本发明涉及一种调整车辆的左右轮的驱动力的设备。
背景技术：
通常，已知一种驱动力调整设备，其中被置于车辆的左右轮之间的差动设备与行星齿轮机构和马达被结合，以使驱动力在左右轮之间的分配(转矩分配)可以被改变。在刚刚描述的这种驱动力调整设备中，一旦车辆转向，马达响应于左右轮的转速之间的差异而被动旋转，以吸收转速差异。进一步，随着马达操作，左右轮之间的驱动力差异增加或者减小，以改变左右轮之间的驱动力的分配。另一方面，如果马达的旋转被限制，那么差动动作被限制并且牵引性能被提高(如，jp2007-177915a)。
由于现有的驱动力调整设备被构成为使得行星齿轮机构被置于左右轮的旋转轴上，所以，其具有其在车辆宽度方向上的尺寸易于增加并且尺寸难以缩小的课题。特别地，如在专利文献1中公开的这种驱动力调整设备具有两个行星齿轮机构被布置在轮轴上的复杂结构。因此，整个设备的尺寸在车辆宽度方向上增加，这引起可安装性降低。进一步，由于轮轴的长度减小，所以，存在这引起车辆的地面性能降低的缺点。
进一步，在现有的驱动力调整设备中，由于马达响应于左右轮之间的转速差异而正常旋转，所以，在不需要驱动力分配的行驶状态下，存在由马达的不必要旋转造成的动力损耗可能发生的可能性，导致操作性能降低。
进一步，现有的驱动力调整仅仅具有用于调整左右轮之间的驱动力的功能，并且为了获取用于使用马达驱动车辆的驱动力，必须分离地设置用于行驶的马达和减速机构。因此，存在可能引起可安装性进一步降低的可能性。
技术实现要素：
技术问题
考虑到如上所述的这种课题而做出了本发明，本发明的目的是提供一种驱动力调整设备，其中，通过利用简单且紧凑的结构调整驱动力并将驱动力施加至左右轮之间而改进操作性能。
解决问题的方案
(1)为了实现上述目的，在此公开一种用于车辆的驱动力调整设备。该车辆包括三个元件：差动箱；左轮轴；和右轮轴。驱动力调整设备包括马达和差动设备，差动设备包括被支撑在差动箱(差动设备箱)上且被置于左轮轴和右轮轴之间的差动齿轮。
驱动力调整设备进一步包括行星齿轮机构，行星齿轮机构具有包括被同轴布置的太阳齿轮轴、环形齿轮轴和行星支架轴，并且调整三个旋转轴之间的减速比的三个旋转轴。驱动力调整设备进一步包括减速齿轮，减速齿轮将三个旋转轴中的一个旋转轴和马达彼此联接。
驱动力调整设备进一步包括将一个轴与左轮轴或者右轮轴联接的第一齿轮系。该一个轴是三个旋转轴之中未被联接至减速齿轮的两个轴中的一个轴。即，该一个轴未被联接至减速齿轮。
驱动力调整设备进一步包括将另一个轴与三个元件中的一个元件联接的第二齿轮系。该另一个轴是三个旋转轴之中未被联接至减速齿轮的两个轴中的另一个轴。即，该另一个轴未被直接联接至减速齿轮。该一个元件是三个元件之中未被联接至第一齿轮系的两个元件中的一个元件。即，该一个元件不被直接联接至第一齿轮系。
行星齿轮机构、第一齿轮系和第二齿轮系具有第一齿轮比和第二齿轮比。第一齿轮比使得马达的旋转在差动设备不施行差动操作时停止。第二齿轮比使得由马达驱动引起的在右轮轴和左轮轴中的一个轮轴中驱动力的增加量等于在右轮轴和左轮轴中的另一个轮轴中驱动力的减小量。
太阳齿轮轴被布置在车辆的前后方向(纵向方向)上从左轮轴和右轮轴偏移的位置，马达关于差动设备被布置在车辆宽度方向上的一侧，而行星齿轮机构被布置在车辆宽度方向上的另一侧。
有益效果
利用在此公开的驱动力调整设备，整个设备可以被缩小尺寸，同时车辆操作性能被增强。特别地，通过使行星齿轮机构的中心从轮轴偏移，轮轴在车辆宽度方向上的大小可以被减少并且可以便于车辆缩小尺寸，并且布局的自由度可以被增加。由此，驱动力调整设备可以容易被设置在类似小型汽车的具有有限空间余地的车辆中，并且操作性能可以被增强。
附图说明
下面将参考附图说明此发明的本质以及其其他目的和优势，其中，所有图中，类似参考标记指定相同或者相似部件，其中：
图1是作为运作示例的驱动力调整设备的概略图；
图2(a)至图2(c)是放大比例尺地描绘图1的部件的概略图；
图3(a)和图3(b)是图示爪形离合器的第一状态的视图；
图4(a)和图4(b)是图示爪形离合器的第二状态的视图；
图5(a)和图5(b)是图示爪形离合器的第三状态的视图；以及
图6至图9是作为修改例的驱动力调整设备的概略图。
具体实施方式
[1.构造]
下面，参考附图描述作为实施例的驱动力调整设备10。图1中描绘的驱动力调整设备10具有以下功能：用于将从车辆的驱动源传输的驱动力分配至左右轮的功能；用于吸收一旦车辆转向出现的左右轮之间的转速差异的另一功能；用于积极调整转速差异的变化以改变转矩分配的进一步的功能；以及用于利用马达驱动车辆行驶的更进一步的功能。
作为并入驱动力调整设备10的车辆的驱动源，例如，汽油引擎、柴油引擎、行驶马达、行驶马达发电机等等是可用的。驱动力调整设备10被应用于其的轮子可以是车辆的前轮或者后轮。驱动力调整设备10被置于车辆的左轮l和右轮r之间。在驱动力调整设备10中，设置有差动设备1、行星齿轮机构2、马达3、减速齿轮4、第一齿轮系5、第二齿轮系6、爪形离合器7以及电子控制联接器9。
差动设备1是通过将被支撑在收容盒形式的差动箱16(差动设备箱)上的差动齿轮置于左轮轴11和右轮轴12之间构造而成的差动设备。如图2(a)所示，左斜齿轮13、差动小齿轮14(差动设备1的小齿轮)和右斜齿轮15在相互啮合的状态下被容纳在差动箱16内部，左斜齿轮13被联接至左轮轴11，差动小齿轮14被支撑在差动箱16上，右斜齿轮15被联接至右轮轴12。左斜齿轮13、差动箱16和右斜齿轮15单独地具有被设定成可以将动力传输至彼此并且转速在线图上被依次线性布置的结构(齿轮的位置、形状和数目)。左斜齿轮13和右斜齿轮15的旋转轴线被布置在相同的直线上，同时差动小齿轮14的旋转轴线被布置成正交于该直线。
差动箱16经由诸如螺旋斜齿轮或双曲线齿轮的锥形齿轮17(斜齿轮)被联接至输入动力轴8。输入动力轴8是从车辆的驱动源传输的驱动力被输入至其的轴。多板离合器类的电子控制联接器9被置于输入动力轴8上。电子控制联接器9被用以通过增加或者减小其中构建的离合板的接合力而在从0％到100％的范围内任意设定转矩的传输量。要注意，车辆的驱动力是引擎，并且差动设备1和引擎之间的距离较大，未描绘的推进轴被联接在车辆的电子控制联接器9和驱动源之间。推进轴在车辆宽度方向上的中心位置处在车辆前后方向(纵向方向)上延伸。
如图2(b)所示，行星齿轮机构2是包括同轴布置的太阳齿轮轴21、环形齿轮轴22和行星支架轴23的单个小齿轮行星齿轮类的传输机构。环状的环形齿轮24、太阳齿轮25、行星齿轮26和支架27被设置在行星齿轮机构2内部，太阳齿轮25与环形齿轮24同轴地被布置，行星齿轮26与环形齿轮24和太阳齿轮25两者啮合，支架27支撑行星齿轮26的旋转中心，以与太阳齿轮25同轴旋转。
太阳齿轮轴21是太阳齿轮25的旋转轴，并且环形齿轮轴22是环形齿轮24的旋转轴。进一步，行星支架轴23是支撑行星齿轮26的旋转中心的支架27的旋转轴。太阳齿轮25、支架27和环形齿轮24单独具有被设定成可以将动力传输至彼此，并且转速在线图上被依次线性布置的结构(齿轮的位置、形状和数目)。进一步，行星齿轮机构2的中心(太阳齿轮轴21、环形齿轮轴22和行星支架轴23的中心)的位置被布置在从左轮轴11和右轮轴12偏移的位置。本实施例中的行星齿轮机构2在从轮轴11和12的车辆向前方向上被设置在从轮轴11和12偏移的位置。
马达3是其转速(转数)可以变化并且通过消耗动力产生驱动力的电动马达。用于驱动马达3的动力从未被描绘的车载电池被供给。进一步，马达3的旋转驱动力由未被描绘的电子控制设备控制。例如，马达3是ac马达，马达3的旋转驱动力通过电子控制设备调整供给至马达3的ac动力的频率而由电子控制设备控制。另一方面，马达3是dc马达(直流马达)，马达3的旋转驱动力通过电子控制设备调整供给至马达3的电流而由电子控制设备控制。
减速齿轮4被置于行星齿轮机构2和马达3之间。减速齿轮4是用于减小马达3的驱动力的速度并且增加转矩的减速机构。在本实施例中，减速齿轮4被联接至行星齿轮机构2的太阳齿轮轴21。然而，减速齿轮4的联接目的地可以另外被设定成环形齿轮轴22或者可以被可选择地设定成行星支架轴23。以此方式，马达3被联接至包括太阳齿轮轴21、环形齿轮轴22和行星支架轴23的三个旋转轴中的一个。
马达3和减速齿轮4关于差动设备1而被布置车辆右侧。与此相反，行星齿轮机构2关于差动设备1而被布置在车辆左侧。特别地，关于差动设备1，马达3被布置在车辆宽度方向上的一侧，并且行星齿轮机构2被布置在车辆宽度方向上的另一侧。进一步，将行星齿轮机构2和减速齿轮4彼此联接的轴越过输入动力轴8在车辆宽度方向上延伸。
为了将驱动力传输至左轮l和右轮r，来自三个旋转轴21、22和23之中的不被联接至减速齿轮4(马达3)的两个旋转轴被联接至左轮轴11、右轮轴12和差动箱16中的一个。在图1所示的示例中，行星齿轮机构2的环形齿轮轴22被联接至左轮轴11，并且行星支架轴23被联接至差动箱16。进一步，第一齿轮系5被置于环形齿轮轴22和左轮轴11之间，并且第二齿轮系6被置于行星支架轴23和差动箱16之间。
第一齿轮系5是用于将不被联接至减速齿轮4(马达3)的两个旋转轴中的一个联接至左轮轴11或者右轮轴12的齿轮系。另一方面，第二齿轮系6是用于将不被联接至减速齿轮4(马达3)的两个旋转轴中的另一个联接至来自差动箱16、左轮轴11和右轮轴12的三个元件之中的不被联接至第一齿轮系5的两个元件中的一个的齿轮系。类似于减速齿轮4，第一齿轮系5和第二齿轮系6具有用于使行星齿轮机构2的驱动力的速度减小并且增加转矩以使所增加的转矩被传输至左轮l和右轮r的功能。
进一步，齿轮系5和6具有以下功能：用于当爪形离合器7处于下文描述的第二状态且左轮轴11和右轮轴12具有相等转速时，将马达3的转速减小至零的功能；以及用于将左轮轴11的驱动力变化量(增加量或减小量)与右轮轴12的驱动力变化量(减小量或增加量)的总和减少至零的另一功能。特别地，行星齿轮机构2、第一齿轮系5和第二齿轮系6的齿轮比被设定成当差动设备1不施行差动操作时，利用其马达3不旋转的比率。此外，齿轮比被设定成当马达3的转矩被施加于它们时，利用其左轮轴11和右轮轴12的总转矩不变化的比率。
在本实施例中，如图1所示，爪形离合器7(转换机构)被置于第一齿轮系5和左轮轴11之间。如图1、2(b)和2(c)所示，第一轮毂31、套筒32、第二轮毂33和固定轮毂34(固定元件)被设置在爪形离合器7上。第一轮毂31是经由第一齿轮系5与环形齿轮24同步旋转的接合元件。套筒32被设置在第一轮毂31的外周部，并且被设置用于在第一轮毂31的旋转轴的平行方向上滑动运动。第二轮毂33是被固定至左轮轴11的接合元件。固定轮毂34是用于旋转限制的构件，并且被固定至不旋转的构件(例如，至离合箱)。
凸形条纹被形成在第一轮毂31、第二轮毂33和固定轮毂34中的每一个的外周面上，以使其在与作为旋转轴的左轮轴11的轴线平行的方向上延伸。与此同时，凹槽被形成在套筒32的内周面上，以使其与凸形条纹适配。第一轮毂31的接合目的地通过使套筒32可滑动地移动而被转换，以使三种不同的动力传输状态被实施。第一状态是第一轮毂31与固定轮毂34接合的状态，第二状态是第一轮毂31与第二轮毂33接合的状态。进一步，第三状态是套筒32仅仅与第一轮毂31啮合，而不与第二轮毂33和固定轮毂34中的任一个接合的状态。
[2.动作]
图3是当爪形离合器7处于第一状态时的概略图和线图。在第一状态下，由于套筒32与固定轮毂34接合，所以，行星齿轮机构2的环形齿轮24被固定并且马达3的驱动力仅仅被传输至差动箱16。结果，车辆可以由马达3驱动(也即，马达行驶)。此时，通过差动设备1在左轮l和右轮r之间的驱动力分配可以被实行。
图4是当爪形离合器7处于第二状态时的概略图和线图。在第二状态下，由于套筒32与第二轮毂33接合，所以，马达3的驱动力作用以便增加或者减少差动箱16和左轮轴11的驱动力。由此，不仅通过差动设备1在左轮l和右轮r之间的驱动力分配，而且根据马达3的驱动力在左轮l和右轮r之间的驱动力分配(也即，任意左右转矩运动)可以被实施，并且车辆的操作性能可以被提高。
图5是当爪形离合器7处于第三状态时的概略图和线图。在第三状态下，套筒32既不与第二轮毂33也不与固定轮毂34接合，并且第一轮毂31相对于(从)左轮轴11闲置(释放)。结果，马达3被完全地断开联接，并且通过差动设备1在左轮l和右轮r之间的驱动力分配被施行。此时，由于用于旋转地驱动马达3和行星齿轮机构2的摩擦损耗被减小，所以，车辆的行驶效率增加。
[3.有益效果]
(1)通过使行星齿轮机构2的中心从轮轴11和12偏移，轮轴11和12在车辆宽度方向上的大小可以被减小并且可以便于车辆缩小尺寸，并且布局的自由度和地面性能可以被改进。进一步，由于当差动设备1不施行差动操作时马达3不旋转，所以，马达3的动力损耗可以被减少并且车辆操作性能的降低可以被抑制。而且，由于当马达3的转矩被施加时左轮轴11和右轮轴12的总转矩不变化，所以，控制性能可以被增强，并且车辆的操作性能可以被改进。
进一步，如图1所示，通过关于差动设备1而将马达3布置在车辆右侧并且将行星齿轮机构2布置在与马达3侧相对的左侧，在车辆左右方向上的重量平衡可以被做得更好，并且差动设备1可以被设置成接近在车辆宽度方向上的中心。因此，由左右轮的轮轴长度之间的差异而引发的车辆地面性能的降低可以被抑制。进一步，通过经由减速齿轮4布置马达3，具有较低驱动力的马达可以被用于马达3(例如，行驶马达可以被省略)，因此，未被描绘的马达控制设备的大小增加可以被抑制。
由此，可以利用简单且紧凑的结构而实施总体设备的尺寸缩小，并且左轮l和右轮r的驱动力可以被调整并被施加以改进操作性能。
(2)如图4和5所示，通过将转换机构(爪形离合器7)设置在第一齿轮系5和左轮轴11之间，以下状态之间的转换可以被施行：通过差动设备1在左轮l和右轮r之间的驱动力分配被施行的状态；以及，除上述状态之外的运用马达3的左右转矩分配被实施的状态。例如，不仅左右轮的驱动力可以由单个马达3调整，而且马达3可以被放置在其被断开联接的状态或者马达3可以产生用于驱动车辆行驶的驱动力的另一状态下，并且车辆的操作性能可以被增强。由此，由于一旦车辆行驶而其中通过马达3的左右转矩分配不必要，马达3可以不考虑差动设备1的差动操作是有或无而被旋转或者停止，所以，由马达3的旋转引发的损耗可以被抑制，并且操作性能的降低可以被抑制。
(3)如图3所示，三种不同的动力传输状态由爪形离合器7控制的构造被应用，车辆的马达驱动可以被实施。马达驱动可以响应于车辆的行驶状态、驾驶者之类的选择而被实行，并且可用性可以被进一步增强。
(4)如图1所示，通过将被置于有电子控制联接器9的输入动力轴8联接至差动设备1，按需类的四轮驱动系统可以被实施。特别地，便于将用于左右转矩移动的功能应用于按需类的四轮驱动系统。
进一步，通过将按需类的四轮驱动系统与爪形离合器7结合，通过马达3的行驶(也即，ev行驶)可以被实施，同时动力源被停止，并且车辆燃料效率可以被增强。
[4.修改例]
上述实施例到底是示例性的，不存在排除各种修改例以及上述实施例中未指定的技术应用的意图。在不背离本实施例范围的情况下对本实施例的组件进行各种变型和修改。进一步，必要时可以进行选择和抉择，或者上述组件可以被适当结合。
如图6所示，驱动力调整设备10可以被构成为，假定电动车辆的4wd(四轮驱动)后差动驱动，被联接至差动设备1的输入动力轴8或者电子控制联接器9被省略。同样，驱动源不被联接至差动箱16，呈现类似于所获取的上述实施例的有益效果的结构可以被实施。
爪形离合器7可以在行星齿轮机构2的中心位置被对齐地布置，如图7所示。即，爪形离合器7的旋转轴线与行星齿轮机构2的轴线对齐。特别地，爪形离合器7的旋转轴线被设置在车辆相对于轮轴11和12向前偏移的位置，并且与行星齿轮机构2的太阳齿轮轴21(环形齿轮轴22、行星支架轴23)同轴地被布置。通过将爪形离合器7的旋转中心与行星齿轮机构2的旋转中心对齐，轮轴11和12在车辆宽度方向上的大小可以被减小，并且结果，可以便于车辆缩小尺寸，且布局的自由度可以被增加。
尽管，在上述实施例中，行星齿轮机构2的环形齿轮轴22和行星支架轴23(不被联接至马达3的两个旋转轴)分别被联接至左轮轴11和差动箱16，但是，旋转轴的联接目的地可以被设定成左轮轴11和右轮轴12。在图8的示例中，行星齿轮机构2的环形齿轮轴22被联接至左轮轴11，并且行星支架轴23被联接至右轮轴12。由于左轮轴11、差动箱16和右轮轴12的转数之间具有线性关系，所以，通过响应于它们位置、形状、齿的数目等等而改变联接目的地，可以实现类似于上述实施例的有益效果的结构可以被实施。
进一步，虽然在上文描述的实施例中，第一齿轮系5被置于环形齿轮轴22和左轮轴11之间，并且第二齿轮系6被置于行星支架轴23和差动箱16之间，但是，同样可以彼此交换第一齿轮系5和第二齿轮系6的联接源。在图9中所示的示例中，第一齿轮系5被置于行星支架轴23和左轮轴11之间，并且第二齿轮系6被置于环形齿轮轴22和差动箱16之间。由于太阳齿轮轴21、行星支架轴23和环形齿轮轴22的转数之间具有线性关系，所以，通过响应于它们的位置、形状、齿的数目等等而反转联接目的地的齿轮系5和6，可以实现类似于上述实施例的效果的结构可以被实施。
对于因而描述的本发明，显然相同的发明可以以很多方式变化。这种变化不被认为是偏离本发明的范围，并且，对于本领域技术人员而言显然的所有这些修改意指为被包括在下列权利要求的范围内。
参考标记列表
1差动设备
2行星齿轮机构
3马达
4减速齿轮
5第一齿轮系
6第二齿轮系
7爪形离合器(转换机构)
8输入动力轴
9电子控制联接器
10驱动力调整设备
11左轮轴
12右轮轴
13左斜齿轮
14差动小齿轮
15右斜齿轮
16差动箱
17锥形齿轮
21太阳齿轮轴
22环形齿轮轴
23行星支架轴
24环形齿轮
25太阳齿轮
26行星齿轮
27支架
31第一轮毂
32套筒
33第二轮毂
34固定轮毂(固定元件)
l左轮
r右轮