CN104302949B - 无限变速式无级变速器、连续变速式无级变速器、方法、组件、子组件以及其部件 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例涉及用于无限变速式无级变速器(IVT)的部件、子组件、系统、和/或方法。在一个实施例中，控制系统被适配成促进IVT的操作模式的变化。在另一个实施例中，控制系统包括被联接到旋转动力源上的驱动离合器；该驱动离合器被配置成选择性地接合该IVT的牵引环和支架。该控制系统包括单向离合器组件，该单向离合器组件被配置成选择性地接合该牵引环和该支架。在一些实施例中，该控制系统控制该单向离合器的致动以便选择性地锁定和解锁该IVT的部件。在一些实施例中，该控制系统实施IVT模式，其中该支架选择性地联接到旋转动力源上。

Description

无限变速式无级变速器、连续变速式无级变速器、方法、组件、 子组件以及其部件
相关申请的交叉引用
本申请要求于2012年1月23日提交的美国临时专利申请号61/589,765的权益，该申请特此通过引用以其全部内容结合。
技术领域
本披露总体上涉及变速器，并且更具体地说，这些实施例涉及连续变速式无级变速器(CVT)和无限变速式无级变速器(IVT)。
背景技术
在某些系统中，功率以扭矩和转速为特征。更具体地说，这些系统中的功率通常被定义为扭矩和转速的乘积。典型地，变速器联接到动力输入上，该动力输入在输入速度下提供输入扭矩。该变速器还联接到负载上，该负载要求输出扭矩和输出速度，该输出扭矩和该输出速度可不同于该输入扭矩和该输入速度。典型地，并且概括地说，原动机向该变速器提供该动力输入，并且从动装置或负载接收来自该变速器的动力输出。变速器的主要功能是以这样一种方式调节该动力输入，即：以所希望的输入速度与输出速度之比(“速比”)将动力输出传递至该从动装置。
一些机械传动装置包括被称为分级的、离散的或固定比类型的变速器。这些变速器被配置成提供在给定速比范围内离散的或分级的速比。例如，这种变速器可以提供1:2、1:1、或2:1的速比，但这种变速器不能提供例如像1:1.5、1:1.75、1.5:1、或1.75:1的中间速比。其他传动装置包括一种通常被称为连续变速式无级变速器(或“CVT”)类型的变速器，该变速器包括连续可变的变换器。与分级变速器相比，CVT被配置成提供在给定速比范围内的每一分数比。例如，在上述速比范围内，CVT通常能够提供在1:2与2:1之间的任何所希望的速比，这将包括如1:1.9、1:1.1、1.3:1、1.7:1等的速比。而其他传动装置采用无限变速式无级变速器(或“IVT”)。与CVT类似，IVT能够产生在给定比范围内的每一速比。然而，与CVT相比，IVT被配置成以稳定的输入速度传递零输出速度(“有动力的零速(powered zero)”状态)。因此，在将速比定义为输入速度与输出速度之比的情况下，IVT能够提供速比的无限集合，并且因此IVT不限于给定的比率范围。应指出，一些变速器使用连续可变的变换器，该连续可变的变换器在分流式动力安排中联接到其他齿轮装置和/或离合器上来产生IVT功能性。然而，如在此所用，术语IVT主要被理解为包括无限可变的变换器，该无限可变的变换器无需联接到额外的齿轮装置和/或离合器上便可产生IVT功能性。
机械动力传动领域已知多种类型的连续或无限可变的变换器。例如，一种熟知类别的连续变换器是带式与可变半径滑轮式变换器。其他已知的变换器包括静液压、环面形以及锥-环变换器。在一些情况下，这些变换器联接到其他齿轮装置上以提供IVT功能性。一些液压机械式变换器可以在无额外齿轮装置的情况下提供无限比率可变性。一些连续和/或无限可变的变换器被分类为摩擦式或牵引式变换器，因为它们分别依赖于干摩擦或弹性流体动力牵引来跨变换器传送扭矩。牵引式变换器的一个实例是球式变换器，其中多个球形元件被夹紧在扭矩传送元件之间，并且一薄层的弹性流体动力流体充当这些球形元件与这些扭矩传送元件之间的扭矩传送管道。在此所披露的这些实施例正是与这后一种类型的变换器最为相关。
在CVT/IVT行业中，对于变速器和变换器的改进，尤其在提高效率和包装灵活性、简化操作、以及降低成本、大小和复杂性方面的改进存在持续需求。以下披露的这些CVT和/或IVT方法、系统、子组件、部件等的实施例着手解决这一需求的一些或所有方面。
发明内容
在此所描述的这些系统和方法具有多种特征，其中的任何单一特征都不能单独实现其令人希望的属性。在不限制如由所附权利要求书所表述的范围的情况下，现在将简要讨论其更突出的特征。在考虑了这种讨论之后，并且特别是在阅读了标题为“某些实施方式的详细说明”的章节之后，人们将理解这些系统和方法的特征如何提供超越传统系统和方法的若干优点。
本披露的一方面涉及变速器，该变速器具有第一圆盘，该第一圆盘围绕该变速器的一纵轴线同轴地安装；多个可倾斜的球，该多个可倾斜的球围绕该纵轴线成角度地放置并且与该第一圆盘相接触；以及第二圆盘，该第二圆盘围绕该变速器的该纵轴线同轴地安装并且与该多个可倾斜的球相接触。在一个实施例中，该变速器配备有一惰轮，该惰轮放置在这些可倾斜的球的径向内部并且与这些可倾斜的球相接触。该变速器具有一保持架(cage)，该保持架可操作地联接到这些球上。在一个实施例中，该变速器具有第一离合器组件，该第一离合器组件可操作地联接到该保持架和该第一圆盘上。该变速器配备有第二离合器组件，该第二离合器组件可操作地联接到该保持架和该第一圆盘上。该第一圆盘、第二圆盘、惰轮以及保持架中的至少两个被适配成接收一动力输入。该第一圆盘、第二圆盘、惰轮以及保持架中的至少一个被适配成提供动力输出。
本披露的另一方面涉及控制一可变比率变速器的方法，该可变比率变速器具有与一第一牵引环和一保持架相接触的一组可倾斜的球。该方法包括以下步骤：接收多个信号并且确定目标操作模式。在一个实施例中，该方法包括确定用于单向离合器组件的命令信号。该方法具有以下步骤：确定用于驱动离合器组件的命令信号。在一个实施例中，该方法具有以下步骤：至少部分地基于用于该单向离合器组件的该命令信号将该单向离合器组件选择性地接合到该第一牵引环和该保持架上。
本披露的又另一方面涉及控制可变比率变速器的方法，该可变比率变速器具有与一第一牵引环和一保持架相接触的多个可倾斜的球。在一个实施例中，该方法具有以下步骤：提供选择性地联接到该第一牵引环和该保持架上的单向离合器组件。该方法包括提供选择性地联接到该第一牵引环和该保持架上的驱动离合器组件。在一个实施例中，该方法包括以下步骤：接收指示该变速器的当前操作模式的至少一个信号。该方法包括接收用户命令信号并且至少部分地基于该用户命令信号来确定该变速器的目标操作模式。在一些实施例中，该方法包括将该目标操作模式与该当前操作模式进行比较。该方法具有以下步骤：命令该单向离合器组件选择性地解锁该第一牵引环和/或该保持架。在一个实施例中，该方法具有以下步骤：命令该驱动离合器组件选择性地接合该第一牵引环和/或该保持架。
本披露的另一方面涉及用于限变速式无级变速器(IVT)的支架组件，该无限变速式无级变速器具有围绕主传动轴线安排的一组球形牵引行星。在一个实施例中，该支架组件具有第一承载板，该第一承载板具有与该主传动轴线同轴安排的中心。该第一承载板包括第一组成角度偏置的槽缝，这些槽缝切割到该第一承载板的中心中并且围绕该第一承载板的中心成角度地安排。该第一组成角度偏置的槽缝中的每个具有与该第一承载板的中心线的角度偏置。该第一承载板的中心线垂直于该主传动轴线，从而形成坐标系。该坐标系具有对应于该主传动轴线的z轴、对应于该中心线的y轴、以及垂直于该y轴和z轴的x轴。该第一组成角度偏置的引导件位于由该x轴和y轴形成的一平面中。每个牵引行星被适配成在由该y轴和z轴形成的一平面中倾斜。在一个实施例中，该支架组件具有第二承载板，该第二承载板具有与该主传动轴线同轴安排的中心。该第二承载板包括第二组成角度偏置的槽缝，这些槽缝切割到该第二承载板的中心中并且围绕该第二承载板的中心成角度地安排。该第二组成角度偏置的槽缝中的每个具有与该第二承载板的中心线的角度偏置。该第二承载板的该中心线垂直于该主传动轴线，从而形成坐标系。该坐标系具有对应于该主传动轴线的z轴、对应于该中心线的y轴、以及垂直于该y轴和z轴的x轴。该第二组成角度偏置的引导件位于由该x轴和y轴形成的一平面中。每个牵引行星被适配成在由该y轴和z轴形成的一平面中倾斜。该第一组成角度偏置的槽缝的角度偏置与该第二组成角度偏置的槽缝的角度偏置相反。
本披露的又另一方面涉及控制车辆中的可变比率变速器的方法。在一个实施例中，该变速器具有与一第一牵引环和一保持架相接触的一组可倾斜的球。该方法包括以下步骤：接收指示该车辆的所希望的操作模式的信号；接收指示车辆速度的信号；并且接收指示传动比的信号。该方法具有以下步骤：至少部分地基于该操作模式、车辆速度以及传动比来确定扭矩命令。该方法包括至少部分地基于该操作模式、车辆速度以及传动比来确定比率命令。该方法具有以下步骤：至少部分地基于该操作模式、车辆速度以及传动比来确定该扭矩命令和该比率命令的加权的命令。
附图说明
图1是具有动力路径控制系统的球式行星无限变速式无级变速器(IVT)的示意图。
图2是可以用于确定图1的IVT的用户命令状态的控制算法的框图。
图3是可以用于建立图1的IVT的驻车状态的控制算法的框图。
图4是可以用于建立图1的IVT的倒档(reverse)状态的控制算法的框图。
图5是可以用于建立图1的IVT的空档位置的控制算法的框图。
图6是可以与图1的IVT一起使用的控制算法的框图。
图7是可以与图1的IVT一起使用的另一种控制算法的框图。
图8是可以与图1的IVT一起使用的手动控制模式算法的框图。
图8A是可以用于图8的算法中的控制算法的框图。
图8B是可以用于图8的算法中的控制算法的另一框图。
图9是可以与图1的IVT一起使用的另一种控制算法的框图。
图10是可以用于以图1的IVT的CVT模式或IVT模式操作的控制算法的框图。
图10A是可以用于以图1的IVT的CVT模式或IVT模式操作的控制算法的另一框图。
图11是用于操作图1的IVT的发动状态的控制算法的框图。
图12是描绘图1的IVT的操作模式和与图1的IVT的某些部件的离合器接合的表。
图13是具有动力路径控制系统的球式行星无限变速式无级变速器(IVT)的截面视图。
图14是具有动力路径控制系统的另一种球式行星无限变速式无级变速器(IVT)的截面视图。
图15是具有动力路径控制系统的又另一种球式行星无限变速式无级变速器(IVT)的截面视图。
图16是具有动力路径控制系统和液压换档系统的球式行星无限变速式无级变速器(IVT)的截面视图。
图17是具有动力路径控制系统和液压换档系统的另一种球式行星无限变速式无级变速器(IVT)的截面视图。
图18是可以与具有动力路径控制系统的球式行星无限变速式无级变速器(IVT)一起使用的支架组件的示意性图解。
图19是图18的支架组件的截面视图A-A。
图20是图18的支架组件的承载板的平面图。
图21是图18的支架组件的另一个承载板的平面图。
图22是图18的支架组件的另一个承载板的平面图。
具体实施方式
现在将参照附图描述优选实施例，其中在全文中相同数字是指相同元件。以下说明书中所使用的术语不应仅仅因为其与本披露的某些具体实施例的详细说明结合使用而以任何限定或限制性方式来解释。此外，本披露的实施例可以包括若干新颖特征，其中的任何单一特征都不能单独实现其令人希望的属性或对于实践所描述的实施例来说是必不可少的。在此所描述的某些连续变速式无级变速器(CVT)和无限变速式无级变速器(IVT)实施例总体上涉及美国专利号6,241,636；6,419,608；6,689,012；7,011,600；7,166,052；美国专利申请号11/243,484；11/543,311；12/198,402；12/251,325以及专利合作条约专利申请PCT/US 2007/023315、PCT/IB 2006/054911、PCT/US 2008/068929、以及PCT/US 2007/023315、PCT/US 2008/074496中所披露的类型。这些专利和专利申请各自的全部披露内容特此通过引用结合在此。
如在此使用，术语“操作性地连接的”、“操作性地联接的”、“操作性地链接的”、“可操作地连接的”、“可操作地联接的”、“可操作地链接的”以及类似术语是指元件之间的关系(机械、链接、联接等)，由此一个元件的操作引起第二元件的相应、随后或同时操作或致动。应指出在使用所述术语来描述不同实施例中，典型地描述链接或联接这些元件的具体结构或机构。然而，除非另外明确地指明，当使用所述术语中的一个时，该术语指示实际链接或联接可以采取多种形式，在某些情况下这些形式对于相关技术中的普通技术人员来说将是显而易见的。
出于描述目的，术语“径向的”在此用于指示相对于变速器或变换器的纵轴线垂直的方向或位置。如在此使用的术语“轴向的”是指沿平行于变速器或变换器的主或纵轴线的轴线的方向或位置。为清楚和简洁起见，有时类似的部件被类似地标记。
应指出在此对“牵引”的引用不排除其中动力传送的主要或排他模式是通过“摩擦”的应用。不试图在此建立牵引传动装置与摩擦传动装置之间的类别差异，通常这些可以被理解为动力传送的不同方式。牵引传动装置通常涉及在两个元件之间通过被截留在这些元件之间的薄流体层中的剪切力传送动力。在这些应用中使用的流体通常表现出大于常规矿物油的牵引系数。牵引系数(μ)表示将在这些接触部件的界面处可获得的最大可用的牵引力并且是最大可用的驱动扭矩的量度。典型地，摩擦传动装置总体上涉及在两个元件之间通过这些元件之间的摩擦力传送动力。出于本披露的目的，应理解在此所描述的CVT和IVT可以在牵引应用和摩擦应用二者中操作。例如，在IVT用于自行车应用的实施例中，该IVT可以有时作为摩擦传动装置并且在其他时候作为一牵引传动装置操作，这取决于在操作过程中存在的扭矩和速度条件。
在此所披露的实施例可以涉及使用总体上球形的行星来控制变换器和/或IVT，这些球形行星各自具有可倾斜的旋转轴线(在此有时被称为“行星旋转轴线”)，该可倾斜的旋转轴线可以进行调整以便在操作过程中实现所希望的输入速度与输出速度之比。在一些实施例中，所述旋转轴线的调整涉及该行星轴线在第一平面中的角度未对准以便实现该行星旋转轴线在第二平面中的角度调整，从而调整该变换器的速比。该第一平面中的角度未对准在此被称为“偏斜”或“偏斜角”。这种类型的变换器控制总体上描述于美国专利申请号12/198,402和12/251,325中，这些专利申请各自的全部披露内容特此通过引用结合在此。在一个实施例中，一控制系统协调一偏斜角的使用以便在该变换器中的某些接触部件之间产生力，这些力将使该行星旋转轴线在该第二平面中倾斜。该行星旋转轴线的倾斜调整该变换器的速比。应指出在此所披露的这些实施例可以使用用于使变换器换档的其他已知的方法来实施。
现在将参照图1至图22描述无限变速式无级变速器(IVT)、以及其部件和控制方法的实施例。图1示出IVT 1，该IVT可以用于许多应用中，包括但不限于，汽车、轻型电动车、混合的人、电、或内燃动力车辆、工业设备、风力涡轮机等。要求调节动力输入与动力耗散器(例如，负载)之间的机械动力传送的任何技术应用可以以其动力传动系实施该IVT 1的实施例。例如，单向爪形离合器可以被干式或湿式标准离合器系统取代，由此该单向作用是通过离合器控制来实施的。
仍然参见图1，在一个实施例中，IVT 1包括主轴2，该主轴基本上限定IVT 1的纵轴线。主轴2联接到输入动力源(未图示)上。在一些实施例中，该输入动力源可以是内燃机、电动机、或任何旋转动力源。主轴2可操作地联接到发动机驱动离合器组件4上。该发动机驱动离合器组件可以包括被配置成选择性地接合IVT 1的某些部件的多个离合器元件。作为示意性实例，发动机驱动离合器组件4在图1中被描绘为具有离合器元件4A和4B。在一个实施例中，IVT 1包括单向离合器组件6，该单向离合器组件可操作地联接到非转动部件(如外壳)上。单向离合器组件6可以包括被配置成选择性地接合IVT 1的某些部件的多个离合器元件。作为示意性实例，单向离合器组件6在图1中被描绘为具有离合器元件6A和6B。
仍然参见图1，IVT 1包括围绕主轴2成角度地安排的多个牵引行星组件8。每个牵引行星组件8配备有可倾斜的旋转轴线9。第一支架构件10和第二支架构件12被配置成引导这些可倾斜的旋转轴线9。主轴2通过离合器组件4联接到第一环驱动器5或第一支架构件10上。第一支架构件10和第二支架构件12是与主轴2同轴的。在一个实施例中，每个牵引行星组件8分别联接到第一牵引环14和第二牵引环16上。每个牵引行星组件8与惰轮组件18A、18B在径向向内位置处相接触。第一牵引环14联接到第一轴向力发生器组件20上。第二牵引环16被联接到第二轴向力发生器24上。第二牵引环16和第二轴向力发生器24被联接到一输出动力接口26上。输出动力接口26可以被联接到一负载(未图示)上。牵引行星组件8、第一牵引环14和第二牵引环16、以及第一支架构件10和第二支架构件12可以被统称为IVT 1的“变换器”部分。
在一个实施例中，发动机驱动离合器组件4可以可操作地联接到至少第一支架构件10和/或第一环驱动器5上。作为示意性实例，离合器元件4A可以选择性地联接到第一环驱动器5上；离合器元件4B可以选择性地联接到第一支架构件10上。单向离合器组件6可以可操作地联接到至少第一支架构件10和/或第一牵引环14上。作为示意性实例，离合器元件6A被选择性地联接到第一牵引环14上；离合器元件6B被选择性地联接到第一支架构件10上。在其他实施例中，离合器元件6A可以选择性地联接到第一环驱动器5上。
在IVT 1的操作过程中，发动机驱动离合器组件4和单向离合器组件6可以通过一控制系统(未图示)来操控以便提供可变的前进速度和倒档速度。在一个实施例中，该控制系统是电-液压系统，该电-液压系统具有与液压离合器元件(如离合器元件4A、4B、6A、以及6B)联通的多个电控液压阀。出于描述目的，术语“CTV模式”可以用于指其中IVT 1提供前进速度的操作条件；术语“IVT模式”可以用于指其中IVT 1提供前进速度和倒档速度二者的操作条件。在一些实施例中，CVT模式与可操作地联接到第一牵引环14上的输入动力相关联。在其他实施例中，IVT模式与可操作地联接到第一支架构件10上的输入动力相关联。控制过程现在将被描述为使用选择性地接合IVT 1的部件以便提供CVT模式和IVT模式的发动机驱动离合器组件6和单向离合器组件4的示意性实例。这些控制过程可以使得能够将IVT 1实施到汽车中，而无需使用扭矩转换器或多速齿轮箱。
现在转到图2，在一个实施例中，可以实施变速器控制过程30以用于控制例如IVT1。在一个实施例中，变速器控制过程30从状态31开始并且进行到状态32，其中接收用户命令信号。在一些实施例中，在状态32所接收的用户命令信号指示个控制杆位置，或如在汽车上典型的PRNDL位置。变速器控制过程30进行到状态33，其中评估该PRNDL位置。如果该PRNDL位置等于“P”或驻车命令，那么变速器控制过程30移动到状态34，其中执行驻车控制过程。变速器控制过程30然后进行到结束状态35。如果状态33产生否定结果，变速器控制过程30进行到状态36。在状态36评估PRNDL位置。如果该PRNDL位置等于“R”或倒档命令，那么变速器控制过程30移动到状态37，其中执行倒档控制过程。变速器控制过程30然后进行到结束状态38。如果状态36产生否定结果，那么变速器控制过程30移动到状态39，在该状态评估PRNDL位置。如果该PRNDL位置等于“N”或空档状态命令，那么变速器控制过程30进行到状态40处的空档控制过程的执行并且结束于状态41。
仍然参见图2，如果状态39产生否定结果，那么变速器控制过程30进行到状态42，在该状态评估PRNDL位置。如果该PRNDL位置等于“D”或驱动命令，那么变速器控制过程30进行到状态48A。状态48A评估来自用户的手动模式选择。例如，一开关(未图示)可以用于指示对于变换器和/或变速器的手动换档模式的需求。如果状态48A产生肯定结果，变速器控制过程30进行到状态49，其中执行手动控制模式。变速器控制过程30然后进行到结束状态50。如果状态48A产生否定结果，变速器控制过程30进行到状态43，其中执行驱动控制过程。变速器控制过程30然后结束于状态44。如果状态42产生否定结果，变速器控制过程30进行到状态45，在该状态评估PRNDL位置。如果该PRNDL位置是“L”或低驱动状态命令，那么变速器控制过程30进行到状态48B。状态48B评估来自用户的手动模式请求。如果来自用户的手动模式请求是否定的，并且状态45产生肯定结果，那么变速器控制过程30进行到状态46，其中执行低驱动状态控制过程。变速器控制过程30然后结束于状态47。如果状态45产生否定结果，那么控制过程30结束于状态51。
现在参见图3，在一个实施例中，驻车控制过程34开始于状态53并且进行到状态54，其中接收来自变速器控制过程30和/或车辆传感器的信号。在一些实施例中，这些信号可以包括输出变速器速度、车辆速度、发动机速度、节气门和/或制动器位置、以及控制杆位置，如典型的PRNDL指示器。在其他实施例中，变速器控制过程30例如至少部分地基于状态33的结果传输命令信号。驻车控制过程34进行到状态55，其中评估车辆速度和/或输出速度。如果输出速度不等于零，驻车控制过程进行到结束状态58。应指出，在一些实施例中，可以实施控制过程，该控制过程为安全性起见监测操作条件并且在一些情况下，如果用户的请求将会导致潜在变速器损害或不安全的驾驶条件，可以提供正确动作。如果输出速度等于零，驻车控制过程34进行到状态56，其中单向离合器组件6被命令锁定第一牵引环14和第一支架构件10。驻车控制过程34然后进行到状态57，其中发动机驱动离合器组件4被命令释放例如第一牵引环14和第一支架构件10。驻车控制过程34然后结束于状态58。
现在转到图4，在一个实施例中，倒档控制过程37开始于状态60并且进行到状态61，其中接收信号。在一个实施例中，在状态61所接收的这些信号是从变速器控制过程30发送的。例如，变速器控制过程30至少部分地基于状态36的结果传输命令信号。在其他实施例中，这些信号可以包括输出或输入速度、车辆速度、所测量的发动机参数、或指示操作条件的任何其他信号。倒档控制过程37进行到状态62，其中评估输出速度。如果输出速度不等于零，那么倒档控制过程37进行到结束状态63。如果输出速度等于零，倒档控制过程37进行到状态64、65、66、67、68、69。应指出，状态64、65、66、67、68、69在图4中被呈现为示意性实例，并且其中执行状态64、65、66、67、68、69的顺序取决于变速器的所希望的性能并且能够由设计者视情况而定进行排序。例如，状态64、65、66、67、68、69的定时和持续时间可以任意地重叠以便产生所希望的性能。在状态64，单向离合器6被命令从第一支架构件10解锁。在状态65，发动机驱动离合器4被命令接合第一支架构件10。在状态66，发动机驱动离合器4被命令释放或脱离接合第一牵引环14。在状态67，单向离合器6被命令接合第一牵引环14。在状态68，单向离合器6被命令释放第一支架构件10。在状态69，单向离合器6被命令锁定第一牵引环14。倒档控制过程37进行到状态70。状态70可以例如执行IVT 1的变换器部分的控制，并且维持该变换器处于倒档方向。在一个实施例中，该倒档方向对应于这些可倾斜的轴线9的倾斜角度的范围。倒档控制过程37结束于状态71。
现在转到图5，在一个实施例中，空档控制过程40开始于状态80并且进行到状态81，其中接收多个信号。这些信号可以来自IVT 1、发动机、和/或车辆上配备的传感器。在一些实施例中，这些信号例如可以接受自变速器控制过程30。在一个实施例中，空档控制过程40进行到状态82，其中接收至少用户命令信号。在状态82所接收的用户命令信号可以指示所希望的拖曳条件。作为示意性实例，配备有IVT1的车辆的用户可以使用开关来指示在发动机未运行时对于推动车辆的需求。空档控制过程40进行到状态83，其中评估拖曳模式。如果状态83的结果是肯定的，空档控制过程40进行到状态84，其中执行输出脱离接合控制过程。例如，状态84可以命令离合器或机构(未图示)来将车辆的车轮与IVT 1机械地断开联接。输出脱离接合控制过程然后结束于状态85。
仍然参见图5，如果状态83的结果是否定的，空档控制过程40进行到状态86、87、88、89、90、91。应指出，状态86、87、88、89、90、91在图5中被呈现为示意性实例，并且其中执行状态86、87、88、89、90、91的顺序取决于变速器的所希望的性能并且能够由设计者视情况而定进行排序。事实上，状态86、87、88、89、90、91的定时和持续时间可以任意地重叠以便产生所希望的性能。在状态86，单向离合器6被命令从第一支架构件10解锁。在状态87，发动机驱动离合器4被命令接合第一支架构件10。在状态88，发动机驱动离合器4被命令释放或脱离接合第一牵引环14。在状态89，单向离合器6被命令接合第一牵引环14。在状态90，单向离合器6被命令释放第一支架构件10。在状态91，单向离合器6被命令锁定第一牵引环14。空档控制过程40进行到状态92。状态92可以例如执行IVT 1的变换器部分的控制，并且维持该变换器处于零输出速度状态。在一个实施例中，该零输出速度对应于这些可倾斜的轴线9的倾斜角度，该倾斜角度基本上平行于IVT 1的纵轴线。空档控制过程40结束于状态93。
现在参见图6，在一个实施例中，驱动控制过程43开始于状态102并且进行到状态104，其中接收信号。在状态104中所接收的信号可以指示换档信号、车辆的节气门位置、和/或输出速度信号。驱动控制过程43进行到状态106，其中接收信号，该信号指示变速器的当前操作模式。在一些实施例中，可以识别与IVT 1的操作条件有关的多种操作模式。例如，某些操作条件可以以“CVT”模式实现，而其他操作条件可以以“IVT”模式实现。可以实施驱动控制过程43来控制发动机驱动离合器4和/或单向离合器6，以便针对由用户命令的车辆性能而实现适当的操作模式。
驱动控制过程43进行到状态108，其中接收命令信号。在一个实施例中，该命令信号指示所希望的输出速度和/或所希望的变速器操作模式。驱动控制过程43进行到状态110，其中确定目标变速器操作模式。在一个实施例中，该目标变速器操作模式是至少部分地基于变速器的输出速度、变速器的速比、节气门/制动器传感器读数、发动机速度、和/或车辆的加速状态的功能。在一些实施例中，该目标变速器操作模式是至少部分地基于车辆的速度的功能。在其他实施例中，该目标变速器操作模式是至少部分地基于控制杆位置的功能。在一个实施例中，状态110使用上述信号来评估查找表。在一些实施例中，状态110执行算法以便确定目标传动比。
仍然参见图6，在一个实施例中，驱动控制过程43包括状态112，其中评估在状态110中所确定的目标变速器操作模式。如果状态110中所确定的目标变速器操作模式等于“CVT”模式，控制过程继续到状态114。在状态114，评估当前变速器操作模式。如果当前变速器操作模式等于“CVT”的目标变速器操作模式，那么驱动控制过程43进行到结束状态116。如果状态110中所确定的目标变速器操作模式不等于“CVT”模式，控制过程43继续到状态118。在状态118，将当前变速器操作模式与目标变速器操作模式进行比较。如果目标变速器操作模式等于当前变速器操作模式，驱动控制过程43继续到结束状态120。如果目标变速器操作模式不等于当前变速器操作模式，控制过程43进行到状态122、124、125、126、127、128。应指出，状态122、124、125、126、127、128在图6中被呈现为示意性实例，并且其中执行状态122、124、125、126、127、128的顺序取决于变速器的所希望的性能并且能够由设计者视情况而定进行排序。事实上，状态122、124、125、126、127、128的定时和持续时间可以任意地重叠以便产生所希望的性能。驱动控制过程43包括状态122，在该状态发送命令来解锁单向离合器组件，如单向离合器组件6。在一个实施例中，单向离合器组件6将在状态122从第一支架构件10解锁。驱动控制过程43包括状态124，在该状态发动机驱动离合器组件如发动机驱动离合器组件4被命令接合第一支架构件10。在状态125，发动机驱动离合器4被命令释放或脱离接合第一牵引环14。驱动控制过程43包括状态126，在该状态单向离合器组件6被命令接合第一牵引环14。在状态127，单向离合器组件6被命令释放第一支架构件10。驱动控制过程43包括状态128，在该状态单向离合器组件6被命令锁定第一牵引环14。在执行状态122、124、125、126、127、128之时，驱动控制过程43进行到结束状态130。
再次参见图6，在一个实施例中，驱动控制过程43包括状态114。在状态114，评估当前变速器操作模式。如果当前变速器操作模式不等于“CVT”的目标变速器操作模式，那么驱动控制过程43进行到状态132、134、135、136、137、138。应指出，状态132、134、135、136、137、138在图6中被呈现为示意性实例，并且其中执行状态132、134、135、136、137、138的顺序取决于变速器的所希望的性能并且能够由设计者视情况而定进行排序。状态132、134、135、136、137、138的定时和持续时间可以任意地重叠以便产生所希望的性能。驱动控制过程43包括状态132，在该状态单向离合器组件6被命令解锁第一牵引环14。驱动控制过程43包括状态134，在该状态发动机驱动离合器组件4被命令接合第一牵引环14。在状态135，发动机驱动离合器4被命令释放或脱离接合第一支架构件10。驱动控制过程43包括状态136，在该状态单向离合器组件6被命令接合第一支架构件10。在状态137，单向离合器组件6被命令释放第一牵引环14。第一支架构件10的接合和第一牵引环14的释放可以是基本上同时的动作。驱动控制过程43包括状态138，在该状态单向离合器组件6被命令锁定第一支架构件10。在执行状态132、134、135、136、137、138之时，控制过程43进行到结束状态140。
在IVT 1操作过程中，可以实施驱动控制过程43以便提供在前进方向和倒档方向上的无限可变范围。在一些应用(如汽车)中，希望具有超速档到低档速度范围和倒档速度范围。通过操作IVT 1，驱动控制过程43的实施可以能够实现车辆从零速发动并且无需使用典型的扭矩转换器。
现在转到图7，在一个实施例中，低驱动控制过程46开始于状态150并且进行到状态151，其中可以接收多个信号。在一个实施例中，状态151接收例如来自变速器控制过程30的信号以便指示用于低驱动条件的用户命令。低驱动控制过程46进行到状态152、153、154、155、156、157。应指出，状态152、153、154、155、156、157在图7中被呈现为示意性实例，并且其中执行状态152、153、154、155、156、157的顺序取决于变速器的所希望的性能并且能够由设计者视情况而定进行排序。事实上，状态152、153、154、155、156、157的定时和持续时间可以任意地重叠以便产生所希望的性能。在状态152，单向离合器6被命令解锁第一支架构件10。在状态153，发动机驱动离合器4被命令接合第一支架构件10。在状态154，发动机驱动离合器4被命令释放或脱离接合第一牵引环14。在状态155，单向离合器4被命令接合第一牵引环14。在状态156，单向离合器6被命令释放第一支架构件10。在状态156，单向离合器6被命令锁定第一牵引环14。低驱动控制过程46进行到状态158。状态158可以例如执行IVT 1的变换器部分的控制，并且维持该变换器处于前进方向。在一个实施例中，该前进方向对应于这些可倾斜的轴线9的倾斜角度的范围。低驱动控制过程46结束于状态159。
现在参见图8，在一个实施例中，手动控制过程49开始于状态160并且进行到状态161。可以在状态161接收多个信号，这些信号可以包括指示车辆操作条件的信号和/或从控制过程如变速器控制过程30产生的信号。手动控制过程49进行到状态162。状态162评估来自控制杆的信号。如果位置对应于“D”或驱动命令，状态162产生肯定结果。如果在状态162产生否定结果，手动控制过程49进行到状态163。状态163评估来自该控制杆的该信号。如果位置对应于“L”或低驱动命令，状态163产生肯定结果。如果状态163产生否定结果，手动控制过程49结束于状态164。如果状态163产生肯定结果，手动控制过程49进行到状态165、166、167、168、169、170。应指出，状态165、166、167、168、169、170在图8中被呈现为示意性实例，并且其中执行状态165、166、167、168、169、170的顺序取决于变速器的所希望的性能并且能够由设计者视情况而定进行排序。事实上，状态165、166、167、168、169、170的定时和持续时间可以任意地重叠以便产生所希望的性能。在状态165，单向离合器组件6被命令解锁第一支架构件10。在状态166，发动机驱动离合器组件4被命令接合第一支架构件10。在状态167，发动机驱动离合器4被命令释放或脱离接合第一牵引环14。在状态168，单向离合器组件4被命令接合第一牵引环14。在状态169，单向离合器组件6被命令释放第一支架构件10。在状态170，单向离合器组件6被命令锁定第一牵引环14。手动控制过程49进行到过程171。过程171执行控制算法以用于IVT 1的变换器部分的用户控制。例如，用户可以使用辅助或双路径控制杆来传输传动比的所希望的变化，如升档或降档。手动控制过程49结束于状态172。
仍然参见图8，如果状态162产生肯定结果，手动控制过程49进行到状态173。状态173能够实现安全性监测控制算法，该安全性监测控制算法可以将IVT 1的操作限制在预定操作条件内。例如，如果速度条件使得手动驱动操作不合需要，状态173可以自动地进行到状态164。手动控制过程49进行到状态174、175、176、177、178、179。应指出，状态174、175、176、177、178、179在图8中被呈现为示意性实例，并且其中执行状态174、175、176、177、178、179的顺序取决于变速器的所希望的性能并且能够由设计者视情况而定进行排序。事实上，状态174、175、176、177、178、179的定时和持续时间可以任意地重叠以便产生所希望的性能。在状态174，单向离合器组件6被命令解锁第一牵引环14。在状态175，发动机驱动离合器组件4被命令接合第一牵引环14。在状态176，发动机驱动离合器4被命令释放或脱离接合第一支架构件10。在状态177，单向离合器组件6被命令接合第一支架构件10。在状态178，单向离合器组件6被命令释放第一牵引环14。在状态179，单向离合器组件6被命令锁定第一支架构件10。手动控制过程49进行到过程180。过程180执行控制算法以用于IVT 1的变换器部分的用户控制。例如，用户可以使用辅助或双路径控制杆来传输传动比的所希望的变化，如升档或降档。手动控制过程49结束于状态181。
现在参见图8A，在一个实施例中，过程171开始于状态1711并且进行到状态1712，其中接收多个信号。过程171进行到状态1713，其中评估加速器踏板的位置。过程171并行地进行到状态1714，其中评估指示来自用户的手动命令的信号。过程171从状态1713进行到过程1715，其中基于状态1713中的评估来控制发动机速度。过程171从状态1714进行到过程1716，其中基于状态1714中的评估来确定并且施加换档扭矩。过程171结束于状态1717。
现在转到图8B，在一个实施例中，过程180可以开始于状态1801并且进行到状态1802，其中接收多个信号。过程180进行到过程1803，其中至少部分地基于状态1802中所接收的这些信号来控制发动机节气门。过程180从状态1802并行地进行到过程1804，其中例如用户命令经由手动杆用于控制变速器的比率。过程180结束于状态1805。
现在参见图9，在一个实施例中，驱动控制过程43开始于状态190并且进行到状态191，其中接收信号。在状态191中所接收的信号可以指示换档信号、车辆的节气门位置、和/或输出速度信号。驱动控制过程43进行到状态192，其中接收一信号，该信号指示变速器的当前操作模式。在一些实施例中，可以识别与IVT 1的操作条件有关的多种操作模式。例如，某些操作条件可以以“CVT”模式实现，而其他操作条件可以以“IVT”模式实现。可以实施驱动控制过程43来控制发动机驱动离合器4和/或单向离合器6以便针对由用户命令的车辆性能而实现适当的操作模式。
驱动控制过程43进行到状态193，其中接收命令信号。在一个实施例中，该命令信号指示所希望的输出速度和/或所希望的变速器操作模式。驱动控制过程43进行到状态194，其中确定目标变速器操作模式。在一个实施例中，该目标变速器操作模式是至少部分地基于变速器的输出速度、变速器的速比、节气门/制动器传感器读数、发动机速度、和/或车辆的加速状态的功能。在一些实施例中，该目标变速器操作模式是至少部分地基于车辆的速度的功能。在其他实施例中，该目标变速器操作模式是至少部分地基于控制杆位置的功能。在一个实施例中，状态194使用上述信号来评估查找表。在一些实施例中，状态194执行算法以便确定目标传动比。
仍然参见图9，在一个实施例中，驱动控制过程43包括状态195，其中评估在状态194中所确定的目标变速器操作模式。如果状态194中所确定的目标变速器操作模式等于“CVT”模式，控制过程继续到状态196。在状态196，评估当前变速器操作模式。如果当前变速器操作模式等于“CVT”的目标变速器操作模式，那么驱动控制过程43进行到操作过程197，其中执行用于以当前模式操作变速器的控制算法。控制过程43进行到结束状态198。
如果状态194中所确定的目标变速器操作模式不等于“CVT”模式，控制过程43继续到状态199。在状态199，将当前变速器操作模式与目标变速器操作模式进行比较。如果目标变速器操作模式等于当前变速器操作模式，驱动控制过程43继续到操作过程200，其中执行用于以当前变速器模式操作变速器的控制算法。控制过程43进行到结束状态201。
如果目标变速器操作模式不等于当前变速器操作模式，控制过程43进行到状态202、203、204、205、206、207。应指出，状态202、203、204、205、206、207在图9中被呈现为示意性实例，并且其中执行状态202、203、204、205、206、207的顺序取决于变速器的所希望的性能并且能够由设计者视情况而定进行排序。事实上，状态202、203、204、205、206、207的定时和持续时间可以任意地重叠以便产生所希望的性能。驱动控制过程43包括状态202，在该状态命令被发送来解锁单向离合器组件，如单向离合器组件6。在一个实施例中，单向离合器组件6将在状态202从第一支架构件10解锁。驱动控制过程43包括状态203，在该状态命令发动机驱动离合器组件如发动机驱动离合器组件4来接合第一支架构件10。在状态204，发动机驱动离合器4被命令释放或脱离接合第一牵引环14。驱动控制过程43包括状态205，在该状态单向离合器组件6被命令接合第一牵引环14。在状态206，单向离合器组件6被命令释放第一支架构件10。驱动控制过程43包括状态207，在该状态单向离合器组件6被命令锁定第一牵引环14。在执行状态202、203、204、205、206、207之时，驱动控制过程43进行到结束状态208。
再次参见图9，在一个实施例中，驱动控制过程43包括状态196。在状态196，评估当前变速器操作模式。如果当前变速器操作模式不等于“CVT”的目标变速器操作模式，那么驱动控制过程43进行到状态209、210、211、212、213、214。应指出，状态209、210、211、212、213、214在图6中被呈现为示意性实例，并且其中执行状态209、210、211、212、213、214的顺序取决于变速器的所希望的性能并且能够由设计者视情况而定进行排序。状态209、210、211、212、213、214的定时和持续时间可以任意地重叠以便产生所希望的性能。驱动控制过程43包括状态209，在该状态单向离合器组件6被命令解锁第一牵引环14。驱动控制过程43包括状态210，在该状态发动机驱动离合器组件4被命令接合第一牵引环14。在状态211，发动机驱动离合器4被命令释放或脱离接合第一支架构件10。驱动控制过程43包括状态212，在该状态单向离合器组件6被命令接合第一支架构件10。在状态213，单向离合器组件6被命令释放第一牵引环14。第一支架构件10的接合和第一牵引环14的释放可以是基本上同时的动作。驱动控制过程43包括状态214，在该状态单向离合器组件6被命令锁定第一支架构件10。在执行状态209、210、211、212、213、214之时，控制过程43进行到结束状态215。
现在转到图10，在一个实施例中，操作过程197、200可以开始于状态231并且进行到状态232，其中接收指示当前操作模式的信号。例如，操作模式可以是“CVT”或“IVT”。过程197、200进行到状态233，其中接收多个信号。例如，这些信号可以指示节气门位置、速比、发动机速度、车辆速度和/或与换档致动器相关的信号。过程197、200进行到扭矩控制过程234和比率控制过程235。过程234、235分别至少部分地基于需求扭矩或需求比率来确定致动器和发动机节气门命令。过程197、200进行到过程236，在该过程评估当前模式、车辆速度以及传动比，以便确定来自分别施加到发动机节气门和致动器负载上的扭矩和比率控制信号的命令强度。致动器命令例如可以是液压压力。随着控制系统从100％扭矩控制转变到100％比率控制，所施加的压力变成来自过程236、237的加权命令之和。结果是这些不同控制方式之间的平滑且稳定的转变。过程197、200进行到状态238，其中对这些加权的命令强度求和。过程197、200进行到状态239，其中所确定的致动器命令和发动机节气门命令被施加到变速器和发动机。过程197结束于状态240。
现在参见图10A，在一个实施例中，比率控制过程235开始于状态241并且进行到状态242，其中评估加速器踏板位置。过程235并行地进行到状态243、244。在状态243，至少部分地基于状态242处的评估来确定发动机节气门命令。在状态244，至少部分地基于状态242处的评估来确定传动比。过程235进行到过程246，在该过程控制变速器换档致动器以便实现在状态244所确定的传动比。过程235从状态243进行到状态245，其中发动机控制过程施加在状态243中所确定的节气门命令。过程235从状态246进行到状态247，其中在状态246中所确定的换档致动器命令被应用于变速器。过程235结束于状态248。
现在参见图11，在一个实施例中，操作过程234可以开始于状态220并且进行到状态221，其中接收指示加速器踏板位置的信号。过程234进行到状态222，其中设定发动机速度。过程200可以并行地进行到状态224，其中确定所希望的换档扭矩。在一个实施例中，状态222、224包括将踏板位置分别与发动机速度和换档扭矩相关起来的查找表。在一些情况下，存在踏板位置阈值，在该踏板位置阈值以下发动机速度被设定为空转速度。在超过该踏板位置阈值之时，发动机速度被设定为非空转条件。在一个实施例中，过程234包括状态226，其中控制发动机节气门以便实现在状态222、224中所确定的所希望的发动机速度。过程234进行到状态224，其中可以执行PID控制过程224以便将发动机速度设定到目标值。在执行过程224之时，过程234进行到状态226，其中基于过程224的结果来控制节气门位置。过程234从状态223进行到状态225，其中执行换档致动器过程。在一些实施例中，踏板位置上的增益可以指定有待施加的换档扭矩。该换档致动器过程可以被配置成与适当的变速器硬件通信以便将扭矩施加到变速器上，从而由此控制传动比。向变速器施加所述扭矩可以在状态228发生。过程234进行到结束状态230。在过程200的操作过程中，传递到车辆的车轮上的扭矩基本上通过控制传动比来进行控制，而总功率是经由发动机速度控制来进行控制。
现在参见图12，表250图解相应操作模式的驱动离合器组件和单向离合器组件的接合。例如，该表的第一栏列出离合器元件C1、C2、C3以及C4。离合器元件C1和C2表示驱动离合器的元件，如发动机驱动离合器组件4。离合器元件C3和C4表示单向离合器组件的元件，如单向离合器组件6。表250的标记“IVP模式”和“CVP模式”的这些栏填充有“X”和“O”。条目“X”指示接合；条目“O”指示打开的或脱离接合的条件。表250的最后一栏标记有“联接部件”并且指示支架构件或环。例如，在IVP模式操作过程中，离合器元件C1和C3分别被接合到变速器的支架构件和环上，而离合器元件C2和C4是打开的或脱离接合的。在CVP模式操作过程中，离合器元件C2和C4分别被接合到变速器的环和支架构件上，而离合器元件C1和C3是打开的或脱离接合的。在变速器操作过程中，无论是以IVP还是CVP模式，单向离合器元件C3和C4可以始终是有效的或接合的。在任一模式中，离合器元件C3和C4至少在模式转变过程(如从状态132到状态140)中是有效的。这些单向离合器元件在转变的最后步骤例如在状态138被进一步锁定。状态138的锁定是如表250中所示当施加“X”以便锁定单向离合器元件C4的时候，从而完成到CVP模式的转变。
现在转到图13至图17，将描述具有动力路径控制系统的无限变速式无级变速器的实施例。应指出，在此披露的这些变速器的具体部件的形式和形状可以由设计者选择，以便实现所希望的功能并且满足所遇到的任何数目的设计约束。图13至图17中所描述的这些实施例是变速器构造的示意性实例。在一些实施例中，这些单向离合器在牵引环与支架构件之间提供与地面的特定连接。在其对应情况下，它们防止相对于地面(例如)变速器壳体的倒档旋转。倒档旋转被描述为与驱动轴的旋转相反，如从发动机或电动机而言。该单向动作始终是有效的。可替代地，倒档旋转可以通过传统湿式或干式离合器(如图15至图17中所图解)的主动控制来防止。单向离合器在模式换档过程中提供针对倒档的瞬时机械约束。这样简化了控制装置的实施。一旦操作模式得以建立，则前进旋转就必须在单向离合器处被另外地约束，从而完全约束两个旋转方向。这对于承载扭矩向后驱动负载的驱动装置来说是必要的，并且在图4至图9的“命令锁定单向”控制块中实施。一个实施例是在壳体与所接合的牵引环或支架构件之间接合中间滑块或卡爪。在模式改变过程中，两个中间滑块都不接合。任何模式改变的最后步骤都是“命令锁定”对应单向。
现在具体地参见图13，在一个实施例中，变速器300配备有沿纵轴线安排的主驱动轴302。变速器300包括第一支架构件304和第二支架构件306。主驱动轴302被适配成接收旋转动力输入。第二支架构件306可操作地联接到换档致动器组件308上。换档致动器组件308被配置成在第一支架构件304与第二支架构件306之间提供相对旋转，以便由此改变变速器300的传动比。变速器300包括第一牵引环309和第二牵引环310。第一牵引环310可操作地联接到环驱动器312上。在一个实施例中，主驱动轴302被联接到驱动离合器组件314上。驱动离合器组件314包括环联接元件314A和支架联接元件314B。环联接元件314A被配置成选择性地联接到环驱动器312上。支架联接元件314B被配置成选择性地联接到第一支架构件304上。在一些实施例中，驱动离合器组件314可以是液压离合器。在其他实施例中，驱动离合器组件314可以是被适配成在零速条件下接合的爪式离合器。在又其他实施例中，驱动离合器组件314可以是单向爪式离合器。
仍然参见图13，变速器300包括单向离合器组件316。单向离合器组件316具有分别联接到环驱动器312和第一支架构件304上的离合器元件316A、316B。单向离合器组件316被联接到接地构件如变速器壳体320上。在一个实施例中，单向离合器组件316和驱动离合器组件314位于变速器300的输入侧上。换档致动器组件308可以位于变速器300的输出侧上。变速器300包括第一轴向止推轴承322和第二轴向止推轴承324。第一轴向止推轴承322被联接到主驱动轴302和环驱动器312上。第二轴向止推轴承324被联接到主驱动轴302和输出轴326上。
现在转到图14，在一个实施例中，变速器330可以被配置成具有动力路径控制系统，该动力路径控制系统包括第一驱动离合器332和第二驱动离合器334以及第一单向离合器336和第二单向离合器338。为简洁起见，将仅描述变速器330与变速器300之间的差异。应指出，在此披露的这些变速器的具体部件的形式和形状可以由设计者选择，以便实现所希望的功能并且满足所遇到的任何数目的设计约束。在一个实施例中，变速器330配备有联接到第一支架构件304上的弹簧340。弹簧340被适配成将第一支架构件304定位在预先确定的位置中，以便实现针对关闭条件的所希望的传动比。在一个实施例中，第一驱动离合器332和第二驱动离合器334以及第一单向离合器336位于变速器330的输入侧上。第一单向离合器336选择性地联接到环驱动器312和壳体320上。第二单向离合器338位于该变速器的输出侧上。第二单向离合器338选择性地联接到第一支架构件304和壳体320上。在一些实施例中，换档致动器组件308位于变速器330的输出侧上。
现在参见图15，变速器350可以被配置成具有动力路径控制系统，该动力路径控制系统包括第一驱动离合器352和第二驱动离合器354以及第一单向离合器356和第二单向离合器358。为简洁起见，将仅描述变速器350与变速器300之间的差异。在一个实施例中，变速器350配备有第一驱动离合器352和第二驱动离合器354。第一驱动离合器352可以位于变速器350的输出侧上。第一驱动离合器352选择性地联接到第二支架构件306和主轴302上。第二驱动离合器354位于变速器350的输入侧上。第二驱动离合器354选择性地联接到环驱动器312上。在一个实施例中，变速器350具有第一单向离合器356和第二单向离合器358。第一单向离合器356位于该变速器的输入侧上并且可以与第二驱动离合器354成整体。该第一单向离合器选择性地联接到环驱动器312和壳体320上。第二单向离合器358选择性地联接到第二支架构件306和壳体320上。
现在转到图16，在一个实施例中，变速器360可以被配置成具有液压换档机构362，该液压换档机构配备有可操作地联接到第二支架构件306上的轴向平移的液压活塞363。变速器360可以配备有动力路径控制系统，该动力路径控制系统包括第一驱动离合器364和第二驱动离合器366以及第一单向离合器368和第二单向离合器369。在一个实施例中，第一驱动离合器364选择性地联接到第一支架构件304和主驱动轴302上。第二驱动离合器366选择性地联接到环驱动器312和主轴302上。第一单向离合器368选择性地联接到环驱动器312和壳体320上。第一单向离合器369选择性地联接到第一支架构件304和壳体320上。
现在参见图17，在一个实施例中，变速器370可以配备有动力路径控制系统，该动力路径控制系统包括第一驱动离合器372和第二驱动离合器374以及第一单向离合器376和第二单向离合器378。在一个实施例中，变速器370配备有联接到环驱动器312和联接件381上的止推轴承380。联接件381可操作地联接到输出负载凸轮382和输出轴312上。止推轴承380被配置成对在变速器370的操作过程中所产生的轴向力做出反应。在一些实施例中，输出轴312被联接到输出齿轮装置384上。在一个实施例中，第一驱动离合器372被配置成将输入驱动轴385选择性地联接到第一支架构件304上。第二驱动离合器374被适配成将输入驱动轴385选择性地联接到环驱动器312上。第一单向离合器376被配置成将第二支架构件306选择性地联接到壳体320上。第二单向离合器378被适配成将环驱动器312选择性地联接到壳体320上。
现在转到图18至图22，在一个实施例中，支架组件400可以与在此披露的变速器一起使用。支架组件400可以可操作地联接到换档致动器402上。换档致动器402可以是电动机或可以向支架组件400的部件施加旋转扭矩的任何装置。在一个实施例中，换档致动器402进一步配备有滑动联接件401。滑动联接件401可以选择性地定位以便接合支架组件400的某些部件。支架组件400配备有平移组件404。平移组件404包括平移构件406和被配置成相对于纵轴线选择性地定位平移构件406的任何装置。支架组件400包括多个承载板408、409、410、411。承载板408、409、410、411被适配成支撑牵引行星组件412。牵引行星组件412可以包括联接到多个滚轴414上的轮轴413。滚轴414可以联接到承载板408、409、410、411上。在其他实施例中，轮轴413可以直接联接到承载板408、409、410、411上。承载板408、409被安排在轮轴413的第一端上并且承载板410、411被安排在轮轴413的第二端上。承载板408、409配备有多个圆周花键415，这些圆周花键被适配成接收平移构件406。承载板410、411配备有多个圆周花键419，这些圆周花键被适配成接收滑动联接件401。
在变速器操作过程中，控制传动比是通过这些支架构件相对于彼此的相对旋转来实现的，例如，支架构件409相对于支架构件410的旋转。取决于变速器操作模式，变速器将看到牵引环在相对于这些支架构件的前进或倒档方向上。平移组件404和换档致动器402可以选择性地接合一对支架构件。例如，支架构件409、410在变速器在前进旋转中旋转时接合，而支架构件408、411在变速器在倒档旋转中旋转时接合。支架构件408、409在自由与附接到换档致动器402上之间切换。支架构件411、410在自由与受换档致动器402控制之间切换。在CVT与IVT之间的模式改变中，支架构件之间的切换在环的旋转与这些支架构件的旋转同步时发生。当从IVP转变到CVP时，支架构件在环驱动器加速到驱动轴速度时停止。支架构件之间的切换在环驱动器与这些支架构件具有相同速度时发生。在一些实施例中，支架构件410是径向引导槽缝417(图20)并且支架构件408、409分别针对倒档方向和前进方向选择性地接合。
现在具体地转到图20，在一个实施例中，承载板410是具有中心孔416的基本上碗形的本体。该碗形本体可以配备有围绕中心孔416成角度地安排的多个引导槽缝417。当在图20的页面的平面中观察时，引导槽缝417是与径向构造线418对准的。这些引导槽缝417被适配成接收行星轮轴416的一端。该碗形本体配备有围绕外周边形成的凸缘419。凸缘419可以被适配成附接到换档致动器402上。
现在参见图21，在一个实施例中，承载板408是具有中心孔420的基本上碗形的本体。该碗形本体可以配备有围绕中心孔420成角度地安排的多个引导槽缝422。每个引导槽缝422被确定大小以便适应承载板408到轮轴416上的联接。当在图21的页面的平面中观察时，这些引导槽缝422与径向构造线424成角度地偏置。该角度偏置可以被近似为角度425。角度425形成于径向构造线424与构造线426之间。当在图21的页面的平面中观察时，构造线426基本上将引导槽缝422二等分。在一些实施例中，角度425是在3度与45度之间。角度425的值被提供为示意性实例，并且角度425可以按设计者所希望的任何方式变化。在一些实施例中，角度425可以是10度至25度范围内的任何角度，包括其之间或部分中的任何角度。例如，该角度可以是10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25，或其任何部分。在其他实施例中，角度425可以是20度。在一个实施例中，引导槽缝422可以被安排成使得构造线426与构造线427径向偏置距离428。构造线428平行于构造线427并且与碗形本体的中心相交。
参见图22，在一个实施例中，承载板409是具有中心孔430的基本上碗形的本体。该碗形本体可以配备有围绕中心孔430成角度地安排的多个引导槽缝432。每个引导槽缝432被确定大小以便适应承载板408到轮轴416上的联接。当在图22的页面的平面中观察时，这些引导槽缝432与径向构造线434成角度地偏置。该角度偏置可以被近似为角度435。角度435形成于径向构造线434与一构造线436之间。当在图22的页面的平面中观察时，构造线436基本上将引导槽缝432二等分。在一些实施例中，角度435是在3度与45度之间。角度435的值被提供为示意性实例，并且角度435可以按设计者所希望的任何方式变化。在一些实施例中，角度435可以是(-)10度至(-)25度范围内的任何角度，包括其之间或部分中的任何角度。“(-)”指示与角度425相对于构造线424的正值相比，相对于构造线434的负值。例如，该角度可以是(-)10、(-)11、(-)12、(-)13、(-)14、(-)15、(-)16、(-)17、(-)18、(-)19、(-)20、(-)21、(-)22、(-)23、(-)24、(-)25，或其任何部分。在其他实施例中，角度435可以是20度。在一个实施例中，引导槽缝432可以被安排成使得构造线436与一构造线437径向偏置一距离438。构造线438平行于构造线437并且与碗形本体的中心相交。
应指出如果承载板410被配置成具有如图22中所示的多个成角度偏置的槽缝432，承载板411可以是基本上与承载板408相同的。当承载板410被形成为具有多个径向槽缝417时，在支架组件400中不需要承载板411。
所属领域的技术人员将认识到结合在此所披露的实施例、包括(例如)参照在此所描述的变速器控制系统所描述的各种说明性逻辑块、模块、电路以及算法步骤可以被实施为电子硬件、存储在计算机可读介质上并且可由处理器执行的软件，或二者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，上文已经总体上就其功能性而言描述了各种说明性部件、块、模块、电路以及步骤。这种功能性被实施为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整个系统上的设计约束。本领域的技术人员可以针对每个具体应用以不同方式来实施所描述的功能性，但是这类实施决策不应被解释为致使脱离本披露的范围。例如，结合在此所披露的实施例所描述的各种说明性逻辑块、模块以及电路可以用以下来实施或执行：通用处理器、数字信号处理器(DSP)、特定应用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件部件、或被设计用于执行在此所描述的功能的其任何组合。通用处理器可以是微处理器，但在替代方案中，处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以被实施为计算装置的组合，例如，DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核结合的一个或多个微处理器、或任何其他这类配置。与这类模块相关的软件可以驻留在RAM存储器、快闪存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或本领域已知的任何其他适合形式的存储介质中。示例性存储介质被联接到处理器上，以使该处理器能够从该存储介质读取信息并且向该存储介质写入信息。在替代方案中，存储介质可以集成到处理器中。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。例如，在一个实施例中，用于IVT 1的控制用途的控制器包括处理器(未图示)。
以上描述详细说明了本披露的某些实施例。然而，应理解不管以上描述在文章如何详细说明，这些实施例仍可以以许多方式来实践。如也在上文所陈述的一样，应指出在描述本披露的某些特征或方面时具体术语的使用不应被视为暗示该术语在此被重新定义为局限于包括与该术语相关的本发明的这些特征或方面的任何具体特征。

Claims (18)

1.变速器，包括：
第一牵引环，该第一牵引环围绕该变速器的纵轴线同轴地安装；
多个可倾斜的球，该多个可倾斜的球围绕该纵轴线成角度地放置并且与该第一牵引环相接触；
第二牵引环，该第二牵引环围绕该变速器的该纵轴线同轴地安装并且与该多个可倾斜的球相接触；
惰轮，该惰轮放置在该多个可倾斜的球的径向内部并且与该多个可倾斜的球相接触；
保持架，该保持架可操作地联接到该多个可倾斜的球上；
第一离合器组件，该第一离合器组件可操作地联接到该保持架和该第一牵引环上；
第二离合器组件，该第二离合器组件可操作地联接到该保持架和该第一牵引环上；
控制系统，该控制系统能够操作以执行如下操作：
接收指示该变速器的当前操作模式的至少一个信号
接收用户命令信号；
至少部分地基于该用户命令信号来确定该变速器的目标操作模式；
将该目标操作模式与该当前操作模式进行比较；
命令该第一离合器组件与第一牵引环和所述保持架中的一个或多个分离，或者与第一牵引环和所述保持架中的一个或多个相接合；以及
命令该第二离合器组件与第一牵引环和所述保持架中的一个或多个接合，或者与第一牵引环和所述保持架中的一个或多个相分离：
其中，该第一牵引环、该第二牵引环、该惰轮以及该保持架中的至少两个被适配成接收动力输入；并且
其中，该第一牵引环、该第二牵引环、该惰轮以及该保持架中的至少一个被适配成提供动力输出。
2.如权利要求1所述的变速器，其中该惰轮被适配成自由旋转而不传送动力。
3.如权利要求1所述的变速器，其中该第一牵引环和该保持架被适配成接收动力输入。
4.如权利要求1所述的变速器，其中该第一离合器组件可操作地联接到动力源上，其中该第二离合器组件可操作地联接到接地构件上，并且其中该第一离合器组件和该第二离合器组件可以被致动以便向该变速器提供输入动力。
5.如权利要求1所述的变速器，其中该第一离合器组件包括液压离合器。
6.如权利要求1所述的变速器，其中该第二离合器组件包括单向离合器。
7.如权利要求1所述的变速器，所述控制系统还能够被操作以至少部分地基于用于该第二离合器组件的命令信号将该第二离合器组件选择性地接合到该第一牵引环和该保持架上。
8.如权利要求1所述的变速器，命令该第一离合器组件包括：所述控制系统至少部分地基于将该目标操作模式与当前操作模式所做的比较而确定用于所述第一离合器组件的命令信号。
9.如权利要求1所述的变速器，其中该用户命令信号包括节气门位置信号。
10.如权利要求1所述的变速器，其中该用户命令信号包括控制杆位置信号或PRNDL位置信号。
11.如权利要求1所述的变速器，其中使该第一离合器组件接合包括：所述控制系统解锁该第一离合器组件。
12.如权利要求1所述的变速器，其中使该第二离合器组件接合包括：所述控制系统释放该第一牵引环。
13.如权利要求1所述的变速器，其中使该第二离合器组件接合包括：所述控制系统释放该保持架。
14.根据权利要求1所述的变速器，其中所述控制系统能被操作以执行如下操作：
接收指示车辆的所希望的操作模式的信号；
接收指示车辆速度的信号；
接收指示传动比的信号；
至少部分地基于该操作模式、该车辆速度以及该传动比来确定一个扭矩命令；
至少部分地基于该操作模式、该车辆速度以及该传动比来确定比率命令；并且
至少部分地基于该操作模式、该车辆速度以及该传动比来确定该扭矩命令和该比率命令的加权的命令。
15.如权利要求14所述的变速器，进一步包括：基于加速器踏板位置来确定目标传动比。
16.如权利要求14所述的变速器，其中确定扭矩命令进一步包括设定目标发动机速度。
17.如权利要求16所述的变速器，其中确定扭矩命令进一步包括设定目标换档扭矩。
18.如权利要求17所述的变速器，其中确定扭矩命令进一步包括用该目标换档扭矩调整换档致动器。
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