CN105599600A - 车辆用动力传递装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供车辆用动力传递装置，提高在车辆停止后再起步时的起步响应性。在具备曲柄式动力传递单元的车辆用动力传递装置中，如果停止意思检测单元在车辆的减速行驶中检测出驾驶员的停止意思，则在至接下来起步意思检测单元检测出驾驶员的起步意思为止的期间，起步阻力计算单元计算车辆的起步阻力，并且偏心量控制单元将偏心盘的偏心量控制在比零大且比产生与起步阻力相当的输出扭矩的值小的范围内。由此，能够一边维持车辆的停止状态一边预先使偏心量增加，在车辆起步时至偏心量增加到必要值为止的延时减少，起步响应性提高。而且，由于从车辆减速行驶时起进行偏心量的增加，因此，即使在车辆刚刚停止后就起步的情况下，也能够使起步响应性提高。

Description

车辆用动力传递装置

技术领域

本发明涉及车辆用动力传递装置，其中，将与驱动源连接的输入轴的旋转变速后传递至输出轴的动力传递单元具备：输入侧支点，其相对于所述输入轴的轴线的偏心量可变，且该输入侧支点与该输入轴一起旋转；单向离合器，其与所述输出轴连接；输出侧支点，其设置于所述单向离合器的外部件；连杆，其使两端与所述输入侧支点和所述输出侧支点连接而进行往复运动；以及变速致动器，其用于变更所述输入侧支点的偏心量。

背景技术

在具备该曲柄式动力传递单元的车辆用动力传递装置中，根据下述专利文献1公知这样的装置：在车辆停止的状态下未进行油门操作且进行了制动操作时，判断为驾驶员具有停止意思，通过将动力传递单元的偏心盘的偏心量设定为零，将动力传递单元的摩擦抑制为最小限，实现燃料效率的提高。

专利文献1：日本特开2013-61043号公报

可是，在上述以往的技术中，在车辆停止的状态下未进行制动操作且进行了油门操作时，判断为驾驶员具有起步意思，使动力传递单元的偏心盘的偏心量从零增加至规定的值以使车辆起步，但是，无法避免这样的情况：在通过变速致动器使偏心盘的偏心量从零增加至规定的值之前，会发生延时，因此，存在车辆的起步响应性降低的可能性。

发明内容

本发明是鉴于前述的问题而完成的，其目的在于，在具备曲柄式动力传递单元的车辆用动力传递装置中，提高在车辆停止后进行再起步时的起步响应性。

为了达成上述目的，根据技术方案1所记载的发明，提出了一种车辆用动力传递装置，其中，将与驱动源连接的输入轴的旋转变速后传递至输出轴的动力传递单元具备：输入侧支点，其相对于所述输入轴的轴线的偏心量可变，且该输入侧支点与该输入轴一起旋转；单向离合器，其与所述输出轴连接；输出侧支点，其设置于所述单向离合器的外部件上；连杆，其两端与所述输入侧支点和所述输出侧支点连接而进行往复运动；以及变速致动器，其变更所述输入侧支点的偏心量，所述车辆用动力传递装置的特征在于，该车辆用动力传递装置具备：停止意思检测单元，其检测驾驶员的停止意思；起步意思检测单元，其检测驾驶员的起步意思；起步阻力计算单元，其计算车辆的起步阻力；以及偏心量控制单元，其驱动所述变速致动器来控制所述偏心量，如果所述停止意思检测单元在车辆的减速行驶中检测出驾驶员的停止意思，则在至接下来所述起步意思检测单元检测出驾驶员的起步意思为止的期间，所述起步阻力计算单元计算车辆的起步阻力，并且，所述偏心量控制单元将所述偏心量控制在比零大且比产生与所述起步阻力相当的输出扭矩的值小的范围内。

另外，根据技术方案2所记载的发明，提出了一种车辆用动力传递装置，其特征在于，在技术方案1的结构的基础上，当检测制动踏板的操作的制动开关断开、或者油门开度从零增加时，所述起步意思检测单元判断为驾驶员具有起步意思。

另外，根据技术方案3所记载的发明，提出了一种车辆用动力传递装置，其特征在于，在技术方案1或技术方案2的结构的基础上，当在车辆的减速行驶中检测出驾驶员的停止意思时由所述偏心量控制单元进行的所述控制是使所述偏心量与作为目标值的起步准备偏心量一致的控制，所述起步准备偏心量比零大且比产生与所述起步阻力相当的输出扭矩的值小，在车辆的减速行驶中进行该控制。

另外，根据技术方案4所记载的发明，提出了一种车辆用动力传递装置，其特征在于，在技术方案3的结构的基础上，使所述偏心量与所述起步准备偏心量一致的控制在至车辆停止为止的期间内完成。

另外，根据技术方案5所记载的发明，提出了一种车辆用动力传递装置，其特征在于，在技术方案4的结构的基础上，当车辆处于停止时，所述偏心量被维持为所述起步准备偏心量。

并且，实施方式的偏心盘18对应于本发明的输入侧支点，实施方式的销19c对应于本发明的输出侧支点，实施方式的发动机E对应于本发明的驱动源。

根据技术方案1的结构，当输入侧支点与输入轴一起进行偏心旋转时，单向离合器的外部件经由连杆往复摆动，在外部件向一个方向摆动时，单向离合器接合，在外部件向另一个方向摆动时，单向离合器解除接合，由此使输出轴向一个方向旋转。如果通过变速致动器变更输入侧支点的偏心量，则连杆的往复移动的行程变化，与此相伴，外部件的往复摆动的行程发生变化，由此变速比被变更。

车辆用动力传递装置具备：停止意思检测单元，其检测驾驶员的停止意思；起步意思检测单元，其检测驾驶员的起步意思；起步阻力计算单元，其计算车辆的起步阻力；以及偏心量控制单元，其驱动变速致动器来控制偏心量，如果停止意思检测单元在车辆的减速行驶中检测出驾驶员的停止意思，则在至接下来起步意思检测单元检测出驾驶员的起步意思为止的期间，起步阻力计算单元计算车辆的起步阻力，并且，偏心量控制单元将偏心量控制在比零大且比产生与起步阻力相当的输出扭矩的值小的范围内。由此，能够一边维持车辆的停止状态一边预先使偏心量增加，在车辆起步时至偏心量增加到必要的值为止的延时减少，起步响应性提高。而且，由于从车辆减速行驶时起进行偏心量的增加，因此，即使在车辆刚刚停止后就起步的情况下，也能够实现起步响应性的提高。

另外，根据技术方案2的结构，当检测制动踏板的操作的制动开关断开、或者油门开度从零增加时，起步意思检测单元判断为驾驶员具有起步意思，因此，能够适当地判断驾驶员的起步意思。

另外，根据技术方案3、4的结构，当在车辆的减速行驶中检测出驾驶员的停止意思时，在车辆的减速行驶中进行使所述偏心量与作为目标值的起步准备偏心量一致的控制，并在至车辆停止为止的期间内完成该控制，所述起步准备偏心量比零大且比产生与起步阻力相当的输出扭矩的值小，因此，保证了在车辆停止的瞬间偏心量成为起步准备偏心量，提高了车辆在刚刚停止后进行起步的情况下的起步响应性。

另外，根据技术方案5的结构，当车辆处于停止时，所述偏心量被维持为所述起步准备偏心量，因此能够确保车辆起步时的起步响应性。

附图说明

图1是车辆用动力传递装置的骨架图。

图2是图1的2部的详细图。

图3是沿图2的3-3线的剖视图(OD状态)。

图4是沿图2的3-3线的剖视图(GN状态)。

图5是OD状态下的作用说明图。

图6是GN状态下的作用说明图。

图7是示出偏心量控制装置的电子控制单元的结构的图。

图8是对作用进行说明的流程图。

图9是对作用进行说明的时序图。

图10是图9的时序图的重要部位详细图。

标号说明

11：输入轴；

12：输出轴；

14：变速致动器；

18：偏心盘(输入侧支点)；

19：连杆；

19c：销(输出侧支点)；

21：单向离合器；

22：外部件；

E：发动机(驱动源)；

M1：停止意思检测单元；

M2：起步意思检测单元；

M3：起步阻力计算单元；

M4：偏心量控制单元；

U：动力传递单元；

ε：偏心量。

具体实施方式

下面，基于图1～图10对本发明的实施方式进行说明。

如图1～图3所示，将发动机E的驱动力经左右的车轴10、10传递至驱动轮W、W的车辆用动力传递装置具备曲轴式无级变速器T和差速器D。本实施方式的无级变速器T是将具有相同结构的多个(在实施方式中为4个)动力传递单元U沿轴向重合而成的，这些动力传递单元U具备平行地配置的共用的输入轴11和共用的输出轴12，输入轴11的旋转在被减速或加速后传递至输出轴12。

接下来，基于图2～图6对无级变速器T的结构进行说明。

首先，作为代表，对一个动力传递单元U的结构进行说明。与发动机E连接而旋转的输入轴11以相对旋转自如的方式在电动马达这样的变速致动器14的中空的旋转轴14a的内部贯穿。变速致动器14的转子14b固定于旋转轴14a，定子14c固定于壳体。变速致动器14的旋转轴14a能够以与输入轴11相同的速度旋转，并且能够相对于输入轴11以不同的速度相对旋转。

在贯穿变速致动器14的旋转轴14a的输入轴11上固定有第1小齿轮15，曲柄状的行星架16以跨越该第1小齿轮15的方式连接于变速致动器14的旋转轴14a。直径与第1小齿轮15相同的2个第2小齿轮17、17分别通过小齿轮销16a、16a被支承在与第1小齿轮15协作构成正三角形的位置，齿圈18a与这些第1小齿轮15和第2小齿轮17、17啮合，所述齿圈18a以偏心的方式形成于圆板形的偏心盘18的内部。在连杆19的杆部19a的一端设置的环部19b通过球轴承20以相对旋转自如的方式嵌合于偏心盘18的外周面。

设在输出轴12的外周的单向离合器21具备：环状的外部件22，其通过销19c被枢转支承于连杆19的杆部19a；内部件23，其配置于外部件22的内部，且固定于输出轴12；以及辊25，其配置在形成于外部件22与内部件23之间的楔状的空间内，且被啮合弹簧24施力。

根据图2可知，4个动力传递单元U共用曲柄状的行星架16，经第2小齿轮17、17支承于行星架16上的偏心盘18的相位在各个动力传递单元U中分别相差90°。例如，在图2中，左端的动力传递单元U的偏心盘18相对于输入轴11移位至图中上方，从左开始的第3个动力传递单元U的偏心盘18相对于输入轴11移位至图中下方，从左开始的第2个和第4个动力传递单元U、U的偏心盘18、18位于上下方向的中间。

接下来，对下述这样的偏心量控制装置进行说明：在车辆停止后进行再起步时，该偏心量控制装置控制动力传递单元U的偏心盘18的偏心量ε来提高起步响应性。

如图7所示，由电子控制单元构成的偏心量控制装置具有停止意思检测单元M1、起步意思检测单元M2、起步阻力计算单元M3以及偏心量控制单元M4。检测车速的车速传感器Sa、检测制动踏板的操作的制动开关Sb以及检测油门开度的油门开度传感器Sc与停止意思检测单元M1连接。所述制动开关Sb和所述油门开度传感器Sc与起步意思检测单元M2连接。由于起步阻力对应于车体的倾斜角而变化，因此，在起步阻力计算单元M3上连接有检测车体的倾斜角的倾斜角传感器Sd。偏心量控制单元M4控制变速致动器14的动作，从而控制偏心盘18的偏心量ε。

接下来，对具备上述结构的本发明的实施方式的作用进行说明。

首先，对无级变速器T的一个动力传递单元U的作用进行说明。如果使变速致动器14的旋转轴14a相对于输入轴11相对旋转，则行星架16绕输入轴11的轴线L1旋转。此时，行星架16的中心O、即由第1小齿轮15和两个第2小齿轮17、17构成的正三角形的中心绕输入轴11的轴线L1旋转。

图3和图5示出了行星架16的中心O相对于第1小齿轮15(即输入轴11)处于输出轴12的相反侧的状态，此时，偏心盘18相对于输入轴11的偏心量变为最大，无级变速器T的变速比成为最小的OD(超传动比)状态。图4和图6示出了行星架16的中心O相对于第1小齿轮15(即输入轴11)位于与输出轴12相同的一侧的状态，此时，偏心盘18相对于输入轴11的偏心量为零，无级变速器T的变速比成为无限大的GN(空档)状态。

在图5所示的OD状态下，如果通过发动机E使输入轴11旋转并以与输入轴11相同的速度使变速致动器14的旋转轴14a旋转，则输入轴11、旋转轴14a、行星架16、第1小齿轮15、两个第2小齿轮17、17以及偏心盘18在成为一体的状态下以输入轴11为中心绕逆时针方向(参照箭头A)进行偏心旋转。在从图5的(A)经过图5的(B)向图5的(C)的状态旋转的期间，连杆19使在其杆部19a的末端被销19c枢转支承的外部件22绕逆时针方向(参照箭头B)旋转，其中该连杆19的环部19b通过球轴承20相对旋转自如地支承于偏心盘18的外周。图5的(A)和图5的(C)示出了外部件22的沿所述箭头B方向旋转的两端。

这样，当外部件22沿箭头B方向旋转时，辊25啮入单向离合器21的外部件22与内部件23之间的楔状的空间，从而将外部件22的旋转通过内部件23传递至输出轴12，因此，输出轴12绕逆时针方向(参照箭头C)旋转。

如果输入轴11和第1小齿轮15进一步旋转，则齿圈18a与第1小齿轮15和第2小齿轮17、17啮合的偏心盘18绕逆时针方向(参照箭头A)偏心旋转。在从图5的(C)经过图5的(D)向图5的(A)的状态旋转的期间，连杆19使在其杆部19a的末端被销19c枢转支承的外部件22绕顺时针方向(参照箭头B′)旋转，其中该连杆19的环部19b通过球轴承20相对旋转自如地支承于偏心盘18的外周。图5的(C)和图5的(A)示出了外部件22的沿所述箭头B′方向旋转的两端。

这样，当外部件22沿箭头B′方向旋转时，辊25一边压缩啮合弹簧24一边被从外部件22与内部件23之间的楔状的空间推出，由此使得外部件22相对于内部件23打滑，输出轴12不旋转。

如以上那样，当外部件22往复旋转时，只有当外部件22的旋转方向为逆时针方向(参照箭头B)时输出轴12才绕逆时针方向(参照箭头C)旋转，因此，输出轴12间歇旋转。

图6是示出在GN状态下运转无级变速器T时的作用的图。此时，由于输入轴11的位置与偏心盘18的中心一致，因此偏心盘18相对于输入轴11的偏心量为零。如果在该状态下通过发动机E使输入轴11旋转并以与输入轴11相同的速度使变速致动器14的旋转轴14a旋转，则输入轴11、旋转轴14a、行星架16、第1小齿轮15、两个第2小齿轮17、17以及偏心盘18在成为一体的状态下以输入轴11为中心绕逆时针方向(参照箭头A)进行偏心旋转。可是，由于偏心盘18的偏心量为零，因此连杆19的往复运动的行程也为零，输出轴12不旋转。

因此，如果驱动变速致动器14而将行星架16的位置设定在图3的OD状态与图4的GN状态之间，则能够以无限大变速比和最小变速比之间的任意变速比进行运转。

在无级变速器T中，并列设置的4个动力传递单元U的偏心盘18的相位互相错开90°，因此，4个动力传递单元U交替地传递驱动力，即4个单向离合器21中的任意一个必然处于接合状态，由此能够使输出轴12连续旋转。

接下来，对用于提高车辆的起步响应性的偏心量控制装置的作用进行说明。

在图8的流程图的步骤S1中，在由车速传感器Sa检测出的车速小于减速/停止判定车速、且制动开关Sb接通或由油门开度传感器Sc检测出的油门开度为零时，停止意思检测单元M1判断为车辆处于减速行驶中且驾驶员具有停止意思，在步骤S2中，起步阻力计算单元M3基于由倾斜角传感器Sd检测出的车体的倾斜角，计算出车辆的起步阻力。然后，在步骤S3中，偏心量控制单元M4计算出用于产生比起步阻力稍小的输出扭矩的偏心盘18的起步准备偏心量，并以该起步准备偏心量为目标值来控制偏心盘18的偏心量。由此，在步骤S4中，当车辆停止时，偏心盘18的偏心量ε已经与起步准备偏心量一致，连杆19以该起步准备偏心量进行往复运动而使单向离合器21接合，由此消除了从输出轴12至驱动轮W、W的动力传递路径的松动，并利用动力传递部件的扭转等蓄积规定的扭矩。可是，由于因起步准备偏心量而产生的输出扭矩比起步阻力小，因此，不会违反驾驶员的意思使车辆起步。

在接下来的步骤S5中，当驾驶员欲使车辆起步而将制动开关Sb断开或者由油门开度传感器Sc检测出的油门开度从零开始增加时，起步意思检测单元M2判断为驾驶员具有起步意思，偏心量控制单元M4使偏心盘18的偏心量ε从起步准备偏心量向起步时所需要的偏心量ε增加，由此输出扭矩超过起步阻力，车辆起步。

此时，假设使偏心盘18的偏心量ε从零向起步时所需要的偏心量ε增加，则起步会延迟与该时间对应的量，但是，根据本实施方式，在检测出驾驶员的起步意思的时刻，偏心量ε已经增加至与起步准备偏心量一致，因此能够提高车辆的起步响应性。而且，使偏心量ε增加至起步准备偏心量的控制是在车辆的减速行驶中进行的，因此，保证了在车辆停止的瞬间该控制完成且偏心量ε成为起步准备偏心量，即使在刚停止后进行起步的情况下，也能够实现起步响应性的提高。

基于图9的时序图对上述作用更具体地进行说明。实线对应于本实施方式，虚线对应于比较例。

在实线表示的本实施方式中，如果减速行驶中的车辆在时刻t3停止，则至此为止进行着怠速运转的发动机在时刻t4通过怠速停止控制而停止，如果发动机在时刻t5由于起步动作的开始而起动从而使发动机转速增加，则车辆没有迟滞地起步而使车速增加。如果在车辆的减速行驶中车速降低，则偏心盘18的偏心量ε也与此相对应地减少，但是，如果偏心量ε在车辆停止前的时刻t2达到起步准备偏心量，则偏心量ε在此后被维持为起步准备偏心量，没有减少为零。

从无级变速器T向驱动轮W、W输出的输出扭矩在车辆的减速行驶中成为零，但是在偏心量ε被维持为起步准备偏心量之前的时刻t1从零开始上升，并在车辆停止的时刻t3成为比产生与起步阻力相当的输出扭矩的偏心量ε稍小的值，并在车辆处于停止时维持为该值。由此，确保了车辆在时刻t5起步时的起步响应性。

另一方面，在虚线所示的比较例中，在车辆停止的时刻t3之前的时刻t2，偏心量ε变为零，直到发动机怠速停止的时刻t4，偏心量ε才开始从零向起步准备偏心量增加，因此，即使与在时刻t5进行车辆的起步动作同时地使偏心量ε增加至起步所需要的值，但由于无级变速器T的下游的动力传递路径的松动堆积而使输出扭矩的上升延迟，因此，车辆在比本来的时刻t5晚的时刻t6起步，起步响应性降低。

通过将偏心量ε维持为起步准备偏心量而在无级变速器T的下游的动力传递路径中蓄积扭矩的原理如下。

在作为图9的部分详细图的图10中，连杆19以与偏心盘18的偏心量ε对应的行程往复运动，与此相对应，单向离合器21的外部件22往复摆动。外部件22的往复摆动的角速度围绕零而正负变动，其振幅与偏心量ε的减少成比例地减少。当外部件22的正方向(单向离合器21的接合方向)的摆动角速度超过输出轴12的旋转角速度时(参照阴影部分)，单向离合器21接合，发动机E的扭矩经由输出轴12传递至驱动轮W、W，因此，在该部分处，在输出轴12和驱动轮W、W之间的动力传递路径中通过动力传递部件的扭转等而蓄积了扭矩。

在比较例中，没有进行在车辆停止前将偏心量ε维持为起步准备偏心量的控制，因此，外部件22的正方向的摆动角速度不会超过输出轴12的旋转角速度，从而不会蓄积扭矩。另一方面，在本实施方式中，进行在车辆停止前将偏心量ε维持为起步准备偏心量的控制，因此，外部件22的正方向的摆动角速度间歇性地超过输出轴12的旋转角速度，从而在输出轴12和驱动轮W、W之间的动力传递路径中蓄积了扭矩。

并且，当偏心盘18的偏心量ε增加至起步准备偏心量时，即使发动机E停止也能够使连杆19往复运动来蓄积扭矩。其理由是因为：当为了使偏心量ε增加而驱动变速致动器14时，偏心盘18一边在输入轴11的周围进行偏心旋转一边使偏心量ε增加，因此，连杆19通过该偏心旋转而进行往复运动从而使单向离合器21接合，输出轴12旋转而蓄积扭矩。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明能够在不脱离其要点的范围内进行各种设计变更。

例如，在实施方式中，将起步准备偏心量设定为比产生与起步阻力相当的输出扭矩的偏心量ε稍低的值，但可以将起步准备偏心量设定在比零大且比产生与起步阻力相当的输出扭矩的偏心量ε小的范围内。

Claims (5)

1.一种车辆用动力传递装置，其中，

将与驱动源(E)连接的输入轴(11)的旋转变速后传递至输出轴(12)的动力传递单元(U)具备：

输入侧支点(18)，其相对于所述输入轴(11)的轴线的偏心量(ε)可变，且该输入侧支点(18)与该输入轴(11)一起旋转；

单向离合器(21)，其与所述输出轴(12)连接；

输出侧支点(19c)，其设置于所述单向离合器(21)的外部件(22)上；

连杆(19)，其两端与所述输入侧支点(18)和所述输出侧支点(19c)连接而进行往复运动；以及

变速致动器(14)，其变更所述输入侧支点(18)的偏心量(ε)，

所述车辆用动力传递装置的特征在于，

该车辆用动力传递装置具备：停止意思检测单元(M1)，其检测驾驶员的停止意思；起步意思检测单元(M2)，其检测驾驶员的起步意思；起步阻力计算单元(M3)，其计算车辆的起步阻力；以及偏心量控制单元(M4)，其驱动所述变速致动器(14)来控制所述偏心量(ε)，

如果所述停止意思检测单元(M1)在车辆的减速行驶中检测出驾驶员的停止意思，则在至接下来所述起步意思检测单元(M2)检测出驾驶员的起步意思为止的期间，所述起步阻力计算单元(M3)计算车辆的起步阻力，并且，所述偏心量控制单元(M4)将所述偏心量(ε)控制在比零大且比产生与所述起步阻力相当的输出扭矩的值小的范围内。

2.根据权利要求1所述的车辆用动力传递装置，其特征在于，

当检测制动踏板的操作的制动开关(Sb)断开、或者油门开度从零增加时，所述起步意思检测单元(M2)判断为驾驶员具有起步意思。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的车辆用动力传递装置，其特征在于，

当在车辆的减速行驶中检测出驾驶员的停止意思时由所述偏心量控制单元(M4)进行的所述控制是使所述偏心量(ε)与作为目标值的起步准备偏心量一致的控制，所述起步准备偏心量比零大且比产生与所述起步阻力相当的输出扭矩的值小，在车辆的减速行驶中进行该控制。

4.根据权利要求3所述的车辆用动力传递装置，其特征在于，

使所述偏心量(ε)与所述起步准备偏心量一致的控制在至车辆停止为止的期间内完成。

5.根据权利要求4所述的车辆用动力传递装置，其特征在于，

当车辆处于停止时，所述偏心量(ε)被维持为所述起步准备偏心量。