具有IVT牵引环控制组件的无级可变变速器

摘要

提供了一种无级可变变速器，包括输入组件、输出组件、输入/输出行星比组件和扭矩反馈控制组件。输入组件被联接以接收输入旋转运动。输出组件提供旋转输出。输出组件配置为旋转地联接到负载。输入/输出行星比组件设定输入对输出速度比。输入/输出比组件包括第一和第二定子。扭矩反馈控制组件向输入/输出行星比组件提供扭矩反馈，以至少部分地控制输入/输出行星比组件的输入对输出速度比。扭矩反馈控制组件包括操作地联接到第一和第二定子的相位关系系统和操作地联接到输出组件的扭矩系统。相位关系系统进一步与扭矩系统操作地连通。

说明书

背景

无级可变变速器(infinitelyvariabletransmission)(IVT)是一种连续 地改变输入速度和输出速度之间的速度比的变速器。IVT可以将输入对输 出速度比从本质上无穷大(空挡)变为有限值。这种无穷大的速度比的状 态有时被称为齿轮空挡。IVT的子集是不具有齿轮空挡的连续可变变速器 (CVT)。IVT的一种类型是球面型，其利用球面速度调节器，比如功率调 节器、球、行星、球面齿轮或滚子。在该实施方案中，球面速度调节器具 有可倾斜的旋转轴线，该旋转轴线适应于被调节以实现所需的输入速度对 输出速度的比。

鉴于以上陈述的原因和以下陈述的其它原因，在阅读和理解本说明书 时，这些原因对本领域的技术人员将变得明显，在现有技术中需要控制IVT 的可变换挡的有效的且高效的方法。

发明概述

上文提到的当前系统的问题通过本发明的实施方案得以解决，并且通 过阅读和研究以下说明书将会理解。以下概述以实例的方式而不是以限制 的方式给出。该概述仅被提供以帮助读者理解本发明的某些方面。

在一个实施方案中，提供了一种无级可变变速器。该无级可变变速器 包括输入组件、输出组件、输入/输出行星比组件和扭矩反馈控制组件。输 入组件配置为被联接以接收输入旋转运动。输出组件用于提供旋转输出。 输出组件配置为旋转地联接到负载。输入/输出行星比组件配置且布置为设 定输入对输出速度比。输入/输出比组件包括第一和第二定子。扭矩反馈控 制组件配置且布置为向所述输入/输出行星比组件提供扭矩反馈，以至少部 分地控制输入/输出行星比组件的输入对输出速度比。扭矩反馈控制组件包 括操作地联接到第一和第二定子的相位关系系统和操作地联接到输出组 件的扭矩系统。相位关系系统进一步与扭矩系统操作地连通。

在另一个实施方案中，提供了一种无级可变变速器。该无级可变变速 器包括输入组件、输出组件、输入/输出行星比组件、输入速度反馈控制组 件和扭矩反馈控制组件。输入组件配置为被联接以接收输入旋转运动。输 出组件用于提供旋转输出。输出组件配置为旋转地联接到负载。输入/输出 行星比组件配置且布置为设定输入对输出速度比。输入/输出比组件包括第 一和第二定子。输入速度反馈控制组件配置且布置为响应于来自输入组件 的旋转而提供轴向力。扭矩反馈控制组件配置且布置为向所述输入/输出行 星比组件提供扭矩反馈，以至少部分地控制输入/输出行星比组件的输入对 输出速度比。扭矩反馈控制组件配置且布置为向所述输入/输出行星比组件 提供扭矩反馈，以至少部分地控制输入/输出行星比组件的输入对输出速度 比。扭矩反馈控制组件包括操作地联接到第一和第二定子的相位关系系统 和操作地联接到输出组件的扭矩系统。相位关系系统进一步与扭矩系统操 作地连通。

扭矩反馈控制组件包括具有至少三组星形支架轨道的扭矩反馈凸轮， 其中所述星形支架轨道的至少一组与星形支架轨道的至少一个其它组不 平行。扭矩反馈控制组件进一步具有操作地连接到第一定子且被接纳在第 一组星形支架轨道中的第一凸轮星形支架。扭矩反馈控制组件再进一步具 有操作地连接到第二定子且被接纳在第二组星形支架轨道中的第二凸轮 星形支架和操作地连接到输出组件且被接纳在第三组星形支架轨道中的 第三凸轮星形支架。

在又一个实施方案中，提供了一种无级可变变速器。该无级可变变速 器包括输入组件、输出组件、输入/输出行星比组件、输入反馈控制组件和 扭矩反馈控制组件。输入组件配置为被联接以接收输入旋转运动。输出组 件用于提供旋转输出。输出组件配置为旋转地联接到负载。输入/输出行星 比组件配置且布置为设定输入对输出速度比。输入/输出比组件具有联接到 第一轴的第一定子和联接到第二轴的第二定子。输入速度反馈控制组件配 置且布置为响应于来自输入组件的旋转而提供轴向力。扭矩反馈控制组件 配置且布置为向所述输入/输出行星比组件提供扭矩反馈，以至少部分地控 制输入/输出行星比组件的输入对输出速度比。扭矩反馈控制组件包括扭矩 反馈凸轮以及第一、第二和第三星形支架。扭矩反馈凸轮配置且布置为接 收来自输入速度反馈控制组件的轴向力。扭矩反馈凸轮具有至少三组星形 支架轨道，其中星形支架轨道的至少一组与星形支架轨道的至少一个其它 组不平行。第一凸轮星形支架操作地联接到所述第一轴。第一星形支架具 有被接纳在扭矩反馈凸轮的第一组星形支架轨道中的部分。第二凸轮星形 支架操作地联接到第二轴。第二星形支架具有被接纳在反馈凸轮的第二组 星形支架轨道中的部分。第三凸轮星形支架具有被接纳在第三组轨道中的 部分。第三星形支架操作地联接到输出组件。

附图简述

当根据详细描述和以下的附图考虑时，将更容易理解本发明，并且其 另外的优点和用途会更加明显，在附图中：

图1为本发明的一个实施方案的无级可变变速器(IVT)的横截面图；

图2A为图1的IVT的输入/输出行星比组件的横截面侧视图；

图2B为图2A的输入/输出行星比组件的一部分的横截面侧视图；

图2C为图2B的输入/输出行星比组件的第一定子的前透视图；

图2D为图2A的输入/输出行星比组件的一部分的横截面侧视图，其 中行星轮的轮轴的轴线被设定为提供第一速度比；

图2E为图2A的输入/输出行星比组件的一部分的横截面侧视图，其 中行星轮的轮轴的轴线被设定为提供第二速度比；

图3A为图1的IVT的输入速度反馈控制组件的横截面侧视图；

图3B为图3A的输入速度反馈控制组件的一部分的透视图；

图3C为定位成提供第二/高速度挡位的图3A的输入速度反馈控制组 件的横截面侧视图；

图4是图1的IVT的扭矩反馈控制组件的横截面侧视图；

图5是图1的IVT的图4的扭矩反馈控制组件的透视图；

图6为本发明的另一个实施方案的无级可变变速器(IVT)的横截面 图；

图7A为图6的IVT的输入/输出行星比组件的横截面侧视图；

图7B为图7A的输入/输出行星比组件的一部分的横截面侧视图；

图7C为图7A的输入/输出行星比组件的一部分的横截面侧视图，其 中行星轮的轮轴的轴线被设定为提供第一速度比；

图7D为图7A的输入/输出行星比组件的一部分的横截面侧视图，其 中行星轮的轮轴的轴线被设定为提供第二速度比；

图8A为图6的IVT的输入速度反馈控制组件的横截面侧视图；

图8B为定位成提供第二/高速度挡位的图8A的输入速度反馈控制组 件的一部分的横截面侧视图；

图9是图6的IVT的扭矩反馈控制组件的横截面侧视图；

图10是图6的IVT的扭矩反馈控制组件的透视图；

图11是本发明的实施方案的IVT的功能框图示意图；

根据惯例，各所描述的特征并非按比例绘制，而是为强调与本发明相 关的特定特征进行绘制。贯穿附图和文本，参考符号表示相同的元件。

详述

在以下的详细描述中，参照形成该详细描述的一部分的附图，并且在 附图中以实例说明的方式示出了本发明可在其中实践的具体实施方案。足 够详细地描述了这些实施方案以使本领域的技术人员能够实践本发明，并 且应理解，可采用其它的实施方案，并且可做出变化而不偏离本发明的精 神和范围。因此，以下的详细描述不应以限制性的意义来理解，并且本发 明的范围仅由权利要求和其等效物来限定。

本发明的实施方案提供了一种包括新颖的换挡机构的无级可变变速 器(IVT)100和3100。在图1中示出了IVT100的横截面侧视图。在图6 中示出了IVT3100的横截面侧视图。IVT100和3100也被称为无级可变 行星变速器(infinitelyvariableplanetary)。IVT100和IVT3100的元件包 括直接或间接连接到发动机的曲轴以接收旋转运动的输入组件110。IVT 100和IVT3100还包括直接或间接连接到负载比如交通工具的轮胎的输出 组件120。IVT100的输入速度反馈控制组件300和IVT3100的输入速度 反馈控制组件700包括直接或间接连接到发动机的曲轴的换挡机构的部 件。扭矩反馈控制组件400包括直接或间接连接到负载的换挡机构的部件。 在实施方案100中，输入/输出行星比组件200将旋转运动从输入组件110 传动到输出组件120。在实施方案3100中，输入/输出行星比组件3200将 旋转运动从输入组件110传动到输出组件120。在一种实施方案中，输入/ 输出比组件200为输入/输出行星组件200，并且在一种实施方案中，输入 /输出比组件3200为输入/输出行星组件3200。IVT100和IVT3100通过选 择比将在输入组件110的旋转输入改变为在输出组件120的旋转输出。

图2A示出了IVT100的输入/输出行星比组件200。图7A示出了IVT 3100的输入/输出行星比组件3200。在图2A中，扭矩经由第一牵引环202 从输入组件110进入到输入/输出行星比组件200中。在图7A中，扭矩经 由第一牵引环202从输入组件110进入到输入/输出行星比组件3200中。 输入轴组件110和第一牵引环202操作地连接。第一牵引环202在如图2B 和7B中提供的近距离视图中示出的接触点222接触行星轮206。在接触点 224，行星轮206接触太阳轮212并且使太阳轮212绕着输入/输出行星比 组件200和在输入/输出行星比组件3200中的轴线220旋转。行星轮206 在接触点226接触第二牵引环204。输入/输出行星比组件200和在输入/ 输出行星比组件3200中具有使两个牵引环202和204夹紧在一起的相对 大的夹紧负载。来自该夹紧负载的反作用力经过牵引环202和204进入行 星轮206并且最终到太阳轮212。在实施方案100中，借助多个行星轮206， 该负载围绕输入/输出行星比组件200的轴线220达到平衡，并且在实施方 案3100中，借助多个行星轮206，该负载围绕星形支架输入/输出行星比 组件3200的轴线220达到平衡。如图2B中提供的近距离视图中示出的， 第二牵引环204操作地连接到外壳238，并且如图7B中提供的近距离视图 中示出的，第二牵引环204操作地连接到外壳246。第二牵引环204以及 外壳238和246两者均为固定的并且不旋转。如图5中所示，外壳238可 以通过螺栓孔240被用螺栓固定到主壳。如图6中所示，外壳246可以通 过凸台242被用螺栓固定到主壳。外壳238和246还可以整合到主壳244 中。随着第一牵引环202旋转，行星轮206绕轮轴214旋转。由于第二牵 引环204是固定的并且不旋转，行星轮既绕其轮轴214旋转，其又作为整 体绕输入/输出行星比组件200的主轴线220和输入/输出行星比组件3200 的主轴线220旋转。滚子216(或轴承或盖)定位在轮轴214的端部上。 滚子216配合在第一定子208的轨道218(如图2C中更好地示出)中。第 二定子210具有适合滚子216配合在其中的相似的轨道。在一个实施方案 中，这些轨道可以或不从第一定子208中的轨道218偏置。随着行星轮206 绕组件轴线220旋转，轮轴214和滚子216将这一转动通过轨道218传动 并且传动到第一定子208和第二定子210中，导致两个定子均绕输入/输出 行星比组件200的轴线220和输入/输出行星比组件3200的轴线220旋转。 这些定子均操作地连接到输出轴组件120。通过轮轴214、滚子216和轨 道218，定子以基本上相同的速度或RPM旋转。然而，第二定子210可以 在一定范围(通常少于90°)内相对于第一定子208旋转，同时以基本上 相同的速度或RPM旋转。当第二定子210相对于第一定子208旋转时， 轨道218相对于彼此旋转从而导致第一定子208和第二定子210之间的相 位变化。行星轮轴214被限制成跟随第一定子208中的轨道218并且被限 制在第二定子210的轨道中。随着第一定子208和第二定子210之间的相 位的变化，该轮轴将跟随轨道并且找到新的平衡。因而，轮轴214的角度 发生变化并且该轮轴相对于改变IVT的比的装置的X、Y、Z轴扭转且倾 斜。随后将详细描述这两个定子如何改变彼此间的相位。IVT100和IVT 3100的扭矩路径是从输入组件110到第一牵引环202，到行星轮206，通 过轮轴214和滚子216，通过第一定子208的轨道218和第二定子210中 的相似的轨道，通过凸轮机构400(以下描述)，并且最终通过输出组件 120到装置外。另外，反作用扭矩通过第二牵引环204产生，通过实施方 案100中的外壳238和实施方案3100中的外壳246接地。在输入/输出行 星比组件200中和在输入/输出行星比组件3200中的牵引流体350与牵引 环202和204、行星轮206和太阳轮212之间的夹紧负载一同允许扭矩和 旋转运动从输入组件110传动到输出组件120。在IVT中，存在齿轮空挡 状态。在此实施方案中，齿轮空挡状态在轮轴214平行于输入/输出行星比 组件轴线220时发生。为了帮助准确地确保空挡位置，在第一定子208和 第二定子210的轴之间可以设计止动系统。该止动系统将有助于确保装置 在受影响的部件上的制造公差所允许的条件下最为接近空挡。止动系统可 以是在一个定子中的弹簧和球以及在另一个定子中的钻孔、切削缝、切削 槽。制造止动机构比如此止动系统的许多方式是已知的并且在此设计中是 有效的。在另一实施方案中，在输入/输出行星比组件200之前或之后的独 立的齿轮行星系统可以使轮轴214的整个IVT1100系统齿轮空挡角从此实 施方案中所示的角度改变到具有相同效果的不同角度。

如以上讨论的，IVT100和3100可以改变从输入到输出的比。该比通 过后面的公式(1-(输入距离/输出距离))计算。参照图2D和7C，输入 距离为228，其指从接触点222到轮轴214的轴线236的距离。输出距离 为230，其指从接触点226到轮轴214的轴线236的距离。如在图2D和 7C中所示，当这些距离相等时，装置处于空挡。因此，当第一牵引环202 旋转时，第一定子208和第二定子210将不旋转。如在简化的图2E和7D 中部分显示的，当第二定子210相对于第一定子208旋转时，行星轮206 和其轮轴在X、Y和Z平面上扭转和倾斜。当其发生时，从接触点222到 轮轴214的轴线236的输入距离232变长，并且从接触点226到轮轴214 的轴线236的输出距离234变短，导致输入/输出行星比组件200中和输入 /输出行星比组件3200中的比改变。使第二定子210反向旋转将提供逆转 状态，其中行星轮206和其附带的部件旋转，使得232变短并且234变长， 并且第一定子208和第二定子210以与第一牵引环202相比的反向方向旋 转。

以下描述输入速度反馈控制组件。参照图3A中示出的输入速度反馈 控制组件300，输入组件110向输入速度反馈控制组件300提供输入。输 入组件110可以是轴、齿轮、滑轮或类似物。而且，输入组件110可以操 作地直接连接到发动机曲轴，或通过起动机离合器、变矩器、扭矩阻尼器、 齿轮组及类似物操作地连接到发动机。输入组件110将旋转运动传送到输 入速度反馈控制组件300。星形支架304操作地附接到输入构件110。星形 支架304包括接触构件306上塔架314的圆盘312(在图3B中示出)。构 件306旋转地连接到星形支架304但相对于星形支架304可滑动地移动。 偏移重物308通过销316可枢转地附接到构件306。销316可以是任何紧 固件，例如销或螺栓。随着输入速度反馈控制组件300的构件306与星形 支架304一起旋转，偏移重物308绕输入/输出比组件200的轴线22旋转。 构件306旋转的越快，施加在偏移重物308上的离心力越多。偏移重物308 被设计使得偏移重物308的重心在销316的枢转点上方，因此偏移重物308 施加力到滚子318上，滚子318操作地连接到星形支架304。偏移重物308 至滚子318的力学性产生了沿着X轴的轴向力，该轴向力将通过轴承320 和424以及套筒502传递到扭矩反馈控制组件400。输入速度反馈控制组 件300旋转的越快，由偏移重物308产生的轴向力越多。也可以使用围绕 轴线220布置的多个偏移重物以到达相同的效果。输入速度反馈控制组件 300进一步包括弹簧310。弹簧310被预加载至预定力。其目的是将输入 速度反馈控制组件向输入/输出行星比组件200极限比(ratioextreme)偏 压。在实践中，这是典型的“低比”或空挡比(neutralratio)，对于此实施方 案，其示于图3A中。另外，应注意的是，被预加载到预定力的弹簧可以 被放置在IVT中的其它位置以达到相同的效果。随着输入速度反馈控制组 件300旋转的更快，偏移重物308产生更多的轴向力。在实施方案100中， 一旦该轴向力变得高于弹簧310的力，构件306开始朝着扭矩反馈控制组 件400的凸轮416移动，并且将IVT的输入/输出比组件200转换成不同的 比。以下将进一步描述该转换。图3C描绘了处于“高比”的输入速度反馈 控制组件300。在实施方案100中，驱动扭矩不经过输入速度反馈控制组 件300的任何部分。在此实施方案中，如图5中所示，套筒502具有直槽 504，直槽504适合输入/输出行星比组件200的凸台248并且迫使套筒502 轴向滑动而不旋转。该构思的其他实施方案可以包括但不限于其中构件 306操作地连接到轴110且星形支架304轴向可移动的机构。另外，套筒 502可以是任何在输入速度反馈控制组件300和扭矩反馈控制组件400之 间传输轴向力的构件，如销或杆。在另一个实施方案中，驱动扭矩可以通 过输入速度反馈控制组件300。

参照图8A中示出的输入速度反馈控制组件700，输入组件110向组件 700提供输入。输入组件110可以操作地直接连接到发动机曲轴，或通过 起动机离合器、变矩器、扭矩阻尼器，齿轮组或类似物操作地连接到发动 机。输入组件110将旋转运动传送到输入速度反馈控制组件700。输入组 件110操作地连接到输入速度反馈控制组件700的液压泵704。输入速度 反馈控制组件700包括由活塞708部分地限定的室706，室706可以是环 形的或一个或多个圆柱形几何结构的组。形状对于操作不是至关重要的， 而是仅用于包装或制造考虑。另外，活塞或多个活塞可以如所示的操作地 直接连接到轴承710，或通过机构例如枢轴叉或其它类似的机械转换器操 作地连接到轴承710。液压油705通过通道从液压泵出口712通过通道714 和入口724泵送到室706。液压油705通过出口726离开室706，并且通 过通道716且返回到贮槽718，其通过通道720和入口722向液压泵704 供给液压油。在室706的之前或之后，如室706入口724和室706出口726， 可以通过固定或可变的方式阻止液压油的流动。随着输入速度反馈控制组 件700的液压泵704的输入的旋转，液压流体流动被产生并且供给到室 706。液压泵704的输入旋转的越快，液压流动越大。由于液压流动在室 706之前或之后通过固定或可变的装置被阻止，在室706中的液压压力结 果产生顶着活塞708的沿X轴的轴向力。该轴向力是输入组件构件110旋 转速度的函数。随着室706中的压力增加，活塞708轴向力作为响应增加。 输入速度反馈控制组件700进一步包括弹簧728。弹簧728被预加载至预 定力。其目的是为了将输入速度的反馈控制组件700偏压在极限比。在实 践中，这是典型的“低比”或空挡比，对于此实施方案，其示于图8A中。 另外，预加载至预定力的弹簧可以被放置在IVT中的任何位置，目的是使 输入/输出行星比组件3200向极限比偏压。随着输入速度反馈控制组件700 构件110旋转的更快，室706的液压压力在活塞708上施加更多的轴向力。 一旦该轴向力变得高于弹簧的力，活塞708开始向扭矩反馈控制组件400 的凸轮416移动并且将IVT的输入/输出比组件3200转换到不同的比。图 8B描绘了处于“高比”的输入速度反馈控制组件700。由输入速度反馈控制 组件700产生的轴向力通过轴承710被传递到扭矩反馈控制组件400。另 外，它们的液压油705可以是常用的各种各样的油，特别地用于当前商用 液压系统，包括那些主要配制用于润滑、牵引和冷却的油。

在另外的实施方案中，在星形支架和可移动构件之间径向行进的偏移 重物产生离心径向力作为输入旋转速度的函数，由于偏移重物与星形支架 和可移动构件之间的接触角，离心径向力被转换成轴向力。在又一个实施 方案中，例如磁电地操作地连接到电磁致动器如DC马达或螺线管的发电 机输出在相反方向上向扭矩反馈控制组件施加轴向力。在又一个实施方案 中，电子接近传感器如霍尔效应、簧片和可变磁阻等可与微处理器交接， 以检测并且计算输入轴旋转速度并且向电控制致动器传输电力信号。该电 力信号可以是输入轴旋转速度的线性或非线性函数。该算法也可以是大气 气压的函数，以便补偿由于海拔变化而产生的发动机功率输出的变化。电 控制致动器可以直接或间接地向扭矩反馈控制组件施加轴向力，或可以控 制调节液压压力的液压回路中的阀，从而控制轴向力。电控制致动器可以 施加与活塞连通的活塞液压压力，该活塞液压压力可以在相反方向上向扭 矩反馈控制组件施加轴向力。

轴402是来自输入/输出行星比组件200和在输入/输出行星比组件 3200中的第一输出轴。如图4和9中最佳示出的，轴402操作地连接到第 一定子208。轴418是来自输入/输出行星比组件200和在输入/输出行星比 组件3200中的第二输出轴。如图4和9中最佳示出的，轴418操作地连 接到第二定子210。轴402和轴418传递扭矩和旋转运动。如图4和9中 示出的，轴402和轴418进入扭矩反馈控制组件400。扭矩反馈控制组件 400的目的是为了传递扭矩并通过使用该扭矩来产生成比例的轴向X力以 反对输入速度反馈控制组件300和700。在实施方案100中，此轴向X力 通过轴承320和424以及套筒502被传递到输入速度反馈控制组件300， 或在实施方案3100中，此轴向X力通过轴承710被传递到输入速度反馈 控制组件700。扭矩反馈控制组件400的扭矩反馈凸轮416的轴向位置决 定两个凸轮星形支架404和420之间的相位关系，两个凸轮星形支架404 和420之间的相位关系控制输入/输出行星比组件200内和在输入/输出行 星比组件3200中的换挡机构。通过两个承载着扭矩的轴402和418，扭矩 进入扭矩反馈控制组件400。轴402操作地连接到第一星形支架404。如 图5和10中最佳示出的，该第一星形支架404将扭矩传递到直的(或大 致直的)轨道408(第一组轨道)。轴418操作地连接到第二星形支架420。 如图5和10中最佳示出的，该第二星形支架420将扭矩传递到螺旋或弯 曲轨道422(第二组轨道)。第一星形支架404、第二星形支架420和扭矩 反馈凸轮416中的轨道408和422的相应组构成扭矩反馈控制组件400的 凸轮和星形支架系统的相位关系系统。扭矩和旋转运动然后处于扭矩反馈 控制组件400的扭矩反馈凸轮416中。该扭矩和旋转运动再传递到螺旋轨 道410(第三组轨道)并且传递到第三星形支架406。第三星形支架406 和第三组轨道410在扭矩反馈控制组件400的凸轮和星形支架系统中构成 扭矩系统。因为轨道408在凸轮416中是直的，因而几乎没有轴向力。由 于凸轮416中的轨道422的螺旋性质，在与第二星形支架420的接触区域 中产生轴向力。由于凸轮416中的轨道410的螺旋性质，在与第三星形支 架420的接触区域中产生轴向力。这些轴向力的组合反对由输入速度反馈 控制组件300或输入速度反馈控制组件700所产生的力。因此，来自交通 工具的扭矩负载越低，由扭矩反馈控制组件400产生的轴向力越低，并且 来自交通工具的扭矩负载越高，由扭矩反馈控制组件400产生的轴向力越 高。然后，扭矩和旋转运动从第三星形支架406进入到IVT输出轴412。 输出轴412操作地连接到负载，如交通工具的轮胎。对于任何给定的输入 速度和输出扭矩的组合，输入速度反馈控制组件300或输入速度反馈控制 组件700与扭矩反馈控制组件400之间的力在唯一的轴向位置平衡。如果 存在相对高的发动机速度，输入速度反馈控制组件300或输入速度反馈控 制组件700的输入在相对高的旋转运动下旋转产生相对高的轴向力。如果 存在低的交通工具扭矩，扭矩反馈控制组件400具有相对低的轴向力，并 且机构要转换成更高的比意味交通工具将行进的相对更快。另外，滚子可 放置在星形支架销414上以减小摩擦。

上面已经显示并描述了优选的实施方案。另外的实施方案直的轨道 408或螺旋的轨道410和/或轨道422互换。另外，第一两个轨道408和422 可以均是螺旋形，但具有不同角度，其中在角度上的不同将提供两个星形 支架404和420之间的相位变化。另外，相比用于轨道422的正角度，轨 道408可具有负角度，这将抵消或减少通过星形支架404和420以及轨道 408和422的组产生的轴向力。另外，相比用于轨道422的正角度，轨道 408可是负角度，其中通过这两个星形支架404和420以及轨道408和422 的组产生的轴向力导致相对于交通工具的扭矩的轴向力。轨道408和422 的轨道角度之间的差异会产生星形支架404和420之间所需的相位变化以 为IVT换挡。而且，另外的实施方案包括使用花键、螺纹、平面凸轮，滚 珠斜坡凸轮或在操作轴中切削的轨道以及凸轮从动件、配合花键、配合螺 纹，以实现前述星形支架和直的和螺旋轨道的功能。

图11是本发明的功能框图900。输入速度反馈控制组件904产生平移 力作为输入轴110旋转速度的线性或非线性函数，并且作为平移位置的常 量、线性或非线性函数。扭矩反馈控制组件906产生平移力作为输出轴120 扭矩的线性或非线性函数，并且作为平移位置的常量、线性或非线性函数。 偏压弹簧908产生力作为平移位置的常量、线性或非线性函数。根据以下 公式，平移力平衡902输出凸轮910的平移位置：

输入速度反馈控制组件力[输入组件110旋转速度，平移位置]–扭矩反 馈控制组件力[输出组件120扭矩，平移位置]–偏压弹簧力[平移位置]＝0。

输入速度反馈控制组件904、扭矩反馈控制组件906、偏压弹簧908 和凸轮910平移操作地连接。凸轮910的平移位置决定了输入/输出行星比 组件912的第一和第二定子的相位关系，该相位关系又决定了了CVT914 的具体转换比。

总之，随着输入速度反馈控制组件300或输入速度反馈控制组件700 与扭矩反馈控制组件400的力平衡在特定的轴向位置达到平衡，第二定子 210将对应并相对于第一定子208旋转从而改变输入/输出行星比组件200 和在输入/输出行星比组件3200中的比。第一定子208和第二定子210的 功能在另一个实施方案中被互换。通过这两个定子之间的相位变化，IVT 100和3100改变比。在多个实施方案中，IVT100和3100的换挡是通过输 入速度反馈控制组件300和输入速度反馈控制组件700来完成的,其使用来 自发动机或其他输入的旋转运动以产生迫使与扭矩反馈控制组件400平衡 的轴向力，扭矩反馈控制组件400操作地连接到扭矩负载，诸如交通工具 的轮胎。此换档设计，具有应用到其它变速器设备，诸如具有相似设计的 连续可变变速器(CVT)以及其中输入和输出均同轴于IVT100和3100 并且在IVT100和3100的同侧的IVT系统。

虽然在本文中已经说明和描述了具体的实施方案，但是本领域的技术 人员应该理解，旨在实现相同目的的任何布置可替代所示出的具体的实施 方案。本申请意图覆盖本发明的任何改编或变化。因此，显然地意图是， 本发明应当仅由权利要求和其等效物限制。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种无级可变变速器，包括：

输入组件，其配置为被联接以接收输入旋转运动；

输出组件，其提供旋转输出，所述输出组件配置为旋转地联接到负载；

输入/输出行星比组件，其配置且布置为设定输入对输出速度比，所述 输入/输出比组件包括第一定子和第二定子；

扭矩反馈控制组件，其配置且布置为向所述输入/输出行星比组件提供 扭矩反馈，以至少部分地控制所述输入/输出行星比组件的所述输入对输出 速度比，所述扭矩反馈控制组件包括操作地联接到所述第一定子和所述第 二定子的相位关系系统和操作地联接到所述输出组件的扭矩系统，所述相 位关系系统进一步与所述扭矩系统操作地连通；并且

所述扭矩反馈控制组件的所述相位关系系统和所述扭矩系统还具有 凸轮和星形支架系统，所述凸轮和星形支架系统包括至少三组星形支架轨 道和三个凸轮星形支架，每个凸轮星形支架被接纳在星形支架轨道的各自 组内，星形支架轨道的至少一组与星形支架轨道的至少一个其它组不平 行，一个凸轮星形支架操作地联接到所述第一定子，另一个凸轮星形支架 操作地联接到所述第二定子并且又一个凸轮星形支架操作地联接到所述 输出组件。

2.根据权利要求1所述的无级可变变速器，还包括：

所述输入/输出行星比组件，其包括，

第一轴，其联接到所述第一定子，

第二轴，其联接到所述第二定子，所述第一轴被接纳在所述第二轴 内，和

多个行星轮，其可移动地啮合在所述第一定子和所述第二定子之 间，所述输入输出比基于所述第二定子和所述第一定子相对于彼此的旋 转；以及

所述扭矩反馈控制组件，其包括，

所述第一凸轮星形支架，其操作地联接到所述第一轴，所述第一星 形支架具有被接纳在所述扭矩反馈凸轮的所述星形支架轨道的第一组中 的部分，

所述第二凸轮星形支架，其操作地联接到所述第二轴，所述第二星 形支架具有被接纳在所述反馈凸轮的所述星形支架轨道的第二组中的部 分，和

所述第三凸轮星形支架，其具有被接纳在所述反馈凸轮的所述星形 支架轨道的第三组中的部分，所述第三星形支架操作地联接到所述输出组 件。

3.根据权利要求2所述的无级可变变速器，还包括：

所述第一组轨道，其大体上是直的；和

所述第二组轨道，其大体上是螺旋的。

4.根据权利要求2所述的无级可变变速器，其中所述输入/输出行星比 组件还包括：

所述第一定子，其具有第一盘部分，所述第一盘部分具有多个第一轨 道，所述第一轴从所述第一盘部分中心地延伸；

所述第二定子，其具有第二盘部分，所述第二盘部分具有多个第二轨 道，所述第二轴从所述第二盘部分中心地延伸；

多个行星轮，其可移动地啮合在所述第一定子的所述第一盘部分和所 述第二定子的所述第二盘之间；

轮轴，其延伸穿过每个行星轮的轴线；以及

滚子，其联接到每个轮轴的第一端和第二端，每个轮轴的第一端被接 纳在所述第一定子的所述第一轨道中的一个中，并且每个轮轴的第二端被 接纳在所述第二定子的所述第二轨道中的一个中。

5.根据权利要求1所述的无级可变变速器，还包括：

输入速度反馈控制组件，其配置且布置为响应于来自所述输入组件的 旋转而提供轴向力。

6.根据权利要求5所述的无级可变变速器，其中所述输入速度反馈控 制组件还包括：

输入轴，其操作地联接到所述输入组件；

输入速度反馈控制组件星形支架，其操作地联接到所述输入轴；

可移动构件，其可滑动地沿所述输入组件的轴线定位；和

偏移重物，其配置且布置为在所述输入速度反馈控制组件星形支架上 施加力，使得当所述输入速度反馈控制组件旋转时，产生轴向力以使所述 可移动构件沿着所述输入/输出比输出轴轴向地移动，并且在所述扭矩反馈 控制组件上施加力。

7.根据权利要求6所述的无级可变变速器，其中所述输入反馈控制组 件的所述可移动构件在所述输入/输出行星比组件的外壳上施加所述轴向 力，所述外壳又在所述扭矩反馈控制组件上施加力。

8.根据权利要求5所述的无级可变变速器，其中所述输入速度反馈控 制组件还包括：

液压泵，其与所述输入组件旋转地连通；和

活塞，其与所述液压泵流体连通，所述活塞进一步与所述扭矩反馈控 制组件机械连通，使得超过来自所述液压泵的预定液压压力的液压压力在 其中移动所述活塞，从而对所述扭矩反馈控制组件作用。

9.根据权利要求8所述的无级可变变速器，其中所述输入速度反馈控 制组件还包括：

偏压构件，其在所述活塞上施加偏压力，以当所述液压泵的所述液压 压力还没有达到所述预定液压压力时，将所述输入/输出行星比组件偏压在 低比或空挡比中。

10.一种无级可变变速器，包括：

输入组件，其配置为被联接以接收输入旋转运动；

输出组件，其提供旋转输出，所述输出组件配置为被旋转地联接到负 载；

输入/输出行星比组件，其配置且布置为设定输入对输出速度比，所述 输入/输出比组件包括第一定子和第二定子；

输入速度反馈控制组件，其配置且布置为响应于来自所述输入组件的 旋转而提供轴向力，所述输入速度反馈控制组件包括，

输入轴，其操作地联接到所述输入组件；

输入速度反馈控制组件星形支架，其操作地联接到所述输入轴；

可移动构件，其可滑动地沿所述输入组件的轴线定位；和

偏移重物，其配置且布置为在所述输入速度反馈控制组件星形支 架上施加力，使得当所述输入速度反馈控制组件旋转时，产生轴向力以使 所述可移动构件沿着所述输入/输出比输出轴轴向地移动，并且在所述扭矩 反馈控制组件上施加力；和

扭矩反馈控制组件，其配置且布置为向所述输入/输出行星比组件提供 扭矩反馈，以至少部分地控制所述输入/输出行星比组件的所述输入对输出 速度比，所述扭矩反馈控制组件包括操作地联接到所述第一定子和所述第 二定子的相位关系系统和操作地联接到所述输出组件的扭矩系统，所述相 位关系系统进一步与所述扭矩系统操作地连通。

11.根据权利要求10所述的无级可变变速器，其中所述扭矩反馈控 制组件的所述相位关系系统和所述扭矩系统还包括：

凸轮和星形支架系统，其包括具有至少三组星形支架轨道的扭矩反馈 凸轮，其中所述星形支架轨道的至少一组与星形支架轨道的至少一个其它 组不平行，所述凸轮和星形支架系统进一步具有操作地连接到所述第一定 子且被接纳在第一组星形支架轨道中的第一凸轮星形支架，所述扭矩反馈 控制组件再进一步具有操作地连接到所述第二定子且被接纳在第二组星 形支架轨道中的第二凸轮星形支架，和操作地连接到所述输出组件且被接 纳在第三组星形支架轨道中的第三凸轮星形支架。

12.根据权利要求11所述的无级可变变速器，还包括：

所述第一组星形支架轨道，其大体上是直的；和

所述第二组星形支架轨道，其大体上是螺旋的。

13.根据权利要求11所述的无级可变变速器，还包括：

所述输入/输出行星比组件，其包括，

第一轴，其联接到所述第一定子，

第二轴，其联接到所述第二定子，所述第一轴被接纳在所述第二轴 内，和

多个行星轮，其可移动地啮合在所述第一定子和所述第二定子之 间，所述输入/输出比基于所述第二定子和所述第一定子相对于彼此的旋 转；以及

所述扭矩反馈控制组件，其还包括，

所述第一凸轮星形支架，其操作地联接到所述第一轴；和

所述第二凸轮星形支架，其操作地联接到所述第二轴。

14.根据权利要求13所述的无级可变变速器，其中所述输入/输出行 星比组件还包括：

所述第一定子，其具有第一盘部分，所述第一盘部分具有多个第一轨 道，所述第一轴从所述第一盘部分中心地延伸；

所述第二定子，其具有第二盘部分，所述第二盘部分具有多个第二轨 道，所述第二轴从所述第二盘部分中心地延伸；

轮轴，其延伸穿过每个行星轮的轴线，以及

滚子，其联接到每个轮轴的第一端和第二端，每个轮轴的第一端被接 纳在所述第一定子的所述第一轨道中的一个中，并且每个轮轴的第二端被 接纳在所述第二定子的所述第二轨道中的一个中。

15.一种无级可变变速器，包括：

输入组件，其配置为被联接以接收输入旋转运动；

输出组件，其提供旋转输出，所述输出组件配置为被旋转地联接到负 载；

输入/输出行星比组件，其配置且布置为设定输入对输出速度比，所述 输入/输出比组件具有联接到第一轴的第一定子和联接到第二轴的第二定 子；

输入速度反馈控制组件，其配置且布置为响应于来自所述输入组件的 旋转而提供轴向力；和

扭矩反馈控制组件，其配置且布置为向所述输入/输出行星比组件提供 扭矩反馈，以至少部分地控制所述输入/输出行星比组件的所述输入对输出 速度比，所述扭矩反馈控制组件包括：

扭矩反馈凸轮，其配置且布置为接纳来自所述输入速度反馈控 制组件的轴向力，所述扭矩反馈凸轮具有至少三组星形支架轨道，其中所 述星形支架轨道的组中的至少一组与星形支架轨道的至少一个其它组不 平行，

第一凸轮星形支架，其操作地联接到所述第一轴，所述第一星 形支架具有被接纳在所述扭矩反馈凸轮的星形支架轨道的第一组中的部 分，

第二凸轮星形支架，其操作地联接到所述第二轴，所述第二星 形支架具有被接纳在所述反馈凸轮的所述星形支架轨道的第二组中的部 分，和

第三凸轮星形支架，其具有被接纳在轨道的第三组中的部分， 所述第三星形支架操作地联接到所述输出组件。

16.根据权利要求15所述的无级可变变速器，其中所述输入速度反 馈控制组件还包括：

输入轴，其操作地联接到所述输入组件；

输入速度反馈控制组件星形支架，其操作地联接到所述输入轴；

可移动构件，其可滑动地沿所述输入组件的轴线定位；和

偏移重物，其配置且布置为在所述输入速度反馈控制组件星形支架上 施加力，使得当所述输入速度反馈控制组件旋转时，产生轴向力以使所述 可移动构件沿着所述输入/输出比输出轴轴向移动，并且在所述扭矩反馈控 制组件上施加力。

17.根据权利要求15所述的无级可变变速器，其中所述输入速度反 馈控制组件还包括：

液压泵，其与所述输入组件旋转地连通；和

活塞，其与所述液压泵流体连通，所述活塞进一步与所述扭矩反馈控 制组件机械连通，使得超过来自所述液压泵的预定液压压力的液压压力在 其中移动所述活塞，从而对所述扭矩反馈控制组件作用。

18.根据权利要求15所述的无级可变变速器，其中所述输入/输出行 星比组件还包括：

所述第一定子，其具有第一盘部分，所述第一盘部分具有多个第一轨 道，所述第一轴从所述第一盘部分中心地延伸；

所述第二定子，其具有第二盘部分，所述第二盘部分具有多个第二轨 道，所述第二轴从所述第二盘部分中心地延伸；

多个行星轮，其可移动地啮合在所述第一定子的所述第一盘部分和所 述第二定子的所述第二盘之间；

轮轴，其延伸穿过每个行星轮的轴线；以及

滚子，其联接到每个轮轴的第一端和第二端，每个轮轴的第一端被接 纳在所述第一定子的所述第一轨道中的一个中，并且每个轮轴的第二端被 接纳在所述第二定子的所述第二轨道中的一个中。