CN102713351B - 用于控制变速机构端负载作用力的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于控制变速机构端负载作用力的系统和方法包括减小施加到变速机构的变速机构输入盘体的净力。变速机构包括端负载空腔、消减空腔、以及流体地连接到端负载空腔与消减空腔之间的阀。端负载空腔和消减空腔中的每一个都向变速机构输入盘体施加相反作用力。该阀可以致动从而减小施加到变速机构输入盘体的净力。该阀可以基于变速机构速比、变速机构滚轮的位置、和/或变速机构或其操作的其它参数而被致动。

Description

用于控制变速机构端负载作用力的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119（e）要求享有BrianSchoolcraft于2009年12月16日提交、名称为“用于控制变速机构端负载作用力的系统和方法”美国临时专利申请序列号No.61/287,020的优先权，该申请的整体通过参考而被结合在此。

技术领域

本发明基本涉及一种无限变速式无级变速器，以及更特别地涉及一种用于环面型无级变速器的端负载作用力控制系统。

背景技术

在无级变速器中，比率变化单元（变速机构）被用于提供无级变速比。变速机构通过传动机构及一个或多个离合器而连接到变速器输入与变速器输出之间。在变速机构中，转矩通过被牵引流体所分开的变速机构盘体与对应滚轮的摩擦啮合而进行传递。在环面型变速机构中，每个输入和输出变速机构盘体都包括弯曲的、面向的接触表面，所述表面共同协作从而形成环面空隙或者空腔，变速机构滚轮被设置在该空隙或者空腔中。

变速机构滚轮通过液压活塞/缸体装置而进行控制，所述装置基于施加到液压活塞的压力差而向滚轮施加作用力。变速机构的输出转矩由施加到变速机构滚轮上的控制活塞作用力而被限定。每个滚轮在对应输入及输出变速机构盘体上的位置或者接触角度依赖于变速机构速比，该变速机构速比由输出及输入盘体之间产生的速度比而限定。端负载组件在端负载盘体上施加轴向作用力，该盘体接下来向变速机构盘体施加正交作用力，从而确保滚轮在对应盘体上的牵引力。然而，在极低或极高的变速机构速比时，由于变速机构滚轮在盘体上的接触角度，因此由变速机构盘体施加到滚轮的接触正交作用力与滚轮控制活塞上的作用力以成比例的方式增加。这种极端接触角度的接触正交作用力的增加会导致滚轮的过度夹紧，变速机构效率的降低、和/或部件寿命的减少。

发明内容

根据一个方面，变速机构可包括端负载空腔、消减空腔、以及阀。端负载空腔可被设置成基于端负载空腔内部的流体压力而在第一方向上向变速机构的变速机构输入盘体施加一定量的作用力。消减空腔可被设置成基于消减空腔内部的流体压力而在与第一方向相反的第二方向上向变速机构输入盘体施加一定量的作用力，从而使得施加到变速机构输入盘体的净力减小。所述阀具有流体地连接到端负载空腔的第一端口以及流体地连接到消减空腔的第二端口。该阀可以在第一位置与第二位置之间移动，在该第一位置端负载空腔与消减空腔没有流体地连接，在该第二位置端负载空腔与消减空腔流体地连接。该阀可以实施成螺线管阀、机械阀、或者其它类型的阀。在阀为螺线管阀的实施例中，该阀可对控制信号作出响应，从而移动到第二位置。

在部分实施例中，变速机构进一步包括变速机构输出盘体以及至少一个滚轮。在这些实施例中，变速机构输入盘体可通过施加到变速机构输入盘体的净力而向着变速机构输出盘体偏压。滚轮可被定位在变速机构输入盘体与变速机构输出盘体之间，从而将转矩从输入盘体传递到输出盘体。附加地，至少一个滚轮可相对于变速机构输入盘体与变速机构输出盘体而定位，从而调节变速机构的变速机构速比。在这些实施例中，阀可被实施为机械阀，该机械阀被连接到滚轮并且被设置成基于滚轮的位置而从第一位置移动到第二位置。附加地或者替换性地，由变速机构输入盘体施加的作用力大小可依赖于滚轮的位置。附加地或者替换性地，阀可被设置成当变速机构速比大于-0.5时移动到第二位置。附加地或者替换性地，阀可被设置成当变速机构速比小于-2.0时移动到第二位置。例如，阀可被设置成当变速机构速比在-0.5到-2.0的变速机构速比范围之外时移动到第二位置。在部分实施例中，滚轮在变速机构输入盘体上的位置限定了接触点、以及该阀可被设置成当接触点在相距预定参考点47-88mm范围之外时移动到第二位置。

附加地，在部分实施例中，消减空腔的尺寸可被设置成当阀在第二位置时将施加到变速机构输入盘体的净力相对于当阀在第一位置时施加到变速机构输入盘体的净力减小至少5%。例如，消减空腔的尺寸可被设置成当阀处于第二位置时将施加到变速机构输入盘体的净力减小到5%到10%范围内的百分比大小。在一个特定实施例中，消减空腔尺寸被选择成当阀处于第二位置时将施加到变速机构输入盘体的净力减小大约7.5%。

在部分实施例中，变速机构包括变速机构输出盘体以及定位在变速机构输入盘体与变速机构输出盘体之间的滚轮，从而将转矩从变速机构输入盘体传递到变速机构输出盘体。变速机构输入盘体可通过施加到变速机构输入盘体的净力而向着变速机构输出盘体偏压。变速机构输入盘体还可在滚轮上施加接触正交作用力。由变速机构输入盘体施加到滚轮的接触正交作用力的大小相对于由变速机构输入盘体施加到滚轮的接触正交作用力的最小值的比率限定了接触正交作用力倍增值。在这些实施例中，该阀可被设置成当接触正交作用力倍增值为至少1.07时移动到第二位置。

根据另一个方面，变速机构可包括端负载组件、变速机构输出盘体、至少一个滚轮、以及阀。端负载组件可包括端负载鼓、端负载反作用盘、以及变速机构输入盘体。变速机构还包括在端负载反作用盘与变速机构输入盘体之间限定的端负载空腔以及在端负载鼓与端负载反作用盘之间限定的消减空腔。端负载空腔与消减空腔可共同协作从而向变速器输入盘体施加净力。变速器输入盘体可通过净力而向着变速机构输出盘体偏压。至少一个滚轮可被定位在变速机构输入盘体与变速机构输出盘体之间，从而将转矩从输入盘体传递到输出盘体。附加地，至少一个滚轮可相对于变速机构输入盘体与变速机构输出盘体定位，从而调节变速机构速比。所述阀可流体地连接到端负载空腔与消减空腔之间。该阀还可移动到第一位置从而使端负载空腔和消减空腔流体地脱离连接以及移动到第二位置从而使端负载空腔和消减空腔流体地连接。

在部分实施例中，当阀处于第一位置时施加到输入盘体的净力大于当阀处于第二位置时施加到输入盘体的净力。附加地，在部分实施例中，该阀可被实施成螺线管阀，该螺线管阀对控制信号作出响应，从而移动到第二位置。替换性地，该阀可被实施成机械阀，该机械阀被连接到滚轮并且被设置成基于滚轮的位置而从第一位置移动到第二位置。在部分实施例中，施加到变速机构输入盘体的净力依赖于变速机构的变速机构速比。附加地，在部分实施例中，施加到变速机构输入盘体的净力依赖于滚轮的位置。此外，在部分实施例中，变速机构输入盘体向至少一个滚轮施加接触正交作用力。由变速机构输入盘体施加到滚轮的接触正交作用力大小相对于由变速机构输入盘体施加到滚轮的接触正交作用力最小值的比率限定了接触正交作用力倍增值。在这些实施例中，该阀可被设置成当接触正交作用力倍增值为至少1.07时移动到第二位置。

根据另一个方面，一种用于对包括端负载空腔及消减空腔的变速机构中的端负载作用力进行控制的方法，包括确定出变速机构的变速机构速比，以及对处于预定范围之外的变速机构速比作出响应，致动流体地连接在端负载空腔与消减空腔之间的阀。致动阀可将端负载空腔流体地连接到消减空腔，从而将施加到变速机构输入盘体的净力减小预定量。

附图说明

在此描述的系统和方法在附图中通过示例而非通过限制而进行说明。为了说明的简洁和清楚，附图中所示的元件没有按比例绘制。例如，部分元件的尺寸相对于其它元件进行夸大以显得清楚。此外，在适当时，附图中的附图标记进行重复，用来表示对应的或者类似的元件。

图1是包括变速机构的无级变速器的一个实施例的简化横截面框图；

图2是图1中变速机构的端负载组件的一个实施例的立体透视截面图；

图3是可用于车辆变速器以控制变速机构端负载作用力的系统的一个实施例的简化框图；

图4是图3中系统的液压控制回路的一个实施例的简化视图；

图5是用于控制图4中的液压控制回路的变速机构端负载作用力的液压控制回路的一个实施例的简化视图；

图6是用于控制图4中的液压控制回路的变速机构端负载作用力的液压控制回路的另一个实施例的简化视图；以及

图7是使用在此描述的变速机构的图2的系统中的接触正交作用力与变速机构速比的说明性图示。

具体实施方式

尽管本发明的思想容易进行各种改进和替换形式，但是具体示例性实施例已经在附图中通过示例显示并且在此将会详细描述。然而，应当理解的是，这并非为了将本发明的思想限制为所公开的特定形式，相反地，本发明覆盖了落入到附加权利要求限定的本发明精神和范围内的全部改进、等同物、以及替换物。

说明书中关于“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的介绍表明所述实施例可包括特定特征、结构或者特性，但是没有必要每个实施例都包括特定特征、结构或者特性。此外，这些措辞没有必要指代同一个实施例。此外，当特定特征、结构或者特性结合实施例进行描述时，那么在本领域技术人员的认知下，可以结合其它实施例来实施所述特征、结构或者特性，无论是否明确地进行描述。

参考图1，变速器100包括定位在输入轴104与传动组件106之间的变速机构102。变速机构102是环面型并且包括端负载组件110，该端负载组件具有端负载鼓112、端负载反作用盘114、以及第一输入变速机构盘体120。变速机构102还包括第二输入变速机构盘体122以及定位在第一和第二输入变速机构盘体120、122之间的一个或多个输出盘体124。传动组件106经由适当的连接机构（例如离合器组件、惰轮组、齿轮组或者类似装置）而操作性地连接到输出盘体124。当然，可以理解的是，在其它实施例中，变速机构102可具有其它配置。例如，在部分实施例中，输入盘体120、122的位置可以与输出盘体124进行转换。也就是说，输入盘体120、122以处在中心的方式定位在变速机构102中、在两个输出盘体124之间。另外，端负载组件110可被设置在变速机构102的任一端部上（即设置在装有输入盘体120的端部上或者设置在装有输入盘体122的端部上）。此外，在部分实施例中，端负载组件110根据变速机构102的特定配置而以处在中心的方式定位在变速机构102中、在两个输入盘体120、122或者输出盘体124之间。在这些实施例中，端负载组件110可再次根据变速机构102的特定配置（例如端负载组件110的位置）而包括一个或多个输入盘体120、122或者一个或多个输出盘体124。

变速机构102说明性地实施为环面型变速机构。同样地，变速机构盘体120、122、124中的每一个都包括相对的或者面向的表面200（参见图2），所述表面弯曲从而在输入变速机构盘体120和输出变速机构盘体124之间以及输入变速机构盘体122之间形成大致环面空隙或者空间。

变速机构102也包括设置在输入变速机构盘体120与输出变速机构盘体124之间、以及在输出变速机构盘体124与输入变速机构盘体122之间的至少一个滚轮130。例如，在说明性实施例中，变速机构102包括设置在输入变速机构盘体120、122中的每一个与输出变速机构盘体124之间的三个滚轮130。然而，在其它实施例中，变速机构102可包括更多或更少滚轮130。滚轮130在输入变速机构盘体120、122与输出变速机构盘体124之间提供牵引力，从而将转矩从输入变速机构盘体120、122传递到输出变速机构盘体124。在部分实施例中，一定量的油或者其它牵引流体被捕获在滚轮130与盘体120、122、124之间，从而使得滚轮130靠着盘体120、122、124的环形接触表面滚动而不直接地接触盘体120、122、124。

每个滚轮130都部分地基于施加到液压致动器的压力差而相对于对应的输入盘体120、122和输出盘体124定位。也就是说，变速机构102包括一个或多个液压致动器420（参见图4），所述致动器连接到相关滚轮130，从而使滚轮130在相应的输入盘体120、122与输出盘体124之间移动。然而，应当理解的是，每个滚轮130相对于盘体120、122、124的特定接触角度都是根据盘体120、122、124的相对角速度而被确定。在说明性变速器100中，单个液压致动器420可以操作性地连接到定位在输入盘体120、122与输出盘体124之间的各组滚轮130。然而，在其它实施例中，单个液压致动器420以同轴配置操作性地连接到各个滚轮130。

滚轮130相对于盘体120、122、124的接触角度或者倾角是变速机构102的变速机构速比以及转矩的指示。例如，如果滚轮130向着轴向中心接触输入变速机构盘体120、122以及远离轴向中心接触输出变速机构盘体124（参见图2中的位置210），那么变速机构102具有相对较低变速机构速比（即输出盘体124相对输入盘体120、122的速度比）但是具有高转矩。然而，如果滚轮130远离轴向中心接触输入变速机构盘体120、122以及向着轴向中心接触输出变速机构盘体124（参见图2中的位置212），那么变速机构102具有相对较高变速机构速比但是具有低转矩。应当理解的是，尽管术语“接触”在此用于指代滚轮130与盘体120、122、124之间的相互作用，但是一定量的牵引流体通常被捕获在各个滚轮130与相应盘体120、122、124之间，使得滚轮130没有实际地或者完全地接触盘体120、122、124。另外，应当理解的是，随着滚轮130向着盘体120、122、124的环形接触表面200的极端侧（即向着环形接触表面200的内部或者外部边缘）移动，滚轮130在相应盘体120、122、124上的接触角度或者倾角减小，导致由输入盘体120在滚轮130上施加的接触正交作用力增大。

如图2所示，端负载组件110包括端负载鼓112、端负载反作用盘114、以及第一输入变速机构盘体120，该第一输入变速机构盘体包括环形接触表面200，用于接收一个或多个滚轮130，如上所述。端负载组件110还包括定位在端负载反作用盘114与第一输入变速机构盘体120之间的端负载空腔202。端负载空腔202被设置成通过接收在端负载空腔202内的一定量流体而被加压。由此，端负载空腔202基于空腔202内的流体压力而向第一输入变速机构盘体120施加一定量作用力，如箭头206所示。以此方式，第一输入变速机构盘体120充当活塞，用于向第二输入变速机构盘体122、输出盘体124、以及定位在它们之间的滚轮130施加作用力。

端负载组件110也包括消减空腔204。说明性地，消减空腔204被定位在端负载组件110的端负载鼓112与端负载反作用盘114之间，但是在其它实施例中可被定位在其它位置。消减空腔204经由阀402流体地连接到端负载空腔202（参见图4）并且被设置成当阀处于打开或者流体传导位置时通过端负载鼓112而将消减作用力施加到输入盘体120，如箭头208所示。以此方式，施加到输入盘体120的净力可以减小预定量。例如，在部分实施例中，消减空腔204的尺寸被设置成当阀402移动到打开或流体传导位置时使得施加到输入盘体120的净力减小至少5%。此外，在部分实施例中，消减空腔204的尺寸被设置成当阀402移动到打开或流体传导位置时使得施加到输入盘体120的净力减小5%到大约10%范围内的值。在一个特定实施例中，消减空腔204的尺寸被设置成当阀402移动到打开或流体传导位置时使得施加到输入盘体120的净力减小大约7.5%。

如下面进一步详细所述，阀402可以根据变速机构102的一个或多个参数而移动到打开或流体传导位置。在部分实施例中，阀402根据变速机构102的变速机构速比而被致动（即移动到打开或流体传导位置），从而减小施加到输入盘体120的净力。例如，在部分实施例中，当变速机构速比大于-0.5时，阀402被致动。另外，在部分实施例中，当变速机构速比小于-2.0时，阀402被致动。此外，在一个特定实施例中，当变速机构速比处于-0.5到-2.0变速机构速比范围之外时，阀402被致动，从而减小施加到输入盘体120的净力。

替换性地，在部分实施例中，阀402可以根据滚轮130的位置而被致动，从而减小施加到输入盘体120的净力。例如，在部分实施例中，当滚轮130与输入盘体120、122（和/或输出盘体124）之间的接触点处于预定范围之外时，阀402被致动。在一个特定实施例中，当滚轮130与输入盘体120、122之间的接触点处于相距变速机构102纵向轴线所测量为大约47mm-大约88mm范围之外时，阀402被致动，从而减小施加到输入盘体120的净力。当然，可以在其它实施例中使用其它参考点，用于确定出滚轮130的位置。

此外，在部分实施例中，阀402可以根据变速机构102的接触正交作用力倍增值而被致动，从而减小施加到输入盘体120的净力。接触正交作用力倍增值是（i）由输入盘体120当前施加到滚轮130的接触正交作用力的量相对于（ii）由输入盘体120施加到滚轮130的接触正交作用力的最小值的比率。在一个特定实施例中，当端负载作用力倍增值为至少1.07时，阀402可被致动，从而减小施加到输入盘体120的净力。

下面参考图3，变速器100可形成车辆动力传动系统的一部分。在这些实施例中，变速器100操作性地连接到变速器输入轴302，从而接收由车辆驱动单元300产生的转矩输出。驱动单元300可被实施成内燃机（例如点燃式发动机或者柴油发动机）、电动机、发动机-电动机组合、或者其它发动机或电动机。变速机构102经由传动机构306以及一个或多个离合器308而操作性地连接到在变速器输入轴302与变速器输出轴304之间。多个连接装置312、314、316如本领域技术人员所理解的那样机械地连接传动机构306、离合器308、以及变速机构102。

变速器100的变速机构102和离合器308通过电动液压控制系统320控制。电动液压控制系统320包括变速机构控制回路322以及离合器控制回路324。变速机构控制回路322经由多个流体管路326流体地连接到变速机构102以及经由多个流体管路328流体地连接到离合器控制回路324。离合器控制回路324同样经由流体管路330而流体地连接到离合器308。

变速机构控制回路322控制变速机构102的变速机构速比，如下面参考图4进一步详细描述。离合器控制回路324控制离合器308的施加和释放。离合器控制回路324的内容是一对相关公开的主题，所述公开于同一时间提交，代理人案号为No.46582-214469（ATP-0043-USU），美国专利申请序列号No.12/957,872；以及代理人案号为No.46582-214471（ATP-0044-USU），美国专利申请序列号No.12/957,877。代理人案号为No.46582-214469（ATP-0043-USU），美国专利申请序列号No.12/957,872，以及代理人案号为No.46582-214471（ATP-0044-USU），美国专利申请序列号No.12/957,877的公开内容为了美国专利法通过参考而被整体结合在此。

电动液压控制系统320的操作通过电子控制单元340被控制。电子控制单元340经由多个电力连接342而电力地连接到变速机构控制回路322以及经由多个电力连接344而电力连接到离合器控制回路324。电力连接342、344可被实施为任意类型的电力连接或者能够实现电子控制单元340与控制回路322、324之间的电力相通的单个路径。例如，电力连接322、324可被实施成绝缘线、线缆、无线连接、或者用于在它们之间交换数据、通信、和/或计算指令的其它适当互联机构。电子控制单元340可被实施成多个分开的逻辑或者物理结构或者实施成单个单元。例如，除了变速器100之外，电子控制单元340可控制驱动单元300的操作方面。替换性地，电子控制单元340可包括多个模块，所述模块控制驱动单元300和/或变速器100的不同操作方面。

电子控制单元340可包括计算机回路系统，该回路系统被设置成基于来自于变速器100的各个部件的输入以及在部分实施例中基于来自于驱动单元300的输入从而控制变速器100的操作。这些输入可包括从与车辆部件相关的传感器、控制器或者其它类似装置接收的数字和/或模拟信号。电子控制单元340处理输入和参数，并且将电力控制信号发送到电动液压控制系统320的各个部件。

例如，电子控制单元340监测电动液压控制系统320中的阀的状态。检测装置（例如压力开关或者类似物）探测电动液压控制系统320中阀位置的改变以及将电力信号发送到电子控制单元340从而指示探测到的改变。电子控制单元340根据从检测装置接收的信号来执行计算机化的逻辑及指令，从而确定电动液压控制系统320的任意部件是否出现故障。

如图3中所示，变速机构控制回路322包括端负载作用力控制系统400，该系统包括消减空腔204和阀402。如上所述，变速机构控制回路322可被设置成基于变速器100、变速机构102、和/或驱动单元300的一个或多个参数来控制阀402的致动。例如，在部分实施例中，变速机构控制回路322被设置成基于变速机构102的变速机构速比、滚轮130的位置、接触正交作用力倍增值、或者变速器100、变速机构102、和/或驱动单元300的其它参数来控制阀402的致动。

下面参考图4，如上所述，一个或多个液压致动器420操作性地连接到各个变速机构滚轮130，从而控制滚轮130相对于输入变速机构盘体120、122以及输出盘体124的位置。在所示实施例中，每个液压致动器420都包括定位在缸体424中的双作用活塞422。液压致动器420对施加到双作用活塞422上的两个流体压力的差值作出响应，从而移动相关滚轮130，如下所述。

施加到液压致动器420一侧上的压力通常被称为“S1”，而施加到相反一侧上的压力通常被称为“S2”。“高压力占优”阀426将两个线路S1、S2中处于较高压力的线路连接到端负载空腔202。以此方式，S1和S2压力之间的差值导致了变速机构输出轴316的转矩。转矩输出的方向确定转矩施加是正的还是负的。

变速机构控制回路322调节线路S1、S2中的压力。液压流体源430（例如油箱）将流体供应到泵432。电子控制阀440、442、444调节施加到线路S1和S2的流体压力。阀444是通常被称作主调节阀的一类压力控制阀。主调节阀444根据变速机构控制回路32的预定期望压力水平来调节流体压力。

阀440、442是配平阀，每个配平阀都包括对电子控制单元340的信号作出响应从而输出可变流体压力的可变排放螺线管或者类似装置。配平阀440通过流体通路446而流体地连接到换挡阀450，以及配平阀442通过流体通路448而流体地连接到换挡阀452。配平阀440通过换挡阀450来控制施加到线路S1的流体压力，以及配平阀442通过换挡阀452来控制施加到线路S2的流体压力。

图4中所示的变速机构控制回路322还包括变速机构锁定阀系统460。在变速机构锁定阀系统460中，换挡阀450的位置确定了配平阀440是否将流体压力供应到线路S1，以及换挡阀452的位置确定了配平阀442是否将流体压力供应到线路S2。当换挡阀450退出行程时，配平阀440与线路S1流体相通。类似地，当换挡阀452退出行程时，配平阀442与线路S2流体相通。

变速机构锁定阀系统460还包括配平阀462和换挡阀464。配平阀462通过通路466流体地连接到换挡阀450、452。配平阀462可被用于在配平阀440失效的情况下将流体压力供应到线路S1，以及配平阀462可被用于在配平阀442失效的情况下将流体压力供应到线路S2。

包括配平阀替换方案的变速机构锁定阀系统460的内容在同一时间提交的相关公开中描述，代理人案号为No.46582-214467（ATP-0042-USU），美国专利申请序列号No.12/943,363。代理人案号为No.46582-214467（ATP-0042-USU），美国专利申请序列号No.12/943,363的公开内容为了美国专利法通过参考而被整体结合在此。

变速机构锁定阀系统460还包括快速阀致动系统470，该快速阀致动系统连接到配平阀440、442与变速机构控制回路322的其余部分之间。快速阀致动系统470具有它自己的流体回路472，该回路连接到流体供应474。流体回路472包括一对通路480、482，所述一对通路使换挡阀450、452相互流体连接。

应当理解的是，快速阀致动系统470的通路480、482的设置防止了两个换挡阀450、452同时进入冲程的状态。快速阀致动系统470的进一步方面在同时提交的代理人案号为No.46582-214473（ATP-0045-USU），美国专利申请序列号No.12/943,322的相关公开中描述。代理人案号为No.46582-214473（ATP-0045-USU），美国专利申请序列号No.12/943,322的公开内容为了美国专利法通过参考而被整体结合在此。

如上所述，端负载作用力控制系统400包括与端负载空腔202及消减空腔204流体相通的阀402。例如，在一个实施例中，阀402包括具有连接到第一流体通路406的第一端口以及连接到第二流体通路408的第二端口的阀空腔，该第一流体通路406流体地连接到端负载空腔202，该第二流体通路408流体地连接到消减空腔204。以此方式，阀402可以致动，从而在端负载空腔202与消减空腔204之间选择性地连接以及断开流体相通。如上所述，阀402可以根据变速机构102、变速器100、和/或驱动单元300的一个或多个参数而被致动，一个或多个参数包括例如变速机构102的变速机构速比、滚轮130的位置、接触正交作用力倍增值，或者变速器100、变速机构102、和/或驱动单元300的其它参数。

如图5所示，在部分实施例中，阀402可被实施成电子螺线管型阀。在这个实施例中，阀402对命令信号作出响应，从而从端负载空腔202与消减空腔204没有流体相通的第一闭合位置移动到端负载空腔202与消减空腔204流体相通的第二打开位置。这些命令信号可经由一个或多个电力连接404而从电子控制单元340接收。电子控制单元340可被设置成根据如上所述变速器100、变速机构102、和/或驱动单元300的一个或多个参数而产生这种命令信号（即被设置成致动阀402）。例如，在部分实施例中，电子控制单元340可被设置成根据从一个或多个传感器接收的数据而确定出变速机构102的变速机构速比以及根据确定出的变速机构速比来致动阀402，如下面结合图7所述。此外，在部分实施例中，电子控制单元340可根据从连接到一个或多个液压致动器420、或者连接到变速机构102的其它连接机构的一个或多个位置传感器接收的数据来产生这些命令信号，从而检测一个或多个滚轮130的相对位置。附加地或者替换性地，电子控制单元340可根据从一个或多个流体传感器接收的数据而产生这种命令信号，所述传感器被设置成检测变速机构102中一个或多个部件（例如液压致动器420、端负载空腔202、消减空腔204、和/或其它部件）的流体压力。

替换性地，如图6中所示，阀402可被实施成机械阀。在这个实施例中，阀402机械地连接到滚轮130或者液压致动器420的一个或多个操纵杆或者其它连接机构。以此方式，阀402根据相应滚轮130的位置而被致动，从而从端负载空腔202与消减空腔204没有流体相通的第一闭合位置移动到端负载空腔202与消减空腔204流体相通的第二打开位置。例如，阀402可被设置成当滚轮130在输入盘体120、122上的接触半径/点或者倾角落入预定范围之外时被致动（即从第一位置移动到第二位置），如上所述。

下面参考图7，图示700显示了一个说明性控制方案，用于控制变速机构的端负载作用力。在说明性实施例中，阀402基于变速机构102的变速机构速比而被致动。特别地，如图示700中所示，当变速机构速比处于-0.5至-2.0变速机构速比范围之外时，阀402被致动以流体地连接端负载空腔202与消减空腔204，从而减小施加到输入盘体120的净力，如上所述。如图示700中所示，当阀402被致动时，变速机构102的接触正交作用力倍增值下落到接近1.0。以此方式，施加到输入盘体120的净力能够被保持到预定阈值之下，使得施加到滚轮130的接触正交作用力在极端滚轮130倾角或者接触半径/点处不会大幅地增大。

如上所述，在其它实施例中，阀402可根据变速机构102、变速器100、和/或驱动单元300的其它参数而被致动，如上所述。例如，在部分实施例中，阀402可根据滚轮130的位置或倾角、变速机构102的端负载作用力倍增值、或者其它参数而被致动，从而减小施加到输入盘体120的净力。附加地，如上所述，阀402的致动可部分地根据所使用阀402的类型而通过机械连接机构或者电力信号而实现。

从在此所述的系统、装置和方法的各个特征可以得到本公开的多个优点。可以知道的是，本公开的系统、装置和方法的替换性实施例可不包括所述的全部特征，却仍然享有这些特征的至少部分优点。本领域技术人员可容易地设想出与本公开特征中的一个或多个相结合并且落入到附加权利要求限定的本发明的精神和范围之内的装置、回路以及方法的自身实现方式。

Claims (20)

1.一种变速机构，包括：

端负载空腔，所述端负载空腔被设置成基于所述端负载空腔内的流体压力在第一方向上给变速机构输入盘体施加一定量的作用力；

消减空腔，所述消减空腔被设置成基于消减空腔消减空腔内的流体压力在与所述第一方向相反的第二方向上给所述变速机构输入盘体施加一定量的作用力，使得施加到所述变速机构输入盘体的净力被减小；

具有流体地连接到所述端负载空腔的第一端口以及流体地连接到所述消减空腔的第二端口的阀，所述阀能够移动到所述端负载空腔与所述消减空腔没有流体地连接的第一位置以及移动到所述端负载空腔与所述消减空腔流体地连接的第二位置。

2.如权利要求1所述的变速机构，其特征在于，所述阀是对控制信号作出响应而移动到所述第二位置的螺线管阀。

3.如权利要求1所述的变速机构，其特征在于，还包括：

变速机构输出盘体，所述变速机构输入盘体通过施加到所述变速机构输入盘体的净力向着所述变速机构输出盘体偏压；以及

定位在所述变速机构输入盘体与所述变速机构输出盘体之间以便将转矩从所述变速机构输入盘体传递到所述变速机构输出盘体的至少一个滚轮，所述至少一个滚轮能够相对于所述变速机构输入盘体和所述变速机构输出盘体定位以调节所述变速机构的变速机构速比。

4.如权利要求3所述的变速机构，其特征在于，所述阀是连接到所述滚轮、并且被设置成基于所述滚轮的位置从所述第一位置移动到所述第二位置的机械阀。

5.如权利要求3所述的变速机构，其特征在于，由所述变速机构输入盘体施加的作用力大小取决于所述滚轮的位置。

6.如权利要求3所述的变速机构，其特征在于，所述阀被设置成当所述变速机构速比大于-0.5时移动到所述第二位置。

7.如权利要求3所述的变速机构，其特征在于，所述阀被设置成当所述变速机构速比小于-2.0时移动到所述第二位置。

8.如权利要求3所述的变速机构，其特征在于，所述阀被设置成当所述变速机构速比处于-0.5到-2.0的变速机构速比范围之外时移动到所述第二位置。

9.如权利要求3所述的变速机构，其特征在于：

所述滚轮在所述变速机构输入盘体上的位置限定接触点；以及

所述阀被设置成当所述接触点处于相距预定参考点为47mm至88mm范围之外时移动到所述第二位置。

10.如权利要求1所述的变速机构，其特征在于，所述消减空腔尺寸被选择成当所述阀处于所述第二位置时将施加到所述变速机构输入盘体的净力相对于当所述阀处于所述第一位置时施加到所述变速机构输入盘体的净力减小5％。

11.如权利要求10所述的变速机构，其特征在于，所述消减空腔尺寸被选择成当所述阀处于所述第二位置时将施加到所述变速机构输入盘体的净力减小5％-10％范围内的百分比大小。

12.如权利要求11所述的变速机构，其特征在于，所述消减空腔尺寸被选择成当所述阀处于所述第二位置时将施加到所述变速机构输入盘体的净力减小7.5％。

13.如权利要求1所述的变速机构，其特征在于，还包括：

变速机构输出盘体，所述变速机构输入盘体通过施加到所述变速机构输入盘体的净力而向着所述变速机构输出盘体偏压；以及

定位在所述变速机构输入盘体与所述变速机构输出盘体之间以便将转矩从所述变速机构输入盘体传递到所述变速机构输出盘体的滚轮，所述变速机构输入盘体在所述滚轮上施加接触正交作用力；

其中，由所述变速机构输入盘体施加到所述滚轮的接触正交作用力的大小相对于由所述变速机构输入盘体施加到所述滚轮的接触正交作用力的最小值的比率限定了接触正交作用力倍增值；以及

所述阀被设置成当所述接触正交作用力倍增值为至少1.07时移动到所述第二位置。

14.一种变速机构，包括：

端负载组件，所述端负载组件包括端负载鼓、端负载反作用盘、变速机构输入盘体、限定在所述端负载反作用盘与所述变速机构输入盘体之间的端负载空腔、以及限定在所述端负载鼓与所述端负载反作用盘之间的消减空腔，其中，所述端负载空腔与所述消减空腔相互协作从而向所述变速机构输入盘体施加净力；

变速机构输出盘体，所述变速机构输入盘体通过所述净力向着所述变速机构输出盘体被偏压；以及

定位在所述变速机构输入盘体与所述变速机构输出盘体之间以便将转矩从所述变速机构输入盘体传递到所述变速机构输出盘体的至少一个滚轮，所述至少一个滚轮能够相对于所述变速机构输入盘体与所述变速机构输出盘体定位以调节变速机构速比；

流体地连接在所述端负载空腔与所述消减空腔之间的阀，所述阀能够移动到第一位置以使所述端负载空腔与所述消减空腔流体地脱离连接、以及移动到第二位置以使所述端负载空腔与所述消减空腔流体地连接；

其中，当所述阀处于所述第一位置时施加到所述变速机构输入盘体的净力大于当所述阀处于所述第二位置时施加到所述变速机构输入盘体的净力。

15.如权利要求14所述的变速机构，其特征在于，所述阀是对控制信号作出响应而移动到所述第二位置的螺线管阀。

16.如权利要求14所述的变速机构，其特征在于，所述阀是连接到所述滚轮、并且被设置成基于所述滚轮的位置从所述第一位置移动到所述第二位置的机械阀。

17.如权利要求14所述的变速机构，其特征在于，施加到所述变速机构输入盘体的净力是基于所述变速机构的变速机构速比。

18.如权利要求14所述的变速机构，其特征在于，施加到所述变速机构输入盘体的净力是基于所述滚轮的位置。

19.如权利要求14所述的变速机构，其特征在于：

所述变速机构输入盘体向所述至少一个滚轮施加接触正交作用力；

由所述变速机构输入盘体施加到所述滚轮的接触正交作用力的大小相对于由所述变速机构输入盘体施加到所述滚轮的接触正交作用力的最小值的比率限定了接触正交作用力倍增值；以及

所述阀被设置成当所述接触正交作用力倍增值为至少1.07时移动到所述第二位置。

20.一种用于控制变速机构中的端负载作用力的方法，所述变速机构包括端负载空腔、消减空腔、以及变速机构输入盘体，所述方法包括：

确定所述变速机构的变速机构速比；以及

对处于预定范围之外的变速机构速比作出响应，致动流体地连接在所述端负载空腔与所述消减空腔之间的阀，其中，致动所述阀选择性地包括：将所述端负载空腔流体地连接到所述消减空腔，以便将施加到所述变速机构输入盘体的净力减小预定量；以及使所述端负载空腔与所述消减空腔流体地脱离连接。