CN106337929A - 多模式无段变速机构的控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明关于一种多模式无段变速机构的控制装置，多模式无段变速机构包括：一入力轴及一驱动盘组，驱动盘组包括一驱动盘、一滑动驱动盘、一不动压板、复数驱动组件以及一具有复数凸出部的可动压板；控制装置包括：一切换模块、一油门开度感知器、一油门位置侦测器以及一电子控制单元。通过侦测该机车的油门开度变化率或油门开度位置达到一预定条件时，可自动改变该可动压板的轴向位置，以因应不同的道路状况。

Description

多模式无段变速机构的控制装置

技术领域

本发明关于一种多模式无段变速机构的控制装置，尤指一种适用于机车的多模式无段变速机构的控制装置。

背景技术

对于一般车辆而言，若该车辆采用无段变速方式驱动，则于该车辆内必会组设有一无段变速机构。一般现有的机械式V型皮带无段变速结构，多是利用调整如滚珠配重、传动盘弹簧的弹簧力等参数，来达到所需的特定变速模式，因此，仅能设定单一变速模式。

因应需求的增加，目前已有多模式无段变速机构，如申请人即三阳工业股份有限公司所申请的中国台湾专利公开第201447142号专利案，其所揭示的多模式无段变速机构即具有多段式的功能，但其变速模式的主要控制方式仍通过骑乘者直接手控操作，依当时的路况选择是一般模式或是加油模式，作一切换的动作。若骑乘者于骑乘时，无暇操控，当引擎处于省油模式下运作时，然而在需要急加速的场合，会有因无段变速机构处于省油模式下而无法完全发挥引擎的加速性能的状况发生。

随着电控系统发展，开发出电控式V型皮带无段变速结构，是直接将各个不同的变速模式设定于计算机中，以计算机直接控制，但由于此类系统需要复杂的计算机硬件及软件设定，才能够达到所需机能，成本自然相对提高许多。

例如中国台湾第I304460发明专利案所揭示的实施例，其是在一般机械式皮带无段变速器的架构下，使用马达提供推力给滑动驱动盘组。通过控制马达推动而输出两组不同模式的推力，来控制无段变速器的滑动驱动盘所受的力，达到滑动驱动盘位于不同的轴向位置，以获得两组变速特性。因该专利案的切换利用马达直接施力于滑动驱动盘，所需的推力较大，亦即马达所需的马力较大，故马达需大型，其所占空间及重量皆较大，对空间受限的机车而言，并非十分理想，尚有改善的空间。

发明内容

本发明的主要目的系在提供一种多模式无段变速机构的控制装置，俾能利用油门开度感知器侦测该机车的油门开度变化率或油门位置侦测器侦测该机车的油门开度位置，自动改变该可动压板的轴向位置，进而使多模式无段变速机构可在一般模式与加油模式之间作改变，以因应不同的道路状况。

本发明的另一目的系在提供一种多模式无段变速机构的控制装置，俾能利用切换模块的马达提供推力控制可动压板的轴向移动，相较于现有的直接施力于滑动驱动盘，本发明所需的推力较小，亦即马达所需的马力较小，故马达可小型化，其所占空间及重量皆较小，对机车的整体设计可节省空间与重量。

为达成上述目的，本发明的多模式无段变速机构的控制装置组设于具有一引擎的一机车上，多模式无段变速机构包括：一入力轴及一驱动盘组，驱动盘组包括一驱动盘、一滑动驱动盘、一不动压板、复数驱动组件以及一具有复数凸出部的可动压板；可动压板设置于不动压板的外侧，并同轴滑设于入力轴上；驱动盘以及不动压板同轴固设于入力轴上，滑动驱动盘位于驱动盘与不动压板之间，并同轴滑设于入力轴上，当入力轴旋转时，可促使复数驱动组件以其离心力而顶推滑动驱动盘沿入力轴作轴向滑动；且不动压板设有复数开槽，可动压板的每一凸出部可对应伸入每一开槽；

多模式无段变速机构的控制装置包括：一切换模块、一用以侦测机车油门开度变化率的油门开度感知器、一用以侦测机车油门开度的油门位置侦测器以及一电子控制单元。其中，切换模块与可动压板相连接，切换模块用以控制可动压板的轴向移动，改变可动压板的轴向位置，而多模式无段变速机构依可动压板的轴向位置而区分为一般模式及加油模式。另外，电子控制单元与切换模块、油门开度感知器及油门位置侦测器电连接。当该引擎处于发动状态且多模式无段变速机构位于一般模式，该油门开度变化率达一预定变化率或该油门开度达一预定开度时，切换模块则控制可动压板的轴向移动，使该多模式无段变速机构由一般模式改变为加油模式；

此外，当引擎处于发动状态且多模式无段变速机构位于加油模式，油门开度变化率小于该预定变化率或该油门开度小于该预定开度时，且维持一预定时间，切换模块则控制可动压板的轴向移动，使多模式无段变速机构由加油模式改变为一般模式。

上述的预定变化率可为160～200度/秒，预定开度可为70％～90％，预定时间可为3至5秒之间。

上述切换模块可包括一具有内螺牙的被驱动齿轮、一与被驱动齿轮相啮合的驱动齿轮、一与驱动齿轮相连接的马达以及一具有一外螺牙的套筒。其中，套筒套设于可动压板的一套设部，且通过外螺牙使套筒螺合于被驱动齿轮的内螺牙。

上述切换模块的作动原理为：通过马达带动驱动齿轮旋转进而带动被驱动齿轮旋转，被驱动齿轮通过内螺牙螺合于套筒的外螺牙，且被驱动齿轮于轴向上为固定不动，当被驱动齿轮旋转时可通过内、外螺牙的作用以驱动套筒做轴向位移，故通过套筒的移动即可带动可动压板于轴向上产生位移。

上述切换模块可采用马达、齿轮组及螺杆，将马达的旋转运动转换为轴向位移。除此之外，亦可采用杠杆，电磁阀，线性滑轨等机构达成。

另外，本发明可还包括一滚珠轴承套设于可动压板的套设部，并可邻接于切换模块的套筒的内环面，以使套筒不与可动压板一起旋转。

再者，前述的入力轴上可更套设一滚珠轴承邻接于切换模块的被驱动齿轮的内环面，以使被驱动齿轮不与入力轴一起旋转。

上述可动压板的每一凸出部的前端可连接一挡止块，复数驱动组件设置于滑动驱动盘与复数挡止块之间，每一挡止块再通过一连杆与不动压板相连。上述挡止块的二端可分别与可动压板的凸出部及连杆枢设连接，另连杆的二端则可分别与挡止块及不动压板枢设连接。藉此，挡止块、连杆、不动压板与可动压板四个构件可相互枢设连接，因而形成一四连杆机构，其中，仅可动压板通过切换模块而可轴向移动，亦即可动压板的的凸出部可轴向移动，进而可改变挡止块与驱动组件的接触位置及角度，达到具有不同变速模式的功能。

此外，上述复数开槽的数量可为四、六、八或其它数量。又，上述的复数驱动组件可为滚珠或滚柱之其一。

上述油门位置侦测器可为一开关或其它等效功能的机构，其设置于机车的一油门把手上，当油门把手转动使油门开度达该预定开度时触动该开关，促使切换模块控制可动压板的轴向移动，使多模式无段变速机构由一般模式改变为加油模式。

附图说明

图1系本发明一较佳实施例的多模式无段变速机构控制装置的系统架构图。

图2系本发明一较佳实施例的多模式无段变速机构控制装置的流程图。

图3A系本发明一较佳实施例的多模式无段变速机构控制装置的油门把手未旋转与开关示意图。

图3B系本发明一较佳实施例的多模式无段变速机构控制装置的油门把手旋转且碰触开关示意图。

图4系本发明第一较佳实施例的多模式无段变速机构的剖视图。

图5A系本发明第一较佳实施例的不动压板的平面图。

图5B系本发明第一较佳实施例的可动压板凸出部未插入不动压板的开槽的示意图。

图5C系本发明第一较佳实施例的可动压板凸出部插入不动压板的开槽的示意图。

图6系本发明第二较佳实施例的多模式无段变速机构的剖视图。

图7A系本发明第二较佳实施例的四连杆机构于模式一的驱动组件未顶推滑动驱动盘的示意图。

图7B系本发明第二较佳实施例的四连杆机构于模式一的驱动组件顶推滑动驱动盘的示意图。

图8A系本发明第二较佳实施例的四连杆机构于模式二的驱动组件未顶推滑动驱动盘的示意图。

图8B系本发明第二较佳实施例的四连杆机构于模式二的驱动组件顶推滑动驱动盘的示意图。

【符号说明】

1 入力轴 2 驱动盘组

21 驱动盘 22 滑动驱动盘

23 不动压板 231 开槽

24 驱动组件 25 可动压板

251 凸出部 252 套设部

3 驱动盘组 31 驱动盘

32 滑动驱动盘 33 不动压板

34 驱动组件 35 可动压板

351 凸出部 352 套设部

36 挡止块 37 连杆

5 切换模块 51 被驱动齿轮

511 内螺牙 52 驱动齿轮

53 马达 54 套筒

541 外螺牙 61 油门开度感知器

62 油门位置侦测器 621 开关

63 电子控制单元 65 油门把手

71 滚珠轴承 72 滚珠轴承

具体实施方式

为了便于本领域一般技术人员理解和实现本发明，现结合附图描绘本发明的实施例。

请参阅图1与图4，其分别为本发明一较佳实施例的多模式无段变速机构控制装置的系统架构图及本发明第一较佳实施例的多模式无段变速机构的剖视图。本实施例的多模式无段变速机构的控制装置组设于具有一引擎的一机车上，该多模式无段变速机构包括：一入力轴1及一驱动盘组2，该驱动盘组2包括一驱动盘21、一滑动驱动盘22、一不动压板23、复数驱动组件24以及一具有复数凸出部251的可动压板25，可动压板25设置于不动压板23的外侧，并同轴滑设于入力轴1上，驱动盘21以及不动压板23同轴固设于入力轴1上，滑动驱动盘22位于驱动盘21与不动压板23之间，并同轴滑设于入力轴1上，当入力轴1旋转时，可促使复数驱动组件24以其离心力而顶推滑动驱动盘22沿入力轴1作轴向滑动，不动压板23设有复数开槽231(示于图5A)，且每一凸出部251可对应伸入该每一开槽231。在本实施例中，驱动组件24为滚珠。

多模式无段变速机构的控制装置包括：一切换模块5、一油门开度感知器61、一油门位置侦测器62以及一电子控制单元63。其中，切换模块5与多模式无段变速机构的可动压板25相连接，用以控制可动压板25的轴向移动，改变可动压板25于入力轴1上的轴向位置，该多模式无段变速机构依该可动压板25的轴向位置而区分为一般模式及加油模式；油门开度感知器61用以侦测机车的油门开度变化率，油门位置侦测器62用以侦测机车的油门开度；电子控制单元63与切换模块5、油门开度感知器61及油门位置侦测器62电连接。

请参阅图2系本发明一较佳实施例的多模式无段变速机构控制装置的流程图，并请一并参阅图1与图4。多模式无段变速机构控制装置的控制原理系当引擎处于发动状态且多模式无段变速机构位于一般模式，油门开度变化率达一预定变化率或该油门开度达一预定开度时，切换模块5即启动，控制可动压板25的轴向移动，使多模式无段变速机构由一般模式改变为加油模式。

此外，当引擎处于发动状态且多模式无段变速机构位于加油模式，油门开度变化率小于一预定变化率或该油门开度小于该预定开度时，且维持一预定时间，该切换模块5即启动，控制可动压板25的轴向移动，使多模式无段变速机构由加油模式改变为一般模式。

在本实施例中，该预定变化率为180度/秒，该预定开度为90％，该预定时间为5秒。

请参阅图3A与图3B，其分别系本发明一较佳实施例的多模式无段变速机构控制装置的油门把手未旋转与开关示意图及油门把手旋转且碰触开关示意图，并请一并参阅图1与图4。在本实施例中，油门位置侦测器62为一开关621，其设置于机车的一油门把手65上，当油门把手65转动使油门开度达90％时，则会触动该开关621，促使切换模块5启动，控制该可动压板25的轴向移动，使该多模式无段变速机构由一般模式改变为加油模式。

请参阅图5A、5B及5C，其分别为本发明第一较佳实施例的不动压板的平面图、可动压板凸出部未插入及挿入不动压板的开槽的示意图。可动压板25的轴向移动原理系当可动压板25的复数凸出部251对应插入不动压板23的复数开槽231时，可动压板25的复数凸出部251轨道面凸出于不动压板23的轨道面，因不动压板23与可动压板25的凸出部251轨道面形状不相同，复数驱动组件24此时沿可动压板25的凸出部251轨道面作轴向相对运动，且不同轴向位置具有不同变速模式。本实施例将可动压板25设定有两轴向位置，故具有二段变速模式，即加油模式与一般模式。其中，当可动压板25的凸出部251未插入不动压板23的开槽231时，系属加油模式，如图5B所示；当可动压板25的凸出部251插入不动压板23的开槽231时，则属一般模式，如图5C所示。

在本实施例中，切换模块5包括：二滚珠轴承71,72、一具有内螺牙511的被驱动齿轮51、一与该被驱动齿轮51相啮合的驱动齿轮52、一与该驱动齿轮52相连接的马达53以及一具有一外螺牙541的套筒54。其中，套筒54套设于可动压板25的一套设部252，且通过该外螺牙541使套筒54螺合于被驱动齿轮51的内螺牙511。

此外，滚珠轴承72套设于可动压板25的套设部252，并邻接于套筒54的内环面，以使套筒54不与可动压板25一起旋转。另外，入力轴1上套设滚珠轴承71邻接于被驱动齿轮51的内环面，可使被驱动齿轮51不与入力轴1一起旋转。

本实施例的切换模块5的作动原理为：通过马达53带动驱动齿轮52旋转进而带动被驱动齿轮51旋转，被驱动齿轮51通过内螺牙511螺合于套筒54的外螺牙541，且被驱动齿轮52于轴向上为固定不动，当被驱动齿轮51旋转时可通过内螺牙511、外螺牙541的作用以驱动套筒54做轴向位移，故通过套筒54的移动即可带动可动压板25于轴向上产生位移。

本实施例通过利用油门开度感知器61侦测机车的油门开度变化率或油门位置侦测器62侦测机车的油门开度位置，可自动改变多模式无段变速机构的可动压板25的轴向位置，进而使多模式无段变速机构可在一般模式与加油模式之间作改变，以因应不同的道路状况。且因切换模块5的马达53提供推力直接控制可动压板25的轴向移动，相较于现有的直接施力于滑动驱动盘，本实施例所需的推力较小，亦即马达所需的马力较小，故马达可小型化，其所占空间及重量皆较小，对机车的整体设计可节省空间与重量。

请参阅图6系本发明第二较佳实施例的多模式无段变速机构的剖视图，本实施例与第一实施例的控制装置及切换模块5皆完全相同，仅二者的多模式无段变速机构有些许差异，本实施例的多模式无段变速机构采四连杆机构，亦即本实施例的多模式无段变速机构也组装于一机车上，包括：一入力轴1、一驱动盘组3、一切换模块5以及二滚珠轴承71,72。驱动盘组3包括：一驱动盘31、一滑动驱动盘32、一不动压板33、一可动压板35、以及复数挡止块36、复数连杆37及复数驱动组件34。

驱动盘31以及不动压板33同轴固设于入力轴1上，滑动驱动盘32位于驱动盘31与不动压板33之间，并同轴滑设于入力轴1上，复数驱动组件34设置于滑动驱动盘32与不动压板33之间。

不动压板33设有复数开孔(图未示)，可动压板35具有复数凸出部351，可动压板35设置于不动压板33的外侧，并同轴滑设于入力轴1上，可动压板35的每一凸出部351分别对应伸入不动压板33的每一开孔，且每一凸出部351的前端连接一挡止块36，复数驱动组件34设置于滑动驱动盘32与复数挡止块36之间，每一挡止块36再通过一连杆37与不动压板33相连，且可动压板35与切换模块5相连接，故切换模块5可控制可动压板35的轴向移动，进而改变可动压板35的轴向位置。

本实施例的四连杆机构的动作原理为：挡止块36的二端分别与可动压板35的凸出部351及连杆37枢设连接。另，连杆37的二端则分别与挡止块36及不动压板33枢设连接。因此，挡止块36、连杆37、不动压板33与可动压板35相互枢设连接形成一四连杆机构，仅有可动压板35可通过切换模块5的控制而轴向滑动，进而可使挡止块36与驱动组件34的接触位置及角度可变的。

本实施例的切换模块5包括：一具有内螺牙511的被驱动齿轮51、一与被驱动齿轮51相啮合的驱动齿轮52、一与驱动齿轮52相连接的马达53，以及一具有一外螺牙541的套筒54。此外，滚珠轴承72套设于可动压板35的套设部352，并邻接于套筒54的内环面，以使套筒54不与可动压板35一起旋转。另外，入力轴1上套设滚珠轴承71邻接于被驱动齿轮51的内环面，可使被驱动齿轮51不与入力轴1一起旋转，本实施例的切换模块5的连接关系与及作动原理与第一实施例完全相同。

请参阅图7A与图7B，其分别为本发明四连杆机构于模式一的驱动组件未顶推与顶推滑动驱动盘的示意图。其作用方式为：切换模块5的马达53控制套筒54滑移，进而带动可动压板35于轴向上产生位移，当可动压板35滑移至此一位置，使挡止块36呈垂直顶推驱动组件34时，此时表示复数驱动组件34可以较小的离心力，即可顶推滑动驱动盘32沿入力轴1作轴向滑动。

请参阅图8A与图8B，其分别为本发明四连杆机构于模式二的驱动组件未顶推与顶推滑动驱动盘的示意图。当可动压板35滑移至此一位置，使挡止块36呈倾斜推驱动组件34时，此时表示复数驱动组件34需用较大的离心力，方可顶推滑动驱动盘32沿入力轴1作轴向滑动。模式二与模式一相比较，可知仅需改变可动压板35的轴向位置，即可达成多段变速模式。

本实施例如同第一实施例，通过利用油门开度感知器61侦测机车的油门开度变化率或油门位置侦测器62侦测机车的油门开度位置，可自动改变多模式无段变速机构的可动压板35的轴向位置，进而使多模式无段变速机构可在一般模式与加油模式之间作改变，以因应不同的道路状况。且因切换模块5的马达53提供推力直接控制可动压板35的轴向移动，相较于现有的直接施力于滑动驱动盘，本实施例所需的推力较小，亦即马达所需的马力较小，故马达可小型化，其所占空间及重量皆较小，对机车的整体设计可节省空间与重量。

虽然通过实施例描绘了本发明，但本领域普通技术人员知道，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，就可使本发明有许多变形和变化，本发明的范围由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种多模式无段变速机构的控制装置，其特征在于，该控制装置组设于具有一引擎的一机车上，该多模式无段变速机构包括：一入力轴及一驱动盘组，该驱动盘组包括一驱动盘、一滑动驱动盘、一不动压板、复数驱动组件以及一具有复数凸出部的可动压板，该可动压板设置于该不动压板的外侧，并同轴滑设于该入力轴上，该驱动盘以及该不动压板同轴固设于该入力轴上，该滑动驱动盘位于该驱动盘与该不动压板之间，并同轴滑设于该入力轴上，当该入力轴旋转时，可促使该复数驱动组件以其离心力而顶推该滑动驱动盘沿该入力轴作轴向滑动，该不动压板设有复数开槽，该每一凸出部对应伸入该每一开槽，该控制装置包括：

一切换模块，与该可动压板相连接，用以控制该可动压板的轴向移动，该多模式无段变速机构依该可动压板的轴向位置而区分为一般模式及加油模式；

一油门开度感知器，用以侦测该机车的油门开度变化率；

一油门位置侦测器，用以侦测该机车的油门开度；以及

一电子控制单元，与该切换模块、该油门开度感知器及该油门位置侦测器电连接；

其中，当该引擎处于发动状态且该多模式无段变速机构位于一般模式，该油门开度变化率达一预定变化率或该油门开度达一预定开度时，该切换模块控制该可动压板的轴向移动，使该多模式无段变速机构由一般模式改变为加油模式。

2.如权利要求1所述的多模式无段变速机构的控制装置，其特征在于，该预定变化率为180度/秒，该预定开度为90％。

3.如权利要求1所述的多模式无段变速机构的控制装置，其特征在于，当该引擎处于发动状态且该多模式无段变速机构位于加油模式，该油门开度变化率小于该预定变化率或该油门开度小于该预定开度时，且维持一预定时间，该切换模块控制该可动压板的轴向移动，使该多模式无段变速机构由加油模式改变为一般模式。

4.如权利要求3所述的多模式无段变速机构的控制装置，其特征在于，该预定时间为5秒。

5.如权利要求1所述的多模式无段变速机构的控制装置，其特征在于，该切换模块包括一具有内螺牙的被驱动齿轮、一与该被驱动齿轮相啮合的驱动齿轮、一与该驱动齿轮相连接的马达以及一具有一外螺牙的套筒，该套筒套设于该可动压板的一套设部，且通过该外螺牙使该套筒螺合于该被驱动齿轮的内螺牙。

6.如权利要求5所述的多模式无段变速机构的控制装置，其特征在于，该切换模块还包括一滚珠轴承套设于该可动压板的该套设部，并邻接于该套筒的内环面，以使该套筒不与该可动压板一起旋转。

7.如权利要求5所述的多模式无段变速机构的控制装置，其特征在于，该切换模块还包括一滚珠轴承套设于该入力轴，并邻接于该被驱动齿轮的内环面，以使该被驱动齿轮不与该入力轴一起旋转。

8.如权利要求1所述的多模式无段变速机构的控制装置，其特征在于，该油门位置侦测器为一开关，设置于该机车的一油门把手上，当该油门把手转动使油门开度达该预定开度时，触动该开关，促使该切换模块控制该可动压板的轴向移动，使该多模式无段变速机构由一般模式改变为加油模式。

9.如权利要求1所述的多模式无段变速机构的控制装置，其特征在于，该每一凸出部的前端连接一挡止块，该每一挡止块再通过一连杆与该不动压板相连，该挡止块的二端分别与该凸出部及该连杆枢设连接，该连杆的二端分别与该挡止块及该不动压板枢设连接。

10.如权利要求9所述的多模式无段变速机构的控制装置，其特征在于，该挡止块、该连杆、该不动压板与该可动压板相互枢设连接形成一四连杆机构。