CN107000810B - 液压自动变速自行车 - Google Patents

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Abstract

本发明的液压自动变速自行车包括液压自动变速器，其可被以各种结构和各种方式制造和操作，从而提供允许用户在不使用传统机械链轮的情况下在骑行自行车期间切换档位的优点。因此，用户能防止由传统机械链轮的磨损、侵蚀等引起的故障和由链轮的连接和拆卸所引起的事故，而且还可避免在骑行期间用户的衣服被缠在链轮中的麻烦。具体地，本发明的液压自动变速自行车包括具有液压泵的液压自动变速器。进一步，液压自动变速器可被配置为使得液压泵的驱动单元的所有部件或大部分部件包围在液压自动变速器的壳体或盖子内。因而，液压自动变速自行车可最小化由于外部环境引起的驱动单元的机械磨损或侵蚀并可根本上防止由引入驱动单元的异物引起的任何故障。此外，由于液压自动变速器的驱动单元的所有部件或大部分部件被包围在壳体或盖子内，所以用户能防止在骑行期间他/她的衣服与驱动单元接触。此外，液压自动变速器包括由从液压泵排放的加压流体驱动的液压马达，并且液压自动变速器可被配置为使得液压马达的驱动单元的所有部件或大部分部件也被包围在液压自动变速器的壳体中。

Description

液压自动变速自行车
技术领域
本公开总体涉及自动自行车，特别地涉及能够自动地且适应性地改变传动比的液压自动变速自行车。更具体地，本公开涉及利用流体压力改变这种传动比的那些液压自动变速自行车，并且该液压自动变速自行车包括可以以各种结构提供并且可以以各种方法和顺序操作以提供自动和无级变速传动比的各种液压自动变速器。
背景技术
传统的自行车在其前轮和后轮之间包括链轮，以允许用户手动地改变传动比(或简称为“变换档位”)。然而，在某些情况下，当路况变化比较快时，用户难以变换档位，并且即使当用户成功变换档位时也难以保持适当的速度。电动自行车可以在一定程度上克服这些问题。然而，电动自行车需要昂贵的传感器来测量车轮的转速、监测道路的坡度等，并且也可能遭受到这种传感器的频繁故障影响，更不用说它们的高成本。
发明内容
本公开的各种“液压自动变速自行车”(以下简称为“HAT自行车”)包括各种“液压自动变速器”(以下称为“HAT”)，这些液压自动变速器可以以各种结构提供并且可以以各种机制和顺序操作。因此，这种HAT自行车的用户可以不必依靠现有技术的机械链轮来改变自行车的传动比和速度。HAT自行车还可以最小化常规机械链轮的故障、由于链条滑落或用户裤子引起的链条卡住而导致的事故，以及污渍用户的裤子的油斑。
本公开的液压自动变速(HAT)自行车还可以包括HAT，HAT又包括液压泵。HAT可以被配置为将其驱动部的所有(或至少相当数量的)元件放置在HAT的壳体内。因此，HAT自行车可以最小化由环境(例如，雨、雪或者在道路上散布的盐)引起的对驱动部的这些元件的磨损或腐蚀，并且还可以防止污物进入驱动部，从而最小化由此引起的故障。因为HAT的驱动部的所有(或大多数)元件设置在HAT的壳体内，用户还可以防止他或她的裤子接触到驱动部的这些元件以及卡住驱动部。HAT还包括由加压流体驱动的液压马达，加压流体又从液压泵的出口排放，其中这种液压马达的驱动部的所有(或至少相当数量的)元件可类似地布置在HAT的壳体内。
此外，本公开的液压自动变速(HAT)自行车可以包括可以自动改变速比并且不需要用户手动操纵的HAT。因此，由于HAT自行车可以响应于操作中路况的变化而自动地并且自适应地改变传动比(或速比)，所以不需要用户的任何手动操纵。因为这样的HAT自行车可以自动地改变传动比，而不需要用户的操纵来应对路况的这种变化，所以HAT自行车可以最大限度地减少当用户错过变换档位的最佳时机并且不能骑上山时可能发生的用户不便。
本公开的液压自动变速(HAT)自行车还包括可以提供无级变速传动比的HAT。结果，用户不必响应于路况变化将档位切换到第一传动比，然后必须随着路况再次变化而切换到另一第二传动比，因为HAT可以自动地并且自适应地将HAT自行车切换到对于当时的一定路况是最佳的某一传动比，然后切换到对于新的路况也是最佳的另一传动比。因此，用户可以骑乘HAT自行车，而不必对响应可能一直在变的路况有所担心。因为HAT自行车提供无级变速传动比，所以这种自行车既不必标记或显示固定数量的多个传动比，也不必包括表示这种固定传动比的列表的单独换档指示器。因此，用户可以根本无需操纵这种传动比或档位地骑乘HAT自行车。
本公开的HAT自行车的液压自动变速器(HAT)可以具有非常短的反应时间或非常短的响应时间，因为HAT被流体压力操纵，因此能够响应于路况的这种变化几乎实时地变换档位(或改变传动比)。应当理解，HAT内的流体的压力通常与(几乎)实时地连接到HAT的管中的流体的压力同步，只要管不包括任何阀门，或阻挡沿着所述管的压力连通的任何部件。因此，与只有在监控到路况之后才最多对这些路况的变化进行电响应的常规电自动变速器相反，本公开的HAT可以利用这种流体压力来变换档位(或改变传动比)并允许用户以最佳的传动比骑乘HAT自行车，同时(几乎)实时地响应路况的变化。应当理解，几乎没有响应时间的HAT可以如此迅速地响应路况、机械载荷或机械阻力的变化，而使得用户可能感到不安或不舒服。为了避免这个问题，本公开的HAT自行车可以例如通过控制沿着管的流体流动或通过阻止这种流体流动来衰减这种档位变换(或传动比改变)的定时或程度，从而将响应(或反应)时间增加为超过一定阈值。
本公开的液压自动变速器(HAT)还可以包括常规的液压泵(或马达)，或者替代地可以包括作为这种现有技术液压泵(或马达)的变化或变型的液压泵(或马达)，如下文所述。因此，可以以低成本批量生产包括这种HAT的HAT自行车，并且该HAT自行车不需要任何在全新的操作机构下操作的液压泵(或马达)。
本公开的液压自动变速(HAT)自行车可以包括可以执行如上文或下文所述的各种功能的HAT，但是该HAT可以包括可在低转速范围内使用的液压泵(或马达)。特别地，这种液压泵(或马达)可以配置为通过稍微修改或改进现有技术液压泵(或马达)的结构而在低转速范围内操作。结果，用户可以选择最佳的传动比，并且可以以可匹配他或她的身体或健康状况的低转速范围(例如，600rpm、400rpm等)骑乘自行车。
通常，可以基于驱动压力对液压泵进行分类，使以大约250atm(大气压)或超过大约250atm(大气压)操作的液压泵被称为“高压液压泵”，在大约125atm和大约250atm之间操作的液压泵被称为“中压液压泵”，以大约125atm或在大约125atm以下操作的液压泵被称为“低压液压泵”。在这方面，本公开的HAT自行车通常可以包括在相对低的压力范围内操作的低压液压泵或中压液压泵。因此，由于HAT的驱动部的各种元件的相对较低的摩擦，在低压至中压的范围内操作的HAT可以减少能量损失，因此可以提高HAT自行车的驱动效率。因此，用户可以以与他或她的身体或健康状况相匹配并且匹配不同路况的传动比骑乘HAT自行车，而不对自行车施加过大力。因为用户不会对自行车施加过大力，HAT自行车在其驱动部中可能没有过度摩擦，并且还可以最小化由磨损或疲劳造成的故障。在较低压力范围内操作的HAT自行车可以只需要较薄的外壳，从而使得HAT自行车也可以以低成本制造得紧凑和轻便。
因此，本公开的液压自动变速(HAT)自行车可以包括紧凑或轻型的HAT。例如，这样的HAT可以被配置为具有低于HAP自行车的主体(或车架)的尺寸的特定比例(或百分比)的尺寸，或者具有低于其主体(或车架)的重量的一定比例(或百分比)的重量。相反，当HAT自行车是重型自行车时，这样的HAT自行车可以被配置为具有可以超过HAT自行车的主体(或车架)的尺寸或其重量的特定比例(或百分比)的尺寸或重量。此外，HAT自行车的座椅或踏板可以被配置为匹配用户的某些身体部位，同时也要求这样的座椅或踏板的尺寸或重量小于(或超过)HAT自行车(或用户)的一部分的尺寸或重量的特定比例(或百分比)。结果，可以制造HAT自行车，以在提高驱动效率的同时使其具有与具有链轮的现有技术自行车相匹配的尺寸或重量。
尽管本公开的液压自动变速(HAT)自行车可以自动地换挡和改变传动比，但是这样的HAT自行车也可以被配置为在如下情形中改变传动比，例如，[1]当用户提供给HAT自行车的机械能的大小超过阈值时，[2]当施加到驱动轮(例如前轮、后轮或前后轮)上的机械载荷(或阻力)超过阈值时，而与用户对HAT自行车施加的机械能无关，[3]当用户响应于这种机械载荷提供给HAT自行车的机械能超过阈值时，而与施加到HAT自行车上的这种机械阻力的大小无关，或[4]当由电池操作的电动马达提供给流体的机械能超过阈值时。
HAT自行车也可以被配置为在如下情形中改变传动比，例如，[1]当在HAT自行车的某一部分内的流体压力由于用户提供给自行车的机械能而超过阈值时，[2]当HAT自行车的某一部分内的流体压力由于施加在驱动轮上的机械载荷(或阻力)而超过阈值时，而与用户对HAT自行车施加的机械能无关，[3]当HAT自行车的某一部分中的流体压力由于用户响应于机械载荷而提供的机械能而超过阈值时，而与施加到HAT自行车上的这种机械阻力的大小无关，或[4]当HAT自行车的某一部分内的流体压力由于电池操作的电动马达供给到流体的这种机械能而超过阈值时。
液压自动变速器(HAT)还可以包括各种机械换档调节器，每一个机械换档调节器可以允许用户手动地控制机械载荷、机械能或流体压力的上述阈值。因此，用户可以以这样的方式操纵换档调节器，使得HAT自行车可以在如下情形中改变传动比：[1]当这种机械载荷(或阻力)超过用户选择的一定阈值时，或[2]当由于这种机械载荷，进入HAT(或HAT内部)的流体的压力超过用户选择的一定阈值时。正确使用这种换档调节器，用户可以在仅提供与他或她的身体或健康状况相匹配的一定量的机械能时，使HAT自行车在斜坡上换档。
如前段所述，本公开的HAT自行车允许用户手动地将力施加到换档调节器上并调节这样的阈值。作为替代，如下面将更详细地说明的，HAT自行车可以允许用户使用电单元来控制这种换档调节器并选择期望的阈值，从而基于这样的值来变换档位。通过这种电装置或如前段所述的手动操作，用户可以控制换档调节器，使得即使以年长者或年轻患者施加的少量机械能，HAT自行车也可以变换档位。此外，为了便于用户的使用，上述电装置可以允许用户在骑乘HAT自行车之前或之时用新值替换先前选择的阈值。
当这种机械能、机械载荷或压力可能超过一定最大阈值时，或者作为替代，可能降低到一定最小阈值以下时，用户可以替代地操纵HAT自行车的上述换档调节器来改变传动比。因此，当用户想要提高他或她的强度时，用户可以仅在载荷、能量或压力超过最大阈值时操纵HAT自行车来变换档位。相反，当用户优先想要使用HAT自行车通勤时，只要这种载荷、能量或压力保持在最小阈值以下，他或她就可以设置HAT自行车来变换档位。
本公开的液压自动变速器(HAT)还可以包括变量(或定量)液压泵和变量(或定量)液压马达。当HAT的液压泵单元包括至少一个变量液压泵时，同一HAT的液压马达单元可以在其中包括至少一个变量(或定量)液压马达。与此相反，当HAT的液压泵单元包括至少一个定量液压泵时，则同一HAT的液压马达单元可以包括至少一个变量液压马达，以便执行这种自动或自适应变速。这样的HAT还可以包括变量液压泵以及变量液压马达，从而扩大或最大化这种传动比的范围，其中这种范围通常从最小传动比跨越到最大传动比。
本公开的液压自动变速(HAT)自行车可以包括能够停止自行车或降低其速度的液压制动器，例如通过阻止流体的某一(或整个)部分流入或流出液压泵，流入或流出液压马达或在其它管中的流动。更具体地说，这种液压制动器配置为完全或部分地阻止在液压泵或马达的上游、在它们的下游，或者在这种液压泵或马达的内部的流体流动。HAT自行车可以使用液压制动器作为唯一的制动器，或者可以与常规机械制动器结合来使用液压制动器，用户可以可选地同时或一次一个地使用该液压制动器和机械制动器。作为替代，HAT自行车可以包括液压制动器及机械制动器两者，并且用户可以以这样的方式使用这些制动器，使得例如，[1]当用户首先启动机械制动器时，液压制动器可以与其同时地开始操作，或在一定短暂的间隙之后开始操作，或者，[2]当用户首先启动液压制动器时，机械制动器可以与其同时地开始操作，或者，在一定短暂的间隙之后开始操作。因此，用户可以具有根据情况使用一个制动器或同时地或相继地使用两个制动器的选择，从而安全有效地停止HAT自行车。
本公开的液压自动变速器(HAT)可以被制造成容易结合到常规自行车中。例如，如上所述，这样的HAT可以以一定重量成形或定尺寸，每个重量可以与现有技术的自行车相匹配，因此可以方便地安装在现有技术的自行车上。此外，HAT的液压泵单元和液压马达单元可以被制造成能够实施在例如现有技术自行车的踏板轴和后轮的旋转轴之间。因此，由用户供给到踏板的机械能被传递到液压泵单元的液压泵，液压泵可以对变量的流体加压，并将这种流体输送到液压马达单元。结果，这样的HAT可以体现自动和无级变速传动比。此外，液压泵单元(或马达单元)可以根据其相对尺寸或结构来代替踏板轴、后轮链条、齿轮、或后轮的旋转轴。
本公开的液压自动变速(HAT)自行车可以使用可以与现有技术的自行车相同的踏板或踏板轴，并且还可以包括将后轮连接到踏板轴的现有技术的链轮。因此，当HAT自行车采用现有技术的踏板轴时，HAT自行车可以[1]将液压泵单元(或其液压泵)的驱动轴与踏板轴直接或间接地机械联接，或[2]直接或间接地机械地联接液压马达单元(或其液压马达)的驱动轴。当HAT自行车采用现有技术的链条(或其链轮)时，HAT自行车可以[1]用现有技术链条(或链轮)将踏板轴与液压泵单元(或其液压泵)的驱动轴机械联接，[2]用现有技术链条(或链轮)机械联接液压马达单元(或其液压马达)的驱动轴，或[3]用现有技术链条(或链轮)将液压泵单元(或其液压泵)的驱动轴与液压马达单元(或其液压马达)的驱动轴机械联接。
本公开的液压自动变速器(HAT)也可被配置为以如下方式被驱动[1]仅通过用户提供给其踏板的机械能驱动，或[2]同时地、单独地或一次一个地通过这样的机械能以及由基于电池(或基于用户操作的发电机)来操作的电动马达提供的机械能来驱动。这种布置允许用户以机械模式、手动驱动模式或电驱动模式驱动HAT自行车，从而根据用户需要或路况从一种模式切换到另一模式等。
本公开的液压自动变速器(HAT)还可以被制造为整体制品、半整体制品或多个部件的组件。在一个示例中，HAT可以将液压泵单元(或其液压泵)、液压马达单元(或其液压马达)和所有各种管(或这些管的至少大部分)包括在HAT的盖子内，从而提供单个整体制品。在另一示例中，HAT可以将液压泵单元(或其液压泵)的大部分、液压马达单元(或其液压马达)的大部分和管的大部分但非全部包括在HAT的盖子内，从而提供半整体制品。当盖子由坚固材料制成或包括坚固材料时，或者当盖子被以坚固结构制成时，这些结构提供了以机械方式保护盖子内容纳的这些单元、马达、泵或管免受外部冲击或碰撞影响的益处。
因此，本公开的各种液压自动变速(HAT)自行车可以以如上文和下文所述的各种结构提供，并且可以以如上文和下文所述的各种方法操作或使用。因此，本公开的这种HAT自行车为用户提供了各种益处或优点，例如增强的便利性、改进的安全性等。
本公开的液压自动变速自行车(HAT自行车)在其中包括各种液压自动变速器(HAT)，以通过在其中并入各种结构或通过以各种方式操作这样的HAT，来解决与现有技术自行车相关联的各种问题或缺陷。本公开的以下部分提供了这种HAT和包括这种HAT的自行车的进一步结构、构造这种HAT和HAT自行车的进一步方法，以及使用这种HAT和HAT自行车的进一步方法。
应当理解，本公开的液压自动变速(HAT)自行车可以以各种示例性“方面”来实施，或者可以在其中包括这些“方面”中的至少一个。还应当理解，这些示例性“方面”中的每一个可以体现在各种示例性“实施例”中，或者也可以在其中包括这些“实施例”中的至少一个。进一步理解，这些示例性“实施例”中的每一个可以在各种“详细示例(或简称为”示例“)“中实践，或者也可以在其中包括这些”示例“中的至少一个。因此，本公开的以下部分列举了这些示例性方面中的每一个以及它们的示例性实施例和用于每个这样的实施例的那些示例。
在本公开的一个示例性方面A'(即，方面A')中，HAT自行车可以在其中包括至少一个液压马达单元、至少一个液压泵单元，和至少一个控制器单元，并且被配置为响应于施加在这种HAT的至少一部分上的外部机械载荷而自动地(或自适应地)改变传动比。如本文所使用的，“液压泵(或马达)单元”在下文中统称为液压马达单元或液压泵单元。更具体地说，这种液压马达单元可以响应于通常取决于路况的(外部)机械载荷，将容纳在其中的流体加压(直)到一定压力(以下称为“马达压力”)。
液压泵单元可以利用由用户向其提供的机械能将其中所含的流体加压到超过上述马达压力的一定压力(以下称为“泵压力”)。然后，液压泵单元可以间接地或直接地将这种加压流体排放到液压马达单元，其中液压泵单元可以根据各种因素中的至少一种可变地控制这种加压流体的排放量(或排放流率)，这些因素例如是上述机械能、这种马达压力、这种泵压力、液压马达单元的转速或者与液压马达单元联接的其它单元的转速。控制器单元还可以控制这种马达压力、这种泵压力和液压泵单元(或其液压泵)的可变排放量(或流率)中的至少一个。因为液压马达单元然后可以以这种可变排放量从液压泵单元吸入加压流体，液压马达单元的转速可以不同于液压泵单元的转速，由此液压泵单元和液压马达单元可以提供这种无级变速传动比。
在对应于上述示例性方面A'的变体的本公开的另一示例性方面A"(即，方面A")中，HAT自行车可以包括至少一个液压马达单元、至少一个液压泵单元、至少一个控制器单元和至少一个HAT，其中所述HAT被配置为基于这种外部机械载荷、所述液压马达单元的转速或与所述液压马达单元联接的其它部件的转速中的至少一个来改变传动比。更具体地，液压马达单元可以将其中含有的流体加压到马达压力，而液压泵单元可以利用由用户提供的机械能将其中容纳的流体加压到超过马达压力的泵压力，然后可以将加压流体排放到液压马达单元，其中液压泵单元可以基于各种因素中的至少一种来可变地控制加压流体的排放量(或流率)，这些因素例如是上述机械能、这种马达压力、这种泵压力、液压马达单元的转速或与液压马达单元联接的其它单元的转速。液压马达单元、液压泵单元或控制器单元被配置为直接或间接地与自行车的主体联接。因此，液压马达单元可以吸入由液压泵排放的变量流体并驱动自身，从而从液压马达单元的第一转速和液压泵单元的不同于所述第一转速的另一第二转速自动改变传动比。
如本文所定义的，示例性方面A统称为这样的方面A'以及这样的方面A"，并且方面A的各种实施例如下。
在该示例性方面A的一个示例性实施例A-1中，HAT或其液压泵(或马达)单元可以被配置为与用户的重量、HAT自行车的车架的重量成比例的轻型HAT(或单元)或重型HAT(或单元)。在一个示例中，HAT或其液压泵(或马达)单元可以被配置为重[1]小于约13kg、11kg、9kg、7kg、5kg或3kg，或[2]小于所述HAT自行车的车架重量的约160％、140％、120％、100％、90％、80％、70％、60％、50％、40％或30％。当车架由轻金属或轻质复合材料制成或包含轻金属或轻质复合材料时，HAT或其液压泵(或马达)单元的重量可以小于HAT自行车的车架的重量的约230％、210％、190％、170％、150％、130％、110％或90％。HAT或其液压泵(或马达)单元的重量的其它细节也可以与本公开的其它方面的各种实施例类似或相同。
在该示例性方面A的另一示例性实施例A-2中，HAT或其液压泵(或马达)单元可以与用户或HAT自行车的车架的尺寸(例如，长度或高度)成比例地被配置为大型变速器(或单元)、中型变速器(或单元)或小型变速器(或单元)。例如，液压泵(或马达)单元的驱动部可以具有可小于约33cm、30cm、27cm、24cm、21cm、18cm、15cm或12cm的尺寸，或者当将HAT或其液压泵(或马达)设置为小型变速器(或单元)时，可以替代地具有可小于约13cm、11cm、9cm、7cm或5cm的较小尺寸。当液压泵(马达)单元可以包括叶片泵(或马达)时，叶片泵(或马达)的转子的直径可以小于约32cm、29cm、26cm、23cm、20cm、17cm、14cm、11cm或8cm。然而，当液压泵(或马达)单元可以包括活塞泵(或马达)时，其驱动部(即其活塞)的位移可以小于约32cm、29cm、26cm、23cm、20cm、17cm、14cm、11cm或8cm。此外，当液压泵(或马达)单元包括轻型叶片泵(或马达)或轻型活塞泵(或马达)时，其驱动部的直径或位移可以小于约12cm、10cm、8cm、6cm或4cm。
在上述段落中可以理解，液压泵(或马达)单元及其液压泵(或马达)的尺寸可以根据其安装方位而对应于其长度或高度，因此所述尺寸可对应于液压泵(或马达)的长轴。此外，HAT、其液压泵(或马达)单元或其液压泵(或马达)的厚度可以小于HAT自行车的座椅的宽度的约130％、110％、90％、70％或50％。HAT、其液压泵(或马达)单元或其液压泵(或马达)的厚度可以替代地小于HAT自行车的踏板之间最大距离的约150％、130％、110％、100％、90％、80％、70％或60％。HAT或其液压泵(或马达)单元的这种尺寸、长度、高度或厚度的细节可以与本公开的其它方面的各种实施例类似或相同。
在该示例性方面A的另一示例性实施例A-3中，HAT或其液压泵(或马达)单元可以被配置为具有与用户的体质成比例或与由各种路况施加的机械载荷成比例的各种流量(或流率)。另外，基于此，HAT或其液压泵(或马达)单元可以分为高容量HAT(或单元)、中等容量HAT(或单元)或低容量HAT(或单元)。
作为替代，根据可能由路况施加的或可能由用户的身体状况确定的机械载荷，HAT或其液压泵(或马达)单元可以分为高容量比HAT(或单元)、中等容量比HAT(或单元)或低容量比HAT(或单元)。如本文所使用的，“容量比”被定义为液压马达单元(或其液压马达)的吸入(或排放)流体量与液压泵单元(或其液压泵)的吸入(或排放)流体量之间的比率。当液压泵(或马达)可以是变量型时，也可以计算最大容量(或容量比)和最小容量(或容量比)。例如，HAT或其液压泵(或马达)单元被配置为具有这样的容量比，其可以小于约10.0，或者更具体地小于约5.0，约4.0，约3.0，在约2.0和约1.0之间，在约0.5和约1.0之间，在约0.2和约0.5之间，在约0.1和0.2之间，等等。根据用户的需要，HAT自行车还可以将其液压泵单元(或其液压泵)或其液压马达单元(或其液压马达)配置为具有相对较大的容量。
在该示例性方面A的另一示例性实施例A-4中，包括这种HAT中的一个的HAT可以包括能够根据机械载荷或用户提供的机械能以高速度、中等速度或低速度旋转的液压泵(或马达)单元或其驱动部。在一个示例中，这样的液压泵(或马达)单元或其驱动部可以在极高速骑行中以大约600rpm的速度旋转，在高速骑行中以大约200rpm、300rpm、400rpm或500rpm的速度旋转，在正常骑行中以大约60rpm和200rpm之间的速度旋转，等等。
在该示例性方面A的另一示例性实施例A-5中，根据这种HAT(或单元)内的流体的压力或从这样的HAT(或单元)排出的流体的压力，HAT或其液压泵(或马达)单元可以分为高压HAT(或单元)、中压HAT(或单元)或低压HAT(或单元)，所述压力可以根据这样的机械载荷、这样的机械能、用户重量等来确定。例如，HAT或其液压泵(或马达)单元可以在可以小于约130atm、约110atm、约90atm或约70atm的压力范围内操作。
在该示例性方面A的另一示例性实施例A-6中，包括这种HAT中的一个的HAT可以利用由用户提供的机械能或从电动马达提供的机械能来操作。更具体地，当HAT可以包括控制器单元时，其换档调节器可以由用户提供的机械能(例如，由用户手动提供)或机械能(例如，通过电动马达从电池提供)来操纵。此外，用户可以用用户提供给踏板的机械能来操作HAT自行车。当HAT自行车包括电动马达和电池时，用户可以利用这样的机械能来操作HAT自行车，以及利用从基于电池操作的电动马达提供的机械能来操作HAT自行车。为此，HAT自行车可以包括至少一个开关，其允许用户选择“手动驱动模式”和“电驱动模式”中的一种，并允许用户从一种模式切换到另一种模式。
在该示例性方面A的另一示例性实施例A-7中，具有HAT的HAT自行车可以包括可以与电动马达和电池一起工作的巡航控制器。因此，当用户厌倦人力旋转踏板以向其提供机械能时，或者当用户不能保持上坡以保持期望速度时，用户可以从手动驱动模式切换到电驱动模式，在这种电驱动模式下，电动马达驱动HAT自行车而不需要用户的机械能。为此，巡航控制器可以包括可以打开或关闭巡航控制器的巡航开关、用户可用以选择驱动速度的速度设定开关、用户可用以调节速度的复位开关等。
在该示例性方面A的另一示例性实施例A-8中，当包括这种HAT中的一个的HAT自行车包括电池和电动马达时，自行车可以包括现有技术的发电机、现有技术的二次电池等。因此，当电池是可充电电池时，HAT自行车可以在用户骑乘自行车时提供电流或电压来对电池充电。此外，自行车可以利用来自发电机或可充电电池的电能来控制控制器单元的各种阀、活塞或开关，如上下文所述。应当理解，可充电电池可以包括用户可用以接通或断开这样的电池的第一开关，用户可用以将他或她提供的机械能的一定部分提供给电池的第二开关，等等。
在该示例性方面A的另一示例性实施例A-9中，包括上述HAT之一的HAT自行车可以包括“前进离合器”。可以理解，当用户可以在不包括任何前进离合器的HAT自行车中沿前进方向旋转踏板(即，“前进旋转”)时，流体在液压泵中通过由用户供给并流向液压马达的机械能加压。因此，HAT自行车可以沿前进方向移动。然而，当用户以相反的后退方向旋转踏板(即“后退旋转”)时，流体可能不会沿后退方向移动，并且因此，HAT自行车根本不会移动。相反，当用户在具有前进离合器的HAT自行车中沿后退方向旋转踏板时，这种前进离合器可以防止机械能被输送到液压泵，因此可以允许用户沿前进方向移动HAT自行车。这种前进离合器可以被实施到HAT自行车的各种位置，其中典型的位置示例可以包括液压泵的驱动轴、液压马达的驱动轴等。
这种前进离合器也可以被实施到HAT自行车的其它位置。在一个示例中，HAT自行车可以在自行车的各种(流体)管的一个中或沿着自行车的各种(流体)管的一个包括至少一个阀，其中这种阀可以允许流体沿一个方向流动，但是可以防止流体沿相反方向流动，并且这些阀的示例可以包括单向阀、止回阀等。因此，这样的阀可以用作如上所述的前进离合器。通常，这样的阀可以被实施到液压泵单元(或其液压泵)的入口或出口中、液压马达单元(或其液压马达)的入口或出口中等，并且用作前述前进离合器。
在该示例性方面A的另一示例性实施例A-10中，具有上述HAT之一的HAT自行车可以在自行车的各种位置中包括至少一个液压制动器并利用该制动器减慢或停止自行车。在一个示例中，HAT自行车可以沿着各种流体管中的至少一个、在液压泵单元(或其液压泵)的入口(或出口)中、液压马达单元(或其液压马达)的入口(或出口)中等来实施至少一个阀，并且可以利用这样的阀作为液压制动器，其中这种阀的示例可以包括截止阀、旋塞阀或能够调节或阻挡流体从中流过的其它控制阀。在另一个示例中，HAT自行车可以以其它装置实现这种制动，并将这种装置用作液压制动器，使得例如HAT自行车可以通过从管、从液压泵(或马达)单元或从液压泵(或马达)快速地将加压流体旁通到流体箱，从而快速降低HAT的任何部分中的流体压力并且可以快速减慢或停止其自身。
应当理解，在上述实施例中描述的几乎所有的各种阀都是开关阀或切断阀，这些阀通常可以在打开位置和关闭位置之间切换，并且其可以[1]允许流体从中流过或者[2]停止这种流体流动。相反，HAT自行车可以替代地采用各种现有技术的控制阀而不是这种开关阀或切断阀，并利用这种控制阀作为液压制动器，使得控制阀可以调节(或控制)在其中通过的流率，其中这种控制阀的示例可以包括蝶阀、针阀或可以不仅在打开或关闭位置而且在至少一个中间位置操作的其它常规的阀。HAT自行车还可以通过不仅使用现有技术的机械制动器而且使用上述液压制动器来增强制动。HAT自行车也可以[1]操纵机械和液压制动器以彼此同时工作(例如，当用户向这种制动器之一提供机械能时，另一制动器也同时开始工作)，或[2]操纵这种机械和液压制动器中的一个先行工作，然后操纵另一个这样的制动器在一段时间后开始工作。此外，HAT自行车可以配置这种制动器同时或顺序工作，但是以这样的方式使得[1]这些制动器均可以施加相同或相似量的机械能，以减慢或停止HAT自行车，或[2]这些制动器之一首先开始以第一量的机械能操作，然后这些制动器中的另一个开始以大于第一量的第二量的机械能操作。
在该示例性方面A的另一示例性实施例A-11中，HAT的液压泵(或马达)单元可以采用各种类型的常规泵(或马达)，例如叶片泵(或马达)、齿轮泵(或马达)、活塞泵(或马达)、螺旋泵(或马达)等。液压泵单元和液压马达单元可以包括相同或相似类型的泵和马达，以使得例如[1]液压泵单元可以包括叶片泵，而液压马达单元可以包括叶片马达，[2]液压泵单元可以包括齿轮泵，而液压马达单元可以包括齿轮马达，[3]液压泵单元可以包括变量叶片泵，而液压马达单元可以包括定量叶片泵等。相反，液压泵单元和液压马达单元可以包括不同类型的泵和马达，使得例如液压泵单元可以包括活塞泵，而液压马达单元可以包括齿轮马达。
在该示例性方面A的另一示例性实施例A-12中，液压泵单元和液压马达单元中的至少一个可以包括至少一个变量泵或各种类型的马达。结果，液压泵单元和液压马达单元可以分别包括变量液压泵和变量液压马达。相反，液压泵单元可以包括变量液压泵，而液压马达单元可以包括定量液压马达。作为替代，液压泵单元可以包括定量液压泵，而液压马达单元可以包括变量液压马达。
示例性方面A的上述示例性实施例A-1至A-12中的每一个的其它结构或操作细节可以与该方面A的其它示例性实施例类似或相同，或者与下面提供的本公开的其它方面的其它相关示例性实施例类似或相同。
在本公开的另一示例性方面B'(即，方面B')中，HAT自行车可以包括至少一个液压马达单元、至少一个液压泵单元和至少一个控制器单元，从而响应于由外部路况施加的机械载荷自动改变传动比。更具体地，液压马达单元可以包括至少一个变量(或定量)液压马达，其中的每一个液压马达可以将机械能施加到容纳在其中的流体上，并且响应于机械载荷将流体加压到马达压力。液压泵单元可以包括至少一个变量液压泵，其可被配置为将机械能施加到容纳在其中的流体上、将流体加压到可能超过马达压力的泵压力，然后将加压流体排放到液压马达，其中可以基于机械载荷、马达压力或机械能来操纵或改变从液压泵单元排放的流体量(即，排放量)。HAT(或用户)可以向控制器单元提供至少一个(控制)设定点，其中控制器单元可以基于该设定点以及基于机械载荷、马达压力、由用户施加的机械能、泵压力、液压马达单元的转速(或其驱动部的转速)，或者联接到液压马达单元的其它部件的转速、液压马达的转速(或其驱动部的转速)以及设定点中的至少一个来改变这样的排放量。因此，液压马达单元可以以从液压泵单元排放的可变排放量的量吸入流体，并且可以如上所述对流体加压，由此液压泵单元和液压马达单元的这种不同的转速可以实施这种自动变速器(例如，自动传动比改变)。
在作为上述方面B"的变型或修改的本公开的另一示例性方面B"(即，方面B")中，HAT自行车可以包括至少一个液压马达单元、至少一个液压泵单元和至少一个控制器单元，从而响应于由外部路况施加的机械载荷、液压马达单元(或其驱动部)的转速和与液压马达单元联接的另一部件的转速中的至少一个自动改变传动比。更具体地，这种液压马达单元可以包括至少一个液压马达，其中液压马达可以响应于这种机械载荷而将容纳在其中的流体加压到马达压力。液压泵单元可以包括至少一个变量液压泵，该液压泵可以利用用户提供的机械能将容纳在其中的流体加压到超过马达压力的泵压力，并且可以将加压流体排放到液压马达，其中这种加压流体的排放量可以是可变的，并且取决于机械载荷、马达压力、机械能、液压马达单元(或其液压马达)的转速、与液压马达单元(或其液压马达)联接的另一部件的转速等中的至少一个。控制器单元可以具有其(控制)设定点，并且可以基于机械载荷、马达压力、机械能、泵压力、液压马达单元(或其液压马达)的转速和与液压马达单元(或其液压马达)联接的另一部件的转速以及设定点中的至少一个来控制该排放量。此外，液压马达单元、液压泵单元和控制器单元中的至少一个可以直接或间接地与HAT自行车的主体联接。因此，液压马达单元可以吸入变量的加压流体，并且操作自身，从而由于液压马达单元和液压泵单元的不同转速而实现这种自动档位变换。
如本文所定义，示例性方面B统称为这样的方面B'以及这样的方面B"，并且这样的方面B的各种实施例如下。
在该示例性方面B的一个示例性实施例B-1中，包括这种HAT之一的HAT自行车可以设置上述控制器单元，使得用户不可以调节或改变(控制)设定点(例如，不可调节的控制设定点)或使得用户可以调节这样的(控制)设定点(例如，可调的控制设定点)。在该示例性方面B的另一示例性实施例B-2中，液压泵(马达)单元、其液压泵(或马达)或HAT可以与用户或HAT自行车的车架的的重量成比例地配置为轻型单元(或HAT)、常规重量单元(或HAT)或重型单元(或HAT)，如上所述。
在该示例性方面B的另一示例性实施例B-3中，液压泵(或马达)单元、液压泵(或马达)或HAT可以被配置为具有尺寸(例如，其长度或高度)，以与用户或HAT自行车的车架的尺寸(例如，长度或高度)成比例地形成大尺寸单元(或HAT)、中等尺寸单元(或HAT)或小尺寸单元(或HAT)。例如，液压泵(或马达)单元、其液压泵(或马达)或HAT可以以示例性方面A的示例性实施例A-2中所例示的一定尺寸或百分比来成形或定尺寸。替代地，在该示例性方面B的另一示例性实施例B-4中，液压泵(或马达)单元、液压泵(或马达)或HAT可以基于用户的各种身体状况或由路况施加的机械载荷来限定内部或外部体积，其可分为高容量单元(或HAT)、中等容量单元(或HAT)或低容量单元(或HAT)。作为替代，液压泵(或马达)单元、液压泵(或马达)或HAT可以被分为高容量比单元(或HAT)、中等容量比单元(或HAT)或低容量比单元(或HAT)。
在该示例性方面B的另一示例性实施例B-5中，包括上述HAT之一的HAT自行车可以将其液压泵(或马达)单元的驱动部、其液压泵(或马达)的驱动部或者其HAT的驱动部配置为基于由用户提供的这种机械能、由路况施加的这种机械载荷等以高速、中等速度或者低速旋转。例如，液压泵(或马达)单元的转速、液压泵(或马达)的转速或HAT的转速可以与示例性方面A的实施例A-4中例示的类似或相同。替代地，在该示例性方面B的另一示例性实施例B-6中，包括这些各种HAT之一的HAT自行车可以将液压泵(或马达)单元、液压泵(或马达)或HAT配置为基于这种单元(或HAT)内的流体压力或从该单元(或HAT)排出的流体压力、用户的重量、这种机械能或这种机械载荷而作为高压单元(或HAT)、中压单元(或HAT)或低压单元(或HAT)操作。
在该示例性方面B的另一示例性实施例B-7中，HAT自行车及其HAT可以被配置为利用由用户提供的机械能或者通过电动马达从至少一个电池供给的机械能来操作，这样的HAT自行车或其HAT的进一步细节可以与示例性方面A的实施例A-6中例示的类似或相同。替代地，在该示例性方面B的另一示例性实施例B-8中，包括上述HAT之一的HAT自行车可以包括“巡航控制器”及电动马达和电池，其中这种HAT及其巡航控制器的进一步细节可以与示例性方面A的实施例A-7中例示的类似或相同。作为替代，在该示例性方面B的另一示例性实施例B-9中，包括这些各种HAT之一的HAT自行车可以包括电动马达和电池，或者也可以包括发电机或可充电电池。
在该示例性方面B的另一示例性实施例B-10中，包括HAT之一的HAT自行车也可以包括如先前在示例性方面A的实施例A-9中例示的机械前进离合器或液压前进离合器之一。替代地，在该示例性方面B的另一示例性实施例B-11中，包括这种HAT之一的HAT自行车可以包括在各种管中或者在上述单元或泵(或马达)的各种入口(或出口)中的至少一个液压制动器，从而减慢或停止HAT自行车。
在该示例性方面B的另一示例性实施例B-12中，液压泵(或马达)单元可以包括各种类型的泵(或马达)，这些泵(或马达)的进一步细节可以与示例性方面A的示例性实施例A-11类似或相同。此外，该示例性方面B的该示例性实施例(以及其它实施例)的HAT自行车或其HAT可包括在其液压泵(或马达)单元中的至少一个变量泵(或马达)。
示例性方面B的上述示例性实施例B-1至B-12中的每一个的其它结构或操作细节可以与该方面B的其它示例性实施例类似或相同，或与上文提供的或将在下文中提供的本公开的其它方面的其它相关示例性实施例类似或相同。
在本公开的另一示例性方面C'(即，方面C')中，HAT可以包括至少一个液压泵、至少一个液压马达和至少一个控制器单元，并且可以根据从外部施加的机械载荷自动改变其传动比。更具体地，液压马达可以根据外部机械载荷将其中容纳的流体加压到马达压力。液压泵可以是变量叶片泵、变量齿轮泵或变量活塞泵之一，其中每个泵可以改变其驱动容积，使得例如其中容纳的流体量、吸入到其中的流体量或从中排放的流体量可以变化等。液压泵可以利用机械能将其中所含的流体加压直至泵压力(其超过马达压力)，然后将加压流体排放到液压马达。控制器单元可以定义(控制)设定点，并且基于机械载荷、马达压力、机械能、泵压力、液压马达的转速或与液压马达联接的另一部件的转速中的至少一个以及基于所述控制设定点，来操纵(或调节)液压泵的这种驱动容积，从而操纵(或改变)来自液压泵的排放量。结果，液压马达吸入变量的加压流体，并以与液压泵的转速可能不同的转速驱动(或旋转)自身，从而自动改变传动比。
在作为上述方面C'的变型或修改的本公开的另一示例性方面C"(即，方面C")中，HAT自行车可以包括至少一个液压泵、至少一个液压马达和至少一个控制器单元，其中HAT自行车的HAT可以基于从环境(例如外部路况)施加的机械载荷、其液压马达的转速或与液压马达联接的另一部件的转速中的至少一个自动变换其传动比。更具体地，液压马达可以根据机械载荷将其中容纳的流体加压至马达压力。液压泵可以是变量叶片泵、变量齿轮泵或变量活塞泵，每个泵都具有可变化的驱动容积。液压泵可以利用用户提供的机械能将其中容纳的流体加压至超过马达压力的泵压力，并将这种加压压力排放到液压马达。控制器单元可以限定(控制)设定点，并且可以基于机械载荷、马达(或泵)压力、能量、液压马达的转速或与液压马达联接的另一部件的转速中的至少一个，以及基于控制设定点，来改变液压泵的驱动容积，从而可变地控制液压泵的排放量。液压马达、液压泵和控制器单元也可以直接或间接地与HAT自行车的主体联接。因此，液压马达可以吸入来自液压泵的变化量(或流量)的加压流体并驱动自身，并且液压马达(或单元)的转速可以变得与液压泵(或单元)的转速不同，从而在用户驾驶HAT自行车时自动改变传动比。
如本文所定义，示例性方面C统称为这样的方面C'以及这样的方面C"，并且这样的方面C的各种实施例如下。
在该示例性方面C的一个示例性实施例C-1中，控制器单元可以不允许用户改变其(控制)设定点(即，不变的或恒定的控制设定点)，或者可以允许用户改变这样的(控制)设定点(即可变控制设定点)。替代地，在该示例性方面C的另一示例性实施例C-2中，HAT自行车可以将液压泵、液压马达或HAT与用户的重量、HAT自行车的车架的重量等成比例地配置为轻型泵、马达或HAT，中型泵、马达或HAT，或重型泵、马达或HAT。
在该示例性方面C的另一示例性实施例C-3中，HAT自行车可以将其液压泵(或马达)或HAT配置为具有与用户或HAT自行车的车架的尺寸(例如，长度或高度)成比例的尺寸或作为用户或车架的这种尺寸的百分比的尺寸(例如，长度或高度)，诸如大尺寸泵(或马达)或HAT，中等尺寸泵(或马达)或HAT，或小尺寸泵(或马达)或HAT。替代地，在该示例性方面C的另一示例性实施例C-4中，HAT自行车可以将其液压泵(或马达)或其HAT配置为具有与用户的尺寸(例如，长度或高度)或由路况施加的机械载荷成比例的内部或外部体积，例如大容量(或大容量比)泵(或马达)或HAT，中等容量(或中等容量比)泵(或马达)或HAT，或小容量(或小容量比)泵(或马达)或HAT。
在该示例性方面C的另一示例性实施例C-5中，HAT自行车可以基于通过机械能或机械载荷获得的这种泵(或马达)或HAT的转速将其液压泵(或马达)或其HAT配置为高速泵(或马达)或HAT、中速泵(或马达)或HAT，或低速泵(或马达)或HAT。替代地，在该示例性方面C的另一示例性实施例C-6中，HAT自行车可以基于其中所含流体的压力、或从液压泵(或马达)单元、从液压泵(或马达)或从HAT排放的流体的压力、用户的重量、机械能或机械载荷，将其液压泵(或马达)或其HAT配置为高压泵(或马达)或HAT、中压泵(或马达)或HAT，或低压泵(或马达)或HAT。
在该示例性方面C的另一示例性实施例C-7中，HAT可以被配置为利用由用户提供的机械能或利用基于电池操作的马达提供的机械能来操作。具有HAT的HAT自行车可以类似地利用由用户提供的机械能或者利用基于电池操作的马达提供的机械能进行操作。作为替代，在该示例性方面C的另一示例性实施例C-8中，具有HAT的HAT自行车可以包括巡航控制器以及其电动马达及电池。替代地，在该示例性方面C的另一示例性实施例C-9中，具有HAT的HAT自行车还可以包括电动马达和电池，以及可选的发电机或可充电电池。
在该示例性方面C的另一示例性实施例C-10中，具有HAT的HAT自行车可以包括至少一个前进离合器。可选地，在该示例性方面C的另一示例性实施例C-11中，具有HAT的HAT自行车可以包括结合到其各个区域或位置的至少一个液压制动器，以在操作期间减慢或停止自行车。
在该示例性方面C的另一示例性实施例C-12中，HAT可以在其液压泵(或马达)单元中包括各种泵(或马达)。替代地，在该示例性方面C的另一示例性实施例C-13中，HAT的液压泵单元或液压马达单元可以包括至少一个变量泵或马达。
在本公开的另一示例性方面D'(即，方面D')中，HAT自行车的HAT可以包括至少一个叶片泵、至少一个液压马达和至少一个控制器单元，并且可以基于施加到其上的外部机械载荷中的至少一个自动地改变传动比。更具体地，液压马达可以根据外部机械载荷将其中容纳的流体加压到马达压力。叶片泵可以包括外凸轮环和驱动轴，并且可以包括设置在外凸轮环内围绕驱动轴旋转并且可移动的转子。叶片泵可以利用用户提供的机械能将其中所含的流体加压到超过马达压力的泵压力，并以与外凸轮环和转子之间的容量相对应的量向液压马达排放加压流体。控制器单元可以限定(控制)设定点，并且可以基于机械载荷、马达(或泵)压力、机械能和叶片马达的转速中的至少一个以及基于控制设定点，通过操纵外凸轮环的中心和叶片泵的驱动轴之间的距离，而改变叶片泵的排放量。因此，液压马达可以吸入从叶片泵排放的流体，并且基于液压泵单元的转速和液压马达的转速之间的差来自动改变传动比，其中液压马达可以是另一个叶片马达或是不同类型。
在作为上述方面D'的变型或修改的本公开的另一示例性方面D"(即，方面D")中，HAT自行车的HAT可以包括至少一个叶片泵、至少一个液压马达和至少一个控制器单元，并可基于施加在其上的外部机械载荷、液压马达的转速和与液压马达联接的另一部件的转速中的至少一个自动改变传动比。特别地，液压马达可以根据外部机械载荷将其中容纳的流体加压到马达压力。叶片泵可以包括外凸轮环和驱动轴，并且可以包括设置在外凸轮环内围绕驱动轴旋转并且可移动的转子。叶片泵可以利用用户提供的机械能将其中所含的流体加压到超过马达压力的泵压力，并以与外凸轮环和转子之间的容量相对应的量向液压马达排放加压流体。控制器单元可以限定(控制)设定点，并且可以基于机械载荷、马达(或泵)压力、机械能、叶片马达的转速和与液压马达联接的至少一个部件的转速，以及基于该控制设定点，通过操纵外凸轮环与叶片泵的驱动轴之间的距离，来改变叶片泵的排放量。此外，液压马达、叶片泵和控制器单元中的至少一个可以直接或间接地联接到HAT自行车的车架。因此，液压马达可以吸入从叶片泵排放的流体，并且基于液压泵单元的转速和液压马达的转速之间的差来自动改变传动比，其中液压马达可以是另一个叶片马达或是不同类型的。
如本文所定义的，示例性方面D统指这样的方面D'以及这样的方面D"，并且这样的方面D的各种实施例如下。
在该示例性方面D的一个示例性实施例D-1中，控制器单元可以不允许用户改变其(控制)设定点(即，不变的或恒定的控制设定点)，或者可以允许用户改变这样的(控制)设定点(即可变控制设定点)。替代地，在该示例性方面D的另一示例性实施例D-2中，HAT自行车可以将叶片泵、液压马达或HAT与用户的重量、HAT自行车的车架的重量等成比例地配置为轻型泵、马达或HAT，中型泵、马达或HAT，或重型泵、马达或HAT。
在该示例性方面D的另一示例性实施例D-3中，HAT自行车可以将其叶片泵、其液压马达或HAT配置为具有与用户或HAT自行车的车架的尺寸(例如，长度或高度)成比例的尺寸(例如，长度或高度)或作为用户或车架的这种尺寸的百分比的尺寸(例如，长度或高度)，例如大尺寸泵、马达或HAT，中等尺寸泵、马达或HAT，或者小尺寸泵、马达或HAT。
在该示例性方面D的另一示例性实施例D-4中，HAT自行车可以将其叶片泵、其液压马达或其HAT配置为具有与用户的尺寸(例如，长度或高度)或由路况施加的机械载荷成比例的内部或外部体积，例如大容量(或大容量比)泵、马达或HAT，中等容量(或中等容量比)泵、马达或HAT，或小容量(或小容量比)泵、马达或HAT。替代地，在该示例性方面D的另一示例性实施例D-5中，HAT自行车可以基于通过机械能或机械载荷获得的这种泵、马达或HAT的转速，将其叶片泵、马达或其HAT配置为高速泵、马达或HAT，中速泵、马达或HAT，或低速泵、马达或HAT。
在该示例性方面D的另一示例性实施例D-6中，HAT自行车可以基于容纳在泵、马达或HAT中的流体的压力、从这种泵、马达或HAT排放的流体的压力、用户或车架的重量、机械能或机械载荷，将其叶片泵、马达或其HAT配置为高压泵、马达或HAT，中压泵、马达或HAT，或低压泵、马达或HAT。替代地，在该示例性方面D的另一示例性实施例D-7中，HAT可以被配置为利用由用户提供的机械能或利用基于电池或发电机操作的电动马达提供的机械能来操作。具有HAT的HAT自行车还可以利用由用户提供的机械能或者利用基于电池或发电机操作的电动马达提供的机械能进行操作。
在该示例性方面D的另一示例性实施例D-8中，HAT可以被配置为利用由用户提供的机械能或利用基于电池操作的电动马达提供的机械能来操作。具有HAT和巡航控制器的HAT自行车可以类似地利用用户提供的机械能或者利用基于电池操作的电动马达提供的机械能进行操作。在该示例性方面D的替代方案和另一示例性实施例D-9中，具有HAT的HAT自行车可以包括巡航控制器及其电动马达和电池。
在该示例性方面D的另一示例性实施例D-10中，包括该各种HAT之一的HAT自行车可以包括各种前进离合器。替代地，在该示例性方面D的另一示例性实施例D-11中，包括该各种HAT之一的HAT自行车可以包括至少一个机械或液压制动器，以减慢或停止HAT自行车，其中这样的制动器可以包括在沿着流体路径的不同位置，如上所例示的。
在该示例性方面D的另一示例性实施例D-12中，HAT的液压泵(或马达)单元可以包括如上所例示的各种泵(或马达)。替代地，在该示例性方面D的另一示例性实施例D-13中，HAT的至少一个液压泵(或马达)单元可以包括变量泵(或马达)。
在本公开的另一示例性方面E'(即，方面E')中，HAT自行车可以包括至少一个液压泵单元、至少一个液压马达单元和至少一个控制器单元，并且可以响应于施加在其上的外部机械载荷自动地改变传动比。更具体地，液压马达单元可以基于外部机械载荷将其中容纳的流体加压到马达压力，并且将加压流体排放到液压马达，其中排放量被称为马达排放量。液压泵单元还可以利用由用户提供的机械能将其中容纳的流体加压直至超过马达压力的泵压力，并将加压流体排放到液压马达单元，其中排放量被称为泵排放量。控制器单元可以控制马达(或泵)压力、马达排放量和泵排放量中的至少一个。液压马达单元和液压泵单元中的至少一个可以基于机械载荷、马达(或泵)压力、机械能、液压马达单元的驱动轴的转速、与液压马达单元联接的另一部件的转速、液压泵单元的驱动轴的转速及与液压泵单元联接的另一部件的转速中的至少一个，而可变地调节其排放量。因此，液压马达单元的转速可能变得与液压泵单元的转速不同，并且HAT自行车可以基于液压马达和泵单元的排放量自动改变传动比。
作为上述方面E'的变型的本公开的另一示例性方面E"(即，方面E")，HAT自行车可以包括至少一个液压泵单元、至少一个液压马达单元和至少一个控制器单元，并且可基于外部机械载荷、液压马达单元的驱动轴的转速、与液压马达单元联接的另一部件的转速等中的至少一个，自动地改变传动比。
更具体地，液压马达单元可以响应于机械载荷而将其中容纳的流体加压到马达压力，并且以对应于马达排放量的量排放加压流体。液压泵单元还可以利用由用户提供的机械能将容纳在其中的流体加压至超过马达压力的泵压力，并且以对应于泵排放量的量将加压流体排放到液压马达单元。在另一个示例中，控制器单元可以控制马达(或泵)压力、马达排放量和泵排放量中的至少一个。液压马达单元和液压泵单元中的至少一个可以基于机械载荷、马达(或泵)压力、机械能、液压马达单元的驱动轴的转速、与液压马达单元联接的另一部件的转速、液压泵单元的驱动轴的转速和与液压泵单元联接的另一部件的转速中的至少一个，而可变地调节其排放量。更具体地，液压马达单元、液压泵单元和控制器单元可以间接或直接地与HAT自行车的车架联接。因此，液压马达单元的转速可能变得与液压泵单元的转速不同，并且HAT自行车可以基于液压马达单元和液压泵单元的排放量，自动地改变传动比。
如本文所定义，示例性方面E统称为这样的方面E'以及这样的方面E"，并且这样的方面E的各种实施例如下。
在该示例性方面E的一个示例性实施例E-1中，HAT自行车可以基于用户或HAT自行车的车架的重量，将其液压泵(或马达)单元、其液压泵(或马达)或其HAT配置为轻型单元、泵(或马达)或HAT，常规重量单元、泵(或马达)或HAT，或者重型单元、泵(或马达)或HAT，如上所述。在该示例性方面E的另一示例性实施例E-2中，HAT自行车可以基于用户或HAT自行车的车架的尺寸(例如，长度或高度)或作为其百分比，将其液压泵(或马达)单元、其液压泵(或马达)或其HAT配置为大尺寸单元、泵(或马达)或HAT，中等尺寸单元、泵(或马达)或HAT，或小尺寸单元、泵(或马达)或HAT。在该示例性方面E的另一示例性实施例E-3中，HAT自行车可以基于用户的各种身体状况或路况施加的机械载荷，将其液压泵(或马达)单元、其液压泵(或马达)或其HAT配置为大容量单元、泵(或马达)或HAT，中等容量单元、泵(或马达)或HAT，或低容量单元、泵(或马达)或HAT。作为替代，液压泵(或马达)单元、液压泵(或马达)或HAT可以替代地分为高容量比单元、泵(或马达)或HAT，中等容量比单元、泵(或马达)或HAT，或低容量比单元、泵(或马达)或HAT。
在该示例性方面E的另一示例性实施例E-4中，HAT自行车可以基于用户提供的这种机械能、由路况施加的这种机械载荷等，将其液压泵(或马达)单元、其液压泵(或马达)或其HAT配置为以高速、中等速度或低速旋转。替代地，在该示例性方面E的另一示例性实施例E-5中，HAT自行车可以基于这种单元、泵(或马达)或HAT内的流体压力，从单元、泵(或马达)或HAT排出的流体压力、用户的重量、这样的机械能或这种机械载荷，将其液压泵(或马达)单元、其液压泵(或马达)或其HAT配置为作为高压单元、泵(或马达)或HAT，中压单元、泵(或马达)或HAT，或低压单元、泵(或马达)或HAT操作。
在该示例性方面E的另一示例性实施例E-6中，包括这种HAT的HAT自行车可以被配置为利用由用户提供的机械能或者利用基于电池或发电机操作的至少一个电动马达提供的机械能来操作。在该示例性方面E的另一示例性实施例E-7中，包括上述HAT之一的HAT自行车可以包括巡航控制器以及电动马达和电池。替代地，在该示例性方面E的另一示例性实施例E-8中，包括该各种HAT之一的HAT自行车可以包括电动马达和电池，或者还可以包括发电机或可充电电池。
在该示例性方面E的另一示例性实施例E-9中，包括HAT之一的HAT自行车可以包括各种机械或液压前进离合器之一。在该示例性方面E的另一示例性实施例E-10中，包括各种HAT中的一种的HAT自行车可以通过将至少一个液压制动器并入到各种管中或上述单元或泵(或马达)的各种入口(或出口)中，而减慢或停止自身。在该示例性方面E的另一示例性实施例E-11中，HAT自行车的HAT可以包括液压泵(或马达)单元中的各种类型的泵(或马达)中的至少一个。在该示例性方面E的另一示例性实施例E-12中，液压泵(或马达)单元可以包括至少一个变量泵(或马达)。
在本公开的另一示例性方面F'(即，方面F')中，HAT自行车的HAT可以包括至少一个液压泵、至少一个液压马达和至少一个控制器单元，并且可以响应于施加到HAT自行车上的外部机械载荷而自动改变传动比。更具体地，液压马达可以基于机械载荷将容纳在其中的流体加压到马达压力。液压泵可以限定内部驱动容积，通过以用户提供的机械能来操作其驱动部分而将其中容纳的流体加压至泵压力(其超过马达压力)，并且将加压流体以对应于驱动容积(也可以对应于上述泵排放量)的量排放到液压马达单元。控制器单元可以通过与机械载荷、马达(或泵)压力、机械能、液压马达的转速或与液压马达联接的另一部件的转速中的至少一个同步而执行相对于液压泵(或马达)的驱动部的线性(或平移)运动、曲线运动或旋转运动中的至少一个，控制来自液压泵(或马达)的驱动容积或排放量。由于液压马达可能会吸入从液压泵排放的加压流体，因此液压马达的转速可能变得与液压泵的转速不同，并且HAT自行车可以自动改变传动比。
在作为上述方面F'的变体的本公开的另一示例性方面F"(即，方面F")中，HAT自行车的HAT可以包括至少一个液压泵、至少一个液压马达和至少一个控制器单元，并可基于由外部源(例如路况)施加的机械载荷、液压马达的驱动轴的转速和与液压马达联接的另一部件的转速中的至少一个，自动地改变传动比。更具体地，液压马达可以响应于机械载荷而将其中容纳的流体加压到马达压力。液压泵可以限定内部驱动容积，通过以用户提供的机械能来操作其驱动部而将其中所含的流体加压直至泵压力(其超过马达压力)，以及以对应于驱动容积(也可以对应于上述泵排放量)的量将加压流体排放到液压马达单元。控制器单元可以通过执行与机械载荷、马达(或泵)压力、机械能、液压马达的转速或与液压马达联接的另一部件的转速中的至少一个同步的相对于液压马达(或泵)的驱动部分的线性运动、曲线运动或旋转运动中的至少一个，控制来自液压泵(或马达)的驱动容积或排放量。液压马达、液压泵或控制器单元可以直接或间接地与HAT自行车的车架联接。因此，液压马达可以吸入从液压泵排放的加压流体，并且液压马达的转速可能变得与液压泵的转速不同。因此，HAT自行车可以自动改变传动比。
如本文所定义，示例性方面F统称为这样的方面F'以及这样的方面F"，并且这样的方面F的各种实施例如下。
在该示例性方面F的一个示例性实施例F-1中，HAT自行车可以设置上述控制器单元，使得用户不可以调节或改变(控制)设定点(例如，不可调节的控制设定点)，或者使得用户可以调节(控制)设定点(例如，可调控制设定点)。在该示例性方面F的另一示例性实施例F-2中，HAT自行车可以基于用户或HAT自行车的车架的重量，将液压泵(或马达)或HAT配置为轻型泵、马达或HAT，常规重量泵、马达或HAT，或者重型泵、马达或HAT。在该示例性方面F的另一示例性实施例F-3中，HAT自行车可以基于用户的尺寸(例如，长度或高度)或者HAT自行车的车架的尺寸，或者基于它们之间的百分比，将液压泵(或马达)或HAT配置为具有一定尺寸(例如长度、高度或宽度)，例如大尺寸泵、马达或HAT，中等尺寸泵、马达或HAT，或小尺寸泵、马达或HAT。
在该示例性方面F的另一示例性实施例F-4中，HAT自行车可以将液压泵(或马达)或HAT配置为限定内部或外部体积，其可以基于用户的各种身体状况或由路况施加的机械载荷分为高容量泵、马达或HAT，中等容量泵、马达或HAT，或低容量泵、马达或HAT。作为替代，液压泵(或马达)或HAT可分为高容量比泵、马达或HAT，中等容量比泵、马达或HAT，或低容量比泵、马达或HAT。在该示例性方面F的另一示例性实施例F-5中，HAT自行车可以基于由用户提供的这种机械能或者由路况施加的这种机械载荷，将液压泵(或马达)或HAT的这种驱动部配置为以高速、中等速度或低速旋转。
在该示例性方面F的另一示例性实施例F-6中，HAT自行车可以基于这种泵、马达或HAT内的流体压力、从泵、马达或HAT排出的流体压力、用户的重量、这样的机械能或这种机械载荷，将液压泵(或马达)或HAT配置为作为高压泵、马达或HAT，中等压力泵、马达或HAT，或低压泵、马达或HAT操作。在该示例性方面F的另一示例性实施例F-7中，HAT可以利用由用户提供的机械能或利用基于电池或发电机操作的至少一个电动马达提供的机械能来操作。此外，包括上述HAT之一的HAT自行车也可以利用来自用户的机械能或来自电动马达的机械能来操作。
在该示例性方面F的另一示例性实施例F-8中，HAT可以利用用户提供的机械能或者利用基于电池操作的至少一个电动马达提供的机械能来操作。此外，包括这种HAT之一的HAT自行车可以利用这些能量中的至少一种能量来操作。在该示例性方面F的另一示例性实施例F-9中，包括上述HAT之一的HAT自行车可以包括巡航控制器以及电动马达和电池。
在该示例性方面F的另一示例性实施例F-10中，包括HAT之一的HAT自行车可以包括各种机械或液压前进离合器之一。在该示例性方面F的另一示例性实施例F-11中，包括各种HAT之一的HAT自行车可以通过将至少一个液压制动器并入在各种位置中，例如并入在这些管之一中、并入在这种泵(或马达)的各种入口(或出口)中等，来减慢或停止自身。
在该示例性方面F的另一示例性实施例F-12中，HAT自行车可以包括各种类型的泵中的至少一种以及各种类型的马达中的至少一种，以作为其液压泵及其液压马达。在该示例性方面F的另一示例性实施例F-13中，液压泵和液压马达中的至少一个可以包括至少一个变量泵或马达。
这些示例性方面A至F的这些HAT自行车或其HAT的其它结构或操作细节可以与相同方面的其它示例性实施例的这些HAT自行车或HAT或者不同方面的其它示例性实施例的HAT自行车或HAT类似或相同。这些示例性方面A至F的这些HAT自行车或其HAT的这些结构或操作的变型或修改可进一步与以上描述或下面将要说明的其它示例性方面的这些HAT自行车或其HAT类似或相同。此外，这些示例性方面A至F的这些HAT自行车或其HAT的这些结构或操作的至少一部分可以替代以上描述的或下面将要说明的其它示例性方面的这些HAT自行车或其HAT的至少另一部分，可以被所述至少另一部分替代，可以组合到所述至少另一部分中，或可以与所述至少另一部分一起使用。
在本公开的另一示例性方面H'(即，方面H')中，如上所述，HAT自行车可以包括至少一个车架和至少一个HAT。所述车架可成形和定尺寸为与至少一个前轮和至少一个后轮联接，其中所述前轮围绕其旋转轴旋转，其中所述后轮围绕其旋转轴旋转，并且其中所述车架还可以包括至少两个踏板，所述踏板可以由用户围绕其旋转轴旋转。HAT可以包括至少一个液压泵、至少一个液压马达和至少一个控制器单元，并且可以响应于外部机械载荷自动改变传动比。更具体地，液压马达可以包括驱动轴和驱动部，其中马达驱动部可以通过基于机械载荷围绕马达驱动部的轴旋转，将容纳在液压马达中的流体加压直到马达压力，并且其中所述液压马达可以以马达排放量的量排放加压流体。液压泵可以包括驱动轴和驱动部，其中泵驱动部可以通过利用用户提供的机械能或者利用基于电池操作的电动马达提供的机械能而围绕泵驱动部的轴旋转，将容纳在液压泵中的流体加压直到泵压力(超过马达压力)，并且可以以作为泵排放量的量将加压流体排放到液压马达。控制器单元可以控制马达压力、泵压力或从液压泵或从液压马达排放的排放量。液压马达或液压泵可以基于机械载荷、马达(或泵)压力、机械能、液压马达的驱动轴的转速中的至少一个，可变地调节其排放量。因此，液压马达可以吸入从液压泵排放的加压流体，并且液压马达的转速可以变得与液压泵的转速不同。因此，HAT自行车可以自动改变传动比。
在作为上述方面H'的变型的本公开的另一示例性方面H"(即，方面H")中，HAT自行车还可以包括至少一个车架和各种HAT中的至少一个，如上所述或将在下文中描述的。车架可以成形和定尺寸为与至少一个前轮和至少一个后轮联接，其中前轮围绕其旋转轴旋转，其中后轮围绕其旋转轴旋转，其中车架还可以包括至少两个踏板，所述踏板可以响应于用户提供给其的机械能而围绕其旋转轴旋转，并且其中前轮和后轮的旋转轴之一可以对应于HAT自行车的驱动轴。此外，HAT可以通过响应于机械载荷而可变地调节HAT自行车的驱动轴的转速，来改变传动比，并且可以包括在其中可以并入HAT容量的至少50％的盖子。
如本文所定义，示例性方面H统称为这样的方面H'以及这样的方面H"，并且这样的方面H的各种实施例如下。
在该示例性方面H的一个示例性实施例H-1中，HAT可以包括至少一个盖子，其中这种盖子可以在其中包括或包含液压泵容量的至少50％、液压泵的长轴的至少50％、液压马达的容量的至少50％或液压马达的长轴的至少50％，从而保护液压泵或液压马达免受外部冲击或碰撞的影响。在一个示例中，盖子的长度可以小于车架的长轴的大约75％。HAT可以在其中包括多个管，其中盖可以在其中包括这种管的总内部或外部体积的至少50％、这种管的总长度的至少50％等等，从而保护这些管免受外部冲击或碰撞的影响。盖子还可以包括液压泵(或马达)的至少大部分(或整个部分)，从而保护液压泵(或马达)免受外部冲击或碰撞的影响。
HAT可以包括至少一个液压泵和至少一个液压马达，其中液压马达可以限定驱动轴并且包括马达驱动部。马达驱动部可以围绕其驱动轴旋转，以将容纳在其中的流体加压至马达压力，并且响应于机械载荷以马达排放量的量从其排放流体。液压泵可以限定泵驱动轴并且包括泵驱动部，其中泵驱动部可以响应于机械能而围绕泵驱动轴旋转，同时将其中容纳的流体加压到超过马达压力的泵压力，并且其中泵驱动部可以以泵排放量的量将流体排放到液压马达。液压马达和液压泵中的至少一个可以基于机械载荷、马达(或泵)压力、机械能和液压马达驱动轴的转速中的至少一个，可变地调节其排放量。然后，HAT可以基于液压马达的转速和液压泵的另一转速之差来自动改变这种传动比，而该转速及该另一转速又可以由马达排放量和泵排放量确定。
液压泵可以是叶片泵、齿轮泵或活塞泵，而液压马达可以是叶片马达、齿轮马达或活塞马达。液压泵也可以是变量液压泵，并且液压马达可以是定量液压马达或变量液压马达中的一个。反之，液压泵可以是定量液压泵或变量液压泵中的一个，而液压马达可以是变量液压马达。液压泵和液压马达可以在HAT自行车的车架的长轴的方向上对准，或者可以替代地横向于车架的长轴对准。HAT可以包括至少一个控制器单元，其基于机械载荷、马达(或泵)压力、机械能、液压马达的驱动轴的转速中的至少一个，控制马达压力、泵压力或从液压泵或液压马达排放的排放量。因此，用户可以操纵控制器单元以手动地控制液压马达(或泵)的排放量或这种自动档位切换(或变换)的范围。
在该示例性方面H的一个示例性实施例H-2中，HAT自行车可以将液压泵的驱动轴配置为踏板轴，其中HAT自行车可以包括将液压马达的驱动轴与后轮的旋转轴机械联接的至少一个链条。在该示例性方面H的另一示例性实施例H-3中，HAT自行车可以将液压马达的驱动轴配置为后轮的旋转轴，其中HAT自行车可以包括将液压泵的驱动轴与踏板轴机械联接的至少一个链条。
在该示例性方面H的另一示例性实施例H-4中，HAT自行车可以将其HAT配置为具有可以小于HAT自行车的车架的长度的大约50％、60％、70％、80％、90％或100％的长度。在该示例性方面H的另一示例性实施例H-5中，HAT自行车也可以配置为具有可以小于从前轮的旋转轴到后轮的旋转轴的距离的大约50％、60％、70％、80％、90％或100％的长度。
在该示例性方面H的另一示例性实施例H-6中，控制器单元可以限定至少一个(控制)设定点，并且可以基于该(控制)设定点以及基于机械载荷、马达(或泵)压力和机械能中的至少一个，可变地控制从液压泵(或马达)排放的排放量。HAT自行车还可以允许用户在需要时调节(控制)设定点。
该示例性方面H的各种液压泵、液压马达或HAT中的每一个可以被配置为具有各自可以与上述的或将在下文中进行说明的其它示例性方面类似或相同的重量、尺寸(例如，高度、长度或宽度)、内部(或外部)体积、转速、驱动(或排放)量、内部压力或从其排放的流体的压力。此外，各种类型的这种液压泵或液压马达(包括至少一个变量泵(或马达)，包括换档调节器或换档调节器的结构或操作机构)可以与上述的或下面将要说明的其它示例性方面类似或相同。该方面H的各种HAT自行车还可以包括至少一个这样的前进离合器或这样的液压制动器，其中这种自行车可以利用用户提供的机械能或者利用基于电池操作的电动马达提供的机械能来操作。
在本公开的另一示例性方面I'(即，方面I')中，HAT自行车可以包括至少一个车架和至少一个这样的HAT。车架可以成形和定尺寸为与至少一个前轮和至少一个后轮联接，其中前轮可围绕其旋转轴旋转，其中后轮可围绕其旋转轴旋转，并且其中车架还可以包括至少两个踏板，所述踏板可以由用户围绕其旋转轴旋转。HAT可以包括至少一个液压泵、至少一个液压马达和至少一个控制器单元，并且可以响应于外部机械载荷自动改变传动比。更具体地，液压马达可以响应于机械载荷而将容纳在其中的流体加压直到马达压力。液压泵可以包括驱动部和驱动容积，其中液压泵可以利用用户提供的机械能或者利用基于电池操作的电动马达提供的机械能来操作驱动部，同时将容纳在其中的流体加压到泵压力(其超过马达压力)，并且其中液压泵可以以泵驱动容积的量将加压流体排放到液压马达。控制器单元可以通过执行与机械载荷、马达(或泵)压力和机械能中的至少一个同步的相对于液压泵(或马达)的驱动部的线性运动、曲线运动或旋转运动中的至少一个，控制来自液压泵(或马达)的驱动容积或排放量。因为液压马达可以吸入从液压泵排放的变量的加压流体，液压马达的转速可以变得与液压泵的转速不同，并且HAT自行车可以自动改变传动比。
在作为上述方面I'的变型的本公开的另一示例性方面I"(即，方面I")中，HAT自行车可以包括如上所述的或者将在下文中描述的至少一个车架和各种HAT中的至少一个。车架可以成形和定尺寸为与至少一个前轮和至少一个后轮联接，其中前轮可围绕其旋转轴旋转，其中后轮可围绕其旋转轴旋转，其中车架可以包括至少两个踏板，所述踏板可以基于由用户提供给其的机械能围绕其旋转轴旋转。HAT可以包括至少一个液压泵、至少一个液压马达和至少一个控制器单元，并且还可以响应于外部机械载荷而自动地改变传动比。更具体地，液压马达可以包括马达驱动轴和马达驱动部。马达驱动部可以响应于机械载荷通过围绕马达轴旋转而将容纳在其中的流体加压到马达压力，并且可以以马达排放量的量排放加压流体。液压泵可以包括泵驱动轴和泵驱动部，其中泵驱动部可以利用用户提供的机械能围绕马达驱动轴旋转，同时将容纳在其中的流体加压到泵压力(其超过马达压力)，并且可以以泵驱动容积的量将加压流体排放到液压马达。控制器单元可以控制马达压力、泵压力或从液压泵或液压马达排放的排放量。液压马达或液压泵可以基于机械载荷、马达(或泵)压力、机械能和马达驱动轴的转速中的至少一个，可变地调节其排放量。因此，液压马达可以吸入从液压泵排放的加压流体，并且液压马达的转速可以变得与液压泵的转速不同。因此，HAT自行车可以自动改变传动比。
如本文所定义，一个示例性方面I统指这样的方面I'以及这样的方面I"，并且这样的方面I的各种实施例如下。在一个示例中，HAT可以包括至少一个盖子，其中这样的盖子可以在其中包括或包含液压泵的体积的至少50％、液压泵的的长轴的至少50％、液压马达的体积的至少50％，或液压马达的长轴的至少50％，从而保护液压泵或液压马达免受外部冲击或碰撞的影响。在另一个示例中，HAT可以在其中包括多个管，其中所述盖子可以在其中包括这些管的总内部或外部体积的至少50％、这些管的总长度的至少50％等，从而保护这些管免受外部冲击或碰撞的影响。此外，HAT的长度可以小于车架的长度的约75％，或者小于前轮的旋转轴和后轮的旋转轴之间的距离的大约75％。控制器单元可以限定(控制)设定点，并且可以基于机械载荷、马达(或泵)压力和机械能中的至少一个，可变地控制从液压泵(或马达)排放的流体的排放量。HAT自行车还可以允许用户手动调节(控制)设定点。
在该示例性方面I的一个示例性实施例I-1中，HAT可以包括与示例性方面H的盖子类似或相同的至少一个盖子。在该示例性方面I的另一示例性实施例I-2中，HAT自行车可以将液压泵的驱动轴(即，泵驱动轴)配置为与示例性方面H的这样的轴类似或相同。在该示例性方面I的另一示例性实施例I-3中，HAT自行车可以将液压马达的驱动轴(即，马达驱动轴)配置为与示例性方面H类似或相同。在该示例性方面I的另一示例性实施例I-4中，HAT自行车可以将HAT的长度配置为车架的长度的一定百分比，与示例性方面H的示例性实施例H-4类似或相同。在该示例性方面I的另一示例性实施例I-5中，HAT自行车可以将HAT的长度配置为前轮的驱动轴和后轮的驱动轴之间的距离的一定百分比，与示例性方面H的实施例H-5类似或相同。
在该示例性方面I的另一示例性实施例I-6中，HAT自行车的控制器单元可以具有(控制)设定点，并且还可以基于该设定点以及基于机械载荷、马达(或泵)压力和机械能中的至少一个，可变地控制液压泵(或马达)的排放量。控制器单元可以允许用户手动地或电动地调节(控制)设定点。
该示例性方面I的各种液压泵、液压马达或HAT中的每一个可以被配置为具有各自可以与上述的或将在下面说明的其它示例性方面类似或相同的重量、尺寸(例如，高度、长度或宽度)、内部(或外部)体积、转速、驱动(或排放)量、其中的压力或从其排放的流体的压力。各种类型的该液压泵或液压马达(包括至少一个变量泵(或马达)，包括换档调节器或这种换档调节器的结构或操作机构)可以与上述或下面将要说明的其它示例性方面类似或相同。该方面I的各种HAT自行车还可以包括至少一个这种前进离合器，和至少一个这种液压制动器，其中这种自行车可以利用用户提供的机械能或者利用基于电池操作的电动马达提供的机械能来操作。
在本公开的另一示例性方面J(即，方面J)中，HAT自行车可以包括如上所述的或者将在下文中描述的至少一个车架和各种HAT中的至少一个。车架可以成形和定尺寸为与至少一个前轮和至少一个后轮联接，其中前轮可围绕其旋转轴旋转，并且其中后轮可围绕其旋转轴旋转。HAT自行车也可以成形或定尺寸为接收可以接收用户提供的机械能或者可以接收由基于电池操作的电动马达提供的机械能的踏板轴。此外，HAT自行车可以限定可以是前轮的旋转轴和后轮的另一个旋转轴之一的驱动轴。HAT可以响应外部机械载荷通过利用机械能改变其驱动轴的转速来自动改变传动比。HAT自行车还可以包括至少一个盖子，该至少一个盖子可以在其中包括或包含HAT的内部或外部体积的至少一半、HAT的长轴的长度的至少一半等，或者该至少一个盖子可具有可以小于HAT自行车的车架的长轴的大约50％、60％、70％、80％、90％或100％的长度。
在该示例性方面J的一个示例性实施例J-1中，HAT自行车的HAT可以包括至少一个液压泵和至少一个液压马达，其中液压马达可以包括驱动轴(即，马达驱动轴)和驱动部(即马达驱动部)。马达驱动部可以响应于机械载荷围绕马达驱动轴旋转，由此马达驱动部可以将容纳在其中的流体加压到马达压力，并且以一定量(即，马达排放量)排放加压流体。液压泵可以包括驱动轴(即，泵驱动轴)和驱动部(即，泵驱动部)。泵驱动部可以响应于由用户提供的机械能(或由基于电池操作的马达提供的机械能)而围绕泵驱动轴旋转，由此这样的泵驱动部可以将其中容纳的流体加压到泵压力(其超过马达压力)，并且可以以一定量(即，泵排放量)将加压流体排放到液压马达。此外，液压马达和液压泵中的至少一个可以基于机械载荷、马达(或泵)压力、机械能和液压马达的转速中的至少一个，分别可变地调节其马达排放量或泵排放量。因此，HAT可以通过操纵液压马达的转速和液压泵的另一转速来自动改变传动比，其中这样的转速可以由马达(或泵)的排放量确定。
在该示例性方面J的另一示例性实施例J-2中，HAT自行车的HAT还可以包括至少一个控制器单元，该控制器单元可以基于机械载荷、泵(或马达)压力、机械能和液压马达的转速中的至少一个，可变地操纵马达(或泵)压力、泵排放量和马达排放量中的至少一个。
该示例性方面J的各种液压泵、液压马达或HAT中的每一个可以被配置为具有各自可以与上述的或将在下面说明的其它示例性方面类似或相同的重量、尺寸(例如，高度、长度或宽度)、内部(或外部)体积、转速、驱动(或排放)量、其中的压力或从其排放的流体的压力。各种类型的这种液压泵或液压马达(包括至少一个变量泵或马达，包括换档调节器或这种换档调节器的结构或操作机构)也可以与上述的或下面将要说明的其它示例性方面类似或相同。该方面J的各种HAT自行车可以包括至少一个前进离合器，和至少一个液压制动器，其中这种HAT自行车可以利用用户提供的机械能或者利用基于电池操作的电动马达提供的机械能来操作。
在本公开的另一示例性方面K(即，方面K)中，HAT自行车的HAT可以包括至少一个液压泵、至少一个液压马达和至少一个控制器单元，并且可以响应于施加到其上的外部机械载荷自动地改变传动比。液压马达可以响应于机械载荷而将容纳在其中的流体加压到马达压力。液压泵可以利用由用户提供的机械能将其中所含的流体加压到泵压力(其超过马达压力)，并且可将这种加压流体排放到液压马达。更具体地，液压泵可以被配置为具有可变的驱动容积(即，泵驱动容积)，并且可以将变量的加压流体(即，泵排放量)排放到液压马达。控制器单元可以限定可由用户调节的(控制)设定点，并且可以基于该(控制)设定点以及基于机械载荷、泵(或马达)压力和机械能中的至少一个，可变地操纵泵驱动容积，从而也可以可变地操纵泵排放量。由于液压马达可以吸入以可变泵排放量从液压泵排放的加压流体，液压马达的转速可以变得与液压泵的转速不同，因此，用户可以直接地或间接地可变地改变传动比(或者，可以选择多个可变传动比之一)。
在该示例性方面K的一个示例性实施例K-1中，液压泵可以是变量叶片泵、变量齿轮泵或变量活塞泵中的一个。在该示例性方面K的另一示例性实施例K-2中，液压马达可以是变量液压马达和定量液压马达中的一个。
该示例性方面K的各种液压泵、液压马达或HAT中的每一个可以被配置为具有各自可以与上述的或将在下面说明的其它示例性方面类似或相同的重量、尺寸(例如，高度、长度或宽度)、内部(或外部)体积、转速、驱动(或排放)量、其中的压力或从其排放的流体的压力。各种类型的该液压泵或液压马达(包括至少一个变量泵或马达，包括换档调节器或这种换档调节器的结构或操作机构)可以与上述的或下面将要说明的其它示例性方面类似或相同。该方面K的各种HAT自行车还可以包括至少一个这种前进离合器，和至少一个这种液压制动器，其中这种自行车可以利用用户提供的机械能或者利用基于电池或发电机操作的电动马达提供的机械能来操作。
在本公开的另一示例性方面L(即，方面L)中，HAT自行车的HAT可以包括至少一个液压马达、至少一个液压泵以及至少一个控制器单元。液压马达包括马达驱动轴，并且每马达驱动轴转排放马达压力下马达排放量的流体。液压泵包括外凸轮环和泵驱动轴，其中所述外凸轮环在其中容纳响应于供给到其的机械能而旋转的泵驱动轴的至少一部分，并且其中液压泵将其中的流体加压到泵压力，并且每泵驱动轴转将泵排放量的加压流体排放到液压马达。控制器单元允许从液压泵排放的加压流体的至少一部分向外凸轮环的外部施加其压力，并且随着外部载荷增加而沿着减小泵排放量的方向推动外凸轮环，并且随着外部载荷减小而沿增大泵排放量的另一方向拉动外凸轮环。因此，HAT可以改变泵排放量与马达排放量的比率，并自动改变传动比。
控制器单元可以包括至少一个控制阀、第一流体管和第二流体管，其中第一流体管可以在从液压泵排放的加压流体和外凸轮环的外部之间形成第一流体连通，其中第二流体管可以在外凸轮环的外部和低于泵压力的另一个压力之间形成第二流体连通，其中当外部载荷增加时，控制阀可以打开第一流体连通，同时关闭第二流体连通，并且其中当外部载荷减小时，控制阀可以打开第二流体连通，同时关闭第一流体连通。
控制器单元可以通过施加加压压力的压力以使控制器单元的至少一部分移动以及将控制阀并入第一流体管和第二流体管的至少一个中并打开和关闭控制阀中的至少一种方式，来打开和关闭第一流体通道和第二流体通道中的至少一个。
液压马达可以包括叶片马达、活塞马达、齿轮马达或螺旋马达，而液压泵可包括叶片泵、活塞泵、齿轮泵或螺旋泵。液压马达可以包括定量液压马达或变量液压马达。HAT可以被并入可以包括至少一个踏板的自行车中，使得液压泵可以与踏板可操作联接，并且液压泵可以通过用户旋转踏板而接收机械能。HAT可以被并入到可以替代地包括至少一个电动马达和至少一个电能源的自行车中，使得液压泵可以从马达接收机械能，而马达又可以基于从所述源提供的电能进行操作。
HAT可以被并入具有盖子的自行车，使得盖子可以在其中容纳液压马达的整个部分、液压泵的整个部分、液压马达的至少一半部分，或液压泵的至少一半部分。HAT可以替代地被并入包括踏板和后轮的自行车中，使得液压马达可以与后轮可操作地联接，并且液压泵可以与踏板可操作地联接。
在本公开的另一示例性方面M(即，方面M)中，HAT可以类似地包括至少一个液压马达、至少一个液压泵和至少一个换档调节器。液压马达可以将容纳在其中的流体加压到马达压力，同时因施加到液压马达上的外部机械载荷可能分别增加和减小而增加和减小马达压力。液压泵可以利用提供给其的机械能将容纳在其中的流体加压到高于马达压力的泵压力，并且可以将泵排放量的流体排放到液压马达，其中泵排放量可以分别随外部机械载荷的增加和减小而减小或增加。因此，变速器可以响应于外部载荷的变化并且响应于由外部载荷的变化引起的泵排放量的变化，自动地改变传动比。换档调节器可以操纵传动比改变时的最大外部载荷、传动比改变时的最小外部机械载荷、传动比改变时的最大马达压力以及传动比改变时的最小马达压力中的至少一个。
液压泵可包括外凸轮环、泵驱动轴和泵驱动部，其中外凸轮环可以在其中容纳泵驱动部的至少大部分和泵驱动轴的至少一部分，其中泵驱动轴可随着向其提供机械能而进行旋转，其中每一旋转的泵排放量可以与泵驱动容积成比例，泵驱动容积又是外凸轮环的内部体积减去泵驱动部的体积减去泵驱动轴的至少一部分的另一体积，并且其中外凸轮环可以来回移动，并通过将外凸轮环的中心设置成靠近或远离泵驱动轴而分别减小或增加泵排放量。
液压马达可以是叶片马达、活塞马达、齿轮马达或螺旋马达，而液压泵可以是叶片泵、活塞泵、齿轮泵或螺旋泵。液压马达可以是定量液压马达或变量液压马达。
HAT可以被并入包括至少一个踏板的自行车中，使得液压泵可以与踏板可操作地联接，并且使得液压泵通过用户旋转踏板而接收机械能。HAT可以替代地被并入到包括至少一个电动马达和至少一个电能源的自行车中，使得液压泵接收来自马达的机械能，马达又基于从所述源提供的电能操作。HAT可以被并入包括盖子的自行车中，使得盖子可以在其中容纳液压马达的整个部分、液压泵的整个部分、液压马达的至少一半部分、或液压泵的至少一半部分。HAT可以被并入包括踏板和后轮的自行车中，使得液压马达可以与后轮可操作地联接，并且使得液压泵可以与踏板可操作地联接。
在本公开的另一示例性方面N(即，方面N)中，用于响应于外部机械载荷自动改变传动比的HAT可以包括至少一个液压马达、至少一个液压泵和至少一个控制器单元。液压马达可以包括马达驱动轴，并且可以每马达驱动轴转在马达压力下排放马达排放量的流体。液压泵可包括外凸轮环和泵驱动轴，其中外凸轮环可以在其中容纳可以响应于供给到其的机械能而旋转的泵驱动轴的至少一部分，并且其中液压泵可以将其中容纳的流体加压到泵压力，并且可以每一泵驱动轴转将泵排放量的加压流体排放到液压马达。控制器单元可以包括至少一个压力传感器和至少一个电致动器，其中压力传感器可以监测泵压力和马达压力中的至少一个，其中致动器可以随着外部载荷增加而沿着减小泵排放量的方向移动外凸轮环，并且可以随着外部载荷减小而在增加泵排放量的另一方向上拉动外凸轮环，并且其中致动器可以使外凸轮环移动由泵压力、马达压力以及泵压力和马达压力之差中的至少一个确定的一段距离。因此，HAT可以改变泵排放量与马达排放量的比率，并可以自动改变传动比。
每个示例性方面H至N的HAT自行车或HAT的各种实施例的其它结构或操作特征可以与方面H至N中的其它方面的那些相应实施例类似或相同，或者可以与上述的或者将在下面说明的其它方面的其它实施例类似或相同。此外，示例性方面H至N的HAT自行车或其HAT的各种实施例的变型或修改可以与上述的或者将在下面说明的其它方面的那些变型或修改类似或相同。示例性方面H到N的这些HAT自行车或其HAT的这些结构或操作中的至少一部分也可以替代上述的或下面将要说明的其它示例性方面的这些HAT自行车或其HAT的至少另一部分，可以被所述至少另一部分替代，可以组合到所述至少另一部分中，或可以与所述至少另一部分一起使用。
在本公开的各种HAT自行车的另一示例性方面P(即，方面P)中，一种方法可以为用户提供各种益处并且可以包括以下步骤：基于从诸如路况的外部源施加的机械载荷确定要从液压泵单元(或其液压泵)排出的流体的泵压力(例如压力确定步骤)；以泵转速驱动液压泵单元(或其泵)，并且将容纳在其中的流体加压至泵压力(例如，加压步骤)；根据来自液压泵的排放压力自动改变液压泵的驱动容积，并向液压马达输送可变排放量(例如，排放控制步骤)；通过产生动力并且用所述动力以由液压泵的排放量确定的马达转速驱动液压马达来改变传动比(例如，改变传动比的步骤)；以及允许用户响应于这种机械载荷的变化，选择用于这种改变传动比的范围的第一控制设定点和用于这种改变传动比的响应时间的第二控制设定点中的一个(例如，用户控制步骤)。
在方面P中示例的各种方法的各种示例性实施例可以包括以下特征。加压步骤可以包括与机械载荷的增加成比例地增加来自液压泵的排放压力的步骤。排放控制步骤可以包括与液压泵的驱动容积成反比地控制来自液压泵的排放压力的步骤。排放控制步骤还可以包括将变量叶片泵、变量齿轮泵和变量活塞泵中的至少一个用作这种液压泵的步骤。改变传动比的步骤可以包括将变量液压马达和定量液压马达中的至少一个用作液压马达的步骤。
改变传动比的步骤可以包括以下步骤之一：基于液压泵的排放量的这种排放量，自动确定液压马达的转速；以及根据液压泵的排放量和这种机械载荷之一，自动确定液压马达的转速。此外，该方法可以包括将液压泵的至少50％和液压马达的至少50％并入到HAT的盖子内的步骤(例如，并入步骤)。更具体地，该方法可以包括将液压泵和液压马达沿着其长轴对准，然后将两者彼此液压地联接的第一对准步骤；或者可以包括将液压泵和液压马达沿横向于其长轴的方向对准，然后将两者彼此液压地联接的第二对准步骤。用户控制步骤可以包括在用户操作液压泵时控制第一控制设定点和第二控制设定点中的至少一个的步骤。
在本公开的各种HAT自行车的另一示例性方面Q(即，方面Q)中，一种方法可以保护HAT自行车或其HAT免受外部冲击(或碰撞)的影响，并且可以包括以下步骤：通过根据由外部源(例如路况)施加的机械载荷驱动液压泵而加压容纳在液压泵中的流体，然后将变量的加压流体输送到液压马达，同时根据从液压泵排放的流体的压力控制液压泵的驱动容积(例如，泵排放控制的步骤)；通过利用从液压泵输送的加压流体以马达转速驱动液压马达来产生机械能，并改变由液压马达的转速和液压泵的转速确定的传动比(例如，控制传动比的步骤)；以及通过将液压泵和液压马达各自的至少50％的体积并入到HAT自行车的盖子内，保护液压泵和液压马达免受外部冲击或碰撞的影响(例如，保护步骤)。
在方面Q中示例的各种方法的各种示例性实施例可以包括以下特征。泵排放控制的步骤可以包括以下步骤之一：随着机械载荷的增加，增加从液压泵排放的流体的压力；以及与液压泵的驱动容积成反比地控制由液压泵排放的流体的压力。泵排放控制的步骤还可以包括将液压泵配置为变量叶片泵、变量齿轮泵和变量活塞泵之一的步骤，而控制传动比的步骤可以包括将液压马达配置为变量液压马达和定量液压马达之一的步骤。
此外，控制传动比的步骤可以包括以下步骤之一：基于从液压泵排放的流体的排放量自动确定液压马达的转速；以及基于排放量或机械载荷来确定液压马达的可变转速。该方法可以包括以下第三对准步骤之一：使液压泵和液压马达沿着共同的长轴一个接一个地对准，并将两者彼此液压地联接；和使液压泵和液压马达在横向于其长轴的方向上对准，并且将两者彼此液压地联接。该方法还可以包括用户控制步骤，其允许用户响应于这种机械载荷的变化，选择用于这种改变传动比的范围的第一控制设定点，以及用于这种改变传动比的响应时间的第二控制设定点中的一个。
示例性方面P和示例性方面Q的这些示例性实施例的其它操作细节可以与其对应的示例性实施例类似或相同，或与以上提供的或将在下文中提供的本公开的其它方面的其它相关示例性实施例(包括它们的修改或变形)类似或相同。此外，示例性方面P和Q的这些HAT自行车或其HAT的这种结构或操作的至少一部分也可以替代上述的或下面将要说明的其它示例性方面的这种HAT自行车或其HAT的至少另一部分，可以被所述至少另一部分替代，可以组合到所述至少另一部分中，或可以与所述至少另一部分一起使用。
在本公开的各种HAT自行车的另一示例性方面R(即，方面R)中，一种方法可以提供一种可以允许用户使用液压和无级变速传动比的HAT自行车。该方法可以包括以下步骤：将来自外部源的机械载荷与液压马达同步，以便将容纳在液压马达中的流体加压到马达压力(例如，载荷同步步骤)；将用户机械地供给的能量或由基于电池操作的电动马达供给的能量与液压泵同步，以便将容纳在液压泵中的流体加压到超过马达压力的泵压力(例如，压力同步步骤)；将加压流体以泵排放量的量从液压泵排放到液压马达(例如，泵排放步骤)；并且通过液压马达吸入从液压泵排放的加压流体，然后旋转液压马达的马达驱动轴，同时以马达排放量的量从液压马达排放加压流体(例如，驱动步骤)。该方法可以包括以下步骤中的至少一个：操纵机械载荷、马达压力、泵压力和机械能中的至少一个(例如，用户操纵步骤)；通过作为用户操纵步骤的结果执行载荷同步和压力同步中的至少一个，可变地操纵液压马达的第一驱动容积(即，马达驱动容积)和液压泵的第二驱动容积(即，泵驱动容积)中的至少一个(例如，输送同步步骤)；由于可变马达驱动容积和可变泵驱动容积中的至少一个，以变量排放加压流体，所述变量可以是马达排放量和泵排放量之一(例如，可变排放步骤)；以及作为可变排放步骤的结果，改变马达排放量和泵排放量中的至少一个，从而自动改变传动比(例如，档位变换步骤)。
在方面R中示例的各种方法的各种示例性实施例可以包括以下特征。该方法可以包括将液压泵和液压马达的至少一部分包围在HAT自行车的盖子内以保护这样的部分免受外部冲击或碰撞的影响的步骤(例如，保护步骤)。所述保护步骤还可以包括以下步骤中的至少一个：将所述部分配置为液压泵和液压马达中至少一个的体积的至少50％(或60％、70％、80％、90％或更大)；以及将流体管的长度之和的至少50％(或60％、70％、80％、90％或更大)包围在所述盖子内。所述保护可以替代地包括以下步骤中的至少一个：将盖子配置为具有可以小于HAT自行车的长度的约70％(或60％、50％、40％、30％或更小)的长度；以及将所述盖子的长度配置为小于前轮的旋转轴和后轮的旋转轴之间的距离的约70％(或60％、50％、40％、30％或更小)。
使用HAT自行车的另一种方法可以包括以下步骤中的至少一个：将液压马达的驱动轴设置为HAT自行车的踏板轴，将所述驱动轴设置为自行车的前轮的旋转轴；将所述驱动轴设置为自行车的后轮的旋转轴；使用链条将驱动轴与踏板轴、前轮的旋转轴和后轮的旋转轴中的至少一个联接；以及使用至少一个齿轮将驱动轴与踏板轴、前轮的旋转轴和后轮的旋转轴中的至少一个联接。
使用HAT自行车的另一种方法可以包括以下步骤中的至少一个：将液压马达或液压泵构造为具有小于预设值的重量，以提高驱动效率(例如，轻量化步骤)；将液压马达或液压泵构造为具有小于预设值的尺寸(例如，长度、高度或宽度)、厚度或者内部或外部体积，以提高驱动效率(例如，小型化步骤)；操纵液压马达或液压泵中的每一个以在一定的转速范围内旋转，从而以一定排放量排放加压流体(例如，限制转速范围的步骤)；将液压马达或液压泵配置为在预设值下对流体加压，以提高驱动效率(例如，低压范围驱动步骤)等。上述方法可以包括通过阻止流体流动来减慢或停止自行车的步骤(例如，液压制动步骤)。
如本文所定义，“液压泵”是指利用由用户提供的机械能以对其中所含的流体加压，增大这种流体的压力，并且以加压流体的量将这种流体从液压泵排出的泵。这种液压泵的示例可以包括例如叶片泵、齿轮泵、活塞泵、螺旋泵等。在一个示例中，叶片泵包括结合到转子中的多个叶片，其中转子与叶片泵的驱动轴一起旋转，并且其中叶片在旋转的同时对这种流体进行压缩和加压。在另一示例中，齿轮泵包括多个齿轮，该多个齿轮围绕多个驱动轴旋转并且对位于这些齿轮之间限定的多个间隙中的流体进行加压。在另一示例中，螺旋泵包括单个或多个螺杆，所述螺杆围绕单个或多个驱动轴旋转，并且对位于其螺旋槽中的流体加压。在另一示例中，活塞泵包括容纳流体的单个或多个缸体，并且通过沿着缸体往复运动的单个或多个活塞对流体加压。更具体地，活塞泵可以是旋转活塞泵或往复活塞泵，其中前者利用沿活塞的驱动轴的方向往复运动的活塞对容纳在横向或竖向缸体中的流体进行加压，而后者将活塞的驱动轴的旋转运动转换成往复运动，并且利用活塞对容纳在缸体中的流体加压。此外，这种活塞泵还可以包括轴向活塞泵和径向活塞泵，其中在前者中，活塞在与驱动轴平行的方向上移动，而在后者中，活塞在垂直于驱动轴的方向上移动。
此外，如本文进一步定义的，“液压泵”可以包括“定量液压泵”和“变量液压泵”，使得液压泵的驱动轴的每一转排放的流体量(即，“排放量”)在定量液压泵中是恒定的，但是在变量液压泵中是变化的。因此，变量液压泵可以包括现有技术的变量[1]叶片泵、[2]齿轮泵或[3]活塞泵，而定量液压泵可以包括现有技术的定量[1]叶片泵、[2]齿轮泵、[3]活塞泵或[4]螺旋泵。此外，凸轮泵、涡旋泵(scroll pump)、螺杆泵(progressive cavity pump)、隔膜泵或蠕动泵可以用作定量液压泵，而凸轮泵、涡旋泵、螺杆泵、隔膜泵或蠕动泵可以被构造成具有可变排放量，并且因此用作变量液压泵。
如本文所定义，“液压马达”包括这样的泵：其与上述“液压泵”具有相同的类型，其以与“液压泵”相同的方式操作，但是以与“液压泵”相反的方式起作用。也就是说，与将机械能转换成流体压力的液压泵相反，液压马达通过将流体压力转换为流体流动而产生机械能。在这方面，液压马达可以基于加压的类型进行分类，例如叶片马达、齿轮马达、活塞马达或螺旋马达。此外，液压马达可以包括具有恒定排放量的“定量液压泵”和具有可变排放量的“变量液压泵”。因此，变量液压马达可以包括变量[1]叶片马达、[2]齿轮马达或[3]活塞马达，而定量液压马达可以替代地包括定量[1]叶片马达、[2]齿轮马达、[3]活塞马达或[4]螺旋马达。与以上液压泵的情况相同，凸轮马达、涡旋马达、螺杆马达(progressive cavitymotor)、隔膜马达或蠕动马达可以用作定量液压马达，而凸轮马达、涡旋马达、螺杆马达、隔膜马达或蠕动马达可以被构造成具有可变排放量，并且因此用作变量液压马达。
本公开的“液压泵(或马达)”通常是指“正排量泵(或马达)”。换句话说，这样的液压泵(或马达)每一驱动轴的转排放恒定量的流体，而与机械载荷的大小或变化无关。
然而，应注意的是，这种“液压泵(或马达)”不仅可以包括正排量泵(或马达)，而且也可以包括“变量泵(或马达)”，其指能根据机械载荷的变化每一驱动轴的转排放不同量的流体的泵(或马达)。更具体地，当HAT自行车包括HAT，而HAT又包括至少一个变量液压泵时，HAT还可以包括至少一个正排量液压马达或至少一个变量液压马达。
各种变量叶片泵(或叶片马达)可以如各种现有技术文献中所例示的那样被构造或操作，例如美国专利3,824,045、4,421,462和4,316,706，韩国专利10-1382073、10-1177595和10-1235988等。各种变量齿轮泵(或齿轮马达)可以如各种现有技术文献中所例示的那样构造或操作，例如美国专利3,847,515和韩国专利10-1449224，而变量活塞泵(或活塞马达)可以如现有技术文献中所例示的那样构造或操作，例如韩国专利10-0429928、韩国实用新型20-0467725等。
如本文所使用的，“自行车的车架”或简称为“车架”是指自行车的除把手、座椅、踏板、链轮、机械或液压制动器、前轮、后轮等外的主干。
如本文所使用的，“机械载荷”是指被施加到本公开的HAT自行车上的载荷，这样的载荷通常由用户在其上骑乘HAT自行车的道路的特征或这样的道路的坡度来确定，并且其还由用户或基于电池操作的电动马达施加的机械能确定。因此，当其它条件等同时，随着用户骑乘HAT自行车上坡而不是下坡，机械载荷增加，因为用户向HAY自行车提供更多的机械能等。另外，“机械载荷”也可能受到HAT自行车的加速度的影响。因此，当其它条件等同时，随着用户骑乘HAT自行车同时增加其速度(即加速)而不是降低其速度(即减速)，机械载荷增加。“机械载荷”可能进一步受到用户的重量、装载在HAT自行车上的货物或装载在或附接到HAT自行车的车架上的所有物品的总重量的影响。因此，当其它条件等同时，当附着在HAT自行车上的这些物品的重量增加而不是减小时，“机械载荷”增加。换句话说，“机械载荷”可以被视为使HAT自行车与用户一起且与可选货物一起以所需速度移动所需的机械能。
在本公开中应当理解，术语“由...组成”具有两个不同的含义。当在权利要求中使用该术语时，其对应于用于封闭术语的过渡短语。当该术语用于本公开的其它部分时，该术语对应于“包括”或“制成”，从而该术语不意味着封闭的术语。换句话说，除了在权利要求中之外，在本公开中使用的术语“由…组成”并不意味着封闭的术语。
附图说明
图1a是第一示例性方面的液压自动变速自行车(HAT自行车)的框图；
图1b是第一示例性方面的HAT自行车的第一实施例的框图；
图1c是第一示例性方面的HAT自行车的第二实施例的框图；
图2a是HAT自行车的第二示例性方面的第一实施例的示意图，该HAT自行车并入在各种位置中的各种单元；
图2b是第二示例性方面的第二实施例的示意图；
图2c是第二示例性方面的第三实施例的示意图；
图2d是第二示例性方面的第四实施例的示意图；
图2e是第二示例性方面的第五实施例的示意图；
图2f是第二示例性方面的第六实施例的示意图；
图2g是第二示例性方面的第七实施例的示意图；
图2h是第二示例性方面的第八实施例的示意图；
图2i是第二示例性方面的第九实施例的示意图；
图3a至3e是HAT自行车的第三示例性方面的第一实施例的截面图；
图3f是第三示例性方面的第二实施例的截面图；
图3g和图3h是第三示例性方面的第三实施例的截面图；
图4a是HAT自行车的第四示例性方面的第一实施例的截面图；
图4b是第四示例性方面的第二实施例的截面图；
图5a是HAT自行车及其操作的第五示例性方面的第一实施例的截面图；
图5b是第五示例性方面的第二实施例的截面图；
图6a是HAT自行车及其操作的第六示例性方面的第一实施例的截面图；
图6b是第六示例性方面的第二实施例的截面图；和
图6c是第六示例性方面的第三实施例的截面图。
具体实施方式
本公开的各种“液压自动变速自行车”(以下简称为“HAT自行车”)包括各种“液压自动变速器”(以下称为“HAT”)，这些液压自动变速器可以以各种结构提供，并且可以以各种机制和顺序操作。因此，本公开提供了这种HAT自行车、其HAT以及其各种单元和部件的各种示例性方面和它们的实施例。本公开还提供了结构、操作和使用这种HAT自行车及其HAT的各种方法的各种示例性方面及其实施例。
然而，应当理解，这种HAT自行车及其HAT的各种结构和方法的前述和以下示例性方面及其实施例仅仅是示例性的。因此，本公开的各种HAT自行车及其HAT可以不仅包括在本公开中描述的那些，而且包括在相关领域的普通技术人员的知识范围内的它们的修改或变形。
在本公开的第一示例性方面(即，方面1)中，HAT自行车的HAT可以将在骑乘自行车时施加在HAT自行车的驱动轮(例如，后轮)上的外部机械载荷与变量的加压流体且与利用该变量的加压流体驱动自行车的驱动轴同步(即，“载荷同步”)，从而自动改变传动比。因此，当该方面1的HAT被实施到HAT自行车中时，HAT自行车可以在用户骑行上坡时自动改变传动比(例如，将传动比从3.2降低到0.7)，从而当用户向HAT自行车提供一定量的机械能时，允许用户以较慢的速度但是以更强的力爬坡。相反，当用户骑行下坡时，HAT自行车可以自动地改变传动比(例如，将传动比从1.2增加到5.9)，从而当用户向HAT自行车提供一定量的机械能时，允许用户以更快的速度但是以较弱的力下坡。
图1a是本公开的方面1的液压自动变速自行车(HAT自行车)的框图，其中HAT10可以包括至少一个液压泵单元20、至少一个液压马达单元90、至少一个控制器单元30等。液压泵单元20可以接收由用户提供的第一机械能和/或由基于电池操作或基于由用户操纵的发电机操作的电动马达提供的第二机械能，其中第一机械能和/或第二机械能两者将在下文统称为“机械能”。然后，液压泵单元20可以对容纳在其中的流体加压。因此，可以看到液压泵单元20将机械能转换到加压流体中或转换到加压流体的流动中。为此，液压泵单元20可以采用叶片泵、齿轮泵、活塞泵、螺旋泵或可以对其中容纳的流体加压的任何其它现有技术的泵。例如，叶片泵可以包括结合到转子中的多个叶片，并且可以在围绕叶片泵的驱动轴转动转子时对容纳在其中的流体加压。在另一个示例中，齿轮泵可以包括以预设角度(例如，彼此平行或以小角度)彼此对准的多个旋转螺杆，并且可以在使多个螺杆沿其旋转轴旋转的同时对这些齿轮之间容纳的这种流体加压。在另一示例中，活塞泵可以包括与泵的驱动轴联接的至少一个活塞，并通过使该活塞在缸体内往复运动而对容纳在缸体中的流体加压。在另一示例中，螺旋泵还可以包括多个外螺纹，并且通过使这些螺纹围绕其旋转轴旋转，而对容纳在螺纹之间的流体加压。
图1a中例示的HAT10可以将其液压泵单元20配置为将变量(例如，可变“马达排放量”)的加压流体自动地排放到液压马达单元90，从而自动改变传动比。因此，当液压泵单元20包括至少一个变量液压泵时，液压泵可以限定可变的驱动容积(即，可变“泵驱动容积”)，因此，可以改变(或调节)每一驱动轴(即，“泵驱动轴”)旋转(或转)从液压泵排出的加压流体的量(即，可变的“泵排放量”)。这种变量液压泵的示例可以包括各种现有技术的泵，例如变量叶片泵、变量齿轮泵、变量活塞泵、变量螺旋泵等。液压马达单元90可以吸入(或接收)从液压泵单元20排出的加压流体，并且可以产生(机械)动力。为此，液压马达单元90可以包括例如至少一个变量马达或至少一个定量液压马达，或者两个马达中的至少一个。当液压泵单元20包括至少一个定量液压泵时，液压马达单元90可以优选地包括至少一个变量液压马达单元。
图1a的控制器单元30可以将液压泵单元20配置为与由外部源(例如路况)施加到HAT自行车的驱动轮(例如，后轮)上的机械载荷同步地(以下称为“载荷同步化”或“载荷同步”)，或与液压马达单元90中容纳的流体的压力同步地(以下称为“压力同步化”或“压力同步”)，将容纳在其中的流体加压到一定压力(即“泵压力”)，其中液压马达单元90中的流体压力也可以受到这种机械载荷的影响。通过压力同步和/或载荷同步，控制器单元30由此可以将液压泵单元20配置为以可变泵排放量或者以可变流率将加压流体自动排放到液压马达单元90。液压泵单元20可以利用用户提供的第一机械能(例如，提供到HAT自行车的踏板)和/或由基于电池或基于由用户直接或间接地操作的发电机操作的电动马达所提供的第二机械能，对其中容纳的流体加压。因此，当液压马达单元90包括定量液压马达时，液压马达单元90可以根据从液压马达单元90排放的流体的量(即，“马达排放量”)来驱动HAT自行车。相反，当液压泵单元20包括变量液压马达时，液压马达单元90可以基于马达排放量以及基于这种流体的压力来驱动HAT自行车。应当理解，液压马达单元90可以将流体加压直到一定压力(即，“马达压力”)，其中泵压力超过马达压力，以将加压流体以泵排放量排放到液压马达单元90。
通过液压泵单元20或液压马达单元90的载荷同步或压力同步来提供自动无级变速传动比的进一步细节可以如下。当用户骑乘自行车时，各种机械载荷可施加在HAT自行车的驱动轮(例如，其后轮)上，从而机械载荷可以包括静态载荷，例如HAT自行车的重量、用户重量或路况(例如道路的坡度、道路的粗糙度等)，以及动态载荷，诸如HAT自行车的速度、其加速度、道路曲率等。因此，当用户骑乘HAT自行车上坡时，更多的机械载荷可施加在HAT自行车的驱动轮上，然后施加在驱动HAT自行车的驱动轮的液压马达单元90上。传递到液压泵单元20的机械载荷可以加压(或开始加压)容纳在这种马达单元90中的流体以及设置在液压马达单元90的上游或下游的流体。
液压泵单元20通过流体(或流体的压力)与液压马达单元90压力同步，因此，液压泵单元20的变量液压泵也通过液压马达单元90或其液压马达的上游或下游的流体压力被施加机械载荷。因此，液压泵单元20必须将流体加压到较高的压力以驱动液压马达单元90，为此，液压泵单元20可以减小变量液压泵的驱动容积，并且还可以减小要排放到液压马达单元90的流体的泵排放量。随着泵排放量减小，液压泵可以利用第一和/或第二机械能中的一定量来使其驱动轴更多地旋转(即，增大的转速)。同时，液压马达单元90可以吸入来自液压泵单元20的减小排放量的流体，并且因此，可以使其驱动轴旋转得较少(即，降低的转速)。结果，由于液压泵单元20的驱动轴的转速增加以及液压马达单元90的驱动轴的转速降低，HAT自行车及其HAT可自动改变其传动比。
可以理解，HAT自行车的HAT10的非常独特的特征是其“无级变速传动比”，以及由此产生的“无级自动变速器”。换言之，当液压泵单元20可包括变量液压泵而液压马达单元90可包括定量液压马达时，HAT10可以提供无级传动比，该无级传动比通过与在用户骑乘HAT自行车时施加在HAT自行车的驱动轮(例如，后轮)上的机械载荷同步的这种载荷而被自动确定。这是因为该机械载荷确定驱动HAT自行车的驱动轴所需的流体压力，因为流体压力确定了液压马达单元90中所容纳的流体的压力(即“马达压力”)以及要从液压马达单元90排放的加压流体的量(即，“马达排放量”)，并且因为这些马达压力和马达排放量自动确定液压泵单元20中容纳的流体的压力(即“泵压力”)和要从液压泵单元20排放到液压马达单元90的加压流体的量(即，“泵排放量”)。因此，按上述机制操作的HAT10能够在为用户提供无级变速传动比的同时执行无级自动变速。
根据如图1a所例示的第一示例性方面(即，方面1)的HAT自行车的HAT10可以通过各种实施例来构造和操作。图1b中描绘了该方面1的一个示例性实施例1-1，其中HAT10的控制器单元30可以包括至少一个流动方向控制器40和至少一个排放量控制器50。应当理解，为了简化说明，省略连接HAT10的各种单元和部件的各种流体管。
如上所述，液压泵单元20的液压泵可以与液压马达单元90中的流体压力进行压力同步，并且因此可以根据压力同步利用第一和/或第二机械能对容纳在其中的流体加压。控制器单元30的流动方向控制器40可以被配置为基于这种压力同步引导加压流体在多个管的网络的某个管中流动。例如，流动方向控制器40可以结合在液压泵单元20的出口中，并且可以被配置为将这样的机械载荷(或其变化)或液压马达单元90中的流体压力(或其变化)通过某个流体管输送到排放量控制器50。流动方向控制器40可以替代地被配置为仅在机械载荷(或其变化)或流体压力(或其变化))可能超过一定阈值时，将这种载荷(或其变化)或液压马达单元90中的压力(或其变化)输送到排放量控制器50。
排放量控制器50也可以基于机械载荷(或其变化)或液压泵(或马达)单元20、90中的流体压力，控制泵排放量(从液压泵单元排放的)、马达排放量(从液压马达单元排放的)或由液压马达单元90吸入的加压流体的量(即，“马达吸入量”)。当液压泵单元20可以包括叶片泵时，排放量控制器50可以增加或减少(即，操纵或控制)叶片泵的驱动轴和外凸轮环的中心之间的距离，从而可变地控制叶片泵的驱动容积、泵排放量或液压马达单元90的吸入(或排放)量。当液压泵单元20可以替代地包括齿轮泵时，排放量控制器50可以增加或减少绕其驱动轴旋转(或回转)的齿轮之间的间隙，从而可变地控制齿轮泵的驱动容积、泵排放量或液压马达单元90的吸入(或排放)量。当液压泵单元20可以包括活塞泵时，排放量控制器50可以增加或减少活塞的移动距离，从而可变地控制活塞泵的驱动容积、泵排放量或液压马达单元90的吸入(或排放)量。当液压泵单元20可以包括螺旋泵时，排放量控制器50可以增加或减少形成在螺旋槽之间的间隙，从而可变地控制这种泵的驱动容积、泵排放量或液压马达单元90的吸入(或排放)量。因此，根据方面I的示例性实施例1-1的HAY10可以通过载荷同步，使HAT自行车的驱动轮(例如，后轮)与施加在其上的机械载荷同步，并且可以通过压力同步，来自动可变地操纵泵排放量或马达吸入(或排放)量，从而为用户提供无级变速传动比，并且使用户能够在用户骑乘自行车的同时享受这种自动变速(即，自动档位变换)。
图1a的方面1的另一示例性实施例1-2在图1c中描绘，其中HAT10的控制器单元30可以包括至少一个流动方向控制器40、至少一个排放量控制器50和至少一个换档调节器60，以及连接HAT10的各种单元和部件的各种流体管，其中为了简化本文的说明，省略了这些管。换档调节器60可以被配置为容易地操纵HAT10改变传动比的机械载荷(或其变化)的一定值，或者容易地操纵HAT10改变传动比的流体压力(或其变化)的另一一定值。为此，换档调节器60可以被配置为机械操纵或电操纵这些值或量。此外，换档调节器60也可被配置为允许用户易于机械操纵或电操纵液压泵单元20的驱动容积、液压泵单元20的排放量，或其用于这种自动变速的传动比。
当HAT不包括任何换档调节器60时，HAT用以改变传动比的机械载荷的一定值(或流体压力的另一值)是相当固定的，而液压泵单元20的泵排放量根据机械载荷也是固定的。因此，这样的固定值对于运动用户可能太轻微，但对于老年用户来说可能对身体要求太高。但是当HAT10可以包括至少一个换档调节器60时，用户可以基于他或她的身体状况或情况，手动或电动控制HAT10可用以改变传动比的机械载荷(或其变化)或流体压力(或其变化)的一定值。这样的用户可以基于施加在驱动轮(例如，后轮或前轮)上的机械载荷、基于身体状况或情况，进一步控制液压泵单元20的驱动容积、其排放量或传动比。因此，一名年轻的运动员可以将这些值控制成使得他或她可以享受激烈骑乘，而老年用户可以控制这样的值以舒适地骑乘HAT自行车，而不必硬蹬自行车的踏板。
实施例1-2的第一示例是可以操纵流体压力的换档调节器60，其中换档调节器60可以是现有技术的液压阀，或能够减少在其中流动的流体压力的任何现有技术的管。换档调节器60可以并入到多个位置中，例如在液压泵单元20的液压泵的下游、在连接液压泵和流动方向控制器50的管中、在设置在液压泵和排放量控制器50之间的管中、在流动方向控制器40和排放量控制器50之间的管中、在流动方向控制器40的上游或下游、在排放量控制器50的上游，或在能够影响在流动方向控制器40或排放量控制器50的上游或下游的流体的压力的任何其它位置。结果，流过换档调节器60的流体可能会失去其能量，并且这种流体的压力可以依赖于例如这种流体流过调节器60可用的面积或体积、其长度、其横截面积或形状等而减小，由此用户可以增加或减少用于这种自动变速的机械载荷或流体压力的值。
实施例1-2的第二示例是换档调节器60，该换档调节器60也可以例如响应于施加到HAT自行车的驱动轮上的机械载荷(或其变化)或响应于流体压力(或其变化)，而增加或减少由流动方向控制器40控制流动方向的范围。示例性的换档调节器60可以将机械弹簧***到流动方向控制器40，并且可以配置弹簧以通过弹簧的压缩力或伸展力来响应这种流体压力(或其变化)，其中流动方向控制器40可以响应于机械载荷、流体压力或其变化而引导流体在特定管中流动，并且可以自动地将其输送到排放量控制器50。当用户伸展或压缩弹簧并改变其长度时，这样的弹簧可能由于其长度的变化而施加不同大小的压缩力或伸展力，由此换档调节器60可以增加或减小HAT10改变传动比的机械载荷的值或流体压力的值。这种换档调节器60可以并入到各种位置，例如在流动方向控制器40内、在流动方向控制器40的一端中、在流动方向控制器40和排放量控制器50之间、在影响流动方向的任何其它位置中，或在能够影响控制流动方向的范围的任何其它位置中。
实施例1-2的第三示例是换档调节器60，该换档调节器60也可以例如响应于施加在HAT自行车的驱动轮(例如，后轮)上的机械载荷(或其变化)或响应于液压马达单元90中的流体的压力(或其变化)，增加或减少由排放量控制器50控制泵(或马达)排放量的范围。因此，换档调节器60可以控制通过排放量控制器50控制的范围，从而控制泵的排放量，或马达的吸入(或排放)量。当液压泵单元20可以包括叶片泵时，换档调节器60可以包括能够增加或减少流体压力的至少一个部分(例如，“压力产生部件”)，其又可以确定叶片泵的驱动轴与叶片泵的外凸轮环的中心之间的距离，或者其又可以确定这样的距离的变化。当液压泵单元20可以包括齿轮泵时，换档调节器40可以包括能够操纵流体压力的这些压力产生部件中的至少一个，其又可以确定形成在围绕其驱动轴旋转的多个齿轮之间的多个间隙的尺寸(例如，驱动容积)，或者其又可以确定这些间隙的变化。当液压泵单元20可以包括活塞泵时，换档调节器40可以包括能够操纵流体压力的这些压力产生部件中的至少一个，其又可以确定活塞泵的活塞行程的距离，或者其又可以确定这样的距离的变化。当液压泵单元20可以包括螺旋泵时，换档调节器40可以包括能够操纵流体压力的这些压力产生部件中的至少一个，其可以确定多个螺旋槽与螺旋泵内壁之间的距离，或者其又可以确定这样的距离的变化。这种压力产生部件可以是能够基于其从其静止长度的变形而产生压缩力或伸展力的现有技术(压缩或伸展)弹簧，可以是能够产生这种力的可压缩气体，等等。
实施例1-2的HAT自行车的HAT10的这种换档调节器为用户提供各种益处。例如，老年用户由于例如他或她的年龄、性别、体力或其它身体状况，而通常在他或她可以提供给HAT自行车的最大量的机械能方面在身体上受限。例如，当HAT中的载荷或所产生的流体压力可能不时地超过用户的身体极限时，这样的用户可能不能应对施加到HAT自行车的驱动轮上的外部机械载荷。在这种情况下，老年用户可以简单地通过降低HAT可以以此执行自动变速(例如，通过自动改变这些传动比)的机械载荷或流体压力的值而获得更高的传动比，这可以通过调节液压泵单元的驱动容积、其排放量等来实现。
在用户为希望增强他或她的体力的年轻运动员的相反情况下，这样的用户可以增加HAT可以执行自动变速(例如，通过自动改变传动比)的机械载荷或流体压力的值，并且可以简单地通过使用如上所述的各种换档调节器之一机械地或电操纵这些值而通过HAT自行车进行所需强度的锻炼。此外，同一用户可以根据不同的情况降低机械载荷或流体压力的这些值。例如，当用户想要用HAT自行车通勤时，他或她可以简单地操纵换档调节器，并降低用于自动变速的这些值。
图1a的方面1的另一示例性实施例1-3涉及另一控制器单元30，其与示例性实施例1-2类似，并且其可以包括至少一个流动方向控制器40、至少一个排放量控制器50和至少一个换档调节器60，以及连接HAT10的各种单元和部件的各种流体管，其中为了简化本文的说明，省略了这些管。应当理解，与可以设定HAT10执行自动变速的机械载荷或流体压力的最小值的实施例1-2的换档调节器相反，该实施例的换档调节器60可以设定HAT10可以执行这种自动变速的机械载荷或流体压力的最大值。为此，换档调节器60可以采用实施例1-2的第二示例的弹簧，但是可以在与实施例1-2的第二示例的弹簧的方向相反的方向上(例如，在流体压力的相反侧)实施这样的弹簧。作为替代，换档调节器60可以与实施例1-2的第三示例中所示的相同，但是可以在流体压力的相反侧实施。
实施例1-3的HAT自行车的HAT10的这种换档调节器还为用户提供各种益处。例如，当用户设定HAT执行自动变速的机械载荷或流体压力的最小值时，HAT可以响应于机械载荷或流体压力的每分钟变化来改变传动比，其中这种频繁的自动变速可能会导致机械部件的磨损。因此，当用户设定用于执行这种自动变速的机械载荷或流体压力的最大值时，这样的HAT可能能够最小化机械部件的磨损，最小化不必要的变速等。
该方面1的上述实施例1-2和1-3中所例示的HAT自行车的HAT10的各种换档调节器可以被配置为使得用户可以机械地(或手动)或电动地或者以这两种方式操纵这些调节器。例如，用户可以手动和机械地操纵这种换档调节器(例如，液压阀、弹簧等)。作为替代，电操纵换档调节器可以利用基于电池或发电机操作并且操纵换档调节器(例如，打开或关闭液压阀，或者伸展或压缩弹簧)的电动马达实现。此外，换档调节器可以被配置为手动地(例如，由用户)或电动地(例如，通过电动马达或另一电动致动器)来操纵。
该示例性方面1的一个示例性实施例的各种HAT自行车、HAT、单元、部件和结构或操作特征可以[1]与同一方面1的另一示例性实施例的相应的自行车、HAT、单元、部件和特征类似或相同或[2]与上文所述的或将在下文中说明的本公开的其它示例性方面的其它示例性实施例的相应的自行车、HAT、单元、部件和特征类似或相同。此外，该方面1的这种示例性实施例的这种自行车、HAT、单元、部件和特征中的至少一部分可以替代如上所述或将在下文中说明的其它示例性方面的其它示例性实施例的其它自行车、HAT、单元、部件和特征中的至少一个，可以被所述至少一个替代，可以组合到所述至少一个中，或可以结合所述至少一个使用。
在本公开的第二示例性方面(即，方面2)中，HAT自行车可以包括如方面1中所例示的各种HAT中的至少一种，其中这些HAT可以并入到HAT自行车的各种位置，并且可以通过各种方法操作。因此，如在方面1中所述，HAT可以在用户骑在自行车上时，通过这样的“载荷同步”使施加在HAT自行车的驱动轮(例如，后轮)上的外部机械载荷与对容纳在液压泵单元和液压马达单元中的至少一个中的变量的流体加压同步。此外，HAT可以通过这样的“压力同步”来驱动至少一个变量(或定量)液压泵单元和至少一个变量(或定量)液压马达单元，进而执行自动变速(例如，自动改变传动比)。因此，当用户骑乘HAT自行车上坡时，施加在自行车的驱动轮上的机械载荷增加，并且HAT可以自动降低传动比，从而使用户能够以较慢的速度但以增加的动力骑行上坡。相反，当用户骑乘HAT自行车下坡时，施加在自行车的驱动轮上的机械载荷减小，并且HAT可以自动变换到高传动比，从而使得用户能够以较高速度但以减小的动力骑行上坡。
该方面2的各种HAT自行车可以将如在方面1的各种实施例中所例示以及将在下文中予以例示的各种HAT并入到自行车的各种位置。更具体地说，由于该方面2的HAT自行车的各种HAT可以包括可以与上述方面1类似或相同的各种单元和部件，该方面2的各种HAT自行车也可以类似地构造或操作。
该方面2的一个示例性实施例2-1在图2a中描绘，其中HAT自行车100可以包括自行车主体70和至少一个HAT10。主体70又可以包括与HAT自行车100的机械骨架相对应的车架(
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不包括在附图中)。主体70还可以包括把手(图中未示出)、座椅79、前轮(图中未示出)、后轮72和至少一个踏板78。HAT10可以包括至少一个液压泵单元20和至少一个液压马达单元90，并且还可以包括至少一个可选控制器单元30，其中液压泵单元20可以包括至少一个液压泵，而液压马达单元90可以包括至少一个液压马达。该图中所示的HAT10例示了液压泵单元20和液压马达单元90制造为整体式制品的布置。
整体式HAT10可以将液压泵单元20的液压泵的驱动轴25用作踏板78的旋转轴，可以将液压马达单元90的液压马达的驱动轴95用作后轮72的旋转轴。因此，HAT10也可以用作可以将踏板轴77与后轮72的旋转轴联接的一种车架。结果，HAT10可以由坚固材料制成，或包括坚固材料。HAT10可以替代地由常规材料制成或包括常规材料，然后可以将另外的坚固车架并入到其中以连接踏板轴77和后轮72的旋转轴。尽管不包括在图中，HAT10的控制器单元30可以在其中包括至少一个流动方向控制器40和至少一个排放量控制器50，这两者在实施例1-1中已经说明；并且可以包括如上文中所说明的至少一个可选换档调节器60。
用户可以根据各种方法操作示例性实施例2-1的HAT自行车100。例如，用户可以坐在座椅79上并且往复地下压踏板78以骑乘自行车100。在图中所示的实施例中，踏板78的旋转轴与液压泵单元20的变量液压泵的驱动轴25重合。因此，由用户下压踏板78供给的或由基于电池或发电机操作的电动马达提供的这种机械能可以驱动(即，旋转)液压泵单元20的液压泵的驱动轴。因此，诸如变量叶片泵、变量齿轮泵、变量活塞泵或变量螺旋泵的液压泵可以利用这样的机械能来加压其中容纳的流体。
当用户骑乘HAT自行车100上坡时，施加在其自行车的驱动轮(例如其后轮)上的机械载荷增加，并且可以传递到液压马达单元90的液压马达中容纳的流体，并且增加这种流体的压力以及从液压马达排出(或吸入)的流体的压力，其中这种压力在下文中被称为“马达压力”。增加的压力也可以被传递到通过“压力同步”与液压马达单元90同步的液压泵单元20，并且因此，液压泵单元20的变量液压泵也可受到机械载荷的影响。结果，液压泵单元20的液压泵也可能必须将流体加压直到更高的压力(被称为“泵压力”)，以驱动液压马达单元90的液压马达。为此，控制器单元30的流动方向控制器可以根据机械载荷或从液压马达排出的流体的压力(即，马达压力)来引导加压流体流过某个管，并且还可以通过“压力同步”使这种加压流体与排放量控制器50同步。排放量控制器50可以减小从液压泵单元20排放的泵排放量，或者可以根据机械载荷或流体压力减小由液压马达单元90吸入的马达吸入量。换句话说，液压泵单元20的液压泵可以增加每一定量的机械能的其驱动轴的转速，从而与当用户在平坦道路上骑乘HAT自行车100时向液压马达单元90供给的加压流体相比，向液压马达单元90供给较少量的加压流体。响应于此，液压马达单元90的液压马达也可以降低其驱动轴的转速，结果，HAT10可以通过切换到较低的传动比来执行这种自动变速。
如上所述，从液压泵排放的加压流体可以被输送到可以基于其类型操作的液压马达。更具体地，当液压马达单元90可以包括定量液压马达时，这样的马达可以以由这种马达的吸入量所确定的一定转速旋转。因此，HAT10可以以由液压泵的驱动轴25的第一转速与液压马达的驱动轴95的第二转速的比确定的传动比来操作。应当理解，HAT自行车100可以将后轮72的旋转轴75配置为与液压马达单元90的液压马达的驱动轴95重合。结果，用户可以以上述传动比方便地享受骑乘自行车100。
相反，当液压马达单元90可以包括变量液压马达时，HAT10可以另外地再次改变传动比，例如通过使变量液压马达的驱动轴95以由马达吸入量和吸入该马达的流体的流体压力确定的转速旋转。在这种情况下，HAT10可以以作为液压泵单元20的第一传动比与液压马达单元90的第二传动比的乘积的总传动比来操作。因此，用户可以进一步享受与具有可以是上述第一和第二传动比之一的单个传动比的自动变速器相比可以更加方便的自动变速器。
图2b中描绘了该方面2的另一示例性实施例2-2，其中，HAT自行车100可以包括自行车主体70和至少一个HAT10。主体70又可以包括作为自行车100的机械骨架的车架70A、70B、70D。主体70可以包括把手(图中未示出)、座椅79、前轮(图中未示出)、后轮72和至少一个踏板78。HAT10可以包括至少一个液压泵单元20和至少一个液压马达单元90，两者被制造为整体制品。HAT10还可以具有至少一个可选控制器单元30。在该实施例2-2中可以看出，控制器单元30的至少大部分被并入到液压泵单元20或液压马达单元90中，使得控制器单元30的中间部分具有最小尺寸或体积。结果，这种结构可以提供比实施例2-1中所例示的外观更细的外观，只要控制器单元30可以在用户骑乘HAT自行车100时承受施加在其上的机械冲击或碰撞即可。
该方面2的另一示例性实施例2-3在图2c中描绘，其中HAT自行车100可以类似地包括自行车主体70和至少一个HAT10，其中主体70可以包括车架70C、70D、把手(图中未示出)、座椅79、前轮(图中未示出)、后轮72和至少一个踏板78。HAT10还可以包括至少一个液压泵单元20和至少一个液压马达单元90，以及至少一个类似可选的控制器单元30。
在该实施例2-3中注意到，控制器单元30的至少大部分被结合到将踏板轴77与座椅79相连接的车架的一部分(其可以对应于图2a和图2b中的车架70A)中，或结合到将座椅79与后轮72连接的车架的另一部分(其可对应于图2a和图2b中的车架70B)中，以使得将踏板轴77与后轮72连接的车架70C的第三部分具有最小尺寸或体积。结果，该结构可以提供与实施例2-1和2-2的外观不同的外观。
实施例2-1至2-3的各种HAT自行车100可以以与方面1的HAT自行车类似或相同的各种方法操作。因此，这些方法的细节在此省略。
该方面2的这些示例性实施例2-1至2-3的HAT自行车100的各种特征可以彼此组合或者可以相互替代。因此，液压泵单元20或液压马达单元90的各个部件可以设置在主体70或车架70A、70B、70C、70D的内部或外部，只要HAT自行车100可以以无级变速传动比执行这种自动变速，并且只要自行车100可以承受静态或动态机械载荷、用户重量等即可。此外，液压泵单元20、液压马达单元90、控制器单元30或其部件可以可释放地实施在主体70或车架70A、70B、70C、70D的内部或外部，使得用户可以容易地修复损坏的单元(或部件)，或可以容易地更换损坏的单元(或部件)。
该方面2的实施例2-1至2-3中所例示的上述HAT自行车100将液压泵单元20的驱动轴25与主体70的踏板轴77联接，或者将液压马达单元90的驱动轴95与后轮72的旋转轴联接。然而，HAT自行车100可以包括：第一辅助齿轮，其设置在踏板轴77和驱动轴25之间，并将踏板轴77与驱动轴25连接；或第二辅助齿轮，其设置在旋转轴75和驱动轴95之间，并将旋转轴75连接到驱动轴95。在这种布置中，变量液压泵单元20的传动比或变量液压马达单元90的传动比可以由于存在这种辅助齿轮而变化。然而，这种HAT自行车100的操作特征可以与实施例2-1至2-3的其它HAT自行车的操作特征类似或相同，因此在此省略。
该方面2的另一示例性实施例2-4在图2d中描绘，其中HAT自行车100可以类似地包括自行车主体70和至少一个HAT10，其中主体70可以包括车架70A、70B、70C、70D、把手(图中未示出)、座椅79、前轮(图中未示出)、后轮72和至少一个踏板78。HAT10还可以包括至少一个液压泵单元20和至少一个液压马达单元90，两者被制造成整体制品。HAT10还可以包括至少一个类似的可选控制器单元30。然而，该实施例的HAT10被配置为比实施例2-1至2-3更短，并且液压泵单元20的液压泵的驱动轴25可以对应于踏板78的踏板轴77。结果，液压马达单元90的液压马达的与后轮72的旋转轴75间隔开的驱动轴95可以通过链条73、齿轮或齿轮组件联接到旋转轴75。
该实施例2-4的HAT自行车100可以以各种方法操作。在一个示例中，用户坐在自行车100的座椅79上，并且可以通过向自行车100提供机械能而开始骑乘自行车100，例如通过使踏板78旋转或通过利用基于电池操作的电动马达提供机械能。由于踏板78的旋转踏板轴77与液压泵单元20的变量液压泵的驱动轴25重合，所以由用户或电动马达提供的机械能可以通过踏板78传递到变量液压泵的驱动轴25，并且可以驱动(即旋转)液压泵的驱动轴25，然后液压泵可以开始对容纳在其中的流体加压，其中液压泵可以是叶片泵、齿轮泵、活塞泵或螺旋泵，并且其中每个这样的泵可以在其驱动部中限定可变体积。
当液压马达中的流体压力或液压马达单元90的入口(或出口)中的流体压力(或其变化)可能超过一定值时，或者当施加到HAT自行车100的驱动轮(例如后轮)的机械载荷(或其变化)可能超过一定值时，控制器单元30的流动方向控制器可以基于流体压力来引导加压流体流向某个管，然后可以将该值发送到排放量控制器50。排放量控制器50可以不管液压马达内部(或入口或出口中)的增大的流体压力(或其变化)并且克服外部机械载荷(或其变化)来操纵变量液压泵，以将其中容纳的流体加压到更高的压力以驱动液压马达。为此，排放量控制器50可将减少量的流体输送到液压马达，从而利用用户提供的固定量的机械能以更高的转速驱动马达的驱动轴。结果，液压马达可以以较低的转速旋转。
液压马达单元90的液压马达可以吸入从液压泵单元20的液压泵排出的加压流体，并且液压马达可以是如上所述操作的定量马达或变量马达。在旋转其驱动轴的同时，液压马达可以产生动力，该动力可以通过链条73、齿轮或齿轮组件传递到后轮72的旋转轴75。
如上所述，该实施例2-4的HAT自行车100可以以各种方式将后轮70的旋转轴75与液压马达单元90的驱动轴95机械联接。例如，HAT自行车100可以包括在后轮72的旋转轴75与液压马达单元90的驱动轴75之间或在踏板77与驱动轴95之间的、具有固定传动比的辅助齿轮(或齿轮组件)，并且可以将这样的辅助齿轮配置为将动力传递到链条73。然后，链条73可以将动力传递到后轮72的旋转轴75或踏板轴77。在这种情况下，变量液压泵单元20的传动比或液压马达单元90的传动比可以与实施例2-1至2-4中的那些不同。该实施例的这种HAT自行车100及其HAT10的其它结构或操作特征可以与上述的或下面将要说明的其它实施例类似或相同，在此省略。
图2e中描绘了该方面2的另一示例性实施例2-5，其中HAT自行车100可以类似地包括自行车主体70和至少一个HAT10，其中主体70可以包括车架70A、70B、70C、70D、把手(图中未示出)、座椅79、前轮(图中未示出)、后轮72和踏板78。该HAT10还可以包括液压泵单元20和液压马达单元90，两者被制造为整体制品。HAT10还可以包括可选的控制器单元30。
该实施例2-5的HAT10可以类似地被配置为具有比上述实施例2-1至2-3更短的长度，并且可以将液压马达的驱动轴95配置为与后轮72的旋转轴75对应。因此，液压泵单元20的液压泵的与踏板78的踏板轴77间隔开的驱动轴25可以通过链条73、齿轮或齿轮组件机械联接到踏板轴77。
该实施例2-5的HAT自行车100可以以各种方法操作。在一个示例中，用户坐在自行车100的座椅79上，并且可以通过向自行车100提供机械能来开始骑乘自行车100，例如通过旋转踏板78或通过利用基于电池操作的电动马达提供所述机械能。在该实施例中，后轮72的旋转踏板轴与液压马达单元90的液压马达的驱动轴95重合。当用户或电动马达向踏板78的旋转轴提供机械能时，链条73可将这种机械能传递到液压泵单元20的变量液压泵的驱动轴上，其中诸如变量叶片泵、变量齿轮泵、变量活塞泵或变量螺旋泵的液压泵可以利用该机械能开始对容纳在其中的流体加压。
当液压马达中的流体压力或液压马达单元90的入口(或出口)中的流体压力(或其变化)可能超过一定值时，或者当施加到驱动轮72的机械载荷(或其变化)可能超过一定值时，流动方向控制器可以基于流体压力引导流体流向某个管，然后可以将该值发送到排放量控制器50。排放量控制器50可以以类似于实施例2-4的方式操纵变量液压泵。结果，液压马达可以以较低的转速旋转。踏板轴77和液压泵单元20的驱动轴25也可以以与实施例2-4类似的方式彼此连接。
该方面2的另一示例性实施例2-6在图2f中描绘，其中，HAT自行车100可以类似地包括自行车主体70、至少一个HAT10和至少一个可选控制器单元30。主体70可以包括车架70A、70B、70C、70D、把手、座椅79、前轮、后轮72和踏板78。该HAT10可以包括液压泵单元20和液压马达单元90，其中控制器单元30被设置为多个部件，每个部件可以被实施到这些单元20、90的每一个中，或被实施到这些单元20、90中的仅一个中。液压马达单元90的驱动轴95与后轮72的旋转轴间隔开，并且因此通过链条73、辅助齿轮或齿轮组件与其连接。液压泵单元20的类似地与踏板78的旋转轴77间隔开的驱动轴25可以通过链条73、辅助齿轮或齿轮组件连接到踏板轴77。在这方面，该实施例2-6的HAT自行车100可以视为实施例2-4和2-5的那些自行车的组合。
该实施例2-6的HAT自行车100可以以各种方法操作。在一个示例中，用户坐在座椅79上，并通过向踏板78的踏板轴77提供机械能而开始骑乘自行车100。在该实施例中，旋转踏板轴77可与液压泵单元20的变量液压泵的驱动轴25联接，同时后轮72的旋转轴75可通过链条73、辅助齿轮或辅助传动单元与液压马达单元90的液压马达的驱动轴95联接。因此，机械能可以传递到液压马达单元90并且可以驱动(即旋转)液压泵的驱动轴25，液压泵然后可以开始对容纳在其中的流体加压。
当液压马达单元90中或在其入口(或出口)处的流体压力(或其变化)可能超过一定值时，或当施加到驱动轮72的机械载荷(或其变化)可能在驾驶时超过一定值时，流动方向控制器可以引导流体流向某一管，并且可以将该值发送到排放量控制器50。排放量控制器50可以以类似于实施例2-4或2-5的方式，自动地操纵液压泵单元20的排放量或液压马达单元90的吸入量。
因此，来自踏板72的踏板轴75(或链条)的动力可以驱动液压泵单元20的液压泵的驱动轴25，并且在液压泵中加压的流体可以被输送到液压马达单元90的液压马达并驱动液压马达。依赖于结构，变量或定量液压马达可以产生如先前实施例中所述的动力，然后可以将这种动力传递到后轮72的旋转轴75。
该实施例2-6的HAT自行车100可以将主体70的踏板轴77机械地联接到液压泵单元20的驱动轴25，或者可以以各种方式将液压马达单元90的驱动轴95与后轮72的旋转轴75机械联接。例如，自行车100可以包括在踏板轴77和液压泵单元20的驱动轴25之间或在后轮72的旋转轴75与液压马达单元90的驱动轴95之间的、具有固定传动比的辅助齿轮(或组件)。变量液压泵单元20的传动比或液压马达单元90的传动比可以变化，因此可以与实施例2-1至2-4不同。该实施例的这种HAT自行车100及其HAT10的其它结构或操作特征可以与上述或下面将要说明的其它实施例类似或相同，在此省略。
如上所述，该实施例2-6的液压泵单元20可以包括至少一个液压泵，例如至少一个变量(或定量)叶片泵、至少一个变量(或定量)齿轮泵、至少一个变量(或定量)活塞泵，或至少一个变量(或定量)螺旋泵。当液压泵单元20可以包括作为其液压泵的叶片泵或齿轮泵时，这种单元20包括叶片泵中的圆形转子或齿轮泵中的圆形齿轮，并且因此，通常可以具有长度和宽度可以具有相似长度的尺寸。相反，当液压泵单元20可以包括活塞泵或螺旋泵时，这种单元20通常可以具有细长尺寸。
该方面2的另一示例性实施例2-7在图2g中描绘，其中HAT自行车100可以类似地包括自行车主体70、至少一个HAT10和至少一个可选控制器单元30。主体70可以包括车架70A、70B、70D、把手、座椅79、前轮、后轮72和踏板78。该HAT10还可以包括液压泵单元20和液压马达单元90，其中液压泵单元20可以包括作为其液压泵的活塞泵，其中两个单元20、90可以提供为整体制品，并且其中所述控制器单元30的至少一部分也可以设置在所述主体70内部。
如图中所描绘，液压泵单元20可以包括细长活塞泵，其包括至少一个缸体、至少一个活塞28P和至少一个活塞杆28R，其中活塞28P可在缸体内往复运动，其中所述活塞杆28R可以将活塞28P可移动地联接到活塞28P的旋转轴28C，并且其中所述旋转轴28C可以结合到所述踏板78的旋转板。结果，当用户或电动马达可能旋转所述旋转板时，旋转轴28C可以以圆形路径旋转。当活塞杆28R将旋转转换成线性往复运动时，活塞28P可在缸体内往复运动，同时对容纳在缸体中的流体加压，然后以泵排放量将加压流体排出缸体。
该实施例2-7的HAT自行车100可以以可与实施例2-1至2-13类似或相同的各种方法操作，并且因此，为了简化说明，这里省略进一步的细节。
该方面2的另一示例性实施例2-8在图2h中描绘，其中HAT自行车100可以包括自行车主体70、至少一个HAT10和至少一个可选控制器单元30，其中这种主体70可以类似于实施例2-7的主体。该HAT10还可以包括液压泵单元20和液压马达单元90，其中液压泵单元20可以包括作为其液压泵的活塞泵。
该实施例的HAT自行车100大体上与实施例2-7类似。然而，与其中车架70C将踏板78的旋转轴77连接到后轮77的旋转轴的实施例2-7的HAT相反，该实施例的HAT10可以包括不同的车架70A、70B。该HAT自行车10的进一步的结构或操作特征可以与实施例2-7的HAT自行车的类似或相同，在此省略。
应当理解，实施例2-1至2-8的各种HAT包括沿着自行车的长轴(或前进骑行方向)布置的液压泵单元20和液压马达单元90，但是该实施例的液压泵单元20、液压马达单元90以及控制器单元30的至少一部分可以沿着可以横向于(即，不平行于)自行车100的长轴的方向或前进骑行方向布置，例如，沿着垂直于长轴并且在长轴的左侧或右侧的方向，沿着垂直于长轴并且在长轴的上方或下方的另一方向，或者沿着与该轴形成锐角的另一方向(例如，倾斜方向)。也就是说，当沿着HAT自行车100的长轴观察时，液压泵单元20、液压马达单元90或控制器单元30的至少一部分可以以堆叠布置来实施。此外，液压泵单元20、液压马达单元90或控制器单元30的至少一部分可以布置在HAT自行车100的、除主体70的车架70A、70B、70C、70D之外的各种位置。因此，液压泵(或马达)单元20、90或控制器单元30的至少一部分可以布置在把手上或把手周围，布置在前(或后)车架上或前(或后)车架周围，布置在前轮(或后轮)上或前轮(或后轮)周围，或布置在自行车100的任何其它合适的位置。
该方面2的另一示例性实施例2-9在图2i中描绘，其中HAT自行车100可以包括可以以堆叠布置来设置的自行车主体70和至少一个HAT10。HAT自行车100还可以包括至少一个可选控制器单元30，其中这样的主体70可以类似于实施例2-8中的主体。该HAT10可以包括液压泵单元20和液压马达单元90。
更具体地说，HAT10可以具有与实施例2-4类似的结构。然而，与液压泵单元、液压马达单元和控制器单元30沿着自行车的长轴对准的实施例2-4的HAT相反，该实施例的HAT10可以包括设置在踏板78右侧的液压泵单元20、设置在踏板78左侧的液压马达单元90等。该HAT自行车10的进一步的结构或操作特征可以与实施例2-4的HAT自行车的类似或相同，在此省略。
注意，本公开的HAT自行车的各种HAT可以具有与实施例2-1至2-9中例示的HAT不同的结构和操作特征。在一个示例中，HAT自行车可以采用前轮作为其驱动轮。在这种情况下，踏板轴77可以驱动液压泵单元20，而在液压泵单元20的液压泵21中加压的流体可以被排放到液压马达单元90。液压马达或液压马达单元90然后可以直接驱动前轮71的旋转轴，或通过链条、辅助齿轮或齿轮组件间接地驱动旋转轴71。然后，液压马达或液压马达单元90可以设置在前轮71中、前轮71上或前轮71周围。作为替代，液压马达或液压马达单元90可以被实施到后轮72、主体70或在HAT自行车100的液压马达单元90可以直接或间接地驱动前轮71的其它位置中。
该示例性方面2的一个示例性实施例的各种HAT自行车、HAT、单元、部件和结构或操作特征可以[1]与同一方面2的另一示例性实施例的相应的自行车、HAT、单元、部件和特征类似或相同或[2]与上文所述的或将在下文中说明的本公开的其它示例性方面的其它示例性实施例的相应的自行车、HAT、单元、部件和特征类似或相同。此外，该方面2的这种示例性实施例的这种自行车、HAT、单元、部件和特征中的至少一部分可以替代如上所述或将在下文中说明的其它示例性方面的其它示例性实施例的其它自行车、HAT、单元、部件和特征中的至少一个，可以被所述至少一个替代，可以组合到所述至少一个中，或可以结合所述至少一个使用。
应当理解，上述方面1和方面2的各种示例和示例性实施例的以下修改或变形也属于这些方面并且落入本公开的范围内。
应当理解，HAT自行车的效率是指每单位机械能的骑行距离，所述机械能可以由用户手动提供或者可以由基于电池或发电机操作的电动马达提供，并且这样的效率通常可以随着液压泵(或马达)单元的重量减小而增加，其中术语“液压泵(或马达)单元”是指液压泵单元和液压马达单元两者，或者这些单元中仅一个，并且其中，以下将骑行的效率简称为“骑行效率”。因此，在骑行效率方面，可能希望减小液压泵(或马达)单元或控制器单元的重量。因此，液压泵或液压泵单元可以被配置为具有可以小于例如约15Kg、10Kg或8Kg的重量，而液压马达或液压马达单元可被配置为具有可以小于例如约15Kg、12Kg或10Kg的重量。当这样的泵或泵单元可以由轻质复合材料或合金制成或者包括轻质复合材料或合金时，这样的重量甚至可以减小到小于约7kg、6Kg、5Kg或4Kg，而这种马达或马达单元可以被配置为具有小于约8Kg、7Kg、6Kg或5Kg的重量。还应当理解，HAT或其液压泵(或马达)单元的重量可以基于用户可能希望的传动比的范围来确定。因此，当用户优先期望低传动比的范围时，这样的用户可能倾向于为运动型的，并且HAT自行车可以被配置为也可以相对较重的重型HAT自行车。相反，当用户优先期望高传动比的范围时，这样的用户可能倾向于为老年型的，或者可能希望使用HAT自行车进行通勤。在这种情况下，HAT自行车或其HAT可能不必由坚固、重的材料制成。
一般来说，现有技术的自行车具有考虑到其用途的重量。例如，现有技术的山地自行车由坚固的材料制成，通常重量超过15Kg，或者有时高达25Kg。相反，现有技术的竞赛自行车通常被制作为具有较小的重量，例如10Kg或更小。因此，包括这种液压泵(或马达)单元和控制器单元的各种HAT可以被配置为具有可以与HAT自行车的车架的重量相匹配的重量。例如，在重量可以小于约10Kg的轻型HAT自行车的情况下，HAT或液压泵(或马达)可以具有与HAT自行车的车架相似或比HAT自行车的车架更小的重量。因此，液压泵(或马达)单元或HAT的重量可以确定为与HAT自行车的总重量(有或没有用户骑在其上)的比率，或确定为与HAT自行车的车架的重量的比率，例如小于约150％、140％、130％、120％、110％、100％、90％、80％、70％、60％、50％、40％或30％。在中等重量的HAT自行车(例如，总重量约10Kg，没有用户坐在上面)的情况下，液压泵(或马达)或HAT的重量与HAT自行车(或其车架)的总重量的比率可以小于约120％、110％、100％、90％、80％、70％、60％、50％或40％。
当车架可以由诸如碳纤维或其等同物的轻质坚固材料制成或可以包括该轻质坚固材料时，车架可以具有小于约5Kg或甚至大约或小于3Kg的重量。在这种情况下，液压泵(或马达)单元、其液压泵(或马达)或HAT的重量与车架的重量的比率可以小于约200％、180％、160％、140％、120％或100％。
液压泵(或马达)单元的重量可以倾向于与包括在其中的液压泵(或马达)的重量成比例。这同样也可大体上适用于HAT。因此，当HAT可以制成轻质制品时，液压泵单元可以倾向于为轻量单元，并且因此，液压泵单元可对流体加压的最大压力可能降低。这也可以使液压泵单元内的流体压力或从这种液压泵单元排放的流体压力降低，并且还可能影响HAT可达到的最大传动比。此外，随着从液压泵单元排出的流体压力降低，液压马达单元中或周围的流体压力也可能降低。结果，液压马达单元也可以被制成轻量单元。基于这些一般原则，制造商可以选取或选择液压泵(或马达)单元或HAT的最佳重量，同时还考虑到骑行效率、用户可能希望的传动比等。
与其重量相似，HAT自行车、其HAT或其液压泵(或马达)单元也可以以各种尺寸(例如，高度、长度或宽度)、各种内部体积、各种外部体积等来提供。考虑到其效率并如上所述，液压泵(或马达)单元可以被制造成具有轻重量的紧凑结构。应当理解，即使当液压泵(或马达)单元可以具有轻重量但体积大时，用户可能会发现骑在这样的HAT自行车上不舒服。例如，当体积大的液压泵联接到踏板的旋转轴时，用户可能会发现旋转踏板并不舒服。因此，从用户的利益出发，通常不去不必要地增加液压泵(或马达)单元、其液压泵(或马达)或HAT的尺寸或体积。
通常，液压泵(或马达)单元的尺寸(或体积)可能倾向于与其中包括的液压泵(或马达)的驱动部的驱动容积或驱动流量成比例，其中液压泵(或马达)的特性可能更多地取决于可以以各种形状和尺寸提供的驱动容积，并且该驱动容积又可以由驱动容积(或部件)的长度、宽度和高度(或半径)确定，而不是由单元的一维尺寸来确定。然而，为了简化说明，这种液压泵(或马达)单元的各种特性将根据可以对应于这些单元的长度、宽度、高度或直径的最大值的、它们的“尺寸”进行描述。在一个示例中，液压泵(或马达)可以包括具有小于约30cm、25cm、20cm或15cm的尺寸的驱动部，其中这种尺寸还可以取决于用户的重量、HAT自行车的主要用途(例如，运动或通勤)、驱动力、用户期望的传动比等。在另一个示例中，当用户期望紧凑的HAT自行车而不管其传动比或驱动力时，液压泵(或马达)可以包括具有小于约14cm、12cm、10cm或8cm的尺寸的驱动部。在另一个示例中，当用户具有小体格或者当用户是孩子时，液压泵(或马达)单元可以在相对低的流体压力范围内操作，并且因此，液压泵(或马达)单元可以包括具有小于约7cm、6cm或5cm的尺寸的驱动部。
因此，当液压泵(或马达)是具有多个叶片的叶片泵(或马达)时，这种单元的驱动部可以包括直径小于约23cm、18cm、13cm、12cm或10cm的转子。当用户喜欢较小或较轻的液压泵(或马达)时，其转子可具有小于约9cm、7cm、5cm或更小的直径。如下文中将要说明的，可以使用叶片泵(或马达)作为其液压泵(或马达)的HAT可以包括外凸轮环，所述外凸轮环可以包围叶片泵(或马达)的驱动部的至少大部分(或整个部分)。因此，制造商可能必须在也考虑到HAT的尺寸由于该外凸轮环而通常大于液压泵(或马达)单元的尺寸的同时选择液压泵(或马达)单元的尺寸。当液压泵(或马达)包括作为液压泵(或马达)的齿轮泵(或马达)时，多个齿轮的尺寸可以被视为这些齿轮的直径的总和，其中这种尺寸可以小于约28cm、23cm、18cm、13cm、12cm或10cm。当较小的液压泵(或马达)是优选的时，泵(或马达)可以具有可以小于约9cm、7cm、5cm或更小的上述尺寸。制造商可能必须在考虑到一对齿轮是在这些齿轮的多个脊和槽彼此啮合的情况下进行操作的，啮合的成对齿轮的实际直径可以小于该对齿轮的直径之和，以及这些齿轮设置在有限尺寸的壳体内的同时，选择液压泵(或马达)单元的尺寸。当液压泵(或马达)包括作为液压泵(或马达)的活塞泵(或马达)时，活塞的行程距离可以看作叶片或齿轮泵(或马达)的尺寸，其中该尺寸可以小于约28cm、23cm、18cm、13cm、12cm或10cm。当较小的液压泵(或马达)是优选的时，泵(或马达)可以具有可以小于约9cm、7cm、5cm或更小的上述尺寸。制造商可能必须在考虑活塞泵(或马达)的缸体的尺寸或厚度，以及将活塞和缸体包围在其中的壳体的尺寸的同时，选择液压泵(或马达)单元的尺寸。当液压泵(或马达)包括作为液压泵(或马达)的螺旋泵(或马达)时，螺杆长度可视为螺旋泵(或马达)的尺寸，其中这种尺寸可以小于约28cm、23cm、18cm、13cm、12cm或10cm。当较小的液压泵(或马达)是优选的时，泵(或马达)可以具有可以小于约9cm、7cm、5cm或更小的上述尺寸。
液压泵(或马达)单元的尺寸或体积可能取决于其长度及其高度。因此，液压泵(或马达)可以具有可与前述段落中例示的上述尺寸相似的高度。对于齿轮泵(或马达)而言，连接一对齿轮的旋转中心的长度可能会超过其高度。对于活塞泵(或马达)而言，行程距离可能会超过活塞泵(或马达)的高度。对于螺旋泵(或马达)而言，螺杆的轴向长度也可能超过其高度。而对于叶片泵(或马达)而言，其高度和长度可以彼此相似。应当理解，液压泵(或马达)单元的长度和高度可以根据如何安装这种液压泵(或马达)而颠倒。在这一方面，可以认为液压泵(或马达)单元的“长度”可以指沿其“长轴”的这种单元的长度，并且液压泵(或马达)单元的“高度”可以指沿其“短轴”的这种单元的长度。
液压泵(或马达)单元的尺寸不仅由上述长度和高度确定，而且由其宽度确定。通常，液压泵(或马达)单元的宽度小于其高度或长度。应当理解，液压泵(或马达)单元越窄，则制造商制造液压泵(或马达)单元可以越方便，并且用户可以越容易操作HAT自行车，并且HAT自行车可以实现更高的骑行效率。因此，液压泵(或马达)或液压泵(或马达)单元的宽度可以小于约20cm、18cm，16cm、14cm、12cm、10cm或更小。较窄的液压泵(或马达)单元也可以更容易地并入到HAT自行车的各种位置，并且在可行的情况下，液压泵(或马达)单元的至少一部分甚至可以并入车架中。当需要更轻的HAT自行车时，液压泵(或马达)单元的宽度可以小于约9cm、7cm、5cm、3cm或更小。
如上所述，示例性方面1和方面2的各种HAT中可包括液压泵和液压马达两者，这种HAT的尺寸可以达到液压泵或马达的尺寸的两倍。当控制器单元也被添加到其中时，HAT的总尺寸可以是液压泵或马达的尺寸的约三倍或更多。但是，如上述方面2的示例性实施例2-9中所描绘的，液压泵单元(或其液压泵)的至少一部分可以替代地堆叠在液压马达单元(或其液压马达)的至少一部分上方，设置在该至少一部分的顶部上，或者设置成与该至少一部分邻近。在这种布置中，HAT的总体尺寸可以小于液压泵(或马达)单元的尺寸的约200％、180％、160％、140％、120％或110％，或者可以与液压泵(或马达)单元的尺寸几乎相同。
也可以根据前轮的旋转轴和后轮的旋转轴之间的距离来选择HAT的尺寸。例如，当HAT可以将液压泵单元与液压马达单元分开设置时，HAT的总长度可以是该距离的大约150％、130％、120％或110％，或者可以与该距离几乎相同。当液压泵和马达单元(或其液压泵和液压马达)设置成彼此分开时，HAT的总长度可以为该距离的约150％、130％、120％或110％，或者可以与该距离几乎相同。此外，当液压泵单元和马达单元(或其液压泵和马达)设置成彼此靠近或彼此上下(或并排)堆叠时，HAT的总长度可以为该距离的大约90％、80％、70％、60％、50％、40％或30％。
类似地，也可以根据车架的长轴的长度来选择HAT的尺寸。例如，当HAT可以将液压泵单元与液压马达单元设置成彼此分开时，HAT的总长度可以为车架的长轴的长度的约180％、160％、140％、130％、120％或110％，或者可以与车架的长轴的长度几乎相同。当液压泵单元和马达单元(或它们的液压泵和马达)设置成彼此靠近或彼此上下(或并排)堆叠时，HAT的总长度可以为车架的长轴的这种长度的约90％、80％、70％、60％、50％、40％或30％。
示例性方面1和方面2的HAT可以包括液压泵和液压马达，这两者可以作为整体制品提供。这种HAT还可以包括盖子，所述盖子可以在其中包围液压泵单元、液压马达单元以及多个管的网络的至少大部分(或整个部分)，其中所述网络可以包括连接到液压泵单元或液压马达单元(或其液压泵或马达)的管、可以设置在液压泵单元和液压马达单元(或它们的液压泵和马达)之间的管，等等。结果，这种HAT的尺寸(例如，长度、宽度或其高度)可以大于液压泵单元和液压马达单元的总体尺寸。此外，考虑到其中包括的所有这种管的尺寸，HAT可以具有大于这些液压泵单元和马达单元的总体尺寸的尺寸。例如，当液压泵单元和液压马达单元设置为整体制品时，HAT可以具有可以小于这些液压泵单元和马达单元中具有较小尺寸的一个的尺寸的大约400％、370％、340％、310％、280％、250％或220％的尺寸。作为替代，包括整体式液压泵和马达单元的HAT可以具有可以小于这些液压泵和马达中具有较小尺寸的一个的尺寸的大约400％、370％、340％、310％、280％、250％或220％的尺寸。
当液压泵单元和液压马达单元被制造为整体制品时，该整体式HAT的尺寸(例如，长度、宽度或高度)可以小于液压泵单元和液压马达单元的尺寸之和(即总体尺寸)，或者可以小于液压泵和液压马达的尺寸之和。在一个示例中，当液压泵和液压马达可以至少部分地堆叠在另一个的顶部上(或沿它们的短轴并排设置)时，HAT的尺寸可以是液压泵单元(或其泵)的尺寸或者液压马达单元(或其马达)的尺寸的大约两倍或更小，这取决于这些单元(或泵和马达)的邻接表面的形状、大小或其它结构特征。因此，包括液压泵单元和液压马达单元的整体制品的整体式HAT可以具有可以是这些液压泵单元和马达单元中具有较大尺寸的一个的尺寸的大约180％、160％、140％、120％或110％的尺寸。作为替代，整体式HAT可以具有可以是这些液压泵和马达中具有较大尺寸的一个的尺寸的约190％、170％、150％、140％、130％、120％或110％的尺寸。
与此相反，HAT可以将液压泵单元的至少一部分但不是整个部分以及液压马达单元的至少一部分但不是整个部分构造为整体制品，或者可以替代地，将液压泵的至少一部分但不是整个部分以及液压马达单元的至少一部分但不是整个部分配置为整体制品，其中这样的布置在下文中可以称为“半整体制品”或“半整体式HAT”，而与包括液压泵单元(或其泵)和液压马达单元以作为整体制品的“整体物品”或“整体式HAT”形成对照。可以理解，半整体式HAT可以在其中包括液压泵单元(或其泵)的整个部分，而包括液压马达单元(或其马达)的仅一部分，或者可以在其中包括液压泵单元(或其泵)的仅一部分，而包括液压马达单元(或其马达)的整个部分。
半整体式HAT可以包括至少一个盖子，并且可以在该盖子内部包括这种液压泵单元和这种液压马达单元以及各种管。因此，半整体式HAT的尺寸可以大于液压泵单元(或其泵)和液压马达单元(或其马达)的总体尺寸。例如，半整体式HAT可以具有可以是这种液压泵单元和马达单元中具有较小尺寸的一个的尺寸的大约400％、370％、340％、310％、280％或220％的尺寸。作为替代，半整体式HAT可以具有可以是这种液压泵和马达中具有较小尺寸的一个的尺寸的大约450％、420％、390％、360％、330％、300％、270％或240％的尺寸。
半整体式HAT也可以具有可以比液压泵单元和液压马达单元在一起的总体尺寸或者液压泵和液压马达在一起的总体尺寸小的尺寸(例如，长度、宽度或高度)。例如，当液压泵单元和液压马达单元可以堆叠在彼此的顶部或并排设置时，半整体式HAT可以具有可以小于液压泵单元(或其泵)的长度、宽度或高度的两倍，或小于液压马达单元(或其马达)的长度、宽度或高度的两倍的尺寸。在另一个示例中，半整体式HAT可以具有可以小于这些液压泵单元和马达单元中具有较大尺寸的一个的尺寸的大约250％、220％、180％、130％、120％或110％的尺寸。作为替代，半整体式HAT可以具有可以小于这些液压泵和马达中具有较大尺寸的一个的尺寸的大约230％、200％、180％、160％、140％、130％或120％的尺寸。
上述整体式或半整体式HAT可以为用户提供各种益处，因为液压泵单元(或其泵)和液压马达单元(或其马达)被提供为相对紧凑的制品。首先，整体式(或半整体式)HAT可以将液压泵单元的至少一部分和液压马达单元的至少一部分包围在其壳体内，因此，可以保护这些单元或这些泵或马达免受外部冲击或碰撞的影响。整体式(或半整体式)HAT还可以通过使得可能存在于非整体式HAT中的间隙最小化而具有更紧凑的结构，由此这样的HAT可以被更容易地实施到轻型HAT自行车中，或者实施到紧凑型HAT自行车中。
即使当HAT可以不被制造为整体式(或半整体式)制品时，HAT也可将其单元或部件并入到HAT自行车的不同位置中，如在方面2的各种示例性实施例中所描述的，并且还可以减小HAT的这些部件中每一个或HAT的尺寸或体积。尽管在附图中未示出，但液压泵单元的至少一部分(或整个部分)、液压马达单元的至少一部分(或整个部分)或控制器单元的至少一部分(或整个部分)可以在可能与HAT自行车的长轴方向不一致而是可能横向于长轴的方向上并入到HAT自行车中，例如，沿着横向方向(例如，向左或向右)，沿着竖向方向(例如，向上或向下)，或者沿着可能横向于长轴的另一方向(例如，相对于长轴成锐角)。结果，可以减小HAT的至少一部分(或整个部分)的尺寸或体积。
更具体地说，当液压泵(或马达)可以设置为轻型泵(或马达)时，在这种泵(或马达)的体积可能较大时，用户可能会觉得骑乘该HAT自行车非常不方便。例如，当附接到踏板的旋转轴的液压泵可能太大或太宽时，用户可能不容易旋转踏板。因此，通过使液压泵(或马达)单元或其泵(或马达)的至少一部分(或整个部分)的尺寸最小化，可以将HAT提供为紧凑制品。
HAT、其液压泵(或马达)单元或其泵(或马达)可以具有可以相对于可以与用户直接相关或可以物理接触用户的、HAT自行车的部分的尺寸选择，或者作为其尺寸与HAT自行车的该部分的尺寸的比率来选择的尺寸。例如，液压泵(或马达)单元或其液压泵(或马达)的宽度可以具有可以小于HAT自行车的座椅的宽度的约125％、100％、90％或80％的宽度。因此，当将HAT并入座椅下方时，用户可能根本不会被这样的单元或泵(或马达)干扰。液压泵(或马达)单元或其液压泵(或马达)可以替代地具有可以小于一对踏板之间的距离的大约110％、100％、90％或80％的宽度。因此，当将HAT结合在踏板之间或踏板周围时，用户可能不会因使用他或她的腿而被干扰。当液压泵(或马达)单元或其液压泵(或马达)可以设置在其它位置时，上述宽度可能不适用。
包括示例性方面1和方面2的各种HAT之一的HAT自行车也可以基于自行车的重量、骑行效率或传动比，将其液压泵(或马达)单元或其液压泵(或马达)配置为具有预设的“排放量”或预设的“容量比”。如上所述，容量比是指液压马达单元(或其液压马达)吸入(或排出)的流体的吸入量(或排放量)与液压泵单元(或其液压泵)吸入(或排出)的流体的吸入量(或排放量)的比率。当液压泵(或马达)是变量型时，也可以计算最大容量(或容量比)和最小容量(或容量比)。
例如，假设液压马达和液压泵的容量比为10或20。当HAT可以增加液压泵和液压马达的容量比以减小传动比时，液压马达的容量可能必须是液压泵的容量的10倍或20倍。因此，液压马达的尺寸或重量可能必须是液压泵的尺寸或重量的10倍或20倍，这可能增加HAT自行车的尺寸或重量并且可能降低骑行效率。在另一个示例中，假设液压马达和液压泵的容量比为1/10或1/20。当HAT增加液压泵和液压马达的容量比以增加传动比时，液压泵的容量可能必须是液压马达的容量的10倍或20倍。因此，液压泵的尺寸或重量可能必须是液压马达的尺寸或重量的10倍或20倍，这可能导致HAT自行车的尺寸或重量增加，并且还可能导致骑行效率的降低。因此，本公开中的这些HAT自行车的各种HAT可以将液压马达单元和泵单元(或它们的马达和泵)的容量或容量比配置为具有一定范围的容量比。例如，HAT可以将液压马达单元和泵单元(或它们的马达和泵)配置为具有小于约10.0、5.0、4.0或3.0的容量比或者是可以在约1.0和2.0之间的容量比。在相反的情况下，HAT可以将液压马达单元和泵单元(或它们的马达和泵)配置为具有落在约0.5和约1.0之间、约0.2和约0.5之间，约0.1和约0.2之间等的容量比。因此，根据HAT自行车的目的或用途，制造商可以将液压马达单元和泵单元(或它们的马达和泵)的适当容量比选择成在上述范围内，甚至在约0.05和1.0之间，或者甚至在10.0和20.0之间。基于此，制造商进而可以选取或选择液压马达单元和泵单元(或它们的马达和泵)的适当尺寸、适当的内部(或外部)体积，或适当的驱动容积。
应当理解，仍然是用户可以骑乘包括示例性方面1和方面2的各种HAT之一的HAT自行车。因此，当用户下压踏板并向HAT自行车传送机械能时，液压泵(或马达)单元的驱动轴的转速在较高范围内可以是大约600rpm(例如，10转/秒)，在高范围内可以是大约200rpm(例如，3.3转/秒)、300rpm、400rpm或500rpm。在正常骑行的情况下，这样的转速通常可以是从约60rpm至约200rpm。基于此，制造商进而可以将液压马达单元和泵单元(或它们的马达和泵)配置为在这些范围中以适当的驱动效率操作。
当液压泵(或马达)单元可以包括作为其液压泵(或马达)的齿轮泵(或马达)、活塞泵(或马达)或螺旋泵(或马达)时，这些泵(或马达)可以在上述转速范围内相当有效地操作。因此，在设计这种液压马达(或泵)单元及其马达(或泵)时以及在将这种单元、泵或马达实施到本公开的各种HAT及各种HAT自行车中时，这些泵(或马达)可能不需要有特别考虑。
然而，当液压泵(或马达)单元包括作为其液压泵(或马达)的叶片泵(或马达)时，制造商可能必须确保这样的叶片泵(或马达)具有适当的效率。在一个示例中，可移动地附接到叶片马达的转子的多个叶片在叶片槽内通过离心力移动，且因此，在较低转速下可能不会有效移动。因此，叶片泵(或马达)可以采用利用机械弹簧通过用弹簧力补充离心力并且通过确保叶片和外凸轮环的内壁之间的紧密密封来辅助叶片的结构。例如，韩国专利10-0866544、10-1041211、10-0195896和10-0563296以及美国专利6,099,261和5,733,113公开了叶片，这些叶片可以包括在外端上的矩形尖端，可以在它们的外端上包括辊子以便减少机械摩擦，可以包括具有旋转端部的叶片以最小化摩擦并且用于控制其移动，或者在它们的外端中可包括可变翼。
相反，包括作为其液压泵(或马达)的叶片泵(或马达)的HAT自行车可能由于其相对较低的转速范围而为用户带来好处。也就是说，由于叶片泵(或马达)以较低的转速旋转，HAT自行车可以提供自动无级变速传动比，同时最小化其部件的机械磨损或由于摩擦导致的能量损失，同时通过采用各种结构来确保叶片与外凸轮环的内壁接触。在一个示例中，每个叶片的一端可在其远端上包括至少一个辊子，该至少一个辊子即使在相对较低的转速下也可恒定地接触并邻接外凸轮环的内壁，同时最小化与内壁的摩擦、辊子和内壁的磨损以及由于这种摩擦导致的能量损失。这种叶片泵还可以包括径向设置在叶片泵内的内凸轮环。因为内凸轮环恒定地支撑每个叶片的相反端，叶片可以恒定地接触并邻接外凸轮环的内壁。因此，即使当转子可能以非常低的转速旋转或停止转动时，叶片也可恒定地保持这样的接触，从而便于将流体吸入其中或从其中排放。应当理解，要接触和邻接外凸轮环的内壁的、每个叶片的端部被称为叶片的“远端”，而与转子相邻的相反端被称为叶片的“近端”。还应当理解，这样的叶片不仅可以在它们的远端中而且可以在它们的近端中包括辊子，其中近端的辊子可以与远端的辊子相同、类似或不同。
更具体地，这种具有辊子的低速叶片泵通常可以包括泵体、与泵体可移动地联接的驱动轴、与驱动轴联接并与其一起旋转的转子、可以径向分布并且可以允许叶片沿着其滑动的多个叶片槽、可以可移动设置在叶片槽内并且各自在其远端可包括至少一个辊子的多个叶片、可以设置在泵体内部并且还可以与驱动轴偏心地布置的外凸轮环、可以邻近叶片的相反端设置的内凸轮环、泵流体入口、泵流体出口。在一端具有这种辊子的每个叶片可基于转子的旋转位置在叶片槽内滑动，并且可以通过内凸轮环而接触和邻接外凸轮环的内壁，而辊子可以随着叶片旋转沿外凸轮环的内壁滚动，从而使与该内壁的摩擦最小化。随着转子和叶片泵的驱动轴旋转，内凸轮环也可以沿相反的方向旋转。即使当转子和驱动轴以低转速旋转时，内凸轮环也可以将叶片推向外凸轮环，并且可以确保这些叶片的辊子恒定地接触这些内壁并密封与这些内壁的任何间隙，同时最小化辊子和这些内壁之间的摩擦、辊子或内壁的磨损以及由于这种摩擦而引起的能量损失。
此外，叶片泵可以包括多个杆形叶片，其中内凸轮环可以邻近转子径向设置。因此，内凸轮环可以恒定地将叶片推向外凸轮环，使得即使当转子以非常低的转速旋转或停止时，每个叶片的一端可以恒定地紧密接触外凸轮环的内壁，并且使得叶片泵可以容易将流体吸入叶片泵，或将流体排出叶片泵。
当叶片泵包括多个杆状叶片，而每个叶片又可以在其近端中包括至少一个辊子时，内凸轮环可以被配置为径向设置并且邻接这些辊子。由于内凸轮环可以支撑并下压近侧滚子，所以即使当转子以低转速旋转或停止时，叶片也可被推动以接触和邻接外凸轮环的内壁，以及接触和邻接内凸轮环的外壁。因此，叶片的近侧辊子和远侧辊子可以恒定地接触内壁和外壁并密封与内壁和外壁的间隙，同时最小化这些辊子与这些内壁和外壁之间的摩擦，这些辊子或内壁或外壁的磨损，以及由于这种摩擦而导致的能量损失。
应当理解，前述段落中提供的这种叶片泵的各种结构和操作可以类似地应用于液压马达单元的叶片马达。
通常，HAT自行车的驱动效率可以取决于液压泵(或马达)的效率或液压泵(或马达)单元的效率，其中驱动效率是指由用户提供或由电动马达提供的机械能的行进距离。特别地，这种驱动效率可能趋于降低，因为液压泵(或马达)单元或其液压泵(或马达)中或周围的流体压力可能增加，并且因为由此产生的摩擦也可能增加。在相反情形下，驱动效率可能趋于增加，因为液压泵(或马达)单元或其液压泵(或马达)内或周围的流体压力可能会降低，并且因为由此产生的摩擦也可能降低。因此，HAT自行车可以将液压泵(或马达)单元或其液压泵(或马达)内或周围的压力配置为小于约120atm，并且可以操作这样的单元、泵或马达。
通常，各种液压泵(或马达)具有不同的机械摩擦来源。在叶片泵(或马达)中，叶片泵的旋转叶片和泵的内壁可能引起这种摩擦，而邻接和旋转的齿轮中的多个齿可能在齿轮泵(或马达)中引起这种摩擦。在活塞泵(或马达)中，往复运动件的外表面和缸体的内壁可能引起摩擦，而旋转螺杆和泵的内壁可能在螺旋泵(或马达)中引起这种摩擦。由于这种摩擦随着这些泵(或马达)内的流体压力而趋于增加，示例性方面1和方面2的这种HAT可以通过将这些泵(或马达)中的压力、吸入到其中的流体的压力或从其排放的流体的压力配置为尽可能低，而使这些泵(或马达)的操作效率以及HAT自行车的驱动效率最大化，只要这些泵(或马达)可以产生足够的动力即可。
因此，假设用户重量的高估计值为约120Kg(考虑到由于HAT自行车的移动而产生的动量)，HAT可以基于所需的传动比、骑行效率或使用HAT自行车的目的，将在骑行期间液压泵(或马达)内的压力或者由液压泵(或马达)单元吸入或排放的流体压力配置为小于约120atm、约100atm、约80atm或约60atm。作为替代，当HAT要被提供为紧凑单元时，HAT可以将由液压泵(或马达)单元吸入或排放的流体压力配置为小于约100atm、约80atm或约60atm。
如上所述，HAT自行车的各种HAT可以包括至少一个换档调节器来控制改变传动比的范围。在一个示例中，当用户与他或她在平坦道路上骑行同时提供较少机械能的情形相比可能必须骑行上坡同时提供更多机械能时，HAT可以基于道路施加的机械载荷来选择所需的传动比。然而，在这种情况下，用户可以选择改变传动比的不同范围。也就是说，用户可以选择以较小范围改变传动比同时向其提供较少的机械能(被称为“软变速”)，或者以更大范围改变传动比同时向其提供更多的机械能(被称为“硬变速”)。一般来说，年长者或小孩可能更喜欢软变速，但是年轻运动员可能更喜欢硬变速以提高他或她的身体状况或运动能力。利用换档调节器，用户可以选择改变传动比的所需范围。
各种HAT自行车及其HAT可根据用户用于各种目的。例如，用户可以使用HAT自行车来提高他或她的身体能力或用于娱乐目的。相反，用户可以使用HAT自行车进行通勤、传送或其它运输目的。为此，HAT自行车可以基于各种能源提供的机械能行进。
在一个示例中并且如在示例性方面1和方面2的各种实施例中所说明的，HAT自行车可以利用用户提供到HAT自行车的踏板上的机械能操作。HAT自行车可以将机械能配置为直接旋转液压泵的驱动轴，其中该驱动轴可以对应于或联接于踏板的踏板轴。作为替代，HAT自行车可以将供给到踏板的踏板轴的机械能配置为操作辅助齿轮，然后使辅助齿轮能够驱动液压泵的驱动轴，或者可以将这样的机械能配置为使链条移动，而链条又可以驱动液压泵的驱动轴。
相反，HAT自行车可以包括电动马达和电池，其中电池可以向电动马达供给电能，并且其中电动马达可以将电能转换成机械能，该机械能然后可以以各种方式传递到HAT自行车。在一个示例中，电动马达可以被联接到液压泵的驱动轴，然后直接驱动液压泵的驱动轴。在另一示例中，电动马达可以被联接到辅助齿轮并驱动这样的齿轮，该齿轮又可以旋转液压泵的驱动轴。在另一示例中，电动马达可以被联接到踏板的踏板轴，并且旋转踏板轴。通过将踏板轴与液压泵的驱动轴联接，电动马达然后可以使液压泵的驱动轴旋转。在另一个示例中，当链条连接踏板轴和液压泵的驱动轴时，电动马达可以驱动踏板轴，同时使链条沿预设方向移动，然后链条可以驱动液压泵的可以与踏板间隔开的驱动轴。
当HAT自行车包括电动马达和电池时，这样的自行车可以仅利用用户提供给踏板的机械能来操作(即，“手动驱动模式”)，可以仅利用电动马达提供的机械能来操作(即“电驱动模式”)，或者可以同时或顺序地利用这两种机械能来操作(即，“混合模式”)。因此，用户可以选择以手动驱动模式、电驱动模式或混合模式骑乘HAT自行车，或者可以在骑乘HAT自行车时从一种模式改变到另一种模式。
当用户以手动驱动模式骑乘HAT自行车时，各种变量液压泵(或马达)可以通过操纵液压泵(或马达)单元或其液压泵(或马达)的驱动容积以及通过响应于外部机械载荷来操纵其排放量，而以无级变速传动比执行自动变速。因此，HAT可能必须通过载荷同步、压力同步或移动同步来操作。然而，当用户以电驱动模式骑乘HAT自行车时，HAT可以不必依赖于载荷同步、压力同步或移动同步。例如，当电动马达以预设的转速或预设的力(或转矩)旋转液压泵的驱动轴时，这种HAT自行车的HAT以无级变速传动比执行自动变速，并且因此，对于HAT和HAT自行车的正常操作而言，载荷同步、压力同步或移动同步都可能变得重要。然而，当HAT自行车可以包括可以监测机械载荷(或其变化)的单独控制器并且执行自动变速时，移动同步可能变得不那么重要或不相关，并且取决于监测这种外部机械载荷的具体方法，载荷同步或压力同步也可能变得无意义。
当HAT自行车包括电动马达和电池时，HAT自行车可以包括巡航控制器，以使用户能够以相对均匀的速度骑乘自行车。例如，用户可以在巡航控制器中设置一定速度。当用户以手动驱动模式骑乘自行车变得疲劳时，或者当用户无法控制上坡骑行时，用户可以从手动驱动模式切换到电驱动模式，并且可以打开巡航控制器，从而利用电动马达提供的机械能以一定的均匀速度骑乘HAT自行车。
HAT自行车的巡航控制器可以包括开/关开关、用于设定一定速度或用于取消先前设定的速度的开关、用于重置速度的开关等。由于巡航控制器的结构和操作特征可以与现有技术汽车中普遍存在的现有技术巡航控制器类似或相同，这里省略进一步的细节。
当HAT自行车包括电动马达和电池时，HAT自行车可以包括可以由用户手动操作并向电池供给进一步的电能的发电机。HAT自行车还可以包括二次电池或可充电电池，并重复使用这些电池。在这种布置中，用户也可以在手动驱动模式期间对电池充电。
发电机或可充电电池不仅可以用于旋转HAT自行车的驱动轴，而且可以用于其它目的。在一个示例中，HAT自行车可以使用发电机或可充电电池来提供电能，以操纵各种控制阀、活塞、开关等。因此，用户可以手动或电动控制控制器单元的不同部件。HAT自行车可以包括用于接通或断开可充电电池的开关，或用于将由用户提供的机械能的一定部分提供给电池的开关。这种可充电电池与各种现有技术对应物类似，因此，这里省略了关于这种发电机或可充电电池的进一步细节。
如上文中简要描述的，HAT自行车可以包括至少一个前进离合器。应当理解，现有技术的机械离合器用于将一个轴与另一个轴连接或断开，用于在不必停止驱动轴的情况下停止某个轴，或者用于在不停止驱动轴的旋转的情况下改变传动比。现有技术的离合器通常可包括互锁离合器或摩擦离合器，其中前者可以在轴不旋转或以低转速旋转时适当地操作，而后者可以在这些轴旋转时操作。在这种情况下，本公开的各种HAT自行车的HAT可以将机械或液压前进离合器结合在踏板轴或后轮的旋转轴中，由此即使当没有向踏板供给机械能时，后轮(或驱动轮)的旋转轴也可以旋转，并且HAT自行车可以沿着前进方向继续移动。
HAT自行车可以将机械或液压前进离合器并入其各种位置。例如，机械前进离合器可以被实施到踏板轴中。当用户下压踏板并沿前进方向旋转踏板轴(例如，沿该方向旋转踏板轴导致沿前进方向骑乘自行车)时，由用户提供的机械能被传递到液压泵，液压泵然后将加压流体输送到液压马达，并使HAT自行车的驱动轴旋转。反过来，当用户沿相反方向下压和旋转踏板轴时，用户提供的机械能不会被传递到液压泵，因此，自行车可以沿前进方向继续移动。
在另一个示例中，机械前进离合器可以被实施到液压泵的驱动轴。也就是说，前进离合器可以在前进方向上将机械能传递到泵驱动轴，而在相反的方向上不传递。因此，液压泵可以对流体加压，将加压流体输送到液压马达，并且仅在前进方向上而不在相反方向上驱动HAT自行车的驱动轴。类似地，机械前进离合器可以被实施到液压马达的驱动轴。也就是说，前进离合器可以在前进方向上而不在相反方向上将机械能传递到马达的驱动轴。因此，液压马达可以对流体加压，并且仅在前进方向上而不在相反方向上驱动HAT自行车的驱动轴，同时允许HAT自行车继续沿前进方向移动，即使当没有向踏板供给机械能也是如此。
相反，HAT自行车可以在其各种位置包括液压前进离合器，并且获得由机械前进离合器执行的这些功能。例如，可以将至少一个单向阀、止回阀或能够防止逆行流体流动的另一现有技术的阀并入到多个管中的一个管中，使得这样的阀可以允许流体在前进方向上流动而不在相反的方向上流动。结果，当将这种阀并入将液压泵单元连接到液压马达单元的管中时，从液压泵单元排放的加压流体可以被输送到液压马达单元，而不是在相反方向上输送。因此，即使用户不下压并旋转踏板或者即使用户可能沿相反方向旋转踏板时，用户也可以继续沿着前进方向骑乘自行车，从而执行机械前进离合器的功能。
HAT自行车可以替代地将这样的阀作为前进离合器结合到液压泵单元(或其液压泵)的流体入口(或出口)中或结合到液压马达单元(或其液压马达)的流体入口(或出口)中。因此，这样的阀可以允许流体在前进方向而不是在相反方向上流动，从而执行机械前进离合器的功能。
有时，用户可能不想将前进离合器包括在HAT自行车中。例如，用户可能希望当他或她沿前进方向下压和旋转踏板时沿前进方向骑乘HAT自行车，而当他或她沿相反方向下压并旋转踏板时沿后退方向骑乘自行车。在这种情况下，制造商(或用户)可能不会在HAT自行车中包括任何机械或液压前进离合器。
HAT自行车可以包括不是液压前进离合器的各种机械前进离合器中的至少一个，可以包括不是机械前进离合器的各种液压前进离合器中的至少一个，或者可以包括各种机械前进离合器中的至少一个以及各种液压前进离合器中的至少一个。HAT自行车还可以包括控制开关，用户可以利用该控制开关来启动或停止前进离合器。
如上所述，HAT自行车可以包括至少一个液压制动器。一般而言，现有技术的自行车包括机械制动器，其用于降低自行车的速度或停止自行车，并且该机械制动器被结合到前轮(或后轮)的轮辋或旋转轴中，并产生摩擦以降低速度或停止。HAT自行车可以类似地包括现有技术的机械制动器以降低速度或停止，并且可以将这种制动器包括在HAT自行车的各种位置中，如现有技术的非HAT自行车中常见的那样。此外，HAT自行车可以包括围绕液压泵(或马达)的驱动轴的这种制动器，并控制该轴的旋转以降低HAT自行车的速度或停止自行车。
在有或没有任何机械制动器的情况下，HAT自行车也可以包括至少一个液压制动器，以降低HAT自行车的速度或使HAT自行车停止。例如，HAT自行车可以将至少一个截止阀、旋塞阀或能够截止从中流过的流体的任何其它阀结合在多个管中的至少一个管中，使得这样的阀可以在其打开状态下允许流体从中流过，而在其关闭状态下可以阻止流体流过。当HAT自行车在将液压泵单元排放的加压流体输送到液压马达单元的管中或沿着所述管包括有液压制动器时，HAT可以打开或关闭液压制动器，以允许或拒绝对液压马达单元的流体供给，从而执行制动器的功能，并控制HAT自行车的速度或使HAT自行车停止。液压制动器可以沿着液压泵(或马达)单元的流体入口(或出口)并入，并入在液压泵(或马达)的流体入口(或出口)处，或并入在流体可以沿其流动的任何其它管中，由此液压制动器可以控制HAT自行车的速度或使HAT自行车停止。HAT自行车可以替代地沿着液压泵(或马达)的流体入口(或出口)或在其中实施多个阀。更具体地，当多个液压制动器被实施在液压马达内部和周围时，用户可以有效地将加压流体捕获在液压马达内，这可能使HAT中的所有流体停止，其中用户可以更容易地控制HAT自行车的速度或使HAT自行车停止。
作为替代，HAT自行车可以通过将加压流体从液压泵(或马达)单元或其液压泵(或马达)快速虹吸到流体箱或从至少一个管快速虹吸到流体箱，由此迅速降低流体压力并降低HAT自行车的速度或使HAT自行车停止，来执行制动功能。例如，HAT自行车可以将至少一个开关阀或切断阀的一端与所述管中的至少一个或液压泵(或马达)的流体入口(或出口)流体联接，并且可以将阀的相反端流体联接到大气或流体联接到其压力被保持在相对低的压力下的流体箱。当用户骑乘HAT自行车时，如上所述，开关阀或切断阀被关闭并且用户可以骑乘HAT自行车，因此，流体不与流体箱或大气流体连通。然而，当用户启动开关阀或切断阀时，这样的阀可以切断正常的流体连通，同时打开引导不可忽略量的大气或引导到流体箱的新通路，从而快速降低管内或在流体入口(或出口)处的流体压力。结果，流体压力迅速下降到流体不能驱动液压泵(或马达)并且HAT停止操作的值，从而降低HAT自行车的速度或使HAT自行车停止。
应当理解，粘性流体流动到流体箱需要有限的时间，并且当流体压力降低到一定值时，液压泵(或马达)可以旋转一点儿。还应当理解，用户可能必须降低驾驶速度或者使其立即停下来。因此，这种开关阀或切断阀可以更靠近液压泵(或马达)单元或其液压泵(或马达)结合，以减少减慢速度或停止的响应时间。
代替在完全打开状态和完全关闭状态下操作的这些开关阀或切断阀，HAT自行车可以包括作为液压制动器的另一个控制阀，其中这种控制阀的示例可以包括蝶阀、针阀或可以在处于这种完全打开和关闭状态之间的至少一个状态下操作的另外的阀。因此，当HAT自行车包括作为液压制动器的该控制阀时，用户可以操纵机械能的量，并操纵在其中流过的流体的量，从而控制这种制动的强度。
HAT自行车还可以利用至少一个机械制动器以及至少一个液压制动器来提高制动效率。例如，HAT自行车可以被配置为，在用户或电动马达可以启动这些液压制动器和机械制动器之一时，HAT自行车可以之后立即或者在一定时间段内启动另一个制动器。在另一示例中，当用户向这些制动器中的第一个提供机械能时，HAT自行车可以之后立即启动第二制动器。但是当用户向这些制动器中的第二个提供机械能时，HAT自行车可以只在一定时间段内启动第一制动器，或者可以逐渐启动第一制动器。替代地，当用户通过向其提供机械能来启动这些制动器中的一个时，HAT自行车可能仅在这种机械能的量可能超过一定值时才启动第二制动器。作为替代，HAT自行车可以将机械制动器和液压制动器配置为彼此独立地操作。
HAT自行车可以包括至少一个链条和驱动该链条的齿轮组件。例如当接收机械能的踏板轴和必须从踏板轴接收这种机械能的液压泵的驱动轴可以彼此间隔开时，当驱动轮(例如，后轮或前轮)的旋转轴和驱动驱动轮的驱动轴的液压马达可以彼此间隔开时，或者当传递机械能的第一部件和从其接收机械能的第二部件可以彼此间隔开时，可以采用链条和齿轮组件。此外，当期望将踏板轴(从用户接收机械能)的转速操纵为不同于液压泵的驱动轴的转速，期望将后轮的旋转轴的转速从液压马达的驱动轴的转速操纵等时，可以采用这种链条和齿轮组件。
类似地，HAT自行车还可以包括在泵、马达、驱动轴、旋转轴等中的至少两个之间的辅助齿轮或齿轮组件。这种辅助齿轮或齿轮组件的结构或操作特征可以类似于前面段落的链条或齿轮组件的结构或操作特征，因此在此省略。
HAT自行车的HAT也可以具有可与上述方面2的实施例2-1至2-9中例示的结构不同的结构。例如，如图2b、2C、2G和2H中所例示的，HAT可以将液压泵(或马达)单元或其液压泵(或马达)中的至少一个配置为暴露于外部。因此，用户可以容易地保持或固定单元、泵或马达，并且可以容易地更换有问题的部件，而不必更换整个泵、马达或单元。
相反地，如图2a、2D、2E、2F和2I中所例示的，HAT可以包括盖子，所述盖子可以在其中包围液压泵(或马达)单元、其液压泵(或马达)以及各种管的至少大部分(或整个部分)。所述盖子可以由轻质但坚固的材料制成或包括这样的材料，并且可以具有各种外部结构或设计。更具体地说，当用户随自行车摔倒在道路上或撞击物体时，所述盖子可以通过吸收外部冲击或碰撞的至少一部分而容易地保护包围在其中的这种管、泵、马达或单元。
如图2a至2H所例示，液压泵(或马达)单元或其液压泵(或马达)的至少一部分(或整个部分)可以沿着与HAT自行车的长轴平行的方向结合到HAT自行车中。相反地，如图2i所例示，液压泵(或马达)单元或其液压泵(或马达)的这一部分可以沿着可以横向于长轴的方向堆叠在彼此的顶部上或并排地堆叠，例如，沿着横向方向(例如，向左或向右)，沿着竖向方向(例如，向上或向下)，或者沿着可以相对于长轴形成锐角的另一方向。因此，HAT自行车或其HAT通常可以以增加其宽度为代价来减小其尺寸。因此，当HAT包括可以包围彼此上下或并排地堆叠的、液压泵(或马达)单元或其液压泵(或马达)的各个部分的盖子时，HAT可以以各种结构制造。
如上所述，当HAT被提供为整体式或半整体式制品时，或者当液压泵单元和液压马达单元(或其泵和马达)堆叠在彼此的顶部上(或并排设置)时，HAT可以设有较小尺寸(例如，其长度、其宽度或其高度)，使得该尺寸可以小于踏板的踏板轴与前轮(或后轮)的旋转轴之间的距离。在这种布置中，如图2d至2F和2I中所例示的，HAT自行车可以包括链条、辅助齿轮或齿轮组件，以适当地传递动力。
该方面2的这样的HAT自行车或者其HAT的这种结构或操作的变型或修改可以与上述的或者将在下文中进行说明的其它示例性方面的这些HAT自行车或其HAT类似或相同。因此，这里省略进一步的细节。
该示例性方面2的一个示例性实施例的各种HAT自行车、HAT、单元、部件和结构或操作特征可以[1]与同一方面2的另一示例性实施例的相应的自行车、HAT、单元、部件和特征类似或相同或[2]与上文所述的或将在下文中说明的本公开的其它示例性方面的其它示例性实施例的相应的自行车、HAT、单元、部件和特征类似或相同。此外，该方面2的这种示例性实施例的这种自行车、HAT、单元、部件和特征中的至少一部分可以替代如上所述或将在下文中说明的其它示例性方面的其它示例性实施例的其它自行车、HAT、单元、部件和特征中的至少一个，可以被所述至少一个替代，可以组合到所述至少一个中，或可以结合所述至少一个使用。
在本公开的第三示例性方面(即，方面3)中，HAT自行车的HAT可以包括：至少一个控制器单元，该控制器单元又可以在其中包括至少一个流动方向控制器；至少一个排放量控制器；以及至少换挡调整器，其中这些控制器或调节器中的每一个可以是可选项。另外，换档调节器可以在流动方向控制器或排放量控制器中并入至少一个机械弹簧。
图3a至3F是本公开的该方面3的HAT自行车的各种HAT的各种示例性实施例的示意图。更具体地说，图3a至3e涉及根据该方面3的第一示例性实施例的HAT的控制器单元的结构和操作特征，而图3f涉及根据其第二示例性实施例的HAT的另一控制器单元的结构和操作特征。为了简化说明，图3a至3F仅描绘了各种液压泵单元(或其泵)和控制器单元，而省略匹配的液压马达单元(或其马达)。
在图3a中描述了该方面3的一个示例性实施例3-1，其中HAT10可以包括至少一个液压泵单元20、至少一个控制器单元30和至少一个液压马达单元(图中未包括)，其中液压泵单元20可以包括作为其液压泵21的叶片泵，并且其中在该实施例中的液压泵是指叶片泵(反之亦然)。叶片泵21可包括圆柱形外凸轮环22、转子23、多个叶片24和驱动轴25，其中转子23可旋转并且设置在外凸轮环22的内部，并且包括驱动轴25以及可移动地设置在转子23的周边上的多个叶片24。更具体地，转子23限定多个叶片槽，所述多个叶片槽在转子23的周边开口并向内穿透，使得叶片24可以朝向转子23的中心移动或从其移开。因此，当转子23旋转并产生离心力时，叶片24可以沿着这些槽移动远离转子23的中心，直到叶片24可以接触到外凸轮环22的内壁并且可以阻止在内壁和叶片24之间的流体流动。
如上文中所说明的，作为本公开的各种HAT的液压泵单元的液压泵而包括的叶片泵21以可以比现有技术的叶片泵的转速明显低的转速操作，并且因此，旋转转子23产生的离心力可能不足以使得叶片24能沿着叶片槽向外朝向外凸轮环22的内壁滑动。即使叶片24可能成功地朝向外凸轮环22向外移动，但离心力可能不足以将叶片24推向外凸轮环22并阻止流体流过叶片24与外凸轮环22的内壁之间的间隙。因此，叶片泵21可以包括在叶片槽内的弹簧或另一个弹性元件，以便补充离心力并确保叶片24紧密接触外凸轮环22的内壁。几篇现有技术文献描述了这种布置，其中韩国专利10-0866544、10-1041211、10-0195896和10-0563296以及美国专利6,099,261和5,733,113公开了一些叶片，这些叶片包括在它们的外端上的矩形尖端，包括在它们的外端上的辊子以减少机械摩擦，包括具有旋转端部的叶片以用于最小化摩擦并且用于控制其移动，包括在它们的外端中的可变翼，等等。
HAT10的液压泵单元20的叶片泵21可以包括至少一个流体入口134和至少一个流体出口135，其中流体入口134可以结合到外凸轮环22的一端中，并且其中流体出口135可以结合在流体入口134的相反侧中。结果，叶片泵21可以通过流体入口134吸入流体，可以利用在外凸轮环22内旋转的叶片24来加压流体，然后将加压流体通过流体出口135向液压马达单元排放。叶片泵21还可以包括设置在其相反端上的两个“圆柱形凸块”，其中第一凸块对应于轻量
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活塞610，并且其中下面将结合控制器单元30说明这样一对凸块的详细结构和功能。
HAT10的控制器单元30可以包括各种部件，其中控制器单元30的三个主要部件通常包括流动方向控制器、排放量控制器和换档调节器。流动方向控制器可以包括调节活塞430、调节缸体44、主控制阀510和主控制阀壳体520(以下简称为“阀壳体”)。如图3a所示，调节活塞430可以在调节缸体440内往复运动，而主控制阀510可以在阀壳体520内往复运动。此外，调节缸体440可以与叶片泵21的流体出口135联接，使得由于流体出口135处的流体压力，调节活塞430可以向内移动到阀壳体520中。为此，调节活塞430和调节缸体440被配置为彼此可移动且紧密地配合，以阻止它们之间的流体泄漏，并且也防止由于这种泄漏引起的压降。相反，主控制阀510可以在阀壳体52内前后滑动，并且可以在它们之间限定间隙或空隙，因为不存在流体从中泄漏的风险。
排放量控制器可以包括外凸轮环阀540和诸如“内管”和“外管”的多个管。内管512可以结合在阀壳体520内，并且内管512的一端可以与流体箱125联接，流体箱125可以保持在可能通常低于大气压力或叶片泵21内部的压力的预设压力下。外管511可以设置在阀壳体520的外部，并且可以与叶片泵21的流体出口135联接。其它的外管可以被配置和设置，以将内管连接到那些圆柱形凸块。更具体地，这样的其它外管可以将第一凸块，即轻量活塞610和第二凸块连接到主控制阀510，以使得外管中的一个可以设置在叶片泵21的侧部上，并且可以成形和定尺寸为可接收轻量活塞610的缸体。在图3a中，主控制阀510设置在阀壳体510内，并且处于内管不与外管连接的位置。
该方面3的该实施例3-1的外凸轮环阀540可以设置成机械地联接到外凸轮环22的外壁。结果，当外凸轮环阀540在横向方向(例如，向左或向右)上移动时，外凸轮环22也可以与之响应而在横向方向上移动。因为外凸轮环22可以不机械地联接到设置在外凸轮环22内部的转子23或驱动轴25，所以外凸轮环阀540的横向运动可能不会使设置在外凸轮环22内部的转子23或驱动轴25移动。因此，如下面将进一步详细说明的那样，外凸轮环阀540的移动与外凸轮环22的移动同步，以下将这种同步称为“移动同步化”或“移动同步”。也就是说，液压泵单元20的各种液压泵21(例如，叶片泵、齿轮泵、活塞泵或螺旋泵)可以被配置为通过这样的移动同步来控制其驱动容积和其排放量。
控制器单元30的换档调节器通常可以包括主控制阀弹簧530、复位弹簧621等。主控制阀弹簧530可以在主控制阀壳体的一端以这样的方向和这样的布置实施，使得弹簧530可以抵抗调节活塞430向内移动到主控制阀壳体520中。相反，复位弹簧621可以以这样的方向和这样的布置来实施，使得弹簧621可以响应设置在叶片泵21的一侧上的轻量活塞610的移动。
图3b示出了如图3a中所描绘的该方面3的实施例3-1的HAT的操作的第一示意图。更具体地，图3b涉及当用户开始骑行上坡并且HAT即将将其档位从高传动比改变为较低传动比时的状态。
如上所述，当用户骑乘HAT自行车上坡时，道路可能将增加量的机械载荷施加到液压马达单元(图中未示出)的液压马达的驱动轴上。结果，液压马达单元中和周围的流体压力增加到马达压力。通过如上所说明的载荷同步，液压马达单元中和周围的流体压力增加也可以增加液压泵单元20中和周围的流体压力。为了让用户继续骑行上坡，液压马达单元20的叶片泵21可能必须利用由用户手动提供的或者通过基于电池操作的电动马达以电动方式提供的机械能将泵压力增加超过马达压力。通过这种压力同步，从液压泵单元20排放到液压马达单元的流体的压力也可能相应地增加。
如图3b所描绘，控制器单元30的流动方向控制器可以通过连接到叶片泵21的流体出口135的外管将从叶片泵21排放的流体输送到调节缸体440。结果，调节活塞430可以移动到图中的右侧。连接到调节活塞430的主控制阀510也可以向内移动到阀壳体520中，直到施加在调节活塞430上的力可以平衡由主控制阀弹簧530产生的压缩力。
当主控制阀510移动到阀壳体520中时，内管可以连接到外管。应当理解，内管可以将连接到从叶片泵21排放的流体的外管511连接到包括包围第一泵(例如轻量活塞610)的缸体的另一个外管。由于从叶片泵21排放的流体通过内管和外管与包围轻量活塞610的缸体连接，该流体可以在抵抗复位弹簧621的同时推动所述轻量活塞610，然后可以使外凸轮环22朝向或靠近复位弹簧621移动。结果是，与图3a相比，叶片泵21的驱动轴25与外凸轮环22的中心之间的距离可能减小，叶片泵20的驱动轴25与外凸轮环22的中心之间的偏心率也可能减小，叶片泵21的驱动容积也可能减小，并且叶片泵21的排放量也可能减小。随着从液压泵单元20输送到液压马达单元的流体量减小(即，排放量减小)，液压马达单元的液压马达可以以减小的流体量驱动，并且因此，可以与在平坦的道路上骑行相比以更低的转速旋转。
图3c是如图3a所描绘的该方面3的实施例3-1的HAT的操作的第二示意图。更具体地，图3c涉及当用户持续骑行上坡并且HAT即将完成换挡的状态，例如，将其档位从高传动比改变为较低传动比。
如上文中所说明的，外凸轮环22可以通过移动同步机械联接到外凸轮环阀540。因此，当用户骑行上坡时，增加的机械载荷可以通过载荷同步来增加液压马达单元中和周围的流体压力。流动方向控制器可以使用从叶片泵21排放的流体的压力来移动外凸轮环阀540，并且因此，叶片泵21的流体压力可通过移动同步移动外凸轮环22和外凸轮环阀540。结果，如图3c中所描述，外凸轮环阀540可以移动到内管可能不与任何外部阀联接的位置。也就是说，HAT10可以完成换挡，即，将传动比从较高比率改变为较低比率。
图3d是如图3a所描绘的该方面3的实施例3-1的HAT的操作的第三示意图。更具体地，图3d涉及当用户开始骑行下坡并且HAT即将将其档位从较低传动比改变为较高传动比时的状态。
当用户开始骑乘HAT自行车100下坡时，施加到液压马达单元上的机械载荷可以通过载荷同步而开始减小，并且因此，液压马达单元中和周围的压力也可能开始降低。在这种状态下，用户可以继续骑行，只要液压泵单元20可以在利用由用户或电动马达提供的机械能的同时将其中容纳的流体加压到泵压力即可，其中这样的泵压力可能仅必须稍微高于马达压力。通过这种压力同步，从叶片泵21排放的流体的压力也可能相应地降低。
如图3d中所描述，流动方向控制器可以将从叶片泵21排放并且被加压到相对低的压力的流体通过连接到叶片泵21的流体出口135的外管输送到调节缸体440。随着压力的降低，换档调节器的主控制阀弹簧530可以将调节活塞430移动到图3d的左侧，例如阀壳体520的外部。
当主控制阀510设置在阀壳体520的外部时，内管可以将流体箱与外管连接，外管可以形成可以依次在其中接纳轻量活塞610的缸体。结果是，由于由控制器单元30的复位弹簧621施加的复位伸展力，轻量活塞610可移动到图3d的左侧，并且外凸轮环22也可以向同一方向移动。与如图3c中所示的相比，这可以增加液压泵21的驱动轴25与外凸轮环22的中心之间的距离，可增加外凸轮环22的中心与驱动轴25之间的偏心率，可增加叶片泵21的驱动容积，并且可进而增加叶片泵21的排放量。随着从叶片泵21供给到液压马达的流体量增加，液压马达可以以容纳在其中的更多流体操作，并且可以以更高转速旋转。
图3e示出了如图3a所描绘的该方面3的实施例3-1的HAT的操作的第四示意图。更具体地，图3b涉及当用户骑行下坡并且HAT完成将其档位从低传动比改变为较高传动比时的状态。
如上所述，移动同步允许外凸轮环22与外凸轮环阀540机械联接。因此，在下坡行驶时机械载荷的下降可以通过载荷同步来降低液压马达单元中容纳的流体的压力，这可以通过这种压力同步来降低容纳在叶片泵21中的流体的压力。流动方向控制器可以使用复位弹簧621的复位伸展力来移动外凸轮环阀540，其中复位伸展力可以通过移动同步来同步外凸轮环22的移动和外凸轮环阀540的移动。结果，如图3e所示，外凸轮环阀540移动到内管和外管之间可能不会彼此流体连通的另一位置。通过这种移动同步，HAT可以完成执行从低传动比(骑行上坡)到高传动比(骑行下坡)的这种自动变速。
在图3f中描述了该方面3的另一示例性实施例3-2，其中HAT10可以包括至少一个液压泵单元20、至少一个控制器单元30和至少一个液压马达单元(图中未包括)。该实施例的HAT的其它结构和操作特征可以与图3a至图3e所例示的实施例3-1类似或相同，除了形成在该实施例的叶片泵21的外凸轮环22的外部上的第一圆柱形凸块对应于由轻量弹簧610邻接的轻量活塞610，而形成在第一凸块的相反侧上的第二圆柱形凸块对应于复位弹簧620。
因此，当用户开始骑行上坡时，施加在HAT自行车的驱动轴上的外部机械载荷通过载荷同步而增加，并且HAT开始将其档位从高传动比切换到较低传动比。流动方向控制器可以在推动主控制阀弹簧的同时移动，并且叶片泵21的流体出口135可以通过外管511流体地连接到复位弹簧620。结果，复位活塞620可以使外凸轮环22沿着压缩所述轻量弹簧622的方向移动，叶片泵21的驱动轴25与外凸轮环22的中心之间的距离可能减小，并且驱动轴25与外凸轮环22的中心之间的偏心率也减小。这些系列步骤可以降低叶片泵21的驱动容积以及其排放量。当提供给液压马达单元的流体量减小时，液压马达可以以较少量的流体操作，并且因此，液压马达单元(或其马达)的转速也可以降低。
反过来，当用户开始骑行下坡时，通过载荷同步，施加在HAT自行车的驱动轴上的外部机械载荷减小，并且HAT开始将其档位从低传动比切换到较高的传动比。由于主控制阀弹簧的伸展，流动方向控制器可朝着阀壳体520的外部移动，并且复位活塞620可以通过内管512流体地连接到流体箱125。结果，轻量弹簧622可以使外凸轮环22朝向复位弹簧620移动，叶片泵21的驱动轴25与外凸轮环22的中心之间的距离可能增加，并且驱动轴25与外凸轮环22的中心之间的偏心率也增加。这些系列步骤可以增加叶片泵21的驱动容积以及其排放量。当由叶片泵21供给到液压马达单元的流体量增加时，液压马达可以以更多的流体操作，并且因此，液压马达单元(或其马达)的转速也可能增加。
本公开的HAT自行车的各种HAT可以并入到如方面2的实施例2-1至2-9所例示的HAT自行车的各种位置中，以及并入到HAT自行车的其它位置中。另外，依赖于这些HAT的实施位置或布置，HAT自行车还可以包括链条、链轮、不同辅助齿轮，或辅助齿轮组件，其中的每一个均可以将HAT机械地联接到踏板轴、或前轮(或后轮)的旋转轴中的一个，或联接到以上部件中的至少两个。
如图2i中所说明的，液压泵单元和液压马达单元(或其液压泵及其液压马达)可以一起实施在前轮的旋转轴上，踏板轴的侧部(例如，右侧或左侧)上，或者后轮的旋转轴的侧部上。作为替代，液压泵单元和液压马达单元(或其液压泵及其液压马达)可以分别实施在前轮的旋转轴的不同侧上，踏板轴的不同侧上，或者后轮的旋转轴的不同侧上。当HAT的长度可能短于踏板轴和旋转轴之间的距离时，HAT可以包括链条、链轮、不同齿轮或齿轮组件，以便将HAT的一部分与前轮(或后轮)的旋转轴机械地联接。
虽然不包括在图2a至图2i中，但液压泵(或马达)单元或其液压泵(或马达)的至少一部分(或整个部分)可以包括在前轮(或后轮)内，即，包括在前轮内或包括在后轮的毂轴内。这种布置可以提供的益处在于最小化HAT和HAT自行车的体积或尺寸。当然，这种布置的HAT自行车可以包括链条、链轮或辅助齿轮组件，以便将HAT的一端与前轮(或后轮)的旋转轴或踏板轴机械地联接。
如在图2a至图2i中所简要说明的，本公开的HAT自行车可以具有可以与后轮的旋转轴或与前轮的旋转轴重合的驱动轴。更具体地说，当液压马达单元或其液压马达可以直接或间接地机械联接到后轮的旋转轴时，HAT自行车可以通过旋转后轮(例如，后轮驱动)的旋转轴来操作，其中这样的旋转轴可以对应于HAT自行车的驱动轴。反过来，当液压马达单元或其液压马达被机械地联接到前轮的旋转轴时，HAT自行车可以通过旋转前轮(例如，前轮驱动)来操作，其中该旋转轴由此可以对应于HAT自行车的驱动轴。
应当理解，上述方面3的各种示例和示例性实施例的以下修改或变形也属于这样的方面并且落入本公开的范围内，并且这些修改或变形也落入本公开的HAT自行车的范围内。
应当理解，HAT可以被认为包括液压泵单元的各种部件、液压马达单元的各种部件，控制器单元的各种部件以及各种管，并且所有这些部件可以被认为形成液压回路。通常，当某个液压回路(其也可能指一定的HAT)包括一定数量的这种部件时，液压回路可以并入到其等同的液压回路中，该等同的液压回路可以包括较少数量的这样的部件，或者可以分成更多数量的这样的部件。因此，HAT自行车的各种HAT可以变型或修改成可以包括更多或更少的部件的、许多等同的HAT。
例如，当流动方向控制器的调节缸体440被并入到阀壳体520中时，流动方向控制器的调节活塞430可类似地被并入到主控制阀510中。在这种结构中，主控制阀510可以用作活塞，其可以在可用作匹配缸体的阀壳体520内往复运动或滑动。因此，并入的主控制阀510可以在可并入到一个位置中的阀壳体520内移动，在该位置，从叶片泵21通过流体出口135排放的流体的压力可以与主控制阀弹簧530的反冲力平衡。
此外，内管和外管之间的流体连接(或连通)的形成和移除可以以可与方面3中例示的那些不同的结构来实施，因为当外凸轮环阀540的内管的尺寸或顺序可以改变时，这种外管的布置或连接可以变化。当流体入口134或流体出口135的位置变化时，或者当圆柱形凸块的形状改变时，这种流体连接(或连通)的布置或模式也可以改变，由此外凸轮环阀540的内管的尺寸或布置也可以改变。此外，内管和外管之间的流体连接(或连通)的形成和移除可以通过用多个附加管、多个开-关(或控制)阀以及至少一个三通阀替换外凸轮环阀540来实施。
应当理解，该方面3的HAT的主要目的是以无级变速传动比执行自动变速。因此，只要HAT可以执行这种自动变速，则HAT可以包括可以以任何布置来布置的任何类型的一样多的(内或外)管。此外，只要HAT可以执行这种自动变速，则HAT可以包括可以以任何布置来布置的任何类型的一样多的(内或外)阀或弹簧。
还应当理解，该方面3的主控制阀弹簧、复位弹簧或轻量弹簧可能不一定是线圈类型。因此，这种弹簧可以具有非线圈形状，只要它们可以在阀壳体中或抵靠形成在叶片泵的外凸轮环上的圆柱形凸块施加弹性特性即可。
该方面3的HAT的移动同步可以以各种结构提供。在一个示例中，如在示例性实施例3-1和3-2中所说明的，外凸轮环阀和外凸轮环可以直接彼此机械地联接，其中这种外凸轮环及其阀可以由于这种联接通过移动同步而在相同的方向上移动相同的距离。替代地，外凸轮环和外凸轮环阀可以间接地彼此联接，其中外凸轮环及其阀可以在相同或不同的方向上以相同或不同的距离移动。
例如，图3g涉及描绘该方面3的示例性实施例3-1和3-2的移动同步的变形的示意图，其中HAT10可以包括叶片泵21、调节活塞430和主控制阀510，这些部件中的每一个可以与实施例3-1和3-2相同。然而，外凸轮环阀540可以不直接而是通过阀杆542间接地与外凸轮环22联接，阀杆542可以与外凸轮环22或其阀540中的至少一个联接，并且可以围绕阀杆542的中心轴543枢转或旋转。
例如，图3h是描绘图3g中所例示的移动同步的操作的后续步骤的示意图。当流动方向控制器可以将外凸轮环阀540推向主控制阀弹簧530时，阀杆542的顶部可以与外凸轮环阀540一起枢转，并朝向主控制阀弹簧530移动。结果，阀杆542可围绕阀杆542的中心轴543枢转，阀杆542的底部可以沿远离主控制阀弹簧530的方向枢转，并且外凸轮环22也可以沿相同的方向移动。因此，可以理解，在图3g和3H中例示的这种移动同步的外凸轮环22的移动可以是在与示例性实施例3-1和3-2的方向相反的方向上。
示例性实施例3-1和3-2的移动同步的这种变形可以为用户提供各种益处。例如，这种变形同步可以允许制造商选择外凸轮环22可沿着哪个方向移动。在另一示例中，制造商可以延长或缩短这种移动同步的距离或角度。因此，当阀杆542的中心轴543接近阀杆542的顶部时，中心轴543的底部可以沿较长距离行进。反过来，当阀杆542的中心轴543被实施为更靠近阀杆542的底部时，由于这种移动同步，中心轴543的顶部可以沿着可能长于其底部543的距离行进。利用运动同步的这种特性，HAT可以将外凸轮环22或外凸轮环阀540配置为沿着正好的距离或沿较长距离行进。
当液压泵(或马达)单元或其液压泵(或马达)是变量型时，这种移动同步可用于操纵这种泵(或马达)的驱动容积。移动同步可以使液压泵(或马达)单元或其泵(或马达)能够以各种结构或操作来操纵其驱动容积，例如通过操纵可能影响驱动容积的至少一个距离或至少一个角度。例如，叶片泵(或马达)可以通过操纵叶片泵(或马达)的驱动轴和外凸轮环之间的距离来实现这种移动同步，以使得HAT可以允许排放量控制器或外凸轮环阀移动与外凸轮环相同的距离，如图3a至3F、图4a和4b以及图5a和5b中所例示。相反，HAT可以允许外凸轮环沿着与排放量控制器的行进距离成比例的距离移动，其中该比例常数是非零和非负数。此外，HAT可以采用换档调节器，以允许外凸轮环沿着由排放量控制器的行程距离确定的距离移动。
该示例性方面3的各种复位弹簧和轻量弹簧可以基于其弹簧常数及其位移而施加不同的压缩力或反冲力。当复位弹簧或轻量弹簧被结合到HAT中时，弹簧常数仍然相同，并且这种压缩力或反冲力通常与位移成比例。因此，当并入复位弹簧或轻量弹簧的壳体可以具有可变长度(例如，通过延伸或缩回壳体的一部分)时，用户能够调节壳体的长度和这种复位弹簧或轻量弹簧的位移。在一个示例中，壳体可以被配置为使得这样的弹簧的长度可以随着用户增加(或减小)壳体的长度而减小，而弹簧的长度可以随着用户减小(或增加)壳体的长度而增加。因此，用户可以操纵这种弹簧的反冲力或压缩力，并且最终可以操纵液压泵(或马达)单元或其泵(或马达)内或周围的流体压力，在该流体压下，HAT可以根据用户的身体状况或HAT自行车的使用目的来执行自动变速。
该示例性方面3的包括作为其液压泵(或马达)的叶片泵(或马达)的HAT的各种结构或操作可以包括其它类型的变量泵(或马达)。因此，流动方向控制器、排放量控制器或利用叶片泵(或马达)操作的换档调节器也可以与可变齿轮泵(或马达)、可变活塞泵(或马达)等一起使用。
该示例性方面3中例示的各种HAT自行车、其HAT及其变型或修改的其它结构或操作特征可以与其它方面或其变型或修改类似或相同。因此，这里省略进一步的细节。
该示例性方面3的示例性实施例3-1或者3-2中的一个的各种HAT自行车、其HAT、单元、部件和结构或操作特征可以[1]与方面3的这些示例性实施例3-1和3-2中另一个的相应的自行车、HAT、单元、部件和特征类似或相同或[2]与上文所述的或将在下文中说明的本公开的其它示例性方面的其它示例性实施例的相应的自行车、HAT、单元、部件和特征类似或相同。此外，该方面3的这些示例性实施例的HAT自行车、其HAT、单元、部件和特征中的至少一部分可以替代如上所述或将在下文中说明的其它示例性方面的其它示例性实施例的其它自行车、HAT、单元、部件和特征中的至少一个，可以被所述至少一个替代，可以组合到所述至少一个中，或可以结合所述至少一个使用。
在本公开的第四示例性方面(即，方面4)中，HAT自行车的HAT可以包括至少一个控制器单元，所述至少一个控制器单元又可以在其中包括至少一个流动方向控制器、至少一个排放量控制器和至少一个换档调节器，其中这些控制器或调节器中的每一个可以是可选项。此外，换档调节器可以结合至少一个液压阀。
图4a和4b是该方面4的各种示例性实施例的示意图，其中图4a涉及该方面4的第一示例性实施例4-1的结构或操作特征，并且其中图4b涉及该方面4的第二示例性实施例4-2的结构或操作特征。注意，为了简化说明，图4a和4b可以仅包括各种HAT的各种液压泵单元、其液压泵和控制器单元，并且这样的HAT还可以包括如上文和下文所说明的各种液压马达单元或其液压马达，这些液压马达单元或其液压马达可以容易地并入到这种HAT中。
图4a是该方面4的第一示例性实施例4-1的示意图，其中所述HAT10可以包括至少一个液压泵单元20、至少一个控制器单元30和至少一个液压马达单元(图中未包括)，其中控制器单元30可以与上述方面3的控制器单元相同，并且其中所述控制器单元30可以在其中包括至少一个换档调节器，所述换档调节器又可以包括至少一个阀。例如，HAT10可以包括设置在液压泵21的流体出口135和调节缸体410之间的管的内部或周围的调节阀410，并且可以控制沿着这种管的流体流动。更具体地，调节阀410可以安装在调节壳体420内部，并且可以通过导线连接到调节开关310。因此，当用户操纵所述导线时，他或她可以操纵调节阀410以打开或关闭，或可以操纵调节阀410的这种开口的程度。
从液压泵21的流体出口135排出的加压流体由于由这种阀门410施加的液压阻力而可能在调节阀410中流动时失去其压力(例如压降)410。因此，施加在调节活塞430上的压力可能低于通过沿着调节阀410的压降从流体出口135排放的流体的压力，并且流动方向控制器的推动外凸轮环阀540的流体压力也可能降低。结果，通过用调节开关310简单地操纵导线320，HAT10可以允许用户操纵流动方向控制器的外凸轮环阀540的移动，以操纵液压泵的驱动容积，并且最终控制HAT可以以无级变速传动比执行这种自动变速的这种机械载荷的值，从而控制由用户或电动马达提供的用于自动变速的机械能的量。结果，用户可以基于他或她的身体状况或使用目的容易地控制HAT的各种特征。
图4b是该方面4的第二示例性实施例4-2的示意图，其中所述HAT10可以包括至少一个液压泵单元20、至少一个控制器单元30和至少一个液压马达单元(图中未包括)，其中控制器单元30可以与方面3的相同，但是HAT可以在形成在叶片泵21的外凸轮环22的外部上的第一圆柱形凸块处安装轻量弹簧622，并在第二圆柱形凸块处安装复位弹簧620。因此，与示例性实施例4-1不同，该实施例的图4b的第一凸块与轻量弹簧622邻接，而图4b的第二凸块对应于复位活塞620。
应当理解，上述方面4的各种示例和示例性实施例的以下修改或变形也属于这样的方面并且落入本公开的范围内，并且这些修改或变形也落入本公开的HAT自行车的范围内。
首先，该方面4的示例性实施例4-1和4-2的各种HAT可以包括液压泵单元中的变量液压泵，并且示例性实施例4-1和4-2的各种HAT也可以应用于各种类型的液压泵。因此，流动方向控制器、排放量控制器和换档调节器可以与变量齿轮泵、变量活塞泵等结合使用。
其次，该方面4的调节阀可以安装在HAT的各种位置中，例如在调节缸体440和液压泵21的下游之间，或在调节缸体440和阀壳体520之间。调节阀410可以替代地安装在各种活塞的上游或下游的各种弹簧处，从而影响这些弹簧或活塞的移动。
HAT可以允许用户使用上述的导线或者使用不同的现有技术的控制机构来操纵调节阀410。例如，HAT可以将调节开关310与调节阀410直接联接，从而用户可以使用前者410直接操纵后者410，而不需要任何导线。HAT可以包括在调节开关310和调节阀410之间的辅助齿轮或辅助齿轮组件，使得用户可以操纵前者，然后前者可以通过辅助齿轮或其组件间接地操纵后者。
当调节阀410可以包括多个管并且当HAT还可以包括多个调节缸体440或调节活塞430时，HAT可以以开关或切断模式操纵这些管中的至少一个，从而操纵供给到调节缸体440的加压流体的排放量。在这种结构中，提供给调节缸体440的加压流体的量可以确定施加到调节活塞430的单位横截面积上的力，因此即使当从液压泵21排放的流体的压力可能保持相同时，用户也可以控制施加到调节活塞430上的力。结果，用户可以基于他或她的身体状况或使用目的来操纵这种自动档位切换(或变换)的程度。
HAT可以将调节开关310配置为由遥控器以无线方式或通过导线操纵。为此，HAT可以将遥控器安装在用户容易触及的任何位置，使得HAT可以通过遥控器接收用户指令并且可以操纵调节开关310或调节阀410，从而也可以操纵档位变换的范围(例如，传动比的变化范围)。当需要时，HAT可以将遥控器设置为可由用户方便地携带的便携式制品。
HAT可以允许用户机械操纵或电操纵调节开关310。例如，用户可以向调节开关310施加力(例如，下压按钮、旋转旋钮等)，或者可以使用电动马达或致动器来操纵这种开关310，其中HAT还可以包括用于该操纵的单独电池，可以使用预先存在的电池，或者可以使用由发电机产生的电能，发电机又基于踏板或车轮的旋转进行操作。
该示例性方面4中所示例的各种HAT自行车、其HAT及其变型或修改的其它结构或操作特征可以与其它方面或其变型或修改类似或相同。因此，这里省略进一步的细节。
该示例性方面4的示例性实施例4-1或者4-2中的一个的各种HAT自行车、其HAT、单元、部件和结构或操作特征可以[1]与方面4的这些示例性实施例4-1和4-2中另一个的相应的自行车、HAT、单元、部件和特征类似或相同或[2]与上文所述的或将在下文中说明的本公开的其它示例性方面的其它示例性实施例的相应的自行车、HAT、单元、部件和特征类似或相同。此外，该方面4的这些示例性实施例的HAT自行车、其HAT、单元、部件和特征中的至少一部分可以替代如上所述或将在下文中说明的其它示例性方面的其它示例性实施例的其它自行车、HAT、单元、部件和特征中的至少一个，可以被所述至少一个替代，可以组合到所述至少一个中，或可以结合所述至少一个使用。
在本公开的第五示例性方面(即，方面5)中，HAT自行车的HAT可以包括至少一个控制器单元，所述至少一个控制器单元又可以在其中包括至少一个流动方向控制器、至少一个排放量控制器和至少一个换档调节器，其中这些控制器或调节器中的每一个可以是可选项。此外，换档调节器可以并入至少一个液压阀、至少一个活塞和至少一个缸体。
图5a和图5b是该方面5的各种示例性实施例的示意图，其中图5a涉及该方面5的第一示例性实施例5-1的结构或操作特征，并且其中图5b涉及该方面5的第二示例性实施例5-2的结构或操作特征。注意，为了简化说明，图5a和图5b可以仅包括各种HAT的各种液压泵单元、其液压泵和控制器单元，并且这样的HAT还可以包括如上文和下文中所说明的各种液压马达单元或其液压马达，这些液压马达单元或其液压马达可以容易地并入各种HAT自行车中。
图5a是该方面5的第一实施例5-1的示意图，其中所述HAT10可以包括至少一个液压泵单元20、至少一个控制器单元30和至少一个液压马达单元(图中未包括)，其中控制器单元30可以与上述的方面3的控制器单元或方面4的图4a的控制器单元相同，但是，与图3a至图3e或图4a中所例示的复位弹簧不同，控制器单元30可以采用至少一个单独的管和至少一个复位活塞620作为在先方面的在先实施例的复位弹簧。
图5b是该方面5的第二示例性实施例5-2的示意图，其中所述HAT10可以包括至少一个液压泵单元20、至少一个控制器单元30和至少一个液压马达单元(图中未包括)，其中控制器单元30可以与方面3的图3f的控制器单元或者方面5的图4b的控制器单元相同，其中所述控制器单元30还可以在所述液压泵21的左圆柱形凸块上包括换档调节器，但是其中单独的管和轻量活塞610都可以用作图3f或4b的轻量弹簧610。
应当理解，上述方面5的各种示例和示例性实施例的以下修改或变形也属于这样的方面并且落入本公开的范围内，并且这些修改或变形也落入本公开的HAT自行车的范围内。
首先，该方面5的示例性实施例5-1和5-2的各种HAT可以包括液压泵单元中的变量液压泵，并且示例性实施例5-1和5-2的各种HAT也可以应用于各种类型的液压泵。因此，流动方向控制器、排放量控制器和换档调节器可以与变量齿轮泵、变量活塞泵等结合使用。
其次，与可以根据其位移施加可变复位力的图3a至3e和图4a的复位弹簧相反，实施例5-1的复位弹簧621可以施加相对均匀的复位力，而无关于可以通过各种管连接到复位弹簧621的、HAT10的某些部分中的流体的压力。在图5a的一个示例中，复位活塞620可以连接到在完成改变传动比时保持大气压力的流体箱125，并且因此，轻量活塞610可以相对于大气压力操纵液压泵21的排放量。结果，为了增加复位弹簧621的复位力或与机械载荷成比例地增加复位力，HAT10可以结合可以保持关闭但是当压力超过预设阈值时可以打开的安全阀，或者可以将液压泵21内的流体压力配置为根据液压泵21的吸入量而变化，从而实施类似于图3a至3e或图4a的复位弹簧操作的复位活塞620。
此外，与可以基于其位移施加不同的反冲力的、图3f和图4b的轻量弹簧相反，该实施例5-2的轻量活塞610可以依赖于可以通过各种管与复位弹簧621联接的、HAT10的某些部分中的流体压力，类似地施加相对均匀的反冲力。因此，这样的轻量活塞610可以通过利用如上段所说明的至少一个安全阀类似地操纵轻量弹簧610。
该示例性方面5中所例示的各种HAT自行车、其HAT及其变型或修改的其它结构或操作特征可以与其它方面或其变型或修改类似或相同。因此，这里省略进一步的细节。
该示例性方面5的示例性实施例5-1或者5-2中的一个的各种HAT自行车、其HAT、单元、部件和结构或操作特征可以[1]与方面5的这些示例性实施例5-1和5-2中另一个的相应的自行车、HAT、单元、部件和特征类似或相同或[2]与上文所述的或将在下文中说明的本公开的其它示例性方面的其它示例性实施例的相应的自行车、HAT、单元、部件和特征类似或相同。此外，该方面5的这些示例性实施例的HAT自行车、其HAT、单元、部件和特征中的至少一部分可以替代如上所述或将在下文中说明的其它示例性方面的其它示例性实施例的其它自行车、HAT、单元、部件和特征中的至少一个，可以被所述至少一个替代，可以组合到所述至少一个中，或可以结合所述至少一个使用。
在本公开的第六示例性方面(即，方面6)中，HAT自行车的HAT可以包括至少一个液压泵单元、至少一个液压马达单元和至少一个控制器单元，其中液压泵单元可以包括至少一个液压泵，其中液压马达单元可以包括至少一个液压马达，其中这种液压泵和液压马达中的至少一个可以是变量型，并且其中这种液压泵和液压马达中的至少另一个可以是定量型。作为替代，至少一个液压泵可以是变量型，以及至少一个液压马达可以是定量型。
在该方面6的一个示例性实施例6-1中，液压泵和液压马达中只有一个是变量型，其中变量泵(或马达)可以直接或间接地机械联接到[1]前轮的旋转轴、[2]踏板轴或[3]后轮的旋转轴。
在该方面6的另一示例性实施例6-2中，液压泵和液压马达都是变量型，其中变量液压泵和变量液压马达可以与[1]前轮的旋转轴和踏板轴(或反之)、[2]踏板轴和后轮的旋转轴(或反之)或[3]前轮的旋转轴和后轮的旋转轴(或反之)直接或间接地机械联接。
在该方面6的另一示例性实施例6-3中，液压泵单元可以包括相同或不同类型的多个液压泵，或者液压马达单元可以包括相同或不同类型的多个液压马达。在一个示例中，液压泵单元可以包括例如[1]至少两个叶片泵、[2]至少一个叶片泵和至少一个齿轮泵、[3]至少一个叶片泵和至少一个螺旋泵等。作为替代，液压马达单元可以包括例如[1]至少两个叶片马达、[2]至少一个叶片马达和至少一个齿轮马达或[3]至少一个叶片马达和至少一个活塞马达。在另一示例中，液压泵(或马达)单元的至少两个液压泵(或马达)可以以并联模式、串联模式或混合模式彼此流体联接。应当理解，当至少两个液压泵(或马达)以串联模式彼此联接时，所有这些液压泵(或马达)可以是变量型或定量型。在替代方案中，液压泵(或马达)中的一个可以是变量型，而液压泵(或马达)中的另一个可以是定量型。当至少两个液压泵(或马达)以并联模式彼此联接时，这样的液压泵(或马达)可以与串联模式中的上述多个液压泵(或马达)的情况类似地配置。但是，在串联模式下，可能需要将所有这些液压泵(或马达)提供为变量型或定量型。在另一示例中，多个液压泵中的仅一个可被配置为接收机械能，至少一个但不是全部这样的液压泵可以接收机械能，或者所有这些液压泵可以接收机械能。类似地，多个液压马达中的仅一个可被配置为将驱动力传递到HAT自行车的驱动轮，至少一个但不是全部这样的液压马达可以将驱动力传递到驱动轮，或者所有这些液压马达都可以将驱动力传递到驱动轮。
该示例性方面6中所例示的各种HAT自行车、其HAT及其变型或修改的其它结构或操作特征可以与其它方面或其变型或修改类似或相同。因此，这里省略进一步的细节。
该方面6的上述示例性实施例6-1至6-3中的一个的各种HAT自行车、其HAT、单元、部件和结构或操作特征可以[1]与同一方面6的这些示例性实施例6-1至6-3中另一个的相应的自行车、HAT、单元、部件和特征类似或相同或[2]与上文所述的或将在下文中说明的本公开的其它示例性方面的其它示例性实施例的相应的自行车、HAT、单元、部件和特征类似或相同。此外，该方面6的这些示例性实施例的HAT自行车、其HAT、单元、部件和特征中的至少一部分可以替代如上所述或将在下文中说明的其它示例性方面的其它示例性实施例的其它自行车、HAT、单元、部件和特征中的至少一个，可以被所述至少一个替代，可以组合到所述至少一个中，或可以结合所述至少一个使用。
在本公开的第七示例性方面(即，方面7)中，HAT自行车可以基于来自各种来源的机械能进行操作，例如由用户手动供给的第一机械能，或由可基于电池或发电机操作的电动马达提供的第二机械能。特别地，HAT自行车可以通过利用第一机械能和第二机械能中的至少一个来执行提供无级变速传动比的自动变速。该方面7的各种HAT自行车可以包括至少一个电动马达以及在下面提供的各种实施例中配置和操作的至少一个。
在该方面7的一个示例性实施例7-1中，HAT自行车可以将电动马达配置为直接驱动(例如，旋转)踏板轴。因此，如示例性方面1至6中所例示，电动马达可以直接驱动踏板轴，而不是人力踩踏，并且因此，该实施例7-1的HAT也可以类似于示例性方面1至6中的各种HAT进行操作。
在该方面7的另一示例性实施例7-2中，HAT自行车可以将电动马达配置为直接驱动(例如，旋转)液压泵的驱动轴或液压马达的驱动轴。因此，该实施例的HAT也可以类似于示例性方面1至6中的各种HAT进行操作。
在该方面7的另一示例性实施例7-3中，HAT自行车可以将电动马达配置为直接驱动(例如，旋转)前轮的旋转轴或后轮的旋转轴，同时进一步利用电动马达执行自动变速。因此，当用户选择用电动马达驱动前(或后)轮的旋转轴时，液压泵或马达可能不需要操作。
该示例性方面7中所例示的各种HAT自行车、其HAT及其变型或修改的其它结构或操作特征可以与其它方面或其变型或修改类似或相同。因此，这里省略进一步的细节。
该方面7的上述示例性实施例7-1至7-3中的一个的各种HAT自行车、其HAT、单元、部件和结构或操作特征可以[1]与同一方面7的这些示例性实施例7-1至7-3中另一个的相应的自行车、HAT、单元、部件和特征类似或相同或[2]与上文所述的或将在下文中说明的本公开的其它示例性方面的其它示例性实施例的相应的自行车、HAT、单元、部件和特征类似或相同。此外，该方面7的这些示例性实施例的HAT自行车、其HAT、单元、部件和特征中的至少一部分可以替代如上所述或将在下文中说明的其它示例性方面的其它示例性实施例的其它自行车、HAT、单元、部件和特征中的至少一个，可以被所述至少一个替代，可以组合到所述至少一个中，或可以结合所述至少一个使用。
在本公开的第八示例性方面(即，方面8)中，HAT自行车可以包括至少一个控制器单元，其可以由基于电池或发电机操作的控制器操纵。例如，HAT可以在其中包括至少一个电能源，诸如现有技术自行车中通常使用的电池或发电机，并且然后可以使用这样的电能来操纵控制器、控制器单元等。
该方面8的一个示例性实施例8-1在图6a中描绘，其中HAT可以包括至少一个轻量电动马达611、至少一个车轮旋转传感器616和至少一个控制器612。轻量电动马达611可以抵靠复位弹簧621支撑设置在液压泵21的外凸轮环22左侧(图中)上的圆柱形凸块，而车轮旋转传感器614可以监测前轮(或后轮)的转速，并且因此可以设置在能够监测这种转速的位置。控制器612可以基于由车轮旋转传感器614监测的前轮(或后轮)的转速来驱动轻量电动马达611，由此推动或拉动外凸轮环22。如上所述，轻量电动马达611可以基于诸如电池、发电机、可充电电池等的各种能源操作。
因此，当用户骑行上坡时，前轮和后轮的转速可能通过与外部机械载荷同步的载荷减小，并且控制器612可以调节轻量电动马达611，以便沿着朝向复位弹簧621的方向推动外凸轮环22的左圆柱形凸块。结果，液压泵21的驱动容积减小，其排放量也可能下降，并且液压马达的转速也可能减小，因为液压马达只能从液压泵21吸入减小量的加压流体，由此HAT10执行从高传动比到较低传动比的自动变速。
反过来，当用户骑行下坡时，载荷同步可以增加前轮(或后轮)的转速，并且控制器612可以调节轻量电动马达611，以便沿远离复位弹簧621的相反方向推动外凸轮环22的左圆柱形凸块。结果，外凸轮环22的中心与液压泵21的驱动轴之间的距离可能增加，液压泵21的驱动容积可能增加，其排放量也可能增加，然后液压马达的转速可以增加，因为液压马达可能从液压泵21吸入增加量的加压流体，从而HAT10执行从较低传动比到较高传动比的自动变速。
应当理解，该实施例8-1的车轮旋转传感器614可以被另一个传感器代替，该另一个传感器可以监测任何可能与外部机械载荷同步的变量，外部机械载荷又在骑行时施加在HAT自行车的驱动轮上。例如，HAT可以采用踏板轴旋转传感器而不是车轮旋转传感器614，使得踏板轴旋转传感器可以监测施加在HAT自行车的驱动轴上的机械载荷以及与这种机械载荷同步的踏板轴载荷的转速，从而实现这种自动变速。在另一个示例中，HAT可以采用压力传感器而不是车轮旋转传感器614，使得压力传感器可以监测液压马达中的流体的压力或从液压马达排放的流体的压力，从而增加或减少传动比。HAT可以包括可以出于相同目的监测与载荷同步相关的其它变量的其它传感器。
虽然不包括在图中，但是示例性方面3至5中例示的换档调节器的其它部件也可以并入该方面8的实施例8-1的HAT中。此外，在示例性方面3至8中例示的换档调节器的各个部件也可以包括在HAT中并且可以由轻量电动马达611来操纵。
图6b中描绘了该方面8的另一示例性实施例8-2，其中HAT可以包括用于控制主控制阀的至少一个电动马达615、至少一个车轮旋转传感器614和至少一个控制器612。主控制阀电动马达615可以被配置为抵靠设置在阀壳体520内部的一端上的主控制阀弹簧510支撑阀壳体520中的主控制阀510，而车轮旋转传感器614可以被配置为监测前轮(或后轮)的转速，并且因此可以设置在能够监测这样的转速的位置。控制器612还可以基于由车轮旋转传感器614监测的前轮(或后轮)的转速来驱动主控制阀电动马达615，从而推动或拉动主控制阀510。当然，主控制阀电动马达615可以基于诸如电池、发电机、可充电电池等的各种能源操作。
因此，当用户骑行上坡(或下坡)时，通过与机械载荷的载荷同步，前轮和后轮的转速可以减小(或减小)，并且控制器612可以调节主控制阀电动马达615以便将主控制阀510向左或向右(图中)移动。结果，当通过推动(或拉动)轻量活塞610而可以减小(或增大)外凸轮环22的中心与液压泵21的驱动轴25之间的距离时，液压泵21的驱动容积可以减小(或增加)，其排放量可以减小(或增加)，并且液压马达的转速可以减小(或增加)，因为液压马达只能从液压泵21吸入减小量的加压流体，由此，HAT10在减小(或增加)传动比的同时执行自动变速。
该方面8的实施例8-1的轻量电动马达611可以直接操纵外凸轮环22的位置和液压泵21的排放量，从而直接操纵传动比。相反，方面8的实施例8-2的主控制阀电动马达615可以直接操纵控制器单元30的流动方向控制器，并且操纵加压流体的流动方向，从而间接地操纵传动比。
如实施例8-1所例示，HAT可以用另一个传感器代替实施例8-2的车轮旋转传感器614，该另一个传感器能够监测与施加在前轮(或后轮)上的机械载荷有关的变量。另外，虽然没有包括在图中，方面3至5中描述的换档调节器的各个部件可以包括在实施例8-2的HAT中。此外，也可以采用在方面3至5中描述的换档调节器的各个部件来电控轻量电动马达611。
该方面8的另一示例性实施例8-3在图6c中描绘，其中HAT可以包括至少一个轻量电动马达611、至少一个车轮压力传感器613和至少一个控制器612，其中轻量电动马达615和控制器612被配置和操作为实施例8-1的那些，而压力传感器613可以被结合到调节活塞430的一端中，以监测从液压泵21的流体出口135排放的流体的压力。控制器612可以基于所监测的压力来驱动轻量电动马达611，从而推动或拉动外凸轮环22。轻量电动马达611可以基于诸如电池、发电机、可充电电池等的各种能源操作。
该实施例的压力传感器613可以对应于上述实施例8-1的车轮旋转传感器614。换句话说，实施例8-1的控制器612可以基于前轮(或后轮)的转速通过推动或拉动外凸轮环22来操纵轻量电动马达611并且控制液压泵21的排放量。相反，该实施例的控制器612可以基于从泵21排放的流体的压力通过类似地推动和拉动外凸轮环22，来操纵和控制液压泵21。然而，考虑到载荷同步和压力同步之间的相似性，该实施例8-3的HAT和实施例8-1的另一个HAT在其结构和操作上也可以具有一些相似之处。
此外，该实施例的HAT可以包括至少一个调节开关310、至少一个导线320和至少一个调节阀410，如图6c的左上角所描绘。因此，用户可以利用如图4a、4b和5b中所说明的机械能或电能来操纵调节开关310，从而控制施加到调节活塞430上的压力。
该实施例的压力传感器613也可以被能够监测其它变量的另一个等同传感器代替，该其它变量可以与施加到前轮(或后轮)上的机械载荷相关，与液压马达内的流体压力相关，或与从液压马达排放的流体压力相关。虽然不包括在图中，但示例性方面3至5的换档调节器的各个部件可以包括在该实施例中。此外，方面3至5的换档调节器的各个部件可以电操纵该方面8的轻量电动马达611。
该示例性方面8中所例示的各种HAT自行车、其HAT及其变型或修改的其它结构或操作特征可以与其它方面或其变型或修改类似或相同。因此，这里省略进一步的细节。
该方面8的上述示例性实施例8-1至8-3中的一个的各种HAT自行车、其HAT、单元、部件和结构或操作特征可以[1]与同一方面8的这些示例性实施例8-1至8-3中另一个的相应的自行车、HAT、单元、部件和特征类似或相同或[2]与上文所述的或将在下文中说明的本公开的其它示例性方面的其它示例性实施例的相应的自行车、HAT、单元、部件和特征类似或相同。此外，该方面8的这些示例性实施例的HAT自行车、其HAT、单元、部件和特征中的至少一部分可以替代如上所述或将在下文中说明的其它示例性方面的其它示例性实施例的其它自行车、HAT、单元、部件和特征中的至少一个，可以被所述至少一个替代，可以组合到所述至少一个中，或可以结合所述至少一个使用。
如本公开在上文中所述，各种HAT自行车可以如在各种示例性方面、它们的示例性实施例及它们的示例中所提供的那样被构造和操作。然而，这些HAT自行车、它们的各种单元及它们的各个部件可以以在相关领域的普通技术人员的范围内的程度变化、修改或以其它方式改进，这些变化、修改或改进也可落入本公开的各种HAT自行车的范围内。
例如，本公开的HAT自行车可以包括[1]一种“机械HAT自行车”，其基于由驱动或旋转踏板的用户提供给踏板轴的机械能操作，和[2]一种“电动HAT自行车”，其基于电动马达提供给踏板轴、液压泵(或马达)单元的驱动轴或该单元的液压泵(或马达)的驱动轴的机械能操作，电动马达基于电池(无论是否可充电)或发电机操作。应当理解，无论HAT自行车可以基于用户提供的机械能还是电动马达提供的机械能操作，包括液压泵(或马达)单元和控制器单元的HAT的基本或基础特征可以不改变，或者可以不被影响。在这种情况下，短语“用户提供到踏板的机械能”、或“用户提供到踏板轴(或踏板的旋转轴)的机械能”，以及“提供到踏板轴、液压泵的驱动轴或液压马达的驱动轴的机械能”可以彼此等同，或者可以视为彼此相同，只要将一定量的机械能提供到HAT自行车的至少一个部分即可。因此，关于基于用户手动提供的机械能操作的HAT自行车的各种示例性方面、它们的实施例及它们的示例都可以适用于基于通过电动马达由电池或发电机以电动方式提供的机械能操作的HAT自行车，除了能量供给方面。
在另一示例中，图3a至3H、图4a和4b、图5a和5b以及图6a至6C中所例示的各种控制器单元及迄今为止所例示的其各种修改可以以不同的机械结构提供。换句话说，本公开的各种HAT基于载荷同步、压力同步和移动同步中的至少一个来操作。因此，HAT的各种部件和元件可以由它们的机械或电等同物代替，只要这些等同物可以[1]通过采用可以与以前说明的那些不同的各种机械结构、[2]通过采用通常可并入至少一个电控制器的各种电结构或[3]通过[1]和[2]的组合，而类似地执行载荷同步、压力同步和移动同步中的至少一个。
因此，在一种情况下，代替包括单个外凸轮环阀，控制器单元可以包括多组阀和管，其中这些组可以用作如上所说明的单个外凸轮环阀。该结构可能需要控制器单元包括更多的部件，但是可以提供将单个外凸轮环阀分成多组，然后将这些组分布于HAT的不同位置，从而使得能够构造更紧凑的HAT的益处。
在另一种情况下，调节活塞和调节缸体可以由第一电控制器、至少一个致动器、至少一个压力传感器等代替。在这种情况下，压力传感器可以监测液压马达(或泵)中(或外)的流体压力，并且第一电控制器可以根据这种流体压力控制致动器并且移动外凸轮环，从而改变液压泵(或马达)的驱动容积，改变液压泵(或马达)的排放量，并相应地改变传动比。因为不再需要调节活塞和缸体，所以这种控制器单元也可能不需要阀壳体。
在另一种情况下，控制器单元可以包括可操纵外凸轮环的定位的第二电控制器，例如，基于液压马达(或泵)中(或外)的流体压力、直接基于施加在液压马达上的外部机械载荷，或基于道路的斜率等进行操纵。该结构可能需要控制器单元进一步包括各种电部件、导线等。然而，由于第二电控制器确定外凸轮环的确切位置、液压泵(或马达)的驱动容积和排放量，所以这种结构可以提供避免如上所述的许多机械部件或元件的使用的益处，其中这种被避免部件的示例可以包括复位弹簧、轻量弹簧、轻量活塞等。
再次强调，在本公开中说明的各种HAT基于载荷同步、压力同步和移动同步中的至少一个来操作。应当理解，这些同步可以通过许多不同的机械结构来实现，并且上述同步中的至少一个可以通过使用各种电传感器、电致动器和可操纵这些电传感器或致动器的电控制器来实现。因此，应当理解，控制器单元的各种部件和元件的机械和电对应物或等同物可以用于替代各种HAT的这种单元的至少一个单元或至少一个部件，其中这些对应物或等同物的细节通常是液压泵和设备、液压***的电控制等领域中的普通技术人员的设计选择或选取的事情。
如上所述，响应于外部机械载荷(例如，用户骑乘HAT自行车时的路况)或响应于这种机械载荷的变化的压力同步可以通过液压泵单元和液压马达单元之间的不可压缩且加压的流体来实现，并且因此，这种压力同步的响应时间相当短。结果，本公开的这种HAT自行车采用的各种HAT可以执行自动变速，同时响应于外部机械载荷或这种机械载荷的变化，通过所述压力同步，(几乎)实时地提供无级变速传动比。
然而，由于这种压力同步的响应时间可能会降低，所以HAT可以响应于机械载荷(例如，骑行的机械阻力)并且可以(几乎)实时地改变传动比。因此，用户可能会因传动比的这种太频繁的变化而感到不适或烦恼。为了克服或至少最小化这种不舒服的体验，HAT自行车及其HAT可能会通过例如抑制这种响应或者换句话说延迟与这种压力同步相关的流体流动并降低自动变速的速度或灵敏度，而延长这样的响应时间，并且因此可以操纵自动变速的时间选择或者可以降低这种自动变速的程度。例如，HAT可以操纵控制器单元的至少一个管的横截面积、长度或液压阻力。在另一示例中，HAT可以安装至少一个阀，以便延迟流体流动，从而减少这种自动变速的响应时间或延迟自动变速。作为替代，HAT可以包括至少一个阻尼器或至少一个弹性腔(windkessel)并操纵流体压力的变化。结果，用户可能能够操纵这种自动变速的时间选择或程度。
如上所述，液压泵(或马达)的驱动轴可以以各种方式直接或间接地与前轮(或后轮)的旋转轴或踏板的踏板轴机械地联接。在一个示例中，HAT可以包括用于这种机械联接的现有技术的链条、链轮、辅助齿轮或辅助齿轮组件。在另一示例中，HAT可以包括能够传递这种动力的至少一个带。此外，在制造商认为适用时，HAT可以使用上述链条、链轮、齿轮或齿轮组件中的至少两个。
在本公开中示例的各种HAT可以并入用于儿童、用于青少年、用于成年人或用于老年人的现有技术自行车中，并且可以转换成为用于儿童、用于青少年、用于成年人或用于老年人的HAT自行车，其中每个这样的HAT自行车对应于上文提供的各种HAT自行车。
本公开的各种HAT自行车可用于各种目的，这些目的可以与各种常规非HAT自行车的那些目的相同或类似。因此，HAT自行车可以用于改善用户的身体状况、用于竞赛、用于运送货物、用于通勤等，其中这些HAT自行车可以采用可提供适当范围的传动比的各种HAT。这样的HAT自行车也可以使用调节开关、调节阀、主控制阀弹簧、轻量活塞、复位活塞或轻量弹簧，每个均可适合用户的目的。结果，制造商可以制造和销售各种HAT自行车，每个HAT自行车被专门调整和设计用于改善用户的身体状况、用于竞赛、用于运送货物或用于通勤。作为替代，制造商可以制造和销售可以由用户进行调整或修改的通用HAT自行车，使得例如，[1]基于骑乘HAT自行车的目的，用户可以替换调节开关或阀、主控制阀弹簧、轻量活塞或弹簧、复位活塞或弹簧，或控制器单元的另一部件，[2]用户可以基于这样的目的从多个设置中选择某个设置，其中HAT自行车或其HAT可以改变或以其它方式操纵其各种单元、马达、泵或部件中的至少一个的结构或操作特征，[3]用户可以选择手动驱动模式或电动驱动模式等中的一种。
虽然在本公开中没有公开，本公开的各种HAT自行车还可以通过将HAT自行车的各种单元、泵、马达或部件并入现有技术的非HAT自行车中来制造。为此，HAT自行车的这些单元、泵、马达或部件可以被制造成与非HAT自行车的现有技术部件一起操作。此外，HAT自行车可以包括现有技术的非HAT自行车的各种部件，例如手柄杆、把手、座椅、悬架、减震器、防尘罩、机械制动器、制动杆、支撑件、前灯、后灯、前轮架、后轮架、反光镜等。
前述内容提供了各种HAT(即“液压自动变速器”)和各种HAT自行车(即“液压自动变速自行车”)的各种示例性方面、它们的示例性实施例和详细示例，每个HAT自行车在其中并入至少一个这样的HAT。应当理解，前述内容仅仅是示例性的，并不意味着限制本公开的各种HAT和各种HAT自行车的范围，并且前述内容不用于限制所附权利要求的范围。
附图标记列表：
10 液压自动变速器 20 液压泵单元
21 液压泵 22 外凸轮环
23 转子 24 叶片
25 驱动轴 30 控制器单元
30A 控制器单元 30B 控制器单元
40 流动方向控制器 50 排放量控制器
60 换档调节器 70 主体
70A、70B、70C、70D 车架 71 前轮
72 后轮 73 链条
75 后轮的旋转轴 77 踏板轴
78 踏板 79 座椅
90 液压马达单元 95 液压马达单元的驱动轴
100 HAT自行车 125 流体箱
134 流体入口 135 流体出口
310 调节开关 320 导线
410 调节阀 420 调节壳体
430 调节活塞 440 调节缸体
510 主控制阀 511 外管
512 内管 520 阀壳体
530 主控制阀弹簧 540 外凸轮环阀
542 阀杆 543 中心轴
610 轻量活塞 611 轻量电动马达
612 控制器 613 车轮压力传感器
614 车轮旋转传感器 615 电动马达
620 复位活塞 621 复位弹簧
622 轻量弹簧

Claims (12)

1.一种液压自动变速器，包括：
壳体；
控制器单元，所述控制器单元包括至少一个第一流体管、至少一个第二流体管、至少一个控制阀和至少一个换档调节器；
至少一个液压马达，所述至少一个液压马达将容纳在其中的流体加压至马达压力，其中所述液压马达随着施加到所述液压马达上的外部机械载荷增加而增加所述马达压力，但其中所述液压马达随着所述外部机械载荷减小而减小所述马达压力；以及
至少一个液压泵，所述至少一个液压泵设置在所述壳体内并且包括泵驱动轴和外凸轮环，其中所述泵驱动轴可旋转地安装在所述壳体的固定位置，使得所述泵驱动轴随着所述液压泵操作而在所述位置旋转，
其中所述外凸轮环具有中心，在其中包围所述泵驱动轴的至少一部分，并且可移动地安装在所述壳体内，使得所述外凸轮环沿第一方向或第二方向移动，
其中所述第一方向对应于所述外凸轮环的所述中心朝向所述泵驱动轴移动的方向，并且所述第二方向对应于所述中心远离所述泵驱动轴移动的另一方向，
其中所述液压泵使用由用户向其供给的机械能将容纳在所述外凸轮环中的流体加压至大于所述马达压力的泵压力，并且朝向所述液压马达排放泵排放量的加压流体，
其中，当所述外凸轮环沿所述第一方向移动时，所述中心朝向所述泵驱动轴移动，并且所述液压泵的所述泵排放量减小，
其中，当所述外凸轮环沿所述第二方向移动时，所述中心远离所述泵驱动轴移动，并且所述液压泵的所述泵排放量增加，
其中所述第一流体管包括第一近端和第一远端，其中所述第一近端与所述外凸轮环的外部流体连通，
其中所述第二流体管包括第二近端和第二远端，其中所述第二近端与从所述液压泵排放的排放流体流体连通，
其中所述换档调节器包括至少一个弹簧，该至少一个弹簧提供所述外凸轮环沿所述第一方向移动的机械阻力，
其中，当所述外部机械载荷增加并且用户不操纵所述换档调节器时，所述控制阀连接所述第一流体管的所述第一远端与所述第二流体管的所述第二远端，使得所述排放流体沿所述第一方向推动和移动所述外凸轮环，所述泵排放量减小，所述液压马达从所述液压泵接收第一量的所述加压流体，并且所述液压马达以第一转速旋转，
其中，当所述外部机械载荷减小并且用户不操纵所述换档调节器时，所述控制阀断开所述第一远端与所述第二远端的连接，并在所述第一远端和比泵压力低的另一压力之间形成流体连通,从而使得所述排放流体不沿所述第一方向推动所述外凸轮环，所述弹簧沿所述第二方向移动所述外凸轮环，所述泵排放量增加，所述液压马达从所述液压泵接收第二量的所述加压流体，并且所述液压马达以第二转速旋转，其中所述第一量小于所述第二量，并且其中所述第一转速小于所述第二转速，
其中所述变速器随着所述外部机械载荷的改变而自动改变传动比，其中所述传动比是所述液压泵的转速与所述液压马达的转速之比，并且
其中，当用户操纵所述换档调节器时，所述换档调节器基于用户的身体状况和变速器的使用目的中的一个操纵所述外凸轮环移动的机械阻力，由此操纵所述泵排放量的变化范围，并因此操纵改变所述传动比的范围。
2.根据权利要求1所述的液压自动变速器，其中，通过操纵所述换档调节器，用户操纵所述变速器改变所述传动比的最大外部机械载荷、所述变速器改变所述传动比的最小外部机械载荷、所述变速器改变所述传动比的最大马达压力和所述变速器改变所述传动比的最小马达压力中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的液压自动变速器，其中，所述变速器允许用户以手动方式和电动方式中的至少一种方式操纵所述换档调节器。
4.根据权利要求1所述的液压自动变速器，
其中所述液压泵包括所述外凸轮环、所述泵驱动轴和泵驱动部，
其中所述外凸轮环在其中包围所述泵驱动部的至少大部分；
其中在由用户对所述泵驱动轴供给所述机械能时，所述泵驱动轴执行旋转，并且
其中所述泵驱动轴的每一所述旋转的所述泵排放量与泵驱动容积成比例。
5.根据权利要求4所述的液压自动变速器，其中，所述泵驱动容积是所述外凸轮环的内部体积减去所述泵驱动部的体积减去所述泵驱动轴的所述至少一部分的另一体积。
6.根据权利要求1所述的液压自动变速器，其中，所述液压马达是叶片马达、活塞马达、齿轮马达和螺旋马达中的一个，并且其中所述液压泵是叶片泵、活塞泵、齿轮泵和螺旋泵中的一个。
7.根据权利要求6所述的液压自动变速器，其中，所述液压马达是所述叶片马达，并且其中所述液压泵是所述叶片泵。
8.根据权利要求1所述的液压自动变速器，其中，所述液压马达是定量液压马达和变量液压马达中的一个。
9.根据权利要求1所述的液压自动变速器，其中所述液压自动变速器被并入到包括至少一个踏板的自行车中，使得所述液压泵可操作地联接到所述踏板，并且使得所述液压泵接收用户旋转所述踏板所产生的所述机械能。
10.根据权利要求1所述的液压自动变速器，其中，所述变速器被并入到包括至少一个电动马达和至少一个电能源的自行车中，使得所述液压泵接收来自所述电动马达的机械能，所述电动马达又基于从所述电能源供给的电能操作。
11.根据权利要求1所述的液压自动变速器，所述液压自动变速器被并入到具有盖子的自行车中，使得所述盖子在其中包围以下部分中的一个：
所述液压马达的整个部分；
所述液压泵的整个部分；
所述液压马达的至少一半部分；以及
所述液压泵的至少一半部分。
12.根据权利要求1所述的液压自动变速器，所述液压自动变速器被并入到包括踏板和后轮的自行车中，使得所述液压马达可操作地联接到所述后轮，并且使得所述液压泵可操作地联接到所述踏板。
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