CN102062191A - 车辆动力传动装置和动力传动的控制系统 - Google Patents

Abstract

一种车辆的动力传动装置，该传动装置包括：第一、第二和第三转子，这些转子在电动机—发电机、内燃机和车辆的从动轮之间分配动力。该装置还包括扭矩传递控制机构，该控制机构有选择地在第一转子和发动机之间传递扭矩。当扭矩传递控制机构形成扭矩在第一转子和发动机之间的传递时，第二和第三转子所产生的动力在符号上相互相反。这使得第一转子的速度能够设定到0或者非常低的速度。因此，当初始扭矩通过第一转子施加到发动机中以起动发动机时，使常常由施加初始扭矩所产生的并且施加在动力传动装置上的机械振动最小化。

Description

车辆动力传动装置和动力传动的控制系统

技术领域

本发明主要涉及配置有多个动力分配转子的车辆动力传动装置和这种动力传动装置的动力传动控制系统，这些转子进行工作从而在电动旋转机器(例如发电机—电动机)、内燃机和车辆的从动轮之间分配输出功率或者扭矩，并且被设计成相互结合地旋转。

背景技术

近年来，在减少由汽车机动车所消耗的能量方面，所谓的混合动力车被投入实际应用，除了内燃机之外，这些混合动力车还配置有电动旋转机器如起着电动机和发电机作用的车内功率源。混合动力车典型被控制成，在低速运转范围内由于下面原因使内燃机停止，即内燃机在低速时常常能量使用效率低。但是，在车辆运行期间，混合动力车在起动内燃机时面对着一些困难。例如，难以使转子与停止下来的内燃机的曲轴形成机械连接，该转子与车辆的从动轮相连接并且以相对较高的速度进行旋转。

为了克服上面问题，在实际应用中，混合动力车配置有电动机，该电动机的输出轴直接连接到内燃机的曲轴上，从而把从电动机所输出的扭矩传递到曲轴中以起动发动机。在起动发动机之后，由发动机所产生的扭矩被传递到车辆的从动轮中。

此外，在实际应用中，混合动力车配置有典型的行星齿轮减速器(也称为套接式周圆减速齿轮)，该减速器由三个动力分配转子形成，即中心齿轮、承架(也称为行星承架)和环形齿轮，该转子进行工作从而在电动旋转机器、内燃机和车辆的从动轮之间分配动力或者扭矩。从动轮和电动旋转机器机械地连接到环形齿轮上。发电机机械地连接到中心齿轮上。内燃机机械地连接到承架上。在工作时，当扭矩施加到中心齿轮或者环形齿轮上时，承架旋转，因此使内燃机的旋转轴(即曲轴)进行旋转。借助承架的输出扭矩来起动内燃机。在起动内燃机之后，发动机扭矩通过承架被传递到车辆的从动轮上。

例如，国际专利申请No.2004-514103的已公开日本翻译文献教导了，上面类型的动力分配转子在安装于车辆内的主发动机和车辆的从动轮之间分配动力。

如上述那样，电动机的旋转轴直接连接到内燃机的旋转轴上，在内燃机没有点火时，但处于活转，或者在发动机由电动机来起动时，这使得扭矩负载借助内燃机被施加在电动机上，因此导致车辆的能量消耗增大。也碰到了这样的问题，即当起动时在内燃机旋转轴上所产生的扭矩脉冲可以导致车辆操纵性能减小。

此外，使用行星齿轮减速器导致这样的问题，即当承架的旋转速度较小时内燃机的起动使得内燃机保持运转在低速一会儿。这与混合动力车的指定目的相背离，该混合动力车使内燃机运转在发动机效率较高的速度范围内。

发明内容

因此，本发明的主要目的是克服这些缺点。

本发明的另一个目的是提供一种车辆的动力传动装置，该传动装置配置有动力分配转子从而在电动旋转机器、内燃机和车辆的从动轮之间分配动力或者扭矩并且设计来确保内燃机的起动性能。

根据本发明的一个方面，提供了一种车辆的动力传动装置，该传动装置配置有电动旋转机器、内燃机和至少一个从动轮。动力传动装置包括：(a)动力分配装置，它包括第一、第二和第三转子，这些转子相互结合地进行旋转从而在电动旋转机器、内燃机和车辆的从动轮之间分配动力，第一、第二和第三转子如此地被连接，以致使它们的旋转速度排布在列线图(nomographic chart)中的直线上；(b)扭矩传递控制机构，它有选择地形成和防止扭矩在第一转子和内燃机之间进行传递；及(c)连接机构，它建立第二转子和第三转子之间的机械连接；及(d)变速器，它具有可变的输入对输出速度比。当扭矩传递控制机构形成扭矩在第一转子和内燃机之间的传递时，第二和第三转子的动力在符号上相互相反。

换句话说，动力分配装置如此设计，以致当扭矩通过扭矩传递控制机构从第一转子传递到内燃机中时，第二和第三转子的动力在符号上相互相反。因此，动力在第二转子和第三转子之间循环，因此使第一转子的速度能够设定到0或者设定到非常低的速度，或者容易使第一转子的动力减小到非常低的水平。因此，例如，当发动机停止时，并且需要通过第一转子把初始扭矩施加到内燃机中从而起动内燃机时，施加到发动机中的扭矩增加的速度可以慢慢地改变，因此使得在发动机被起动时所产生的并且被传递到动力传动装置、从动轮和车辆操作者中的机械振动最小化。在完成通过第一转子把初始扭矩施加到内燃机中之后，由内燃机所产生的扭矩可以被输出到动力分配装置(即第一转子或者其它转子)中。

在它们通过连接机构被机械连接时，该动力在第二和第三转子之间进行循环。因此，在不必具有两个电动旋转机器(即一个旋转机器具有这样的输入端，动力从第二和第三转子中的一个被输入到该输入端，而第二个旋转机器把旋转能量输出到第二和第三转子中的另一个中)的情况下，容易实现符号的上面设定。

借助改变变速器的输入对输出速度比可以调整列线图中的直线倾斜度。换句话说，借助改变变速器的输入对输出速度比例可以控制第一转子的速度，而与从动轮的速度无关。因此，当需要把扭矩通过扭矩传递控制机构从第一转子传递到内燃机中时，控制第一转子的速度是可能的。

在本发明的优选模式中，电动旋转机器和从动轮被机械地连接到第二和第三转子上，而第二和第三转子借助连接机构被连接在一起。

由第一转子、第二转子和第三转子所产生的扭矩相互成比例。换句话说，动力分配装置被设计成具有这种扭矩关系。

在没有通过变速器的情况下，电动旋转机器机械地连接到第二转子上。在没有通过变速器的情况下，从动轮机械地连接到第三转子上。当在没有动力分配装置的情况下需要把电动旋转机器的输出传递到从动轮中时，电动旋转机器的输出速度借助变速器可以改变。

动力传动装置还可以包括扭矩施加机构，该机构在第二转子和内燃机之间建立机械连接以把由内燃机所产生的扭矩施加到第二转子上。更加具体地说，当起动发动机时，第一转子用作连接到内燃机上的发动机起动转子。第二转子用作动力传动转子，它连接到内燃机上，并且扭矩从内燃机被传递到该转子上。发动机起动转子不同于动力传动转子，因此内燃机速度能够快速地到达有效速度范围内。

在没有通过变速器的情况下，扭矩施加机构适合于把内燃机连接到第二转子上。

扭矩施加机构用作单向扭矩传递机构，该机构具有通向内燃机的输入和通向第二转子的输出，并且在输入速度高于输出速度时进行工作从而把扭矩从输入传递到输出中。

借助使内燃机和第二转子的速度相互一致并且然后使它们接合在一起可以实现，在内燃机起动之后内燃机平滑地机械连接到第二转子上从而把扭矩传递到第二转子中。但是，这需要最好的速度控制。相反，当单向扭矩传递机构的输入速度到达输出速度时，单向扭矩传递机构开始把扭矩从内燃机传递到第二转子中。换句话说，在起动发动机时所产生的扭矩脉冲没有被传递到动力传动装置中，直到发动机速度到达第二转子的速度为止，因此避免了把机械振动从发动机传递到动力传动装置、从动轮或者车辆的操作者中。

动力传动装置还可以包括：第二连接机构，该机构通过第二动力传动路线在第一和第二转子之间建立机械连接；和第二变速器，该变速器具有可变的输入对输出速度比率，并且设置在第二动力传动路线中。第一连接机构是通过第一动力传动路线机械连接第二和第三转子的连接机构，在该路线中，设置了是变速器的第一变速器，第一连接机构和第二连接机构在工作时被控制从而在第一工作模式和第二工作模式之间转换。第一工作模式应该在第二和第三转子之间通过第一连接机构建立机械连接并且防止通过第二连接机构在第一和第二转子之间形成机械连接。第二工作模式应该防止通过第一连接机构在第二和第三转子之间形成机械连接并且通过第二连接机构在第一和第二转子之间建立机械连接。

当电动旋转机器的速度符号设定成正号和负号中的一个时，由第一和第二转子所产生的动力符号在第一工作模式中相互相反，及在第二工作模式中由第二和第三转子所产生的动力符号相互相同。在第一工作模式中，动力在第一和第二转子之间循环，因为第一和第二转子的动力符号相互相反。即使在第一和第二转子的速度绝对值大于0时，动力循环可以形成齿轮的空挡，该空挡使第三转子的速度为0，但是具有这样的缺点，即使用能量的效率不高。因此，在缺点变得严重时使动力传动装置处于第一工作模式中是不理想的。在第二工作模式中，动力没有在第二和第三转子之间循环。在第一和第二转子的速度符号被固定的条件下，动力传动装置从动力循环的第一工作模式转换到动力没有循环的第二工作模式中。换句话说，在没有使电动旋转机器的速度反向的情况下，动力传动装置可以使工作从动力被循环的条件转换到动力没有被循环的条件。

这里所称的动力符号表示动力是否被输入到第一到第三转子中的每一个中或者从第一到第三转子中的每一个中被输出。

第一和第二变速器借助单个变速器如CVT可以被执行。

在内燃机和电动旋转机器中的一个到与动轮之间设置动力传动路线。在第一工作模式中相对于独立变量的函数(在该函数中，变速器的输入对输出速度比率用独立变量来表示，而动力传动路线的总输入对输出速度比率用因变量来表示)的一阶微商值的符号与第二工作模式中的相反。这使得总输入对输出速度比能够改变，从而在第一工作模式转换到第二工作模式中时，借助把输入对输出速度比率的方向(在第二工作模式中沿着该方向改变变速器)改变成与在第一工作模式中改变变速器的输入对输出速度比率的方向相反，具有在第一和第二工作模式之间不同的一些值。这导致这样的范围增大，即在该范围内，允许总输入对输出速度比率改变，因此允许减小动力传动装置的尺寸大小。

动力传动装置还可以包括第一到第二模式转换变速器，该变速器进行工作从而改变第二和第三转子中的至少一个的速度，以在第一工作模式被转换到第二工作模式时，补偿第二和第三转子之间的速度差从而在第二和第三转子之间建立机械连接。更加具体地说，第二连接机构的输入速度可以与第二连接机构的输出速度相同。这消除了通过第二连接机构的扭矩的传递缺失。

第一到第二模式转换变速器可以具有固定的输入对输出速度比率。

动力传动装置还可以包括第二到第一模式转换变速器，该变速器进行工作从而改变第一和第二转子中的至少一个的速度，从而在第二工作模式转换到第一工作模式以在第一和第二转子之间建立机械连接时，补偿第一和第二转子之间的速度差。更加具体地说，第一连接机构的输入速度可以与第一连接机构的输出速度相同。这消除了通过第一连接机构的扭矩的传递缺失。

第二到第一模式转换变速器可以具有固定的输入对输出速度比率。

扭矩传递控制机构可以包括电控中断器，该中断器防止扭矩在第一转子和内燃机之间进行传递。在内燃机被起动之前，这可以避免扭矩从第一转子传递到内燃机中。

扭矩传递控制机构还可以包括单向动力传动机构，在通到第一转子的单向动力传动机构的输入速度大于通到内燃机的单向动力传动机构的输出速度的情况下，该机构建立第一转子和内燃机之间的扭矩传递，因此在内燃机的燃烧室内的燃料燃烧开始时产生扭矩时，避免了扭矩从内燃机到第一转子的传递。通常地，在通过内燃机的燃料燃烧来产生扭矩时，内燃机的旋转轴(即和输出轴)的速度快速上升。在短时间内产生了旋转轴速度的快速上升。因此，在探测到燃料燃烧开始之后，在内燃机和第一转子之间的脱开是非常困难或者不可能的。当速度的快速上升被传递到第一转子时，在动力传动装置中会产生扭矩脉冲。为了克服这个问题，因此单向动力传动机构进行工作从而当内燃机的速度上升时，不会把扭矩从内燃机传递到第一转子中，因此单向动力传动机构的输出速度大于单向动力传动机构的输入速度，因此扭矩脉冲不会传递到车辆的操作者中。

动力分配装置可以借助单个行星齿轮组来执行。更加具体地说，第一、第二和第三转子中的每一个可以是中心齿轮、承架和环形齿轮中的一个。

根据本发明的第二方面，提供了一种车辆的动力传动控制系统，该系统包括动力传动装置和控制器。动力传动装置包括：(a)动力分配装置，它包括第一、第二和第三转子，这些转子相互结合地进行旋转从而在电动旋转机器、内燃机和车辆的从动轮之间分配动力，第一、第二和第三转子如此地被连接，以致使它们的旋转速度排布在列线图(nomographic chart)中的直线上；(b)扭矩传递控制机构，它有选择地建立和防止扭矩在第一转子和内燃机之间进行传递；及(c)连接机构，它建立在第二转子和第三转子之间的机械连接；及(d)变速器，它具有可变的输入对输出速度比率。当扭矩传递控制机构形成扭矩在第一转子和内燃机之间的传递时，第二和第三转子的动力在符号上相互相反。在内燃机的速度小于给定值时，该控制器致动扭矩传递控制机构，以把由第一转子所产生的扭矩传递到内燃机中。

该给定值可以是典型的内燃机怠速，该怠速是确保内燃机工作稳定所需要的最小速度。

根据本发明的第三方面，提供了一种车辆的动力传动控制系统，该系统包括动力传动装置和控制器。动力传动装置包括：(a)动力分配装置，它包括第一、第二和第三转子，这些转子相互结合地进行旋转从而在电动旋转机器、内燃机和车辆的从动轮之间分配动力，第一、第二和第三转子如此地被连接，以致使它们的旋转速度排布在列线图(nomographic chart)中的直线上；(b)扭矩传递控制机构，它有选择地建立和防止扭矩在第一转子和内燃机之间进行传递；及(c)第一连接机构，它建立在第二转子和第三转子之间的机械连接；(d)第二连接机构，它建立在第一转子和第二转子之间的机械连接；及(d)变速器，它具有可变的输入对输出速度比率。当扭矩传递控制机构形成扭矩在第一转子和内燃机之间的传递时，第二和第三转子的动力在符号上相互相反。该控制器控制第一和第二连接机构的工作，从而在第一和第二工作模式之间转换。第一工作模式通过第一连接机构应该建立第二和第三转子之间的机械连接，并且通过第二连接机构防止第一和第二转子之间的机械连接。第二工作模式通过第一连接机构应该防止第二和第三转子之间的机械连接并且通过第二连接机构建立第一和第二转子之间的机械连接。该控制器还进行工作，以在车辆的行驶允许开关处于关掉状态时，防止第一和第二连接机构各自建立机械连接。

根据本发明的第四方面，提供了一种车辆的动力传动控制系统，该系统包括动力传动装置和控制器。动力传动装置包括：(a)动力分配装置，它包括第一、第二和第三转子，这些转子相互结合地进行旋转从而在电动旋转机器、内燃机和车辆的从动轮之间分配动力，第一、第二和第三转子如此地被连接，以致使它们的旋转速度排布在列线图(nomographic chart)中的直线上；(b)扭矩传递控制机构，它有选择地建立和防止扭矩在第一转子和内燃机之间进行传递；及(c)第一连接机构，它建立在第二转子和第三转子之间的机械连接；(d)第二连接机构，它建立在第一转子和第二转子之间的机械连接；及(d)变速器，它具有可变的输入对输出速度比率。当扭矩传递控制机构形成扭矩在第一转子和内燃机之间的传递时，第二和第三转子的动力在符号上相互相反。该控制器控制第一和第二连接机构的工作，从而在第一和第二工作模式之间转换。第一工作模式通过第一连接机构应该建立第二和第三转子之间的机械连接，并且通过第二连接机构防止第一和第二转子之间的机械连接。第二工作模式通过第一连接机构应该防止第二和第三转子之间的机械连接并且通过第二连接机构建立第一和第二转子之间的机械连接。该控制器还进行工作，以控制变速器的输入对输出速度比率，因此从内燃机和电动旋转机器中的一个延伸到从动轮中的动力传动路线的总输入对输出速度比率具有在第一和第二工作模式之间不同的一些值。当车辆的行驶允许开关被关掉时，该控制器通过第一和第二连接机构建立机械连接。

附图说明

从下文中给出的详细描述和本发明优选实施例的附图中可以更加完全地理解本发明，但是这不应该被用来把本发明限制到具体实施例中，而只是出于解释和理解的目的。

在附图中：

图1(a)是方块图，它示出了本发明的第一实施例的动力传动装置，其中该动力传动装置安装在车辆的混合动力系统中；

图1(b)是图1(a)的动力传动装置的动力传动路线的视图；

图2(a)是示意方块图，它示出了当车辆在第一工作模式中通过电动机—发电机来起动时的动力传动路线；

图2(b)是列线图，它表示图1的动力传动装置的动力分配装置的工作和内燃机的速度；

图2(c)是图表，它列出了图2(a)和2(b)的动力分配装置的中心齿轮、承架和环形齿轮之间的旋转方向、扭矩和动力的符号的关系；

图3(a)是示意方块图，它示出了车辆在第二工作模式中借助电动机—发电机来运转时的动力传动路线；

图3(b)是列线图，它表示动力分配装置的工作和内燃机的速度；

图3(c)是示意方块图，它示出了图3(a)的动力传动路线的改进，在该改进中，在第二工作模式中，在没有CVT的情况下车辆扭矩被传递到从动轮中；

图4(a)是示意方块图，它示出了内燃机在第二工作模式中借助电动机—发电机来起动时的动力传动路线；

图4(b)是列线图，它表示动力分配装置的工作和内燃机的速度；

图4(c)是图表，它列出了图4(a)和4(b)的动力分配装置的中心齿轮、承架和环形齿轮之间的旋转方向、扭矩和动力的符号的关系；

图5(a)是示意方块图，它示出了车辆在第二工作模式中借助内燃机来驱动时的动力传动路线；

图5(b)是列线图，它表示动力分配装置的工作和内燃机的速度；

图6(a)是曲线图，它示出了第一实施例的动力传动装置的总传动比和CVT的传动比之间的关系；

图6(b)是曲线图，它示出了第一实施例的动力传动装置的总传动比和动力传动效率之间的关系；

图7是方块图，它示出了本发明第二实施例的动力传动装置；

图8是方块图，它示出了用在第一和第二实施例的每个结构中的动力传动装置的改进；

图9是方块图，它示出了用在第一和第二实施例的结构中的动力传动装置的第二改进；

图10是视图，它示出了第二实施例的动力传动装置的改进；

图11是视图，它示出了第二实施例的动力传动装置的第二改进；

图12是方块图，它示出了用在第一和第二实施例的结构中的动力传动装置的第三改进；

图13(a)是方块图，它示出了可以用在第一和第二实施例的结构中的动力传动装置的第四改进；

图13(b)是图13(a)的动力传动装置的动力传动路线的视图；

图14(a)是方块图，它示出了可以用在第一和第二实施例的结构中的动力传动装置的第五改进；

图14(b)是图14(a)的动力传动装置的动力传动路线的视图；

图15(a)是示意方块图，它示出了内燃机在第一工作模式中借助电动机—发电机来起动时的动力传动装置的动力传动路线；

图15(b)是列线图，它表示图15(a)的动力分配装置的工作和内燃机的速度；

图16是视图，它示出了用来解释如何确定总传动比的图1(a)的动力传动装置的等同结构；

图17是流程图，它在车辆停止时由第一实施例的动力传动装置来执行；及

图18是改进的流程图，它在车辆停止时由第一实施例的动力传动装置来执行。

具体实施方式

参照附图，其中相同的标号表示许多附图中的相同零件，尤其参见图1(a)和1(b)，它们示出了配置有本发明第一实施例的动力传动控制系统的混合动力系统。动力传动控制系统配置有动力传动装置和控制器，该控制器进行工作以控制动力传动装置的运转。

图1(a)示出了混合动力系统的结构。图1(b)是动力传动路线的构架图。

混合动力系统包括电动机—发电机10和动力分配装置20。电动机—发电机10由三相交流电动机—发电机形成并且作为车内动力产生装置进行工作，该车内动力产生装置与内燃机12一起使汽车运行。动力分配装置20进行工作，从而在电动机—发电机10、内燃机(例如汽油机)12和车辆的从动轮14之间分配(split)动力或者扭矩。

动力分配装置20配置有一个行星齿轮组70，该行星齿轮组70由三个动力分配转子即中心齿轮S、承架C和环形齿轮R构成。电动机—发电机10的输出轴(即旋转轴)10a被机械地连接到中心齿轮S上。环形齿轮R通过无级传动装置(CVT)22、离合器C2和齿轮G5也机械地连接到中心齿轮S上。因此，电动机—发电机10通过CVT22、离合器C2和齿轮G5机械地连接到环形齿轮R上。换句话说，电动机—发电机10和环形齿轮R通过机械互锁线路如此地连接，以致在没有通过动力分配装置20的其它动力分配转子的情况下，它们相互结合地旋转。在这个实施例中所使用的CVT36属于使用了金属或者橡胶带子的机械类型。齿轮G5借助反转齿轮(counter gear)来实现，该反转齿轮进行工作从而借助固定系数来改变输入对输出的旋转速度比率，及使输入旋转反向，换句话说，使沿着输出旋转方向的符号颠倒成输入的符号。离合器C2作为电控液压动力中断器进行工作，从而防止动力或者扭矩在输入和输出之间进行传递。这里所述的输入和输出是能量进入的输入和能量出来的输出，但它的关系可以改变。

可替换的是，电动机—发电机10通过动力传动线路10b可以机械地连接到位于离合器C1和C2之间的结合部上，该线路10b由图1(a)中的虚线来表示。电动机—发电机10的布置在图1(b)中用虚线环绕的MG来表示。在这种情况下，在需要由电动机—发电机10来运转从动轮14时，由电动机—发电机10所产生的动力，如在后面将详细描述的那样，只通过离合器C2和齿轮G6被传递到从动轮14中。这种模式适合于车辆的高速运转。设计者根据理想的车辆行进功能可以确定，电动机—发电机10通过CVT22或者在没有CVT22的情况下是否连接到离合器C2上。

从动轮14机械地连接到动力分配装置20的环形齿轮R上。更加具体地说，从动轮14通过齿轮G5和G6和差速齿轮24而被接合到环形齿轮R上。由前齿轮组(也称为正常旋转齿轮组)实现齿轮G6，该前齿轮组进行工作以借助固定系数来改变输入对输出的旋转速度比率，但是不能使输入旋转反向。

中心齿轮S通过齿轮G2α和G2β、离合器C1和CVT22机械地连接到动力分配装置20的承架C上。齿轮G2α和G2β每个借助反转齿轮来实现，该反转齿轮进行工作，以借助固定系数来改变输入对输出的旋转速度比率，并且使输入旋转反向。借助一个齿轮组件或者齿轮箱可以形成齿轮G2α和G2β。

离合器C1作为电控液压动力中断器来进行工作以防止动力或者扭矩在输入和输出之间进行传递。如从图1(b)中可以看到的那样，离合器C1和C2每个在输入处或者输出处接合到共用的旋转轴上。

发动机12的曲轴(即旋转轴12a)通过单向轴承26和离合器C3也机械地连接到承架C上。单向轴承(one-way bearing)26作为单向传动机构进行工作，从而在承架C旋转速度不小于发动机12的旋转轴12a的旋转速度的条件下，允许动力(扭矩)从承架C传递到发动机12中。换句话说，除非单向轴承26的输出速度大于单向轴承26的输入速度，单向轴承26进行工作从而使得中心齿轮S跟随单向轴承26的输入。离合器C3作为正常情况打开的电控机械中断器来进行工作，从而防止动力(扭矩)在输入和输出之间进行传递。

中心齿轮S通过单向轴承28还机械连接到发动机12的旋转轴12a上。与单向轴承26相同，单向轴承28作为单向传动机构进行工作，从而在发动机12的旋转轴12a的速度不小于中心齿轮S的速度的情况下允许动力(扭矩)从发动机12传递到中心齿轮S上。换句话说，除非单向轴承28的输出速度大于单向轴承28的输入速度，单向轴承28进行工作从而使中心齿轮S跟随发动机12的旋转轴12a的旋转。因此，允许发动机12通过单向轴承28、CVT22、离合器C2和齿轮G5机械地接合到环形齿轮R上。

齿轮G2α、G2β、G5和G6中的每一个可以借助齿轮组来实现，该齿轮组由具有固定传动比(即输入对输出的速度比率)的多个齿轮构成。

混合动力系统还包括控制动力传动装置的运转的控制器40。控制器40进行工作，从而驱动离合器C1、C2和C3及CVT22，以控制动力传动的模式，并且确定发动机12的可控变量。控制器40还进行工作以控制倒换器(即动力转换器)42的运转，从而确定电动机—发电机10的可控变量。

动力传动装置被如此地设计，从而有选择地以第一种工作模式或者第二种工作模式进行运转。在第一种工作模式中，离合器C1处于接合状态中，同时离合器C2处于脱开状态中。在第二工作模式中，离合器C1处于脱开状态中，而离合器C2处于接合状态中。在下面各自描述在第一工作模式被转换到第二工作模式中时处于第一和第二工作模式中的动力传动装置的工作和车辆运转状态的顺序。注意，在图1(a)中离合器C1和C2和CVT22被示成相互分开，但是离合器C1和C2和CVT22中的一个或者两个可以被装配成起着连接机构作用的装置。

第一工作模式

第一工作模式是起动模式，在该模式中，车辆起动模式由电动机—发电机10来形成。在下面参照图2(a)到2(c)来描述第一工作模式。图2(a)示出了在车辆被起动时的动力传动路线。图2(b)是列线图表，它表示动力分配装置20的工作和内燃机12的速度。在图2(b)中，环形齿轮R的旋转的负方向被定义为“前进”，因为齿轮G5由反转齿轮形成。列线图表中的箭头表示扭矩的方向。

在图2(a)和2(b)的例子中，离合器C3处于脱开状态中，及内燃机12被停止。构成动力分配装置20的行星齿轮组70的转子的速度依赖于电动机—发电机10的速度和CVT22的传动比(也称为输出对输入的速度比率、可变速度比、皮带轮比率或者CVT比率)。更加具体地说，在图2(b)的列线图表中，中心齿轮S、承轴C和环形齿轮S的速度位于直对角线上。换句话说，中心齿轮S、轴承C和环形齿轮R如此地连接，从而提供输出旋转能量，这些输出旋转能量笔直地布置在列线图表中。因此，借助确定中心齿轮S和承轴C的速度来设定环形齿轮R的速度，该环形齿轮R是动力分配装置20的转子中的一个而不是中心齿轮S和承架C。

这个实施例的混合动力系统可以选择CVT22的传动比(即速度比)，从而获得所谓的齿轮的空挡，在电动机—发电机10的运转期间，该齿轮的空挡在第一工作模式中使从动轮14的速度为0。更加具体地说，动力分配装置20被设计成，是行星齿轮组70的动力分配转子而不是环形齿轮R的中心齿轮S和承架C的输出旋转能量(即动力)的量如图2(c)所示那样在符号上是相互相反的，因此该动力在中心齿轮S和承架C之间通过环形机械路线进行循环。因此，在形成齿轮的空挡以使从动轮14的速度为0时，使输入到中心齿轮S中的动力从承架C中输出并且然后又输入到中心齿轮S中。换句话说，在动力分配装置20处于齿轮的空挡时，输出到从动轮14中的旋转能量(即动力)的量是0。在动力没有循环经过延伸通过中心齿轮S和承架C的环形机械路线时，根据能量守恒定律，使电动机—发电机10的输出能量作为动力分配装置20中的热能而完全被消耗掉。这产生了不切实际的动力分配装置20的结构，该结构不能进行工作以分配该动力，换句话说，在该结构中，这些转子作为动力分配装置20的动力分配转子而不能起作用。在这个实施例的混合动力系统中形成齿轮的空挡时，使动力在动力分配装置20内不可避免地进行再循环。从承架C延伸到中心齿轮S中的环形线路需要机械地、完全地不连续。例如，环形线路可以是这样的线路，即该线路具有分离的部分，该分离的部分有选择地借助离合器来关闭从而使旋转能量得到再循环。注意，在图2(c)中，中心齿轮S、承架C和环形齿轮R中的每一个的旋转方向的正号(+)和负号(-)符号表示相反的方向，即正常方向和反方向，旋转能量(即动力)的正号(+)符号表示在从动力分配装置20中输出旋转能量时，而扭矩的正号(+)和负号(-)符号被定义成满足这样的条件，即旋转方向和扭矩的符号的乘积是旋转能量(即动力)的符号。

这个实施例的动力传动装置的结构被设计成，在不需要提高电动机—发电机10的尺寸大小的情况下，起动该装置时，使电动机—发电机10产生更大的扭矩。这是出于下面原因。

如果动力分配装置20的中心齿轮S的齿的数量Zs对环形齿轮R的齿的数量Zr的比率(即Zs/Zr)被定义为ρ，承架C的速度Nc对电动机—发电机10的速度(即中心齿轮S的速度Ns)的比率(即Ns/Nc)被定义为β，及环形齿轮R、中心齿轮S、承架C和电动机—发电机10的扭矩各自被定义为、Ts、和Tm，那么满足下列公式。

Tr＝-Tc/(1+ρ)                              (c1)

Ts＝-ρTc/(1+ρ)                            (c2)

β(Tm+Ts)＝Tc                               (c3)

使用公式(c1)和(c2)从公式(c3)中消除扭矩Ts和Tc，我们得到：

Tr＝(β/ρ)Tm/{(1/ρ)-1-β}                 (c4)

公式(c4)表明，借助使比率β接近(1/ρ)-1来实现环形齿轮R(即动力分配装置20的输出轴)的扭矩Tr、即传递到从动轮14中的扭矩的大量增大。这个可以确保在不需要增大电动机—发电机10的尺寸大小的情况下起动车辆所需要的扭矩。

第二工作模式

图3(a)示出了动力传动装置处于第二工作模式中的动力传动路线，该第二工作模式是EV运行模式，在该模式中，车辆只借助电动机—发电机10来运行。图3(b)是第二工作模式的列线图表。离合器C3处于脱开状态。

在没有动力分配装置20的情况下，动力通过CVT22、离合器C2和齿轮G6从电动机—发电机10中传递到从动轮14中。这是由于，扭矩没有被传递到动力分配装置20的承架C中，因此如可以从公式C1和C2中看到的那样，扭矩也没有被输入到中心齿轮S和环形齿轮R中。

图3(c)示出了图1(a)的传递线路的改进。在所示出的结构中，电动机—发电机10直接连接到离合器C2上而不是通过CVT22来连接，如图1(a)所示那样。由电动机—发电机10所产生的扭矩通过离合器C2和齿轮G6传递到从动轮14中。

图4(a)示出了在以第二工作模式起动发动机12时动力传动装置的动力传动路线。图4(b)示出处于这种发动机起动模式中的列线图。

如图4(a)所示那样，离合器C3被接合从而使扭矩通过动力分配装置20传递到发动机12中。更加具体地说，动力分配装置20的起动转子(即承架C)的旋转能量通过单向轴承26而被传递到发动机12的旋转轴12a上。图4(c)图解了在发动机起动模式中中心齿轮S、承架C和环形齿轮R的旋转方向、扭矩和动力之间的关系。中心齿轮S和环形齿轮R在动力符号上相互是相反的，因此使动力在中心齿轮S和环形齿轮R之间进行循环。因此，即使在电动机—发电机10或者从动轮14的输出扭矩的绝对值不是0时，承架C也可以以非常小的速度或者以0速度进行旋转，或者承架C的动力绝对值可以减小到较小值上。在离合器C3被接合时，同时发动机12的旋转轴12a停止，这使得单向轴承26的输入速度相对于它的输出速度被大大降低，因此使由离合器C3转换到接合状态中所产生的动力分配装置20的机械振动最小化。

优选的是，在发动机12的速度小于或者等于确保发动机12运转稳定性所需要的最小值时，接合离合器C3。在发动机12的速度高于该最小值时，控制器40进行工作以在待运行的内燃机12中燃烧燃料并且控制在燃烧控制模式中的燃料燃烧。

图5(a)示出了在第二工作模式中通过发动机12使车辆运转的动力传动装置的动力传动路线。图5(b)示出这种发动机驱动的运转模式的列线图。

在发动机12的速度增大时，并且单向轴承28的输入速度到达输出速度时，它使得发动机12的扭矩从单向轴承28中输出。借助分开离合器C3来实现，在没有动力分配装置20的情况下使扭矩在电动机—发电机10和从动轮14之间或者在发动机12和从动轮14之间传递。发动机12或者电动机—发电机10的输出借助CVT22来转换成速度，然后传递到从动轮14中。

在车辆借助发动机12来运转时，电动机—发电机10不总需要作为电动机(electric motor)进行工作，而是可以用作发电机。

从第一工作模式转换到第二工作模式

图6(a)示出了在从动轮14由电动机—发电机10或者发动机12来运转时从电动机—发电机10或者发动机12到从动轮14的动力传动路线的总传动比(即总输出对输入速度比)和CVT22的传动比之间的关系。这里所述的传动比根据输入速度和输出速度中的哪一个被认为是基础可以借助输出对输入速度比或者输入对输出速度比来表示。在进入第一工作模式时，控制器40可以连续地改变CVT22的传动比，从而改变车辆从后退移动到前进的方向。在达到给定的CVT22的传动比时，动力传动装置的工作模式转换到第二工作模式，因此增大了允许改变的总传动比的范围。

更加具体地说，如图6(a)所示那样，动力传动装置在第一工作模式中可以改变CVT22的传动比，从而通过从动轮14的速度是0的瞬息使从动轮14的旋转方向从后退的方向连续地改变成前进的方向，并且随后进一步改变CVT22的传动比，从而增大从电动机—发电机10到从动轮14的动力传动路线中的总传动比。在到达没有产生扭矩传递缺失的时间时，换句话说，在到达模式转换点P时，动力传动装置可操纵来把第一工作模式转换成第二工作模式，然后使CVT22进入相反方向(在下面，该相反方向也称为CVT反向工作)，从而进一步增大总传动比。

借助选择这样的方向来实现上面工作，即沿着该方向，在第二工作模式中，总传动比随着CVT22的传动比的变化而改变，而第二工作模式与第一工作模式相反。在下面条件下建立这个，即这样函数的微商值在符号上与第一工作模式中的相反，即在该函数中，CVT22的传动比用独立的变量来表示，而总传动比在第二工作模式中用相对于CVT22的传动比的因变量来表示。借助齿轮G2α、G2β和G5来实现这个条件。更加具体地说，CVT反向工作的可能性依赖于齿轮G2α、G2β和G5的传动比的乘积的符号(sign)。CVT反向工作可实行的条件由部分“总传动比”来给出，该部分“总传动比”将在这个申请的最后部分中讨论。

控制器40执行上面第一到第二工作模式，在下面的条件下进行转换，即，没有改变总传动比即输出速度(它是从动轮14的速度)对输入速度(它是电动机—发电机10或者发动机12的速度)的比率。在离合器C1的输入和输出的速度彼此相等以及离合器C2的输入和输出的速度彼此相等时，满足这个条件。因此，通过两个离合器C1和C2同步接合时的时间，实现第一到第二工作模式转换，因此避免了扭矩传递到从动轮14的缺失。

借助齿轮G2α、G2β和G5来避免扭矩传递到从动轮14的缺失。如上述那样，行星齿轮组70(即动力传动装置20)如此地被构造，以致动力分配装置20的中心齿轮S、承架C和环形齿轮R的速度全部相互相同或者全部相互不同。更加具体地说，如从图2(a)可以看到的那样，动力分配装置20如此地设计，以致在列线图表中，中心齿轮S和环形齿轮R的旋转速度(或者旋转方向)在符号上相互相反。因此，中心齿轮S、承架C和环形齿轮R的速度相互不相同，除了它们都是0之外。因此，只是CVT30来实现这样的条件是不可能的，即离合器C1的输入和输出的速度彼此相等以及离合器C2的输入和输出的速度彼此相等。相应地，在没有缺失到从动轮14的扭矩传递的情况下，这个实施例的动力传动装置具有齿轮G2α、G2β和G5，从而确保离合器C1和C2的接合稳定性。更加具体地说，设置在动力分配装置20的环形齿轮R和离合器C2之间的齿轮G5用作第一到第二工作工作模式转换变速器，从而在第一工作模式转换到第二工作模式中时补偿中心齿轮S和环形齿轮R之间的速度差。作为选择，齿轮G5可以设置在中心齿轮S和离合器C2之间。类似地，设置在动力分配装置20的承架C和离合器C1之间的齿轮G2α和G2β中的任一个或者两个用作第二到第一工作模式转换变速器，从而在第二工作模式被转换到第一工作模式中时补偿中心齿轮S和承架C之间的速度差。后面在部分“总传动比”中将讨论齿轮G2α、G2β和G5的传动比(即输入对输出速度比)和避免到从动轮14的扭矩传递的缺失所需要的CVT22。

从上面讨论中显然可以知道，从第一工作模式到第二工作模式的转换导致总传动比允许改变的范围增大。这允许CVT22减小尺寸大小。在第二工作模式中，动力没有被循环，因此与第一工作模式相比，使动力传动效率(在动力传动装置中，它是输入能量对输出能量的比率)增大。图6(b)是曲线图，它表示动力传动效率和总传动比之间的关系。该曲线图示出了，非常小的动力传动效率范围存在于第一工作模式中，但不存在于第二工作模式中。在图6(b)的曲线图中，紧接在转换到第二工作模式之前的第一工作模式的动力传动效率被示成大于第二工作模式的效率，但是它不意味着，在动力传动装置被设计来只工作在第一工作模式中时的动力传动效率大于在动力传动装置被设计成在第一和第二工作模式之间转换时的效率。

控制器40在第一工作模式中驱动动力传动装置，从而即使动力传动效率较小，也允许从动轮14沿着前进后退方向旋转，并且在需要时停止下来，而不必改变电动机—发电机10的速度符号(即旋转方向)。在从动轮14的速度大于给定值的范围内，控制器40从第一工作模式转换到第二工作模式，因此改善了动力传动效率并且提高了总传动比被允许改变的范围。在动力传动装置被转换到第二工作模式时，它导致不需要动力分配装置20把动力传动到从动轮14中，但是动力分配装置20的承架C可以被用来把初始扭矩(即起动扭矩)施加到发动机12中。换句话说，在需要在第二工作模式中起动发动机12时，不需要用来把动力传动到从动轮14中的行星齿轮组70中的一个转子可以被用来起动发动机12。

这个实施例中的混合动力系统(即动力传动装置)的结构提供了下面优点。

1)动力传动装置被设计成，在需要从动力分配装置20的发动机起动转子(即承架C)输出扭矩以起动发动机12时，该动力在其它动力分配转子(即中心齿轮S和环形齿轮R)之间进行循环，因此有利于方便地使发动机起动转子(即承架C)的速度减小到非常小的速度或者0，这使得在初始扭矩被施加到发动机10中时施加在动力分配装置20中的机械振动最小化。

2)在第二种工作模式中，不是发动机起动转子(即承架C)的动力分配装置20的动力分配转子通过CVT22机械地连接在一起。借助控制CVT22的传动比，这允许在列线图表中动力分配转子的速度排列其中的直线的倾斜度进行改变，如已经描述的那样，换句话说，借助选择CVT22的传动比，可变地控制发动机起动转子(即承架C)的速度，而与从动轮14的速度无关。

3)在第二种工作模式中，除了在起动发动机12时之外，离合器C3处于脱开状态，因此在没有动力分配装置20的情况下，允许动力从电动机—发电机10或者发动机12中传递到从动轮14中。

4)在需要在第二工作模式中把电动机—发电机10的输出传递到从动轮14中时，CVT22设置在电动机—发电机10和从动轮14之间的连接处，因此允许电动机—发电机10的速度借助CVT22来改变。

5)发动机12设置成与中心齿轮S和CVT22相动力传动连通，从而在发动机12起动之后，把发动机12的动力传动到中心齿轮S和CVT22中。换句话说，在需要起动发动机12时设置成与旋转轴12a相动力传动连通的发动机起动转子(即承架C)不同于设置成与发动机12相动力传动连通的和在需要旋转从动轮14时该动力从发动机12被传递到其中的动力传动转子(即中心齿轮S)，因此，使发动机12的速度快速地到达有效速度范围。传递到中心齿轮S中的动力几乎不从环形齿轮R中输出。绝大多数的动力通过CVT22被传递到从动轮14中。

6)当需要在第二工作模式中把发动机12的输出传递到从动轮12中时，CVT22设置在发动机12和从动轮14之间的连接部，因此允许发动机12的速度借助CVT22来改变。

7)单向轴承28设置在发动机12和中心齿轮S之间，从而在单向轴承28的输入速度(发动机12的旋转轴12a的速度)小于单向轴承28的输出速度(即中心齿轮S的速度)的情况下，形成力矩从发动机12到中心齿轮S的传递，因此当单向轴承28的输入速度到达它的输出速度时，使该扭矩从发动机12传递到中心齿轮S中。这有利于方便地起动从而把发动机12的扭矩供给到中心齿轮S中。

8)在第一工作模式和第二工作模式之间的转换可以使在电动机—发电机10、发动机12和从动轮14之间的机械连接适合于它的工作条件。

9)动力传动装置如此地设计，以致当电动机—发电机10(或者发动机12)的速度符号固定成正或者负时，承架C和中心齿轮S的动力符号在第一工作模式中将相互相反，同时在第二工作模式中中心齿轮S和环形齿轮R的动力将是0。在第一工作模式中，这使得动力在动力分配装置20的转子之间进行循环，而不是机械地连接到从动轮14中，因此可以理想地形成齿轮的空挡。该动力在第二工作模式中不循环，因此导致动力传动效率提高。在第一和第二工作模式之间进行转换时，也不需要使电动机—发电机10(或者发动机10)反向。

10)CVT22可工作在第一和第二工作模式中，因此导致动力传动装置的零件减小。

11)函数(在该函数中，CVT22的传动比用独立变量来表示，及功率源(即电动机—发电机10或者发动机12)和从动轮14之间的动力传动路线的总传动比用因变量来表示)的一阶微商值，相对于第二工作模式中的CVT22的传动比(即独立变量)，在符号中设置成与第一工作模式中的相反。这使得CVT反向工作扩宽了允许总传动比改变的范围。

12)动力传动装置配置有机械装置(即齿轮G2α、G2β和G5)，该机械装置补偿在承架C和环形齿轮R之间的速度差异，因此当在第一工作模式和第二工作模式之间转换时，消除了到从动轮14中的扭矩传递的即时缺失。

13)动力传动装置配置有电控离合器C3，从而形成或者阻止在动力分配装置20的发动机起动转子(即承架C)和发动机12的旋转轴12a之间的扭矩传递，因此在起动发动机12之前，避免了从发动机起动转子到发动机12的扭矩传递错误，这使得动力传动装置的能量或者动力消耗最小化。

14)动力传动装置还配置有单向轴承26，在单向轴承26输入速度(即发动机起动转子的速度)不小于单向轴承26的输出速度(即发动机12的旋转轴12a的速度)的情况下，该单向轴承形成了从动力分配装置20到发动机12的旋转轴12a的扭矩传递，因此当在发动机12的燃烧室内的燃料燃烧开始时产生扭矩时，避免了从发动机12到发动机起动转子之间的扭矩传递，因此发动机12的旋转轴12a的速度快速上升。这是由于单向轴承26的输出速度(即旋转轴12a的速度)被提高到超过单向轴承26的输入速度，单向轴承26阻止从单向轴承26的输出到输入的扭矩传递。这避免了把扭矩脉冲传递到车辆的操作者中。

15)如图1(b)所示那样，离合器C1和C2直接连接到动力传动装置的共用轴上，因此有利于方便地把离合器C1和C2布置成相互邻近，这使得动力传动装置的尺寸大小得到减小。

图7示出了本发明第二实施例的混合动力系统。与用在图1中的相同的标号表示相同零件或者类似零件，及它的详细解释在这里将被省去。

空调装置A/C(即车辆附件)被安装在混合动力车上并且借助动力分配装置20来驱动。空气调节装置A/C配置有压缩机44，该压缩机44具有从动轴，该从动轴机械地连接到动力分配装置20的中心齿轮S上，因此该扭矩从中心齿轮S供给到压缩机44的从动轴中。如上述那样，在从动轮14停止时，动力传动装置可以使中心齿轮S以不是0的速度进行旋转，及因此，在车辆驻车时，运转空气调节装置A/C。

在驱动压缩机44时，同时车辆停止，这个实施例的混合动力系统使电动机—发电机10的工作效率保持较高。在不必提高电动机—发电机10的尺寸大小的情况下，借助确保起动车辆所需要的扭矩的结构来实现这个。换句话说，这个实施例的动力传动装置的结构不需要提高电动机—发电机10的尺寸大小以驱动空气调节装置A/C。在这个实施例中，从电动机—发电机10中输出到压缩机44中所需要的动力的最大量是从电动机—发电机10中所输出的25％-50％的动力最大量。电动机—发电机10的效率常常减小，因为它的输出的范围减小，直到这样的一定输出为止，即该一定输出小于发电机—电动机10的最大输出。因此，在电动机—发电机10只运转来驱动压缩机44时，电动机—发电机10的效率可以被保持较高。电动机—发电机、例如安装在传统混合动力车中的电动机—发电机的最大输出常常是50KW或者更大，它是压缩机44输出所需要的最大量的10倍或者超过12倍(例如许多KW)。在车辆停止时，这使得电动机—发电机10运转从而低效率地驱动压缩机44。

当所需要的电动机—发电机10的输出随着所需要的车辆移动性能的增大而增大时，借助限制驱动压缩机44的能量数量，电动机—发电机10的输出可以主要用来运转车辆。当加速时，这种电动机—发电机10的输出增大常常需要提高车辆的操纵性能。为了满足这种需求使电动机—发电机10的尺寸大小增大，导致它的制造费用增大。相反，这个实施例的动力传动装置的结构可以进行工作从而限制驱动压缩机44所需要的能量或者动力，以确保加速车辆的能力，而不必增大电动机—发电机10的尺寸大小，这导致车辆的操纵性能得到改善。

压缩机44接合到中心齿轮S中根本不会冲击动力循环，如在第一实施例中所描述的那样。因此，这个实施例的动力传动装置的结构具有与第一实施例中的第一和第二工作模式相同的优点。

这个实施例还提供了下面的额外优点效果。

16)把动力分配装置20用作压缩机44的功率源，因此不需要额外的电动机来驱动压缩机44。

其它实施例

上面这些实施例的动力传动装置可以改进如下。

变速器的类型

CVT22不必是带型的。例如，可以使用牵引驱动型或者液压无级变速器。此外，可以使用齿轮变速器，而不用CVT22。

电动机—发电机和动力分配装置之间的接合

电动机—发电机10、发动机12、从动轮14和动力分配转子(即中心齿轮S、承架C和环形齿轮R)之间的机械接合可以改进，如图8所示那样。

图8示出了在动力分配装置20只由一个行星齿轮组形成的情况下动力传动装置的零件之间的机械接合。离合器C3连接到单向轴承26的输入中，但是做为选择，可以连接到单向轴承26的输出中。动力分配装置20的所有可能的动力分配转子x、y和z的结合(即中心齿轮S、承架C和环形齿轮R)是(x、y、z)＝(S、C、R)，(S、R、C)，(C、S、R)，(C、R、S)，(R、S、C)和(R、C、S)。

当接合离合器C3时，借助在动力传动装置中使用一些齿轮G2到G13，在第一工作模式中实现动力在动力分配转子x和y之间的循环，或者在第二工作模式中实现动力在动力分配转子y和z之间的循环。此外，借助在动力传动装置中使用一些齿轮G2到G13，也可以实现到从动轮14中的扭矩传递的缺失或者使CVT反向工作。

借助速度增大齿轮组、速度减小齿轮组或者传动比是固定的反转齿轮来实现齿轮G2到G13中的每一个。可替换的是，借助使用链条或者带的机构来实现这些齿轮G2到G13中的每一个。

可替换的是，如图9所示那样，电动机—发电机10可以机械地连接到单向轴承28和CVT22之间的接合部、离合器C1和C2的接合部、或者离合器22和从动轮14之间的接合部上。在动力分配装置20的动力分配转子x、y和z如图8所示那样各自是承架C、中心齿轮S和环形齿轮R的情况下，用MG表示的电动机—发电机10布置在附图的左侧和中部上，这些各自与图1(a)和图1(c)的这些相对应。动力分配装置20的所有可能的动力分配转子x、y和z的结合是(x、y、z)＝(S、C、R)，(S、R、C)，(C、S、R)，(C、R、S)，(R、S、C)和(R、C、S)。如图9清楚地示出的那样，电动机—发电机10可以机械地接合到CVT22的输入、离合器C1和C2的之间的结合部、和离合器C2的输出中的一个中。图9出于方便省略了齿轮。图10和11是结构图，它们示出了电动机—发电机10到动力传动装置的零件的机械连接的改进。在图11中，电动机—发电机10安装在离合器C1和C2之间。

图12示出了电动机—发电机10、发动机12和从动轮14到动力分配装置20的动力分配转子x、y和z的机械接合的改进。离合器C1和C2一个设置在两个动力传动路线中的每一个中，而该动力传动路线在动力分配装置20和从动轮14之间延伸。与上面改进相同，动力分配装置20的所有可能的动力分配转子x、y和z的结合是(x、y、z)＝(S、C、R)，(S、R、C)，(C、S、R)，(C、R、S)，(R、S、C)和(R、C、S)。

变速器(CVT22)的布置

变速器即CVT22不必必然设置在第一和第二工作模式中都有用的位置上，而是可以用在第一和第二工作模式中的任一个中。不用CVT22，动力传动装置可以配置有多个变速器，这些变速器中的一个或者多个用在第一工作模式中，而其余的一个或者多个用在第二工作模式中。例如，在图8的结构中，第一变速器可以设置在动力分配转子x和y之间，而第二变速器可以设置在动力分配转子y和z之间。

动力分配转子

用在上面实施例中的动力分配装置20被如此地设计，以致当中心齿轮S和环形齿轮R的旋转速度的符号(即旋转方向)相互相反时，承架C的速度是0，但是做作选择，可以设计成，当中心齿轮S和环形齿轮R的旋转速度符号相互相同时，承架C的速度是0。例如，借助双小齿轮行星齿轮组例如公开在日本专利第一次公布No.2001-108073中的齿轮组来实现这个。

图13(a)-14(b)示出了这样的例子，在该例子中，动力传动装置20配置有双小齿轮行星齿轮组。与用在上面实施例相同的标号表示相同或者类似的零件。齿轮G2是反转齿轮。齿轮G4和G5是前齿轮(也称为正常旋转齿轮)。

只由差速齿轮可以形成动力分配装置20，或者该装置20可以形成为额外地包括差速齿轮。

扭矩传递控制机构

形成或者防止扭矩从动力分配装置20的发动机起动转子(即承架C)传递到旋转轴12a以起动发动机12的扭矩传递控制机构由离合器C3和单向轴承26形成，但是可替换的是，它可以只配置有离合器C3。在这种情况下，在发动机12的旋转轴12a被给初始旋转之后，借助在燃料燃烧开始之前脱开离合器C3，可以避免这样的不良扭矩传递到动力分配装置20中，即在发动机12内的燃料燃烧开始时该扭矩常常突然增大。只借助单向轴承26也可以形成扭矩传递控制机构。在允许发动机12只沿着一个方向进行旋转的情况下，只在这样的范围内驱动动力传动装置20，即在该范围内，机械地连接到单向轴承26的输入中的发动机起动转子(即承架C)的速度符号(即旋转方向)没有被反向。

做为选择，离合器C3可以被接合到单向轴承26的输出中。

作为在动力分配装置20的发动机起动转子(即承架C)的速度大于发动机旋转轴12a的速度时把扭矩传递到发动机12中的单向轴承26的替换，可以使用单向离合器或者其它类似装置，该单向离合器或者其它类似装置进行工作从而使旋转轴12a随着动力分配装置20的发动机起动转子的旋转而有滑动地或者没有任何滑动地进行旋转。

有选择地防止扭矩从动力分配装置20传递到旋转轴12a中从而起动发动机12的离合器C3属于在正常情况被打开的类型，但是也可以是在正常情况下被关闭的类型。

扭矩施加机构

作为单向轴承28(该轴承作为扭矩施加机构进行工作，从而把动力传动转子(即动力分配装置20的中心齿轮S)连接到发动机12的旋转轴12a上，以把由发动机12所产生的扭矩施加到从动轮14上)的替换，可以使用单向离合器。在连接到发动机12上的输入件的速度大于连接到动力分配装置20的输出件的速度时，使输出件有滑动地或者没有任何滑动地跟随输入件的旋转从而导致发动机12的旋转轴12a的单向动力传动机构可以被用来把扭矩从发动机12传递到从动轮14上。

作为单向动力传动机构的替换，可以使用离合器。可取的是，在通过控制发动机12和动力分配装置20的动力传动转子的速度使输入件和输出件的速度相互一致从而在离合器接合时使动力分配装置的机械振动最小化时，接合离合器。

由动力分配转子的扭矩所驱动的附件

除了空气调节装置的压缩机44之外，动力分配装置20可以被连接来把动力供给到制动泵、用来发动机12的冷却液的水泵或者用于发动机的冷却风扇上，该制动泵产生液压从而把制动力施加到从动轮14中。

连接到附件上的动力分配转子

如图7所示那样，除了中心齿轮S以外的、动力分配转子中的一个可以机械地连接到附件(也称为辅助装置)如安装在车辆中的压缩机44上。在图7中，该附件可以机械地连接在离合器C3和单向轴承26之间。即使在不是发动机12被起动的时间时，这种连接将导致第二工作模式中的动力循环，因此导致动力传动效率减小，但是提供了这样的优点，即允许承架C的速度被调整到0或者其它值，同时车辆运转，及即使在车辆停止时，也允许动力供给到第一和第二工作模式中的附件中。

发动机起动工作

可替换的是，在第一工作模式中可以起动发动机12。更加具体地说，在车辆停止时，允许发动机12起动，及然后用来推动和起动该车辆。图15(a)示出了在第一工作模式中起动发动机12时第一实施例的动力传动装置的动力传动路线。图15(b)示出了在发动机12被起动同时车辆处于停止时的列线图。在需要起动发动机12时，控制器40接合离合器C2从而把动力从承架C传递到发动机12的旋转轴12a中。在发动机12点火之后，由发动机12所产生的扭矩通过单向轴承28和动力分配装置20被传递到从动轮14中，从而起动车辆。这种结构的动力传动装置在第一工作模式中可以建立齿轮的空挡，即使在扭矩从发动机12通过单向轴承28来传递时，该空挡使从动轮14的速度保持在0。这不需要扭矩转换器。可替换的是，发动机12在第二工作模式中可以被起动。

发动机12也可以被起动，而与动力传动装置是否处于第一或者第二工作模式无关。例如，在离合器C1和C2都被脱开时，允许发动机12起动。更加具体地说，在车辆停止时，控制器40通过制动锁紧从动轮14，接合离合器C3并且驱动电动机—发电机10从而通过动力分配装置20、单向轴承26和离合器C3把动力从电动机—发电机10供给到发动机12的旋转轴12a中。

在承架C和旋转轴12a之间的速度差被置于小于给定值之后，承架C的动力不必必然地从动力分配装置20被输出以起动发动机12。当这种速度差大于给定值时，控制器40可以逐渐地提高离合器C3的接合程度，换句话说，把离合器C3保持在局部接合的状态上，然后把动力供给到旋转轴12a上。

接合离合器C3的条件

当发动机12的速度小于发动机12工作时确保稳定性所需要的最小值时，并且形成发动机起动需求时，控制器40在上面实施例中接合离合器C3，但是做为选择，当需要制动该车辆时，可以形成这种接合。在第一和第二实施例的结构中实现这个，这两个实施例设计成，即使在电动机—发电机10的尺寸大小被减小时，也能确保发动机起动扭矩。电动机—发电机10的尺寸大小减小到这样的程度，即它可以产生直到数十KW，这导致难以把由电动机—发电机10的再生工作所产生的制动力提高到所需要的水平。但是，第一或者第二实施例的动力传动装置能够接合离合器C3并且把阻力负荷从发动机12施加到动力分配装置20中，从而产生发动机制动。

当车辆被停止或者牵引(towed)时

在车辆被停止或者牵引时，控制器40优选地脱开离合器C1和C2。这避免了CVT22的旋转跟随车辆的牵引，因此使CVT22的损坏最小化，即使配置了金属带，也是如此。例如，在图1的结构中，当控制器40脱开离合器C1和C2时，它使得发电机—电动机10防止CVT22旋转，并且允许离合器C1和C2不工作。基本上，在第一和第二工作模式中，借助动力传动装置的结构实现这种工作，在该结构中，CVT22设置在环形线路中，该线路在动力分配装置20的两个动力分配转子之间延伸，及电动机—发电机10机械地接合到CVT22的端部中的一个中。图17示出了逻辑步骤的顺序，当车辆停止时，该步骤在正常间隔内由第一实施例的控制器40来执行。

在进入程序之后，程序前进到步骤10，其中确定行驶允许开关95是否关掉或者没有关掉。行驶允许开关95是这样的开关，即它由车辆操作者来开启或者关掉，从而允许车辆行驶。当车辆操作者所携带的便携式无线装置靠近配置有控制器40的车辆控制系统时，行驶允许开关95可以被设计成以无线的方式来开启或者关掉。例如，当行驶允许开关95开启时，变换器42电连接到安装于车辆内的蓄电池中。如果得到“是”的回答，意味着行驶允许开关95处于关掉状态，然后程序前进到步骤12，其中控制器40脱开离合器C1和C2。如果在步骤10中或者在步骤12之后得到回答“否”，那么程序终止。

控制器40可以接合离合器C1和C2，然后把动力传动装置的总传动比设定成给定高速传动比，或者做为选择，改变CVT22的传动比，从而具有在第一和第二工作模式之间不同的一些值，及然后接合离合器C1和C2，因此锁紧从动轮14。图18示出了逻辑步骤的顺序的改进，当车辆停止时，它由第一实施例的控制器40在正常间隔内来执行。与图17中所采用的相同的步骤标号表示相同的工作，并且它的详细解释在这里被省略。

如果在步骤10中获得“是”的回答，意味着行驶允许开关95被关掉，然后程序前进到步骤14，其中控制器40调节CVT22的传动比，从而把总传动比设定成给定的高速传动比，或者做为选择，改变CVT22的传动比从而具有在第一和第二工作模式之间不同的一些值。程序然后前进到步骤16，其中控制器40接合离合器C1和C2。如果在步骤10中或者在步骤16之后得到“否”的回答，那么程序终止。

其它改进

第一和第二实施例中的每一个中的动力传动装置如上述那样配置有发动机起动转子从而与旋转轴12a相动力传动连通，以起动发动机12，及动力传动转子被设置成与旋转轴12a相动力传动连通，从而允许从相互不相同的发动机12传递动力，但是可替换的是，被设计成具有图1中的结构的改进，它包括单向动力传动机构，在发动机12的速度高于承架C和离合器的速度时，该机构允许动力在发动机12和承架C之间传递，该离合器有选择地防止动力在发动机12和承架C之间传递。在这种情况下，承架C用作发动机起动转子和动力传动转子。

动力传动装置可以设计成，在第一和第二工作模式之间转换时，允许传递到从动轮14中的扭矩缺失。这也提供了与在第一实施例中所描述的相同的优点1)。更加具体地说，控制器40逐渐提高了离合器C1和C2中的一个的接合程度，该一个离合器从脱开状态转换成接合状态，从而形成离合器C1和C2中的一个的部分接合。但是，当进入故障防护模式(在该模式中，需要在第一和第二工作模式之间快速转换，而与所产生的机械原料(mechanical stock)无关)时，控制器40在形成总传动比的值的CVT22传动比处可以被迫在第一和第二工作模式之间转换，而在没有产生离合器C1和C2中的一个的局部接合的情况下，这些总传动比的值在第一和第二工作模式之间是不同的。

在第一和第二工作模式之间转换时，CVT反向工作不必必然地被执行。例如，动力传动装置可以如此地设计，以致在第一工作模式中形成动力循环，但是在第二工作模式中不形成动力循环。从第一工作模式转换到第二工作模式将改善动力传动效率。

在第一和第二实施例的每一个中的动力传动装置把电动机—发电机10机械地连接到中心齿轮S上，而没有通过CVT22，但是也可以设计成具有图8的结构的改进，在该改进中，电动机—发电机10设置在CVT22和离合器C1和C2之间。

离合器C1和C2不必必然地是液压控制型。例如，借助电磁离合器、齿轮离合器或者爪形离合器可以实现离合器C1和C2。在这种情况下，借助通过一个共用的轴把离合器C1和C2连接在一起，也能实现容易布置离合器C1和C2。

离合器C1和C2不必必然地接合到单个共用轴上，而是可以独立地相互接合。这也提供了与上述相同的优点1)。

可替换的是，动力传动装置配置有多个电动旋转机器，这些机器用在车辆的运转中。电动旋转机器全部或者部分地借助电动机—发电机来执行。例如，一些电动旋转机器可以由电动机形成，同时其它电动旋转机器可以由发电机形成，该发电机进行工作以给安装在车辆中的高压电池充电从而把电力供给到电动机中。例如，在图1的结构中使用了附助电动旋转机器的情况下，它可以设置在动力分配装置20的环形齿轮R和齿轮G5之间。

可替换的是，电动旋转机器可以借助电刷DC电动机或者感应电动机来执行。

在车辆减速期间，当总传动比在第一和第二工作模式之间保持不变时，动力传动装置可以从第二工作模式转换到第一工作模式。在第二工作模式中，该车辆可以进行停止控制工作，如上述那样。

总传动比

使用等同结构可以确定第一实施例的动力传动装置中的总传动比，如图16所示那样。所示出的结构具有齿轮G1、G2和G4。齿轮G1与CVT22相对应。齿轮G2用作位于离合器C1和承架C之间的第一实施例的齿轮G2α和G2β的结合体。在下面讨论中，借助齿轮G2的传动比r2来给出齿轮G2α和G2β的总传动比。齿轮G4的传动比r4是1(1)。

齿轮Gn(n＝1，4-6)的传动比rn定义为速度b对速度a的比率。注意，图16的每个方块的a和b中的每一个表示每个齿轮的输入和输出中的一个。中心齿轮S的齿的数量/环形齿轮R的齿的数量被定义为传动比ρ。中心齿轮S、环形齿轮R和承架C的旋转速度各自被定义为ωS、ωR和ωC。满足公式(c5)。

ρωS-(1+ρ)ωC+ωR＝0             (c5)

1 第一工作模式中的总传动比

在第一工作模式中，中心齿轮S的速度ωS和承架C的速度ωC具有下面关系。

ωC＝r1·r2·ωS                   (c6)

借助下面公式(7)来给出齿轮G6的输出的速度ωG6b。

ωG6b＝r6·r5·ωR                         (c7)

借助把公式(c6)和(c7)替代成公式(c5)，我们得到，

ωG6b＝r6·r5·{r1·r2(1+ρ)-ρ}ωS        (c8)

因此，总传动比借助下面的公式(c9)来给出。

总传动比＝r6·r5·{r1·r2(1+ρ)-ρ}        (c9)

2 第二工作模式中的总传动比

在延伸通过齿轮G1、G4和G6的动力传动路线中，借助下面的公式(c10)来给出第二工作模式中的总传动比。

总传动比＝r1·r4·r6                       (c10)

3 在没有扭矩传递缺失情况下的模式转换条件

在齿轮G1的速度ωG1b等于齿轮G2的速度ωG2a和齿轮G4的速度ωG4a之和的条件下，没有扭矩传递缺失。这个条件表示如下：

ωC/r2＝ωS·r1＝ωR·r5/r4                (c11)

在公式(c11)中用承架C的速度ωC表示中心齿轮S和环形齿轮R的速度ωS和ωR，及把它代入公式(c5)中，我们得到：

r1＝ρr5/{r2r5·(1+ρ)-r4}                 (c12)

因此，借助把CVT22的传动比r1(即图16中的齿轮G1)选择成具有公式(c12)的右侧中的值来实现：在没有传递到从动轮14的扭矩缺失情况下在第一和第二工作模式之间的转换。

CVT反向工作

在对函数(在该函数中，总传动比用因变量来表示，及相对于第一工作模式和第二工作模式中的传动比r1，传动比r1用独立变量来表示)求微分所导出的这些值的乘积是负数的情况下，获得CVT反向工作。

使用公式(c9)和(c10)，上面条件由下面公式来给出：

{r6·r5·r2(1+ρ)}·{r4·r6}＜0

重写上面关系，我们获得：

r5·r4·r2＜0                           (c13)

由于在第一实施例的结构中齿轮G5、G2α和G2β是反转齿轮，并且齿轮G4被省去，r2＞0，r5＜0，及r4＝1。

以与上述相同的方式也可以确定图8结构中的总传动比。

尽管本发明公开了优选实施例从而有利于更好地理解它，但是应该知道的是，在没有脱离本发明原则的情况下可以以各种各样的方式来体现本发明。因此，本发明应该被理解成包括所有可能的实施例和对所示实施例的改进，而在没有脱离附加权利要求书所提出的本发明原则的情况下，这些实施例可以得到体现。

Claims (21)

1.一种车辆的动力传动装置，该传动装置包括：

动力分配装置，包括第一、第二和第三转子，这些转子相互结合地进行旋转从而在电动旋转机器、内燃机和车辆的从动轮之间分配动力，第一、第二和第三转子如此地被连接，以致使它们的旋转速度排布在列线图中的直线上；

扭矩传递控制机构，它有选择地建立和防止扭矩在第一转子和内燃机之间进行传递；

连接机构，形成第二转子和第三转子之间的机械连接；及

变速器，具有可变的输入对输出速度比；

其中，当扭矩传递控制机构形成扭矩在第一转子和内燃机之间的传递时，第二和第三转子的动力在符号上相互相反。

2.根据权利要求1所述的动力传动装置，其特征在于，电动旋转机器和从动轮被机械地连接到第二和第三转子上，而第二和第三转子借助连接机构被连接在一起。

3.根据权利要求2所述的动力传动装置，其特征在于，由第一转子、第二转子和第三转子所产生的扭矩相互成比例。

4.根据权利要求1所述的动力传动装置，其特征在于，在没有通过变速器的情况下，电动旋转机器机械地连接到第二转子上，及在没有通过变速器的情况下，从动轮机械地连接到第三转子上。

5.根据权利要求1所述的动力传动装置，其特征在于，动力传动装置还包括扭矩施加机构，该扭矩施加机构在第二转子和内燃机之间建立机械连接以把由内燃机所产生的扭矩施加到第二转子上。

6.根据权利要求5所述的动力传动装置，其特征在于，在没有通过变速器的情况下，扭矩施加机构适合于把内燃机连接到第二转子上。

7.根据权利要求5所述的动力传动装置，其特征在于，扭矩施加机构用作单向扭矩传递机构，该单向扭矩传递机构具有通向内燃机的输入和通向第二转子的输出，并且在输入速度高于输出速度时进行工作从而把扭矩从输入传递到输出中。

8.根据权利要求1所述的动力传动装置，其特征在于，动力传动装置还包括：第二连接机构，该第二连接机构通过第二动力传动路线在第一和第二转子之间建立机械连接；和第二变速器，该第二变速器具有可变的输入对输出速度比率，并且设置在第二动力传动路线中；其中第一连接机构是通过第一动力传动路线机械连接第二和第三转子的所述连接机构，在该路线中，设置了是所述变速器的第一变速器，第一连接机构和第二连接机构在工作时被控制从而在第一工作模式和第二工作模式之间转换；第一工作模式在第二和第三转子之间通过第一连接机构建立机械连接并且防止通过第二连接机构在第一和第二转子之间形成机械连接；第二工作模式防止通过第一连接机构在第二和第三转子之间形成机械连接并且通过第二连接机构在第一和第二转子之间建立机械连接。

9.根据权利要求8所述的动力传动装置，其特征在于，当电动旋转机器的速度符号设定成正号和负号中的一个时，由第一和第二转子所产生的动力符号在第一工作模式中相互相反，及在第二工作模式中由第二和第三转子所产生的动力符号相互相同。

10.根据权利要求8所述的动力传动装置，其特征在于，第一和第二变速器由单个变速器来执行。

11.根据权利要求10所述的动力传动装置，其特征在于，在内燃机和电动旋转机器中的一个与从动轮之间设置动力传动路线；在第一工作模式中相对于独立变量的函数的一阶微商值的符号与第二工作模式中的相反，在该函数中，变速器的输入对输出速度比率用独立变量来表示，而动力传动路线的总输入对输出速度比率用因变量来表示。

12.根据权利要求8所述的动力传动装置，其特征在于，动力传动装置还包括第一到第二模式转换变速器，所述变速器进行工作从而改变第二和第三转子中的至少一个的速度，以在第一工作模式被转换到第二工作模式以在第二和第三转子之间建立机械连接时，补偿第二和第三转子之间的速度差。

13.根据权利要求12所述的动力传动装置，其特征在于，第一到第二模式转换变速器具有固定的输入对输出速度比率。

14.根据权利要求8所述的动力传动装置，其特征在于，动力传动装置还包括第二到第一模式转换变速器，该变速器进行工作从而改变第一和第二转子中的至少一个的速度，从而在第二工作模式转换到第一工作模式以在第一和第二转子之间建立机械连接时，补偿第一和第二转子之间的速度差。

15.根据权利要求14所述的动力传动装置，其特征在于，第二到第一模式转换变速器具有固定的输入对输出速度比率。

16.根据权利要求1所述的动力传动装置，其特征在于，扭矩传递控制机构包括电控中断器，该中断器防止扭矩在第一转子和内燃机之间进行传递。

17.根据权利要求16所述的动力传动装置，其特征在于，扭矩传递控制机构还包括单向动力传动机构，在通到第一转子的单向动力传动机构的输入速度大于通到内燃机的单向动力传动机构的输出速度的情况下，该机构建立第一转子和内燃机之间的扭矩传递。

18.根据权利要求1所述的动力传动装置，其特征在于，动力分配装置的第一、第二和第三转子中的每一个是单个行星齿轮组的中心齿轮、承架和环形齿轮中的一个。

19.一种车辆的动力传动控制系统，该系统包括：

动力传动装置和控制器，该动力传动装置包括：(a)动力分配装置，它包括第一、第二和第三转子，这些转子相互结合地进行旋转从而在电动旋转机器、内燃机和车辆的从动轮之间分配动力，第一、第二和第三转子如此地被连接，以致使它们的旋转速度排布在列线图中的直线上；(b)扭矩传递控制机构，它有选择地建立和防止扭矩在第一转子和内燃机之间进行传递；及(c)连接机构，它建立在第二转子和第三转子之间的机械连接；及(d)变速器，它具有可变的输入对输出速度比率，其中，当扭矩传递控制机构建立在第一转子和内燃机之间的扭矩传递时，第二和第三转子的动力在符号上相互相反；及

控制器，在内燃机的速度小于给定值时，该控制器致动扭矩传递控制机构，以将由第一转子所产生的扭矩传递到内燃机中。

20.一种车辆的动力传动控制系统，该系统包括：

动力传动装置，该动力传动装置包括：(a)动力分配装置，它包括第一、第二和第三转子，这些转子相互结合地进行旋转从而在电动旋转机器、内燃机和车辆的从动轮之间分配动力，第一、第二和第三转子如此地被连接，以致使它们的旋转速度排布在列线图中的直线上；(b)扭矩传递控制机构，它有选择地建立和防止扭矩在第一转子和内燃机之间进行传递；及(c)第一连接机构，它建立在第二转子和第三转子之间的机械连接；(d)第二连接机构，它建立在第一转子和第二转子之间的机械连接；及(d)变速器，它具有可变的输入对输出速度比率，其中，当扭矩传递控制机构建立在第一转子和内燃机之间的扭矩传递时，第二和第三转子的动力在符号上相互相反；及

控制器，该控制器控制第一和第二连接机构的工作，从而在第一和第二工作模式之间转换，第一工作模式通过第一连接机构建立第二和第三转子之间的机械连接，并且通过第二连接机构防止第一和第二转子之间的机械连接；第二工作模式通过第一连接机构防止第二和第三转子之间的机械连接并且通过第二连接机构建立第一和第二转子之间的机械连接；该控制器还进行工作，从而，在车辆的行驶允许开关处于关掉状态时，防止第一和第二连接机构各自建立机械连接。

21.一种车辆的动力传动控制系统，该系统包括：

动力传动装置，该动力传动装置包括：(a)动力分配装置，它包括第一、第二和第三转子，这些转子相互结合地进行旋转从而在电动旋转机器、内燃机和车辆的从动轮之间分配动力，第一、第二和第三转子如此地被连接，以致使它们的旋转速度排布在列线图中的直线上；(b)扭矩传递控制机构，它有选择地建立和防止扭矩在第一转子和内燃机之间进行传递；及(c)第一连接机构，它建立在第二转子和第三转子之间的机械连接；(d)第二连接机构，它建立在第一转子和第二转子之间的机械连接；及(d)变速器，它具有可变的输入对输出速度比率；其中，当扭矩传递控制机构建立在第一转子和内燃机之间的扭矩传递时，第二和第三转子的动力在符号上相互相反；及

控制器，该控制器控制第一和第二连接机构的工作，从而在第一和第二工作模式之间转换；第一工作模式通过第一连接机构建立第二和第三转子之间的机械连接，并且通过第二连接机构防止第一和第二转子之间的机械连接；第二工作模式通过第一连接机构防止第二和第三转子之间的机械连接并且通过第二连接机构建立第一和第二转子之间的机械连接；该控制器还进行工作，以控制变速器的输入对输出速度比率，因此从内燃机和电动旋转机器中的一个延伸到从动轮中的动力传动路线的总输入对输出速度比率具有在第一和第二工作模式之间不同的值；当车辆的行驶允许开关被关掉时，该控制器通过第一和第二连接机构建立机械连接。

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