(57)【要約】車両用のトルクベクタリング装置が設けられる。そしてそれは、トランスミッション（１２０）を介して差動機構（２０）に接続している電気モータ（１１０）を含み、トルクベクタリング装置は、トランスミッションが電気モータ（１１０）をハイブリッドドライブモードのための差動機構（２０）の入力軸に接続する第１のモードと、トランスミッションが電気モータ（１１０）をトルクベクタリングモードのための差動機構（２０）の出力軸に接続する第２のモードとの間で、トランスミッション（１２０）のトルクパスを変えるための少なくとも１つの制御手段（１３０、１５０）をさらに含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の遊星歯車装置セット（１４０ａ）および第２の遊星歯車装置セット（１４０ｂ）を備えるトランスミッション（１２０）を介して差動機構（２０）に接続している電気モータ（１１０）を含む、車両用のトルクベクタリング装置であって、前記トルクベクタリング装置は、前記電気モータ（１１０）がハイブリッドドライブモードのための前記差動機構（２０）の入力軸だけに接続する第１のモードと、前記電気モータ（１１０）がトルクベクタリングモードのための前記差動機構（２０）の入力軸におよび出力軸に接続する第２のモードとの間で、前記トランスミッション（１２０）のトルクパスを変えるための少なくとも１つの制御手段（１３０、１５０）をさらに含む、トルクベクタリング装置。
【請求項２】
前記電気モータ（１１０）は、前記第１の遊星歯車装置セット（１４０ａ）のサンギアを動かしていて、前記差動機構（２０）の入力軸は、前記第１の遊星歯車装置セット（１４０ａ）の遊星キャリアに接続している、請求項１に記載のトルクベクタリング装置。
【請求項３】
前記第１の遊星歯車装置セット（１４０ａ）のリングギアは、クラッチ（１３０ｂ）を介して、前記第２の遊星歯車装置セット（１４０ｂ）のリングギアに接続している、請求項２に記載のトルクベクタリング装置。
【請求項４】
前記第１の遊星歯車装置セット（１４０ａ）のリングギアを制動するためのクラッチ（１３０ａ）をさらに含む、請求項３に記載のトルクベクタリング装置。
【請求項５】
前記差動機構（２０）の出力軸は、前記第２の遊星歯車装置セット（１４０ｂ）の遊星キャリアに接続している、請求項４に記載のトルクベクタリング装置。
【請求項６】
前記電気モータ（１１０）と前記差動機構（２０）との間に配置された減速装置（１４０ｃ）をさらに含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載のトルクベクタリング装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つの制御手段（１３０、１５０）は、前記トランスミッション（１２０）のトルクパスを、前記電気モータ（１１０）が前記第１のモードよりも低い減速で前記差動機構（２０）の入力軸に接続する第３のモードに変えるようにさらに構成される、請求項１〜６のいずれか１項に記載のトルクベクタリング装置。
【請求項８】
第１の遊星歯車装置セット（１４０ａ）および２つの付加的な伝動装置を備えるトランスミッション（１２０）を介して差動機構（２０）に接続している電気モータ（１１０）を含む、車両用のトルクベクタリング装置であって、前記トルクベクタリング装置は、前記電気モータ（１１０）が前記遊星歯車装置セットおよび前記付加的な伝動装置のうちの１つを介してハイブリッドドライブモードのための前記差動機構（２０）の入力軸だけに接続する第１のモードと、前記電気モータ（１１０）が前記遊星歯車装置セットおよび前記付加的な伝動装置のうちの１つを介してトルクベクタリングモードのための前記差動機構（２０）の入力軸に、および前記付加的な伝動装置のうちの他の１つを介してトルクベクタリングモードのための前記差動機構（２０）の出力軸に接続する第２のモードとの間で、前記トランスミッション（１２０）のトルクパスを変えるための少なくとも１つの制御手段（１３０、１５０）をさらに含む、トルクベクタリング装置。
【請求項９】
前記電気モータ（１１０）からのトルクがあるときにもそれがトルクベクタリングモードまたはハイブリッドモードのいずれかから分離されてよいように、前記制御手段（１５０）は、ニュートラル位置の方へバイアスされているドッグクラッチを形成する、請求項１〜８のいずれか１項に記載のトルクベクタリング装置。
【請求項１０】
前記制御手段（１５０）は、スプラインをつけられたシフトするスリーブ、および摩擦タイプのクラッチを含み、前記スプラインをつけられたシフトするスリーブは、ニュートラル位置にスプリング負荷され、トルクベクタリング中のトルクが適用圧力よりも決して高くなることができないので、前記クラッチは、クラッチ圧力コントロールによって付加的なトルクリミットおよび監視機能を有効にする、請求項１〜８のいずれか１項に記載のトルクベクタリング装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載のトルクベクタリング装置（１００）を含む、車両車軸。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載のトルクベクタリング装置（１００）を含む、トランスファーケース。
【請求項１３】
入力車軸（）、前部出力車軸（）、および後部出力車軸（）を含み、前記トルクベクタリング装置（１００）は、前記後部出力車軸（）に配置される、請求項１２に記載のトランスファーケース。
【請求項１４】
請求項１１に記載の車両車軸および／または請求項１２〜１３のいずれか１項に記載のトランスファーケースを含む、車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルクベクタリング装置に関する。より詳しくは、本発明は、第２のモードにおいてと同様に少なくとも第１のモードにおいて作動するために制御されてよいトルクベクタリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現代の４輪車両（例えば自動車）において、電気モータは、いわゆるトルクベクタリングによって駆動トルク分布の付加的な制御を提供することと同様に、従来の燃焼エンジンに対する代替を提供してよい。
【０００３】
電気モータが駆動トルクを提供している場合、かかる電気推進モータは、車両の唯一の駆動ユニットとして、あるいは燃焼エンジンと直列にまたは並列にそしていわゆるハイブリッド車両を形成するように配置されてよい。
【０００４】
トルクベクタリングモータと同様に電気駆動モータを含む駆動構成の１つの例は、同じ出願人による特許文献１に記載されている。
【０００５】
今日の乗用車の電源システムは、１２Ｖに基づく。提案される比較的低い電圧に起因して、高い電力ユーティリティ（例えば電力推進ユニット）のためのソリューションは、追加の電源および高い電力エレクトロニクスを必要とする。これは、高い電流に結果としてなり、そしてそれは、高い損失を与えて、ケーブルの寸法を増加させる。
【０００６】
近年の間に、既存の１２Ｖのシステムに４８Ｖの電力システムを追加する傾向がある。電力が増加するにつれて、新規なそして改良されたソリューションは適用されてよい。そして、追加の高い電力エレクトロニクスを必要とする以前のソリューションを置き換える。
【０００７】
かかる例は、ハイブリッドテクノロジ（すなわち、既存の内燃エンジンのドライブに電気的ドライブを追加して、車両が電気的に、内燃エンジンによってのいずれか、または両方で駆動されるテクノロジ）である。本出願人は、ハイブリッドドライブのためのいくつかのソリューション（例えば、特許文献１または特許文献２において記載されているように）を以前に提示した。これらのシステムは、推進力目的のための高出力の電気モータおよびトルクベクタリング目的のためのより小さい電気モータを含む。４８Ｖが利用できるならば、電気モータが推進力のための第２の駆動源として用いられる第１のモードと、電気モータが駆動トルク（すなわち一次ドライブから）を再分配するために用いられる第２のモードとの間をシフトされるように構成されているトランスミッションと同様に、単一の電気モータのみを用いてハイブリッドドライブのための設計を開発することが可能である。
【０００８】
推進力、トルクベクタリングのためのいずれか、または両方に仕様される電気モータは、例えばトルク出力および回転速度に関して電気モータの動作パラメータのより広い範囲を提供するために、油圧作動ギアを備えていてよい。
【０００９】
これに加えて、電気的マシンを冷却することも必要である。これは、電気的マシンに油を供給することによってなされてよい。そして冷却油は、電気的マシンの回転部分のまわりを循環する。
【００１０】
ギアの切り換えを作動させるためのシフト機構ならびに、推進力、トルクベクタリングまたは両方のための電気モータの使用は、２つの油圧系統を必要とする。したがって、複雑さおよびコストを減らすために、冷却するのと同様にギアの切り換えを提供することができる単一の油圧系統は、有利である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】国際公開第２０１０１０１５０６号
【特許文献２】国際公開第２０１２０６６０３５号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
デュアルモードオペレーション（すなわち、ハイブリッドドライブおよびトルクベクタリング）のために容易に構成されてよいトルクベクタリング装置またはハイブリッドドライブ装置を提供することは、本発明の目的である。ハイブリッドテクノロジのための既存の高電圧システム（例えば３００Ｖ）よりも実質的に低いにもかかわらず、トルクベクタリング装置は、高電圧（例えば４８Ｖ）に対する媒体上で操作するように構成される。
【００１３】
さらなる態様によれば、トルクベクタリング装置が設けられる。
【００１４】
特定の態様によれば、独立クレームに記載のトルクベクタリング装置が設けられる。好ましい実施形態は、添付の従属クレームによって定義される。
【００１５】
本発明は、添付図面を参照してさらに詳細に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、実施形態によるトルクベクタリング装置の図式的断面図である。
【図２ａ】図２ａは、実施形態によるトルクベクタリング装置の図式的断面図である。
【図２ｂ】図２ｂは、図２ａに示される装置の断面図である。
【図３】図３は、実施形態によるトルクベクタリング装置の図式的断面図である。
【図４】図４は、実施形態によるトルクベクタリング装置の図式的断面図である。
【図５】図５は、実施形態によるトルクベクタリング装置の図式的断面図である。
【図６】図６は、実施形態によるトルクベクタリング装置の図式的断面図である。
【図７】図７は、実施形態によるトルクベクタリング装置の図式的断面図である。
【図８】図８は、実施形態によるトルクベクタリング装置の図式的断面図である。
【図９ａ】図９ａは、実施形態によるトルクベクタリング装置の図式的断面図である。
【図９ｂ】図９ｂは、図９ａに示される装置の断面図である。
【図９ｃ】図９ｃは、図９ａに示される装置の等角図である。
【図１０ａ】図１０ａは、トルクベクタリングを提供するために制御されるときの、実施形態によるトルクベクタリング装置の図式的断面図である。
【図１０ｂ】図１０ｂは、ニュートラルまたは切断状態において制御されるときの、図１０ａに示される装置の図式的断面図である。
【図１０ｃ】図１０ｃは、駆動状態において制御されるときの、図１０ａに示される装置の図式的断面図である。
【図１０ｄ】図ｌ０ｄは、駆動第２速ギア状態において制御されるときの、図１０ａに示される装置の図式的断面図である。
【図１０ｅ】図１０ｅは、図１０ａに示される装置の断面図である。
【図１０ｆ】図１０ｆは、図１０ａに示される装置の等角図である。
【図１１ａ】図１１ａは、実施形態によるトルクベクタリング装置の図式的断面図である。
【図１１ｂ】図１１ｂは、図１１ａに示される装置の断面図である。
【図１１ｃ】図１１ｃは、図１１ａに示される装置の等角図である。
【図１２ａ】図１２ａは、実施形態によるトルクベクタリング装置の断面図である。
【図１２ｂ】図１２ｂは、図１２ａに示される装置の等角図である。
【図１３】図１３は、実施形態によるトルクベクタリング装置の図式的断面図である。
【図１４ａ】図１４ａは、トルクベクタリングを提供するために制御されるときの、実施形態によるトルクベクタリング装置の図式的断面図である。
【図１４ｂ】図１４ｂは、ニュートラルまたは切断状態において制御されるときの、図１４ａに示される装置の図式的断面図である。
【図１４ｃ】図１４ｃは、駆動状態において制御されるときの、図１４ａに示される装置の図式的断面図である。
【図１４ｄ】図１４ｄは、図１４ａに示される装置の断面図である。
【図１４ｅ】図１４ｅは、図１４ａに示される装置の等角図である。
【図１５】図１５は、実施形態によるトルクベクタリング装置の断面図である。
【図１６ａ】図１６ａは、実施形態によるトルクベクタリング装置の断面図である。
【図１６ｂ】図１６ｂは、図１６ａに示されるトルクベクタリング装置の概略図である。
【図１７】図１７は、実施形態によるトルクベクタリング装置の断面図である。
【図１８】図１８は、実施形態によるトルクベクタリング装置の断面図である。
【図１９】図１９は、実施形態によるトルクベクタリング装置を含むトランスファーケースの概略図である。
【図２０】図２０は、実施形態によるトルクベクタリング装置の概略図である。
【図２１ａ】図２１ａは、図２０に示されるトルクベクタリング装置の等角図である。
【図２１ｂ】図２１ｂは、図２０および図２１ａに示されるトルクベクタリング装置の断面図である。
【図２２】図２２は、一実施形態によるトランスミッションレイアウトの概略図である。
【図２３】図２３は、一実施形態によるトランスミッションレイアウトの概略図である。
【図２４】図２４は、一実施形態によるトランスミッションレイアウトの概略図である。
【図２５】図２５は、一実施形態によるトランスミッションレイアウトの等角図である。
【図２６】図２６は、一実施形態によるトランスミッションレイアウトの概略図である。
【図２７】図２７は、一実施形態によるトランスミッションレイアウトの概略図である。
【図２８】図２８は、一実施形態によるトランスミッションレイアウトの概略図である。
【図２９】図２９は、一実施形態によるトランスミッションレイアウトの概略図である。
【図３０】図３０は、一実施形態によるトランスミッションレイアウトの概略図である。
【図３１】図３１は、一実施形態によるトランスミッションレイアウトの概略図である。
【図３２】図３２は、一実施形態によるトランスミッションレイアウトの概略図である。
【図３３】図３３は、一実施形態によるトランスミッションレイアウトの概略図である。
【図３４】図３４は、一実施形態によるトランスミッションレイアウトの概略図である。
【図３５】図３５は、一実施形態によるトランスミッションレイアウトの概略図である。
【図３６】図３６は、一実施形態によるトランスミッションレイアウトの概略図である。
【図３７】図３７は、一実施形態によるトランスミッションレイアウトの概略図である。
【図３８】図３８は、一実施形態によるトランスミッションレイアウトの概略図である。
【図３９】図３９は、一実施形態によるトランスミッションレイアウトの概略図である。
【図４０】図４０は、一実施形態によるトランスミッションレイアウトの概略図である。
【図４１】図４１は、一実施形態によるトランスミッションレイアウトの概略図である。
【図４２】図４２は、一実施形態によるトランスミッションレイアウトの概略図である。
【図４３】図４３は、一実施形態によるトランスミッションレイアウトの概略図である。
【図４４】図４４は、一実施形態によるトランスミッションレイアウトの概略図である。
【図４５】図４５は、一実施形態によるトランスミッションレイアウトの概略図である。
【図４６】図４６は、一実施形態によるトランスミッションレイアウトの概略図である。
【図４７】図４７は、一実施形態によるトランスミッションレイアウトの概略図である。
【図４８】図４８は、一実施形態によるトランスミッションレイアウトの概略図である。
【図４９】図４９は、一実施形態によるトランスミッションレイアウトの概略図である。
【図５０】図５０は、一実施形態によるトランスミッションレイアウトの概略図である。
【図５１ａ−ｃ】図５１ａ−ｃは、一実施形態によるトランスミッションレイアウトの概略図である。
【図５０】図５０は、トルクベクタリング装置の一実施形態によるトランスミッションレイアウトの概略図である。
【図５１】図５１は、トルクベクタリング装置の一実施形態によるトランスミッションレイアウトの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、トルクベクタリング装置の各種実施形態が記載されている。図１〜図４９に関して記載されているすべての実施形態に対して、トルクベクタリング装置は、多くの特定の特徴を共有する。すなわち、
（ｉ）トルクベクタリング装置は、少なくとも２つのモード（１つのモードはトルクベクタリングモードに対応し、１つのモードは駆動モードに対応する）で作動されることができる。
（ｉｉ）トルクベクタリング装置は、トランスミッションを介して差動機構に接続可能な単一のモータを備える。そしてその電気モータは、異なるモードに対応する２つ以上の方法でトランスミッションに結合することができる。
（ｉｉｉ）トルクベクタリング装置は、多くの異なるタイプの駆動構成のためと同様に多くの異なる方法で車両（乗用車）において実施されてよい。
【００１８】
図５０〜図５１に図示した実施形態に対して、トルクベクタリング装置は、１つのモード（すなわち、トルクベクタリングモード）だけにおいて車両車軸につながる。
【００１９】
トルクベクタリング装置を詳細に記載する前に、いくらかの一般的コメントが与えられる。ハイブリッドドライブは、通常、乗用車または他の四輪自動車のために所望される。ハイブリッドドライブは、内燃エンジンから電気モータにまたはその逆に駆動源を変える可能性、あるいは、全輪駆動を提供するために、前車軸または後車軸の一方を駆動する内燃エンジンに加えて、前車軸または後車軸の他方を駆動する電気モータを使用する可能性、のいずれかを表してよい。
【００２０】
トルクベクタリング装置が特に適用できるドライブライン構成の１つの典型的な例は、前車軸を駆動する内燃エンジン、および電気的に駆動される後車軸を有する、４輪駆動車両（例えば乗用車）である。後車軸は、本明細書において記載されている実施形態のいずれかによるトルクベクタリング装置によって駆動され、そして、車両は、内燃エンジンだけ（すなわち前輪駆動）、トルクベクタリング装置だけ（すなわち後輪駆動）、またはトルクベクタリング装置と組み合わせた内燃エンジン（すなわち全輪駆動）、によって駆動されてよい。下記から理解されているように、内燃エンジンが車両を駆動するときに、トルクベクタリング装置は、トルクベクタリングを提供してよい。
【００２１】
これに関して、いくらかの実施形態において、前車軸は、内燃エンジン（または、通常前車軸を駆動する他の任意の推進装置）によってすべての車輪駆動を許容するために、後車軸と接続可能である。接続は、例えば、リミテッドスリップカップリングおよびカルダン軸によって実施されてよい。それにより、トルクベクタリング装置は、トルクベクタリングモードで作動されるときに、後輪間にトルクトランスファを提供する。
【００２２】
さまざまなドライブライン構成が本出願のトルクベクタリング装置のために適用できることを理解すべきである。例えば、トルクベクタリング装置は、純電気自動車で使用されることができて、それは、後車軸などの代わりに前車軸上に配置されてよい。これに関して、トルクベクタリング装置は、図１９に関して後述するようにトランスファーケースで使用されてもよい。
【００２３】
示された実施形態は、予め定められた条件のためのソリューションとして開発されて、発明された。４８Ｖで動作する典型的乗用車にとって、最大車輪速度がほぼ２０００回転／分（２５０ｋｍ／ｈの車速に対応する）であるとみなされる。ハイブリッドドライブが１００ｋｍ／ｈに制限され、そしてトルクベクタリング装置の電気モータの最大速度は１６０００回転／分であるとさらにみなされる。トルクベクタリングのための最大トルクは、１２００Ｎｍであるとみなされる。そして、トルクベクタリングのための所望の減速ギアは、２０であるとみなされる。ギアだけの効率が９５％である一方で、完全なトランスミッションの効率（ギアおよび差動機構）が９０％であるとさらに仮定すると、電気モータの最大トルクは、ほぼ６７Ｎｍであると算出される。車輪に適用される最大トルクは、ハイブリッド動作の間、ほぼ１２５０Ｎｍであると対応して算出される。
【００２４】
ここで図１を参照すると、トルクベクタリング装置１００の実施形態が記載されている。トルクベクタリング装置１００は、車両１の車軸１０上に配置される。車軸１０は、差動機構２０を備える。トルクベクタリング装置１００は、差動機構２０の一方の側に配置される。そして、電気モータ１１０および、電気モータ１１０を少なくとも２つの異なる方法で差動機構２０と接続するためのトランスミッション１２０を備える。
【００２５】
トルクベクタリング装置は、２つのクラッチ１３０ａ、１３０ｂ、および２つの遊星歯車装置セット１４０ａ、１４０ｂを備える。電気モータ１１０は、第１の遊星歯車装置セット１４０ａのサンギアを動かす。それが第１の遊星歯車装置セット１４０ａのリングギアを制動するように第１のクラッチ１３０ａが作動するときに、電気モータ１１０からの入力トルクは、第１の遊星歯車装置セット１４０ａの遊星キャリアを介して差動機構２０の入力軸に供給される。それ故、トルクベクタリング装置１００は、車軸１０を動かす。第２のクラッチ１３０ｂが係合する一方で第１のクラッチ１３０ａが開くならば、差動機構の右側上の既存の駆動トルクから、電気モータ１１０からのトルクは追加されるか、または減算される。それ故、トルクベクタリングは、達成される。クラッチ１３０ａ、１３０ｂは、周知のいかなる種類の適切なクラッチでもあってもよい。減速（差動機構に対する電気モータ）は、５：１の範囲であってもよい。
【００２６】
図２ａおよび図２ｂには、トルクベクタリング装置１００の別の実施形態が示される。ソリューションは、図１に示されるものと類似している。しかしながら、減速を増加させるためのさらなる他の遊星歯車装置セット１４０ｃが追加される。各遊星歯車装置セットが５：１の減速（ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）を提供する場合、トルクベクタリング装置１００のトランスミッション１２０のトータルの減速は、２５：１である。
【００２７】
図３は、トルクベクタリング装置１００のさらなる実施形態を示す。図２の遊星歯車装置１４０ａ〜１４０ｃは、遊星歯車装置１４０ａ、１４０ｂによって置き換えられる。そのため、遊星キャリアは２つのギアを有し、それにより、電気モータにより駆動される第１の遊星歯車装置セット１４０ａの第１のサンギアは、遊星キャリアの第１のギアと噛み合い、そして、第２の遊星歯車装置１４０ｂと連結するサンギアは、遊星キャリアの第２のギアと噛み合う。第１のクラッチ１３０ａが係合するときに、電気モータ１１０は、ハイブリッドドライブに対応する差動機構の入力軸だけを駆動する。第２のクラッチ１３０ｂが係合するときに、電気モータ１１０は、下記の図１２ａ、図１２ｂに関して記載される原理にしたがうトルクベクタリングモードに対応して、差動機構の入力軸および出力軸と連結する。
【００２８】
図４は、図２ａ、図２ｂに示した実施形態と類似しているトルクベクタリング装置１００のさらなる実施形態を示す。しかしながら、第１の遊星歯車装置１４０ａと差動機構２０との間に追加の遊星歯車装置１４０ｃが配置される。すなわち、電気モータ１１０が差動機構２０の入力軸に接続するときに、追加の遊星歯車装置１４０ｃは、このように電気モータ１１０と接続するだけである。
【００２９】
図５において、トルクベクタリング装置１００のさらに他の実施形態が示される。そして、図３の実施形態と比較して同様な形状を有する。第１のクラッチ１３０ａが係合するときに、電気モータ１１０は、ハイブリッドドライブモードのための差動機構２０の入力軸と連結する。第２のクラッチ１３０ｂが係合するときに、電気モータ１１０は、差動機構２０の出力軸と連結する。したがって、トルクベクタリングモードにおいて作動する。
【００３０】
図６は、トルクベクタリング装置１００のさらなる実施形態を示す。第１のクラッチ１３０ａが係合するときに、電気モータ１１０は、ハイブリッドドライブのための差動機構２０の入力軸と連結する。第２のクラッチ１３０ｂが係合するときに、電気モータ１１０は、差動機構２０の出力軸と連結する。
【００３１】
図７において、トルクベクタリング装置１００の実施形態が示される。図２ａに示されるのと同様に、トルクベクタリング装置１００は、３つの遊星歯車装置１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃを備える。第１および第２のクラッチ１３０ａ、１３０ｂに加えて、トルクベクタリング装置１００が２段変速ハイブリッドモードで作動することを可能にするために、第３のクラッチ１３０ｃは、提供される。トルクベクタリングは、第２のクラッチ１３０ｂを閉じる一方で、開いた第１および第３のクラッチ１３０ａ、１３０ｃを有することによって達成される。開いた第２および第３のクラッチ１３０ｂ、１３０ｃを残して、第１のクラッチ１３０ａを閉じることによって、低速ハイブリッドドライブは、達成される。ギア減速は、ほぼ２５：１である。開いた第１および第２のクラッチ１３０ａ、１３０ｂを残して、第３のクラッチ１３０ｃを閉じることによって、高速ハイブリッドドライブは、達成される。第１、第２および第３のクラッチ１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃを開くことによって、ニュートラルまたは切断モードは、達成される。
【００３２】
図８は、図７に関して記載されていたのと比較して第１のクラッチ１３０ａが省略される変更されたトルクベクタリング装置１００を示す。したがって、低速ハイブリッドドライブは、もはや利用できない。ハイブリッドドライブは、第３のクラッチ１３０ｃを閉じて、開いた第２のクラッチ１３０ｂを有することによって、達成される。開いた第３のクラッチ１３０ｃを残して、第２のクラッチ１３０ｂを閉じることによって、トルクベクタリングは、達成される。
【００３３】
電気モータ１００と第１の遊星歯車装置１４０ａのサンギアとの間に配置されるさらなる減速も含むにもかかわらず、図９ａ〜図９ｃは、図１に示される実施形態と類似しているトルクベクタリング装置１００を示すこの種の減速は、３〜４：１の範囲であってもよい。
【００３４】
図ｌ０ａ〜図ｌ０ｆは、図９ａ〜図９ｃに示されるトルクベクタリング装置１００の特定の実施形態を示す。そして、ハイブリッドモードとトルクベクタリングモードとの間の変化は、電気モータ１１０をトランスミッション１２０と接続している作動スリーブ１５１を備えるアクチュエータ１５０によって達成される。トランスミッション１２０は、第１の減速装置および２つの遊星歯車装置１４０ａ、１４０ｂを備える。図１０ａから始めて、トルクベクタリングモードは、示される。このために、アクチュエータ１５０は、第１および第２の遊星歯車装置１４０ａ、１４０ｂのリングホイールを接続する。図１０ｂに示されるニュートラルモードは、リングホイールを互いに分離することによって達成される。入力トルクが第１の遊星歯車装置１４０ａの遊星キャリアを介して差動機構２０に供給されるように、第１の遊星歯車装置のリングホイールを制動することによって、ハイブリッドドライブモードは達成される。図ｌ０ｄは任意の実施形態を示す。そしてアクチュエータ１５０は、第１の遊星歯車装置１４０ａの遊星キャリアを第１の遊星歯車装置のリングホイールと接続してもよい。この種の接続は、セカンドギア・ハイブリッドドライブモードを達成する。
【００３５】
図１１ａ〜図１１ｃは、さらなる実施形態によるトルクベクタリング装置１００に示す。それは、図９に示される実施形態と類似している。しかしながら、電気モータ１１０は、トランスミッション１２０が配置される側とは差動機構２０の反対側の車軸上に同軸で配置される。これに関して、追加の減速装置は、電気モータ１１０と第１の遊星歯車装置セット１４０ａとの間に設けられる。そして、好ましくは３〜６：１の範囲の減速を提供する。
【００３６】
図１２ａ〜図１２ｂは、さらなる実施形態によるトルクベクタリング装置１００を示す。差動機構の入力軸２１が差動機構２０の出力軸２２と同一速度で回転するときに電気モータ１１０が静止するように、トルクベクタリングモードにおいて、電気モータ１１０は差動機構２０と接続する。出力軸２２は、例えばフランジを介して車両の第１の駆動ハーフ車軸（図示せず）に接続される。差動機構の入力軸２１は、出力軸２２がそれを通って延びる中空軸を形成する。
【００３７】
出力軸２２は、遊星歯車装置セット１４０ａの遊星キャリアまたはリングホイールのいずれかに係合している。一方、入力軸２１は、遊星歯車装置セット１４０ａの遊星キャリアまたはリングホイールのうちの他の１つに係合している。
【００３８】
入力軸２１および／または出力軸２２は、１つ以上のギアを介して遊星歯車装置セットに接続されてもよい。電気モータ１１０は、好ましくは減速装置を介して、遊星歯車装置セット１４０ａのサンギアを動かしている。
【００３９】
遊星歯車装置１４０ａと、入力軸２１および出力軸２２を遊星歯車装置１４０ａに接続するための任意のギアとの間の異なるギア比は、入力軸２１および出力軸２２が同一速度で回転しているときに、すなわち、車両の左右の車輪が同一速度で回転するときに、電気モータ１１０が作動または回転しないように算出される。２つの車輪間の、そしてしたがって軸２１、２２間の回転速度差は、次いで、電気モータ１１０によりトルクを適用することによって反対に作用されてよい。あるいは、電気モータ１１０は、２つの車輪間のいかなる所望の回転速度差をつくるためにも用いられてよい。
【００４０】
図１２ａ〜図１２ｂの実施形態は、トランスミッション１２０から出力ハーフ車軸２２を分離するように構成されるアクチュエータ１５０をさらに備える。それ故、トルクベクタリング装置１００がハイブリッドドライブを提供するために制御されるときに、出力軸２２を分離するために、それにより電気モータ１１０が入力軸２１だけを駆動しているために、アクチュエータ１５０は制御される。トルクベクタリングモードにおいて用いられるときに、この実施形態のさらなる詳細は、国際公開第２０１２／０８２０５９号に記載されている。
【００４１】
図１３は、トルクベクタリング装置１００のさらなる実施形態を示す。電気モータ１１０は、第１の遊星歯車装置セット１４０ａのサンギアを動かしている。一方、差動機構（ケージ）の入力軸は、遊星キャリアに接続している。差動機構の出力軸は、リングホイールに接続している。リングホイールの制動を制御して、リングホイールをトルクベクタリングまたはハイブリッドドライブ用の差動出力軸と接続するかまたは分離するために、アクチュエータ１５０は設けられる。それ故、図１３に示される実施形態は、図１２ａ〜図１２ｂに示される実施形態と同様に作動する。但し、アクチュエータ１５０は、差動機構の出力軸での代わりに遊星歯車装置セットで配置される。
【００４２】
図１４ａ〜図１４ｅは、図１２ａ〜図１２ｂにおけるのと同じ原理に基づく特定の実施形態によるトルクベクタリング装置１００を示す。電気モータ１１０は、遊星歯車装置セット１４０ａを介して差動機構に接続している。差動機構２０の入力軸は、リングギアと接続している。一方、差動機構の出力軸は、減速装置を介して遊星キャリアに接続している。従って、電気モータ１１０は、サンギアを動かしている。アクチュエータ１５０は、装置１００のモードを変化するために設けられる。そして、単に遊星キャリアを制動するか、または遊星キャリアを減速装置に接続するかまたは分離するかのいずれかによる。
【００４３】
図１４ａにおいて、トルクベクタリングは、遊星キャリアを差動機構の出力軸と接続することによって達成される。図１４ｂにおいて、ニュートラルモードは、差動機構の出力軸から遊星キャリアを分離することによって達成される。図１４ｃにおいて、ハイブリッドドライブは、遊星キャリアを制動することによって達成される。
【００４４】
図１５および図１６は、差動機構が１つ以上の遊星歯車装置セットによって達成されるためのトルクベクタリング装置１００の実施形態を示す。それ故、車両車軸の機械的入力ドライブがない場合、これらの実施形態は特に有利でもよい。
【００４５】
図１５において、差動機構は遊星歯車装置ディファレンシャルである。それにより、トルクベクタリングモードで作動されるときに、電気モータ１１０は、差動機構２０の２つの出力軸に接続している。トランスミッション１２０は、図１のトランスミッション１２０と類似している。
【００４６】
図１６ａ〜図１６ｂには、トルクベクタリング装置１００のさらなる実施形態が示される。そして電気モータ１１０は、国際公開第２００６／０６８６０７号にて説明したのと同じ原理に基づいて二重クラッチ・パッケージ１３０と連結する。二重クラッチ・パッケージの作動は、操作モード（すなわちハイブリッドドライブまたはトルクベクタリングモード）を決定する。
【００４７】
図１７には、図１に示される実施形態と類似の、しかし２つのクラッチ１３０ａ、１３０ｂがスプラインをつけられたシフトするスリーブの形のアクチュエータ１５０によって置き換えられた、トルクベクタリング装置１００の実施形態が示される。好ましくは、アクチュエータ１５０は、ＤＣモータまたは可逆回転型ポンプによって制御される。アクチュエータ１５０（例えばドッグクラッチの形における）は、それがニュートラル位置に向けてバイアスされるように、そして、電気モータ１１０からのトルクが存在するときにもそれがトルクベクタリングモードまたはハイブリッドモードのいずれかから分離されてよいように、好ましくは設計される。これは、動的イベント（例えば、ＥＳＰまたはＡＢＳ）において、電気モータ１１０が分離されることができて、したがって過回転から保護されることができるという点で有利である。また、電気モータからのあまりに高いトルクに結果としてなる故障モードの場合、車両およびドライバの安全性を確実にするために、トルクの下の分離が使用されることもできる。
【００４８】
図１８は、スプラインをつけられたシフトするスリーブを備えるアクチュエータ１５０、およびトルクベクタリングを達成するための摩擦タイプ・クラッチ（例えばディスク、円錐、など用いる）の別の実施形態を示す。スプラインをつけられたシフトするスリーブは、好ましくはニュートラル位置に負荷されるばねである。クラッチの使用は、クラッチ圧力コントロールによる付加的なトルクリミットおよび監視機能を有効にする。というのも、トルクベクタリングの間のトルクが適用圧力よりも高くなることは決してないからである。これに関して、示された実施形態は、簡単な機能的安全性のための２つの別々の制御パスを提供する。摩擦クラッチはまた、あまりに高い車輪差速度に起因して過回転が生じた場合に、電気モータの分離を有効にする。そしてそれは、ＥＳＰまたはＡＢＳ中の場合でもよい。アクチュエータ１５０は、例えば、可逆回転型ポンプによって作動してよい。
【００４９】
図１９は、トルクベクタリング装置１００を含むトランスファーケース２００を示す。トランスファーケースは、差動機構２０をドライブする入力軸２１０を有する。差動機構２０は、後車軸２２０である第１の出力、および前車軸２３０である第２の出力を有する。前車軸２３０は、後車軸２２０に対して非同軸である。差動出力から前車軸２３０まで回転を伝達するためにチェーン駆動２４０が設けられる。トルクベクタリング装置１００は、図１に示されるトルクベクタリング装置と類似している。トルクベクタリング装置１００は、差動機構２０の１つの出力側に配置され、そして、電気モータ１１０および、少なくとも２つの異なる方法で電気モータ１１０を差動機構２０と接続するためのトランスミッション１２０を備える。
【００５０】
トルクベクタリング装置は、２つのクラッチ１３０ａ、１３０ｂ、および２つの遊星歯車装置セット１４０ａ、１４０ｂを備える。電気モータ１１０は、第１の遊星歯車装置セット１４０ａのサンギアを駆動する。それが第１の遊星歯車装置セット１４０ａのリングギアを制動するように第１のクラッチ１３０ａが作動するときに、電気モータ１１０からの入力トルクは、第１の遊星歯車装置セット１４０ａの遊星キャリアを介して差動機構２０の入力軸に供給される。それ故、トルクベクタリング装置１００は、駆動トルクを提供している。第２のクラッチ１３０ｂが係合する一方で、第１のクラッチ１３０ａが開くならば、電気モータ１１０からのトルクは、差動機構の既存の駆動トルクに追加されるか、またはそれから減算される。それゆえに、前車軸と後車軸との間のトルクベクタリングは、達成される。クラッチ１３０ａ、１３０ｂは、周知のいかなる種類の適切なクラッチでもよい。そして、減速（差動機構に対する電気モータ）は、５：１の範囲でもよい。
【００５１】
図１９には、図１のトルクベクタリング装置１００がトランスファーケース応用に使用されてよいことが示される。そして、小さい修正だけを必要とする。図２−図１８に関して示されるトルクベクタリング装置も、トルクベクタリング機能性をトランスファーケースに提供するために、同様の方法で修正されてもよいと理解される。
【００５２】
図２０には、トルクベクタリング装置１００のさらなる実施形態が示される。トルクベクタリング装置１００は、図９ａに示されるトルクベクタリング装置といくらかの類似点を示す。トルクベクタリング装置１００は、車両１の車軸１０上に配置される。車軸１０は、差動機構２０を備える。トルクベクタリング装置１００は、差動機構２０の一方の側に配置され、そして、電気モータ１１０および、少なくとも２つの異なる方法で電気モータ１１０を差動機構２０と接続するためのトランスミッション１２０を備える。
【００５３】
トルクベクタリング装置は、２つのクラッチ１３０ａ、１３０ｂ、および２つの遊星歯車装置セット１４０ａ、１４０ｂを備える。電気モータ１１０は、第１の遊星歯車装置セット１４０ａのサンギア、または第１の遊星歯車装置セット１４０ａの遊星キャリアのいずれかを駆動する。電気モータ１１０が第１の遊星歯車装置セット１４０ａの遊星キャリアを駆動するように第１のクラッチ１３０ａが作動するときに、電気モータ１１０からの入力トルクは、第１の遊星歯車装置セット１４０ａの遊星キャリアを介して差動機構２０の入力軸に供給される。それ故、トルクベクタリング装置１００は、ハイブリッドモードにおいて車軸１０を駆動する。第２のクラッチ１３０ｂが係合する一方で、第１のクラッチ１３０ａが開くならば、電気モータ１１０からのトルクは、第２の遊星歯車装置セット１４０ｂの遊星キャリアを介して差動機構の右側上の既存の駆動トルクに追加されるか、またはそれから減算される。この種の方法において、トルクは、差動機構２０を介して左側で同時に追加されるかまたは減算される。それゆえ、トルクベクタリングは、達成される。第１および第２のクラッチ１３０ａ、１３０ｂが開いたまま、すなわち切れたままにされる場合、ニュートラルは達成される。クラッチ１３０ａ、１３０ｂは、周知のいかなる種類の適切なクラッチであってもよい。
【００５４】
第１の減速は、電気モータ１１０と差動機構２０との間に（すなわち第２の遊星歯車装置セット１４０ｂによって）提供される。減速は、例えば、４：１の範囲である。さらなる減速は、電気モータ１１０と第１の遊星歯車装置１４０ａとの間に配置される。減速は、ツーステップ減速である。そして各ステップは、例えば、３〜４：１の範囲でもよい。
【００５５】
図２１ａおよび図２１ｂは、トルクベクタリング装置１００の機械的構造を示す。
【００５６】
トランスファーケース２００のさらに他の実施形態において、２つのクラッチ１３０ａ、１３０ｂは、一方向クラッチ（例えばフリーホイールクラッチ）でもよい。トルクベクタリング装置１００は、この種の実施形態において、電気モータが駆動トルクを供給しているモードで作動してもよい。この種のモードにおいて、トルクベクタリングは達成される。それにより、増加したトルクは、後部出力車軸２２０に伝達される。電気モータが制動トルクを提供するために制御されるならば、ハイブリッドドライブは、再生という意味において設けられる。
【００５７】
図２２は、モータ１１０およびニュートラル位置に示されるドッグクラッチ１１１を備える、一実施形態によるトルクベクタリングシステム１００の概略的なトランスミッションレイアウトを示す。クラッチ１１１が第１の位置（図の左の接続）にあるときに、モータ１１０は、左の軸１１２を駆動する。クラッチ１１１が第２の位置（図の右の接続）にあるときに、モータ１１０は、遊星歯車装置セット１４０およびしたがって右の出力軸１１４を駆動する。左右の出力軸は、反対方向において回転する。そしてしたがって、トルクベクタリングは達成される。
【００５８】
図２３ａには、一実施形態によるトルクベクタリングシステム１００の概略的なトランスミッションレイアウトが示される。システム１００は、モータ１１０および、ニュートラル位置において示されるドッグクラッチ１１１を備える。モータは、遊星歯車装置１４０ａの第１のセットを駆動する。そして、クラッチ１１１が第１の位置（図の右）にあるときに、それは遊星歯車装置セット１４０ａと連結する。クラッチ１１１が第２の位置（図の左の接続）にあるときに、それは遊星歯車装置セット１４０に接続されないが、差動機構に接続している。
【００５９】
図２４に示されるトランスミッションは、図２３のそれと同じレイアウトを実質的に有する。しかし、モータ用の減速装置は異なる方法で配置される。
【００６０】
図２５には、車両車軸のために実施するときに、図２４のトランスミッションが示される。
【００６１】
図２６には、別のトランスミッションレイアウト１００が示される。モータ１１０は、遊星歯車装置１４０ａの第１のセットおよび差動機構のケージを動かす。第１の遊星歯車装置セット１４０ａによって、軸１７４ならびに差動機構の入力軸は、駆動される。軸１７４は、差動機構の出力軸を駆動する第２の遊星歯車装置セット１４０ｂを駆動する。これにより、トルクベクタリングは、達成される。
【００６２】
図２７のトランスミッションレイアウト１００は、遊星キャリアを駆動する第１の遊星歯車装置セット１４０ａのリングホイールを駆動するモータ１１０を備える。そしてそれは、差動機構のケージを動かし、そして、サンギアを介して、第２の遊星歯車装置セット１４０ｂを駆動する。第２の遊星歯車装置セット１４０ｂは、ドッグクラッチ１１１に接続している。このクラッチ１１１が第１の位置（図の右の接続）にあるときに、それは接続していない。クラッチ１１１が第２の位置（図の左の接続）にあるときに、それは第２の遊星歯車装置セット１４０ｂに接続している。
【００６３】
別のトランスミッションレイアウト１００は、図２８に示される。このトランスミッションレイアウト１００は、モータ１１０、第１および第２の遊星歯車装置セット１４０ａ、１４０ｂ、差動機構およびドッグクラッチ１１１を備える。ドッグクラッチ１１１が第１の位置（図の左に）にあるときに、モータ１１０は、第１の遊星歯車装置セット１４０ａならびに差動機構のケージを動かす。ドッグクラッチ１１１が第２の位置（図の右に）にあるときに、それは、トルクベクタリングを提供するための第２の遊星歯車装置セット１４０ｂに接続している。
【００６４】
図２９、図３０、図３１および図３２には、トルクベクタリングシステムの第１のルートの４つの実施形態が示される。すべての実施形態は、モータ１１０、ドッグクラッチ１１１、第１および第２の遊星歯車装置セット１４０ａ、１４０ｂを備える。これらのシステムは、セレクタに合うためにパッケージされる。この構造を有する利点は、それを生産するのが容易で、したがってシリアル生産に適していることである。これらの実施形態において、差動ベアリングは、側部へのオフセットに起因して、負荷を増加させた。
【００６５】
図３３、図３４は、トルクベクタリングシステム１００の第２のルートの２つの実施形態を示す。そして、モータ１１０は、第１の遊星歯車装置セット１４０ａのサンギアよりもむしろ環（ａｎｎｕｌｕｓ）を駆動する。本実施形態では、遊星歯車装置比率を変えることができる。図３３において、ドッグクラッチ１１１は、第１の遊星歯車装置セット１４０ａ上のプラネタリを駆動する。そしてそれは、プラネタリからの比率に起因するコンポーネントの減速を許容する。図３４において、ドッグクラッチ１１１は、その代わりに環（ａｎｎｕｌｕｓ）に接続する。
【００６６】
図３５には、差動機構の外側のまわりの軸間にバランス軸を形成するリンク式ドライブ１７４を有する、割れたトルクベクタリングプラネタリシステム１００が示される。２つの遊星歯車装置セット１４０ａ、１４０ｂは、軸１７４を用いてこのように接続される。第１の遊星歯車装置セット１４０ａは、外噛合いを有するリングホイールを備える。ドッグクラッチ１１１は、モータ軸をニュートラルのためのギアに接続するかまたは何にも接続しない。この実施形態は、割れたプラネタリトルクベクタリングを備える。プラネタリシステムが軸１７４によって接続されるので、システムは、トルクを半分にすることに起因してトルクベクタリングプラネタリシステム上の改良された定格荷重を提供される。この実施形態は、ギア間の比率がどのようにリンクシャフトの速度を減らすことができるかという理解を必要とする。
【００６７】
図３６、図３７には、差動ベベルギアを直接駆動するトルクベクタリングシステムが示される。トルクベクタリングは、差動機構の内部でベベルギアに直接適用される。モータ速度は、車輪速度にリンクされる。これは、大きなモータが高速でベクタリングトルクをまだ適用することを必要とする。同じモータを使用するために、機能性は、より低速度に限られる。
【００６８】
図３８には、第２の内部ベベルギアセットを通じてリンク式ドライブを備える、割れたトルクベクタリングシステムが示される。トルクベクタリングプラネタリシステムは、差動機構の両側に分割される。その一方で、サンギア（ｓｕｎｓ）は、第２のベベルギアセットを通じて一緒に接続される。これは、トルクスプリットに起因して改良された軸パッケージおよび改良されたプラネット上の負荷を有するシステムを提供する。しかしながら、これは、部品点数およびシステムの複雑さを増加させる。このシステムはまた、外側のベベルギアセット全体の方向変化を修正するために一側上のアイドラ３０２を必要とする。
【００６９】
図３９〜図４３には、プラネタリ差動機構の中央を通じてリンク式ドライブを有する割れたトルクベクタリングプラネタリシステムが示される。本実施形態では、プラネタリ差動機構が用いられる。図３９において、同じ車軸上の遊星歯車３０３は、説明を簡単にするため示される。モータに対する歯車列３０４は、図３９に示される。一実施形態において、この歯車列３０４は、遊星歯車装置である。
【００７０】
このシステムにおいて、トルクベクタリングプラネタリシステムは、差動機構の両側に分割される。その一方で、差動機構の遊星キャリアを通じてリンクシャフトを用いて共通のコンポーネントを接続する。これは、プラネタリ差動機構の使用を必要とする。この実施形態にともなう利点は、それが良好な軸パッケージを有するシステムを提供するということである。
【００７１】
図４４、図４５には、ベベルギア差動機構の中央を通じてリンク式ドライブを備える割れたトルクベクタリングシステムが示される。本実施形態では、トルクベクタリングプラネタリシステムは、差動機構の両側に分割される。その一方で、遊星キャリアを通じてリンクシャフトを用いて共通のコンポーネントを接続する。歯車列３０４は、図４４に示される。一実施形態において、この歯車列は、遊星歯車装置３０４である。図４５には、サンギア３０６を接続しているプラネットによってネストされたベベルギア差動機構差３０５が示される。このシステムは、図３９−図４３に関連して記載されたものと類似している、しかし、それは、プラネタリ差動機構の能力懸念を防止するためにベベルギア差動機構を備える。
【００７２】
図４６、図４７には、２重のプラネタリ差動機構を備えるシステムが示される。２重のプラネタリ差動機構によって、アクセスは、サンギアおよび遊星キャリアを用いて両方の軸を駆動するために許容される。トルクベクタリングシステムは、２段の周転円システムを用いてこれらのパスの各々に付加的なトルクを適用する。この実施形態にともなう利点は、改良された軸パッケージである。図４６には、モータに対する歯車列３０７が示される。一実施形態では、歯車列は、遊星歯車装置３０７である。図４７には、ハイブリッドセレクタ３０９と同様に、２重のプラネット周転円差動機構３０８が示される。
【００７３】
図４８には、２つの速度概念が示される。図４９ａ〜図４９ｃには、ドッグクラッチの異なる位置が示される。図４９ａにおいて、ドッグクラッチはトルクベクタリングモードである。図４９ｂにおいて、ドッグクラッチは第２速度モードである。そして、図４９ｃにおいて、それは第１速度モードである。
【００７４】
本発明の別の態様は、図５０、図５１に示される。そして、ハイブリッドドライブのさらなる機能性のないトルクベクタリングを実施する。図５０は、トルクベクタリング装置３５０のトランスミッションレイアウトを示す。それは、電気モータ３６０および、内側と外側との両方のギアを含むリングホイール３６１を備える。モータ３６０は、リングホイール３６１の外側ギアを駆動するが、内側ギアは、第１の遊星歯車装置セットの遊星キャリア３７３ａを駆動する。右の出力軸３７４ｂを駆動する第２の遊星歯車装置セットの遊星キャリア３７３ｂと同様に、遊星キャリア３７３ａは、左の出力軸３７４ａを駆動する。
【００７５】
図５１は、トルクベクタリング装置３００のトランスミッションレイアウトを示す。電気モータ３１０は、第１の遊星歯車装置セット３４０ａの環（ａｎｎｕｌｕｓ）またはリングホイール３４１を駆動する。そしてそれは、遊星歯車３４２を駆動する。リングホイール３４１は、付加的な外噛合いを備える。遊星歯車３４２は、差動機構３４４の右の出力軸３４３ａを駆動する。遊星歯車３４２はまた、第１の出力軸３４３ａと比較して反対方向に第２の出力軸３４３ｂを動かす第２の遊星歯車装置セット３４０ｂを動かす軸３４５を駆動する。このように、トルクベクタリングは、達成される。
【００７６】
今までに記載されたすべての実施形態のために、いくらかの一般的概念は、パフォーマンスを高めるために実施されてよい。以下に、これらの共通の概念が記載される。
【００７７】
冷却
一実施形態では、トルクベクタリング装置の電気モータから過剰な熱を取り除くために、空冷は、利用される。冷却フランジおよび／またはフィンを電気モータの外側に設けることによって、空冷は、理解されてよい。このようにして、外気は、フランジまたはフィンによって電気モータから過剰な熱を取り除くために使用される。
【００７８】
別の実施形態では、空冷を提供するために、内部ファン（図示せず）は、電気モータケーシング内に配置される。トルクベクタリング装置の他のコンポーネントもまた、空冷を提供するための内部ファンを備えていてよい。
【００７９】
一実施形態では、外部ファン（図示せず）は、空冷を電気モータに提供するために配置される。
【００８０】
あるいは、内部および／または外部ファンの代わりに、エアフローを提供するいかなる手段も、トルクベクタリング装置の電気モータおよび／または他のコンポーネントを冷却するために使用されることができる。
【００８１】
一実施形態では、作動油を冷却しポンピングする油ポンプによって、電力エレクトロニクスおよび／または電気モータの冷却は、実施される。油ポンプは、トランスミッション軸速度によってまたは電気モータによって駆動されてよい。油ポンプの油流れは、電気モータが接続される流れラインにおける異なる位置に置かれる速度変調および／または電気的または機械的バルブによって制御されてよい。
【００８２】
代わりの実施形態では、トルクベクタリング装置のステータ、巻線および／またはロータは、その上への油噴霧によって直接冷却されてよい。あるいは、油ジャケットまたは油チャネルは、この点に関して使用されてよい。
【００８３】
一実施形態では、トルクベクタリング装置は、油／空気または油／水熱交換器を備える。熱交換器は、トルクベクタリング装置のハウジングまたは他のコンポーネントとともに統合されてよく、または、トルクベクタリング装置に有効に結合される別々のユニットとして設けられてよい。
【００８４】
一実施形態では、トランスミッションまたはハイポイドギアは、油冷式回路の一部をなす。
【００８５】
一実施形態では、トルクベクタリング装置は、受動的な油冷式回路を備える。ここで、トルクベクタリングシステムの回転部分の少なくともいくつかは、受動的な油冷式回路を介してシステム周辺に冷却油をポンプ輸送するために使用される。油リザーバは、受動的な油冷式回路から入って来る油を受け入れるために使用されてよい。例えば、閉じた連続フロー空気導管を介して、リザーバから過剰な熱を外へ放出することが可能であるにつれて、油リザーバを用いることにより、油はさらに冷やされてよい。油リザーバは、冷やされるコンポーネントよりも垂直上方にリザーバの油出口が配置されるように配置されてよい。このような実施形態では、重力は、放出口を出て、これにより、別々のポンプを必要とすることなく油で冷やされるコンポーネントを供給する油に影響する。
【００８６】
一実施形態では、トルクベクタリング装置は、液冷式回路を備える。液冷媒体は、水または他の液体媒体でよい。本実施形態では、トルクベクタリング装置は、電力エレクトロニクスおよび／または電気モータを取り囲むジャケットまたはチャネルを備えてよい。そしてそれを通って、冷却液は流れる。伝熱材料（例えばエポキシ）を用いて、熱は、ロータ／巻線からジャケットに輸送されてよい。ジャケットは、ハウジングまたはステータ自体とともに統合されることができる。
【００８７】
一実施形態では、いくつかの液冷式回路は、トルクベクタリング装置において設けられる。そして、各々は、異なる温度で動作する。
【００８８】
一実施形態では、例えばＰＥから環境または空気または油へ熱を移すためにヒートパイプを用いて、冷却は、位相変化伝熱によって提供される。
【００８９】
一実施形態では、空調ユニットに接続している冷却媒体は、電力エレクトロニクスまたは電気モータを冷却するために使用される。空調ユニットは、例えば、ピークまたはショック負荷の間だけ、または環境が極端であるときに、潜在的に起動することができる。空調ユニットは、上記したように通常操作のための他の冷却解決をともなう補足として使用されることができる。
【００９０】
モードシフトの作動
一実施形態では、第１、第２、または第３のモード間のシフトは、さまざまな原理にしたがって作動している制御手段によって実行されてよい。
【００９１】
電気水力学的な作動
一実施形態では、第１、第２、または第３のモードのいずれかの間のモードシフトは、電子油圧作動装置（図示せず）によって作動される。ここで、電気的にまたは機械的に駆動されるポンプは、設けられる。
【００９２】
一実施形態では、電気的にまたは機械的に駆動されるポンプは、回転または線形タイプのいずれかである。
【００９３】
一実施形態では、電気的にまたは機械的に駆動されるポンプは、流体静力学的または流体力学的タイプのポンプでもありえる。
【００９４】
一実施形態では、電気的にまたは機械的に駆動されるポンプは、圧力制御ポンプである。
【００９５】
一実施形態では、電気的にまたは機械的に駆動されるポンプは、電気的に機械的にまたは油圧的に作動するバルブによって制御される。
【００９６】
一実施形態では、電気的にまたは機械的に駆動されるポンプは、流れ制御ポンプである。
【００９７】
電気機械的な作動
一実施形態では、電気モータおよび／または回転ソレノイドは、直接作用するか、あるいは、例えば、ボールランプ、遊星歯車装置、偏心器、ねじ、減速装置、ウォームギア、カム、プラネタリねじ、ボールねじ、シフトフォーク、レバー、および／またはローラランプの伝達を用いて作用する。
【００９８】
空気的な作動
一実施形態では、第１、第２、または第３のモードのいずれかの間のモードシフトは、真空または流体圧力によって作動される。
【００９９】
電磁気
一実施形態では、第１、第２、または第３のモードのいずれかの間のモードシフトは、直接作用するソレノイドまたは機構を通したソレノイドの作用によって作動される。
【０１００】
機械的作動
一実施形態では、第１、第２、または第３のモードのいずれかの間のモードシフトは、例えば速度、力またはトルクによって制御される直接の機械的作動によって作動される。
【０１０１】
圧電的作動
一実施形態では、第１、第２、または第３のモードのいずれかの間のモードシフトは、圧電的作動によって作動される。
【０１０２】
相変化材料作動
一実施形態では、第１、第２、または第３のモードのいずれかの間のモードシフトは、メモリ材料を用いた相変化材料作動によって作動される。
【０１０３】
アクティブモードの検出
モード作動装置のタイプに関係なく、電気モータのアクティブまたは現在のモードは、モード検知器によって検出されてよい。
【０１０４】
一実施形態では、モード検知器は、電気モータのアクティブモードを検出するための別々のセンサ（例えばホール、レゾルバ、エンコーダ、ポテンショメータ、ＧＭＲ、ＭＲ、またはＰＬＣＤ）を備える。
【０１０５】
一実施形態では、モード検知器は、電気モータのアクティブモードを検出するための圧力センサを備える。
【０１０６】
一実施形態では、モード検知器は、電気モータのアクティブモードを検出するためのモータ電流／電圧／速度モニタユニットを備える。
【０１０７】
電気モータ
一実施形態では、電気モータは、スイッチトリラクタンスモータ（ＳＲＭ）である。この種のモータは、原理として、欠陥ロータ位置信号で求められるより低いトルクを供給することができるだけである。１つ以上の相導体（ｐｈａｓｅ  ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）の途絶、制御装置の全損失、またはショートカットで、ＳＲＭモータは、いかなるトルクも供給しない。そしてそれは、安全性のための大きな利点である。
【０１０８】
一実施形態では、電気モータは、誘導モータ（例えば、かご形誘導モータ（Ｓｑｕｉｒｒｅｌ−Ｃａｇｅ  Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ  Ｍｏｔｏｒ（ＳＣＩＭ））または巻線型ロータ誘導モータ（Ｗｏｕｎｄ−Ｒｏｔｏｒ  Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ  Ｍｏｔｏｒ（ＷＲＩＭ））である。
【０１０９】
一実施形態では、電気モータは、他励式シンクロナスモータ（巻線型ロータシンクロナスモータ（ＷＲＳＭ）とも呼ばれる）である。
【０１１０】
一実施形態では、電気モータは、可変リラクタンスモータまたはシンクロナスリラクタンスモータである。
【０１１１】
一実施形態では、電気モータは、永久磁石モータである。
【０１１２】
一実施形態では、電気モータは、ブラシレスＤＣモータである。
【０１１３】
一実施形態では、電気モータは、ＤＣモータである。
【０１１４】
一実施形態では、電気モータは、ロータ位置センサフィードバックの有無にかかわらず配置される。
【０１１５】
全体の態様
一実施形態では、電気モータの冷却およびモード活性化の両方のために、共通の作動流体（例えば油）が使用される。
【０１１６】
一実施形態では、第１のタイプの作動流体がモード活性化のために使用される。そして、第２のタイプの第２の作動流体が冷却するために使用される。
【０１１７】
一実施形態では、第１のタイプの作動流体がモード活性化のために使用される。そして、第１のタイプの第２の作動流体が冷却するために使用される。
【０１１８】
一実施形態では、差動機構は、ベベルギアタイプ、プラネタリタイプ、ｋｒｏｎｅｎｒａｄタイプのものである。
【０１１９】
一実施形態では、トルクベクタリング装置は、ＴＶのないＲＤＭ（リアドライブモジュール）、機械的ＴＶを有するＲＤＭ、差動ブレーキを有するＲＤＭ、または電気的ドライブを有しそして機械的パワー入力の有無にかかわらない車軸、を含む車軸の組合せのためのモジュラー設計において提供される。
【０１２０】
一実施形態では、トルクベクタリング装置は、１つはトルクベクタリングモードを操作するための、そして１つはハイブリッドモードを操作するための、２つの電気モータを備える。
【０１２１】
一実施形態では、トルクベクタリング装置は、損失が通常操作において減少されるというような方法で配置されるベアリングを備える。さらに、はすば歯車からの軸方向の力は、相殺される。
【０１２２】
一実施形態では、トランスミッションおよび／またはハイポイドギアおよび／またはピニオンベアリングは、潤滑装置によって能動的に注油される。
【０１２３】
一実施形態では、潤滑装置の活性化は、モードシフトアクチュエータによって制御される。
【０１２４】
一実施形態では、潤滑装置の活性化は、車軸トルクレベルによって機械的に制御される。
【０１２５】
一実施形態では、潤滑装置の活性化は、車軸速度によって機械的に制御される。
【０１２６】
一実施形態では、潤滑装置の活性化は、別々のアクチュエータによって制御される。
【０１２７】
機能的安全性（ＦｕＳｉ）
一実施形態では、モードシフトアクチュエータは、パワーの喪失が生じた場合に、第１のモードを起動させるように調整される。それ故、このようにして、ＦｕＳｉ分類は、減少する。
【０１２８】
一実施形態では、電気モータは、安全な状態においてトルクを提供しないように調整される。
【０１２９】
一実施形態では、電気モータ（例えば、ＳＲＭまたはＷＲＳＭタイプのもの）は、安全な状態において短絡される。それ故、このようにして、ＦｕＳｉ分類は、減少する。
【０１３０】
一実施形態では、遠心クラッチ、粘着性ブレーキ、摩擦ブレーキまたは油圧ブレーキによって速度超過から電気モータを保護するために、トルクベクタリング装置は、差動速度制限を備える。それ故、このようにして、ＦｕＳｉ分類は、減少する。
【０１３１】
一実施形態では、トルクに近づけるためにトルクセンサまたは他のセンサを用いるトルク測定／推定によって、ＦｕＳｉ分類は、減少する。
【０１３２】
一実施形態では、例えば、付加的な内部マイクロコントローラまたは外部のＥＣＵ（例えばＥＳＰ／ＡＢＳ−システム）による、並列制御パスへの機能的分解によって、ＦｕＳｉ分類は、減少する。
【０１３３】
一実施形態では、車両の動的モデルに対する妥当性チェックによって、ＦｕＳｉ分類は、減少する。
【０１３４】
パワーエレクトロニクス
一実施形態では、電力エレクトロニクスは、高コストのケーブルおよび接点を回避するために、電気モータにおいて統合される。
【０１３５】
一実施形態では、電力エレクトロニクスは、高コストのケーブルおよび接点を回避するために、車軸において統合される。
【０１３６】
一実施形態では、電力エレクトロニクスは、車室に置かれる場合、簡単な車軸包装および減少した環境条件のためのスタンドアロン電力エレクトロニクスユニットに含まれる。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図９ｃ】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１０ｃ】
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【図１０ｄ】
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【図１０ｅ】
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【図１０ｆ】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１１ｃ】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１３】
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【図１４ａ】
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【図１４ｂ】
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【図１４ｃ】
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【図１４ｄ】
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【図１４ｅ】
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【図１５】
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【図１６ａ】
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【図１６ｂ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１ａ】
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【図２１ｂ】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
2017521293.tif 000054
【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
2017521293.tif 000059
【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
2017521293.tif 000064
【図４６】
2017521293.tif 000065
【図４７】
2017521293.tif 000066
【図４８】
2017521293.tif 000067
【図４９】
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【図５０】
2017521293.tif 000069
【図５１】
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【国際調査報告】
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