本発明の実施形態６に係る駆動力配分装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を図面に従って説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態１に係る駆動力配分装置の概略構成を示す図である。本実施形態に係る駆動力配分装置は、以下に説明する差動装置１０と回転電機３０と回転伝達装置５０とを備える。
【００２０】
差動装置１０は、第１及び第２差動回転要素としての一対のサイドギア１１，１２と、第３差動回転要素としての複数のピニオンギア１３と、第４差動回転要素としての回転ケース（ディファレンシャルケース）１４とを含む差動歯車装置（ディファレンシャルギア装置）により構成される。各ピニオンギア１３は、ベベルギア（かさ歯車）により構成され、回転ケース１４に設けられたピニオンシャフト１５に回転自在に支持されている。サイドギア１１，１２もベベルギア（かさ歯車）により構成され、各ピニオンギア１３がサイドギア１１，１２と噛み合っている。サイドギア１２の回転中心軸はサイドギア１１の回転中心軸と一致しており、回転ケース１４の回転中心軸はサイドギア１１，１２の回転中心軸と一致しており、各ピニオンギア１３の回転中心軸（ピニオンシャフト１５の中心軸）はサイドギア１１，１２及び回転ケース１４の回転中心軸に対して垂直である。各ピニオンギア１３がピニオンシャフト１５まわりに回転（自転）することで、各ピニオンギア１３を介してサイドギア１１，１２間で回転が伝達される。その際には、サイドギア１１，１２同士でトルクの方向が互いに逆方向になるように、各ピニオンギア１３でトルクの方向が反転してからサイドギア１１，１２間でトルクが伝達される。また、各ピニオンギア１３は、回転ケース１４の回転により、サイドギア１１，１２の回転中心軸（回転ケース１４の回転中心軸と一致する）まわりに周回（公転）する。各ピニオンギア１３の周回（公転）により、サイドギア１１，１２と回転ケース１４との間で回転が伝達される。その際には、サイドギア１１とサイドギア１２と回転ケース１４とでトルクの方向が互いに同方向になるように、サイドギア１１，１２と回転ケース１４との間でトルクが伝達される。
【００２１】
サイドギア１１はドライブシャフト（第１駆動軸）２６と機械的に係合し、ドライブシャフト２６は車両の駆動輪２８と機械的に連結されており、サイドギア１１がドライブシャフト２６及び駆動輪２８とともに同じ回転速度で一体で回転する。サイドギア１２はドライブシャフト（第２駆動軸）２７と機械的に係合し、ドライブシャフト２７は車両の駆動輪２９と機械的に連結されており、サイドギア１２がドライブシャフト２７及び駆動輪２９とともに同じ回転速度で一体で回転する。なお、以下の説明では、サイドギア１１、ドライブシャフト２６、及び駆動輪２８を右サイドギア、右ドライブシャフト、及び右駆動輪とし、サイドギア１２、ドライブシャフト２７、及び駆動輪２９を左サイドギア、左ドライブシャフト、及び左駆動輪とする。
【００２２】
回転ケース１４の外周にはドリブンギア２１が固定されており、ドリブンギア２１はドライブギア２２と噛み合っている。ドライブギア２２は、プロペラシャフト２３と機械的に連結されており、プロペラシャフト２３とともに同じ回転速度で一体で回転する。プロペラシャフト２３は、例えばエンジンやモータ等の動力源からの動力が伝達されることで回転駆動する。プロペラシャフト２３の回転は、ドライブギア２２とドリブンギア２１との噛み合いにより回転ケース１４に伝達される。
【００２３】
回転電機３０は、第１ロータ３１と、所定の空隙を空けて第１ロータ３１と対向し第１ロータ３１に対し相対回転可能な第２ロータ３２とを備える。第１ロータ３１は、ロータコア（第１回転子鉄心）４１と、ロータコア４１にその周方向に沿って配設された複数相（例えば３相）のロータ巻線４０とを含む。複数相のロータ巻線４０に複数相（例えば３相）の交流電流が流れることで、ロータ巻線４０は、ロータ周方向に回転する回転磁界を発生することができる。第２ロータ３２は、ロータコア（第２回転子鉄心）４２と、ロータコア４２にその周方向に沿って第１ロータ３１と対向して配設され界磁束を発生する永久磁石４３とを含む。スリップリング４５は、第１ロータ３１と機械的に連結されており、さらに、ロータ巻線４０の各相と電気的に接続されている。回転が固定されたブラシ４６は、スリップリング４５に押し付けられて電気的に接触する。スリップリング４５は、ブラシ４６に対し摺動しながら（ブラシ４６との電気的接触を維持しながら）、第１ロータ３１とともに同じ回転速度で回転する。図１に示す例では、第１ロータ３１、第２ロータ３２、スリップリング４５、及びブラシ４６が右ドライブシャフト２６の外周側に配置されている。そして、第１ロータ３１と第２ロータ３２がロータ回転軸と直交する径方向に対向し、第２ロータ３２が第１ロータ３１の外周側に同心円状に配置され、第１ロータ３１の回転中心軸及び第２ロータ３２の回転中心軸が右ドライブシャフト２６の回転中心軸（右サイドギア１１の回転中心軸）と一致する。
【００２４】
回転伝達装置５０は、第１伝達回転要素としてのサンギア５１と、第２伝達回転要素としてのリングギア５２と、第３伝達回転要素としてのサンギア５３と、第４伝達回転要素としての複数のピニオンギア（遊星ギア）５４，５５と、第５伝達回転要素としてのキャリア５６とを含む遊星歯車機構により構成される。サンギア５１，５３及びピニオンギア５４，５５は外歯車により構成され、各ピニオンギア５４はサンギア５１及びリングギア（内歯車）５２と噛み合っており、各ピニオンギア５５はサンギア５３と噛み合っている。各ピニオンギア５４，５５は、キャリア５６に回転自在に支持されている。サンギア５１の回転中心軸、リングギア５２の回転中心軸、サンギア５３の回転中心軸、及びキャリア５６の回転中心軸は互いに一致しており、ピニオンギア５４，５５の回転中心軸はこれらの回転中心軸と平行である。ピニオンギア５４，５５同士は、互いに結合されており、同じ回転速度で一体で回転（自転）する。さらに、各ピニオンギア５４，５５は、キャリア５６の回転に応じて、サンギア５１，５３の回転中心軸まわりに周回（公転）する。
【００２５】
サンギア５１は、第１ロータ３１と機械的に連結されており、第１ロータ３１とともに同じ回転速度で一体で回転する。リングギア５２は、第２ロータ３２と機械的に連結されており、第２ロータ３２とともに同じ回転速度で一体で回転する。サンギア５３は、右ドライブシャフト２６と機械的に係合し、右サイドギア１１及び右ドライブシャフト２６とともに同じ回転速度で一体で回転する。キャリア５６は、回転ケース１４と機械的に連結されており、回転ケース１４とともに同じ回転速度で一体で回転する。図１に示す例では、サンギア５３の半径ｒs2はサンギア５１の半径ｒs1よりも大きく、ピニオンギア５５の半径ｒp2はピニオンギア５４の半径ｒp1よりも小さい。リングギア５２の半径ｒr1（ｒr1＝ｒs1＋２×ｒp1）は、サンギア５３の半径ｒs2とピニオンギア５５の直径２×ｒp2との和（ｒs2＋２×ｒp2）よりも大きい。また、図１に示す例では、回転伝達装置５０は、右ドライブシャフト２６の外周側に配置され、右ドライブシャフト２６の回転中心軸方向において差動装置１０と回転電機３０との間の位置に配置されている。そして、サンギア５１，５３、リングギア５２、及びキャリア５６の回転中心軸が右ドライブシャフト２６の回転中心軸（右サイドギア１１の回転中心軸）と一致する。
【００２６】
直流電源として設けられた充放電可能な蓄電装置４９は、例えば二次電池により構成することができ、電気エネルギーを蓄える。蓄電装置４９とロータ巻線４０との間で電力変換を行う電力変換装置として設けられたインバータ４７は、スイッチング素子と、スイッチング素子に対し逆並列接続されたダイオード（整流素子）とを備える公知の構成により実現可能であり、スイッチング素子のスイッチング動作により蓄電装置４９からの直流電力を交流（例えば３相交流）に変換して、ブラシ４６及びスリップリング４５を介してロータ巻線４０の各相に供給することが可能である。さらに、インバータ４７は、ロータ巻線４０の各相に流れる交流電流を直流に変換して、電気エネルギーを蓄電装置４９に回収する方向の電力変換も可能である。その際には、ロータ巻線４０の交流電力がスリップリング４５及びブラシ４６により取り出され、この取り出された交流電力がインバータ４７で直流に変換される。このように、インバータ４７は、蓄電装置４９とロータ巻線４０との間で双方向の電力変換を行うことが可能である。
【００２７】
インバータ４７のスイッチング動作により複数相のロータ巻線４０に複数相（例えば３相）の交流電流が流れることで、ロータ巻線４０は、ロータ周方向に回転する回転磁界を発生する。そして、ロータ巻線４０で発生した回転磁界と永久磁石４３で発生した界磁束との電磁気相互作用（吸引及び反発作用）により、第１ロータ３１と第２ロータ３２間にトルク（磁石トルク）を作用させることができる。電子制御ユニット（ＥＣＵ）７０は、インバータ４７のスイッチング動作を制御してロータ巻線４０の各相に流れる交流電流を制御する、例えばロータ巻線４０に流れる交流電流の振幅や位相角を制御することで、第１ロータ３１と第２ロータ３２間に作用するトルクを制御する。
【００２８】
次に、本実施形態に係る駆動力配分装置の動作、特に、右ドライブシャフト２６及び左ドライブシャフト２７を回転駆動する場合の動作について説明する。
【００２９】
エンジンやモータ等の動力源からの動力がプロペラシャフト２３を介して差動装置１０の回転ケース１４に伝達されることで回転ケース１４が回転駆動し、回転ケース１４の回転に応じて各ピニオンギア１３がサイドギア１１，１２の回転中心軸まわりに周回（公転）することで、右ドライブシャフト２６及び左ドライブシャフト２７が回転駆動する。右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７（右駆動輪２８と左駆動輪２９）が等しい回転速度で同方向に回転している場合は、各ピニオンギア１３はピニオンシャフト１５まわりに回転（自転）せず、差動装置１０のサイドギア１１，１２、ピニオンギア１３、及び回転ケース１４が一体となって回転駆動する。さらに、回転ケース１４の回転に応じて回転伝達装置５０のキャリア５６が回転駆動して各ピニオンギア５４，５５がサンギア５１，５３の回転中心軸まわりに周回（公転）することで、回転伝達装置５０のサンギア５１，５３、リングギア５２、ピニオンギア５４，５５、及びキャリア５６が一体となって回転駆動する。したがって、回転電機３０の第１ロータ３１と第２ロータ３２が等しい回転速度で同方向に回転する。右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７に駆動トルクを均等に配分する場合は、インバータ４７のスイッチング動作を行わず、ロータ巻線４０に交流電流を流さないことで、第１ロータ３１と第２ロータ３２間にトルクτcoupを発生させない。
【００３０】
一方、インバータ４７のスイッチング動作によりロータ巻線４０に交流電流を流すことで、第１ロータ３１と第２ロータ３２間にトルクτcoupを発生させると、第１ロータ３１と第２ロータ３２が互いに相対回転して回転差が発生し、回転伝達装置５０のサンギア５１とリングギア５２に回転差が発生する。第１ロータ３１からサンギア５１を介してピニオンギア５４，５５に作用するトルクと、第２ロータ３２からリングギア５２を介してピニオンギア５４，５５に作用するトルクは、互いに同方向であり、サンギア５１とリングギア５２の回転速度差（第１ロータ３１と第２ロータ３２の回転速度差）に応じた回転速度で各ピニオンギア５４，５５が回転（自転）し、各ピニオンギア５４，５５の回転がサンギア５３に伝達される。各ピニオンギア５４，５５からサンギア５３に伝達されるトルクによって差動装置１０の右サイドギア１１が回転駆動されると、各ピニオンギア１３がピニオンシャフト１５まわりに回転（自転）することで左サイドギア１２が回転駆動される。サンギア５３から右ドライブシャフト２６に作用するトルクと、サンギア５３から右サイドギア１１、ピニオンギア１３、及び左サイドギア１２を介して左ドライブシャフト２７に作用するトルクは、互いに逆方向であり、右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７の駆動トルク配分が変化して、ピニオンギア５４，５５の自転速度（第１ロータ３１と第２ロータ３２の回転速度差）に応じた回転差が右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７に発生する。その際には、回転伝達装置５０が第１ロータ３１と第２ロータ３２の回転差に応じた回転を差動装置１０の右サイドギア１１（右ドライブシャフト２６）に伝達することで、各ピニオンギア１３がピニオンシャフト１５まわりに回転（自転）し、右サイドギア１１と左サイドギア１２（右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７）の回転差が許容される。
【００３１】
例えば、第１ロータ３１及び第２ロータ３２の回転方向と同方向のトルクτcoup（τcoupについてはドライブシャフト２６，２７が等しい回転速度で同方向に回転している場合の第１及び第２ロータ３１，３２の回転方向を正とする）が第２ロータ３２から第１ロータ３１に作用するとともに、その反作用として、第１ロータ３１及び第２ロータ３２の回転方向と逆方向のトルク−τcoupが第１ロータ３１から第２ロータ３２に作用する場合は、右ドライブシャフト２６の駆動トルク配分が増加するとともに、左ドライブシャフト２７の駆動トルク配分が減少する。第１ロータ３１の回転速度が第２ロータ３２の回転速度よりも高くなると、右ドライブシャフト２６の回転速度は左ドライブシャフト２７の回転速度よりも高くなる。
【００３２】
一方、第１ロータ３１及び第２ロータ３２の回転方向と逆方向のトルク−τcoupが第２ロータ３２から第１ロータ３１に作用するとともに、その反作用として、第１ロータ３１及び第２ロータ３２の回転方向と同方向のトルクτcoupが第１ロータ３１から第２ロータ３２に作用する場合は、右ドライブシャフト２６の駆動トルク配分が減少するとともに、左ドライブシャフト２７の駆動トルク配分が増加する。第１ロータ３１の回転速度が第２ロータ３２の回転速度よりも低くなると、右ドライブシャフト２６の回転速度は左ドライブシャフト２７の回転速度よりも低くなる。
【００３３】
右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７に２×τの駆動トルク差を発生させるための第１ロータ３１と第２ロータ３２間のトルクτcoupは、以下の（１）式で表される。（１）式で表されるように、第１ロータ３１と第２ロータ３２間に作用するトルクτcoupが大きいほど、右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７の駆動トルク差が大きくなる。したがって、第１ロータ３１と第２ロータ３２間に発生するトルクτcoupに応じて右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７の駆動トルク配分が調整され、回転電機３０及び回転伝達装置５０が右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７（右駆動輪２８と左駆動輪２９）の駆動トルク配分を調整するトルク配分調整装置として機能する。その際には、以下の（２）式を満たすように回転伝達装置５０を設計することで、第１ロータ３１と第２ロータ３２間のトルクτcoupが増幅されてサンギア５３から出力され、回転伝達装置５０がトルク増幅機構（減速機構）として機能する。電子制御ユニット７０は、インバータ４７のスイッチング動作によりロータ巻線４０の各相に流れる交流電流を制御して第１ロータ３１と第２ロータ３２間のトルクτcoupを制御することで、右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７の駆動トルク配分を制御することができる。
【００３４】
【数１】
2014211169.tif 000003
【００３５】
また、右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７に回転差が発生している場合は、第１ロータ３１と第２ロータ３２の回転速度差が大きいほど、右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７の回転速度差が大きくなる。右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７の回転速度差（第１ロータ３１と第２ロータ３２の回転速度差）を増加させる方向に第１ロータ３１と第２ロータ３２間のトルクτcoupを作用させる場合は、蓄電装置４９からの直流電力を交流に変換してブラシ４６及びスリップリング４５を介してロータ巻線４０へ供給するようにインバータ４７のスイッチング動作を行う。例えば第１ロータ３１の回転速度が第２ロータ３２の回転速度よりも高い状態で第１ロータ３１に回転方向と同方向のトルクτcoupを作用させるとともに第２ロータ３２に回転方向と逆方向のトルク−τcoupを作用させる場合や、第２ロータ３２の回転速度が第１ロータ３１の回転速度よりも高い状態で第２ロータ３２に回転方向と同方向のトルクτcoupを作用させるとともに第１ロータ３１に回転方向と逆方向のトルク−τcoupを作用させる場合は、インバータ４７のスイッチング動作により蓄電装置４９からロータ巻線４０への電力供給を行う。一方、右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７の回転速度差（第１ロータ３１と第２ロータ３２の回転速度差）を減少させる方向に第１ロータ３１と第２ロータ３２間のトルクτcoupを作用させる場合は、ロータ巻線４０の交流電力を直流に変換して蓄電装置４９に回収するようにインバータ４７のスイッチング動作を行う。例えば第１ロータ３１の回転速度が第２ロータ３２の回転速度よりも高い状態で第１ロータ３１に回転方向と逆方向のトルク−τcoupを作用させるとともに第２ロータ３２に回転方向と同方向のトルクτcoupを作用させる場合や、第２ロータ３２の回転速度が第１ロータ３１の回転速度よりも高い状態で第２ロータ３２に回転方向と逆方向のトルク−τcoupを作用させるとともに第１ロータ３１に回転方向と同方向のトルクτcoupを作用させる場合は、インバータ４７のスイッチング動作によりロータ巻線４０から蓄電装置４９への電力回収を行う。
【００３６】
以上説明した本実施形態では、第１ロータ３１と第２ロータ３２間に発生させるトルクτcoupに応じて、右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７の駆動トルク配分を調整することができる。その際には、前述の特許文献１（３つの遊星歯車機構）と比較して、回転伝達装置５０の回転要素の数を削減することができ、駆動トルク配分を調整するための構成を簡素化することができる。さらに、（２）式を満たすように回転伝達装置５０を設計することで、回転伝達装置５０が第１ロータ３１と第２ロータ３２間のトルクτcoupを増幅してサンギア５３から出力するトルク増幅機構（減速機構）として機能するため、第１ロータ３１と第２ロータ３２間のトルク容量を小さくすることができ、回転電機３０を小型化することができる。
【００３７】
また、右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７が等しい回転速度で同方向に回転している場合は、回転伝達装置５０のサンギア５１，５３、リングギア５２、ピニオンギア５４，５５、及びキャリア５６が一体となって回転する（差動しない）ため、回転伝達装置５０での損失を低減することができる。さらに、その場合は、第１ロータ３１と第２ロータ３２が等しい回転速度で同方向に回転し、第１ロータ３１と第２ロータ３２間にトルクτcoupが発生しないため、回転電機３０での損失を低減することができる。したがって、右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７が等しい回転速度で同方向に回転している場合の損失を低減することができる。
【００３８】
また、本実施形態によれば、ピニオンギア１３の回転中心軸（ピニオンシャフト１５の中心軸）がサイドギア１１，１２及び回転ケース１４の回転中心軸に対して垂直である差動装置１０の構成であっても、駆動トルク配分を調整するための回転電機３０及び回転伝達装置５０の配置が容易となる。
【００３９】
本実施形態では、第１ロータ３１に永久磁石４３を設け、第２ロータ３２にロータ巻線４０を設け、スリップリング４５を第２ロータ３２に接続することも可能である。
【００４０】
また、本実施形態では、回転伝達装置５０のサンギア５３は、左ドライブシャフト２７と機械的に係合し、左サイドギア１２及び左ドライブシャフト２７とともに同じ回転速度で一体で回転する構成であってもよい。つまり、回転伝達装置５０は、第１ロータ３１と第２ロータ３２の回転差に応じた回転を差動装置１０の左サイドギア１２（左ドライブシャフト２７）に伝達する構成であってもよい。その場合は、第１ロータ３１、第２ロータ３２、スリップリング４５、ブラシ４６、及び回転伝達装置５０を左ドライブシャフト２７の外周側に配置することが好ましい。
【００４１】
「実施形態２」
図２は、本発明の実施形態２に係る駆動力配分装置の概略構成を示す図である。以下の実施形態２の説明では、実施形態１と同様の構成または対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略する構成については実施形態１と同様である。
【００４２】
本実施形態では、第１ロータ３１及びスリップリング４５は、右ドライブシャフト２６と機械的に係合し、右サイドギア１１及び右ドライブシャフト２６とともに同じ回転速度で一体で回転する。そして、第２ロータ３２は、回転ケース１４と機械的に連結されており、回転ケース１４とともに同じ回転速度で一体で回転する。図２に示す例では、第１ロータ３１と第２ロータ３２がロータ回転軸と直交する径方向に対向し、第２ロータ３２が第１ロータ３１の外周側に同心円状に配置され、第１ロータ３１の回転中心軸及び第２ロータ３２の回転中心軸が右ドライブシャフト２６の回転中心軸（右サイドギア１１の回転中心軸）と一致する。
【００４３】
右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７（右駆動輪２８と左駆動輪２９）が等しい回転速度で同方向に回転している場合は、差動装置１０のサイドギア１１，１２、ピニオンギア１３、及び回転ケース１４が一体となって回転駆動する。したがって、回転電機３０の第１ロータ３１と第２ロータ３２が等しい回転速度で同方向に回転する。右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７に駆動トルクを均等に配分する場合は、インバータ４７のスイッチング動作を行わず、ロータ巻線４０に交流電流を流さないことで、第１ロータ３１と第２ロータ３２間にトルクτcoupを発生させない。
【００４４】
一方、インバータ４７のスイッチング動作によりロータ巻線４０に交流電流を流すことで、第１ロータ３１と第２ロータ３２間にトルクτcoupを発生させると、第１ロータ３１と第２ロータ３２が互いに相対回転して回転差が発生し、第１ロータ３１の回転が差動装置１０の右サイドギア１１に伝達されるとともに第２ロータ３２の回転が差動装置１０の回転ケース１４に伝達されることで、右サイドギア１１と回転ケース１４に回転差が発生する。第１ロータ３１から右サイドギア１１に作用するトルクと、第２ロータ３２から回転ケース１４に作用するトルクは、互いに逆方向であり、右サイドギア１１と回転ケース１４の回転速度差（第１ロータ３１と第２ロータ３２の回転速度差）に応じた回転速度で各ピニオンギア１３がピニオンシャフト１５まわりに回転（自転）することで左サイドギア１２が回転駆動される。これによって、右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７の駆動トルク配分が変化して、ピニオンギア１３の自転速度（第１ロータ３１と第２ロータ３２の回転速度差）に応じた回転差が右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７に発生する。右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７に回転差が発生している場合は、第１ロータ３１と第２ロータ３２の回転速度差が大きいほど、右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７の回転速度差が大きくなる。
【００４５】
例えば、第１ロータ３１及び第２ロータ３２の回転方向と同方向のトルクτcoupが第２ロータ３２から第１ロータ３１に作用するとともに、その反作用として、第１ロータ３１及び第２ロータ３２の回転方向と逆方向のトルク−τcoupが第１ロータ３１から第２ロータ３２に作用する場合は、右ドライブシャフト２６の駆動トルク配分が増加するとともに、左ドライブシャフト２７の駆動トルク配分が減少する。第１ロータ３１の回転速度が第２ロータ３２の回転速度よりも高くなると、右ドライブシャフト２６の回転速度は左ドライブシャフト２７の回転速度よりも高くなる。
【００４６】
一方、第１ロータ３１及び第２ロータ３２の回転方向と逆方向のトルク−τcoupが第２ロータ３２から第１ロータ３１に作用するとともに、その反作用として、第１ロータ３１及び第２ロータ３２の回転方向と同方向のトルクτcoupが第１ロータ３１から第２ロータ３２に作用する場合は、右ドライブシャフト２６の駆動トルク配分が減少するとともに、左ドライブシャフト２７の駆動トルク配分が増加する。第１ロータ３１の回転速度が第２ロータ３２の回転速度よりも低くなると、右ドライブシャフト２６の回転速度は左ドライブシャフト２７の回転速度よりも低くなる。
【００４７】
右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７に２×τの駆動トルク差を発生させるための第１ロータ３１と第２ロータ３２間のトルクτcoupは２×τであり、第１ロータ３１と第２ロータ３２間に作用するトルクτcoupが大きいほど、右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７の駆動トルク差が大きくなる。したがって、第１ロータ３１と第２ロータ３２間に発生するトルクτcoupに応じて右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７の駆動トルク配分が調整され、回転電機３０が右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７の駆動トルク配分を調整するトルク配分調整装置として機能する。電子制御ユニット７０は、インバータ４７のスイッチング動作によりロータ巻線４０の各相に流れる交流電流を制御して第１ロータ３１と第２ロータ３２間のトルクτcoupを制御することで、右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７の駆動トルク配分を制御することができる。
【００４８】
以上説明した本実施形態でも、第１ロータ３１と第２ロータ３２間に発生させるトルクτcoupに応じて、右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７の駆動トルク配分を調整することができる。その際には、実施形態１と比較して、回転伝達装置５０を省略することができ、駆動トルク配分を調整するための構成をさらに簡素化することができる。
【００４９】
また、右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７が等しい回転速度で同方向に回転している場合は、第１ロータ３１と第２ロータ３２が等しい回転速度で同方向に回転し、第１ロータ３１と第２ロータ３２間にトルクτcoupが発生しないため、回転電機３０での損失を低減することができる。
【００５０】
また、本実施形態によれば、ピニオンギア１３の回転中心軸（ピニオンシャフト１５の中心軸）がサイドギア１１，１２及び回転ケース１４の回転中心軸に対して垂直である差動装置１０の構成であっても、駆動トルク配分を調整するための回転電機３０の配置が容易となる。
【００５１】
本実施形態でも、第１ロータ３１に永久磁石４３を設け、第２ロータ３２にロータ巻線４０を設け、スリップリング４５を第２ロータ３２に接続することが可能である。
【００５２】
また、本実施形態では、第１ロータ３１及びスリップリング４５は、左ドライブシャフト２７と機械的に係合し、左サイドギア１２及び左ドライブシャフト２７とともに同じ回転速度で一体で回転する構成であってもよい。
【００５３】
「実施形態３」
図３は、本発明の実施形態３に係る駆動力配分装置の概略構成を示す図である。以下の実施形態３の説明では、実施形態１，２と同様の構成または対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略する構成については実施形態１，２と同様である。
【００５４】
本実施形態では、差動装置１０は、第１及び第２差動回転要素としての一対のサイドギア１１，１２と、第３差動回転要素としての複数のピニオンギア１３−１，１３−２と、第４差動回転要素としての回転ケース１４とを含む差動歯車装置により構成される。サイドギア１１，１２及びピニオンギア１３−１，１３−２は外歯車により構成され、各ピニオンギア１３−１は右サイドギア１１と噛み合っており、各ピニオンギア１３−２は左サイドギア１２と噛み合っており、さらに、ピニオンギア１３−１，１３−２同士が噛み合っている。各ピニオンギア１３−１，１３−２は回転ケース１４に回転自在に支持されている。各ピニオンギア１３−１，１３−２の回転中心軸は、サイドギア１１，１２及び回転ケース１４の回転中心軸と平行である。各ピニオンギア１３−１，１３−２が回転（自転）することで、各ピニオンギア１３−１，１３−２を介してサイドギア１１，１２間で回転が伝達される。その際には、サイドギア１１，１２同士でトルクの方向が互いに逆方向になるように、各ピニオンギア１３−１，１３−２を介してサイドギア１１，１２間でトルクが伝達される。また、各ピニオンギア１３−１，１３−２は、回転ケース１４の回転により、サイドギア１１，１２の回転中心軸まわりに周回（公転）する。各ピニオンギア１３−１，１３−２の周回（公転）により、サイドギア１１，１２と回転ケース１４との間で回転が伝達される。その際には、サイドギア１１とサイドギア１２と回転ケース１４とでトルクの方向が互いに同方向になるように、サイドギア１１，１２と回転ケース１４との間でトルクが伝達される。
【００５５】
回転伝達装置５０は、第１伝達回転要素としてのサンギア５１と、第２伝達回転要素としてのリングギア５２と、第３伝達回転要素としての複数のピニオンギア（遊星ギア）５４とを含む遊星歯車機構により構成される。各ピニオンギア５４はサンギア５１及びリングギア５２と噛み合っている。各ピニオンギア５４は、差動装置１０のピニオンギア１３−１と結合されており、ピニオンギア１３−１と同じ回転速度で一体で回転（自転）する。さらに、各ピニオンギア５４は、回転ケース１４の回転に応じて、ピニオンギア１３−１とともにサンギア５１の回転中心軸まわりに周回（公転）する。サンギア５１は、第１ロータ３１と機械的に連結されており、第１ロータ３１とともに同じ回転速度で一体で回転する。リングギア５２は、第２ロータ３２と機械的に連結されており、第２ロータ３２とともに同じ回転速度で一体で回転する。図３に示す例では、右サイドギア１１の半径ｒs2はサンギア５１の半径ｒs1よりも大きく、ピニオンギア１３−１の半径ｒp2はピニオンギア５４の半径ｒp1よりも小さい。リングギア５２の半径ｒr1（ｒr1＝ｒs1＋２×ｒp1）は、右サイドギア１１の半径ｒs2とピニオンギア１３−１の直径２×ｒp2との和（ｒs2＋２×ｒp2）よりも大きい。また、図３に示す例では、回転伝達装置５０は、右ドライブシャフト２６の外周側に配置され、右ドライブシャフト２６の回転中心軸方向において差動装置１０と回転電機３０との間の位置に配置されている。そして、サンギア５１及びリングギア５２の回転中心軸が右ドライブシャフト２６の回転中心軸（右サイドギア１１の回転中心軸）と一致する。
【００５６】
右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７（右駆動輪２８と左駆動輪２９）が等しい回転速度で同方向に回転している場合は、各ピニオンギア１３−１，１３−２は回転（自転）せず、差動装置１０のサイドギア１１，１２、ピニオンギア１３−１，１３−２、及び回転ケース１４が一体となって回転駆動する。さらに、回転ケース１４の回転に応じて回転伝達装置５０のピニオンギア５４がピニオンギア１３−１とともに右サイドギア１１の回転中心軸（サンギア５１の回転中心軸）まわりに周回（公転）することで、回転伝達装置５０のサンギア５１、リングギア５２、及びピニオンギア５４が一体となって回転駆動する。したがって、回転電機３０の第１ロータ３１と第２ロータ３２が等しい回転速度で同方向に回転する。右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７に駆動トルクを均等に配分する場合は、インバータ４７のスイッチング動作を行わず、ロータ巻線４０に交流電流を流さないことで、第１ロータ３１と第２ロータ３２間にトルクτcoupを発生させない。
【００５７】
一方、インバータ４７のスイッチング動作によりロータ巻線４０に交流電流を流すことで、第１ロータ３１と第２ロータ３２間にトルクτcoupを発生させると、第１ロータ３１と第２ロータ３２が互いに相対回転して回転差が発生し、回転伝達装置５０のサンギア５１とリングギア５２に回転差が発生する。第１ロータ３１からサンギア５１を介してピニオンギア１３−１，５４に作用するトルクと、第２ロータ３２からリングギア５２を介してピニオンギア１３−１，５４に作用するトルクは、互いに同方向であり、サンギア５１とリングギア５２の回転速度差（第１ロータ３１と第２ロータ３２の回転速度差）に応じた回転速度でピニオンギア１３−１，５４が一体で回転（自転）し、各ピニオンギア１３−１，５４の回転が右サイドギア１１に伝達されるとともにピニオンギア１３−２を介して左サイドギア１２に伝達される。ピニオンギア１３−１，５４から右サイドギア１１に作用するトルクと、ピニオンギア１３−１，５４からピニオンギア１３−２を介して左サイドギア１２に作用するトルクは、互いに逆方向であり、右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７の駆動トルク配分が変化して、ピニオンギア１３−１，５４の自転速度（第１ロータ３１と第２ロータ３２の回転速度差）に応じた回転差が右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７に発生する。その際には、回転伝達装置５０が第１ロータ３１と第２ロータ３２の回転差に応じた回転を各ピニオンギア１３−１に伝達することで、各ピニオンギア１３−１，１３−２が回転（自転）し、右サイドギア１１と左サイドギア１２（右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７）の回転差が許容される。右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７に回転差が発生している場合は、第１ロータ３１と第２ロータ３２の回転速度差が大きいほど、右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７の回転速度差が大きくなる。
【００５８】
例えば、第１ロータ３１及び第２ロータ３２の回転方向と同方向のトルクτcoupが第２ロータ３２から第１ロータ３１に作用するとともに、その反作用として、第１ロータ３１及び第２ロータ３２の回転方向と逆方向のトルク−τcoupが第１ロータ３１から第２ロータ３２に作用する場合は、右ドライブシャフト２６の駆動トルク配分が増加するとともに、左ドライブシャフト２７の駆動トルク配分が減少する。第１ロータ３１の回転速度が第２ロータ３２の回転速度よりも高くなると、右ドライブシャフト２６の回転速度は左ドライブシャフト２７の回転速度よりも高くなる。
【００５９】
一方、第１ロータ３１及び第２ロータ３２の回転方向と逆方向のトルク−τcoupが第２ロータ３２から第１ロータ３１に作用するとともに、その反作用として、第１ロータ３１及び第２ロータ３２の回転方向と同方向のトルクτcoupが第１ロータ３１から第２ロータ３２に作用する場合は、右ドライブシャフト２６の駆動トルク配分が減少するとともに、左ドライブシャフト２７の駆動トルク配分が増加する。第１ロータ３１の回転速度が第２ロータ３２の回転速度よりも低くなると、右ドライブシャフト２６の回転速度は左ドライブシャフト２７の回転速度よりも低くなる。
【００６０】
右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７に２×τの駆動トルク差を発生させるための第１ロータ３１と第２ロータ３２間のトルクτcoupは、以下の（３）式で表される。（３）式で表されるように、第１ロータ３１と第２ロータ３２間に作用するトルクτcoupが大きいほど、右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７の駆動トルク差が大きくなる。したがって、第１ロータ３１と第２ロータ３２間に発生するトルクτcoupに応じて右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７の駆動トルク配分が調整され、回転電機３０及び回転伝達装置５０が右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７の駆動トルク配分を調整するトルク配分調整装置として機能する。その際には、以下の（４）式を満たすように回転伝達装置５０を設計することで、第１ロータ３１と第２ロータ３２間のトルクτcoupが増幅されて右サイドギア１１に伝達され、回転伝達装置５０がトルク増幅機構（減速機構）として機能する。電子制御ユニット７０は、インバータ４７のスイッチング動作によりロータ巻線４０の各相に流れる交流電流を制御して第１ロータ３１と第２ロータ３２間のトルクτcoupを制御することで、右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７の駆動トルク配分を制御することができる。
【００６１】
【数２】
2014211169.tif 000004
【００６２】
以上説明した本実施形態でも、第１ロータ３１と第２ロータ３２間に発生させるトルクτcoupに応じて、右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７の駆動トルク配分を調整することができる。その際には、前述の特許文献１（３つの遊星歯車機構）や実施形態１と比較して、回転伝達装置５０の回転要素の数を削減することができ、駆動トルク配分を調整するための構成をさらに簡素化することができる。さらに、（４）式を満たすように回転伝達装置５０を設計することで、回転伝達装置５０が第１ロータ３１と第２ロータ３２間のトルクτcoupを増幅して右サイドギア１１に伝達するトルク増幅機構（減速機構）として機能するため、第１ロータ３１と第２ロータ３２間のトルク容量を小さくすることができ、回転電機３０を小型化することができる。
【００６３】
また、右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７が等しい回転速度で同方向に回転している場合は、回転伝達装置５０のサンギア５１、リングギア５２、及びピニオンギア５４が一体となって回転する（差動しない）ため、回転伝達装置５０での損失を低減することができる。さらに、その場合は、第１ロータ３１と第２ロータ３２が等しい回転速度で同方向に回転し、第１ロータ３１と第２ロータ３２間にトルクτcoupを発生させる必要がないため、回転電機３０での損失を低減することができる。したがって、右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７が等しい回転速度で同方向に回転している場合の損失を低減することができる。
【００６４】
本実施形態でも、第１ロータ３１に永久磁石４３を設け、第２ロータ３２にロータ巻線４０を設け、スリップリング４５を第２ロータ３２に接続することが可能である。
【００６５】
また、本実施形態では、回転伝達装置５０のピニオンギア５４は、差動装置１０のピニオンギア１３−２と結合され、ピニオンギア１３−２と同じ回転速度で一体で回転（自転）する構成であってもよい。つまり、回転伝達装置５０は、第１ロータ３１と第２ロータ３２の回転差に応じた回転を差動装置１０のピニオンギア１３−２に伝達する構成であってもよい。その場合は、第１ロータ３１、第２ロータ３２、スリップリング４５、ブラシ４６、及び回転伝達装置５０を左ドライブシャフト２７の外周側に配置することが好ましい。
【００６６】
「実施形態４」
図４は、本発明の実施形態４に係る駆動力配分装置の概略構成を示す図である。以下の実施形態４の説明では、実施形態１〜３と同様の構成または対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略する構成については実施形態１〜３と同様である。
【００６７】
本実施形態では、実施形態１と比較して、回転電機３０は、所定の空隙を空けて第２ロータ３２と対向配置されたステータ３３をさらに備える。ステータ３３は、ステータコア（固定子鉄心）３４と、ステータコア３４にその周方向に沿って配設された複数相（例えば３相）のステータ巻線３５と、を含む。複数相のステータ巻線３５に複数相（例えば３相）の交流電流が流れることで、ステータ巻線３５は、ステータ周方向に回転する回転磁界を発生することができる。第２ロータ３２は、ロータコア４２にその周方向に沿ってステータ３３と対向して配設され界磁束を発生する永久磁石４４とをさらに含む。ただし、永久磁石４３，４４を一体化することも可能である。図４に示す例では、ステータ３３と第２ロータ３２がロータ回転軸と直交する径方向に対向し、ステータ３３が第２ロータ３２の外周側に同心円状に配置されている。
【００６８】
蓄電装置４９とステータ巻線３５との間で電力変換を行う電力変換装置として設けられたインバータ４８は、スイッチング素子と、スイッチング素子に対し逆並列接続されたダイオード（整流素子）とを備える公知の構成により実現可能であり、スイッチング素子のスイッチング動作により蓄電装置４９からの直流電力を交流（例えば３相交流）に変換して、ステータ巻線３５の各相に供給することが可能である。さらに、インバータ４８は、ステータ巻線３５の各相に流れる交流電流を直流に変換して、電気エネルギーを蓄電装置４９に回収する方向の電力変換も可能である。このように、インバータ４８は、蓄電装置４９とステータ巻線３５との間で双方向の電力変換を行うことが可能である。
【００６９】
インバータ４８のスイッチング動作により複数相のステータ巻線３５に複数相（例えば３相）の交流電流が流れることで、ステータ巻線３５は、ステータ周方向に回転する回転磁界を発生する。そして、ステータ巻線３５で発生した回転磁界と永久磁石４４で発生した界磁束との電磁気相互作用（吸引及び反発作用）により、ステータ３３と第２ロータ３２間にトルク（磁石トルク）を作用させることができ、第２ロータ３２を回転駆動することができる。電子制御ユニット７０は、インバータ４８のスイッチング動作によりステータ巻線３５の各相に流れる交流電流を制御する、例えばステータ巻線３５に流れる交流電流の振幅や位相角を制御することで、ステータ３３と第２ロータ３２間に作用するトルクを制御することができる。
【００７０】
インバータ４８のスイッチング動作によりステータ巻線３５に交流電流を流すことでステータ３３と第２ロータ３２間にトルクτmgを発生させるとともに、インバータ４７のスイッチング動作によりロータ巻線４０に交流電流を流すことで第１ロータ３１と第２ロータ３２間にトルクτcoupを発生させる場合の第１及び第２ロータ３１，３２の運動方程式は以下の（５）、（６）式で表される。（５）、（６）式において、Ｊ1は第１ロータ３１の慣性モーメント、Ｊ2は第２ロータ３２の慣性モーメント、ω1は第１ロータ３１の回転速度、ω2は第２ロータ３２の回転速度、τRL1は第１ロータ３１の負荷トルク、τRL2は第２ロータ３２の負荷トルクである。図５に示すように、τcoupについては、ドライブシャフト２６，２７が等しい回転速度で同方向に回転している場合の第１ロータ３１の回転方向（図の時計回り）を正とし、τmgについては、ドライブシャフト２６，２７が等しい回転速度で同方向に回転している場合の第２ロータ３２の回転方向（図の時計回り）を正とする。
【００７１】
【数３】
2014211169.tif 000005
【００７２】
τEVを所望の駆動トルクとして、τmg＝τEV、τcoup＝τEV／２とすると、（５）、（６）式は以下の（７）、（８）式となる。その場合、第１ロータ３１から第２ロータ３２に作用するトルクは、ステータ３３から第２ロータ３２に作用するトルクの１／２であり、且つステータ３３から第２ロータ３２に作用するトルクと逆方向であるため、第２ロータ３２に作用するτmgとτcoupの合成トルクは、第１ロータ３１に作用するトルクτcoupと等しく且つ同方向となる。
【００７３】
【数４】
2014211169.tif 000006
【００７４】
（７）、（８）式から、第１及び第２ロータ３１，３２とで負荷及び慣性モーメントが同一の場合は、トルクτmg，τcoupによって第１及び第２ロータ３１，３２が等しい回転速度で同方向に回転し、回転伝達装置５０のサンギア５１とリングギア５２が等しい回転速度で同方向に回転することで、各ピニオンギア５４，５５がサンギア５１，５３の回転中心軸まわりに周回（公転）する。したがって、トルクτmg，τcoupによって回転伝達装置５０のサンギア５１，５３、リングギア５２、ピニオンギア５４，５５、及びキャリア５６が一体となって回転駆動する。さらに、キャリア５６の回転に応じて差動装置１０の回転ケース１４が回転駆動することで、差動装置１０のサイドギア１１，１２、ピニオンギア１３、及び回転ケース１４が一体となって回転駆動する。したがって、右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７に駆動トルクが均等に配分され、右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７が等しい回転速度で同方向に回転駆動する。
【００７５】
また、τmg＝τEV、τcoup＞τEV／２であり、第２ロータ３２に作用するτmgとτcoupの合成トルクが第１ロータ３１に作用するトルクτcoupよりも小さく且つ同方向である場合は、右ドライブシャフト２６の駆動トルク配分が増加するとともに、左ドライブシャフト２７の駆動トルク配分が減少する。第１ロータ３１の回転速度が第２ロータ３２の回転速度よりも高くなると、右ドライブシャフト２６の回転速度は左ドライブシャフト２７の回転速度よりも高くなる。
【００７６】
一方、τmg＝τEV、τcoup＜τEV／２であり、第２ロータ３２に作用するτmgとτcoupの合成トルクが第１ロータ３１に作用するトルクτcoupよりも大きく且つ同方向である場合は、右ドライブシャフト２６の駆動トルク配分が減少するとともに、左ドライブシャフト２７の駆動トルク配分が増加する。第１ロータ３１の回転速度が第２ロータ３２の回転速度よりも低くなると、右ドライブシャフト２６の回転速度は左ドライブシャフト２７の回転速度よりも低くなる。
【００７７】
なお、第１及び第２ロータ３１，３２の負荷が同一でない場合であっても、第１及び第２ロータ３１，３２を等しい回転速度で同方向に回転させるためには、電子制御ユニット７０は、第１及び第２ロータ３１，３２の回転速度ω1，ω2を用いたフィードバック制御を行うことが好ましい。例えば、第２ロータ３２の回転速度ω2が目標回転速度（例えば回転ケース１４の回転速度とする）ωrefに等しくなるように第２ロータ３２の回転速度ω2と目標回転速度ωrefとの偏差に基づいてステータ３３と第２ロータ３２間のトルクτmgを制御するとともに、第１ロータ３１の回転速度ω1が目標回転速度ωrefに等しくなるように第１ロータ３１の回転速度ω1と目標回転速度ωrefとの偏差に基づいて第１ロータ３１と第２ロータ３２間にトルクτcoupを制御することが好ましい。
【００７８】
本実施形態でも、第１ロータ３１と第２ロータ３２間に発生させるトルクτcoupに応じて、右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７の駆動トルク配分を調整することができる。さらに、本実施形態では、ステータ３３と第２ロータ３２間にトルクτmgを発生させるとともに、第１ロータ３１と第２ロータ３２間にトルクτcoupを発生させることで、エンジンやモータ等の動力源からの動力をプロペラシャフト２３を介して回転ケース１４に伝達しなくても、トルクτmg，τcoupによってドライブシャフト２６，２７を回転駆動することが可能である。また、エンジンやモータ等の動力源からの動力をプロペラシャフト２３を介して回転ケース１４に伝達するとともに、トルクτmg，τcoupを発生させることで、ドライブシャフト２６，２７の駆動トルクを増加させることができる。
【００７９】
「実施形態５」
図６は、本発明の実施形態５に係る駆動力配分装置の概略構成を示す図である。以下の実施形態５の説明では、実施形態１〜４と同様の構成または対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略する構成については実施形態１〜４と同様である。
【００８０】
本実施形態では、実施形態２と比較して、回転電機３０はステータ３３をさらに備える。インバータ４８のスイッチング動作によりステータ巻線３５に交流電流を流すことでステータ３３と第２ロータ３２間にトルクτmgを発生させると、第２ロータ３２の回転に応じて差動装置１０の回転ケース１４が回転駆動することで、差動装置１０のサイドギア１１，１２、ピニオンギア１３、及び回転ケース１４が一体となって回転駆動する。したがって、右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７に駆動トルクが均等に配分され、右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７が等しい回転速度で同方向に回転駆動する。
【００８１】
本実施形態でも、第１ロータ３１と第２ロータ３２間に発生させるトルクτcoupに応じて、右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７の駆動トルク配分を調整することができる。さらに、本実施形態では、ステータ３３と第２ロータ３２間にトルクτmgを発生させることで、エンジンやモータ等の動力源からの動力をプロペラシャフト２３を介して回転ケース１４に伝達しなくても、トルクτmgによってドライブシャフト２６，２７を回転駆動することが可能である。また、エンジンやモータ等の動力源からの動力をプロペラシャフト２３を介して回転ケース１４に伝達するとともに、トルクτmgを発生させることで、ドライブシャフト２６，２７の駆動トルクを増加させることができる。
【００８２】
「実施形態６」
図７は、本発明の実施形態６に係る駆動力配分装置の概略構成を示す図である。以下の実施形態６の説明では、実施形態１〜５と同様の構成または対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略する構成については実施形態１〜５と同様である。
【００８３】
本実施形態では、実施形態３と比較して、回転電機３０はステータ３３をさらに備える。本実施形態でも、第１ロータ３１と第２ロータ３２間に発生させるトルクτcoupに応じて、右ドライブシャフト２６と左ドライブシャフト２７の駆動トルク配分を調整することができる。さらに、本実施形態では、実施形態４と同様に、ステータ３３と第２ロータ３２間にトルクτmgを発生させるとともに、第１ロータ３１と第２ロータ３２間にトルクτcoupを発生させることで、エンジンやモータ等の動力源からの動力をプロペラシャフト２３を介して回転ケース１４に伝達しなくても、トルクτmg，τcoupによってドライブシャフト２６，２７を回転駆動することが可能である。また、エンジンやモータ等の動力源からの動力をプロペラシャフト２３を介して回転ケース１４に伝達するとともに、トルクτmg，τcoupを発生させることで、ドライブシャフト２６，２７の駆動トルクを増加させることができる。
【００８４】
実施形態１〜６において、第１ロータ３１と第２ロータ３２間にトルクを発生させる構成は、永久磁石４３を設ける等、磁石トルクを発生させる構成に限られるものではなく、例えばリラクタンストルクを発生させる構成であってもよい。また、実施形態４〜６において、ステータ３３と第２ロータ３２間にトルクを発生させる構成は、永久磁石４４を設ける等、磁石トルクを発生させる構成に限られるものではなく、例えばリラクタンストルクを発生させる構成であってもよい。
【００８５】
以上の各実施形態では、車両の右駆動輪２８と左駆動輪２９のトルク配分を調整する場合について説明した。ただし、本発明については、車両の前駆動輪と後駆動輪のトルク配分を調整する場合に対しても適用することが可能である。さらに、本発明については、車両以外の用途に対しても適用することが可能である。
【００８６】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００８７】
１０  差動装置、１１，１２  サイドギア、１３，１３−１，１３−２，５４，５５  ピニオンギア、１４  回転ケース、１５  ピニオンシャフト、２１  ドリブンギア、２２  ドライブギア、２３  プロペラシャフト、２６，２７  ドライブシャフト、２８，２９  駆動輪、３０  回転電機、３１  第１ロータ、３２  第２ロータ、３３  ステータ、３４  ステータコア、３５  ステータ巻線、４０  ロータ巻線、４１，４２  ロータコア、４３，４４  永久磁石、４５  スリップリング、４６  ブラシ、４７，４８  インバータ、４９  蓄電装置、５０  回転伝達装置、５１，５３  サンギア、５２  リングギア、５６  キャリア、７０  電子制御ユニット。
【図１】
2014211169.tif 000007
【図２】
2014211169.tif 000008
【図３】
2014211169.tif 000009
【図４】
2014211169.tif 000010
【図５】
2014211169.tif 000011
【図６】
2014211169.tif 000012
【図７】
2014211169.tif 000013