CN101153646A - 具有互联齿轮组的多模式电动无级变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明的电动无级变速器系列提供了小体积低成本的电动无级变速器机构，包括第一、第二和第三差速齿轮组、电池、两个可互换地用作电动机或发电机的电机、以及四个可选扭矩传递装置。所述可选扭矩传递装置接合，以产生具有连续可变速比范围(包括反向)和四个机械固定前进速比的EVT。所述扭矩传递装置以及第一和第二电动机/发电机可操作，以在所述电动无级变速器中提供五个操作模式，包括电池反转模式、EVT反转模式、反向和前进起动模式、连续可变变速器范围模式以及固定比模式。

Description

具有互联齿轮组的多模式电动无级变速器
技术领域
本发明涉及可在动力分配可变速比范围与固定速比两者中选择性操作的电动无级变速器(electrically variable transmission)，其具有三个行星齿轮组、两个电动机/发电机和四个扭矩传递机构。
背景技术
当前，大部分车辆由内燃机驱动，尤其是由往复运动的活塞式内燃机驱动。通过这种内燃机将燃料形式的高度集中能量转换成有用的机械能，这种内燃机相对地有效、紧凑、轻型和廉价。能够与内燃机一起使用并能减少燃料消耗和污染物排放的新型变速器系统，可对公众有巨大的好处。
车辆通常寄予内燃机的需求中的广泛变化提高了燃料消耗和排放，超出了这种发动机的理想状况。通常，车辆由这种发动机驱动，其通过小电动机和相对小的电池从冷态起动，然后很快地达到推进和辅助设备载荷之下。这种发动机还运行于宽范围速度和宽范围载荷，并通常在近似于其最大功率输出的五分之一的平均值工作。
车辆变速器通常将机械动力从发动机传送到驱动系统的其余部件，例如固定的主减速器传动装置、车轴和车轮。典型的机械变速器允许发动机工作中的一些自由度，一般通过改变五个或六个不同的驱动档选择、允许发动机在车辆静止时操作辅助设备的空档选择、以及用来在发动机转动时在驱动档之间平稳转换和使车辆从静止起动的离合器或液力变矩器。变速器档位选择通常允许或者增加扭矩比并降低速度、或者减小扭矩比并且增加速度(即，超速行驶)、或者在倒档下将动力从发动机向驱动系统的其余部分传送。
发电机可将发动机的机械能转换成电能，电动机可将电能以不同的扭矩和速度转换回用于车辆驱动系统其余部件的机械能。该布置允许发动机与驱动系统其余部件之间扭矩和速度比在电动机械的限制内的连续变化。可以将用作推进功率源的电池加入到该布置，形成串联混合动力电动驱动系统。
串联混合动力系统允许发动机与驱动车辆所需的扭矩、速度和动力具有一些独立性地工作，所以可以控制发动机用来改善排放和效率。该系统允许连接到发动机的电动机械作为电动机以起动发动机。该系统还允许连接到驱动系其余部件的电动机械作为发电机，通过再生制动将车辆减速的能量回收进电池。串联电动驱动承受充分的电动机械的重量和成本，以在发电机中将所有的发动机动力从机械能转换成电能，在驱动电机中将电能转换成机械能，并承受在这些转换中有用的能量的损失。
动力分配变速器可使用一般称为“差速传动装置”的装置，以在输入与输出之间获得连续变化的扭矩和速度比。电动无级变速器可使用差速传动装置，以通过一对电动机/发电机传送其传送的一部分动力。动力的其余部分流动通过另一个固定速比或可选速比的平行路径，该路径是全机械的并且直连的。
对于本领域的技术人员公知的一种差速传动装置的形式为行星齿轮组。行星齿轮组一般为在差速传动发明中使用的优选实施方式，具有紧凑以及在行星齿轮组的所有元件之间具有不同扭矩和速度比的优点。但是，不使用行星齿轮组，也能构成本发明，如通过使用锥齿轮或者如下布置的其它齿轮：齿轮组中至少一个元件的转速总是为其它两个元件转速的加权平均值。
混合动力电动车辆变速器系统还包括一个或多个电能存储装置。典型的装置为化学电能存储电池，但是也可包括电容性的或机械的装置，例如电动飞轮。电能存储允许机构从变速器系统向车辆输出的机械输出动力不同于从发动机向变速器系统传输的机械输入动力。电机或其它装置还允许发动机通过变速器系统起动和再生车辆制动。
车辆中的电动无级变速器能简单地将机械能从发动机输入传送到主减速器输出。为此，一个电动机/发电机产生的电能平衡了电损失和另一个电动机/发电机消耗的电能。通过使用上述电存储电池，一个电动机/发电机产生的电能能够大于或小于另一个电动机/发动机消耗的电能。电池的电能有时允许两个电动机/发电机都作用电动机，尤其是当车辆加速时辅助发动机。两个电动机有时能都作为发电机以给电池充电，尤其是在再生车辆制动中。
一种已知的串联混合动力变速器是为运输公共汽车生产的双范围、输入分配和复合分配电动无级变速器。这种变速器利用输入装置接收车辆发动机的动力，利用动力输出装置传送动力以驱动车辆。第一和第二电动机/发动机连接到能量存储装置，例如电池，使得能量存储装置能从第一和第二电动机/发动机接收电能，并向第一和第二电动机/发动机供应电能。控制单元调节能量存储装置和电动机/发动机之间以及第一电动机/发动机与第二电动机/发动机之间的能量流动。
通过使用实际为第一和第二扭矩传递装置的离合器，可以有选择性地得到第一或第二变速比操作模式中的操作。在第一模式中，通过应用第一离合器形成输入动力分配速比范围，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，通过应用第二离合器形成复合动力分配速比范围，变速器的输出速度与电动机/发电机中的任意一个都不成比例，但为两个电动机/发电机速度的代数线性组合。通过应用两个离合器可有选择性地得到固定的变速器速比的操作。通过分离两个离合器，从变速器输出断开发动机与两个电动机/发电机，可有选择性地得到处于空档模式的变速器操作。该变速器包含至少一个处于其第一操作模式的机械点和至少两个处于其第二操作模式的机械点。
“复合分配”意味着变速器输入和输出都不直接与电动机/发电机连接。复合分配结构包括具有两个机械点的模式，当电动机/发电机之一达到零速度时，就获得各机械点。这允许降低获得所需车辆性能而需要的电动机/发电机的尺寸和成本。“输出分配”意味着电动机/发电机直接连接到输入元件。该模式可用于起动车辆。“输入分配”意味着电动机/发电机直接连接到输出元件。这可用在制动期间捕获再生能量，并按需要提供扭矩以辅助发动机。
另一种已知的电动无级变速器具有两个行星齿轮组、两个电动机/发电机和两个离合器，以提供输入分配、复合分配、空档和反向模式的操作。两个行星齿轮组可都为简单行星齿轮组，或者一个可单独为复合的行星齿轮组。电控元件调整能量存储装置与两个电动机/发电机之间的功率流动。该变速器提供两个范围或模式的电动无级变速器(EVT)操作，有选择性地提供输入动力分配速比范围和复合动力分配速比范围。还可有选择性地获得一个固定速比。
发明内容
本发明提供了在混合动力车辆上使用的一系列电动无级变速器，这一系列电动无级变速器具有优于传统自动变速器的优点，包括改进车辆加速性能、通过再生制动及只电动怠速和起动来改善燃料经济性、以及动人的市场特征。本发明的目的是给给定的发动机尽可能提供最佳的能量效率和排放。另外，还寻求变速器的最佳性能、容量、包装体积以及速比范围。
本发明的电动无级变速器系列提供了小体积低成本的电动无级变速器机构，包括第一、第二和第三差速齿轮组、电池、两个可互换地用作电动机或发电机的电机、以及四个可选扭矩传递装置(两个离合器和两个制动器)。优选地，所述差速齿轮装组为行星齿轮组，例如简单齿轮组或复合(包括拉维列奥克斯，Ravigneaux)齿轮组，但也可使用其它齿轮布置，例如锥齿轮或者至偏移轴线的差速齿轮传动。
在本说明中，第一、第二或第三行星齿轮组可以任意的顺序从一数至三(例如，从左到右、从右到左等)。
所述三个行星齿轮组中每个行星齿轮组都具有三个元件。各行星齿轮组的第一、第二和第三元件可为中心齿轮、或行星架元件中的任意一种，或者可选择地为小齿轮。
各行星架元件可为单小齿轮行星架元件(简单)或双小齿轮行星架元件(复合)。
输入轴与所述齿轮组的至少一个元件持续地连接。输出元件与所述齿轮组的至少一个元件持续地连接。
第一互联元件将所述第一齿轮组的所述第一元件与所述第二齿轮组的所述第一元件持续地连接。
第二互联元件将所述第三齿轮组的所述第一元件与所述第一齿轮组的所述第二元件持续地连接。
第三互联元件将所述第三齿轮组的所述第二元件与所述第二齿轮组的所述第二元件持续地连接。
第一扭矩传递装置，例如离合器，将所述第二齿轮组的一个元件与所述第三齿轮组的一个元件有选择地连接。
第二扭矩传递装置，例如离合器，将所述第三齿轮组的一个元件与所述第三齿轮组的另一个元件有选择地连接。
第三扭矩传递装置，例如制动器，将所述第二齿轮组的一个元件与固定元件(变速器壳体)有选择地连接。
第四扭矩传递装置，例如制动器，与所述第二电动机/发电机并联连接，以有选择地防止所述电动机/发电机的旋转。
第一电动机/发电机安装到所述变速器壳体，并且与所述第三齿轮组的一个元件持续地连接。所述第一电动机/发电机还可包括偏移齿轮传动装置。
第二电动机/发电机安装到所述变速器壳体，并且与所述第二齿轮组的一个元件持续地连接。所述第二电动机/发电机还可包括偏移齿轮传动装置。
所述可选扭矩传递装置可组合地接合，以产生具有连续可变速比范围(包括反向)和四个机械固定前进速比的EVT。“固定速比”为输入至变速器的机械能机械地传递到输出元件、在电动机/发电机上没有能量流(即，几乎为零)的操作情形。对于给定的最大容量，可在靠近满发动机功率处操作时有选择地获得几个固定速比的电动无级变速器可更小、更轻。固定速比操作还使得，当操作于未使用电动机/发电机而发动机速度达到其最佳的情形之下时，燃料消耗更低。通过适当地选择行星齿轮组的齿数比可实现各种固定速比和可变速比跨度。
公开的电动无级变速器系列的各实施例具有变速器输入元件和输出元件都不直接连接到电动机/发电机的构造。这允许减小实现期望车辆性能所需的电动机/发电机的尺寸和成本。
所述扭矩传递装置以及第一和第二电动机/发电机可操作，以在所述电动无级变速器中提供五个操作模式，包括电池反转模式、EVT反转模式、反向和前进起动模式、连续可变变速器范围模式以及固定速比模式。
结合附图，根据下面对实现本发明的最佳模式的详细描述，能够容易地理解本发明的上述特征和优点，以及其它特征和优点。
附图说明
图1a为包括电动无级变速器的动力系的示意图，其中电动无级变速器具有本发明的系列元件；
图1b为描述图1a中所示动力系的某些操作特征的操作模式表和固定比率模式表；
图2a为包括电动无级变速器的动力系的示意图，其中电动无级变速器具有本发明的另一系列元件；
图2b为描述图2a中所示动力系的某些操作特征的操作模式表和固定比率模式表；
图3a为包括电动无级变速器的动力系的示意图，其中电动无级变速器具有本发明的另一系列元件；
图3b为描述图3a中所示动力系的某些操作特征的操作模式表和固定比率模式表；
图4a为包括电动无级变速器的动力系的示意图，其中电动无级变速器具有本发明的另一系列元件；
图4b为描述图4a中所示动力系的某些操作特征的操作模式表和固定比率模式表；
图5a为包括电动无级变速器的动力系的示意图，其中电动无级变速器具有本发明的另一系列元件；和
图5b为描述图5a中所示动力系的某些操作特征的操作模式表和固定比率模式表。
具体实施方式
参考图1a，示出了动力系10，包括连接到总地由标记14表示的改进型电动无级变速器(EVT)的一个优选实施例的发动机12。变速器14设计成接收发动机12的至少一部分驱动动力。如图所示，发动机12具有用作变速器14的输入元件17的输出轴。在发动机12和变速器的输入元件17之间还可使用瞬时扭矩减振器(transient torque damper)(未示出)。
在所示实施例中，发动机12可为矿物燃料发动机，例如柴油发动机，其可方便地适于通常以不变的每分钟转数(RPM)提供可变功率输出。
不论发动机12通过什么装置连接到变速器输入元件17，变速器输入元件17都可操作地连接到变速器14内的行星齿轮组。变速器14的输出元件19连接到主减速器16。
变速器14利用三个差速齿轮组，优选为行星齿轮组20、30和40。行星齿轮组20使用通常称为齿圈的外齿轮元件24。齿圈元件24围绕通常称为中心齿轮的内齿轮元件22。行星架元件26可旋转地支撑多个行星齿轮27，使得各行星齿轮27与第一行星齿轮组20的外齿圈元件24和内中心齿轮22都啮合。
行星齿轮组30也具有通常也称为齿圈的外齿轮元件34，该齿圈34围绕通常也称为中心齿轮元件的内齿轮元件32。行星架元件36内也可旋转地支撑多个行星齿轮37，使得各行星齿轮元件37同时与行星齿轮组30的外齿圈元件34和内中心齿轮元件32都啮合。
行星齿轮组40也具有通常也称为齿圈的外齿轮元件44，该齿圈44围绕通常也称为中心齿轮元件的内齿轮元件42。行星架元件46内也可旋转地支撑多个行星齿轮47，使得各行星齿轮元件47同时与行星齿轮组40的外齿圈元件44和内中心齿轮元件42都啮合。
第一优选实施例10还分别包括第一和第二电动机/发电机80和82。第一电动机/发电机80的定子固定到变速器壳体60上。第一电动机/发电机80的转子固定到行星齿轮组40的齿圈元件44上。
第二电动机/发电机82的定子也固定到变速器壳体60上。第二电动机/发电机82的转子固定到行星齿轮组30的中心齿轮元件32上。
输入元件17固定到行星齿轮组20的行星架元件26上。变速器14的输出驱动元件19固定到行星齿轮组30的行星架元件36上。
第一互联元件70将行星齿轮组20的中心齿轮元件22与行星齿轮组30的中心齿轮元件32持续地连接。第二互联元件72将行星齿轮组20的齿圈元件24与行星齿轮组40的行星架元件46持续地连接。第三互联元件74将行星齿轮组30的行星架元件36与行星齿轮组40的中心齿轮元件42持续地连接。
第一扭矩传递装置，例如离合器50，将行星齿轮组30的齿圈元件34与行星齿轮组40的齿圈元件44有选择地连接。第二扭矩传递装置，例如离合器52，将行星齿轮组40的行星架元件46与行星齿轮组40的齿圈元件44有选择地连接。第三扭矩传递装置，例如制动器54，将行星齿轮组30的齿圈元件34与变速器壳体60有选择地连接。第四扭矩传递装置，例如制动器55，与电动机/发电机82并联连接，以有选择地对其进行制动。第一、第二、第三和第四扭矩传递装置50、52、54和55用于辅助混合动力变速器14的操作模式的选择，将在下文更加全面地描述。
现在返回到对电源的描述，从前面的描述应当理解，尤其是参考图1a，变速器14有选择地接收发动机12的动力。混合动力变速器还接收电源86的动力，其中电源86可操作地连接到控制器88上。电源86可为一个或多个电池。在不改变本发明概念的情况下，还可使用具有提供或存储、以及分配电能的能力的其它电源来替代电池，例如燃料电池。
一般的操作事项
主控制装置之一为公知的驱动范围选择器(未示出)，其引导电子控制单元(控制器或ECU 88)以配置变速器用于起动、倒车、怠速或前进的范围。第二和第三主控制装置组成了加速踏板(未示出)和制动踏板(也未示出)。ECU从这三个主控制源获得的信息称为“操作员”需求。ECU还从多个传感器(输入以及输出)获得关于下列状态的信息：扭矩传递装置(或者应用、或者松开)；发动机输出扭矩；标准化电池或电池组容量水平；以及所选车辆组件的温度。ECU确定需要什么，然后操纵有选择性操作的变速器组件或与变速器相连的组件，以适当地响应于操作员需求。
本发明可使用简单行星齿轮组或复合行星齿轮组。在简单行星齿轮组中，通常支撑单组行星齿轮，以在自身可旋转的行星架元件上旋转。
在简单行星齿轮组中，当中心齿轮保持固定，并且动力施加到简单行星齿轮组的齿圈时，行星齿轮响应于施加到齿圈的动力，从而绕着固定的中心齿轮在圆周方向上“行走”，以沿着与齿圈旋转方向相同的方向实施行星架元件的旋转。
当简单行星齿轮组的任两个元件沿相同方向并且以相同速度旋转时，第三个元件也被迫以相同的速度和相同的方向旋转。例如，当中心齿轮和齿圈沿相同方向以相同速度旋转时，行星齿轮并不绕其自己的轴旋转，而是作为楔块(wedge)将整个单元锁止在一起，以实施所谓的直接驱动。也就是说，行星架元件与中心齿轮和齿圈一起旋转。
然而，当两个元件沿相同方向而以不同的速度旋转时，第三齿轮元件的旋转方向常常可通过目视分析简单地确定，但是在许多情形下，其方向并不明显，只有通过知道行星齿轮组的所有齿轮元件上的齿数才能精确地确定。
只要阻止行星架元件自由地旋转，并且动力施加到中心齿轮或者齿圈上，那么行星齿轮元件就用作惰轮。那样，从动元件沿与驱动元件相反的方向旋转。因此，在许多变速器布置中，当选择反向驱动范围时，摩擦地致动用作制动器的扭矩传递装置，以接合行星架元件，从而阻止其旋转，使得施加到中心齿轮的动力会沿相反方向转动齿圈。因此，如果齿圈可操作地连接到车辆的驱动轮上，那么这种布置能够倒转驱动轮的旋转方向，从而反转车辆自身的方向。
在简单行星齿轮组中，如果已知中心齿轮、行星架元件和齿圈元件中任两个的旋转速度，那么使用简单的规则就可知道第三个元件的速度。行星架元件的旋转速度总是与中心齿轮和齿圈的速度(由其各自的齿数加权)成比例。例如，在同一齿轮组中，齿圈元件可具有中心齿轮两倍的齿数。那么，行星架元件的速度就是齿圈速度的三分之二与中心齿轮速度的三分之一的和。如果这三个元件之一沿相反方向旋转，那么在数学算式中，该元件的速度的算术符号为负的。
如果不考虑齿轮的质量、齿轮的加速度或齿轮组内的摩擦等这些在良好设计的变速器中具有较小影响的所有因素，那么中心齿轮、行星架元件和齿圈上的扭矩也简单地彼此相关。施加到简单行星齿轮组的中心齿轮上的扭矩必须与施加到齿圈上的扭矩平衡，与这些齿轮的每个齿轮上的齿数成比例。例如，若在同一齿轮组中齿圈的齿数是中心齿轮的两倍，那么施加到齿圈上的扭矩必定是施加到中心齿轮的两倍，并且必须沿相同方向施加。施加到行星架元件的扭矩必定跟中心齿轮上的扭矩与齿圈上的扭矩之和相等，并且方向相反。
与简单行星齿轮组相比，在复合行星齿轮组中，利用内组行星齿轮和外组行星齿轮，实现了齿圈和行星架元件的角色交换。例如，如果中心齿轮保持固定，行星架元件将沿与齿圈相同的方向旋转，而具有内外组行星齿轮的行星架元件将比齿圈旋转得更快，而不是更慢。
在具有啮合的内外组行星齿轮的复合行星齿轮组中，齿圈的速度与中心齿轮和行星架元件的速度(分别由中心齿轮上的齿数和行星齿轮填充的齿数加权)成比例。例如，齿圈与中心齿轮之间由行星齿轮填充的差可与同一齿轮组内中心齿轮上的齿数一样多。在这种情形下，齿圈的速度为行星架元件速度的三分之二与中心齿轮速度三分之一的和。如果中心齿轮或行星架元件沿相反方向旋转，那么对于在数学算式中的速度，其算术符号为负的。
如果中心齿轮保持固定，那么具有内外组行星齿轮的行星架元件将沿与该行星齿轮组的齿圈相同的方向旋转。在另一方面，如果中心齿轮保持固定，并且驱动行星架元件，那么接合中心齿轮的内组行星齿轮将沿着中心齿轮滚动或“行走”，沿与行星架元件旋转相同的方向转动。与内组行星齿轮啮合的外组行星齿轮将沿相反的方向转动，从而迫使啮合的齿圈沿相反的方向旋转，但是只是相对于与齿圈啮合行星齿轮而言。外组行星齿轮沿着行星架元件的方向转动。由于行星架的运动，组合了外组行星齿轮在其自身轴线上的旋转效果和外组行星齿轮轨道运动的更大效果，所以齿圈沿与行星架元件相同的方向旋转，但不如行星架元件快。
如果这种复合行星齿轮组内的行星架元件保持固定，中心齿轮旋转，那么齿圈将以比中心齿轮低的速度沿相同方向旋转。如果简单行星齿轮组的齿圈保持固定，中心齿轮旋转，那么支撑单组行星齿轮的行星架元件将以比中心齿轮低的速度沿相同方向旋转。因此，可容易地发现，与在简单行星齿轮组使用单组行星齿轮相比，使用彼此啮合的内外组行星齿轮使得行星架元件与齿圈元件之间的角色发生了互换。
电动无级变速器的正常动作是将机械能从输入元件传递到输出元件。作为变速器动作的一部分，两个电动机/发电机之一用作电能的发电机。另一个电动机/发电机用作电动机，使用电能。当输出速度从零提高到高速，两个电动机/发电机80、82逐渐地交换作为发电机和电动机的角色，并且可能这样做不止一次。这些交换点在机械点附近发生，实质上，在机械点，从输入至输出的所有动力都机械地传递，基本上不电动地传递动力。
在混合电动无级变速器系统中，电池86还可向变速器供给能量，或者变速器可向电池供给能量。如果电池向变速器提供充足的电能，例如用于车辆加速，那么两个电动机/发电机都用作电动机。如果变速器向电池供给能量，例如用于再生制动，那么两个电动机/发电机都用作发电机。在非常靠近操作的机械点处，由于系统的电能损失，两个电动机/发电机可都用作具有小电能输出的发电机。
与变速器正常动作相反，变速器实际上可用于从输出元件向输入元件传递机械能。这可在车辆补充车辆制动、以及提高或补充车辆再生制动时这样做，尤其是在长的下坡路上时。如果以这样的方式反转变速器的能量流动，那么电动机/发电机的角色也从其正常的动作反转了。
具体操作事项
本文描述的各实施例具有可分组成五个操作模式的十六个功能需要(对应于图中所示各操作模式表的16行)。下面描述这五个操作模式，结合各变速器符号图，参考各操作模式表，例如图1b、2b、3b等的操作模式表，能够更好地理解这五个操作模式。
第一操作模式为对应于各操作模式表(例如图1b的操作模式表)第一行(Batt Rev)的“电池反转模式”。在该模式中，发动机关闭，连接到发动机的变速器元件不由发动机扭矩控制，但是由于发动机转动惯量，可能会有一些残留扭矩。EVT由电动机/发电机之一使用电池的能量驱动，使得车辆反向运动。在该模式中，依赖于其运动学构造，另一电动机/发电机可以旋转或可以不旋转，并且可传递扭矩或不传递扭矩。如果其旋转，那么其用于产生存储在电池中的能量。在图1b的实施例中，在电池反转模式中，作为实例，制动器54接合，发电机80为零扭矩，电动机82的扭矩为-1.00，获得-3.75的扭矩比。在各操作模式表中，电动机/发电机80和82列中扭矩值之后的(M)表明电动机/发电机用作电动机，而没有(M)表明电动机/发电机用作发电机。
第二操作模式为对应于各操作模式表(例如图1b的操作模式表)第二行(Evt Rev)的“EVT反转模式”。在该模式中，变速器由发动机和一个电动机/发电机驱动。另一电动机/发电机操作于发电机模式，将产生的100％的能量传送回驱动电机。其净效应为沿反向驱动车辆。参考图1b，例如，在EVT反转模式中，制动器54接合，对应于1单位的发动机扭矩，发电机80的扭矩为-0.53单位，电动机82的扭矩为-2.54单位，获得-8.33的输出扭矩。
第三操作模式包括对应于各操作模式表(例如图1b的操作模式表)第三和第四行(TC Rev和TC For)的“反向和前进起动模式”(也称为“变矩器反向和前进模式”)。在该模式中，EVT由发动机和一个电动机/发电机驱动。发电机单元中产生能量的可选择部分存储在电池中，其余能量传送到电动机。在图1中，存储的这部分大约为99％。变速器输出速度与发动机速度的比(变速器传动比)大致为+/-0.001(正号表示车辆向前蠕行，负号表示车辆向后蠕行)。参考图1b，在TC反向模式中，制动器54接合，电动机/发电机80用作发电机，具有-0.53单位的扭矩，电动机/发电机82用作电动机，具有-2.18单位的扭矩，并且获得-7.00的扭矩比。在TC前进模式中，制动器54接合，电动机/发电机80用作发电机，具有-0.53单位的扭矩，电动机/发电机82用作电动机，具有1.01单位的扭矩，并且获得5.00的扭矩比。
第四操作模式为“连续可变变速器范围模式”，包括对应于各操作点表(例如图1b的操作点表)第5-12行的范围1.1、范围1.2、范围1.3、范围1.4、范围2.1、范围2.2、范围3.1和范围3.2操作点。在该模式中，EVT由发动机以及用作电动机的一个电动机/发电机驱动。另一电动机/发电机用作发电机，将产生的100％的能量送回电动机。范围1.1、1.2、...等表示的操作点为EVT提供的连续向前速比中的离散点。例如，在图1b中，通过接合制动器54，获得从4.69至1.86的扭矩比范围。通过接合离合器50，获得从1.36至1.00的扭矩比范围。通过接合离合器52，获得从0.74至0.54的扭矩比范围。
第五操作模式包括对应于各操作模式表(即，操作模式表，如图1b所示)第13-16行的“固定前进比”模式(F1，F2，F3，F4)。在该模式中，变速器如同传统自动变速器那样操作，两个扭矩传递装置接合以产生离散的变速器比。伴随各图的离合表示出仅四个固定前进比，但还可用另外的固定前进比。参考图1b，在固定比F1中，离合器52和制动器54接合，以获得1.74的固定扭矩比。在固定比F2中，离合器50和制动器54接合，以获得1.19的固定扭矩比。在固定比F3中，离合器50和52接合，以获得1.00的固定扭矩比。在固定比F4中，离合器52和制动器55接合，以获得0.74的固定扭矩比。因此，图1b中电动机/发电机82列中的各“X”表示制动器55接合，电动机/发电机82不旋转。
动力系10还可操作于“充电-耗尽模式”。对于本发明的目的，“充电-耗尽模式”为车辆主要由电动机/发电机驱动的模式，使得当车辆达到其目的地时，电池86耗尽或者几乎耗尽。换句话说，在充电-耗尽模式期间，只操作发动机12至确保电池在达到目的地之前不耗尽的程度。传统的混合车辆操作在“充电-维持模式”中，其中如果电池充电水平降低至低于预定水平(例如，25％)，那么发动机自动地运行以给电池重新充电。因此，通过操作于充电-耗尽模式，混合动力车辆可保存在传统混合动力车辆中否则会消耗掉以保持25％的充电水平的燃料中一部分或全部。应当理解，如果在达到目的地之后，通过将电池86插上电源(未示出)可给其重新充电的话，那么优选地，车辆动力系可只操作在充电-耗尽模式中。
并且，发动机12可使用各种形式的燃料来致动，以改善特定应用的效率和燃料经济性。这种燃料可包括，例如，汽油、柴油、乙醇、二甲醚等。
变速器14能够操作于所谓的三模式中。在三模式中，接合的扭矩传递装置在某些中间速比(例如，图1中的范围2.1)切换。具体地，在第一模式中，制动器54接合，在第二模式中，离合器50接合，在第三模式中，离合器52接合。多模式设计允许在不同的模式之间切换，例如，复合分配到不同复合分配结构或复合分配到输出分配。
另外，为了电动起动，制动器54接合，并且该系统通过电动机/发电机82起动。为了另外的扭矩，可接合离合器52，以有效地带动电动机/发电机80，从而直接施加在输出元件19上。
类似地，在EVT操作于第二模式期间(当离合器52接合时)，离合器50可接合，以将整个传动系锁定为直接驱动，从而将两个电动机/发电机的扭矩与发动机扭矩加起来，获得最大输出扭矩。
如上所述，在图1b的操作模式表和固定速比模式表中示出了扭矩传递装置的接合策略。图1b还提供了利用经由图1b给出的齿圈/中心齿轮齿数比可得到的扭矩比的实例。NR1/NS1值为行星齿轮组20的齿数比；NR2/NS2值为行星齿轮组30的齿数比；NR3/NS3值为行星齿轮组40的齿数比。并且，图1b的图表描述了利用给出的齿数比实例获得的比步长。例如，第一和第二固定前进扭矩比之间的比步长为1.46，第二和第三固定前进扭矩比之间的比步长为1.19，第三和第四固定前进扭矩比之间的比步长为1.35，比跨度为2.35。
第二典型实施例的描述
参考图2a，示出了动力系110，包括连接到总地由标记114表示的改进型电动无级变速器(EVT)的另一实施例的发动机12。变速器114设计成接收发动机12的至少一部分驱动动力。
在所示实施例中，发动机12也可为矿物燃料发动机，例如柴油发动机，其可方便地适于通常以不变的每分钟转数(RPM)提供可变功率输出。如图所示，发动机12具有用作变速器114输入元件17的输出轴。在发动机12与变速器的输入元件17之间还可使用瞬时扭矩减振器(未示出)。
不论发动机12通过什么装置连接到变速器输入元件17，变速器输入元件17都可操作地连接到变速器114内的行星齿轮组。变速器114的输出元件19连接到主减速器16。
变速器114利用三个差速齿轮组，优选为行星齿轮组120、130和140。行星齿轮组120使用通常称为齿圈的外齿轮元件124。齿圈元件124围绕通常称为中心齿轮的内齿轮元件122。行星架元件126可旋转地支撑多个行星齿轮127、128，使得各行星齿轮127与第一行星齿轮组120的外齿圈元件124啮合，同时各行星齿轮128与第一行星齿轮组120的内中心齿轮122和各自的行星齿轮127都啮合。
行星齿轮组130也具有通常也称为齿圈的外齿轮元件134，该齿圈134围绕通常也称为中心齿轮元件的内齿轮元件132。行星架元件136内也可旋转地支撑多个行星齿轮137，使得各行星齿轮元件137同时与行星齿轮组130的外齿圈元件134和内中心齿轮元件132都啮合。
行星齿轮组140也具有通常也称为齿圈的外齿轮元件144，该齿圈144围绕通常也称为中心齿轮元件的内齿轮元件142。行星架元件146内也可旋转地支撑多个行星齿轮147，使得各行星齿轮元件147同时与行星齿轮组140的外齿圈元件144和内中心齿轮元件142都啮合。
输入元件17与行星齿轮组120的齿圈元件124连接。变速器输出元件19与行星齿轮组130的行星架元件136连接。
第一互联元件170将行星齿轮组120的中心齿轮元件122与行星齿轮组130的中心齿轮元件132持续地连接。第二互联元件172将行星齿轮组120的行星架元件126与行星齿轮组140的行星架元件146持续地连接。第三互联元件174将行星齿轮组130的行星架元件136与行星齿轮组140的中心齿轮元件142持续地连接。
变速器114还分别包括第一和第二电动机/发电机180和182。第一电动机/发电机180的定子固定到变速器壳体160上。第一电动机/发电机180的转子固定到行星齿轮组140的齿圈元件144上。
第二电动机/发电机182的定子也固定到变速器壳体160上。第二电动机/发电机182的转子固定到行星齿轮组130的中心齿轮元件132上。
第一扭矩传递装置，例如离合器150，将行星齿轮组130的齿圈元件134与行星齿轮组140的齿圈元件144有选择地连接。第二扭矩传递装置，例如离合器152，将行星齿轮组140的行星架元件146与行星齿轮组140的齿圈元件144有选择地连接。第三扭矩传递装置，例如制动器154，将行星齿轮组130的齿圈元件134与变速器壳体160有选择地连接。第四扭矩传递装置，例如制动器155，与电动机/发电机182并联连接，以有选择地对其进行制动。第一、第二、第三和第四扭矩传递装置150、152、154和155用于辅助混合动力变速器114的操作模式的选择。
现在返回到对电源的描述，从前面的描述应当理解，尤其是参考图2a，变速器114有选择地接收发动机12的动力。混合动力变速器还与电源186交换能量，其中电源186可操作地连接到控制器188上。电源186可为一个或多个电池。在不改变本发明概念的情况下，还可使用具有提供或存储、以及分配电能的能力的其它电源来替代电池，例如燃料电池。
如前所述，各实施例具有可分组成五个操作模式的十六个功能需要(对应于图中所示各操作模式表的16行)。第一操作模式为对应于图2b的操作模式表第一行(Batt Rev)的“电池反转模式”。在该模式中，发动机关闭，连接到发动机的变速器元件有效地容许连到飞轮而经受发动机转动惯量。EVT由电动机/发电机之一使用电池的能量驱动，使得车辆反向运动。在该模式中，另一电动机/发电机可以旋转或不旋转。如图2b所示，在该模式中，制动器154接合，作为实例，发电机180为零扭矩，电动机182的扭矩为-1.00单位，获得-3.75的输出扭矩。
第二操作模式为对应于图2b的操作模式表第二行(Evt Rev)的“EVT反转模式”。在该模式中，EVT由发动机和一个电动机/发电机驱动。另一电动机/发电机操作于发电机模式，将产生的100％的能量传送回驱动电机。其净效应为沿反向驱动车辆。在该模式中，制动器154接合，对应于1单位的输入扭矩，发电机180的扭矩为-0.53单位，电动机182的扭矩为-2.54单位，获得-8.33的输出扭矩。
第三操作模式包括对应于各操作模式表(例如图2b的操作模式表)第三和第四行(TC Rev和TC For)的“反向和前进起动模式”。在该模式中，EVT由发动机和一个电动机/发电机驱动。发电机单元中产生能量的可选择部分存储在电池中，其余能量传送到电动机。在TC Rev模式中，制动器154接合，电动机/发电机180用作发电机，具有-0.53单位的扭矩，电动机/发电机182用作电动机，具有-2.18单位的扭矩，获得-7.00的扭矩比。在TC For模式中，制动器154接合，电动机/发电机180用作发电机，具有-0.53单位的扭矩，电动机/发电机182用作电动机，具有1.01单位的扭矩，获得5.00的扭矩比。对于这些扭矩比，大致99％的发电能量存储在电池中。
第四操作模式包括对应于图2b的操作模式表第5-12行的“范围1.1、范围1.2、范围1.3、范围1.4、范围2.1、范围2.2、范围3.1和范围3.2”模式。在该模式中，EVT由发动机以及一个电动机/发电机驱动。另一电动机/发电机用作发电机，将产生的100％的能量送回电动机。范围1.1、1.2、...等表示的操作点为EVT提供的连续向前速比中的离散点。例如，在图2b中，通过接合制动器154，获得从4.69至1.86的比范围，通过接合离合器150，获得从1.36至1.00的比范围，通过接合离合器152，获得从0.74至0.54的比范围。
第五操作模式包括对应于图2b操作模式表第13-16行的“固定前进比”。在该模式中，变速器如同传统自动变速器那样操作，两个扭矩传递装置接合以产生离散的变速器比。在固定比F1中，离合器152和制动器154接合，以获得1.74的固定比。在固定比F2中，离合器150和制动器154接合，以获得1.19的固定比。在固定比F3中，离合器150和152接合，以获得1.00的固定比。在固定比F4中，离合器152和制动器155接合，以获得0.74的固定比。
如上所述，在图2b的操作模式表和固定速比模式表中示出了扭矩传递装置的接合策略。图2b还提供了利用经由图2b给出的齿圈/中心齿轮齿数比可得到的扭矩比的实例。NR1/NS1值为行星齿轮组120的齿数比；NR2/NS2值为行星齿轮组130的齿数比；NR3/NS3值为行星齿轮组140的齿数比。并且，图2b的图表描述了利用给出的齿数比实例获得的比步长。例如，第一和第二固定前进扭矩比之间的比步长为1.46，比跨度为2.35。
第三典型实施例的描述
参考图3a，示出了动力系210，包括连接到总地由标记214表示的改进型电动无级变速器(EVT)的另一实施例的发动机12。变速器214设计成接收发动机12的至少一部分驱动动力。如图所示，发动机12具有用作变速器214的输入元件17的输出轴。在发动机12与变速器214的输入元件17之间还可使用瞬时扭矩减振器(未示出)。
不论发动机12通过什么装置连接到变速器输入元件17，变速器输入元件都可操作地连接到变速器214内的行星齿轮组。变速器214的输出元件19连接到主减速器16。
变速器214利用三个差速齿轮组，优选为行星齿轮组220、230和240。行星齿轮组220使用通常称为齿圈的外齿轮元件224。齿圈元件224围绕通常称为中心齿轮的内齿轮元件222。行星架元件226可旋转地支撑多个行星齿轮227，使得各行星齿轮227与第一行星齿轮组220的外齿圈元件224和内中心齿轮222都啮合。
行星齿轮组230也具有围绕中心齿轮元件232的外齿圈元件234。行星架元件236内也可旋转地支撑多个行星齿轮237，使得各行星齿轮元件237同时与行星齿轮组230的外齿圈元件234和内中心齿轮元件232都啮合。
行星齿轮组240也具有围绕中心齿轮元件242的外齿圈元件244。行星架元件246内也可旋转地支撑多个行星齿轮247，使得各行星齿轮元件247同时与行星齿轮组240的外齿圈元件244和内中心齿轮元件242都啮合。
变速器输入元件17与行星架元件226连接。变速器输出元件19与行星架元件236连接。
第一互联元件270将中心齿轮元件222与中心齿轮元件232持续地连接。第二互联元件272将齿圈元件224与行星架元件246持续地连接。第三互联元件274将行星架元件236与中心齿轮元件242持续地连接。
变速器214还分别包括第一和第二电动机/发电机280和282。第一电动机/发电机280的定子固定到变速器壳体260上。第一电动机/发电机280的转子固定到齿圈元件244上。第二电动机/发电机282的定子也固定到变速器壳体260上。第二电动机/发电机282的转子固定到中心齿轮元件232上。
第一扭矩传递装置，例如离合器250，将齿圈元件234与齿圈元件244有选择地连接。第二扭矩传递装置，例如离合器252，将中心齿轮元件242与齿圈元件244有选择地连接。第三扭矩传递装置，例如制动器254，将齿圈元件234与变速器壳体260有选择地连接。第四扭矩传递装置，例如制动器255，与电动机/发电机282并联连接，以有选择地对其进行制动。第一、第二、第三和第四扭矩传递装置250、252、254和255用于辅助混合动力变速器214的操作模式的选择。
混合动力变速器214从发动机12接收能量，还从电源286接收能量，其中电源286可操作地连接到控制器288上。
图3b的操作模式表示出了变速器214五个操作模式的离合器接合、电动机/发电机情形和输出/输入比。如前所述，这些模式包括“电池反转模式”(Batt Rev)、“EVT反转模式”(Evt Rev)、“反向和前进起动模式”(TC Rev和TC For)、“范围1.1、1.2、1.3...模式”和“固定前进速比模式”(F1、F2、F3、F4)。
如上所述，在图3b的操作模式表和固定速比模式表中示出了扭矩传递装置的接合策略。图3b还提供了利用经由图3b给出的齿圈/中心齿轮齿数比可得到的扭矩比的实例。NR1/NS1值为行星齿轮组220的齿数比；NR2/NS2值为行星齿轮组230的齿数比；NR3/NS3值为行星齿轮组240的齿数比。并且，图3b的图表描述了利用给出的齿数比实例获得的比步长。例如，第一和第二固定前进扭矩比之间的比步长为1.46，比跨度为2.35。
第四典型实施例的描述
参考图4a，示出了动力系310，包括连接到总地由标记314表示的改进型电动无级变速器(EVT)的另一实施例的发动机12。变速器314设计成接收发动机12的至少一部分驱动动力。
如图所示，发动机12具有用作变速器314的输入元件17的输出轴。在发动机12与变速器314的输入元件17之间还可使用瞬时扭矩减振器(未示出)。
不论发动机12通过什么装置连接到变速器输入元件17，变速器输入元件17都可操作地连接到变速器314内的行星齿轮组。变速器314的输出元件19连接到主减速器16。
变速器314利用三个差速齿轮组，优选为行星齿轮组320、330和340。行星齿轮组320使用围绕内中心齿轮322的外齿圈元件324。行星架元件326可旋转地支撑多个行星齿轮327，使得各行星齿轮327与第一行星齿轮组320的外齿圈元件324和内中心齿轮322都啮合。
行星齿轮组330也具有围绕中心齿轮元件332的外齿圈元件334。行星架元件336内也可旋转地支撑多个行星齿轮337，使得各行星齿轮元件337同时与行星齿轮组330的外齿圈元件334和内中心齿轮元件332都啮合。
行星齿轮组340也具有围绕中心齿轮元件342的外齿圈元件344。行星架元件346内也可旋转地支撑多个行星齿轮347，使得各行星齿轮元件347与行星齿轮组340的内中心齿轮元件342和个行星齿轮348同时接合，各行星齿轮348同时与行星齿轮组340的外齿圈元件344和各自的行星齿轮347都啮合。
变速器输入元件17与行星架元件326连接。变速器输出元件19与行星架元件336连接。
第一互联元件370将中心齿轮元件322与中心齿轮元件332持续地连接。第二互联元件372将齿圈元件324与行星架元件346持续地连接。第三互联元件374将行星架元件336与中心齿轮元件342持续地连接。
变速器314还分别包括第一和第二电动机/发电机380和382。第一电动机/发电机380的定子固定到变速器壳体360上。第一电动机/发电机380的转子固定到齿圈元件344上。第二电动机/发电机382的定子也固定到变速器壳体360上。第二电动机/发电机382的转子固定到中心齿轮元件332上。
第一扭矩传递装置，例如离合器350，将齿圈元件334与行星架元件346有选择地连接。第二扭矩传递装置，例如离合器352，将行星架元件346与齿圈元件344有选择地连接。第三扭矩传递装置，例如制动器354，将齿圈元件334与变速器壳体360有选择地连接。第四扭矩传递装置，例如制动器355，与电动机/发电机382并联连接，以有选择地对其进行制动。第一、第二、第三和第四扭矩传递装置350、352、354和355用于辅助混合动力变速器314的操作模式的选择。
混合动力变速器314从发动机12接收能量，还与电源386交换能量，其中电源386可操作地连接到控制器388上。
图4b的操作模式表示出了变速器314五个操作模式的离合器接合、电动机/发电机情形和输出/输入比。如前所述，这些模式包括“电池反转模式”(Batt Rev)、“EVT反转模式”(Evt Rev)、“反向和前进起动模式”(TC Rev和TC For)、“范围1.1、1.2、1.3...模式”和“固定前进速比模式”(F1、F2、F3、F4)。
如上所述，在图4b的操作模式表和固定速比模式表中示出了扭矩传递装置的接合策略。图4b还提供了利用经由图4b给出的齿圈/中心齿轮齿数比可得到的扭矩比的实例。NR1/NS1值为行星齿轮组320的齿数比；NR2/NS2值为行星齿轮组330的齿数比；NR3/NS3值为行星齿轮组340的齿数比。并且，图4b的图表描述了利用给出的齿数比实例获得的比步长。例如，第一和第二固定前进扭矩比之间的比步长为1.46，比跨度为2.35。
第五典型实施例的描述
参考图5a，示出了动力系410，包括连接到总地由标记414表示的改进型电动无级变速器(EVT)的另一实施例的发动机12。变速器414设计成接收发动机12的至少一部分驱动动力。
如图所示，发动机12具有用作变速器414的输入元件17的输出轴。在发动机12与变速器输入元件17之间还可使用瞬时扭矩减振器(未示出)。
不论发动机12通过什么装置连接到变速器输入元件17，变速器输入元件17都可操作地连接到变速器414内的行星齿轮组。变速器414的输出元件19连接到主减速器16。
变速器414利用三个差速齿轮组，优选为行星齿轮组420、430和440。行星齿轮组420使用围绕内中心齿轮422的外齿圈元件424。行星架元件426可旋转地支撑多个行星齿轮427，使得各行星齿轮427与第一行星齿轮组420的外齿圈元件424和内中心齿轮422都啮合。
行星齿轮组430也具有围绕中心齿轮元件432的外齿圈元件434。行星架元件436内也可旋转地支撑多个行星齿轮437，使得各行星齿轮元件437同时与行星齿轮组430的外齿圈元件434和内中心齿轮元件432都啮合。
行星齿轮组440也具有围绕中心齿轮元件442的外齿圈元件444。行星架元件446内也可旋转地支撑多个行星齿轮447，使得各行星齿轮元件447同时与行星齿轮组440的外齿圈元件444和内中心齿轮元件442都啮合。
变速器输入元件17与行星架元件426连接。变速器输出元件19与行星架元件436连接。
第一互联元件470将中心齿轮元件422与中心齿轮元件432持续地连接。第二互联元件472将齿圈元件424与行星架元件446持续地连接。第三互联元件474将行星架元件436与中心齿轮元件442持续地连接。
变速器414还分别包括第一和第二电动机/发电机480和482。第一电动机/发电机480的定子固定到变速器壳体460上。第一电动机/发电机480的转子固定到齿圈元件444上。第二电动机/发电机482的定子也固定到变速器壳体460上。第二电动机/发电机482的转子固定到中心齿轮元件432上。
第一扭矩传递装置，例如离合器450，将齿圈元件434与行星架元件446有选择地连接。第二扭矩传递装置，例如离合器452，将齿圈元件444与行星架元件446有选择地连接。第三扭矩传递装置，例如制动器454，将齿圈元件434与变速器壳体460有选择地连接。第四扭矩传递装置，例如制动器455，与电动机/发电机482并联连接，以有选择地对其进行制动。第一、第二、第三和第四扭矩传递装置450、452、454和455用于辅助混合动力变速器414的操作模式的选择。混合动力变速器414从发动机12接收能量，也从电源486接收能量，其中电源486可操作地连接到控制器488上。
图5b的操作模式表示出了变速器414五个操作模式的离合器接合、电动机/发电机情形和输出/输入比。如前所述，这些模式包括“电池反转模式”(Batt Rev)、“EVT反转模式”(Evt Rev)、“反向和前进起动模式”(TC Rev和TC For)、“范围1.1、1.2、1.3...模式”和“固定前进速比模式”(F1、F2、F3、F4)。
如上所述，在图5b的操作模式表和固定速比模式表中示出了扭矩传递装置的接合策略。图5b还提供了利用经由图5b给出的齿圈/中心齿轮齿数比可得到的扭矩比的实例。NR1/NS1值为行星齿轮组420的齿数比；NR2/NS2值为行星齿轮组430的齿数比；NR3/NS3值为行星齿轮组440的齿数比。并且，图5b的图表描述了利用给出的齿数比实例获得的比步长。例如，第一和第二固定前进扭矩比之间的比步长为1.46，比跨度为2.35。
在权利要求中，“持续地连接”或“持续连接”指的是直接连接或成比例地齿轮连接，例如至偏移轴线的齿轮传动。同样，“固定元件”或“接地”可包括变速器壳体或任意其它非旋转部件。并且，当扭矩传递装置说成将某些部件连接到齿轮组的元件时，它也可连接到将该部件与该元件连接的互联元件上。还应当理解，本发明不同实施例的不同特征可在所附权利要求的范围内组合。
尽管已经公开了本发明的各种优选实施例，但是应当理解，本发明概念的众多变化对本领域的技术人员是显而易见的。因此，本发明的范围不限于所示和所述的细节，而是包括落入所附权利要求范围内的所有变化和修改。

Claims (12)

1.一种电动无级变速器，包括：
从发动机接收动力的输入元件；
输出元件；
第一和第二电动机/发电机；
第一、第二和第三差速齿轮组，各差速齿轮组均具有第一、第二和第三元件；
所述输入元件与所述齿轮组的至少一个元件持续地连接，所述输出元件与所述齿轮组的另一元件持续地连接；
所述第一电动机/发电机与所述第三齿轮组的一个元件持续地连接；
所述第二电动机/发电机与所述第二齿轮组的一个元件持续地连接；
第一互联元件，将所述第一齿轮组的所述第一元件与所述第二齿轮组的所述第一元件持续地连接；
第二互联元件，将所述第三齿轮组的所述第一元件与所述第一齿轮组的所述第二元件持续地连接；
第三互联元件，将所述第三齿轮组的所述第二元件与所述第二齿轮组的所述第二元件持续地连接；
第一扭矩传递装置，将所述第二齿轮组的一个元件与所述第三齿轮组的一个元件有选择地连接；
第二扭矩传递装置，将所述第三齿轮组的一个元件与所述第三齿轮组的另一个元件有选择地连接；
第三扭矩传递装置，将所述第二齿轮组的一个元件与固定元件有选择地连接；
第四扭矩传递装置，与所述第二电动机/发电机并联连接，以有选择地对其进行制动；并且
其中所述第一、第二、第三和第四扭矩传递装置可接合，以提供具有连续可变的速比范围以及四个固定前进速比的电动无级变速器。
2.如权利要求1所述的电动无级变速器，其中所述第一、第二和第三差速齿轮组为行星齿轮组。
3.如权利要求2所述的电动无级变速器，其中各所述行星齿轮组的行星架元件为单小齿轮行星架元件。
4.如权利要求2所述的电动无级变速器，其中所述行星齿轮组中的至少一个行星架元件为双小齿轮行星架元件。
5.如权利要求1所述的电动无级变速器，其中所述第一、第二、第三和第四扭矩传递装置以及所述第一和第二电动机/发电机可操作以在所述电动无级变速器中提供五个操作模式，包括电池反转模式、EVT反转模式、反向和前进起动模式、连续可变变速器范围模式以及固定比模式。
6.一种电动无级变速器，包括：
从发动机接收动力的输入元件；
输出元件；
第一和第二电动机/发电机；
第一、第二和第三差速齿轮组，各差速齿轮组均具有第一、第二和第三元件；
所述输入元件与所述齿轮组的至少一个元件持续地连接，所述输出元件与所述齿轮组的另一元件持续地连接；
第一互联元件，将所述第一齿轮组的所述第一元件与所述第二齿轮组的所述第一元件持续地连接；
第二互联元件，将所述第三齿轮组的所述第一元件与所述第一齿轮组的所述第二元件持续地连接；
第三互联元件，将所述第三齿轮组的所述第二元件与所述第二齿轮组的所述第二元件持续地连接；
所述第一电动机/发电机与所述第三齿轮组的一个元件持续地连接；
所述第二电动机/发电机与所述第二齿轮组的一个元件持续地连接；和
第一、第二、第三和第四扭矩传递装置，用于将所述第一、第二或第三齿轮组的所述元件与固定元件或者与所述齿轮组的其它元件有选择地连接，所述第一、第二、第三和第四扭矩传递装置可接合，以提供在所述输入元件与所述输出元件之间具有连续可变的速比范围以及四个固定前进速比的电动无级变速器。
7.如权利要求6所述的电动无级变速器，其中所述第一、第二和第三差速齿轮组为行星齿轮组，所述第一扭矩传递装置将所述第二齿轮组的一个元件与所述第三齿轮组的一个元件有选择地连接。
8.如权利要求7所述的电动无级变速器，其中所述第二扭矩传递装置将所述第三齿轮组的一个元件与所述第三齿轮组的另一个元件有选择地连接。
9.如权利要求8所述的电动无级变速器，其中所述第三扭矩传递装置将所述第二齿轮组的一个元件与所述固定元件有选择地连接。
10.如权利要求9所述的电动无级变速器，其中所述第四扭矩传递装置与所述第二电动机/发电机并联连接，以有选择地防止所述第二电动机/发电机的旋转。
11.如权利要求6所述的电动无级变速器，其中各所述行星齿轮组的行星架元件为单小齿轮行星架元件。
12.如权利要求6所述的电动无级变速器，其中所述行星齿轮组中的至少一个行星架元件为双小齿轮行星架元件。
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