TWI487859B - Speed ​​Control and Automatic Control System of Stepless Speed ​​Regulator - Google Patents

Description

無段變速機之調速輪壓自動增減控制系統

本發明係涉及一種無段變速機之調速輪控制系統，特別是指一種能夠自動控制該調速從動輪側壓力增減狀態之創新系統架構設計者。

按，無段變速箱(簡稱CVT)為新一代的變速箱，可以在全部的速度範圍(指由低速至高速)內提供連續且無段的速度變化，產生輕快平順的行駛效果且達到更省油的優點；無段變速箱這項技術主要是利用動力滾輪(動力輸入碟與動力輸出碟)在轉動時，內側與外側所產生的速度差來作為其變速比。

無段變速機(簡稱CVT)應用於汽車上，原本就存在輸出扭矩相對較重或較輕狀態不斷改變的作動情形，故其設計上為了防止於重負載時產生嚴重滑動現象，因此係將其調速輪(亦稱為普利輪)之側壓力以一固定值狀態設定在適應於重負載狀態，以使其滑動失速問題能夠被維持在最小範圍內，而此一問題點並不存在於傳統齒輪箱結構上，概因傳統齒輪箱是藉由齒輪之間的凹凸齒相嚙合達到傳動，所以其運作上縱使處於重負載狀態仍無滑動之虞，且輕負載時幾乎可達到無磨損狀態，但反觀無段變速機則不然，當汽車處於長時間高速行駛狀態時(例如行駛於高速公路)，因無段變速機變得極為輕負載，若此時對其調速輪施加重壓，勢必導致額外的強大劇烈摩擦，進而造成嚴重的能源浪費，同時導致其調速輪與傳輸帶之間磨損劇增 、使用壽命大幅縮短等嚴重問題；反之，若無段變速機設計上是將調速輪的側壓力設定在適應於輕負載狀態，則在輕負載時其調速輪與傳輸帶之間的磨損雖可降至最低，但當汽車處於急速加速行駛狀態時(例如超車、爬坡加速等)，相對會因為調速輪的側壓力不足而導致傳輸帶發生嚴重滑動摩擦現象，如此一來，引擎動能將無法高效率地傳遞至輪胎，進而造成汽車急加速時失速難行，甚至因此導致汽車失控引發意外事故危險，且造成嚴重能源浪費的問題與缺弊。

綜合上述說明可以瞭解，習知無段變速機結構設計上將其調速輪側壓力設定在一固定值狀態的設計，無論其調速輪側壓力是設定在適應於重負載狀態或輕負載狀態，均存在顧此失彼、因一利而衍生一弊的缺憾之處，造成現有汽車的無段變速功能難以更進一步突破躍升的瓶頸窘態，實為有待相關業界再加以努力思索突破的重要技術課題。

有鑑於此，發明人本於多年從事相關產品之製造開發與設計經驗，針對上述之目標，詳加設計與審慎評估後，終得一確具實用性之本發明。

本發明之主要目的，係在提供一種無段變速機之調速輪壓自動增減控制系統，其所欲解決之問題點，係針對如何研發出一種更具理想實用性之新式無段變速機調速輪控制系統為目標加以思索創新突破；所述調速從動輪壓自動增減控制系統係藉以控制汽車用無段變速機所設調速從動 輪的側壓力增減狀態，而能改變該調速從動輪與其所組配傳輸帶之間的配合鬆緊度；本發明解決問題之技術特點，主要在於該調速從動輪壓自動增減控制系統包括：一增減壓驅動機構，設於調速從動輪相對應位置，該增減壓驅動機構包括有驅動部及受動部，該驅動部能夠帶動控制調速從動輪的側壓力增減狀態，該受動部係連結驅動部，受動部能夠依據預設的一外部控制訊息而命令該驅動部作動；一調控手段，藉以產生所述外部控制訊息；藉此創新獨特設計，使本發明對照先前技術而言，所述調速從動輪壓自動增減控制系統能夠通過調控手段產生外部控制訊息，以控制調速從動輪的側壓力增減狀態，俾可靈活因應無段變速機的輕重負載狀態調整該調速從動輪側壓力，進而達到大幅提升無段變速機重負載狀態傳輸力度、穩定性、加速安全性與降低無段變速機磨損等優點及實用進步性。

請參閱第1至3圖所示，係本發明無段變速機之調速輪壓自動增減控制系統之較佳實施例，惟此等實施例僅供說明之用，在專利申請上並不受此結構之限制；所述調速輪壓自動增減控制系統A係藉以控制一汽車用無段變速機所設調速從動輪10的側壓力增減狀態，而能改變該調速從動輪10與其所組配傳輸帶11之間的配合鬆緊度：該調速輪壓自動增減控制系統A包括下述構成： 一增減壓驅動機構20，設於調速從動輪10相對應位置，該增減壓驅動機構20包括有驅動部21以及受動部22，其中該驅動部21能夠帶動控制調速從動輪10的側壓力增減狀態，該受動部22係連結驅動部21，受動部22能夠依據預設的一外部控制訊息30而命令該驅動部21作動；一調控手段40，藉以產生所述外部控制訊息30。

其中，該增減壓驅動機構20中藉以帶動控制調速從動輪10側壓力增減狀態的驅動部21，係可採用空壓驅動、油壓驅動、電動驅動、電磁力驅動等任其中一種驅動型態。

其中，該增減壓驅動機構20的驅動部21對於調速從動輪10側壓力增減狀態的控制，更可包括暫時性鎖定該調速從動輪10的側壓力。

藉由上述系統架構設計，所述調速輪壓自動增減控制系統A實際應用上的使用作動情形如第2圖所示，圖中所示汽車用無段變速機係包括一調速從動輪10以及藉以通過傳輸帶11帶動該調速從動輪10之一調速主動輪12，而本發明所揭調速輪壓自動增減控制系統A所針對控制的對象僅限於調速從動輪10，此點是本發明特別界定與限定的；至於該調速輪壓自動增減控制系統A的運作時機如第2圖所示，當調速主動輪12為高速運轉狀態時，該端的傳輸帶11會因調速主動輪12的相對二錐狀盤面靠近而轉為較大徑迴繞狀態，如此而相對驅使調速從動輪10該端的傳輸帶11轉為較小徑迴繞狀態，形成大輪帶小輪的傳動關係，此狀態係為汽車的高速行駛模式，此狀態下，該調速從動輪10雖可藉由其原本內置的一壓力構件13(如螺旋彈簧)獲得一定程度的側壓力，但此時若汽車駕駛人須進一步再進行更大的加速動作(如超車、爬坡加速等情況)，則該調速從動輪10與傳輸帶11之間恐因夾迫力不足產生擦錯滑動現象而增添其磨耗，故此時透過該調速輪壓自動增減控制系統A的設置即可獲得一種益助作用與效果，亦即，該調速輪 壓自動增減控制系統A能夠透過一調控手段40(方式多種容於後文詳述)產生一外部控制訊息30，該外部控制訊息30能夠驅使增減壓驅動機構20的受動部22作動(如箭號L1所示)，該受動部22再連動驅動部21，進而增加調速從動輪10的側壓力，使得調速從動輪10與傳輸帶11之間能夠更加緊迫，藉此而能提昇無段變速機重負載狀態的傳輸力度、穩定性與加速安全性。

其中所述調控手段40可為多種實施態樣，茲分別說明如下：請配合參閱第4圖所示，該調控手段40可為透過資訊調控方式達成者，該資訊調控方式係取用汽車既有的扭矩輸出值資訊41，該扭矩輸出值資訊41包括油門與煞車的調整資訊、引擎爆炸壓力的偵測值資訊；復藉由一電子式判讀手段42判讀所述扭矩輸出值資訊41是否落入一預設值範圍，以產生所述外部控制訊息30。

請配合參閱第5圖所示，該調控手段40可為透過一滑差資訊精密追縱饋鎖法來達成，此法係將無段變速機的輸入軸與輸出軸轉速感應資訊43與變速比例感應資訊44均傳輸至一運算處理器45(如電腦或與電腦等效的電路裝置)，以運算得出該無段變速機動能傳遞時的真實滑差值，並由該運算處理器45設定一固定之微小滑差值範圍，據此微小滑差值範圍來產生所述外部控制訊息30，以增減控制調速從動輪的側壓力，將其真實滑差值追縱饋鎖而保持在所述微小滑差值範圍內。

請配合參閱第6圖所示，該調控手段40為透過一滑差資訊約略值追縱饋鎖法來達成，此法係將無段變速機的輸入軸轉速感應資訊461與輸出軸轉速感應資訊462傳輸至一運算處理器45B(如電腦或與電腦等效的電路裝置)，藉該運算處理器45B對該輸入軸與輸出軸的轉速值進行相 互比對，如二者差值變動超越預設的變動率範圍時，則產生能夠自動增強調速從動輪側壓力的外部控制訊息30，反之則自動減壓，依此反復追蹤控制。

請配合參閱第7圖所示，該調控手段40可為透過一滑差音波資訊調控法來達成，此法係利用該調速從動輪與傳輸帶之間產生滑差時會產生特異聲波471的狀態，復設置聲音感應器472來擷取該特異聲波471，然後經由一音波過濾擷取器473以擷取該特異聲波471(亦即將其他聲波過濾掉)，再藉由一滑差值設定裝置474比對該特異聲波471與預設值，據此產生所述外部控制訊息30，以增減追蹤控制調速從動輪的側壓力。

請配合參閱第8圖所示，該調控手段40亦可為設置一手動控制器49，該手動控制器49能夠藉由汽車駕駛人手動式啟動而產生所述外部控制訊息30。

本發明之優點：

本發明所揭「無段變速機之調速輪壓自動增減控制系統」主要藉由所述增減壓驅動機構以及調控手段所構成之創新獨特設計，使本發明對照【先前技術】所提習知結構而言，由於所述調速從動輪壓自動增減控制系統能夠通過調控手段產生外部控制訊息，以控制調速從動輪的側壓力增減狀態，俾可靈活因應無段變速機的輕重負載狀態調整該調速從動輪側壓力，進而達到大幅提升無段變速機重負載狀態傳輸力度、穩定性、加速安全性與降低無段變速機磨損等優點及實用進步性。

上述實施例所揭示者係藉以具體說明本發明，且文中雖透過特定的術語進行說明，當不能以此限定本發明之專 利範圍；熟悉此項技術領域之人士當可在瞭解本發明之精神與原則後對其進行變更與修改而達到等效之目的，而此等變更與修改，皆應涵蓋於如后所述之申請專利範圍所界定範疇中。

10‧‧‧調速從動輪

11‧‧‧傳輸帶

12‧‧‧調速主動輪

13‧‧‧壓力構件

A‧‧‧調速輪壓自動增減控制系統

20‧‧‧增減壓驅動機構

21‧‧‧驅動部

22‧‧‧受動部

30‧‧‧外部控制訊息

40‧‧‧調控手段

41‧‧‧扭矩輸出值資訊

42‧‧‧電子式判讀手段

43‧‧‧轉速感應資訊

44‧‧‧變速比例感應資訊

45、45B‧‧‧運算處理器

461‧‧‧輸入軸轉速感應資訊

462‧‧‧輸出軸轉速感應資訊

471‧‧‧特異聲波

472‧‧‧聲音感應器

473‧‧‧音波過濾擷取器

474‧‧‧滑差值設定裝置

49‧‧‧手動控制器

第1圖：本發明之系統架構簡示圖。

第2圖：本發明之系統運作狀態示意圖。

第3圖：本發明之系統架構文字方塊圖。

第4圖：本發明之調控手段為資訊調控方式之實施例圖。

第5圖：本發明之調控手段為滑差資訊精密追縱饋鎖法之實施例圖。

第6圖：本發明之調控手段為滑差資訊約略值追縱饋鎖法之實施例圖。

第7圖：本發明之調控手段為滑差音波資訊調控法之實施例圖。

第8圖：本發明之調控手段為設置手動控制器之實施例圖。

10‧‧‧調速從動輪

11‧‧‧傳輸帶

12‧‧‧調速主動輪

13‧‧‧壓力構件

20‧‧‧增減壓驅動機構

21‧‧‧驅動部

22‧‧‧受動部

30‧‧‧外部控制訊息

40‧‧‧調控手段

A‧‧‧調速輪壓自動增減控制系統

Claims (7)

1. 一種無段變速機之調速輪壓自動增減控制系統，所述調速從動輪壓自動增減控制系統係藉以控制一汽車用無段變速機所設調速從動輪的側壓力增減狀態，而能改變該調速從動輪與其所組配傳輸帶之間的配合鬆緊度；該調速從動輪壓自動增減控制系統包括：一增減壓驅動機構，設於調速從動輪相對應位置，該增減壓驅動機構包括有驅動部以及受動部，其中該驅動部能夠帶動控制調速從動輪的側壓力增減狀態，該受動部係連結驅動部，受動部能夠依據預設的一外部控制訊息而命令該驅動部作動；一調控手段，藉以產生所述外部控制訊息。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之無段變速機之調速輪壓自動增減控制系統，其中該增減壓驅動機構中藉以帶動控制調速從動輪側壓力增減狀態的驅動部，係採用空壓驅動、油壓驅動、電動驅動、電磁力驅動等任其中一種驅動型態。
3. 依據申請專利範圍第1或2項所述之無段變速機之調速輪壓自動增減控制系統，其中該增減壓驅動機構的驅動部對於調速從動輪側壓力增減狀態的控制，更包括暫時性鎖定該調速從動輪的側壓力。
4. 依據申請專利範圍第1項所述之無段變速機之調速輪壓自動增減控制系統，其中該調控手段為透過資訊調控方式達成者，該資訊調控方式係取用汽車既有的扭矩輸出值資訊，該扭矩輸出值資訊包括油門與煞車的 調整資訊、引擎爆炸壓力的偵測值資訊；復藉由一電子式判讀手段判讀所述扭矩輸出值資訊是否落入一預設值範圍，以產生所述外部控制訊息。
5. 依據申請專利範圍第1項所述之無段變速機之調速輪壓自動增減控制系統，其中該調控手段為透過一滑差資訊精密追縱饋鎖法來達成，此法係將無段變速機的輸入軸與輸出軸轉速感應資訊與變速比例感應資訊均傳輸至一運算處理器，以運算得出該無段變速機動能傳遞時的真實滑差值，並由該運算處理器設定一固定之微小滑差值範圍，據此微小滑差值範圍來產生所述外部控制訊息，以增減控制調速從動輪的側壓力，將其真實滑差值追縱饋鎖而保持在所述微小滑差值範圍內。
6. 依據申請專利範圍第1項所述之無段變速機之調速輪壓自動增減控制系統，其中該調控手段為透過一滑差資訊約略值追縱饋鎖法來達成，此法係將無段變速機的輸入軸轉速感應資訊與輸出軸轉速感應資訊傳輸至一運算處理器，藉該運算處理器對該輸入軸與輸出軸的轉速值進行相互比對，如二者差值變動超越預設的變動率範圍時，則產生能夠自動增強調速從動輪側壓力的外部控制訊息，反之則自動減壓，依此反復追蹤控制。
7. 依據申請專利範圍第1項所述之無段變速機之調速輪壓自動增減控制系統，其中該調控手段為透過一滑差音波資訊調控法來達成，此法係利用該調速從動輪與傳輸帶之間產生滑差時會產生特異聲波的狀態，復設置聲音感應器來擷取該特異聲波，然後經由一音波過 濾擷取器以擷取該特異聲波，再藉由一滑差值設定裝置比對該特異聲波與預設值，據此產生所述外部控制訊息，以增減追蹤控制調速從動輪的側壓力。