專利名稱：車輛的動力傳動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛動力傳動裝置。本發(fā)明具體涉及一種裝在這樣一種車輛上使用的車輛動力傳動裝置，這種車輛用皮帶型無級變速機(jī)構(gòu)將電力驅(qū)動源的轉(zhuǎn)矩傳動到被驅(qū)動側(cè)，在長時間工作過程中，這種皮帶因磨損而使摩擦阻力發(fā)生變化，從而引起變速特性改變，該傳動裝置使這種變化減至最小，因此，車輛行駛平穩(wěn)，乘客感到舒適。
在由內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)驅(qū)動的車輛中，有些車輛采用皮帶型無級變速機(jī)構(gòu)作為自動傳動機(jī)構(gòu)，用于將驅(qū)動源的轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)地傳到被驅(qū)動側(cè)。例如日本專利公開No.3-128789公開了一種包括皮帶型無級變速機(jī)構(gòu)的電力驅(qū)動車。這種無級變速機(jī)構(gòu)具有橫截面為梯形的環(huán)形皮帶，該皮帶一方面嚙合在裝在電機(jī)輸出軸上的驅(qū)動皮帶輪中，另一方面嚙合在裝在減速器輸入軸上的被動皮帶輪中。
上述橫截面形狀的環(huán)形皮帶通過摩擦嚙合將轉(zhuǎn)矩從驅(qū)動皮帶輪傳送到被動皮帶輪。長期使用，皮帶輪的摩擦系數(shù)由于時效變化而發(fā)生改變。特別是在高低速度之間的中間速度特性容易發(fā)生改變。改變的中速特性降低了傳動裝置的質(zhì)量，或使該裝置的工作性能不穩(wěn)定。這種不規(guī)則性常常破壞坐在使用這種傳動機(jī)構(gòu)的車輛上的乘客的舒適性。
因此本發(fā)明目的是提供一種車輛動力傳動裝置，這種裝置包括皮帶型無級變速機(jī)構(gòu)，供裝在車輛上使用，該傳動裝置在驅(qū)動車輛時不管皮帶摩擦力的變化而保持軸輸出恒定，所以可保持車上乘客的舒適。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，按照本發(fā)明的一個方面，提供一種車輛動力傳動裝置，該裝置包括皮帶型無級變速機(jī)構(gòu)，裝在車上供車輛驅(qū)動原動機(jī)使用，該傳動裝置提供平的特性曲線區(qū)段，該區(qū)段至少覆蓋車輛原驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速對軸輸出特性曲線的一部分。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，車輛動力傳動裝置提供高的和低的傳動比并具有這樣變速特性，即使得在高低傳動比之間，相對于車速，車輛驅(qū)動原動機(jī)的轉(zhuǎn)速基本上保持恒定。
在本發(fā)明的另一個優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，車輛動力傳動裝置利用電機(jī)作驅(qū)動車輛的原動機(jī)。
在本發(fā)明的又一個優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，由車輛動力傳動裝置提供的平的特性曲線區(qū)段是皮帶型無極變速機(jī)構(gòu)的變速特性區(qū)域或最大車速區(qū)。
因?yàn)楸景l(fā)明的車輛動力傳動裝置提供平的特性曲線區(qū)段，該區(qū)段至少覆蓋驅(qū)動車輛原電機(jī)轉(zhuǎn)速對軸輸出特性曲線的一部分，所以該傳動裝置在軸輸出特性曲線的平區(qū)段內(nèi)可使車輛由車輛驅(qū)動原動機(jī)的恒定的軸轉(zhuǎn)速輸出驅(qū)動，而與皮帶型無級變速機(jī)構(gòu)在長期使用中皮帶摩擦力的改變無關(guān)。
當(dāng)皮帶型無級變速機(jī)構(gòu)中皮帶的摩擦力在長期使用中發(fā)生變化時，采用無級變速方式的車輛驅(qū)動原動機(jī)的轉(zhuǎn)速也相應(yīng)發(fā)生變化。盡管轉(zhuǎn)速變化，本發(fā)明也可使車輛由在車輛驅(qū)動原動機(jī)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的恒定軸輸出驅(qū)動，原動機(jī)的轉(zhuǎn)速以無級方式變化。
下面結(jié)合電力驅(qū)動摩托車對本發(fā)明的車輛動力傳動的最佳實(shí)施例進(jìn)行描述。
圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施例的橫截面圖。
圖2是本發(fā)明的第二實(shí)施例的橫截面圖。
圖3是供實(shí)施例用的典型的電機(jī)控制系統(tǒng)的電路圖。
圖4是本發(fā)明中典型的電機(jī)轉(zhuǎn)速對軸輸出的特性曲線圖。
圖5是說明本發(fā)明中電機(jī)驅(qū)動信號是如何構(gòu)成的圖。
圖6是一組圖，示出本發(fā)明中典型的車速對電機(jī)轉(zhuǎn)速的特性曲線、車速對總的車輸出的特性曲線和車速對效率的特性曲線。
圖7示出本發(fā)明中典型的電機(jī)轉(zhuǎn)速對驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的特性曲線。
在附圖中，參考號18是電機(jī);21是轉(zhuǎn)子位置檢測器;23是轉(zhuǎn)速檢測器;25是控制器;29是開關(guān)線路;35是驅(qū)動器;46，46a是皮帶輪的皮帶;53，53a是減速器;56，56a是離心離合器;A是皮帶轉(zhuǎn)換器。
圖1和圖2是結(jié)合電力驅(qū)動摩托車的實(shí)施本發(fā)明的機(jī)械結(jié)構(gòu)截面圖。圖1是第一實(shí)施例的橫截面圖，其中離合器機(jī)構(gòu)裝在被驅(qū)動側(cè)。圖2是第二實(shí)施例的橫截面圖，其中離合器機(jī)構(gòu)裝在驅(qū)動側(cè)。
圖1中，編號10是電力驅(qū)動摩托車的驅(qū)動部分，電機(jī)外殼12用輕金屬鑄造形成。由定子14和轉(zhuǎn)子16構(gòu)成的電機(jī)18位于電機(jī)外殼12內(nèi)。電機(jī)18的一個軸端部由第一蓋部件20密封。第一蓋部件20可轉(zhuǎn)動地支撐電機(jī)18的帶軸承22的轉(zhuǎn)軸24。電機(jī)外殼12的另一端部支承帶軸承26的轉(zhuǎn)軸24。電機(jī)外殼12和第一蓋部件20用螺栓28緊固。
第一蓋部件20的整個開口用第一罩部件30封蓋。冷卻孔32通過第一罩部件30的軸線中心。冷卻孔32通過在第一蓋部件20上的孔34與電機(jī)外殼12的內(nèi)部連通。安裝轉(zhuǎn)子14的轉(zhuǎn)軸24的一個端部靠近軸承26裝有離心冷卻風(fēng)扇36。在操作時由離心冷卻風(fēng)扇36產(chǎn)生的冷卻空氣通過孔38被送到由下面要說明的第二罩部件48形成的空腔39中。
轉(zhuǎn)軸24的另一端部沿軸線裝有第一固定皮帶半輪40和第一移動皮帶半輪42，兩個皮帶半輪以確定的方式被安裝。當(dāng)離心重塊44由其離心力向外移動時，第一移動皮帶半輪42的重心沿徑向方向向外移動。皮帶輪的皮帶46具有梯形橫截面，它被夾持在第一固定皮帶半輪40和第一移動皮帶半輪42之間，繃在其錐形表面上。以同樣方式，皮帶輪皮帶46也嚙合在第二固定皮帶半輪62和第二移動皮帶半輪58之間，這兩個皮帶半輪62，58由第二罩部件48安裝在下面要說明的后輪側(cè)上。
在被驅(qū)動側(cè)，編號53表示減速器。減速器具有齒輪傳動機(jī)構(gòu)。
離心離合器56被固定連接在減速器53的輸入軸54上。第二移動皮帶半輪58沿軸線以可移動的方式連接到離合器56上。在這種配置中，盤簧60被插在移動皮帶半輪58和離心離合器56之間。盤簧60保持將移動皮帶半輪58推向第二固定皮帶半輪62，后者可拆卸地與輸入軸54嚙合。
如圖所示，離心離合器56具有離合器內(nèi)部66和離合器外部68。離合器內(nèi)部66和離合器外部68彼此嚙合，反映將其上轉(zhuǎn)矩傳送到輸入軸54上的當(dāng)時的轉(zhuǎn)速。
第二蓋部件72固定連接到電機(jī)外殼12的包含減速器53的那部分。第二蓋部件72的軸承74和固定在電機(jī)外殼12上的軸承76可轉(zhuǎn)動地支承輸入軸54。在電機(jī)外殼12內(nèi)，輸入齒輪78與輸入軸54嚙合。輸入齒輪78也與大直徑的中間齒輪80嚙合。中間齒輪82與中間齒輪80共軸，并與輸出齒輪84嚙合。輸出齒輪84的一端與輸出軸88固定連接，該輸出軸88可轉(zhuǎn)動地支承電力驅(qū)動摩托車的后輪。圖1中WR表示固定在后輪上的后輪胎。
圖2是本發(fā)明第二實(shí)施例的橫截面圖。在第二實(shí)施例中，其作用完全與第一實(shí)施例中所述部件相同的那些部件用相同的參考編號表示，并省去對其詳細(xì)的說明。
如圖2所示，第二實(shí)施例與第一實(shí)施例不同之點(diǎn)是，對應(yīng)離心離合器56的離心離合器56a被固定在驅(qū)動側(cè)。在第二實(shí)施例中，離心離合器56a沿軸固定在軸承26的外邊。離心離合器56a具有離合器內(nèi)部66a和離合器外部68a。由離心冷卻扇36的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的冷卻空氣通過孔38a被送到容納離心離合器56a的空腔39a中。在后輪側(cè)，軸承件90被固定在減速器53a的輸入軸54a上。移動皮帶半輪58a沿軸向以可移動的方式被連接在軸承件90上。在這種配置中，盤簧60a插在移動皮帶半輪58a和軸承件90之間。盤簧60a保持將移動皮帶半輪58a推向固定皮帶半輪62a，后者固定連接在輸入軸54a上。因此皮帶輪皮帶46a的一個端部被崩緊夾持在移動皮帶半輪58a和固定皮帶半輪62a之間。
在圖2中，固定皮帶半輪40、移動皮帶半輪42，離心重塊44和皮帶輪皮帶46(46a)構(gòu)成皮帶型無級變速機(jī)構(gòu)(以下簡稱皮帶轉(zhuǎn)換器)。
在上述第一和第二實(shí)施例中摩托車的驅(qū)動部分10的操作如下轉(zhuǎn)動圖中未示出的調(diào)節(jié)桿，使電機(jī)18轉(zhuǎn)動。當(dāng)轉(zhuǎn)動軸24轉(zhuǎn)動時，其總的轉(zhuǎn)矩使第一固定皮帶半輪40和第一移動皮帶半輪42轉(zhuǎn)動。如果轉(zhuǎn)速足夠高，離心重塊44便沿徑向方向向外移動。這就使移動皮帶半輪42相對于第一固定皮帶半輪40向雙點(diǎn)畫線示出的方向移動。在減速器53(53a)的一側(cè)，移動皮帶半輪58(58a)則反抗盤簧60(60a)的反彈力向雙點(diǎn)畫線的方向移動。即在減速器53(53a)的一側(cè)，移動半輪58(58a)移離第二固定皮帶半輪62(62a)。
當(dāng)?shù)诙潭ㄆО胼?2(62a)和移動皮帶半輪58(58a)在皮帶輪皮帶46(46a)的作用下轉(zhuǎn)動并同時沿軸移動時，輸入軸54(54a)相應(yīng)轉(zhuǎn)動。隨著通過輸入齒輪78、中間齒輪80、中間齒輪82和輸出齒輪84傳動比的改變，轉(zhuǎn)速降低。由輸出軸88將最后的轉(zhuǎn)速傳送到后輪WR。因此后輪轉(zhuǎn)動，并起驅(qū)動輪的作用，與未示出的前輪配合，使電力驅(qū)動摩托車向前運(yùn)動。
下面說明電機(jī)18是如何運(yùn)轉(zhuǎn)和如何控制的。
電機(jī)18是直流無刷電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子16、定子14、磁鐵17、轉(zhuǎn)子位置檢測器21和轉(zhuǎn)速檢測器23。轉(zhuǎn)子16具有4塊南北極永久磁鐵13N和13S，該磁鐵沿固定在電機(jī)18轉(zhuǎn)軸24上的定子心的外圓周交替配置。定子14具有Y形連接的定子線圈15U、15V和15W。磁鐵17是北極和南極磁片，它們分別與永久磁鐵13N和13S對應(yīng)，它們也交替固定在轉(zhuǎn)軸24的外圓周上。轉(zhuǎn)子位置檢測器21由三個霍爾(Hall)元件組成，其位置對著磁鐵組件。用于檢測電機(jī)18轉(zhuǎn)速的由FG構(gòu)成的轉(zhuǎn)速檢測器23被固定在轉(zhuǎn)軸24上。
圖3是實(shí)施例中使用的電機(jī)控制系統(tǒng)的電路圖。為了對電機(jī)18進(jìn)行控制，本發(fā)明提供ROM(只讀存貯器)27和控制器25，ROM中貯存電機(jī)轉(zhuǎn)速對軸輸出特性曲線數(shù)據(jù)表(在圖4中用實(shí)線畫出特性曲線)，控制器25具有與ROM27配合工作的微機(jī)。控制器25接收四種信號由于電機(jī)18轉(zhuǎn)動引起轉(zhuǎn)子16的永久磁鐵位置變化，當(dāng)轉(zhuǎn)子位置檢測器21檢測轉(zhuǎn)子16的永久磁鐵位置時，由轉(zhuǎn)子位置檢測器21輸出的信號;由與加速器手柄連接的電位器輸出的信號，該手柄被接到未示出的摩托車手把上;由轉(zhuǎn)速檢測器23輸出的信號;和由A/D轉(zhuǎn)換器41輸出的信號，該轉(zhuǎn)換器將下面要說明的電阻器43上的電壓降轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，這種電壓降是由于電流流過電機(jī)18轉(zhuǎn)子線圈而引起的。
在控制器25和電機(jī)18之間是開關(guān)電路29，該開關(guān)電路29包括放大控制器25輸出的驅(qū)動器35。開關(guān)電路還包括串聯(lián)的場效應(yīng)晶體管(FET)33a和33b、33c和33d、33e和33f。這些FET并聯(lián)在地線和電阻器43之間，電阻的一端與電池37連接。FET33a的源極和FET33b的漏極之間的連接點(diǎn)被連接到定子線圈15U;FET33c的源極和FET33d的漏極之間的連接點(diǎn)被連接到定子線圈15V;FET33e的源極和FET33f的漏極之間的連接點(diǎn)被連接到定子線圈15W。驅(qū)動器35選擇性地驅(qū)動FET33a至33f，使定子線圈15U、15V和15W中的任何一個通電。
在上述設(shè)置中，從電池37流到定子線圈15U、15V和15W的電流都要流過電阻器43，以便轉(zhuǎn)換成電壓。電阻器43上的電壓降被饋送到A/D轉(zhuǎn)換器41，轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)然后被送到控制器25。FET33a至33f分別與二極管31a至31f并聯(lián)。控制器25的功能包括轉(zhuǎn)速控制和軸輸出控制。
在上述構(gòu)成的電機(jī)控制系統(tǒng)中，控制器25產(chǎn)生脈沖，該脈沖可以根據(jù)轉(zhuǎn)子位置檢測器21的輸出信號開關(guān)定子線圈15U、15V和15W中任何一相。檢測器21檢測由電機(jī)18驅(qū)動的轉(zhuǎn)子16的磁極位置。計算連接在加速器手柄上的電位器上的輸出信號和轉(zhuǎn)速計數(shù)器23輸出信號之間的差。根據(jù)計算的差，計算PWM(脈沖寬度調(diào)制)信號的負(fù)載比。PWM信號對用于開關(guān)定子線圈15U、15V和15W任何一相電流的脈沖進(jìn)行削波，削頂?shù)拿}沖由控制器25輸出到相應(yīng)定子線圈的驅(qū)動器35。
PWM信號的周期被調(diào)置到遠(yuǎn)短于開關(guān)定子線圈15U、15V和15W電流的脈沖寬度。圖5是一個示意圖，示出削頂脈沖的一個定子線圈相。在圖5中，參考字母P表示開關(guān)定子線圈電流的脈沖，陰影部分表示允許電流流過的區(qū)域。
由PWM信號削頂?shù)拿}沖由驅(qū)動器35對每一相進(jìn)行放大。放大的脈沖接通或斷開相應(yīng)的FET，以便控制電機(jī)18的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，使得電位器和轉(zhuǎn)速檢測器23的輸出信號之間的差成為零。
同時，控制器25根據(jù)轉(zhuǎn)速檢測器23的輸出信號和由A/D轉(zhuǎn)換器41轉(zhuǎn)換的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)計算電機(jī)18的軸輸出。計算是根據(jù)軸輸出是以流過電機(jī)18的電流與其轉(zhuǎn)速的乘積為基礎(chǔ)進(jìn)行的。
在ROM27中的電機(jī)轉(zhuǎn)速對軸輸出特性曲線表，是根據(jù)由轉(zhuǎn)速檢測器23檢測的電機(jī)18的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速作基準(zhǔn)。這使得對應(yīng)于電機(jī)18轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的軸輸出可以從ROM中讀出。比較讀出的軸輸出和計算的軸輸出之后，以這樣的方式控制PWM信號的負(fù)載比，使得這兩種輸出的差變成零。PWM信號及其由此受控的負(fù)載比對脈沖P進(jìn)行削波。削頂?shù)拿}沖被驅(qū)動器35放大。驅(qū)動器35的放大輸出選擇性地接通或關(guān)斷FET33a至33f。因此，電機(jī)被驅(qū)動，其軸輸入是基于電機(jī)轉(zhuǎn)速對軸輸出特性曲線(在滿負(fù)載下)，該特性曲線具有如圖4所示的區(qū)段a、b、c和一個在三區(qū)段以外的區(qū)域。在區(qū)段a中，在低轉(zhuǎn)速區(qū)域增加軸輸出的輸出轉(zhuǎn)矩是常數(shù);在區(qū)段b中，軸輸出經(jīng)過其峰值以后保持常數(shù);在區(qū)段C中，軸輸出仍保持常數(shù);在三個區(qū)段以外的那個區(qū)域是高轉(zhuǎn)速區(qū)域，在這一區(qū)域隨著轉(zhuǎn)速增加，軸輸出降低。
在圖4中虛線代表不用上述削波控制時電機(jī)18實(shí)際上的電機(jī)轉(zhuǎn)速對軸輸出特性曲線。
電機(jī)18的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速被傳送到皮帶轉(zhuǎn)換器A(即皮帶型無級變速機(jī)構(gòu))。然后皮帶轉(zhuǎn)換器A通過減速器53(53a)驅(qū)動后輪WR。
皮帶轉(zhuǎn)換器A被調(diào)置到圖6(a)中虛線所示的特性曲線，特性曲線是皮帶輪皮帶46(46a)的摩擦力還得減小的起始狀態(tài)下車輛速度對電機(jī)轉(zhuǎn)速的特性曲線。按照由此建立的特性曲線，皮帶轉(zhuǎn)換器A工作如下當(dāng)電機(jī)18的轉(zhuǎn)子16的轉(zhuǎn)速達(dá)到預(yù)定的轉(zhuǎn)速時，離心離合器56(56a)嚙合?；谄мD(zhuǎn)換器A的低減速比，車輛速度的增加與電機(jī)18的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速(的增加)保持一致。低減速比是其間繞著皮帶輪皮帶46(46a)的驅(qū)動皮帶輪和被驅(qū)動皮帶輪的半徑之比。如圖所示，速度改變開始于靠近產(chǎn)生最大效率的轉(zhuǎn)速的預(yù)定轉(zhuǎn)速處。速度改變以無級方式繼續(xù)，確立的轉(zhuǎn)速保持不變，直到與高減速比相當(dāng)?shù)能囁?。然后，車速沿高減速比曲線增加。
應(yīng)當(dāng)注意到，圖4中電機(jī)轉(zhuǎn)速對軸輸出特性曲線的區(qū)段b被如此確立，使得由皮帶轉(zhuǎn)換器A以無級方式改變的轉(zhuǎn)速將落在圖6中車速對電機(jī)轉(zhuǎn)速特性曲線的區(qū)段b內(nèi)。區(qū)段b被稱為變速特性區(qū)域，在該區(qū)域中，變速特性發(fā)生在最低和最高減速比之間。
一般說來，在使用皮帶轉(zhuǎn)換器A時，皮帶輪皮帶46(46a)與第一固定皮帶半輪4b和第一移動皮帶半輪42之間的摩擦力，以及皮帶輪皮帶46(46a)與固定皮帶半輪62(62a)和移動皮帶半輪58(58a)之間的摩擦力，隨著使用時間的增長將會降低。即使電機(jī)18的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速保持常數(shù)，后輪WR的轉(zhuǎn)數(shù)也會降低。這就使得車輛不可能在恒定的速度下行駛。另外，提高電機(jī)18的轉(zhuǎn)速一般導(dǎo)致軸輸出的降低，結(jié)果也是使得車輛不能按相同的軸輸出行駛。
相反，按照本發(fā)明的實(shí)施例，提供了至少覆蓋電機(jī)18轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的整個跨度一部分的恒定輸出區(qū)段(即在變速特性區(qū)內(nèi))，當(dāng)車輛例如爬坡時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速是有效的。恒定軸輸出區(qū)段的例子是圖4所示的電機(jī)轉(zhuǎn)速對軸輸出特性曲線的區(qū)段b。當(dāng)皮帶轉(zhuǎn)換器A中驅(qū)動皮帶輪、被驅(qū)動皮帶輪和皮帶輪皮帶46(46a)之間的摩擦力降低時，車速與電機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系發(fā)生了變化，其變化是從圖6(a)虛線表示的車速對電機(jī)轉(zhuǎn)速特性曲線改變到同一圖中用實(shí)線表示的特征曲線。但是在圖6(a)實(shí)線所示的車速對電機(jī)轉(zhuǎn)速特性曲線的區(qū)段b內(nèi)，后輪WR仍然由恒定的軸輸出驅(qū)動。
因?yàn)樵趫D6(a)中的車速對電機(jī)轉(zhuǎn)速特性曲線的區(qū)段b內(nèi)。加速行駛的車輛由恒定的軸輸出驅(qū)動，所以在驅(qū)動皮帶輪、被驅(qū)動皮帶輪和皮帶輪皮帶46(46a)之間的摩擦力相對于初始值的減少所產(chǎn)生的影響被降至最小，這種摩擦力的減少是由于時效變化和(或)大批量生產(chǎn)中的不均勻性造成的。這樣便將對車輛動力特性的任何有害影響減至最小。因?yàn)檩S輸出在區(qū)段b內(nèi)保持常數(shù)，所以在驅(qū)動、被驅(qū)動皮帶輪和皮帶輪皮帶46(46a)之間的摩擦力的降低很難影響車輛的爬坡能力。
在最佳實(shí)施例中，在圖4所示的電機(jī)轉(zhuǎn)速對軸輸出特性曲線中的超過區(qū)段b的接近最大轉(zhuǎn)速的區(qū)域(即區(qū)段c內(nèi))，皮帶轉(zhuǎn)換器A的減速比基本不隨著驅(qū)動皮帶輪、被驅(qū)動皮帶輪和皮帶輪皮帶46(46a)之間摩擦力的減小而改變。如圖4所示，區(qū)段c是就電機(jī)轉(zhuǎn)速對軸輸出特征曲線而言，軸輸出保持恒定的區(qū)域。這就使得車輛可以以最大速度行駛，盡管驅(qū)動、被驅(qū)動皮帶輪和皮帶輪皮帶46(46a)之間的摩擦力會減小。同時還可以使車輛保持在最大速度，而不管由于在被驅(qū)動皮帶輪和后輪WR之間的構(gòu)成減速器53(53a)的齒輪件的磨損而產(chǎn)生的動力損失如何。在這種意義上，區(qū)段c被稱作最大車速區(qū)域。這個區(qū)域就是在最高減速比的變速特性曲線內(nèi)達(dá)到最大車速的區(qū)域。
圖6(a)中的車速對電機(jī)轉(zhuǎn)速特性曲線的區(qū)段c對應(yīng)于圖4中的電機(jī)轉(zhuǎn)速對軸輸出特性曲線的區(qū)段c。
另外，在圖4的電機(jī)轉(zhuǎn)速對軸輸出特性曲線中由于具有恒定軸輸出的區(qū)段b和c，因此在這些區(qū)段在驅(qū)動、被驅(qū)動皮帶輪和皮帶輪皮帶46(46a)之間的摩擦力的減小很難影響圖6(b)所示的車速對總的車輸出特性曲線。(在此圖中，虛線表示摩擦力沒有減小的初始狀態(tài)，實(shí)線表示摩擦力已經(jīng)減小的狀態(tài)。這一說明也適用于圖7。)如果在馬達(dá)轉(zhuǎn)速對軸輸出特性曲線中沒有提供恒定軸輸出區(qū)段，如圖4虛線所示的情況，則在驅(qū)動、被驅(qū)動皮帶輪和皮帶輪皮帶46(46a)之間摩擦力的減小便顯著影響車速對總的車輸出特性曲線，如圖6(c)所示。當(dāng)提供如圖4所示的恒定軸輸出的區(qū)段b和c時，在驅(qū)動皮帶輪、被驅(qū)動皮帶輪和皮帶輪皮帶46(46a)之間的摩擦力的減小很難影響車速對效率的特性曲線，如圖6(d)所示。
在離心離合器56(56a)中，時效變化引起離合器內(nèi)部66(66a)和離合器外部68(68a)之間的摩擦力減小。這種減小導(dǎo)致離合器容量從圖7虛線表示的在起始摩擦力時的容量g下降到由實(shí)線表示的容量f。但是，在離合器容量g到離合器容量f之間的區(qū)域內(nèi)時，電機(jī)18的轉(zhuǎn)矩保持恒定，如圖7的電機(jī)轉(zhuǎn)速對驅(qū)動轉(zhuǎn)矩特性曲線中的實(shí)線e所示，恒定轉(zhuǎn)矩區(qū)域?qū)?yīng)于圖4中電機(jī)轉(zhuǎn)速對軸輸出特性曲線的區(qū)段a。這就使離心離合器56(56a)可以以固定的轉(zhuǎn)矩被驅(qū)動，而不管摩擦力是在其初始值還是已經(jīng)長期使用而降低。因此，離心離合器56(56a)保證了恒定轉(zhuǎn)矩傳動。這樣，轉(zhuǎn)矩保持恒定，車輛的爬坡性能不會受到有害影響。
圖7的電機(jī)轉(zhuǎn)速對驅(qū)動轉(zhuǎn)矩特性曲線的區(qū)段a對應(yīng)于圖4的電機(jī)轉(zhuǎn)速對軸輸出特性曲線的區(qū)段a。
在圖4的電機(jī)轉(zhuǎn)速對軸輸出特性曲線的轉(zhuǎn)矩區(qū)段d中，轉(zhuǎn)矩超出恒定轉(zhuǎn)矩區(qū)段a中的轉(zhuǎn)矩。該轉(zhuǎn)矩區(qū)段d與圖7的電機(jī)轉(zhuǎn)速對驅(qū)動轉(zhuǎn)矩特性曲線的區(qū)段d對應(yīng)。結(jié)果，車輛可以在比恒定轉(zhuǎn)矩區(qū)段a的轉(zhuǎn)矩大的轉(zhuǎn)矩情況下以有力的方式起動。
通常，用內(nèi)燃機(jī)作驅(qū)動源的皮帶轉(zhuǎn)換器相對于內(nèi)燃機(jī)的輸出軸轉(zhuǎn)速不可能使內(nèi)燃機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩恒定。另外，這種類型的皮帶轉(zhuǎn)換器也容易發(fā)生轉(zhuǎn)速變化。為此，這種常規(guī)的皮帶轉(zhuǎn)換器已經(jīng)把離心離合器56(56a)包括進(jìn)去了，在離合器中，離合器內(nèi)部66(66a)和離合器外部68(68a)典型地在約3000轉(zhuǎn)/分彼此嚙合。這就意味著在3000轉(zhuǎn)/分閾值以下，動力傳動容易發(fā)生不均勻性。
相反，在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，相對于其轉(zhuǎn)速，電機(jī)18的輸出轉(zhuǎn)矩保持恒定，如圖4所示的電機(jī)轉(zhuǎn)速對軸輸出特性曲線的區(qū)段a內(nèi)的輸出轉(zhuǎn)矩。由于轉(zhuǎn)速沒有什么波動，所以離心離合器56可以在低至例如500轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速嚙合。如上所述，離合器嚙合轉(zhuǎn)速的差異不會妨礙電機(jī)18在低轉(zhuǎn)速時產(chǎn)生恒定轉(zhuǎn)矩。
在第二實(shí)施例中，離心離合器56a與皮帶轉(zhuǎn)換器A分開，固定在電機(jī)18的一側(cè)。這種配置在離心離合器脫開處于不工作狀態(tài)時連接到電機(jī)18上的負(fù)載，比離心離合器56a和皮帶轉(zhuǎn)換器A的相對位置倒換時的配置小。另外，上述配置降低了離心離合器56a嚙合轉(zhuǎn)速，而與皮帶轉(zhuǎn)換器A所用的轉(zhuǎn)換比無關(guān)。
因?yàn)樵谄мD(zhuǎn)換器A中驅(qū)動皮帶輪轉(zhuǎn)動得比被驅(qū)動輪快，所以離心離合器可以作成小直徑的。這個特征的優(yōu)點(diǎn)是離合器(56a)較小和較輕。因?yàn)殡x心離合器56a直接由電機(jī)18驅(qū)動，所以提高了離合器的嚙合轉(zhuǎn)速。這是使離心離合器可以作得比以前更小、更輕的另一個因素。結(jié)果，本發(fā)明所用的電機(jī)18消耗的功率比先有技術(shù)的裝置要小。
如上所述，本發(fā)明的車輛動力傳動裝置包括一個皮帶型無級變速機(jī)構(gòu)，該裝置供裝在車上的車輛驅(qū)動原動機(jī)使用。該裝置提供了平的特性曲線區(qū)段，該區(qū)段至少覆蓋車輛原驅(qū)動電機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)速對軸輸出特性曲線的一部分。在平的軸輸出特性曲線的區(qū)段內(nèi)，本發(fā)明的裝置可使車輛由恒定的軸輸出驅(qū)動，而與皮帶型無級變速機(jī)構(gòu)中摩擦力的時效變化無關(guān)。其結(jié)果便是，皮帶型無級變速機(jī)構(gòu)中皮帶摩擦力的變化不會對變速動力傳動特性產(chǎn)生什么不好的影響。本發(fā)明主要的優(yōu)點(diǎn)是，和新造車輛的初始狀態(tài)相比，已經(jīng)長期使用的車輛，其動力傳動特性不會有什么變壞。
本發(fā)明另外一個優(yōu)點(diǎn)是，即使在皮帶型無級變速機(jī)構(gòu)中皮帶的摩擦力的時效變化改變了其速度以無級方式變化的車輛驅(qū)動原動機(jī)的轉(zhuǎn)速，車輛仍然可以在原動機(jī)轉(zhuǎn)速的范圍內(nèi)用恒定的軸輸出驅(qū)動。
本發(fā)明又一優(yōu)點(diǎn)是，如果用電機(jī)作車輛驅(qū)動原動機(jī)，則很容易得到對于轉(zhuǎn)速的平的軸輸出特性曲線的區(qū)段。
權(quán)利要求
1.一種車輛動力傳動裝置，該裝置包括皮帶型無級變速機(jī)構(gòu)，供裝在車上的車輛驅(qū)動原動機(jī)使用，上述裝置提供了至少覆蓋上述車輛原動機(jī)轉(zhuǎn)速對軸輸出特性曲線一部分的平的特性曲線區(qū)段。
2.一種按照權(quán)利要求1所述的車輛動力傳動裝置，其特征在于，上述裝置具有高、低轉(zhuǎn)動比，并具有這樣的變速特性，即在上述高、低傳動比之間，相對于上述車輛的速度，上述車輛驅(qū)動原動機(jī)的轉(zhuǎn)速大體上保持恒定。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的車輛動力傳動裝置，其特征是，上述車輛驅(qū)動原動機(jī)是電動機(jī)。
4.一種按照權(quán)利要求1所述的車輛動力傳動裝置，其特征是，上述平的特性曲線區(qū)段是上述皮帶無級變速機(jī)構(gòu)的變速特性區(qū)域。
5.一種按照權(quán)利要求1所述的車輛動力傳動裝置，其特征是，上述平的特性曲線區(qū)段是上述皮帶型無級變速機(jī)構(gòu)的最大車輛速度區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種傳動裝置，該裝置的優(yōu)點(diǎn)是，即使皮帶無級變速機(jī)構(gòu)中皮帶的摩擦力發(fā)生變化也能使軸輸出保持恒定。該裝置包含皮帶型無級變速機(jī)構(gòu)，供車輛驅(qū)動原動機(jī)使用。該裝置提供至少覆蓋一部分原動機(jī)轉(zhuǎn)速對軸輸出特性曲線的平的特性曲線區(qū)段。盡管皮帶型無級變速機(jī)構(gòu)的皮帶摩擦力發(fā)生時效變化，該裝置在平的軸輸出特性區(qū)段內(nèi)仍能使車輛由固定的軸輸出驅(qū)動。
文檔編號B62M9/08GK1086178SQ9310724
公開日1994年5月4日 申請日期1993年6月10日 優(yōu)先權(quán)日1992年10月20日
發(fā)明者藤井隆彰, 川口健治, 茂原敏成, 杉岡浩一, 巖館澈, 西平誠一, 山本定史 申請人:本田技研工業(yè)株式會社