CN102466008A - 电控皮带式无段变速系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电控皮带式无段变速系统，可对入力滑动半轮或出力滑动半轮进行主动操控，以依据不同的使用状态主动改变入力滑动半轮与入力固定半轮的间隔，或出力滑动半轮与出力固定半轮的间隔，由此主动地进行转速比调变。同时，通过对入力滑动半轮或出力滑动半轮的操控，还可主动地使传动皮带与入力滑动半轮间，或使传动皮带与出力滑动半轮间出现间隙，达到动力切断的效果，若欲重新回复动力输出，可再令入力滑动半轮或出力滑动半轮重新夹持住传动皮带，使引擎动力回复至输出状态。
Description
技术领域
本发明涉及一种电控皮带式无段变速系统，详而言之，是涉及一种不需通过离心块及离合器即可进行转速比调变及动力离合的电控皮带式无段变速系统。
背景技术
皮带式无段变速系统的设计概念，是通过入力固定半轮及入力滑动半轮来夹持住传动皮带的一端，并通过出力固定半轮及出力滑动半轮来夹持住传动皮带的另一端，以通过传动皮带将入力轴输入的旋转动力传递出力轴上。
在一般传统的皮带式无段变速系统的设计中，入力滑动半轮中会设置有可依据引擎转速产生推力予入力滑动半轮的离心块，而出力滑动半轮也会搭配相关的扭力弹簧组来持续获得推力，由此，当离心块产生的推力令入力滑动半轮产生移动时，入力滑动半轮与入力固定半轮的有效间距即会跟着改变，从而牵动传动皮带的位置。而当离心块产生的推力与扭力弹簧组产生的推力达到平衡状态时，传动皮带的位置即不再产生改变，此时完成了转速比变更。
惟，由于离心块所能提供的推力大小，受到引擎的转速高低的限制，故设置离心块的皮带式无段变速系统，无法供自主性的随着不同的车况变化来进行转速比变更，以设计者的立场而言，无法随着不同的车况变化来变更转速比，不但相当的不便，且更会降低整体的运转效益。再者，传统的皮带式无段变速系统的扭力弹簧组，其弹簧施力时有可能因为共震，造成皮带与皮带轮之间短暂脱离接触状态而急遽跳动的不良问题。
为了解决离心块的先天限制及避免扭力冲击所造成的损害与意外，以电控的方式来操纵入力滑动半轮及出力滑动半轮的变速系统设计，也纷纷地出现在市面上。如中国台湾第I314199号专利公告案所示，即揭示了一种利用一个或两个电动马达来分别取代传统的离心块或扭力弹簧组的弹簧，以对入力滑动半轮及出力滑动半轮进行控制的变速系统设计。然而，此种具有一个或两个电动马达的变速系统设计，虽然不具有离心块变速的先天限制，也能有效避免皮带与皮带轮不良接触而跳动的问题，但却仍需要搭配成本昂贵、构件复杂且体积庞大的离合器，方得以提供使用者进行动力切断及动力回复的操作，是以，上揭专利案所揭示的变速系统，仍旧无法符合现今的设计趋势。
发明内容
鉴于现有技术的缺失，本发明的其一目的在于提供一种不需设置离心块的变速系统。
本发明的另一目的在于提供一种可避免扭力冲击造成的结构损害与意外状况的变速系统。
本发明的又一目的在于提供一种无须使用离合器即可达到动力切断及动力回复效果的变速系统。
为实现上述目的，本发明提供一种电控皮带式无段变速系统，其包括：传动皮带，包括入力端与出力端；入力轴，用以输入旋转动力；入力固定半轮，固定支承于该入力轴；入力滑动半轮，以沿着该入力轴的轴向进行滑动且随着该入力轴同步旋转的方式设置于该入力轴上；出力轴，用以输出该旋转动力至外部负载单元；出力固定半轮，固定支承于该出力轴；出力滑动半轮，以沿着该出力轴的轴向进行滑动且随着该出力轴同步旋转的方式设置于该出力轴上；推力装置，设置于该出力轴上，用以朝向该出力固定半轮持续地施加作用力予该出力滑动半轮，以使该出力滑动半轮与该出力固定半轮协力夹持该传动皮带的出力端；以及电控装置，用以依据控制信号施予对应的作用力予该入力滑动半轮，以使该入力滑动半轮与该入力固定半轮协力夹持或完全松开该传动皮带的入力端。
在本实施形态中，该出力滑动半轮可包含凸轮槽，而该推力装置可包含设置于该出力轴上的推力承座、设置于该推力承座并用以持续地施予朝向该出力固定半轮的作用力予该出力滑动半轮的压缩弹簧、及用以配合该凸轮槽，与凸轮销相作用，以使该传动皮带的出力端稳定地被该出力滑动半轮与该出力固定半轮牢固，可避免传动皮带打滑现象发生。
本发明另提供一种电控皮带式无段变速系统，包括：传动皮带，包括入力端与出力端；入力轴，用以输入旋转动力；入力固定半轮，固定支承于该入力轴；入力滑动半轮，以沿着该入力轴的轴向进行滑动且随着该入力轴同步旋转的方式设置于该入力轴上；出力轴，用以输出该旋转动力至外部负载单元；出力固定半轮，固定支承于该出力轴；出力滑动半轮，以沿着该出力轴的轴向进行滑动且随着该出力轴同步旋转的方式设置于该出力轴上；推力装置，设置于该入力轴上，用以朝向该入力固定半轮持续地施加作用力予该入力滑动半轮，以使该入力滑动半轮与该入力固定半轮协力夹持该传动皮带的入力端；以及电控装置，用以依据控制信号施予对应的作用力予该出力滑动半轮，以使该出力滑动半轮与该出力固定半轮协力夹持或完全松开该传动皮带的出力端。
在本实施形态中，该入力滑动半轮包含凸轮槽，而该推力装置包含设置于该入力轴上的推力承座、设置于该推力承座并用以持续地施予朝向该入力固定半轮的作用力予该入力滑动半轮的压缩弹簧、及与凸轮槽相作用的凸轮销，以使该传动皮带的入力端稳定地被该入力滑动半轮与该入力固定半轮牢固，可避免传动皮带打滑现象发生。
本发明还提供一种电控皮带式无段变速系统，包括：传动皮带，其包括入力端与出力端；入力轴，用以输入旋转动力；入力固定半轮，固定支承于该入力轴；入力滑动半轮，以沿着该入力轴的轴向进行滑动且随着该入力轴同步旋转的方式设置于该入力轴上；出力轴，用以输出该旋转动力至外部负载单元；出力固定半轮，固定支承于该出力轴；出力滑动半轮，以沿着该出力轴的轴向进行滑动且随着该出力轴同步旋转的方式设置于该出力轴上；第一电控装置，设置于该出力轴上，用以朝向该出力固定半轮持续地施加作用力予该出力滑动半轮，以使该出力滑动半轮与该出力固定半轮协力夹持该传动皮带的出力端；以及第二电控装置，用以依据控制信号施予对应的作用力予该入力滑动半轮，以使该入力滑动半轮与该入力固定半轮协力夹持或完全松开该传动皮带的入力端。
因此，本发明可在不需使用离心块及离合器的前提下，选择性地对入力滑动半轮或出力滑动半轮进行操控，以改变入力滑动半轮与入力固定半轮，或出力滑动半轮与出力固定半轮的间隔，进而使传动皮带能在任何的动力传输状态下皆被稳定地予以夹持，由此不但可依据车况自主地进行转速比变更，且可一并避免皮带与皮带轮不良接触而跳动与扭力冲击造成的损害与意外。再者，通过可对入力滑动半轮或出力滑动半轮进行操控的特性，本发明更可主动地使传动皮带与入力滑动半轮间，或使传动皮带与出力滑动半轮间存有间隙，进而达到如同动力切断的效果。其次，本发明还可令入力滑动半轮或出力滑动半轮重新以不具有间隙的方式来夹持传动皮带时，遂更可达成如同动力回复的效果。
附图说明
图1A为本发明的电控皮带式无段变速系统的第一实施形态的增速状态的结构剖视图；
图1B为图1A的局部剖视图；
图1C为图1A中的出力滑动半轮与凸轮槽的示意图；
图1D为图1A中的凸轮槽与凸轮销的组合示意图；
图2A为本发明的电控皮带式无段变速系统的第一实施形态的减速状态的结构剖视图；
图2B为图2A的局部剖视图；
图3为本发明的电控皮带式无段变速系统的第一实施形态的动力分离状态的局部剖视图；
图4为本发明的控皮带式无段变速系统的第二实施形态的剖视及应用示意图；以及
图5为本发明的控皮带式无段变速系统的第三实施形态的剖视及应用示意图。
主要元件符号说明
1、1’、1”电控皮带式无段变速系统
10传动皮带 10a 入力端
10b出力端 11入力轴
12入力固定半轮 120入力固定半轮凸毂
120a凸块 13入力滑动半轮
130推力轴承 14出力轴
15出力固定半轮 150出力固定半轮凸毂
150a凸块 16出力滑动半轮
160凸轮槽 17推力装置
170推力承座 171压缩弹簧
172凸轮销 18电控装置
18a第一电控装置 18b第二电控装置
180电动马达 181蜗杆
182蜗齿轮 183、184减速齿轮组
185螺旋齿轮组 19齿轮箱
190、191传动齿轮组 192传动轴
2动力单元 3负载单元
4整车控制单元 5动力控制单元
G间隙 F1第一作用力
F2第二作用力 F3第三作用力
具体实施方式
以下通过特定的具体实施形态说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。当然，本发明也可通过其他不同的具体实施形态加以施行或应用。
请一同参阅图1A至图3，以清楚了解本发明的电控皮带式无段变速系统的第一实施形态，其中，图1A是绘示本发明的电控皮带式无段变速系统处于增速状态的结构剖面图，图1B为图1A的局部剖面图，图2A是绘示本发明的电控皮带式无段变速系统处于减速状态的结构剖面图，图2B为图2A的局部剖面图，而图3是绘示本发明的电控皮带式无段变速系统处于动力分离状态的局部剖面图。
如图所示，电控皮带式无段变速系统1包括具备有入力端10a与出力端10b的传动皮带10、入力轴11、入力固定半轮12、入力滑动半轮13、出力轴14、出力固定半轮15、出力滑动半轮16、推力装置17、电控装置18、及齿轮箱19。而出力固定半轮15与出力轴14的间隙可充填有润滑液(未附图)。
入力轴11用以输入旋转动力至电控皮带式无段变速系统1中，在本实施形态中，入力轴11可与例如为内燃机引擎或电动马达的动力单元2相连接，以通过动力单元2提供的动力而旋转。
入力固定半轮12固定支承于入力轴11上，以随着于入力轴11的旋转而进行同步旋转，而为了提高组装的便利性，入力固定半轮12的轮心区域可设有入力固定半轮凸毂120，以通过入力固定半轮凸毂120固定支承于入力轴11上。
入力滑动半轮13以可沿着入力轴11的轴向进行滑动，且可随着入力轴11进行同步旋转的方式设置于入力轴11上。当入力固定半轮12设置有入力固定半轮凸毂120时，入力滑动半轮13则可对应套装于入力固定半轮凸毂120上，由此以可沿着入力轴11的轴向进行滑动的方式支承于入力轴11上。
出力轴14用以将入力轴11输入的旋转动力进一步输出至外部的负载单元(未图示)上。在本实施形态中，负载单元可例如为车轮或发电机。而为了因应不同的实施需求，出力轴14可选择通过用以放大扭力的传动齿轮组190、191及传动轴192，将所述的旋转动力进一步输出至外部的负载单元。实际实施时，传动齿轮组190、191及传动轴192，可一并整合于齿轮箱19中。当然，出力轴14也可依据成本考量选择不通过传动齿轮组190、191及传动轴192而直接连接至所述的外部负载单元。
出力固定半轮15固定支承于出力轴14。同样地，为了提高组装的便利性，出力固定半轮15的轮心区域也可设有出力固定半轮凸毂150，以通过出力固定半轮凸毂150固定支承于出力轴14上。
出力滑动半轮16以可沿着出力轴14的轴向进行滑动，且可随着出力轴14进行同步旋转的方式设置于出力轴14上。当出力固定半轮15的轮心区域设置有出力固定半轮凸毂150时，出力滑动半轮16则可对应套装于出力固定半轮凸毂150上，由此以可沿着出力轴14的轴向进行滑动的方式支承于出力轴14上。
推力装置17设置于出力轴14上，用以朝向出力固定半轮15持续地施加作用力予出力滑动半轮16，以使出力滑动半轮16与出力固定半轮15能以相对的V形斜面，协力夹持住V形传动皮带10的出力端10b于其间。在本实施形态中，出力滑动半轮16还可包含凸轮槽160(如图2A所示位置及图1C所示形状)，且推力装置17也可包含设置于出力轴14上的推力承座170、设置于推力承座170并用以持续地施予朝向出力固定半轮15的作用力予出力滑动半轮16的压缩弹簧171、及与凸轮槽160相作用的凸轮销172，以形成一完整的扭力凸轮机构功能，如图1D所示，以使传动皮带10的出力端10b稳定地被出力滑动半轮16与出力固定半轮15牢固夹持，可避免传动皮带打滑现象发生。实际实施时，通过凸轮销172及凸轮槽160的相互搭配，本发明的电控皮带式无段变速系统1即可抵销掉急剧的负载变化所产生的扭力冲击，由此避免扭力冲击造成的结构损害与意外状况，令传动皮带10的出力端10b得以随时被出力滑动半轮16与出力固定半轮15稳定地夹持住，有效降低安全风险。
电控装置18用以依据控制信号施予对应的作用力予入力滑动半轮13，以通过该控制信号，使入力滑动半轮13与入力固定半轮12以不同的夹持方式，通过入力滑动半轮13与入力固定半轮12相对的V形斜面，协力夹持或完全松开V形传动皮带10的入力端10a于其间。在本实施形态中，入力滑动半轮13可包含推力轴承130，而电控装置18可包含电动马达180、蜗杆181、蜗齿轮182、减速齿轮组183、184，及螺旋齿轮组185，其中，电动马达180依据接收到的控制信号而通过蜗杆181、蜗齿轮182、及减速齿轮组183、184的交互作动来带动螺旋齿轮组185进行运动，螺旋齿轮组185带动入力滑动半轮13作轴向运动，以通过螺旋齿轮组185施力于推力轴承130，进而施予对应的作用力予入力滑动半轮13，由此，即可主动地让入力滑动半轮13与入力固定半轮12以具有不同的间隔距离的方式来对传动皮带10的入力端10a进行夹持，或者完全松开传动皮带10的入力端10a。
在入力轴11与出力轴14的转速比相同的一般运转状态下，旋转的入力轴11会同步带动入力固定半轮12及入力滑动半轮13进行旋转，而由于入力固定半轮12及入力滑动半轮13以其相对的V形斜面夹持住传动皮带10的入力端10a两侧的V形侧面，且出力固定半轮15及出力滑动半轮16也以其相对的V形斜面夹持住传动皮带10的出力端10b两侧的V形侧面，所以出力轴14、出力固定半轮15、及出力滑动半轮16，也会随着入力轴11的旋转而进行同步旋转，进而让外部的负载单元得以从出力轴14获得旋转动力；而当电控装置18施予的作用力与推力装置17施予的作用力达成平衡，传动皮带10的入力端10a与入力轴11的间隔距离，可和传动皮带10的出力端10b与出力轴14的间隔距离趋近于相同。
如图1B所示，当电控装置18接收到的控制信号为增速命令时，电控装置18即会开始进行提高转速比的作动，亦即施予第一作用力F1予入力滑动半轮13，此时螺旋齿轮组185带动入力滑动半轮13往入力固定半轮12的方向作轴向运动以使入力滑动半轮13与入力固定半轮12的间隔距离逐步缩小，进而将传动皮带10的入力端10a逐步向上推移，渐渐地被夹持于靠近入力滑动半轮13与入力固定半轮12的外缘区域间。在此过程中，由于传动皮带10的入力端10a逐步地被夹持于靠近入力滑动半轮13与入力固定半轮12的区域间，而传动皮带10的出力端10b，则会相应地向上推移靠近出力轴14的轴心，渐渐往被夹持在靠近出力滑动半轮16与出力固定半轮15的轮心区域间的位置移动，换言之，当电控装置18接收到的控制信号为增速命令时，传动皮带10的整体位置会逐步地向上推移，亦即传动皮带10的入力端10a与入力轴11的间隔距离会比一般运转状态时有所增加，而传动皮带10的出力端10b与出力轴14的间隔距离则会比一般运转状态时有所减少，此际，出力轴14的旋转速度即会相应地增加，大于入力轴11的旋转速度，进而提高负载单元的运转速度。另外，由于本发明的电控皮带式无段变速系统1可在此过程中同时夹持住传动皮带10的两端，因此可维持住传动皮带10的张力，使传动皮带10不会发生松弛或脱落。又，当电控装置18施予的作用力与推力装置17施予的作用力达成平衡时，就代表转速比增加完成，且传动皮带10的整体位置已对应地往上推移。而传动皮带10的整体位置往上推移的极限，即可视为所谓的最大变速比临界位置。
其次，如图2B所示，当电控装置18接收到的控制信号为减速命令时，电控装置18开始进行降低转速比的作动，亦即会施予一个较第一作用力F1小的第二作用力F2予入力滑动半轮13，此时，螺旋齿轮组185带动入力滑动半轮13离开入力固定半轮12的方向作轴向运动，以使入力滑动半轮13与入力固定半轮12的间隔距离逐渐增加，进而将传动皮带10的入力端10a逐渐地向下推移，渐渐往被夹持于靠近入力滑动半轮13与入力固定半轮12的轮心区域间的位置移动。而在此过程中，由于传动皮带10的入力端10a被夹持于靠近入力滑动半轮13与入力固定半轮12的轮心区域间，所以传动皮带的出力端10b，则会相应地向下推移远离出力轴14的轴心，逐渐被夹持在靠近出力滑动半轮16与出力固定半轮15的区域间，换言之，当电控装置18接收到的控制信号为减速命令时，传动皮带10的整体位置会逐渐地向下推移，亦即，传动皮带10的入力端10a与入力轴11的间隔距离会比一般运转状态时有所减少，而传动皮带10的出力端10b与出力轴14的间隔距离则会比一般运转状态时有所增加，此时，出力轴14的旋转速度即会相应地减少，较入力轴11的旋转速度为低，进而降低负载单元的运转速度。另外，由于电控皮带式无段变速系统1可于此过程中同时夹持住传动皮带10的两端，因此可维持住传动皮带10的张力，使传动皮带10不致发生松弛或脱落。又，电控装置18施予的作用力与推力装置17施予的作用力达成平衡时，就代表转速比降低完成，且传动皮带10的整体位置已对应地往下推移，而传动皮带10的整体位置往下推移的极限，即可视为所谓的所谓的最小变速比临界位置。
再者，如图3所绘示，当电控装置18接收到的控制信号为动力分离命令时，电控装置18即会开始中断动力传输的作动，亦即可施予一反向于第一作用力F1及第二作用力F2的第三作用力F3予入力滑动半轮13，此时，螺旋齿轮组185带动入力滑动半轮13离开入力固定半轮12的方向作轴向运动，以使入力滑动半轮13与入力固定半轮12完全松开传动皮带10的入力端10a，而传动皮带10的入力端10a朝入力轴11移动，亦即，入力滑动半轮13或入力固定半轮12与传动皮带10以具有间隙G的形式，此时，传动皮带10的出力端10b，则仍然被出力滑动半轮16与出力固定半轮15夹持在靠近出力滑动半轮16与出力固定半轮15的区域间。
具体来说，将图3所绘示的状态相较于图2B所绘示的状态即可得知，在电控装置18接收到动力分离命令时的入力滑动半轮13与入力固定半轮12的间隔距离，会比当电控装置18接收到减速命令时的入力滑动半轮13与入力固定半轮12的间隔距离进一步的增加，以使传动皮带10与入力固定半轮12间出现间隙G，换言之，本发明可在传动皮带10的整体位置已达到所谓的最小变速比临界位置时，更进一步将入力滑动半轮13与入力固定半轮12的间隔距离扩大，此时，入力滑动半轮13与入力固定半轮12即不再夹持住传动皮带10的入力端10a，从而导致入力轴11所输入的旋转动力无法传递至出力轴14上，达到形同动力切断的效果。
再者，在动力切断的过程中，由于传动皮带10的出力端10b仍然被出力滑动半轮16与出力固定半轮15协力夹持住，故其旋转惯性仍会带动传动皮带10，所以容易使传动皮带10与入力滑动半轮13及入力固定半轮12间发生不良摩擦，增加传动皮带10损毁的机率。而为了避免此种情形的发生，电控装置18在接收到动力分离命令时，能快速地加宽入力滑动半轮13与入力固定半轮12的间隔距离，以减低传动皮带10与入力滑动半轮13及入力固定半轮12间发生不良摩擦的机率。更甚者，出力固定半轮15的出力固定半轮凸毂150上，更可设置有用以抵顶出力滑动半轮16的凸块150a，以作为出力滑动半轮16沿着出力轴14的轴向进行轴向滑动的极限位置，进一步再减低传动皮带10与入力滑动半轮13及入力固定半轮12间发生不良摩擦的机会。
另外，在动力切断的状态下，若电控装置18接收到为动力回复命令的控制信号，电控装置18即可再施予第四作用力(未图示)予入力滑动半轮13，进而在特定的时间(例如0.4～0.8秒)内，此时，螺旋齿轮组185又带动入力滑动半轮13往入力固定半轮12的方向作轴向运动，使入力滑动半轮13与入力固定半轮12平顺地将传动皮带10的入力端10a重新夹持住，使间隙G消失，换言之，传动皮带10的入力端10a又再度重新被以不具有间隙G的形式夹持于靠近入力滑动半轮13与入力固定半轮12的轮心区域间，亦即，传动皮带10的整体位置又重新回到所谓的最小变速比临界位置，进而顺畅地开始重新传输旋转动力至负载单元，达成形同动力回复的功效。故由于本发明可顺畅地重新开始传输旋转动力，所以，除了可避免传动皮带10、入力滑动半轮13及入力固定半轮12在动力回复的过程中发生不当的磨耗，更能有效减低动力回复的过程中原本应伴随的扭力冲击与突发性震动。
接着，请再参阅图4所绘示的剖面及应用示意图，以了解本发明的电控皮带式无段变速系统的第二实施形态。如图所示，电控皮带式无段变速系统1’包括传动皮带10、入力轴11、入力固定半轮12、入力滑动半轮13、出力轴14、出力固定半轮15、出力滑动半轮16、推力装置17、电控装置18及齿轮箱19。
本实施形态与前述第一实施形态的主要结构差异，在于推力装置17与电控装置18的配置方式、入力固定半轮12与入力滑动半轮13的设置位置，以及出力固定半轮15与出力滑动半轮16的设置位置，其中，推力装置17仍然可为弹簧扭力凸轮机构，用以施加推力给入力滑动半轮13，并使得入力固定半轮12与入力滑动半轮13在承受负载端很大的扭力变化时，仍然能保持在接触皮带的状态。而本实施形态的增速、减速、动力分离及动力回复等作动方式，则皆与前述第一实施形态相似，其差别仅在于本实施形态持续地令入力固定半轮12与入力滑动半轮13夹持住传动皮带10的入力端10a，并主动地改变出力固定半轮15与出力滑动半轮16的间隔距离，以令出力固定半轮15与出力滑动半轮16协力夹持或完全松开传动皮带10的出力端10b。以下将仅针对本实施形态与前述第一实施形态的主要差异处进行说明。
具体来说，在本实施形态中，入力固定半轮12与入力滑动半轮13的设置位置，及出力固定半轮15与出力滑动半轮16的设置位置，与前述第一实施形态左右相反。同时，在本实施形态中，推力装置17设置于入力轴11上，而非设置于出力轴14上，亦即，推力装置17用以持续地施予朝向入力固定半轮12的作用力予入力滑动半轮13，以使入力滑动半轮13与入力固定半轮12协力夹持传动皮带10的入力端10a于其间。相对地，在本实施形态中，电控装置18则设置于出力轴14端，非设置于入力轴11端，以依据控制信号施予对应的作用力予出力滑动半轮16，以使出力滑动半轮16与出力固定半轮15以不同的夹持方式协力夹持住传动皮带10的出力端10b于其间，或者完全松开传动皮带10的出力端10b。
实际实施时，本实施形态可设计有动力控制单元5及整车控制单元4以连接动力单元2与电控装置18，而整车控制单元4则可据此发送不同的控制信号至电控装置18，以令电控装置18对出力滑动半轮16进行相对应的控制，由此改变出力滑动半轮16与出力固定半轮15的间隔距离，以进行如同前述第一实施形态所述的增速、减速、动力分离、及动力回复的操作。
又，本实施形态中的齿轮箱19也可随着不同的设计需求而予以去除，以将出力轴14直接连接至负载单元3上。当然，本实施形态中的整车控制单元4及动力控制单元5，也可应用于前述的第一实施形态中。
另外，由于本实施形态是通过电控装置18主动地对出力滑动半轮16进行操控，因此，在本实施形态中，入力固定半轮12的入力固定半轮凸毂120上可形成有用以抵顶入力滑动半轮13的凸块120a，以作为入力滑动半轮13沿着入力轴11的轴向朝入力固定半轮12进行滑动的极限位置。
最后，请再参阅图5所绘示的剖面及应用示意图，以了解本发明的电控皮带式无段变速系统的第三实施形态。如图所示，电控皮带式无段变速系统1”包括传动皮带10、入力轴11、入力固定半轮12、入力滑动半轮13、出力轴14、出力固定半轮15、出力滑动半轮16、第一电控装置18a、第二电控装置18b、及齿轮箱19。
本实施形态与前述第一实施形态的差别，在于本实施形态是通过第一电控装置18a取代了第一实施形态中的推力装置17，以构成一种双电控装置的皮带式无段变速系统设计，其中，本图示没有显示推力装置17中用以承受负载端急遽扭力变化所需的扭力凸轮机构，仅显示第二电控装置18b以替代一般推力装置17其中的弹簧机构，但在实施上，仍然可具备此种扭力凸轮机构，而本实施形态的细部结构特征与详细的作动方式，则皆与前述的第一实施形态相似，故不再予以赘述。
为了因应此种双电控装置的设置，在本实施形态中，出力滑动半轮16可包含第一推力轴承，而第一电控装置18a可包含第一电动马达、第一蜗杆、第一蜗齿轮、第一减速齿轮组、及第一螺旋齿轮组，其中，第一电动马达通过第一蜗杆、第一蜗齿轮、及第一减速齿轮组的交互作动来带动第一螺旋齿轮组，以通过第一螺旋齿轮组施力于第一推力轴承，进而持续地施予作用力予出力滑动半轮16。相应地，入力滑动半轮13可包含第二推力轴承，而第二电控装置18b可包含第二电动马达、第二蜗杆、第二蜗齿轮、第二减速齿轮组、及第二螺旋齿轮组，其中，第二电动马达依据接收到的控制信号而通过第二蜗杆、第二蜗齿轮、及第二减速齿轮组的交互作动来带动第二螺旋齿轮组，以通过第二螺旋齿轮组施力于第二推力轴承，进而施予对应于控制信号的作用力予入力滑动半轮13，进而完成如同第一实施形态所述的转速比变更操作。
综上所述，本发明的电控皮带式无段变速系统，可在不需使用离心块及离合器的前提下，选择性地对入力滑动半轮或出力滑动半轮进行操控，以主动地改变入力滑动半轮与入力固定半轮的间隔距离，或者主动地改变出力滑动半轮与出力固定半轮的间隔距离，进而使传动皮带在任何的动力传输状态下，皆能被稳定地予以夹持，由此在供使用者于依据车况自主性地进行转速比变更的同时，一并避免皮带与皮带轮不良接触而跳动以及扭力冲击造成的结构损害与意外状况。
再者，通过可对入力滑动半轮或出力滑动半轮进行主动操控的特性，本发明的电控皮带式无段变速系统还可主动地、快速地使传动皮带与入力滑动半轮间，或主动地、快速地使传动皮带与出力滑动半轮间存有一定的间隙，进而在不会发生不当摩擦的前提下，达到如同动力切断的效果。
而且，本发明的电控皮带式无段变速系统更可在特定的时间内主动地令入力滑动半轮或出力滑动半轮再度以不具有间隙的方式重新夹持住传动皮带的入力端或出力端，遂于不会发生扭力冲击与突发性的震动的前提下，达成如同动力回复的效果。
因此，相比较于传统的以离心块进行转速比变更的变速系统，或相比较于传统以电动马达及离合器提供动力切断与动力回复的变速系统，本发明实具有节省空间、降低成本及简化组装复杂度的功效。
上述实施形态仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此项技术的人士均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施形态进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如后述的权利要求所列。
Claims (27)
1.一种电控皮带式无段变速系统，包括：
传动皮带，包括入力端与出力端；
入力轴，用以输入旋转动力；
入力固定半轮，固定支承于该入力轴；
入力滑动半轮，以沿着该入力轴的轴向进行滑动且随着该入力轴同步旋转的方式设置于该入力轴上；
出力轴，用以输出该旋转动力至外部负载单元；
出力固定半轮，固定支承于该出力轴；
出力滑动半轮，以沿着该出力轴的轴向进行滑动且随着该出力轴同步旋转的方式设置于该出力轴上；
推力装置，设置于该出力轴上，用以朝向该出力固定半轮持续地施加作用力予该出力滑动半轮，以使该出力滑动半轮与该出力固定半轮协力夹持该传动皮带的出力端；以及
电控装置，用以依据控制信号施予对应的作用力予该入力滑动半轮，以使该入力滑动半轮与该入力固定半轮协力夹持或完全松开该传动皮带的入力端。
2.如权利要求1所述的电控皮带式无段变速系统，其中，当该控制信号为增速命令时，该电控装置施予第一作用力予该入力滑动半轮，使该入力滑动半轮与该入力固定半轮将该传动皮带的入力端夹持于靠近该入力滑动半轮与该入力固定半轮的区域间，并使该传动皮带的出力端被该出力滑动半轮与该出力固定半轮协力夹持在靠近该出力滑动半轮与该出力固定半轮的轮心区域间。
3.如权利要求1所述的电控皮带式无段变速系统，其中，当该控制信号为减速命令时，该电控装置施予第二作用力予该入力滑动半轮，以使该入力滑动半轮与该入力固定半轮将该传动皮带的入力端夹持于靠近该入力滑动半轮与该入力固定半轮的轮心区域间，并使该传动皮带的出力端被该出力滑动半轮与该出力固定半轮协力夹持在靠近该出力滑动半轮与该出力固定半轮的区域间。
4.如权利要求1所述的电控皮带式无段变速系统，其中，当该控制信号为动力分离命令时，该电控装置施予第三作用力予该入力滑动半轮，使该入力滑动半轮与该入力固定半轮完全松开该传动皮带，而该传动皮带的入力端朝该入力轴移动，并使该传动皮带的出力端被该出力滑动半轮与该出力固定半轮协力夹持在靠近该出力滑动半轮与该出力固定半轮的区域间；而当该控制信号为动力回复命令时，该电控装置施予第四作用力予该入力滑动半轮，进而使该入力滑动半轮与该入力固定半轮于特定的时间内将该传动皮带的入力端重新协力夹持于靠近该入力滑动半轮与该入力固定半轮的轮心区域间。
5.如权利要求1所述的电控皮带式无段变速系统，其中，该入力固定半轮的轮心区域设有入力固定半轮凸毂，以通过该入力固定半轮凸毂固定支承于该入力轴上，而该入力滑动半轮则套装于该入力固定半轮凸毂上，以沿着该入力轴的轴向滑动的方式支承于该入力轴；而该出力固定半轮的轮心区域设有出力固定半轮凸毂，以通过该出力固定半轮凸毂固定支承于该出力轴上，而该出力滑动半轮则套装于该出力固定半轮凸毂上，以沿着该出力轴的轴向滑动的方式支承于该出力轴。
6.如权利要求5所述的电控皮带式无段变速系统，其中，该出力固定半轮的出力固定半轮凸毂上具有用以抵顶该出力滑动半轮的凸块，以作为该出力滑动半轮沿着该出力轴的轴向朝该出力固定半轮进行滑动的极限位置。
7.如权利要求1所述的电控皮带式无段变速系统，其中，该出力滑动半轮包含凸轮槽，而该推力装置包含设置于该出力轴上的推力承座、设置于该推力承座并用以持续地施予朝向该出力固定半轮的作用力予该出力滑动半轮的压缩弹簧、及与凸轮槽相作用的凸轮销，以使该传动皮带的出力端稳定地被该出力滑动半轮与该出力固定半轮牢固夹持，可避免传动皮带打滑现象发生。
8.如权利要求1所述的电控皮带式无段变速系统，其中，该入力滑动半轮包含推力轴承，而该电控装置包含电动马达、蜗杆、蜗齿轮、减速齿轮组、及螺旋齿轮组，其中，该电动马达依据该控制信号而通过该蜗杆、该蜗齿轮、及该减速齿轮组带动该螺旋齿轮组作轴向运动，以通过该螺旋齿轮组施力于该推力轴承，进而施予对应的作用力予该入力滑动半轮。
9.如权利要求1所述的电控皮带式无段变速系统，其中，该出力轴通过用以放大扭力的传动齿轮组及传动轴输出该旋转动力至该外部负载单元。
10.一种电控皮带式无段变速系统，包括：
传动皮带，包括入力端与出力端；
入力轴，用以输入旋转动力；
入力固定半轮，固定支承于该入力轴；
入力滑动半轮，以沿着该入力轴的轴向进行滑动且随着该入力轴同步旋转的方式设置于该入力轴上；
出力轴，用以输出该旋转动力至外部负载单元；
出力固定半轮，固定支承于该出力轴；
出力滑动半轮，以沿着该出力轴的轴向进行滑动且随着该出力轴同步旋转的方式设置于该出力轴上；
推力装置，设置于该入力轴上，用以朝向该入力固定半轮持续地施加作用力予该入力滑动半轮，以使该入力滑动半轮与该入力固定半轮协力夹持该传动皮带的入力端；以及
电控装置，用以依据控制信号施予对应的作用力予该出力滑动半轮，以使该出力滑动半轮与该出力固定半轮协力夹持或完全松开该传动皮带的出力端。
11.如权利要求10所述的电控皮带式无段变速系统，其中，当该控制信号为增速命令时，该电控装置施予第一作用力予该出力滑动半轮，使该出力滑动半轮与该出力固定半轮将该传动皮带的出力端夹持于靠近该出力滑动半轮与该出力固定半轮的区域间，并使该传动皮带的入力端被该入力滑动半轮与该入力固定半轮协力夹持在靠近该入力滑动半轮与该入力固定半轮的轮心区域间。
12.如权利要求10所述的电控皮带式无段变速系统，其中，当该控制信号为减速命令时，该电控装置施予第二作用力予该出力滑动半轮，使该出力滑动半轮与该出力固定半轮将该传动皮带的出力端夹持于靠近该出力滑动半轮与该出力固定半轮的轮心区域间，并使该传动皮带的入力端被该入力滑动半轮与该入力固定半轮协力夹持在靠近该入力滑动半轮与该入力固定半轮的区域间。
13.如权利要求10所述的电控皮带式无段变速系统，其中，当该控制信号为动力分离命令时，该电控装置施予第三作用力予该出力滑动半轮，使该出力滑动半轮与该出力固定半轮完全松开该传动皮带，而该传动皮带的出力端朝该出力轴移动，并使该传动皮带的入力端被该入力滑动半轮与该入力固定半轮协力夹持在靠近该入力滑动半轮与该入力固定半轮的区域间；而当该控制信号为动力回复命令时，该电控装置施予第四作用力予该出力滑动半轮，进而使该出力滑动半轮与该出力固定半轮于特定的时间内将该传动皮带的出力端重新协力夹持于靠近该出力滑动半轮与该出力固定半轮的轮心区域间。
14.如权利要求10所述的电控皮带式无段变速系统，其中，该入力固定半轮的轮心区域设有入力固定半轮凸毂，以通过该入力固定半轮凸毂固定支承于该入力轴上，而该入力滑动半轮则套装于该入力固定半轮凸毂上，以沿着该入力轴的轴向以滑动的方式支承于该入力轴；以及该出力固定半轮的轮心区域设有出力固定半轮凸毂，以通过该出力固定半轮凸毂固定支承于该出力轴上，而该出力滑动半轮则套装于该出力固定半轮凸毂上，以沿着该出力轴的轴向以滑动的方式支承于该出力轴。
15.如权利要求14所述的电控皮带式无段变速系统，其中，该入力固定半轮的入力固定半轮凸毂上具有用以抵顶该入力滑动半轮的凸块，以作为该入力滑动半轮沿着该入力轴的轴向朝该入力固定半轮进行滑动的极限位置。
16.如权利要求10所述的电控皮带式无段变速系统，其中，该入力滑动半轮包含凸轮槽，而该推力装置包含设置于该入力轴上的推力承座、设置于该推力承座并用以持续地施予朝向该入力固定半轮的作用力予该入力滑动半轮的压缩弹簧、及与凸轮槽相作用的凸轮销，以使该传动皮带的入力端稳定地被该入力滑动半轮与该入力固定半轮牢固夹持，可避免传动皮带打滑现象发生。
17.如权利要求10所述的电控皮带式无段变速系统，其中，该出力滑动半轮包含推力轴承，而该电控装置包含电动马达、蜗杆、蜗齿轮、减速齿轮组、及螺旋齿轮组，其中，该电动马达依据该控制信号而通过该蜗杆、该蜗齿轮、及该减速齿轮组带动该螺旋齿轮组作轴向运动，以通过该螺旋齿轮组施力于该推力轴承，进而施予对应的作用力予该出力滑动半轮。
18.如权利要求10所述的电控皮带式无段变速系统，其中，该出力轴通过用以放大扭力的传动齿轮组及传动轴输出该旋转动力至该外部负载单元。
19.一种电控皮带式无段变速系统，包括：
传动皮带，包括入力端与出力端；
入力轴，用以输入旋转动力；
入力固定半轮，固定支承于该入力轴；
入力滑动半轮，以沿着该入力轴的轴向进行滑动且随着该入力轴同步旋转的方式设置于该入力轴上；
出力轴，用以输出该旋转动力至外部负载单元；
出力固定半轮，固定支承于该出力轴；
出力滑动半轮，以沿着该出力轴的轴向进行滑动且可随着该出力轴同步旋转的方式设置于该出力轴上；
第一电控装置，设置于该出力轴上，用以朝向该出力固定半轮持续地施加作用力予该出力滑动半轮，以使该出力滑动半轮与该出力固定半轮协力夹持该传动皮带的出力端；以及
第二电控装置，用以依据控制信号施予对应的作用力予该入力滑动半轮，以使该入力滑动半轮与该入力固定半轮协力夹持或完全松开该传动皮带的入力端。
20.如权利要求19所述的电控皮带式无段变速系统，其中，当该控制信号为增速命令时，该第二电控装置施予第一作用力予该入力滑动半轮，使该入力滑动半轮与该入力固定半轮将该传动皮带的入力端夹持于靠近该入力滑动半轮与该入力固定半轮的区域间，且该第一电控装置使该传动皮带的出力端被该出力滑动半轮与该出力固定半轮协力夹持在靠近该出力滑动半轮与该出力固定半轮的轮心区域间。
21.如权利要求19所述的电控皮带式无段变速系统，其中，当该控制信号为减速命令时，该第二电控装置施予第二作用力予该入力滑动半轮，以使该入力滑动半轮与该入力固定半轮将该传动皮带的入力端夹持于靠近该入力滑动半轮与该入力固定半轮的轮心区域间，且该第一电控装置使该传动皮带的出力端被该出力滑动半轮与该出力固定半轮协力夹持在靠近该出力滑动半轮与该出力固定半轮的区域间。
22.如权利要求19所述的电控皮带式无段变速系统，其中，当该控制信号为动力分离命令时，该第二电控装置施予第三作用力予该入力滑动半轮，以使该入力滑动半轮与该入力固定半轮完全松开该传动皮带，而该传动皮带的入力端朝该入力轴移动，且该第一电控装置使该传动皮带的出力端被该出力滑动半轮与该出力固定半轮协力夹持在靠近该出力滑动半轮与该出力固定半轮的区域间；而当该控制信号为动力回复命令时，该第二电控装置施予第四作用力予该入力滑动半轮，进而使该入力滑动半轮与该入力固定半轮于特定的时间内将该传动皮带的入力端重新协力夹持于靠近该入力滑动半轮与该入力固定半轮的轮心区域间。
23.如权利要求19所述的电控皮带式无段变速系统，其中，该入力固定半轮的轮心区域设有入力固定半轮凸毂，以通过该入力固定半轮凸毂固定支承于该入力轴上，而该入力滑动半轮则套装于该入力固定半轮凸毂上，以沿着该入力轴的轴向滑动的方式支承于该入力轴；而该出力固定半轮的轮心区域设有出力固定半轮凸毂，以通过该出力固定半轮凸毂固定支承于该出力轴上，而该出力滑动半轮则套装于该出力固定半轮凸毂上，以沿着该出力轴的轴向滑动的方式支承于该出力轴。
24.如权利要求23所述的电控皮带式无段变速系统，其中，该出力固定半轮的出力固定半轮凸毂上具有用以抵顶该出力滑动半轮的凸块，以作为该出力滑动半轮沿着该出力轴的轴向朝该出力固定半轮进行滑动的极限位置。
25.如权利要求19所述的电控皮带式无段变速系统，其中，该出力滑动半轮包含第一推力轴承，而该第一电控装置包含第一电动马达、第一蜗杆、第一蜗齿轮、第一减速齿轮组、及第一螺旋齿轮组，其中，该第一电动马达通过该第一蜗杆、该第一蜗齿轮、及该第一减速齿轮组带动该第一螺旋齿轮组作轴向运动，以通过该第一螺旋齿轮组施力于该第一推力轴承，进而朝向该出力固定半轮持续地施加作用力予该出力滑动半轮。
26.如权利要求19所述的电控皮带式无段变速系统，其中，该入力滑动半轮包含第二推力轴承，而该第二电控装置包含第二电动马达、第二蜗杆、第二蜗齿轮、第二减速齿轮组、及第二螺旋齿轮组，其中，该第二电动马达依据该控制信号而通过该第二蜗杆、该第二蜗齿轮、及该第二减速齿轮组带动该第二螺旋齿轮组，以通过该第二螺旋齿轮组施力于该第二推力轴承，进而施予对应的作用力予该入力滑动半轮。
27.如权利要求21所述的电控皮带式无段变速系统，其中，该出力轴通过用以放大扭力的传动齿轮组及传动轴输出该旋转动力至该外部负载单元。
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