CN115717643A - 液压机械变速器和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于液压机械变速器的方法和系统。在一个示例中，变速器系统包括液压泵和液压马达，液压马达与第一行星齿轮组和第二行星齿轮组并行旋转地联接。在该系统中，行星齿轮组的太阳齿轮旋转地联接到液压马达，第一行星齿轮组的行星架旋转地联接到第一离合器和第二离合器，而第二行星齿轮组的环形齿轮旋转地联接到第三离合器。

Description

液压机械变速器和控制方法

技术领域

本公开涉及一种液压机械变速器和一种用于调节变速器驱动范围的方法。

背景技术

液压机械变速器能够混合机械变速器和流体静压变速器的性能特性(例如效率、换档质量、驱动特性、控制响应等)，以满足某些设计目标。一些液压机械变速器、在本领域中称为液压机械可变变速器(HVT)提供连续可变的齿轮比。由于其效率和动力输出(PTO)能力，液压机械变速器可能是特别期望的。用于诸如农业、建筑、采矿、材料处理、石油和天然气等行业的车辆因此使用了HVT。

授予Fabry等人的美国专利7,530,914 B2教导了具有两个同步器和两个离合器的液压机械变速器。同步设备和离合器协同工作以使变速器在前进和反向操作模式下在高速和低速范围之间切换。在US 7,530,914 B2中，每个离合器都与共用轴上的同步装置配对。此外，由于变速器组件施加的封装约束，每对离合器和同步器彼此间隔开。

发明人已经认识到Fabry的变速器以及其它液压机械变速器的若干缺点。例如，Fabry的同步器可能容易退化，这通常会降低变速器可靠性。此外，同步设备增加了系统成本和复杂性。其它液压机械变速器在变速器复杂性、封装效率、操作驱动范围和换档平滑度方面做出了不必要的折衷。

为了解决上述问题的至少一部分，发明人已开发了一种变速器系统。变速器系统包括液压泵和马达。液压马达与第一行星齿轮组和第二行星齿轮组并行旋转地联接。在该系统中，第一行星齿轮组和第二行星齿轮组的太阳齿轮旋转地联接到液压马达。此外，在该系统中，第一行星齿轮组的行星架可以旋转地联接到第一离合器和第二离合器。另外，第二行星齿轮组的环形齿轮可以旋转地联接到第三离合器。提供具有这种布局的太阳齿轮和离合器的变速器允许系统实现紧凑的设计和目标数量的可用驱动范围。

此外，在一个示例中，第一离合器可以是第一前进驱动离合器，而第二离合器可以是布置成与第一前进驱动离合器相邻并且同轴的反向驱动离合器。以这种方式定位离合器增加了变速器空间效率，同时允许系统实现第一前进驱动范围和反向驱动范围。

在另一个示例中，变速器系统可以包括机械PTO和从原动动力源接收旋转输入的输入轴。提供机械PTO进一步提高系统的适应性，并允许系统在更广泛的车辆应用中使用，如果期望如此。

应当理解，提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍在详细描述中进一步描述的概念的选择。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或必要特征，所要求保护的主题的范围由详细描述之后的权利要求书唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决以上或在本公开的任何部分中指出的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1是具有液压机械变速器的车辆的示意图。

图2是液压机械变速器系统的第一示例。

图3-8是在系统驱动范围内的不同条件下操作的图2中描绘的液压机械变速器系统的图示。

图9是表示不同驱动范围的离合器的构造的图表。

图10是在不同驱动范围内流体静压比对传动比的示例性图示。

图11-12是流体静压组件中的泵旋转角对流体静压比的示例性图示。

图13是用于操作变速器系统以在驱动范围之间换档的方法。

图14是变速器动力限制曲线的示例性图示。

图15示出了变速器速度比对时间以及变速器牵引扭矩对时间的示例性图示。

图16示出了离合器差速对时间以及离合器压力对时间的示例性图示。

图17示出了流体静压马达扭矩对时间以及离合器压力对时间的示例性图示。

图18示出了图1所示变速器中的反向档位操作的示例。

具体实施方式

本文提供了一种液压机械变速器和用于操作该变速器的方法。液压机械变速器能够在节省空间的封装中实现同步换档。变速器包括彼此并行联接的一个反向离合器和两个前进离合器以及第一行星齿轮组和第二行星齿轮组以实现期望的成组操作驱动范围。在一个示例中，反向离合器和前进驱动离合器之一可以旋转地联接到共用轴。这种双离合器设计能够降低制造成本并使变速器能实现更紧凑的设计。此外，在这样的示例中，第二前进驱动离合器可以在偏离其它离合器和行星组件的轴上旋转。这样，变速器可以实现目标下降程度(例如，输入和输出接口之间的距离)。此外，在一个示例中，变速器中的流体静压组件可以是U形流体静压单元，其中用于液压泵(例如，可变排量泵)和马达(例如，固定弯曲轴线马达)的机械输入轴平行于彼此并布置在单元的一侧上。这允许减小单元的尺寸并避免使用高压软管以降低制造成本以及流体静压单元退化的机会。

在变速器中，包括液压马达和泵的流体静压分支部与机械分支部并行布置并联接到原动动力源(例如，发动机、电动马达、它们的组合或其它合适的原动机)。在一个示例中，行星齿轮组的太阳齿轮彼此旋转地联接并且联接到流体静压分支部。因为太阳齿轮附连在一起，所以变速器可以实现更大的空间效率。

系统中采用的换档策略可以包括保持其中一个离合器打开，同时同步打开和闭合其余离合器。这样的换档策略可用于在包括反向驱动范围和两个前进驱动范围的成组驱动范围中的两个驱动范围之间平滑转变。因此，可以减少(例如，避免)换档瞬变期间的动力中断以及噪声、振动和不平顺性(NVH)。此外，当使用这种换档策略时，可以提高变速器的效率。

图1示出了具有液压机械动力分流的变速器系统的示意图。图2示出了变速器系统的第一示例，该变速器系统设计为使用狼形符号方案(wolf symbolic scheme)提供连续可变的输入到输出的速度可调节性。图3-8描绘了不同操作驱动范围中的变速器系统的第一示例，其中使用动力分流布置将动力附加组合或再循环。图9示出了表示变速器系统的第一示例中的离合器在不同驱动范围内的状态的图表。图10示出了在不同驱动范围内流体静压比对机械传动比的示例图。图11-12描绘了前进和反向驱动范围内的泵旋转角与流体静压比的示例图。本文所使用的示例并不给出任何种类的优先指示，而是表示多种潜在构造中的一种。图13示出了用于在变速器系统中的驱动范围之间平滑且有效地换档的方法。如本文所述，平滑换档表示减少(例如，避免)其中动力中断的换档事件。因此，平滑换档可以显著减少或在一些情况下避免换档操作期间的动力传递峰值或下降。因此，平滑换档允许提高变速器效率以及车辆的驾驶性能和驾驶舒适性。图14描绘了液压机械变速器的用例动力限制曲线。图15-17描绘了具有体现用例换挡策略的曲线的不同的图示。图18示出了在反向换挡操作期间的图1所示的变速器。

图1示出了车辆102或其它合适的机器平台中的变速器系统100(例如，液压机械可变变速器)的示意图。在一个示例中，车辆可以是非公路车辆，尽管在其它示例中变速器可部署在公路车辆中。非公路车辆可以是其尺寸和/或最大速度使车辆无法在公路上长时间操作的车辆。例如，车辆的宽度可能大于公路车道，和/或例如车辆最高速度可能低于公路的最低允许或建议速度。其中可部署车辆的行业及其对应的操作环境包括林业、采矿、农业等。在任何一种情况下，车辆都可设计为具有经由液压和/或机械取力器(power take-off)(PTO)驱动的辅助系统。

变速器系统100可用作无级变速器(IVT)，其中变速器的齿轮比以无限数量比率点位从负最大速度连续控制到正最大速度。这样，关于以离散比率操作的变速器，该变速器能实现相对较高水平的适应性和效率。此外，在一个用例示例中，变速器可以构造为在-40℃至80℃的环境温度范围内操作。在这样的示例中，变速箱润滑系统中的贮槽可以在-40℃至100℃之间的范围内操作。然而，变速器可以设计用于各种操作温度范围。此外，在某些示例中，变速器系统可以设计为在高达35度的纵向坡度和25度的横向倾斜度上操作。但是可以调节(例如，增加或减少)纵向坡度和/或横向倾斜度阈值以适应不同的最终用途设计目标。

变速器系统100可以具有用于前进和反向方向的不对称的最大输出速度(例如，反向驱动速度可以提供大约56％的前进驱动速度)。这种正反向速度不对称可使变速器能够实现期望的速度范围的宽度。然而，已经设想了其它合适的输出速度变化，比如在正向和反向方向上的对称输出速度，然而，这可能需要使用会增加系统复杂性的附加离合器。

变速器系统100可包括原动动力源104或从原动动力源104接收动力。动力源104可包括内燃机、电动机(例如，电动机-发电机)、它们的组合等。在一个用例示例中，动力源104可以产生大于80千瓦(kW)的动力(例如，100-115kW)。详细而言，在一些情况下，动力源可以在900-2100转每分钟(RPM)之间的范围内操作，目标范围在1200-1600RPM之间。此外，在一些示例中，发动机怠速可以是大约650RPM。然而，已经设想了许多合适的变速器操作和怠速范围。

可以在变速器中进一步设置扭转阻尼器联接器106。诸如锥齿轮之类的齿轮108、110可用于将动力源104旋转地联接到输入轴112。如本文所述，齿轮可以是旋转并且包括齿的机械部件，该齿的轮廓成形为与一个或多个对应的齿轮中的齿啮合，以形成允许旋转能量通过其传递的机械连接部。

机械PTO 114可联接到输入轴112。机械PTO 114可驱动诸如泵(例如，液压泵、气动泵等)、绞盘、吊杆、床提升组件等的辅助系统。为了完成传递到辅助部件的动力传递，PTO可包括接口、一个或多个轴、壳体等。然而，在其它示例中，可以从变速器系统中省略PTO。齿轮116可联接到输入轴112。机械组件118还可包括在变速器系统100中。机械组件118可包括轴112和/或齿轮116以及轴167，在此更详细地描述。此外，变速器可包括轴120和齿轮122，该齿轮122旋转地联接到输入轴112上的齿轮116。图1中描绘的虚线124和其它虚线指示部件之间的机械连接，其有利于它们之间的旋转能量传递。

与齿轮122啮合的齿轮126可旋转地附连到充入泵128。充入泵128可设计成将加压流体递送到变速器中的液压部件，比如液压马达134(例如，流体静压马达)、液压泵136(例如，流体静压泵)等。由充入泵加压的流体可附加地用于离合器致动和/或变速器润滑。充入泵可包括活塞、转子、壳体、一个或多个腔室等以允许泵移动流体。机械组件118并行地旋转联接到流体静压组件130(例如，流体静压单元)。此外，流体静压组件130可具有U形设计，其中轴131、133分别用作液压泵136(例如，可变排量泵)和液压马达134(例如，固定弯曲轴线马达)的机械接口，并且彼此并行并且布置在组件的一侧上。这种U形布局允许减小流体静压组件的尺寸，并且能够使得放弃使用高压软管，以降低制造成本以及流体静压单元劣化的可能性，如果期望的话。更进一步地，流体静压组件130可布置在变速器的与充入泵128相反的一侧上和/或从离合器170、172轴向偏移。以这种方式布置流体静压组件允许减小变速器的宽度和长度，并且允许简化变速器在车辆中的安装。此外，流体静压组件中的马达和泵可封围在共用的壳体中以增加变速器紧凑性。

流体静压组件与机械组件的联接使变速器能够实现动力分流功能性，其中动力可同步地流过任一路径，以使通过系统的动力附加组合或再循环。这种动力分流布置使得变速器的动力流能高度适应于在范围广泛的操作状况下提高效率。因此，在一个示例中，变速器可以是全动力分流式变速器。

机械组件118可包括并行联接到流体静压组件的多个机械路径。详细而言，轴167可用作第一机械路径(例如，分支部)119和第二机械路径(例如，分支部)121的结合部。第一机械路径119可在某些操作状况期间提供从流体静压组件130的接口到第一行星齿轮组148的环形齿轮158的旋转能量传递能力。此外，第二机械路径121可提供从流体静压组件130的接口到第二行星齿轮组150的行星架160的旋转能量传递能力。

流体静压组件130包括液压马达134和液压泵136。此外，液压泵136可包括第一机械接口138和第二机械接口140。第一机械接口138可旋转地联接到机械衬套132，而第二机械接口140可旋转地联接到另一机械PTO 142。同样地，机械PTO可用于驱动诸如空气压缩机、机械臂或悬臂、螺旋钻等的辅助车辆系统。这样，变速器可适用于各种最终使用操作环境。如果需要，在图1中描绘的布置中提供多个PTO，使变速器系统能够满足各种不同类型车辆的最终使用设计目标。因此，系统的适用性扩大了，并且变速器的客户吸引力增加了。然而，在其它示例中，可从变速器中省略PTO 114和/或142。

在一个示例中，液压泵136可以是可变排量双向泵。另外，在一种情况下，泵可以是轴向活塞泵。详细而言，在一个具体示例中，轴向活塞泵可包括与活塞和汽缸相互作用的倾斜板，以经由旋转角的变化来改变泵的排量。然而，已经考虑了其它合适类型的可变排量双向泵。

液压马达134可以是固定排量双向马达(例如，固定弯曲轴线马达)。当与可变排量马达相比时，固定弯曲轴线马达相对紧凑。如果期望的话，该系统因此可实现更高的空间效率，并对车辆中的其它系统造成更少的空间限制。然而，例如，如果马达可调整性是以牺牲紧凑性为代价，则可使用替代类型的泵和/或马达。

液压管线144、146附连到每个马达和泵中的液压接口，以使流体静压组件能够提供关于与流体静压组件130并行布置的机械分支部的附加和动力循环功能性。例如，在附加动力模式下，来自流体静压组件和机械组件两者的动力在行星齿轮组之一处组合并递送到变速器输出部。因此，可操作液压泵136和液压马达134以将动力从液压马达流动到任一行星组件的太阳齿轮。在再循环动力模式下，动力通过流体静压组件再循环。因此，在再循环动力模式中，动力从流体静压组件流向轴120。

变速器系统100还包括第一行星齿轮组148和第二行星齿轮组150。第一行星齿轮组148可包括行星齿轮154在其上旋转的行星架152。行星齿轮154可与太阳齿轮156和环形齿轮158啮合。同样地，第二行星齿轮组150可包括行星架160、行星齿轮162、太阳齿轮164和环形齿轮166。因此，第二行星齿轮组150也可以是简单的行星齿轮。此外，在每个行星布置中布置在行星齿轮和行星架之间的轴承可促进其旋转。太阳齿轮和/或它们所附连到的轴还可具有联接到其上的轴承。轴承可以是滚子轴承(例如，滚针轴承)、滚珠轴承或其它合适类型的轴承，它们能够使部件旋转，同时限制其它相对运动。

第二行星齿轮组150的行星架160可旋转地联接到第一行星齿轮组148的环形齿轮158。此外，第二行星齿轮组150的行星架160可旋转地联接到轴167。轴167可延伸通过延伸部186中的中心开口，在此更详细地描述。该旋转附连方案可概念性地描述为并行附连到流体静压组件130的机械分支部的形成。

如本文所述，部件、组件等之间的并行附连表示两个部件或部件组的输入和输出彼此旋转地联接。这种并行布置允许动力在某些状况期间通过流体静压组件再循环，或在其它状况期间由机械和流体静压分支部附加地组合。因此，与纯流体静压变速器相比，该变速器的适应性得到了提高，这允许实现操作效率的增益。

第一行星齿轮组148和第二行星齿轮组150的太阳齿轮156、164可以彼此旋转联接(例如，直接附连)。以这种方式附连太阳齿轮可以使变速器能够实现期望的齿轮比、紧凑性和效率。

例如，液压马达134可以经由机械衬套168旋转地联接到太阳齿轮156。变速器系统100进一步包括反向离合器170、第一前进驱动离合器172和第二前进驱动离合器174。更一般地，第一前进驱动离合器可称为第一离合器或第一前进离合器，反向驱动离合器可称为第二离合器或反向离合器，而第二前进驱动离合器可称为第三离合器或第二前进离合器。离合器170、172、174可以定位在靠近输出轴171和行星组件下游的位置。将离合器布置在该位置允许在离合器尺寸和离合器速度之间进行期望的折衷。例如，相对较高的离合器速度可能会产生较高的功率损失。此外，反向离合器170和第一前进驱动离合器172可以布置成彼此相邻并且彼此同轴。在一个特定示例中，离合器可以具有类似的设计以降低制造复杂性。因此，这种双离合器布置允许降低制造成本并提高变速器的紧凑性。

离合器170、172、174可以是摩擦离合器，每个离合器包括两组板。这些离合器板可围绕共用轴线旋转，并且设计成彼此接合和脱离，以促进选择性动力传递到下游部件。这样，离合器可闭合和打开以将它们置于接合和脱离状态。在脱离状态下，动力不通过离合器。相反，在接合状态下，动力在变速器操作期间行进通过离合器。此外，离合器可以是液压、电磁和/或气动致动的。例如，可经由液压活塞来调整离合器。可调节性可以是连续的，在一个示例中，其中离合器可通过部分接合状态转变到完全接合状态，其中在离合器中发生相对少量的动力损失。然而，在其它示例中，可离散地调节离合器。

行星架152可包括具有齿轮176的延伸部175，该齿轮176与齿轮177啮合。在所示示例中，齿轮177旋转地联接到反向离合器170和第一前进离合器172。反向离合器170和第一前进离合器172示出为彼此相邻布置并且可共享共用的旋转轴线。由于这种邻近的离合器布置，系统可展示出更大的紧凑性，从而对相邻车辆系统造成更少的空间约束。替换地，反向离合器可与第一前进离合器间隔开，但是这会降低系统的紧凑性。

齿轮179可位于反向离合器170的输出轴180上。类似地，齿轮181可位于第一前进离合器172的输出轴182上。齿轮179、181两者可分别经由齿轮183、184旋转地附连到系统输出轴171。这样，在不同的操作状况期间，反向离合器和第一前进离合器两者都将动力递送到变速器的输出部。

系统输出轴171可包括一个或多个接口185(例如，轭、齿轮、链条、它们的组合等)。输出轴具体示出为具有两个输出部。然而，变速器可包括替代数量的输出部。齿轮179经由与齿轮183啮合而旋转地联接到输出轴。箭头191描绘了从变速器系统到驱动桥192和/或其它合适的下游车辆部件的动力流，反之亦然。具有轴、接头等的传动系统可用于执行变速器和轴之间的动力传递。应当理解，驱动桥可联接到驱动轮。

第二行星齿轮组150的环形齿轮166可包括齿轮187定位于其上的延伸部186。如虚线所示，齿轮187可旋转地附连到第二前进离合器174中的齿轮188。齿轮188可联接到离合器174中的第一组板。离合器中的第二组板可附连到输出轴189和齿轮190。齿轮190可旋转地联接到齿轮183，如由虚线所示。由于离合器和行星齿轮组的前述布置，变速器系统100实现了比以前的液压机械变速器更高的效率和增强的驾驶性能、舒适性和生产率。

变速器系统100可以另外包括润滑系统，该润滑系统可以包括贮槽，如前所述。该润滑系统还可包括用于润滑齿轮和/或离合器的常规部件，比如泵、管道、阀等。

具有控制器194的控制系统193可进一步结合在变速器系统100中。控制器194包括处理器195和存储器196。存储器196可以保存存储在其中的指令，当由处理器执行时，这些指令使控制器194执行在本文中描述的各种方法、控制策略等。处理器195可以包括微处理器单元和/或其它类型的电路。存储器196可包括已知的数据存储介质，诸如随机存取存储器、只读存储器、保持活动(keep alive)存储器、其组合等。

控制器194可接收来自定位在变速器系统100和/或车辆102的不同位置中的传感器的车辆数据和各种信号。传感器可包括分别检测齿轮116、齿轮184和齿轮176的速度的齿轮速度传感器197、198、199。这样，系统的输入和输出部处的齿轮速度可与第一行星齿轮组148的输出部处的齿轮速度一起检测。然而，在其它示例中，至少一部分齿轮的速度可由控制器建模。

控制器194可向液压泵136中的致动器或联接到泵的致动系统发送控制信号，以调节泵输出和/或液压流体流动的方向。附加地，离合器170、172、174可从控制器接收命令(例如，打开或关闭命令)，并且离合器或联接到离合器的致动系统中的致动器可响应于接收到的命令来调整离合器的状态。例如，可经由液压控制的活塞来致动离合器，尽管已经设想了其它合适的离合器致动器。变速器系统中的其它可控部件包括液压马达134、原动动力源104等。这些可控部件在关于接收控制命令和响应于经由致动器接收命令而调整组件的输出和/或状态可类似地起作用。附加地或替代地，车辆电子控制单元(ECU)可设置在车辆中以控制动力源(例如，发动机和/或马达)。此外，控制系统193并且特别是具有存储器196和处理器195的控制器194可构造成执行本文关于图3-8和13详述的换档方法。

变速器系统100可以包括输入装置151(例如，加速踏板、控制杆、操纵杆、按钮、它们的组合等)。响应于驾驶员输入，输入装置151可以产生变速器速度或扭矩调节请求和期望的驱动方向(前进或反向驱动方向)。此外，变速器系统可在需要时在驱动模式之间自动切换。详细而言，操作者可请求前进或反向驱动模式速度或扭矩变化，并且在需要时，变速器可增加速度或扭矩并自动地在与不同驱动模式相关联的驱动范围之间转变。此外，在一个示例中，操作者可在车辆以前进驱动模式操作时请求反向驱动操作。在这样的示例中，变速器可自动地启动前进和反向驱动模式之间的切换(例如，同步切换)。这样，与设计成用于手动驾驶模式调节的变速器相比，操作者可更有效地控制车辆。然而，在其它示例中，该系统例如可设计成允许车辆操作者手动请求在前进驱动范围之间的模式改变。还应当理解，可与变速器协同地控制动力源。例如，当控制器收到请求的速度调节时，可以相应地提高动力源的输出速度。

图2示出了使用狼形符号方案的变速器系统200的图示。在狼形方案中，线表示用于旋转能量传递的轴、齿轮和/或其它机构。此外，在狼形方案中，圆表示行星齿轮组，而框表示可包括轴、齿轮等的非行星齿轮组。每个齿轮组可以具有相关的比率。此外，在狼形方案中，离合器由平行线表示，而从多个分支部组合动力的结合部则由实心点表示。结合部可以包括齿轮、轴、轴部段等。图2所示的变速器系统200是图1所示的变速器系统100的示例。由于这种对应，这些变速器系统可共享共用的功能和结构特征。因此为简洁起见省略了重复描述。

变速器系统200可以包括内燃机202或其它合适的原动动力源(例如，电动马达或马达-发电机)。第一结合部204将两个机械分支部206、208旋转联接到具有流体静压组件212的流体静压分支部210。第一机械分支部206可以旋转地附连到第一行星齿轮组216中的环形齿轮214。相反，第二机械分支部208可以旋转地附连到第二行星齿轮组220中的行星架218。

流体静压组件212包括液压泵222和液压马达224。此外，齿轮组226可以布置在泵222和发动机202之间的流体静压分支部中。齿轮226可以旋转地联接到泵222的机械接口227。泵和马达中的每一个中的液压接口228可以经由管道230流体连通。泵的机械接口227可以机械地附连到齿轮组226。此外，马达的机械接口234可以机械地附连到第二结合部236。第二结合部236用作第一行星齿轮组216和第二行星齿轮组220的太阳齿轮238、240之间的旋转连接部。

变速器系统200也可以包括反向离合器242、第一前进离合器244和第二前进离合器246。这些离合器并行机械联接以允许离合器中的一个接合，而其它离合器在不同的驱动范围内脱离。这样，每个离合器对应不同的驱动范围。

齿轮组248可以旋转地联接到第一行星齿轮组216的行星架250。图2中所示的齿轮组可以包括两个齿轮。结合部252可以用作齿轮组248和离合器242、244之间的机械连接部。此外，齿轮组254可以旋转地联接到反向离合器242，并且齿轮组256联接到第一前进离合器244。另一个结合部258可用于重新连结与反向离合器和第一前进离合器相关的机械分支部。第二行星齿轮组220的环形齿轮262可以旋转地联接到齿轮组260。此外，齿轮组263可以联接到第二前进离合器246和结合部264。结合部264可以用作三个离合器分支部的输出部。

图3-8描绘了在不同驱动范围内通过变速器系统200的动力路径。带有交叉影线的箭头描绘了循环动力流，其中动力路径行进返回到上游部件。相反，没有交叉影线的箭头描绘了流向变速器输出部的下游动力流。

具体转向图3，示出了在第一驱动范围的第一阶段中操作的变速器系统。在第一驱动范围中，第一前进驱动离合器244接合并且反向驱动离合器242和第二前进驱动离合器246脱离。因此，在第一驱动范围内，变速器处于输入联接的动力分流模式。

在这种动力分流模式中，箭头300表示从发动机202到结合部204、从结合部204到第一机械分支部206、以及从第一机械分支部到第一行星齿轮组216的环形齿轮214的动力路径。箭头302表示从第一行星齿轮组216的太阳齿轮238到液压马达224、从液压马达到液压泵222、从液压泵到齿轮组226、以及从齿轮组到结合部204的动力再循环。箭头304表示从第一行星齿轮组216的行星架250到齿轮组248、从齿轮组248经由结合部252到第一前进驱动离合器244、从第一前进驱动离合器到齿轮组256、以及从齿轮组256到变速器的输出部306的动力路径。这样，一部分动力通过流体静压组件212循环返回，而另一部分通过离合器传递到输出部。由于动力通过流体静压组件的循环，与单独的机械或流体静压变速器相比，该变速器可以以相对高的效率操作。

在第一驱动齿轮范围的第二阶段中，液压动力路径改变方向。在这种方向改变期间，液压路径中的动力穿过零并进入机械和液压路径的附加动力，如图4所示。

在第一驱动范围的第二阶段中，动力路径并行地行进通过第一机械分支部206和流体静压组件212。此外，在第一驱动范围的第二阶段中，来自机械和流体静压分支部的动力在第一行星齿轮组216处附加组合，然后通过第一前进离合器244传递到变速器输出部306。具体地，如图4所示，箭头400表示通过机械分支部206到第一行星齿轮组216的环形齿轮214的动力路径。此外，箭头402表示通过流体静压分支部(齿轮组226、流体液压泵222和液压马达224)到第一行星齿轮组216的太阳齿轮238的动力路径。此外，箭头404表示从第一行星齿轮组216的行星架250到齿轮组248、从齿轮组到第一前进驱动离合器244、从第一前进驱动离合器到齿轮组256、以及从齿轮组到输出部306的动力路径。

当第二行星齿轮组220的环形齿轮速度允许第二前进离合器246的同步时，驱动范围通过经由同步换档打开第一驱动离合器244并且闭合第二驱动离合器246而改变(例如，从第一驱动范围转变到第二驱动范围)。闭合摩擦离合器涉及离合器中多组板的摩擦接合，以在离合器的输入部和输出部之间传递动力。相反，打开摩擦离合器涉及离合器中各组板的摩擦脱离，以将离合器的输入部与输出部脱开。此外，同步换档包括在打开一个离合器的同时闭合另一个离合器。

图5相应地示出了在第二前进驱动范围的第一阶段中操作的变速器系统200。在第二前进驱动范围内，变速器的工作方式与第一前进驱动范围类似，但具有不同的机械路径比。在第二范围中，反向离合器242和第一前进离合器244各自脱离，而第二前进离合器246接合。

在第一阶段中，动力通过流体静压组件212循环返回到第二机械分支部208。箭头500具体指示从第二行星齿轮组220的太阳齿轮240到流体静压组件212的动力路径。箭头500还指示通过流体静压组件212到齿轮组226的动力路径。通过流体静压组件的动力路径涉及通过液压马达224和液压泵222的动力传递。从结合部204通过第二机械装置分支部208，并且到第二行星齿轮组220的行星架218的动力路径经由箭头502表示。此外，箭头504表示从环形齿轮262到齿轮组260，并通过第二前进离合器246以及齿轮组263到输出部306的动力路径。

图6示出了在液压路径中的动力流已经改变方向(从循环动力切换、穿过流体静压路径的零动力、并且转变到到机械和液压分支部的附加动力流)之后，在第二前进驱动范围的第二阶段中操作的变速器系统200。这样，可以以有效的方式横跨该范围连续调节第二前进驱动范围中的比率。

箭头600体现了从结合部204、通过齿轮组226以及流体静压组件212、到第二行星齿轮组220的太阳齿轮240的动力路径。箭头602表示从结合部204、通过第二机械分支部208、并且到第二行星齿轮组220的行星架218的动力路径。另外，箭头604表示从第二行星齿轮组220的环形齿轮262、通过齿轮组260、第二前进离合器246以及齿轮组263、并且到变速器输出部306的动力路径。

图7和8示出了反向驱动范围的第一阶段和第二阶段。反向范围类似于第一前进驱动范围，只是通过齿轮组254的机械路径中的传动比反转了输出速度方向。在反向驱动范围中，反向离合器接合，而第一前进离合器和第二前进离合器脱离。图7具体描绘了箭头700，其体现了从结合部204、通过第一机械分支部206、并到达第一行星齿轮组216中的环形齿轮214的动力路径。箭头702体现了循环通过流体静压组件212和齿轮组226的动力路径。另外，箭头704表示从第一行星齿轮组216的环形齿轮250、通过齿轮组248、反向离合器242以及齿轮组254、并且到变速器输出部306的动力路径。

同样，在反向驱动范围期间，液压路径中的动力流改变方向(从动力循环构造切换，穿过流体静压路径的零动力，并转变到附加动力流构造，其在图8中示出)。图8中的箭头800表示行进通过第一机械分支部206、并且到第一行星齿轮组216的环形齿轮214的动力路径。箭头802表示通过流体静压组件212到第一行星齿轮组216的太阳齿轮238的动力路径。在动力在第一行星齿轮组中附加组合之后，动力从行星架250经由反向离合器242行进到输出部306，如经由箭头804所示。

图9示出了图表900，其说明了图2-8中所示的离合器242、244、246的构造(接合或脱离)在不同的驱动模式(反向驱动范围、第一前进驱动范围和第二前进驱动范围)中。在反向驱动范围中，反向离合器242接合而离合器244、246脱离。附加地，在第一前进驱动范围中，第一前进离合器244接合，同时离合器242、246脱离，而在第二前进驱动范围中，第二前进离合器246接合，同时离合器242、244脱离。如前所述，为了在不同驱动模式之间平滑有效地转变，离合器可以同步换档。

图10示出了曲线图1000，其中流体静压比表示在纵坐标上，而传动比表示在横坐标上。这些比率是可以由以上关于图1-9描述的变速器系统产生的比率的示例。详细而言，纵坐标和横坐标表示其它相应比率的零值。因此，横坐标下方的点表示负流体静压比，而横坐标上方的点表示正流体静压比。纵坐标左侧的点表示负传动比，而纵坐标右侧的点表示正传动比。此外，划分用于变速器操作模式的不同驱动范围(反向驱动范围、第一前进驱动范围和第二前进驱动范围)。然而，其它变速器实施例可以具有流体静压比和变速器比之间的替代对应关系。

在反向驱动范围中，动力在范围的第一部分中通过流体静压组件再循环。相反，在该范围的第二部分中，动力从机械分支部和流体静压分支部附加组合。传动比值-tr1表示反向驱动范围的第一部分和第二部分之间的边界。

在1002处，在反向离合器和第一前进离合器之间发生换档(例如，同步换档)，并且变速器进入第一前进驱动范围，反之亦然。在该驱动范围的第一部分，动力通过流体静压组件再循环，类似于反向驱动范围。然而，在第一前进驱动范围中，变速器的输出部在与反向驱动范围相比时在相反的方向上旋转。在第一前进驱动范围的第二部分中，来自流体静压组件和机械组件的动力在第一行星齿轮组件处附加组合。传动比值tr1表示第一前进驱动范围的第一部分和第二部分(再循环和附加动力布置)之间的边界。

在1004处，在第一前进离合器和第二前进离合器之间发生换档(例如，同步换档)，反之亦然。在第二前进驱动范围的第一部分中，动力从第二行星齿轮组通过流体静压组件再循环。相反，在第二前进驱动范围的第二部分中，来自第二机械分支部和流体静压组件的动力在第二行星齿轮组处附加组合。

图11-12示出了带有顺序控制的泵旋转角图。这些图用作可经由变速器系统中的液压泵实施的旋转角调节的示例，如上文关于图1-9所描述。当在变速器中使用固定弯曲轴线马达时，旋转角可以等于流体静压比，这在图10中示出。详细而言，在纵坐标上具有泵旋转角而在横坐标上具有流体静压比的曲线图1100、1200分别在图11-12中示出。零旋转角和流体静压比值在纵坐标和横坐标两者上示出。虽然没有示出具体的旋转角和流体静压比值，但提供负的和正的旋转角(α)和比率(r)仅供参考。

图11示出了用于前进驱动模式的泵旋转角。在前进驱动模式中，泵的旋转角达到最大值(α2)，然后随着流体静压比的增加而减小。另一方面，图12示出了反向驱动模式中的泵旋转角。在反向驱动模式中，随着泵旋转角的增加，流体静压比减小直至达到-r1。因此，可以调节泵旋转角以改变不同驱动模式中的流体静压分支部的比率。

图13示出用于液压机械变速器的操作的方法1300。在一个示例中，方法1300可以由以上关于图1-9描述的液压机械变速器和部件来执行。然而，在其它示例中，方法1300可使用其它合适的液压机械变速器和相应部件来实施。此外，该方法可作为存储在非暂态存储器中、由控制器中的处理器执行的指令。因此，执行方法步骤可以包括发送和/或接收触发关联部件调整的命令，如前所述。

在1302处，该方法包括确定操作条件。操作条件可包括变速器速度、变速器扭矩、车速、操作者扭矩请求、操作者速度请求、环境温度、变速器温度等。这些操作条件可以使用传感器数据和/或建模算法来确定。

在1304处，该方法包括确定是否已经接收到扭矩或速度调节请求。例如，扭矩或速度调节请求可以响应于操作者与诸如加速踏板、控制杆、操纵杆等的输入装置的交互而产生。

如果还没有接收到扭矩或速度调节请求(在1304处为“否”)，则该方法进行到1306，其中该方法包括维持当前变速器控制策略。例如，变速器可以在驱动范围之一内的扭矩设定点或在一些情况下的速度设定点处操作。

如果已经接收到扭矩或速度调节请求(在1304为“是”)，则该方法前进到1308。在1308处，该方法判断是否改变驱动模式。详细而言，变速器可以设计成实施两个离合器的速度比的两个点同步。第一点使第一前进离合器(例如，图1所示的离合器172)和第二前进离合器(例如，图1所示的离合器174)同步，而第二点使第一前进离合器和反向离合器(例如，图1所示的离合器170)同步。变速器的控制器中的指令可设计成控制由变速器提供到输出轴的扭矩。因此，变速器的速度比可能是由变速器施加的扭矩的结果。例如，在发动机以基本恒定的速度操作时，如果通过变速器在输出轴上施加更高的牵引扭矩，则出现更高的输出轴加速度并因此出现更高的速度比梯度。变速器的速度比可能会因操作者扭矩调节请求而改变。在加速的某个点处，变速器的速度比将接近当前操作驱动范围内可能的最大值。因此，当接近最大速度值时，可以改变操作驱动范围，以防止对车轮的牵引扭矩连续性中断。例如，变速器可以从反向驱动范围转变到第一前进驱动范围，或从第一前进驱动范围转变到第二前进驱动范围。相反，当变速器的实际速度比接近操作驱动范围的最小值时，变速器也可能改变操作驱动范围。例如，变速器可以从第二前进驱动范围转变到第一前进驱动范围，或从第一前进驱动范围转变到反向驱动范围。因此，在这样的示例中，可以实现模式改变操作，其中变速器从第一前进驱动范围(例如，同步转变)到第二前进驱动范围。然而，如果可以在当前操作驱动范围内处理扭矩或速度调节请求，则可以暂时抑制驱动模式改变。

如果确定不应执行模式改变(在1308处为“否”)，则该方法移至1310。在1310处，该方法包括在驱动范围之一中操作变速器以调节变速器输出扭矩。例如，可以调节流体静压组件以在一个示例中改变变速器的输出扭矩或在另一个示例中改变速度。

在其中一个驱动范围中操作变速器可以包括1312或1314，或在框1312和1314之间转变，反之亦然。在1312处，该方法可以包括通过行星齿轮组之一将来自机械组件和流体静压组件中的机械分支部之一的动力附加组合。这样，动力可以在变速器中有效地组合以实现目标速度或扭矩。

在1314处，该方法可以包括通过流体静压组件再循环动力，同时将一部分动力从机械组件中的机械分支部之一通过行星齿轮组之一传递到变速器输出部。

然而，如果判断应该执行模式改变请求(在1308为“是”)，则该方法进行到1316。在一个示例中，当确定应实施模式改变请求时，可以生成(例如，自动生成)换档命令。因此，换档请求可以是在反向驱动范围和第一前进驱动范围之间、或在第一前进驱动范围和第二前进驱动范围之间换档的请求，反之亦然。在1316处，该方法包括在驱动范围中的其中两个之间转变。这种可称为换档瞬态的转变可包括步骤1318。在1318处，该方法包括同步两个离合器的操作，以在两个驱动范围之间转变。例如，反向离合器可以在第一前进离合器接合的同时脱离，反之亦然。在另一个示例中，第一前进离合器可以在第二前进离合器接合的同时脱离，而输出轴扭矩保持在期望值，反之亦然。这样，可以改变变速器操作驱动范围以防止对轮子的牵引扭矩连续性中断。因此，提高了变速器性能，从而提高了客户满意度。应当理解，变速器驱动模式转变可以自动执行。即，驱动模式可以基于变速器的速度比进行切换，而不是经由操作者与档位选择器的交互来明确请求在驱动模式之间切换。

方法1300允许平滑且有效地执行变速器扭矩调节。结果，在一些情况下，使用变速器的车辆的操作效率提高并且变速器寿命可以相应地增加。因此，方法1300能够增强变速器性能。

图14图示了预测用例动力限制曲线1400。动力限制曲线可以对应于先前描述的液压机械变速器的一个用例实施例。在纵坐标上表示扭矩，而在横坐标上表示速度。详细而言，纵坐标是零速度值，而横坐标是零扭矩值。因此，负速度值位于纵坐标的左侧，而正速度值位于纵坐标的右侧。此外，正扭矩值位于横坐标上方，而负扭矩值位于横坐标下方。

如图14所示，第一前进驱动范围中的最大扭矩可以大于反向驱动范围中的最大扭矩。此外，反向驱动范围中的最大速度可以是-2000RPM，而第二前进驱动范围中的最大速度可以是3700RPM。这样，变速器的最大输出速度可能对于前进和反向方向是不对称的。然而，已经设想了许多合适的最大扭矩和速度值。变速器的动力限制曲线可基于最终用途车辆设计参数选择，这些设计参数比如是车辆重量、预期PTO负载、预期车辆负载等。

在另一个预测用例实施例中，变速器可以在1500RPM处提供100％的牵引力，而在900RPM处提供40％的牵引力。这可以允许变速器满足可以预期变速器在若干旨在操作环境中经受的负载范围。然而，其它变速器实施例可以具有映射到不同速度的牵引力，并且该相关性可以基于诸如预期变速器负载、变速器操作效率等的多种因素来设置。

图15示出了变速器速度比对时间的预测用例曲线1500以及变速器牵引扭矩对时间的曲线1502。因此，对于曲线1500、1502，速度比和牵引扭矩在纵坐标上，而时间在横坐标上。牵引扭矩可以是受控变量。如前所述，当变速器的速度比接近阈值r1时，可以启动驱动范围转变。阈值r1具体可以对应于当前驱动范围内可能的最大值。因此，当接近最大值时，变速器可以在第一驱动范围和第二驱动范围之间转变。然而，在其它示例中，当速度比减小时，阈值可以对应于在当前驱动范围内可能的最小值。因此，在这样的示例中，当达到最小速度比值时，变速器可以从第二驱动范围转变到第一驱动范围，或者从第一驱动范围转变到反向驱动范围。返回图15中描绘的示例，当从第一驱动范围转变到第二驱动范围时，第一前进驱动离合器可以与第二前进驱动离合器同步。离合器的同步可以包括减少通过第一前进离合器的扭矩传递，同时相应地增加通过第二前进离合器的扭矩传递，以维持期望的变速器输出扭矩。

图16示出了离合器差速对时间的预测用例曲线1600、1602。因此，在纵坐标上为离合器差速，而在横坐标上为时间。曲线1600具体对应于关于第一前进驱动离合器的差速，并且曲线1602对应于关于第二前进驱动离合器的差速。图16还示出了离合器压力对时间的预测用例曲线1604、1606。因此，在纵坐标上为离合器压力，而在横坐标上为时间。曲线1604具体对应于第一前进驱动离合器，而曲线1606对应于第二前进驱动离合器。如图所示，第一前进驱动离合器的差速保持为零直至t1，之后它增加。相反，第二前进驱动离合器的差速减小直至在t1处达到零，之后差速保持为零。相应地，递送到第一前进离合器的压力减小直至t1，并且调节递送到第二前进离合器的压力以引起离合器接合。例如，可以调节递送到第二前进驱动离合器的压力以使离合器移动通过填充阶段并进入离合器调整阶段，在该阶段离合器朝向完全接合移动。

换档中涉及的两个离合器(例如，在所示示例中，第一前进驱动离合器和第二前进驱动离合器)中的每一个传递的扭矩总和允许变速器保持期望的输出轴扭矩。这样，与某些现有类型的多速变速器相比，可以经由减少在换档瞬变期间发生的扭矩中断来增强变速器性能。

图17示出了流体静压马达扭矩对时间的预测用例曲线1700。因此，在纵坐标上为流体静压马达扭矩，而在横坐标上为时间。图17还示出了离合器压力对时间的预测用例曲线1702、1704。因此，在纵坐标上为离合器压力，而在横坐标上为时间。曲线1702具体对应于第一前进离合器的压力，而曲线1704对应于第二前进离合器的压力。如图所示，在图17中，在从第一驱动模式到第二驱动模式的转变期间，流体静压马达扭矩减小到零值以下。详细而言，流体静压马达扭矩设定点可以基于通过驱动模式转变中涉及的两个离合器所传递的扭矩量来计算。以这种方式确定流体静压马达扭矩设定点使得正在接合的第二前进离合器能够与第一前进驱动离合器达到同步。此外，在换档事件期间，流体静压单元可以是离合器的“从属”。换言之，在换档期间，可以基于换档期间离合器的接合和脱离来控制流体静压单元。

图18示出了操作以切换到反向档位的变速器系统100。详细而言，流体静压组件130中的液压马达134、反向离合器170、第一前进驱动离合器172和输出轴171的扭矩分别由箭头1800、1802、1804、1806表示。在反向换挡操作期间，流体静压马达扭矩可以在与离合器的扭矩相同的方向上工作，以使进入的离合器(即，开始转变为完全接合构造的离合器)能够同步。因此等式(1)可以表示马达和离合器扭矩的关系，其中a和b是机械增益，C1扭矩是第一前进驱动离合器的扭矩，而C2扭矩是第二前进驱动离合器的扭矩。

马达扭矩＝a*(C1扭矩)+b*(C2扭矩) (1)

此外，离合器可以使期望的扭矩能够施加到输出轴。等式(2)可以表示输出扭矩和各离合器扭矩之间的关系，其中输出扭矩是输出轴的扭矩，c和d是机械增益，C1扭矩是第一前进驱动离合器的扭矩，而C2扭矩是第二前进驱动离合器的扭矩。

输出扭矩＝c*(C1扭矩)+d*(C2扭矩) (2)

如果期望，以这种方式同步离合器允许在换档瞬变期间基本上避免扭矩中断。因此，可以增强换档性能并且可以提高变速器效率。

本文所述的液压机械变速器和变速器操作方法的技术效果是在能量和空间有效的封装中提供驱动范围的目标组。此外，本文所述的变速器系统和方法允许变速器在不同驱动范围之间平滑转变，具有减少的动力中断量(例如，基本上为零)，从而在模式切换瞬变期间降低NVH，并进一步提高变速器能量效率。

图1-8和图18示出了具有各种部件的相对定位的示例构造。如果示出为彼此直接接触或直接联接，则至少在一个示例中这样的元件可以分别称为直接接触或直接联接。类似地，至少在一个示例中，示出为彼此连续或相邻的元件可以分别是彼此连续或彼此相邻的。作为示例，放置为彼此面共用接触的部件可以称为面共用接触。作为另一示例，在至少一个示例中，定位成彼此间隔开、其间仅具有间隔空间而没有其它部件的元件可以如此称呼。作为又一示例，元件示出为在彼此上方/下方、彼此相对侧或彼此左/右可以相对于彼此如此称呼。此外，如附图中所示，在至少一个示例中，最顶部元件或元件的点位可以称为部件的“顶部”，而最底部元件或元件的点位可以称为部件的“底部”。如本文所使用的，顶部/底部、上部/下部、上方/下方可以是相对于附图的竖直轴线并且用于描述附图的元件相对于彼此的定位。因此，在一个示例中，示出为在其它元件上方的元件竖直地定位在该其它元件上方。作为又一示例，在附图中描绘的元件的形状可称为具有如此形状(例如，诸如圆形的、直线的、平面的、弯曲的、圆滑的、倒角的、成角度的等等)。此外，在一个示例中，彼此同轴的元件可以被如此称呼。此外，在至少一个示例中，示出为彼此相交的元件可以称为相交元件或彼此相交。更进一步地，在一个示例中，示出为在另一个元件内或在另一个元件外的元件可以如此称呼。在其它示例中，彼此偏离的元件可以如此称呼。

在以下段落中将进一步描述本发明。在一个方面，提供了一种变速器系统，该变速器系统包括液压泵和液压马达，液压马达与第一行星齿轮组和第二行星齿轮组并行旋转地联接；其中，第一行星齿轮组和第二行星齿轮组的太阳齿轮旋转地联接到液压马达；并且其中，第一行星齿轮组的行星架旋转地联接到第一离合器和第二离合器；并且其中，第二行星齿轮组的环形齿轮旋转地联接到第三离合器。

在另一个方面，提供了一种液压机械可变变速器，该变速器包括液压泵和液压马达，液压马达与第一行星齿轮组和第二行星齿轮组并行旋转地联接；其中，第一行星齿轮组和第二行星齿轮组的太阳齿轮旋转地联接到液压马达；并且其中，第一行星齿轮组的行星架旋转地联接到第一前进离合器和反向离合器；并且其中，第二行星齿轮组的环形齿轮旋转地联接到第二前进离合器。

在另一个方面，提供了一种动力分流变速器，该变速器包括液压泵和液压马达，液压马达与第一行星齿轮组和第二行星齿轮组并行旋转地联接；其中，第一行星齿轮组和第二行星齿轮组的太阳齿轮旋转地联接到液压马达；并且其中，第一行星齿轮组的行星架旋转地联接到第一前进离合器和反向离合器；并且其中，第二行星齿轮组的环形齿轮旋转地联接到第二前进离合器。

在又一方面，提供了一种变速器系统，该变速器系统包括经由第一行星齿轮组和第二行星齿轮组并行联接的流体静压组件和机械组件；并行联接到变速器输出部的多个离合器，包括：

旋转地联接到第一行星齿轮组的行星架的第一离合器；与第一离合器并行地旋转地联接到行星架的第二离合器；以及旋转地联接到第二行星齿轮组的环形齿轮的第三离合器；控制器，包括存储在非暂态存储器中的指令，当由处理器执行该指令时，响应于接收到速度或扭矩改变请求，使控制器：操作第一离合器、第二离合器和/或第三离合器，以在成组驱动范围中的两个驱动范围之间转变，其中，成组驱动范围包括至少一个反向驱动范围和两个前进驱动范围。

在另一方面，一种用于操作变速器系统的方法，包括当在成组驱动模式的两个驱动模式之间切换时，在反向离合器、第一前进离合器和第二前进离合器中的一个或多个的接合状态和脱离状态之间转变；其中，第一前进离合器联接到第一行星齿轮组的行星架，反向离合器与第一前进离合器并行地联接到行星架，并且第二前进离合器联接到第二行星齿轮组的环形齿轮；并且其中，流体静压组件、第一机械分支部和第二机械分支部并行地联接到第一行星齿轮组和第二行星齿轮组。在一个示例中，该方法还可包括以驱动模式之一操作变速器系统，并且在以驱动模式之一操作时将来自第一行星齿轮组或第二行星齿轮组的动力递送到变速器系统的机械组件，其中，机械组件并行于流体静压组件布置。

在又一方面，提供了一种液压机械可变变速器，该变速器包括经由第一行星齿轮组和第二行星齿轮组并行联接的流体静压组件和机械组件；并行联接到变速器输出部的多个离合器，包括：联接到第一行星齿轮组的行星架的第一离合器；与第一离合器并行地联接到行星架的第二离合器；和联接到第二行星齿轮组的环形齿轮的第三离合器；以及控制器，控制器包括存储在非暂态存储器中的、可由处理器执行的指令，在换档瞬态期间，该指令使控制器：操作第一离合器、第二离合器和/或第三离合器，以在成组驱动范围中的两个驱动范围之间转变；其中，成组驱动范围包括至少一个反向驱动范围和两个前进驱动范围。

在任何方面或方面的组合中，第二离合器可以是反向离合器。

在任何方面或方面的组合中，第一离合器和反向离合器可以各自直接联接到行星架并且彼此相邻。

在任何方面或方面的组合中，第一离合器、第二离合器和第三离合器可以是摩擦离合器。

在任何方面或方面的组合中，变速器系统还可以包括机械取力器(PTO)，该机械取力器旋转地联接到在动力源和液压泵之间延伸的机械分支部。

在任何方面或方面的组合中，变速器系统还可包括联接到液压泵的机械取力器(PTO)。

在任何方面或方面的组合中，液压马达可以是固定弯曲轴线马达。

在任何方面或方面的组合中，液压泵可以是轴向活塞泵。

在任何方面或方面的组合中，第一行星齿轮组和第二行星齿轮组可同轴布置。

在任何方面或方面的组合中，第一离合器和第二离合器可以从第三离合器轴向偏移。

在任何方面或方面的组合中，变速器系统可以包括在非公路车辆中。

在任何方面或方面的组合中，变速器系统还可以包括输入接口和输出接口，输入接口构造为旋转地联接到原动动力源，输出接口构造为旋转地联接到一个或多个车桥，并且其中输入接口从输出接口轴向偏移。

在任何方面或方面的组合中，液压机械可变变速器可以是无级变速器。

在任何方面或方面的组合中，液压机械可变变速器可以包括联接到输入轴的机械取力器(PTO)，输入轴接收来自原动动力源的旋转输入。在任何方面或方面的组合中，第一前进离合器和反向离合器可以彼此同轴地布置，并且从第二前进离合器以及第一行星齿轮组和第二行星齿轮组轴向偏移。

在任何方面或方面的组合中，液压马达可以是固定弯曲轴线马达，并且其中，液压泵是可变排量轴向活塞泵。

在任何方面或方面的组合中，第一前进离合器、反向离合器和第二前进离合器可以彼此并行联接。

在任何方面或方面的组合中，第一前进离合器和反向离合器可联接到第一中心轴，该第一中心轴从联接到第二前进离合器的第二中心轴径向偏移。

在任何方面或方面的组合中，变速器系统还可以包括存储在非暂态存储器中的指令，在变速器系统在反向驱动范围或两个前进驱动范围之一中操作的同时，该指令在由处理器执行时使控制器：操作流体静压组件和机械组件以将动力附加地递送到第一行星齿轮组或第二行星齿轮组。

在任何方面或方面的组合中，变速器系统还可以包括存储在非暂态存储器中的指令，在变速器系统在反向驱动范围或两个前进驱动范围之一中操作的同时，该指令在由处理器执行时使控制器：操作流体静压组件以将动力从第一行星齿轮组或第二行星齿轮组循环回机械组件。

在任何方面或方面的组合中，操作第一离合器、第二离合器和第三离合器以在两个驱动范围之间换档可包括：当第二行星齿轮组中的环形齿轮允许第三离合器的同步时，打开第二离合器并且闭合第三离合器。

在任何方面或方面的组合中，第二离合器可以是反向驱动离合器，并且第一离合器和第三离合器是前进驱动离合器。

在任何方面或方面的组合中，第一离合器、第二离合器和第三离合器可以是摩擦离合器。

在任何方面或方面的组合中，两个驱动范围之间的转变可以同步实施。

在任何方面或方面的组合中，成组驱动范围可以仅包括反向驱动范围和两个前进驱动范围。

在任何方面或方面的组合中，在反向离合器、第一前进离合器和第二前进离合器中的一个或多个的接合状态和脱离状态之间的转变可以包括：当第二行星齿轮组中的环形齿轮允许第二前进离合器的同步时，打开第一前进离合器并且闭合第二前进离合器。

在任何方面或方面的组合中，可以响应于扭矩调节请求启动两种驱动模式之间的转变，并且其中，承载驱动模式包括反向驱动范围、第一前进驱动范围和第二个前进驱动范围。

在任何方面或方面的组合中，以驱动模式之一操作变速器系统可包括：在驱动范围的一部分中操作流体静压组件，以将动力递送到第一行星齿轮组或第二行星齿轮组，其与第一机械分支部和第二机械分支部之一附加组合。

在任何方面或方面的组合中，以驱动模式之一操作变速器系统可包括：仅通过反向离合器、第一前进离合器和第二前进离合器中的一个来传递动力。

在任何方面或方面的组合中，操作第一离合器、第二离合器和/或第三离合器以在两个驱动范围之间转变可以包括：在打开第一离合器、第二离合器和第三离合器中的一个的同时，同步闭合第一离合器、第二离合器和第三离合器中的另一个。

在任何方面或方面的组合中，当第二行星齿轮组中的环形齿轮允许同步打开和闭合的离合器的同步时，可以实现打开第一离合器、第二离合器和第三离合器中的一个，并闭合第一离合器、第二离合器和第三离合器中的另一个。

在任何方面或方面的组合中，液压机械可变变速器还可以包括存储在非暂态存储器中的指令，在液压机械可变变速器在两个前进驱动范围之一或反向驱动范围的第一部分中操作时，该指令在由处理器执行时使控制器：操作流体静压组件以将动力从第一行星齿轮组或第二行星齿轮组递送到机械组件；以及存储在非暂态存储器中的指令，在液压机械可变变速器在两个前进驱动范围之一或反向驱动范围的第二部分中操作的同时，该指令在由处理器执行时使控制器：操作流体静压组件和机械组件以将动力附加地递送到第一行星齿轮组或第二行星齿轮组。

在任何方面或方面的组合中，在反向驱动范围和两个前进驱动范围中的每一个的一部分中，动力流可以从第一行星齿轮组和第二行星齿轮组中的一个循环到流体静压组件，并且从流体静压组件循环到机械组件的输入部。

在任何方面或方面的组合中，在反向驱动范围和两个前进驱动范围中的每一个的一部分中，来自流体静压组件和机械组件的动力流可以通过第一行星齿轮组和第二行星齿轮组中的一个附加组合。

在任何方面或方面的组合中，机械PTO可联接输入接口，该输入接口接收来自原动动力源(例如，原动机)的旋转输入。

在任何方面或方面的组合中，成组驱动范围可以包括至少一个反向驱动范围和两个前进驱动范围。

在另一种表示方式中，提供了一种具有流体静压机械可变变速器的非公路车辆，该变速器包括同步式前进和反向离合器，它们彼此并行旋转联接，并且与机械分支部和流体静压分支部串行旋转联接。此外，在变速器中，流体静压分支部和机械分支部并行旋转联接。

在另一种表示方式中，提供了一种用于在流体静压机械可变变速器中的操作驱动范围之间转变的方法。该方法包括在模式改变瞬态中同步地闭合前进离合器同时打开反向离合器。变速器还包括液压分支部，该液压分支部布置成并行地旋转附连到机械分支部，并且液压分支部和机械分支部两者旋转地附连到相对于彼此同轴定位的一对行星齿轮组。

尽管以上已经描述了各种实施例，但应当理解，它们是通过示例而不是限制的方式呈现的。对相关领域的技术人员来说显然的是，所公开的主题可以以其它特定的形式实施而不脱离本主题的精神。因此，上述实施例在所有方面都被认为是说明性的而非限制性的。

要注意的是，本文包括的示例控制和估计例程可以与各种动力系和/或车辆系统构造一起使用。本文公开的控制方法和例程可以作为可执行指令存储在非暂态存储器中，并且可以由包括与各种传感器、致动器和其它或车辆硬件结合的控制器的控制系统来执行。此外，该方法的若干部分可以是在现实世界中采取的用以改变装置状态的物理动作。本文描述的特定例程可以代表任何数量的诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等的处理策略中的一个或多个。这样，所示出的各种动作、操作和/或功能可以以所示出的顺序、并行地来执行，或者在某些情况下省去。同样，实现本文描述的示例性示例的特征和优点的处理顺序不是必要的，而是为了便于说明和描述而提供。取决于使用的特定策略，可以重复地执行所示的动作、操作和/或功能中的一个或多个。此外，所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示待被编程到车辆和/或变速器控制系统中的计算机可读存储介质的非暂态存储器中的代码，其中所描述的动作通过在包括各种硬件部件并且与电子控制器结合在一起的系统中执行指令来执行。如果期望，可以省略本文所述的一个或多个方法步骤。

可以理解，本文公开的构造和例程本质上是示例性的，并且这些具体示例不应被认为是限制性的，因为可以进行多种变化。例如，以上技术可以应用于包括不同类型的推进源的动力系，该推进源包括不同类型的电机、内燃机和/或变速器。本公开的主题包括本文公开的各种系统和构造以及其它特征、功能和/或特性的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。

所附权利要求书特别指出了被认为是新颖且非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求书可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。应当将这样的权利要求书理解为包括一个或多个这样的元件的结合，既不需要也不排除两个或多个这样的元件。在本申请或相关申请中，可以通过修改本权利要求书或通过提出新权利要求书来主张所公开的特征、功能、元件和/或特性的其它组合和子组合。这类权利要求书，无论在范围上与原始权利要求书相比更宽、更窄、相等或不同，都被视为包括在本公开的主题内。

如本文所使用的，除非另外指明，否则术语“大约”和“基本上”被解释为表示该范围的正负百分之五。

Claims (15)

1.一种变速器系统，包括：

液压泵和液压马达，所述液压马达与第一行星齿轮组和第二行星齿轮组并行旋转地联接；

其中，所述第一行星齿轮组和第二行星齿轮组的太阳齿轮旋转地联接到所述液压马达；并且

其中，所述第一行星齿轮组的行星架旋转地联接到第一离合器和第二离合器；并且

其中，所述第二行星齿轮组的环形齿轮旋转地联接到第三离合器。

2.根据权利要求1所述的变速器系统，其特征在于，所述第二离合器是反向离合器。

3.根据权利要求2所述的变速器系统，其特征在于，所述第一离合器和所述反向离合器各自直接联接到所述行星架并且彼此相邻。

4.根据权利要求1所述的变速器系统，其特征在于，所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三离合器是摩擦离合器。

5.根据权利要求1所述的变速器系统，其特征在于，还包括机械取力器(PTO)，所述机械取力器(PTO)旋转地联接到在动力源和所述液压泵之间延伸的机械分支部。

6.根据权利要求1所述的变速器系统，其特征在于，还包括联接到所述液压泵的机械取力器(PTO)。

7.根据权利要求1所述的变速器系统，其特征在于，所述液压马达是固定弯曲轴线马达。

8.根据权利要求1所述的变速器系统，其特征在于，所述液压泵是轴向活塞泵。

9.根据权利要求1所述的变速器系统，其特征在于，所述第一行星齿轮组和所述第二行星齿轮组同轴布置。

10.根据权利要求1所述的变速器系统，其特征在于，所述第一离合器和所述第二离合器从所述第三离合器轴向偏移。

11.根据权利要求1所述的变速器系统，其特征在于，所述变速器系统包括在非公路车辆中。

12.根据权利要求1所述的变速器系统，其特征在于，还包括输入接口和输出接口，所述输入接口构造为旋转地联接到原动动力源，所述输出接口构造为旋转地联接到一个或多个车桥，并且其中，所述输入接口从所述输出接口轴向偏移。

13.根据权利要求1所述的变速器系统，其特征在于，所述变速器系统是无级变速器。

14.根据权利要求1所述的变速器系统，其特征在于，所述液压马达是固定弯曲轴线马达，并且其中，所述液压泵是可变排量轴向活塞泵。

15.根据权利要求1所述的变速器系统，其特征在于，所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三离合器彼此并行联接。

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