本发明 一 般而言涉及具有发动机的混合动力电动车辆，该发动机驱
动电动无纟及变速器(electrically variable transmission, EVT )的车lr入4牛； 具体而言涉及一种EVT,该EVT具有可选择性地操作的转矩传递装置 或输入制动器，该输入制动器配置成当车辆在发动机关闭、仅蓄电池驱 动模式下运行时，阻止输入件的转动或使其机械地接地，由此提供反作 用转矩，该反作用转矩使电动机/发电机能以提高的电力至机械动力转换 效率工作，用于电驱动或再生制动。

内燃机驱动大多数机动车辆。这种内燃机典型地通过诸如柴油或汽 油的精制油产品的燃烧提供动力。能量和运输对于油的依赖以及生产具 有较高燃料效率的车辆的愿望导致了混合动力车辆的开发。在现有技术 中，混合动力车辆通常配备有电动无级变速器（EV丁） 。 EVT通常具有 由车辆发动机驱动的输入轴和驱动车辆动力传动系或^皮其驱动的输出 轴，所述动力传动系在EVT输出轴与车辆的驱动轮之间。在EVT内连
接输入和输出轴的是具有一个或多个差速齿轮组的齿轮系，所述差速齿 轮组可被选择性地控制以提供多个EVT变速器工作模式。EVT配备有
两个或更多个电动机/发电机，所述电动机/发电机适于给差速齿轮组提 供动力或从其接收动力。电动机/发电机连接至车辆中的一个或多个蓄电 池，并且适于从蓄电池4妻收电力以驱动车辆（例如，车辆发动才几关闭的 纯电动）或从传动系将电力提供给蓄电池（例如，当通过再生制动使车 辆减速时）。适当的蓄电池的例子包括铅酸蓄电池、镍氢（NiMH)蓄 电池和锂离子（Li-Ion)蓄电池。电动机/发电机可在不同转矩和速度下 将来自蓄电池的电力转换成机械动力以驱动车辆动力传动系或例如在 车辆加速期间驱动地辅助发动机。每个电动机/发电机都操作地连接至 EVT齿轮系的差速齿轮组，以提供变速器操作的范围，该范围的特征在 于EVT的输入和输出轴之间可以连续可控地变化的速度。EVT还可包 括一个或多个固定传动比，固定传动比的特征在于输入与输出之间固定的速度和转矩关系。配备有电动无级变速器的混合动力车辆可在若干模
式下工作，包括用于纯电动驱动车辆（发动机关闭）的模式。EVT所包 括的纯电动能力允许车辆发动机在其小负荷和低效工况下被关闭，由此 提供较好的燃料经济性并减少排放。
现代电动无级变速器通常是动力分配变速器类型的，其利用差速传 动装置获得EVT输入与输出之间可连续变化的转矩比和速比。动力分 配EVT变速器可利用差速传动装置通过一对电动机/发电机发送其传递 的动力的 一部分，并通过平行的直接齿轮传动路径或齿轮系发送棒状图 (stick diagraming)的剩余部分。
本领域的技术人员已知的差速传动装置的 一种形式是行星齿轮 组。行星齿轮组由与一个或多个行星齿轮啮合并由这些行星齿轮绕其运 行的太阳轮组成，行星齿轮与齿圈啮合。这种组合提供紧凑性以及齿轮 组的部件之间不同转矩和速度比的好处。可以不使用行星齿轮组，而是 例如通过使用在一种布置中的斜齿轮或其它齿轮来配置差速齿轮组，在 该布置中一个齿轮的转速总是另外两个齿轮部件的加权平均值。
混合动力电动车辆包括一个或多个电能存储装置。典型的电能存储 装置是化学蓄电池。蓄电池允许从变速器输出的动力与从发动机输出到 变速器的动力不同，用蓄电池和电动机/发电机补足差额或者在车辆再生 制动的情况下再生地存储超额。控制单元调节电动机/发电机与能量存储 装置之间的棒状图（stick diagram )，并调节第一和第二电动机/发电机 之间的动力。
EVT的一种类型是双模式输入复合分配类型，其包括第一模式输入 分配和第二模式复合分配。可通过使用例如摩擦离合器的转矩传递装置 选择性地实现第 一或第二可变速比操作模式下的操作。在第一模式中， 通过第一离合器的应用形成输入动力分配比，并且变速器的输出速度与 一个电动机/发电机的速度成比例。在第二模式中，通过第二离合器的应 用获得复合动力分配比，并且变速器的输出速度不与任何电动机/发电机 的速度成比例，而是与两个电动机/发电机的速度的线性代数组合成比 例。可通过两个离合器的操作获得固定速比下的EVT操作。
EVT可仅在纯电动模式下操作，其中发动机处于关闭状态或者与 EVT输入件4几械地脱开。

提供了 一种可选择性地操作的转矩传递装置或输入制动器，其可直
接被包含在EVT中或被设置在EVT外部。当车辆在发动机关闭、纯电 池驱动模式下工作时，该可选择性地操作的转矩传递装置将EVT输入 件的转动锁定至诸如EVT壳体的机械地，以选择性地抑制或防止输入 件的转动。通过抑制EVT输入件的转动，转矩传递装置改变了 EVT的 电力分配混合动力传动系的机械构造，以在使用从车辆的存储电源供给 的电能时改进机电驱动操作和车辆的效率。
本发明有利地适用于具有蓄电池的混合动力车辆，该蓄电池构造成 例如整夜停车时从电业电网充电。通过给车辆提供具有容量和构造以从 电网接收并存储电能的蓄电池，混合动力车辆对于纯电动驱动（即车辆 发动机关闭）下的延长的行驶里程很实用，结果更加节省燃料。具体地， 如果应用转矩传递装置以将EVT输入件的转动选择性地接地或禁止， 则当仅使用EVT的电机（发动机关闭）驱动车辆时，能以较高的效率 利用通过电网供给为车辆蓄电池充电的电能，并由此从所存储的能量获 得较大的行驶里程。转矩传递装置能被可控地操作以将EVT输入件的 转动接地，由此将动力分配变速器的机械构造变成在一个或两个EVT 电机与变速器的输出件之间的固定传动比，并消除下述动力循环和驱动 低效率。
可操作以将EVT输入件的转动接地的转矩传递装置也可被应用以 当在纯电动模式下倒车时提高EVT电机使用所存储的电力的效率。该 效率是通过以下方式实现的，即，在EVT输入件处提供反作用转矩， 从而使电动机/发电机可产生克服锁定的输入轴的转矩，不需要电机中的 一个转动或驱动车辆发动机，同时产生用于另一个电动机/发电机的反作 用转矩。
用于将EVT输入件的转动选择性地锁定至地的示例性装置包括构 造成选择性地锁定EVT输入件的电磁离合器和构造成选择性地锁定 EVT输入件的液压制动盘式制动器，以及各种已知类型的湿式或干式摩 擦离合器。
本发明的上述特征和优点以及其它特征和优点将从以下结合附图 对实施本发明的最佳方式的详细说明而变得显而易见。

图1是根据本发明配备有输入制动器的用于混合动力机动车辆的双
模式输入/复合分配电动无级变速器的示意图；
图2是根据本发明配备有输入制动器的用于混合动力机动车辆的双
模式输入/复合分配电动无级变速器另一个实施例的示意图；
图3是根据本发明在图2中所示的双模式输入/复合分配电动无级变
速器的替代变型的示意图；以及
图4是根据本发明配备有输入制动器的用于混合动力机动车辆的双 模式输入/复合分配电动无级变速器又一个实施例的示意图。

参照附图，在所有附图中，相同的附图标记表示相同或相应的部 件。图1示出根据本发明用于混合动力机动车辆（未示出）的双才莫式输 入/复合分配电动无级变速器（EVT) 10,该电动无级变速器配备有由输 入制动器12和/或单向离合器66构成的输入转矩传递装置。应理解，所 示电动无级变速器仅是可有利地应用输入制动器12和/或单向离合器66 的双模式输入/复合分配EVT的一个具体实施例。在这里所述和所示的 所有实施例中，应理解，输入转矩传动装置可包括输入制动器12或单 向离合器66中的任意一个，或者既包括输入制动器12又包括单向离合 器66。单向离合器66允许输入件14在被发动机80正常地驱动时沿正 方向转动，同时防止输入件14沿负方向转动。连接到地58的输入制动 器12可通过控制单元86选择性地操作，以通过将输入件14摩擦地制 动到地58阻止输入件14的转动。这些特征适合在此提出的各种实施例 的所有说明和图解。
EVT 10包括输入件14,机械旋转动力通过该输入件14从诸如汽油 机或柴油机（未示出）的机械动力源传递到EVT。在某些实施例中，输 入件14可包括从动轴，该从动轴将输入件14机械地连接至发动机。
图1所示的电动无级变速器利用三个差速齿轮组16、 18和20，它 们每个都具有第一齿轮件、第二齿轮件和第三齿轮件。差速齿轮组16、 18和20优选地是行星齿轮组16、 18和20。第一行星齿轮组16采用典 型地称为齿圈的外齿轮件22。齿圈22围绕典型地称为太阳轮的内齿轮 件24。行星架26可转动地支承多个行星齿轮28，以便使每个行星齿轮 28都与第一行星齿轮组16的外齿圏部件22和内太阳轮部件24啮合。 输入件14固定至行星齿轮组16的齿圏部件22。
行星齿轮组18也具有经常称为齿圈的外齿轮件30，该外齿轮件围 绕经常称为太阳轮的内齿轮件31。多个行星齿轮34可转动地安装在行 星架32中，以便使每个行星齿轮部件34都同时与行星齿轮组18的外 齿圏部件30和内太阳轮部件31啮合。
行星齿轮组20也具有称为齿圏的外齿轮件36，该外齿轮件围绕经 常称为太阳轮的内齿轮件38。多个行星齿轮42可转动地安装在行星架 40中，以便使每个行星齿轮部件42都同时与行星齿轮组20的外齿圈部 件36和内太阳轮部件38啮合。
第一互连件44将行星齿轮组16的太阳轮24与行星齿轮组18的齿 圈30连续地连接。第一齿轮组16与第二齿轮组18通过第二互连件46 复合，该第二互连件46将行星齿轮组16的行星架26与行星齿轮组18 的行星架32连续地连接。第三互连件48将行星齿轮组18的太阳轮31 与行星齿轮组20的太阳轮38连续地连接。
EVT 10还包括电动机/发电机'A， 50和电动机/发电才几'B， 52。 第一电动机/发电机50的定子固定至变速器壳体（未示出）。第一电动 机/发电机50的转子固定至第一互连件44。
第二电动机/发电机52的定子也固定至变速器壳体（未示出）。第 二电动机/发电机52的转子固定至第三互连件48。
诸如离合器54的第一转矩传递装置将行星齿轮组18的齿圈30选 择性地连接至行星齿轮组18的太阳轮31,由此机械地锁定太阳轮31、 行星齿轮34、行星架32和齿圏30的转动，以使它们以相同的转速一起 转动。
诸如制动器56的第二转矩传递装置将行星齿轮组18的太阳轮31 选择性地与诸如变速器壳体的地58连接。激励或接合制动器56使行星 齿轮组18的太阳轮31和电动机/发电机52的转子70锁定或接地。
诸如制动器60的第三转矩传递装置将行星齿轮组20的齿圏36选 择性地与诸如变速器壳体的地58连接。即，齿圏36通过到不可转动的 地58的操作连接被选择性地固定而无法转动。
采用第一、第二和第三转矩传递装置54、 56和60以辅助混合动力 EVT变速器10的工作模式的选择，这将在下文中更详细的说明，其至
少适用于与本发明有关的纯电动发动机关闭EVT工作模式。
EVT 10的示出驱动件62固定至行星齿轮组20的行星架40。 诸如离合器64的第四转矩传递装置将第二互连件46选择性地连接
至输出件62。
采用第一、第二、第三和第四转矩传递装置54、 56、 60和64以辅 助混合动力EVT变速器10的工作模式的选择。
控制单元86调节电动机/发电机50和52的电机速度和转矩。通过 控制单元86选择性地控制转矩传递装置12、 54、 60和64以将EVT设 置到各种操作模式中。控制单元86被电气连接到诸如蓄电池88的电能 存储装置。
诸如输入制动器12的输入转矩传递装置将EVT输入件14选择性 地锁定至诸如变速器壳体的地。输入转矩传递装置12仅当车辆发动机 80不运行时被锁定。通过锁定输入件14使其无法转动，EVT 10适合于 在一个或多个纯电池固定传动比模式中的高效工作。这些模式允许以相 加的动力使用电机50和52,以最大地利用用于驱动或再生制动的设计 电^/L能力，如下文所述。
如图1所示的电动无级变速器10是具有输入分配低范围和复合分 配高范围的双模式输入/复合分配EVT。典型地，输入分配范围用于纯 电动驱动模式（车辆发动机关闭），然而，这导致电动机/发电机52在 高负速度下旋转。在没有本发明的输入制动器U的EVT变速器中，在 发动机80处于零速度下的复合分配范围下的操作要求当电动机/发电机 50作为电动机工作以驱动车辆时电动机/发电机52作为发电机工作，或 者要求只要电动机/发电机50在发电，电动机/发电机52就作为电动机 工作。电动机/发电机50和52之间的相互作用导致差的能量效率，并且 限制了复合分配范围对纯电动操作的实用性。然而，如果EVT的输入 件被转矩传递装置或输入制动装置12锁定或制动，则在EVT输入件节 点处增加了额外转矩反作用点，允许独立地控制电动机/发电机50和52 上的转矩。在这种情况下，电动机/发电机52可将动力相加地供给至电 动机/发电机50,消除循环动力并提高效率。借助输入转矩传递装置或 输入制动器12的存在，由于电动机50和52的转矩通过传动比相加至 输出件62，因此复合分配范围现在具有通过如下文所述的两个新的变速 器模式EV1和EV2实现的高转矩能力。 现在将讨论在使这些新模式起作用时启动纯电动驱动EVT变速器 模式所需的离合器状态和输入制动器12的使用。如上文所述，将输入 制动器12增加至双模式输入/复合分配EVT提供了混合动力车辆EVT 的额外纯电动驱动、发动机关闭、固定传动比工作模式。在此提出可能 的纯电动驱动EVT固定传动比模式中的两个，第一个是"EV低"（EV1 ) 模式，第二个是"EV高"（EV2)模式。参照图1， EV1和EV2模式 都要求发动机80处于关闭状态并且转矩传递装置或输入制动器12接 合，由此使输入件14接地以防止输入件14的转动。如上所述，这给EVT 提供了另一个转矩反作用点，尤其是锁定或禁止行星齿轮组16的齿圈 22的转动（使用图l的具体示例）。这强制了在通过太阳轮24的电动 机/发电机50的转子与行星齿轮28之间的固定传动比。
为了使"EV低"（EV1 )纯电动驱动EVT固定传动比模式有效， 以下离合器和制动器接合或锁定：制动器60和转矩传递装置/输入制动 器12。其余转矩传递装置64、 56和54被分离。制动器60将行星齿轮 组20的齿圈36锁定至地，由此强制电动机/发电机52的转子70与EVT 输出件62之间的固定传动比。类似地，输入制动器12强制电动机/发电 机50的转子68与第二互连件46的转动之间的固定传动比，该第二互 连件连接至并驱动行星齿轮组18的行星齿轮34。电动机/发电机50的 转子68还驱动行星齿轮组18的齿圏30。当齿圏30和行星齿轮34 —起 被电动机/发电机50驱动时，电动机/发电机50的转子68的转速与电动 机/发电机52的转子70之间强制有固定传动比。如上所述，电动机/发 电机52的转子70以固定传动比驱动EVT输出件62，该固定传动比是 由于制动器60的锁定状态引起的。从上文应理解，电动机/发电机50和 52通过单独的固定传动比可驱动地齿轮连接至变速器输出件62。
为了使"EV高，，（EV2)纯电动驱动EVT固定传动比模式有效， 以下离合器和制动器接合或锁定：离合器64和转矩传递装置/输入制动 器12 (示例性部件号是特别针对图1所示的EVT实施例10)。其余转 矩传递装置60、 56和54分离。离合器64将行星齿轮组20的行星齿轮 42的转动锁定至行星齿轮组16的行星齿轮28的转动。输入制动器12 强制电动机/发电机50的转子68与第二互连件46的转动之间的固定传 动比，该第二互连件通过接合的离合器64直接可驱动地连接至输出件 62。电动机/发电机52的转子70驱动行星齿轮组18的太阳轮31。电动
机/发电机50的转子68驱动行星齿轮组18的齿圈30,并且还以固定传 动比驱动行星齿轮34，该固定传动比是由行星齿轮组16的行星齿轮28 和太阳轮24确定的。如上所述，齿圏30与行星齿轮34之间的转速比 固定强制了电动机/发电机50和52的转子68和70的转速之间的固定传 动比。电动机/发电机52通过行星齿轮组18的太阳轮31和行星齿轮34 将动力传递至输出件62。从上文可理解，电动机/发电机50和52通过 单独的固定传动比可驱动地齿轮连接至变速器输出件62。
从以上讨论可理解，纯电动EVT变速器模式EV1和EV2允许电动 机/发电机50和52都在驱动模式下工作，以产生被相加地组合用于电驱 动的机械动力，使用于电驱动的设计电机能力最大化。类似地，模式EV1 和EV2使电动机/发电机50和52能以相加的发电工作，以使用于再生 制动的设计电机能力的利用最大化。这些固定传动比相加模式通过增加 输入制动器12而有效，该输入制动器锁定输入件14，在EVT输入处提 供转矩反作用点，以促进上述这些模式。本发明的转矩传递装置或输入 制动器12的增加消除了循环动力，并且提高了 EVT在纯电动模式（发 动机关闭）下的工作和能量效率，由此在提高电能到机械能的转换效率 和提高可用电驱动转矩方面产生很大益处。
如果输入制动器12能够可锁定地防止输入件14在正和负方向上的 转动，则混合动力车辆EVT系统在EV1和EV2模式下既能电动又能再 生制动。转矩传递装置或输入制动器12可实现为例如湿式摩擦离合器、 干式摩擦离合器、牙嵌离合器或棘轮机构。由于发动机80不需要沿反 方向旋转，因此输入制动器12也可实施为接地58的单向离合器66。在 这种情况下（没有输入制动器12),为输出处的电动转矩提供了提高的 效率和转矩能力，但对于输出处的制动转矩仍需要动力循环。另外，输 入制动器12可实施为已知具有两个模式的可控单向离合器。在第一模 式下，机构作为传统单向离合器66工作，允许发动机80沿正方向自由 旋转。如果发动机80的速度到达零，则单向离合器66接合，防止发动 机80反转。在第二模式下，单向离合器66机构锁定，防止输入件14 沿任何方向转动。只要发动机80速度为零，该机构就可以在模式之间 转换。该实施方案能够为电动和再生制动提供完全的功能性。
EVT具有若干其它模式，具体地是发动机运行模式，在此不讨论这 些模式，因为这些另外的模式对于本领域的技术人员是已知的，虽然对于EVT的功能实现很重要，但与对本发明的理解不相关。
现在参照图2，其中相同的附图标记用于指示相同的部件。图2是 根据本发明配备有输入制动器112和/或单向离合器166的用于混合动力 机动车辆的双模式输入/复合分配、电动无级变速器72的另一个实施例 的示意图。应理解，以下在任何地方讨论输入制动器112，输入制动器 112都可用单向离合器166代替，以获得下述EV1和EV2纯电动驱动模 式。单向离合器166可操作以当车辆在纯电动驱动模式EV1或EV2下 工作时，锁定输入件14防止其沿与正常发动机工作方向相反的方向转 动，由此将输入件14锁定至地。应理解，所示电动无级变速器72仅是 可有利地应用输入制动器112和/或单向离合器166的双模式输入/复合 分配EVT的一个特定实施例。单向离合器166允许输入件14在被发动 机80正常地驱动时沿正方向转动，同时防止输入件14沿负方向转动。 接地158的输入制动器112可通过控制单元186选择性地操作以通过将 输入件14摩擦制动至地而阻止输入件14的转动。
EVT 72包括输入件14,机械转动动力通过该输入件从诸如汽油机 或柴油机80的机械动力源传递至EVT72。在某些实施例中，输入件14 可包括将输入件14机械地连接至发动机80的从动轴。
如图2所示的电动无级变速器利用两个差速齿轮组，优选地是行星 齿轮组116和118。第一行星齿轮组16采用通常称为齿圏的外齿轮件 122。齿圏122围绕典型地称为太阳轮的内齿轮件124。在图2中，这是 一复合行星齿轮组。在图2中，行星齿轮组116具有外齿圈部件122， 该外齿圏部件围绕典型地称为太阳轮124的内齿轮部件。多个行星齿轮 127、 128可转动地安装在行星架126中，以便使每个行星齿轮部件127 都与太阳轮124啮合，并且每个行星齿轮部件128都同时与行星齿轮组 116的齿圈部件122啮合。输入件14固定至行星齿轮组116的齿圏部件 122。
行星齿轮组118也具有经常称为齿圈的外齿轮部件130，该外齿轮 部件围绕经常称为太阳轮的内齿轮部件131。多个行星齿轮134可转动 地安装在行星架132中，以便使每个行星齿轮部件134同时与行星齿轮 组118的外齿圏部件130和内太阳轮部件131啮合。在EVT 72中，输 入件14可驱动地连接至行星齿轮组116的齿圈122。
诸如离合器的第一转矩传递装置154将输入件14选择性地连接至
行星齿轮组116的行星架126,由此机械地锁定输入件14和行星架126 的转动，导致输入件14与电动机/发电机150的转子168之间的固定传 动比。行星齿轮组116的太阳轮124连续地连接至电动机/发电机150的 转子168。
诸如离合器的第二转矩传递装置164将电动机/发电机150的转子 168选择性地连接至行星齿轮组118的齿圈130。
诸如制动器160的第三转矩传递装置将行星齿轮组118的齿圈130 与诸如变速器壳体的地158选择性地连接。也就是说，齿圈130通过操 作连接至不可转动的地158而被选择性地固定而无法转动。行星齿轮组 118的行星架部件132连续地连接至输出件62。行星齿轮组118的太阳 轮131连续地连接至电动机/发电机152的转子170。
诸如制动器的第四转矩传递装置156将转子170和太阳轮131选择 性地连4妄至地58以防止它们转动。
控制单元186调节电动机/发电机150和152的驱动速度和转矩。转 矩传递装置112、 154、 160和164通过控制单元186被选择性地控制以 将EVT设置成各种工作模式。控制单元186电地连接至诸如蓄电池188 的电能存储装置。
类似于上文中对图1所示的EVT IO的讨论，在图2中，采用转矩 传递装置154、 156、 160和164以辅助混合动力EVT变速器72的工作
模式的选择，这将在下文中较详细地说明。
类似于上文关于图1的讨论，电动无级变速器72是具有输入分配 低范围和复合分配高范围的双模式输入/复合分配EVT。典型地，输入 分配范围用于纯电动驱动模式（车辆发动机关闭），然而，这导致电动 机/发电机152以高的负速度旋转。在没有本发明的输入制动器112的 EVT变速器中，当发动机80在零速度下时在复合分配范围下的操作要 求在电动机/发电机150电动以驱动车辆时电动机/发电机152作为发电 机工作，或要求只要电动机/发电机150发电，电动机/发电机152就作 为电动机工作。电动机/发电机150与152之间的这种相互作用导致差的 效率，并且限制了用于纯电动工作的复合分配范围的实用性，如上所 述。然而，如果EVT 72的输入件14被转矩传递装置或输入制动装置 112锁定或制动，则在EVT输入件14处增加额外的转矩反作用点，允 许独立地控制电动机/发电机150和152上的转矩。在这种情况下，电动
机/发电机152可将动力相加地供给至电动机/发电机150，消除了循环动 力，并提高了效率。借助输入制动器112的存在，由于电动机50和52 的转矩通过传动比相加至输出件62，因此复合分配范围现在具有通过如 下文所述的两个新的模式EV1和EV2实现的高转矩能力。
现在将讨论启动与输入制动器112的使用一起生效的纯电动EVT 变速器模式所需的离合器状态。如前所述，将输入制动器112加入到双 模式输入/复合分配EVT 72提供了混合动力车辆EVT 72工作的额外的 纯电动驱动、发动机关闭、固定传动比模式。在此提出可能的纯电动驱 动EVT固定传动比模式中的两个，第一个是"EV低，，（EV1)模式， 第二个是"EV高，，（EV2)模式。再参照图2， EV1和EV2模式都要 求发动机80处于关闭状态并且转矩传递装置或输入制动器112接合， 由此使输入件14接地以防止输入件14的转动。如上所述，这给EVT72 提供了另一个转矩反作用点，尤其是锁定或禁止齿圈122的转动。这强 制了在电动机/发电机150的转子168与输入件14之间通过行星齿轮组 116的固定传动比。
为了使"EV低"（EV1 )纯电动驱动EVT固定传动比模式有效， 以下转矩传递装置接合或锁定：制动器160和转矩传递装置/输入制动器 112。其余转矩传递装置164、 156和154被分离。制动器160将行星齿 轮组118的齿圈130锁定至地158,由此强制电动机/发电机152的转子 170与EVT输出件62之间的固定传动比。
类似地，输入制动器112通过将行星齿轮组116的部件锁定至地158 强制电动机/发电机150的转子168与太阳轮131的转动之间的固定传动 比。在图2所示的EVT72中，输入制动器112将齿圈122锁定至地158。 在该构型中，电动机/发电机150通过行星齿轮组116以固定传动比驱动 太阳轮131。电动机/发电机152也驱动太阳轮131。电动机/发电机150 和152继而都通过行星齿轮组118以固定传动比驱动输出件62。从上文 应理解，电动机/发电机50和52通过单独的固定传动比可驱动地齿轮连 接至变速器输出件62。
为了使"EV高，，（EV2)纯电动驱动EVT固定传动比模式有效， 以下转矩传递装置接合或锁定：离合器64和转矩传递装置/输入制动器 112。其余转矩传递装置160、 156和154分离。离合器164将电动机/ 发电机150的转子168的转动锁定至行星齿轮组118的齿圏130。如上所述，输入制动器112通过将行星齿轮组116的部件锁定至地158强制 电动机/发电机150的转子168与太阳轮131的转动之间的固定传动比。 由于输入制动器U2在行星齿轮组116上的上述锁定动作，电动机/发电 机150的转子168与电动机/发电机152的转子170之间的转速比是固定 值。电动机/发电机152通过行星齿轮组118的太阳轮131和行星齿轮 134将动力传递至输出件62。电动机/发电机150通过行星齿轮组118的 齿圏130和行星齿轮134将动力传递至输出件62，提供与两个电动机/ 发电机150和152的速度成比例的输出速度。
如上文参照图1所讨论的，纯电动EVT变速器才莫式EV1和EV2允 许电动机/发电机150和152都在驱动模式下工作，以产生被相加地組合 用于电驱动的机械动力，使用于电驱动的设计电机能力最大化。类似 地，模式EV1和EV2使电动机/发电机150和152能以相加的发电工作，
以使用于再生制动的设计电机能力的利用最大化。这些固定传动比相加 模式通过增加输入制动装置112而有效，该输入制动装置锁定输入件14 以促进上述这些模式。本发明的转矩传递装置或输入制动器112的增加 消除了循环动力，并且提高了 EVT72在上述纯电动模式（发动机关闭） 下的工作和能量效率。
EVT 72具有若干"发动机运行"模式，在此不讨论这些模式，因 为这些另外的模式对于本领域的技术人员是已知的，对于涉及发动机关 闭纯电动EVT工作的本发明的理解不重要或不相关。
现在参照图3，其中相同的附图标记用于指示相同的部件。图3是 图2所示并且在上文讨论的EVT 72的替代方案的示意图。在图3中， 用于混合动力电动车辆的电动无级变速器74配备有根据本发明的输入 制动器212和/或单向离合器266。应理解，只要下文讨论输入制动器 212，输入制动器212就可用单向离合器266代替以实现下述EV1和EV2 纯电动驱动模式。单向离合器266可操作以当车辆在纯电动驱动模式 EV1或EV2下工作时，锁定输入件14防止其沿与正常发动机工作方向 相反的方向转动，由此将输入件14锁定至地。应理解，所示电动无级 变速器74仅是可有利地应用输入制动器212和/或单向离合器266的双 模式输入/复合分配EVT的一个特定实施例。单向离合器266允许输入 件14在被发动机80正常地驱动时沿正方向转动，同时防止输入件14 沿负方向转动。连接到地258的输入制动器212可通过控制单元286选
择性地操作，以通过将输入件14摩擦地制动到地而阻止输入件14的转动。
EVT 74包括输入件14,机械转动动力通过该输入件从诸如汽油机 或柴油机80的机械动力源传递至EVT74。在某些实施例中，输入件14 可包括将输入件14机械地连接至发动机80的从动轴。
如图3所示的电动无级变速器利用两个差速齿轮组，优选地是行星 齿轮组216和218。第一行星齿轮组216采用通常称为齿圈的外齿轮件 222。齿圈222围绕典型地称为太阳轮的内齿轮件224。在图3中，这是 一简单行星齿轮组，而在上述图2中，是复合行星齿轮组。在图3中， 行星架226可转动地支承多个行星齿轮228，以便使每个行星齿轮228 都与行星齿轮组216的外齿圈部件222和内太阳轮部件224啮合。输入 件14固定至行星齿轮组216的行星架226。
行星齿轮组218也具有经常称为齿圈的外齿轮部件230，该外齿轮 部件围绕经常称为太阳轮的内齿轮部件231。多个行星齿轮234可转动 地安装在行星架232中，以便使每个行星齿轮部件234同时与行星齿轮 组218的外齿圏部件230和内太阳轮部件231啮合。
先前讨论的EVT 72 (图2 )和EVT 74的区别在于，来自输入件14 的机械动力被传递至行星齿轮组216 (图2中为116)。在EVT 72中， 输入件14可驱动地连接至行星齿轮组116的齿圈122。在图3所示的 EVT 74中，输入件14可驱动地连接至行星齿轮组216的行星架226。
诸如离合器的第一转矩传递装置254将输入件14选择性地连接至 行星齿轮组216的行星架226,由此机械地锁定输入件14和行星架226 的转动，导致输入件14与电动机/发电机250的转子268之间的固定传 动比。行星齿轮组216的太阳轮224连续地连接至电动机/发电机250的 转子268。
诸如离合器的第二转矩传递装置264将电动机/发电机250的转子 268选择性地连接至行星齿轮组218的齿圏230。
诸如制动器260的第三转矩传递装置将行星齿轮组218的齿圏230 与诸如变速器壳体的地258选择性地连接。也就是说，齿圏230通过操 作连接至不可转动的地258而被选择性地固定而无法转动。行星齿轮组 218的行星架232连续地连接至输出件62。行星齿轮组218的太阳轮231 连续地连接至电动机/发电机252的转子270。
诸如制动器的第四转矩传递装置256将转子270和太阳轮231选择 性地连^妄至地258以防止它们的转动。
控制单元286调节电动机/发电机250和252的驱动速度和转矩。转 矩传递装置212、254、260和264被控制单元286选择性地控制以将EVT 设置成各种工作模式。控制单元286电气连接至诸如蓄电池288的电能 存储装置。
类似于上文中对图2所示的EVT 72的讨论，在图3中，采用转矩 传递装置254、 256、 260和264以辅助混合动力EVT变速器74的工作
模式的选择，这将在下文中较详细地说明。
类似于上文关于图2的讨论，电动无级变速器74是具有输入分配 低范围和复合分配高范围的双模式输入/复合分配EVT。典型地，输入 分配范围用于纯电动驱动模式（车辆发动机关闭），然而，这导致电动 机/发电机252以高的负速度旋转。在没有本发明的输入制动器212的 EVT变速器中，当发动机80在零速度下时在复合分配范围下的操作要 求在电动机/发电机250电动以驱动车辆时电动机/发电机252作为发电 机工作，或要求只要电动机/发电机250发电，电动机/发电机252就作 为电动机工作。电动机/发电机250与252之间的这种相互作用导致差的 效率，并且限制了用于纯电动工作的复合分配范围的实用性，如上所 述。然而，如果EVT 74的输入件14被转矩传递装置或输入制动装置 212锁定或制动，则在EVT输入件14处增加额外的转矩反作用点，允 许独立地控制电动机/发电机250和252上的转矩。在这种情况下，电动 机/发电机252可将动力相加地供给至电动机/发电机250,消除了循环动 力，并提高了效率。借助输入制动器212的存在，由于电动机250和252 的转矩通过传动比相加至输出件62，因此复合分配范围现在具有通过如 下文所述的两个新的模式EV1和EV2的高转矩能力。
现在将讨论启动纯电动EVT变速器模式所需的离合器状态与输入 制动器212的使用。如前所述，将输入制动器212加入到双模式输入/ 复合分配EVT 74提供了混合动力车辆EVT 74工作的额外的纯电动驱 动、发电机关闭、固定传动比模式。在此提出可能的纯电动驱动EVT 固定传动比模式中的两个，第一个是"EV低"（EV1)模式，第二个是 "EV高"（EV2)模式。再参照图3, EV1和EV2模式都要求发动机 80处于关闭状态并且转矩传递装置或输入制动器212接合，由此使输入
件14接地以防止输入件14的转动。如上所述，这给EVT74提供了另 一个转矩反作用点，尤其是锁定或禁止行星架226的转动。这强制了在 电动机/发电机250的转子268与输入件14之间通过行星齿轮组216的 固定传动比。
为了使"EV低"（EV1 )纯电动驱动EVT固定传动比模式有效， 以下转矩传递装置接合或锁定：制动器260和转矩传递装置/输入制动器 212。其余转矩传递装置264、 256和254被分离。制动器260将行星齿 轮组218的齿圏230锁定至地258,由此强制电动机/发电机252的转子 270与EVT输出件62之间的固定传动比。
类似地，输入制动器212通过将行星齿轮组216的部件锁定至地258 强制电动机/发电机2 5 0的转子26 8与太阳轮2 31的转动之间的固定传动 比。在图3所示的EVT 74中，输入制动器212将行星架226锁定至地 258。在该构型中，电动机/发电机250通过4亍星齿轮组216以固定传动 比驱动太阳轮231。电动机/发电机252也驱动太阳轮231。电动机/发电 机250和252继而都通过行星齿轮组218以固定传动比驱动输出件62。 从上文应理解，电动机/发电机250和252通过单独的固定传动比可驱动 地齿轮连接至变速器输出件62。
为了使"EV高"（EV2)纯电动驱动EVT固定传动比模式有效， 以下转矩传递装置接合或锁定：离合器264和转矩传递装置/输入制动器 212。其余转矩传递装置260、 256和254分离。离合器264将电动机/ 发电机250的转子268的转动锁定至行星齿轮组218的齿圈230。如上 所述，输入制动器212通过将行星齿轮组216的部件锁定至地258强制 电动机/发电机250的转子268与太阳轮231的转动之间的固定传动比。 由于输入制动器212在行星齿轮组216上的上述锁定动作，电动机/发电 机250的转子268与电动机/发电机252的转子270之间的转速比是固定 值。电动机/发电机252通过行星齿轮组218的太阳轮231和行星齿轮 234将动力传递至输出件62。电动机/发电机250通过行星齿轮組218的 齿圈230和行星齿轮234将动力传递至输出件62,提供与两个电动机/ 发电机250和252的速度成比例的输出速度。
如上文参照图1和图2所讨论的，纯电动EVT变速器模式EV1和 EV2允许电动机/发电机250和252都在驱动模式下工作，以产生被相加 地组合的机械动力或电驱动，使用于电驱动的设计电机能力最大化。类 似地，模式EV1和EV2使电动机/发电机250和252能以相加的发电工 作，以使用于再生制动的设计电机能力的利用最大化。这些固定传动比 相加模式通过增加输入制动装置212而有效，该输入制动装置锁定输入 件14以促进上述这些模式。本发明的转矩传递装置或输入制动器212 的增加消除了循环动力，并且提高了 EVT 72或74在上述纯电动模式（发 动机关闭）下的工作和能量效率。
EVT 74具有若干"发动机运行"模式，在此不讨论这些模式，因 为这些另外的模式对于本领域的技术人员是已知的，对于涉及发动机关 闭纯电动EVT工作的本发明的理解不重要或不相关。
现在参照图4，其中相同的附图标记用于指示相同的部件。图4是 用于混合动力电动车辆的双模式输入/复合分配电动无级变速器的另一 个实施例78的示意图，该电动无级变速器配备有根据本发明的输入制 动器312和/或单向离合器366。应理解，只要下文讨论输入制动器312， 输入制动器312就可用单向离合器366代替以实现下述EV1和EV2纯 电动驱动模式。单向离合器366可操作以当车辆在纯电动驱动模式EV1 或EV2下工作时，锁定输入件14防止其沿与正常发动机工作方向相反 的方向转动，由此将输入件14锁定至地。应理解，所示电动无级变速 器78仅是可有利地应用输入制动器312和/或单向离合器366的双模式 输入/复合分配EVT的一个特定实施例。单向离合器366允许输入件14 在被发动机80正常地驱动时沿正方向转动，同时防止输入件14沿负方 向转动。连接到地358的输入制动器312可通过控制单元386选择性地 操作，以通过将输入件14摩擦地制动到地而阻止输入件14的转动。
EVT 78包括输入件14，机械转动动力通过该输入件从诸如汽油机 或柴油机80的机械动力源传递至EVT78。在某些实施例中，输入件14 可包括将输入件14机械地连接至发动机80的从动轴。
如图4所示的电动无级变速器利用两个差速齿轮组，优选地是行星 齿轮组316和318。第一行星齿轮组316采用通常称为齿圈的外齿轮件 322。齿圈322围绕典型地称为太阳轮的内齿轮件324。行星架326可转 动地支承多个行星齿轮328,以便使每个行星齿轮328都与行星齿轮组 316的外齿圏部件322和内太阳轮部件324啮合。输入件14固定至行星 齿轮组316的齿圏部件322。
行星齿轮组318也具有经常称为齿圈的外齿轮部件330,该外齿轮
部件围绕经常称为太阳轮的内齿轮部件331 。多个行星齿轮334可转动 地安装在行星架332中，以便使每个行星齿轮部件334同时与行星齿轮 组318的外齿圈部件330和内太阳轮部件331啮合。
输入件14可驱动地连接至行星齿轮组316的齿圏322,由此机械地 锁定输入件14和齿圏316的转动。行星齿轮组316的太阳轮324连续 地连接至电动机/发电机350的转子368。行星齿轮组316的行星架326 连续地连接至行星齿轮组328的行星架332,行星架326和332还连续 地可驱动地连接至EVT的输出件62。行星齿轮组318的太阳轮331连 续地连接至电动机/发电机352的转子370。
诸如离合器的第一转矩传递装置364将电动机/发电机350的转子 368选择性地连接至行星齿轮组318的齿圈330。诸如制动器360的第 二转矩传递装置将行星齿轮组318的齿圈330与诸如变速器壳体的地 358选择性地连接。也就是说，齿圏330通过操作连接至不可转动的地 358而被选择性地固定而无法转动。行星齿轮组318的行星架332连续 地连接至输出件62。
控制单元386调节电动机/发电机350和352的驱动速度和转矩。转 矩传递装置312、354、360和364被控制单元386选择性地控制以将EVT 设置成各种工作模式。控制单元386电气连接至诸如蓄电池388的电能 存储装置。
类似于上文中对图1所示的EVT 10的讨论，在图4中，和输入制 动器/转矩传递装置312 —起采用转矩传递装置360和354以辅助混合动 力EVT变速器78的发动机关闭纯电动工作模式的选择，这将在下文中 较详细地说明。
类似于上文关于图1的讨论，电动无级变速器78是具有输入分配 低范围和复合分配高范围的双模式输入/复合分配EVT。典型地，输入 分配范围用于纯电动驱动模式（车辆发动机关闭），然而，这导致电动 机/发电机352以高的负速度旋转。在没有本发明的输入制动器312的 EVT变速器中，当发动机80在零速度下时在复合分配范围下的操作要 求在电动机/发电机350电动以驱动车辆时电动机/发电机352作为发电 机工作，或要求只要电动机/发电机350发电，电动机/发电机352就作 为电动机工作。电动机/发电机350与352之间的这种相互作用导致差的 效率，并且限制了用于纯电动工作的复合分配范围的实用性，如上所 述。然而，如果EVT 78的输入件14被转矩传递装置或输入制动装置 312锁定或制动，则在EVT输入件14处增加额外的转矩反作用点，允 许独立地控制电动机/发电机350和352上的转矩。在这种情况下，电动 机/发电机352可将动力相加地供给至电动机/发电机350,消除了循环动 力，并提高了效率。借助输入制动器312的存在，由于电动机350和352 的转矩通过传动比相加至输出件62,因此复合分配范围现在具有通过如 下文所述的两个新的模式EV1和EV2实现的高转矩能力。
现在将讨论启动纯电动EVT变速器模式所需的离合器状态与输入 制动器312的使用。如前所述，将输入制动器312加入到双模式输入/ 复合分配EVT 78提供了混合动力车辆EVT 78工作的额外的纯电动驱 动、发电机关闭、固定传动比模式。在此提出可能的纯电动驱动EVT 固定传动比模式中的两个，第一个是"EV低"（EV1)模式，第二个是 "EV高"（EV2)模式。再参照图4， EV1和EV2模式都要求发动机 80处于关闭状态并且转矩传递装置或输入制动器312接合，由此使输入 件14接地以防止输入件14的转动。如上所述，这给EVT 78提供了另 一个转矩反作用点，尤其是锁定或禁止齿圈322的转动。这强制了在电 动机/发电机350的转子368与输出件62之间通过行星齿轮组316的固 定传动比。
为了使"EV低，，（EV1 )纯电动驱动EVT固定传动比模式有效， 以下转矩传递装置接合或锁定：制动器360和转矩传递装置/输入制动器 312。其余转矩传递装置364被分离。制动器360将行星齿轮组318的 齿圏330锁定至地358,由此通过行星齿轮组318的行星架332强制电 动机/发电机352的转子370与EVT输出件62之间的固定传动比。如上 所述，借助输入制动器312，通过行星齿轮组316强制电动机/发电机350 的转子368与输出件62之间的固定传动比。因此，电动机/发动机350 和352被构造成当在"EV低，，（EV1)模式下时，都以固定传动比并联 驱动输出件62。
为了使"EV高"（EV2)纯电动驱动EVT固定传动比模式有效， 以下离合器和制动器接合或锁定：离合器364和转矩传递装置/输入制动 器312。其余转矩传递装置360分离。离合器364将电动机/发电机350 的转子368的转动锁定至行星齿轮组318的齿圈330。如上文讨论EV1 模式时所述，借助使输入制动器312接合，通过将行星齿轮组316强制
电动机/发电机350的转子368与输出件62之间的固定传动比。电动机/ 发电机352通过行星齿轮组318的行星架332可驱动地连接至输出件 62。电动机/发电机352的转子370驱动输出件62的传动比是电动机/发 电机350的转子368的转速以及行星齿轮组318的齿圈330、行星齿轮 3 34和太阳轮3 31之间的传动比的函数。
如上文参照图1所讨论的，纯电动EVT变速器才莫式EV1和EV2允 许电动机/发电机350和352都在驱动模式下工作，以产生被相加地组合 用于电驱动的机械动力，使用于电驱动的设计电机能力最大化。类似 地，模式EV1和EV2使电动机/发电机350和352能以相加的发电工作， 以使用于再生制动的设计电机能力的利用最大化。这些固定传动比相加 模式通过增加输入制动装置312而有效，该输入制动装置锁定输入件14 以促进上述这些模式。本发明的转矩传递装置或输入制动器312的增加 消除了循环动力，并且提高了 EVT78在上述纯电动模式（发动机关闭） 下的工作和能量效率。
纯电动EVT变速器模式对于在"插入式混合动力"应用中使用是
尤其有利的，即，在驾驶过程期间在蓄电池电力耗尽模式下工作的混合 动力车辆，其蓄电池所充的电至少部分地接收自外部车外电源。 一个例
子是这样的混合动力车辆，其构造成通过将车辆的电力线插入或连接至 从电网接收电力的电源插座整夜接收主要充电。至少部分地通过输入制 动器/转矩传递装置312生效的EVT变速器模式通过提高上述EVT的电 能效率延长了车辆在纯电池发动机关闭工作下的行驶里程。
在所有图1至图4中，输入转矩传递装置/输入制动器（12、 112、 212、和312)可包括单向离合器装置（66、 166、 266和366 )。单向离 合器（66、 166、 266和366 )可操作以允许输入件14沿正（正常发动 机工作）方向自由转动，该正方向即为正常工作的发动机80驱动输入 件14的方向。单向离合器（66、 166、 266和366)可操作以通过将输 入件14接合并锁定至地（58、 158、 258和358 )而防止输入件沿负方 向（与正常发动机工作的方向相反）转动。
虽然已详细说明了用于实施本发明的最佳方式，但本领域的熟练技 术人员将认识到在所附权利要求书的范围内用于实施本发明的各种替 ^^殳计和实施例。