CN104169146A - 无限变速式机械无级变速器 - Google Patents

Abstract

一种示例性无限变速式机械无级变速器包括行星齿轮组，其位于机动交通工具的传动系中且与电动马达驱动的蜗轮接口，所述电动马达是由电子控制单元响应转矩要求被连续控制的。另一方面可以是蜗轮螺旋角的选择，以实现蜗轮齿摩擦和由所述行星齿轮组置于所述蜗轮上的负荷之间的平衡，以致驱动所述蜗轮所需的功率针对所有输入负荷条件被最小化。

Description

无限变速式机械无级变速器

技术领域

本公开一般涉及机动交通工具的领域，且更具体地，但不是通过限制的方式，涉及在具有内燃发动机的机动交通工具中实施的无限变速式机械无级变速器。

背景技术

机动交通工具通常具有传动系，在该传动系中内燃发动机通过变速器(transmission)提供功率/动力至轮或其他激励机构，所述变速器使用齿轮比提供从旋转驱动轴到轮的速度和转矩变换。典型的变速器已包括行星齿轮和离合器的组合，所述离合器被用来相对于其他齿轮固定一组齿轮，以步进方式选择几个预定比中的一个。

最近，连续可变/无级变速器(CVT)已经以各种形式(例如，皮带驱动、滑轮驱动等)出现，以便通过在最大值和最小值之间的无限数量的有效齿轮比提供无级变化。CVT的灵活性允许驱动轴在一定范围的输出速度上维持恒定角速度。这种恒定角速度能够通过使得发动机能够在一定范围的交通工具上以其最有效的每分钟转数(RPM)运行从而提供更好的燃料经济性。可替代地，通过允许发动机以其产生峰值功率所处的RPM来转动可以用于最大化交通工具的性能。

特定类型的CVT是无限变速式机械无级变速器(IVT)，其中输出轴速度与输入轴速度的比的范围包括零比例，该零比例可以从限定的“较高”比例被连续地逼近。具有有限输入速度的零输出速度(低档)暗示了无限的输入速度与输出速度的比，这可以用IVT从给定的有限输入值连续地逼近。低档参考小的输出速度与输入速度的比。用IVT取此小比例到极限，从而导致“空”档限制或非驱动“低”档限制，其中输出速度为零。不像正常机动车辆变速器中的空档，可防止IVT输出旋转，因为反向驱动(倒档IVT操作)比可以是无限的，从而导致不可能的大的反向驱动转矩。然而，棘轮IVT输出可以自由地向前旋转。

发明内容

根据本公开的示例性方面，无限变速式机械无级变速器包括行星齿轮组，其位于机动交通工具的传动系中且与由电动马达(EM)驱动的蜗轮接口，所述电动马达是由电子控制单元响应转矩要求而被连续控制的。

示例性控制头的一个技术方面可以是行星齿轮组的行星齿轮架到输出轴的连接、行星齿轮组的太阳齿轮到驱动轴的连接和行星齿轮组的环形齿轮与蜗轮的接口。

另一方面可以是蜗轮螺旋角的选择，以实现蜗轮齿摩擦和由行星齿轮组置于蜗轮上的负荷之间的平衡，使得驱动蜗轮所需的功率针对所有输入负荷条件被最小化。

另一方面可包括电子控制单元，其做出转矩要求是否能够通过在最佳效率设定点操作内燃发动机而被满足的判定，并且以该判定的结果为条件，或者在最佳效率设定点操作内燃发动机同时修改电动马达的角速度，以满足转矩要求；或者仅在满足转矩要求所必要的程度上以偏离最佳效率的方式操作内燃发动机。

在审查下列附图和同此关联的描述之后，其他技术优点对本领域的技术人员可以是易于显而易见的。

附图说明

为了更完全理解本公开及其优点，现结合附图和具体实施方式参考下列简要描述，其中相同的附图标记表示相同的零件，在附图中：

图1是功能框图，其示出根据本公开教导实施无限变速式机械无级变速器的机动交通工具的实施例。

图2是功能框图，其示出根据本公开教导的无限变速式机械无级变速器的电子控制单元的实施例。

图3是组织根据本公开教导制定的操作参数的多维映射的图形表示。

图4是根据本公开教导连续控制的无限变速式机械无级变速器组件的实施例的图形表示。

图5是流程图，其示出根据本公开教导用于无限变速式机械无级变速器的多模态操作方法的实施例。

图6是流程图，其示出根据本公开教导用于无限变速式机械无级变速器的操作方法的起动模式的实施例。

图7是流程图，其示出根据本公开教导用于无限变速式机械无级变速器的操作方法的反向模式的实施例。

图8是流程图，其示出根据本公开教导用于无限变速式机械无级变速器的操作方法的驾驶模式的实施例。

图9是流程图，其示出控制过程的替代实施例，其中电子控制单元采用公式来确定并应用修改的控制参数。

图10是流程图，其示出根据替代实施例的采用公式来修改控制参数的过程的一部分。

图11是流程图，其示出在加速模式期间采用公式来修改控制参数的过程的另一部分，其中不能够在最佳ICE RPM设定点实现加速。

图12是流程图，其示出在加速模式期间采用公式来修改控制参数的过程的另一部分，其中能够在最佳ICE RPM设定点实现加速。

图13是流程图，其示出在巡航模式期间采用公式来修改控制参数的过程的另一部分。

图14是流程图，其示出在减速模式期间采用公式来修改控制参数的过程的另一部分。

图15是流程图，其示出采用公式来修改控制参数的过程的另一部分，包括检测上坡或制动条件且相应地进一步修改控制参数。

图16是流程图，其示出采用公式来修改控制参数的过程的另一部分，包括检测下坡条件且相应地进一步修改控制参数。

具体实施方式

首先应该理解虽然本公开教导的示例性实施方式在下面被说明，但是本公开的教导可使用大量的技术被实施，无论是当前已知的技术还是现有的技术。本发明绝不应该限于如下描述的示例性实施方式、选择、附图和技术，包括本文所示和所述的示例性设计和实施方式。另外，本文包含的附图不一定按比例绘制。

参照图1，根据本公开教导的无限变速式机械无级变速器可以通过行星齿轮组102在机动交通工具100的传动系中的位置部分地在机动交通工具100中被实施。行星齿轮组102能够具有恰好两个输入组件和一个输出组件，并且由机动交通工具100的内燃发动机(ICE)106驱动的驱动轴104能够被连接到两个输入组件的驱动轴输入组件108。输出组件110能够被连接到输出轴112，所述输出轴112经配置驱动机动交通工具100的激励机构114(例如，轮子、履带、推进器、旋转翼等)。蜗轮116能够与蜗轮输入组件118接口，所述蜗轮输入组件118是行星齿轮组102的两个输入组件中的另一个输入组件。电动马达120能够经连接在电子控制单元(ECU)122的连续控制下驱动蜗轮，所述电子控制单元122也能够负责ICE106的节气门124和/或供给燃料128到ICE106的电子燃料喷射器(EFI)126的连续控制。ECU122能够被连接，以经制定满足从使用者接口130接收的且由机动交通工具100的操作员产生的转矩要求(例如，加速器踏板信号)的方式连续地控制电动马达120和ICE106。

应该理解ECU122能够由一个或更多个具有易失性和/或非易失性计算机存储器(例如，RAM、ROM、FLASH、位寄存器等)的计算机处理器组成。另外，ECU122能够是单个集成计算机处理器单元，或者其能够由多个共同定位的或分布式的处理器组成。ECU122也能具有附加功能，如连接驱动轴104到驱动轴输入组件108且从驱动轴输入组件108脱开驱动轴104的离合器132的控制。可以预想的是此类离合器132能够是机械离合器，或者其能够是液力变矩器的一部分。另外，ECU122能够负责制动系统134的控制，以响应来自使用者接口130的制动踏板信号施加制动136到激励机构114和/或输出轴112。可以进一步预想的是由ECU122对ICE106和/或电动马达120的控制能够是以由ECU122接收的附加信号(如激励机构114和/或来自传感器138的输出轴112的角速度)为条件的。由ECU122接收的其他信号能够是来自传感器140的驱动轴输入组件108的角速度和/或来自传感器142的驱动轴104的角速度。ECU122能够在连续控制操作中接收并使用的另外的信号能够包括温度、质量空气流量、氧气水平以及其他此类如对本领域的技术人员将显而易见的在操作机动交通工具中的内燃发动机中常规采用的参数。也应该理解ECU122、电动马达120和机动交通工具100的其他电子组件能够从电池144接收功率/动力，所述电池144能够由制动器产生的动力或者由交流发电机重新充电。

在一些实施例中，机动交通工具100能够是具有作为激励机构114的一个或更多个轮子的基于陆地的交通工具，并且如将对本领域技术人员显而易见的，此类交通工具能够配置有前轮驱动、后轮驱动或全轮驱动。然而，也应该理解在其他实施例中，机动交通工具100能够是船、飞机或任何其他类型的具有内燃发动机的交通工具。因此，激励机构114能够是履带系统、推进器、旋转翼或用于将来自内燃发动机的旋转能量转化成动力的任何其他机构。

应该容易理解行星齿轮组102能够具有太阳齿轮、行星齿轮架和环形齿轮，并且这三个组件能够根据本公开的教导被指定为六种组合的任何组合中的输入组件和输出组件。然而，在具体优选的实施例中，行星齿轮组102的行星齿轮架被用作输出组件110，太阳齿轮被用作驱动轴输入组件108，并且环形齿轮被用作蜗轮输入组件118。如将在下面更详细描述，此配置提供在向前方向具有零交叉的负空转补偿速度，从而需要比由其他五种配置需要的更少的来自电动马达120的最高速度能力。

在向前方向的这种零交叉使其更容易用当今的能够具有在七千至一万二RPM范围中的最大向前和反向速度的电动马达实现无限变速式机械无级变速器，而不需要由放置在传动系中的速度调整机构(即差速器、变速齿轮组等)的显著干预和/或在蜗轮116和蜗轮输入组件118之间供给的上部齿轮设置。然而，应该容易理解如果需要可以包括此类机构，并且此类机构提供任何所需的比率来增加或减少驱动轴104、输出轴112和/或传动系的其他组件的角速度，以适应根据本公开教导的无限变速式机械无级变速器的各种实施方式。

蜗轮116优选具有螺旋角，其经选择实现蜗轮齿摩擦和蜗轮输入组件的负荷之间的平衡，使得驱动蜗轮116所需的功率针对所有输入负荷条件被最小化。换句话说，蜗轮的螺旋角能够经选择使得蜗轮116的齿和蜗轮输入组件118(例如，环形齿轮)的齿之间的静摩擦力正好足够防止蜗轮输入组件118上的负荷转动蜗轮116。在此情况下，不需要动力来防止该蜗轮转动，且需要很少的动力来克服静摩擦力或动摩擦力，以导致蜗轮在所需方向上转动。另外，当蜗轮正在与输入负荷正尝试转动蜗轮输入组件118相同的同一方向上转动蜗轮输入组件118(例如，环形齿轮)时，摩擦负荷通过降低在抵抗输入负荷所需的电动马达功率的量协助电动马达120。另一方面，当蜗轮正在与输入负荷尝试转动蜗轮输入组件118相反的方向上转动蜗轮输入组件118(例如环形齿轮)时，摩擦负荷通过增加抵抗输入负荷所需的电动马达功率的量来阻碍电动马达120。因此，由上述优选实施方式提供在向前方向上的零交叉证明在降低由电动马达120所需的功率时是有利的，因为电动马达120所需的最高速度位于向前方向上，这对应于其中摩擦负荷是帮助不是阻碍的方向。

能够通过试验确定摩擦力抵消来自蜗轮输入组件118的轴向负荷的法向分量所处的蜗轮角度来发现蜗轮116所需的螺旋角。据预期实现此条件所需的蜗轮116的螺旋角将取决于行星齿轮组102的比、形成齿轮组102所采用的材料、齿轮组102在传动系中的实施方式、传动系的总摩擦和其他因素而变化。然而，在环形齿轮被用作蜗轮输入组件118的情况下，可以预想所需的螺旋角将提供在3:1至5:1的范围内的蜗轮与环形齿轮比。另外，能够调整在齿轮组情况下油的润滑性，以提供在最佳负荷平衡所需的螺旋角和最佳的用于实现输入与输出最佳比的蜗轮116与环形蜗轮比所需的螺旋角之间的折中。因此，能够实施允许在电动马达120的最大正和负RPM能力内操作的上述范围中的螺旋角，且然后在保持行星齿轮组102情况下使用不同润滑性的油进行试验。以至少此方式，可以容易实现所需的螺旋角，而不需要过度实验。

现在转向图2，无限变速式机械无级变速器的ECU能以任意的许多方式编程。例如，在一些实施例中，ECU能够以模块化格式被配置，其中连续控制参数确定模块200采用映射和/或公式以提供修改量，如电动马达RPM修改量202和ICE RPM修改量204分别至电动马达控制器206和ICE控制器208。在这些及其他实施例中，确定模块200能够操作地连接，以做出转矩要求210是否能够通过在ICE106的最佳效率设定点操作ICE106被满足的判定。如果是，则ICE控制器208能够在最佳效率设定点操作ICE106，同时电动马达控制器206能够修改电动马达120的角速度，以满足转矩要求210。否则，ICE控制器208能够仅在满足转矩要求210所必要的程度上以偏离于最佳效率的方式操作ICE106。

在一些实施例中，确定模块200能够根据由使用者选定的模式212改变其操作。该模式能够例如以使用换档机构214和/或开关规定的齿轮的形式进行选择。下面更详细描述的此类模式能够包括停放且发动机停机模式、起动模式、停放且发动机开启模式、空档模式、倒档/反向模式和驱动/驾驶模式。这些模式中的一些模式的操作能够取决于离合器216的状态，其在一些实施例中能够从例如从交通工具的制动踏板220接收的制动信号218的状态被推断。

确定模块200能够可替代地或额外地负责生成离合器控制信号222，以操作离合器216。在一些实施例中，确定模块200能够访问包含公式和/或操作参数修改映射的数据存储224。例如，在修改映射的情况下，能够基于模式212、制动信号218或离合器状态、电动马达RPM读数226、ICE RPM读数228、激励机构114的角速度读数230和/或从加速器踏板232接收的转矩要求210访问所述映射。应该容易理解，在一些实施例中，额外的传感数据能够由确定模块200使用，以访问数据存储224，如质量空气流量、温度、氧水平和通常在访问机动交通工具中的燃料限制映射时采用的其他数据。

来自从数据存储224检索的一对操作参数的参数能够作为修改量202和204被输送到控制器206和208，其然后能够产生控制信号234和236，以根据修改量202和204调整RPM226和228。应该理解，ICE控制器208也能够接收数据，如ICE RPM228、温度、质量空气流量、氧水平和通常在操作内燃发动机时使用的其他参数，以便产生控制信号236来实现所需的效果。因此，ICE控制器208可以具有其自己的用于供给燃料和空气至ICE106的查找映射。另外，应该认识到尽管上面详述的模式212的示例在基于陆地的机动交通工具中是有用的，但附加或替代模式212可以在其他类型的机动交通工具中使用。

现在转向图3，在一些实施例中，由确定模块检索操作参数而引用的修改映射300可以作为多维矩阵实施。例如，在为了说明的目的而降低复杂性的简化实施例中，矩阵能够由电动马达RPM和ICE RPM访问以到达多单元格(cell)之一，其中每个单元格均包含由加速器踏板位置值304组织的操作参数对的列表。这些列表能够由成对操作参数构造，所述成对操作参数已经被制定成在某些工况下响应加速器踏板位置产生所需交通工具。为清楚起见，提供在各方面极大简化的示例参数，其中之一是配对ICE RPM与作为5:1比行星齿轮组中的蜗轮接口组件而采用的环形齿轮的RPM。尽管可能存储环形齿轮RPM在映射中且由蜗轮与环形齿轮比乘以所述参数以得到电动马达RPM，不过可以预想到在映射中直接存储电动马达RPM应该通过消除不必要的计算而导致更快的操作。

在一些实施例中，停止和空转列表302能够包含意在用于当该交通工具停止、ICE正在空转且电动马达正在以空转补偿速度运转时使用的成对参数。当该交通工具在那些条件下操作时，存储此列表302在由在用于该工况的范围内的电动马达RPM和ICE RPM值所引用的矩阵的一个单元格中允许由确定模块对列表302检索。

在列表302的检索时，加速器踏板位置值304能够被用于引用该列表中的具体项且检索作为该项所存储的一对参数。例如，如果加速器踏板是在完全没有按下该加速器踏板的零位置，则该对参数(0，0)能够从第一列表项306被检索。该对的第一参数能够被用于指示ICERPM的所需增加的量或程度，而该对的第二参数能够被用于指示电动马达RPM的所需增加的量或程度。在当踏板完全没有被按下的情况下，该(0，0)对将不导致变化。

如果踏板被完全压下到最大位置，在本文中为便于图示被称为位置六，则该对参数(6，-2)能够从最后列表项308被检索。然后，使用该对的第一参数来改变ICE RPM能够导致ICE RPM的快速增加，而使用该对的第二参数来改变电动马达RPM可以导致电动马达RPM的减少，以便在为快速加速的准备而提供增加转矩。该参数对能够被制定成使得ICE RPM增加和电动马达RPM减少的速率协调，以导致该交通工具保持静止，直到获得最大ICE RPM和最小电动马达RPM条件，以致能够实现最大的加速速率。能够在向前模式的操作和反向模式的操作中采用不同的映射，并且在参数导致该交通工具距静止条件的某漂移的程度上，这些参数能够被制定成在向前模式中在向前漂移的一侧上出错，并且在反向模式中在反向漂移的一侧上出错。因此，保持加速器踏板在位置六能够快速地导致RPM值的变化，直到交通工具的工况改变，并且确定模块转移到矩阵的另一单元格且利用不同的列表。

可以用制定的成对参数来构造将在对最大加速速率操作准备期间横穿的单元格中的列表，所述成对参数导致从停止和空转条件到停止和起动最大加速条件的平滑过渡，其中起动最大加速列表310可以在所述停止和起动最大加速条件下被访问。此列表310能够由参数对构造，所述参数对经制定通过从其最小值增加电动马达RPM从而在ICERPM处于最大值时从静止加速交通工具。在用于零踏板位置的列表项312中也可以具有参数对(-6，2)，所述零踏板位置允许两个RPM开始返回到停止和空转条件而不加速。在此过程中横穿的单元格中的其他列表可以具有在其零踏板位置中的类似成对参数，以允许该交通工具从停止和起动最大加速条件完全返回到停止和空转条件。当踏板是在零位置时，能够释放离合器，以防止任何漂移，并且操作员能够额外地应用制动踏板。

当ICE RPM被最大化时，确定模块能够继续访问查找表300的顶行，从而横穿单元格且检索通过中间加速列表314逐渐过渡到最大速度列表316的列表。在利用中间加速列表314时，保持该加速踏板在位置六中能够继续通过增加电动马达RPM以最大速率加速。然而，零踏板位置能够从允许通过快速减少ICE RPM同时缓慢增加电动马达RPM的减速的列表314中检索一对参数。另外，稍微压下的踏板位置，即位置一能够减少ICE RPM，同时以既不加速也不减速该交通工具的方式增加电动马达RPM。此外，稍微更多压下的踏板位置，即位置二能够减少ICE RPM，同时以缓慢加速该交通工具的方式增加电动马达RPM。因此，制定这些参数，以满足转矩要求，同时允许该交通工具朝向取代电动马达RPM而减少ICE RPM的更有效巡航条件过渡。

当ICE RPM和电动马达RPM二者处于最大或接近最大时，能够检索最大速度列表316。在此情况下，可以制定成对参数，以允许通过加速器踏板在位置六中的继续压下而维持最高交通工具速度。然而，较少压下的位置能够允许ICE RPM的减少，而电动马达RPM继续被最大化。因此，朝向巡航条件的快速过渡能够通过取代电动马达RPM减少ICE RPM来实现。

当从最大速度条件达到巡航条件时，该交通工具处于最快巡航速度条件，其中最有效ICE RPM已经获得，同时处于最大电动马达RPM。能够制定最快巡航速度列表318，以便允许在踏板通过电动马达RPM的减小而处于零位置时而ICE RPM保持恒定时的缓慢减速。位于与巡航条件对应的行中的映射300中的单元格都能够包含列表，如中间巡航列表320，其具有的参数经制定允许维持有效的ICE RPM设定点同时需要减速、恒定速度和/或缓慢加速。因此，当需要加速时，可以取代ICE RPM增加电动马达RPM，并且能够维持ICE RPM在有效设定点处。然而，当需要快速加速时，则能够必要地增加ICE RPM，以便满足转矩请求。另外，当该交通工具朝向停止和空转条件变慢时，则能够制定参数，以允许过渡回到停止和空转条件。

如果ICE RPM和电动马达RPM的组合导致为空的矩阵的单元格(即，条件是超出范围且针对该条件没有定义列表)，则处理器能够采取纠正措施。例如，如果该交通工具正试图上坡，但电动马达RPM太高而不能提供足够转矩，则ICE RPM能够落到巡航行之下。在此情况下，处理器能够快速减少电动马达RPM，以提供允许ICE RPM上升回到正常操作范围所需的转矩。随着操作员按下加速器踏板到位置六或朝向位置六按下，以要求更多转矩，处理器能够快速满足用于迅速爬坡的转矩要求。

如果交通工具条件以未预期的方式或映射方向上过渡，则能够额外地或可替代地实施上述纠正措施以及其他纠正措施。例如，如果交通工具处在中间巡航条件，并且如果加速器踏板处于位置一，则预期电动马达RPM和ICE RPM保持恒定。在此情况下，如果这些值中的任一个或两个增加到未预期地引用映射的不同单元格的点，则能够采取纠正措施。例如，如果这些RPM中的一个或两个未预期地增加，则可以假定该交通工具正在下坡。在此情况下，能够脱开离合器，能够读取轮子RPM并且能够从经制定以一定角速度操作电动马达的映射中检索操作参数，其中所述角速度匹配驱动轴输入组件(例如，太阳齿轮)的角速度与驱动轴的角速度。因此，可以实施超速传动能力，其允许该交通工具下坡滑行且获得速度同时在增加转矩要求时准备驱动轴输入组件与驱动轴迅速接合。在一些实施例中，此操作能够调整电动马达RPM，同时如果可能，维持ICE RPM在最佳效率设定点，并且仅增加ICE RPM到高于为高速条件准备而需要的设定点。

对于试图观察最有效ICE操作设定点的实施例，应该理解，在一些情况下，用于ICE操作的最有效设定点能够随诸如温度、质量空气流量、空气压力、氧水平等条件而变化。因此，能够提供为了在这些条件的不同组合期间使用而制定的多个映射。因此，由ECU采用的映射能够是多维度的矩阵，并且它们能够由诸如这些的各种类型的参数访问。

可以预想附加或替代实施例能够利用公式和/或模糊逻辑程序来动态地确定用于以本文所述方式控制ICE和电动马达来满足转矩要求的参数。例如，处理器能够试图通过动态地确定用于控制电动马达RPM同时维持ICE RPM在最大效率设定点的成组参数来满足交通工具速度设定点或目标速度。此类型的计算在巡航控制操作期间能够是有用的。然而，对于较快操作，查找映射目前是优选的。应该理解，能够采用公式来填入在巡航控制操作期间有待使用的参数映射。还应该理解，也能够使用公式在任意假定条件下填入查找映射的内容。

下列公式提供用于预测根据本发明的教导在无限变速式机械无级变速器中采用的行星齿轮组的行为的一般形式：

(N_sun*ω_sun)+(N_ring*ω_ring)＝(N_sun+N_ring)*ω_arm

其中N_sun是太阳齿轮的齿的数量，N_ring是环形齿轮的齿的数量，ω_sun是太阳齿轮的角速度，ω_ring是环形齿轮的角速度，并且ω_arm是行星齿轮架的角速度。因此，利用已知的环形齿轮与太阳齿轮比，就太阳齿轮、环形齿轮和行星齿轮到驱动轴、蜗轮和输出轴的任何分配能够确定公式。然后，此类公式能够被用于协助确定成对参数，以在不同情况下针对不同的所需交通工具行为在映射中被采用。然后，能够通过实验来开放(hone)此类参数，但不需要过度实验。

现在转向图4，具有后轮驱动且利用无限变速式机械无级变速器的机动陆地交通工具的操作的实施例通过图示的方式提供进一步说明。对于此示例，应该容易理解，为了便于图示，极大地简化操作，并且关于实施方式作出假设，以允许连贯解释。例如，假设正在采用行星齿轮组，该行星齿轮组具有与蜗轮接口的环形齿轮、由离合器连接到太阳齿轮的驱动轴和连接到输出轴的行星齿轮架。额外假设包括4:1的蜗轮与环形齿轮的比、1:1的后差速和13英寸的总轮子半径(包括轮胎)。进一步假设是5:1的行星齿轮比，在该种情况下环形齿轮的角速度ω_ring可以根据行星齿轮架的角速度ω_arm和太阳齿轮的角速度ω_sun如下确定：

ω_ring＝(5ω_arm-ω_sun)/4

又进一步的假设是ICE具有3000RPM的最大速度、1500RPM的最佳效率巡航速度和1000RPM的空转速度。

本示例情况是针对开始于发动机停机的T0，通过在T1和T2之间的发动机起动模式，从T2至T3在发动机开启的情况下被停放，并且从T3至T4以15mph反向操作的交通工具。本示例接着具有从T4至T10在驾驶模式下操作的交通工具。在驾驶模式下，该交通工具从T4至T5被停止，从T5至T6以高的加速速率加速至60mph的速度，且从T6至T7以60mph的恒定速度巡航。然后，该交通工具从T7至T8在操作员施加制动的同时减速，从T8至T9以30mph的降低速度巡航，且然后从T9至T10在使用者施加制动的同时减速直到该交通工具停止。

轮子RPM对应于行星齿轮架的角速度，而太阳齿轮的角速度对应于发动机RPM。使用上面提供的公式，可以确定环形齿轮所要求的角速度。假设4:1的蜗轮与环形齿轮比，则也能够确定蜗轮和电动马达的角速度。下面在表1中提供这些值：

表1

转向图5，更详细探索这些操作模式。应该理解，该交通工具能够以应该容易理解的直接向前方式在停放且发动机停机模式500以及空档模式502之间过渡。该交通工具能够通过执行起动过程506从停放且发动机停机模式过渡到停放且发动机开启模式504。

转向图4和图6且一般参照图4和图6，该交通工具保持在停放且发动机停机模式500，直到在600处致动起动开关并且制动器在602处打开。然后，随着离合器接合，蜗轮在步骤604处在向前转动发动机的方向上操作。用于以此速度操作蜗轮的参数可以被存储在映射中，该映射经具体地制定用于在ICE起动过程中操作电动马达。

在图4的示例中，蜗轮RPM在T1和T2之间被驱动为负，而制动器保持行星齿轮架静止，以在向前方向转动电动马达。如果在606处制动器在此过程期间被释放(let off)，则在608处蜗轮停止且恢复停放且发动机停机模式。否则，在步骤604处蜗轮继续转动，直到在610处检测到发动机起动。然后，在步骤612处离合器脱开，并且在步骤614处蜗轮被驱动成空转补偿速度。在图4的示例中，此空转补偿速度甚至比用于起动马达的速度更是负的。在此阶段，该交通工具达到在离合器脱开的情况下停放且发动机开启模式，但应该理解在维持空转补偿速度的情况下，该交通工具将保持静止，即使离合器接合。因此，在一些实施例中，一旦实现空转补偿速度，则离合器能够重新接合。

返回到图5，该交通工具能够通过停用点火从停放且发动机开启状态504过渡到停放且发动机停机状态500。可替代地，该交通工具能够从停放且发动机开启模式504进入反向模式508和/或驾驶模式510，并且如果该交通工具是静止的则从这两个模式中的任一个返回到停放且发动机开启模式504。在一些实施例中，如果该交通工具是静止的，则交通工具也能够在反向模式508和驾驶模式510之间过渡。

现在转向图4和图7，并且一般参照图4和图7，当在700处选择倒档档位/反向齿轮时，该交通工具能够从停放且发动机开启模式504过渡到反向模式508,。然后，如果在702处未施加制动，则能够接合离合器(如果该离合器在步骤704处尚未接合的话)，并且能够在步骤706处读取加速踏板参数。接着，能够在步骤708处确定发动机RPM和蜗轮RPM，并且能够在步骤710处从针对反向交通工具操作所制定的参数对的映射中检索操作参数。然后，能够以上面描述的方式在步骤712处应用这些参数，并且如果在714处未取消选择反向模式，则操作能够返回到702。

因此，随着处理器通过步骤702-714迭代地循环，能够应用操作参数，以连续地控制电动马达和ICE，从而如在图4的T3和T4之间在反向方向上操作该交通工具。然而，如果在702处施加制动，则能够在步骤716处脱开离合器，能够在步骤718处读取轮子RPM，能够在步骤720处任选地读取发动机RPM和蜗轮RPM，并且当在步骤712处以匹配驱动轴输入组件(例如，太阳齿轮)的角速度到驱动轴的角速度的角速度被施加时，能够在步骤722处从经制定操作电动马达的映射中检索操作参数。在步骤716处脱开离合器允许制动，而不将过度应力置于变速器、离合器或ICE上，同时匹配太阳齿轮RPM到驱动轴RPM允许一旦制动操作完成则快速响应。如果该交通工具是静止的并且操作员选择驾驶档位/驱动齿轮或停放模式，则能够在714处退出反向模式。如果选择停放模式，则如果需要，离合器能够在步骤724处脱开，从而导致返回到停放且发动机开启模式504。

现在转向图4和图8，并且一般参照图4和图8，驾驶员在700处选择驾驶模式510而不是反向模式508能够导致该交通工具从停放且发动机开启模式504过渡到驾驶模式510。步骤800-810能够类似于步骤702-712，其中主要差异是在步骤808处使用经制定导致该交通工具的向前运动的操作参数的映射。例如，如果在800处未施加制动，则能够接合离合器(如果该离合器尚未在步骤802处接合的话)，并且能够在步骤804处读取加速踏板参数。接着，能够在步骤806处确定发动机RPM和蜗轮RPM，并且在步骤808处能够从针对向前交通工具操作而制定的参数对的映射中检索操作参数。然后能够以上面描述的方式在步骤810处应用这些参数。然后，如果在812处未取消选择驾驶模式，则操作能够返回到800。

因此，随着处理器通过步骤800-812迭代地循环，能够应用操作参数，以连续地控制电动马达和ICE，以便如在图4的T5和T7之间以及在T8和T9之间在向前方向上操作该交通工具。然而，如果在800处施加制动，则能够在步骤814处脱开离合器，能够在步骤816处读取轮子RPM，能够在步骤818处任选地读取发动机RPM和蜗轮RPM，并且当以匹配驱动轴输入组件(例如，太阳齿轮)的角速度到驱动轴的角速度的角速度在步骤810处被施加时在步骤820处能够从经制定以操作电动马达的映射中检索操作参数。

在步骤814处脱开离合器允许制动，而不将过度应力置于变速器、离合器或ICE上，同时匹配太阳齿轮RPM到驱动轴RPM允许一旦制动操作完成则快速响应。因此，该交通工具操作员能够施加制动且快速减速，如在图4的T7和T8之间，并且然后毫不犹豫地以降低的速度恢复巡航操作或加速操作。另外，操作员能够制动到停止，如在图4的T9和T10之间，其中该示例说明针对从巡航条件到停止且发动机空转条件的过渡而制定的参数的检索和应用。

如所描述，这些参数取代ICE RPM参数减少电动马达RPM，直到电动马达RPM已经达到空转补偿速度，并且然后减少ICE RPM到低于最佳效率设定点到ICE空转速度。应该理解，参数的这种制定仅是示例性的，并且可以使用其他制定，如维持ICE RPM在最佳效率设定点同时减少电动马达RPM到低于空转补偿速度从而仅在该交通工具静止之后返回到停止且发动机空转状态的制定。随着该交通工具静止，如果操作员选择倒档档位/反向齿轮或停放模式，则能够在812处退出驾驶模式。如果选择停放模式，则如果需要，能够在步骤822处脱开离合器，从而导致返回到停放且发动机开启模式504。

现在返回到图9-16，描述了替代实施例，其中确定模块采用一个或更多个公式，以实现连续反馈控制。具体参照图9，控制过程能够例如在步骤900处开始，其中计算机处理器从计算机存储器检索预期结果。所存储的预期结果能够是以臂的预期角速度(例如，交通工具速度)和臂的角速度的预期变化(例如，先前所需的加速量)的形式。该控制过程能够额外地通过在步骤902处读取感测值而开始，所述感测值如轮子RPM(例如，交通工具速度和/或臂的角速度)、内燃发动机的RPM(例如，太阳齿轮的角速度)、电动马达RPM(例如，环形齿轮的角速度)和当前驱动要求(例如，加速器踏板位置、臂的所需角速度变化、所需的交通工具加速速率等)。此后，能够在步骤904处使用一个或更多个公式修改控制参数，这能够包括确定内燃发动机RPM(例如，太阳齿轮的角速度)的变化和/或电动马达RPM(例如，环形齿轮的角速度)的变化。从这些数据，通过采用一个或更多个公式确定例如臂的未来预期角速度和臂的角速度的预期变化，能够在步骤906处计算出新的预期结果，如下所示：

预期 ${\mathrm{\ω}}_{\mathrm{arm}}=\frac{(N_{\mathrm{sun}}*({\mathrm{\ω}}_{\mathrm{sun}}+\mathrm{\Δ}{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{sun}}))+(N_{\mathrm{ring}}*({\mathrm{\ω}}_{\mathrm{ring}}+{\mathrm{\Δ\ω}}_{\mathrm{ring}}))}{(N_{\mathrm{sun}}+N_{\mathrm{ring}})}$

预期Δω_arm＝Δω_arm

这些结果能够在步骤908处存储于计算机存储器中，并且在步骤910处应用修改的控制参数，以控制内燃发动机和电动马达。

现在参照图10-16，详细描述了用于在操作的驾驶模式期间使用一个或更多个公式修改控制参数的示例过程。具体参照图10，该过程能够包括在步骤1000处判定内燃发动机的RPM是否小于最小预期空转RPM，这能够指示出电动马达处于扼流(chocking down)的危险中。如果是，能够在步骤1002处采取紧急措施，例如通过以它们的最大速率减少电动马达RPM和增加ICE RPM。否则，该过程能够前进到步骤1004处判定是否设置停止模式标志。如果是，则能够在步骤1006处进一步判定用于加速的驱动要求是否大于零。如果是，则能够在步骤1008处设置加速模式标志。否则，能够不修改控制参数，以允许停止时的空转继续。

在步骤1010处确定设置加速模式标志，接着在步骤1012处确定用于加速的驱动要求大于维持当前速度的巡航值，能够导致进入下面描述的加速操作过程(参见图11和图12)。否则，能够在步骤1014处设置巡航模式标志。

在步骤1016处确定设置巡航模式，接着在步骤1018处和1020处确定用于加速的驱动要求既不大于也不小于用于维持当前速度的巡航值，能够导致进入下面描述的巡航操作过程(参见图13)。否则，在步骤1020处所证明的驱动要求大于巡航值的情况下，能够在步骤1022处设置加速模式标志。可替代地，如果在步骤1018处所证明的驱动要求小于巡航值，能够在步骤1024处设置减速模式标志。

在步骤1026处确定设置减速模式标志，接着在步骤1028处确定用于加速的驱动要求大于用于维持当前速度的巡航值，能够导致进入下面描述的减速操作过程(参见图14)。否则，能够在步骤1030处设置加速模式标志。

现在转向图11，示例加速操作过程能够以在步骤1100处判定所需的加速速率是否能够在最佳内燃发动机RPM设定点处被实现开始。在一个实施例中，此决定能够涉及比较所需的加速速率与阈值。在一些实施例中，此阈值能够随环境条件变化。在额外或替代实施例中，该阈值能够基于如在下面描述的过程中能够确定的关于该交通工具正上坡还是正下坡行驶的信息而变化(参见图14和图15)。

如果在步骤1100处确定所需的加速速率不能够在最佳内燃发动机RPM设定点处被实现，则能够在步骤1102处做出所需的加速速率是否能够在当前内燃发动机RPM处被实现的进一步判定。在一些实施例中，此决定能够涉及比较所需的加速速率与阈值，所述阈值能够根据当前内燃发动机RPM、环境条件且/或基于关于该交通工具正上坡还是正下坡行驶的信息而变化。如果是，则能够通过增加电动马达RPM来增加环形齿轮的角速度在步骤1104处实现加速。如果不是，则能够通过增加内燃发动机的RPM且减少电动马达RPM来减少环形齿轮的角速度从而在步骤1106处为加速做准备。另一方面，如果在步骤1100处确定所需的加速速率能够在最佳内燃发动机设定点处被实现，则一个过程能够被接合以便在最佳设定点处操作。

现在转向图12，在步骤1200处判定内燃发动机是否低于的最佳设定或者在步骤1202处判定内燃发动机是否高于最佳设定点的情况下，能够开始用于在最佳设定点操作的示例性过程。如果是，则能够在步骤1204处或步骤1206处脱开离合器，并且能够在步骤1208处或步骤1210处分别增加或减少内燃发动机的RPM。然后，能够在步骤1212处设置臂的目标角速度等于臂的当前角速度。另一方面，如果在步骤1200处和步骤1202处确定内燃发动机的RPM已经处于最佳设定点，则能够在步骤1214处接合离合器，并且能够设置臂的目标角速度等于臂的当前角速度和角速度的所需变化之和，以便实现所需的加速速率。

一旦臂的目标角加速度的值已经在步骤1212处或步骤1216处被确定，能够在步骤1218处计算环形齿轮的目标角加速度。例如，对于五比一比率的行星齿轮组，能够针对臂的目标角速度(TARGETω_ring)和内燃发动机RPM(ICE RPM)根据以下计算公式环形齿轮的目标角速度(TARGETω_ring)：

TARGETω_ring＝(5*TARGETω_arm-ICERPM)/4

以更一般的形式，能够针对N比一的各种行星齿轮组比调整该公式，如下所示：

TARGETω_ring＝(N*TARGETω_arm-ICERPM)/(N-1)

然后，能够使用环形齿轮的这个目标角速度作为用于在步骤1220处和步骤1222处与环形齿轮的角速度比较的阈值，以便用于决定是否调整电动马达RPM，以便在步骤1224处和步骤1226处分别减少或增加环形齿轮的角速度。

现在转向图13，在步骤1300处和步骤1302处判定内燃发动机RPM是大于还是小于最佳设定点的情况下，能够开始用于在巡航模式操作的过程。如果在步骤1300处确定内燃发动机RPM大于最佳设定点，则能够减少内燃发动机RPM且增加电动马达RPM，以在步骤1304处升高环形齿轮的角速度。如果在步骤1302处确定内燃发动机RPM小于最佳设定点，则能够增加内燃发动机RPM且减少电动马达RPM，以在步骤1306处降低环形齿轮的角速度。

参照图14，在步骤1400处判定要求是否小于巡航值的情况下，能够开始在减速模式操作的过程。如果是，则该过程能够继续在步骤1402处脱开离合器。然后，能够在步骤1404处做出环形齿轮的角速度是否大于环形齿轮的阈值角速度的判定，其中在该阈值角速度是内燃发动机的空转速度被充分补偿以产生臂的零角速度。如果不是，则能够在步骤1406处减少电动马达RPM，以便降低环形齿轮的角速度，直到其达到空转补偿速率。然而，如果在步骤1404处确定环形齿轮的角速度已经降低到空转补偿速率，则能够在步骤1408处做出臂的角速度是否大于零的判定。如果是，则能够在步骤1410处减少内燃发动机RPM。然而，如果在步骤1408处确定该交通工具被停止且正在空转，则能够在步骤1412处进入停止模式。否则，能够执行用于停止且空转模式的减速和准备，直到在步骤1400处确定要求等于巡航值，此时能够在步骤1414处接合离合器，并且能够在步骤1416处进入巡航模式。

现在转向图15，在步骤1500处判定臂的角速度是否小于臂的预期角速度的情况下，能够开始用于调整修改量的过程。如果是，则该交通工具可能正上坡行驶、制动或遇到某种障碍或意外地减慢该交通工具的其他条件。如果是，则能够在步骤1502处做出臂的角速度的预期变化是否大于零的进一步判定。如果是，则能够检测到困难加速的条件以及需要更多转矩。在此事件中，能够在步骤1504处修改控制参数，以减少电动马达RPM，以便降低环形齿轮的角速度且增加转矩。此步骤能够涉及用新的值超驰电动马达的参数，或者将标量值施加于确定的修改量，以便调整到较小程度。所采用的值的类型和/或量能够例如取决于臂的预期角速度和实际角速度之间的差的幅值而变化。

如果在步骤1502处做出的确定指示出臂的角速度的预期变化不大于零，则能够在步骤1506处做出预期变化是否小于零的进一步判定。如果是，则能够检测到极度成功减速的条件，诸如如果该交通工具正下坡行驶。作为响应，能够在步骤1508处脱开离合器，并且能够在步骤1510处做出内燃发动机RPM是否大于最佳设定点的判定。如果是，则能够在步骤1512处做出调整，以减少内燃发动机RPM，且调整电动马达RPM，以匹配臂的目前角速度。否则，能够在步骤1514处修改控制参数，以调整电动马达RPM以匹配臂的目前角速度。

在步骤1506处确定臂的角速度的预期变化不小于零的情况下，则能够检测到困难巡航的条件。在此情况下，能够在步骤1516处做出内燃发动机RPM是否小于最大阈值的判定。如果是，则能够在步骤1518处修改控制参数，以减少电动马达RPM，以便降低环形齿轮的角速度，同时增加内燃发动机RPM。另一方面，如果在步骤1516处确定内燃发动机RPM已经处于最大，则能够在步骤1520处调整控制参数，以减少电动马达RPM，以便降低环形齿轮的角速度且由此增加转矩。再次，能够在步骤1518处和步骤1520处采用标量值，所述标量值能够基于臂的预期角速度和实际角速度之间的差的幅值而变化。

现在转向图16，如果在步骤1600处确定臂的角速度大于预期的角速度，则能够检测到该交通工具正下坡行驶的条件。然后，如果在步骤1602处确定臂的角速度的预期变化大于零，则能够检测到极度成功加速的条件。在此情况下，能够在步骤1604处修改控制参数，以减少电动马达RPM来降低环形齿轮的角速度。对于此步骤，能够选择标量值用于按比例缩小加速的量，并且此值能够基于臂的预期角速度和实际角速度之间的差的幅值被选择。

如果在步骤1606处确定臂的角速度的预期变化小于零，则能够检测到困难减速的条件。在此情况下，能够在步骤1608处脱开离合器，并且能够在步骤1610处做出内燃发动机RPM是否大于最佳设定点的判定。如果是，则能够在步骤1612处修改控制参数，以减少内燃发动机RPM，且调整电动马达RPM，以匹配环形齿轮的角速度来补充臂的角速度。否则，能够在步骤1614处修改控制参数，以调整电动马达RPM以匹配环形齿轮的角速度，从而补充臂的角速度。

在臂的角速度的预期变化等于零的情况下，能够检测到麻烦巡航的条件。在此情况下，能够在步骤1616处做出内燃发动机RPM是否大于最佳设定点的进一步判定。如果不是，则能够修改控制参数，以减少电动马达RPM，以便降低环形齿轮的角速度且由此增加转矩。对于步骤1618，能够基于臂的预期角速度和实际角速度之间的差的大小选择电动马达RPM减少的量。否则，能够在步骤1620处修改控制参数，以便减少内燃发动机RPM和电动马达RPM二者。对于步骤1620，能够选择标量值用于按比例增大内燃发动机RPM的减少的量且按比例缩小电动马达RPM的增加的量，并且这些值能够基于臂的预期角速度和实际角速度的差的幅值被选择。

因此，明显的是根据本公开已经提供了满足一个或更多个上面阐述的优点的无限变速式机械无级变速器。虽然已经详细描述优选实施例，但应该理解，在本文可以做出各种变化、替换和更改，而不背离本公开的范围，即使所有的上面确定的优点和好处均不存在。例如，在本文提供的附图和描述中所示的各种实施例和示例说明本公开可以以仍然落入本公开范围内的大量不同方式实施和体现，无论其是否在本文被明确示出。例如，各种元件或组件可以在另一系统中组合或集成，或者某些特征可以不实施。此外，在优选实施例中作为单独的或分离的而被描述和说明的技术、系统、子系统和方法可以与其他系统、设计、技术或方法组合或集成，而不背离本公开的范围。例如，该无限变速式机械无级变速器可以与各种各样类型的机动交通工具一起使用，包括本文未具体讨论的那些。变化、替换和更改的其他示例是本领域技术人员容易确定的，并且可以在不背离本公开的实质和范围情况下做出。

Claims (24)

1.一种用于机动交通工具的无限变速式机械无级变速器，该无限变速式机械无级变速器包括：

行星齿轮组，其具有两个输入组件和一个输出组件，所述行星齿轮组位于所述机动交通工具的传动系中，使得由所述机动交通工具的内燃发动机驱动的驱动轴被连接到所述输入组件的驱动轴输入组件，并且所述输出组件被连接到输出轴，所述输出轴经配置驱动所述机动交通工具的激励机构；

蜗轮，其与蜗轮输入组件接口，所述蜗轮输入组件是所述行星齿轮组的所述两个输入组件中的另一个输入组件；

电动马达，其经连接驱动所述蜗轮；以及

电子控制单元，其被连接成以经制定满足由所述机动交通工具的操作员产生的转矩要求的方式响应所述转矩要求来连续地控制所述电动马达。

2.根据权利要求1所述的无限变速式机械无级变速器，其中所述行星齿轮组的行星齿轮架是所述输出组件，所述行星齿轮组的太阳齿轮是所述驱动轴输入组件，并且所述行星齿轮组的环形齿轮是与所述蜗轮接口的所述蜗轮输入组件。

3.根据权利要求1所述的无限变速式机械无级变速器，其中所述蜗轮具有一定螺旋角，其经选择实现在蜗轮齿摩擦和所述蜗轮输入组件的负荷之间的平衡，使得驱动所述蜗轮所需的功率针对所有输入负荷条件被最小化。

4.根据权利要求1所述的无限变速式机械无级变速器，其中所述电子控制单元经被操作地连接成：

(a)做出所述转矩要求是否能够通过在最佳效率设定点操作所述内燃发动机而被满足的判定；以及

(b)以所述判定的结果为条件：

(i)在所述最佳效率设定点操作所述内燃发动机，同时修改所述电动马达的角速度以满足所述转矩要求；或者

(ii)以偏离最佳效率的方式操作所述内燃发动机，使得所述转矩要求被满足。

5.根据权利要求1所述的无限变速式机械无级变速器，其中在起动操作模式期间，所述电子控制单元经操作地连接成：

(a)在经制定在以向前方向上转动所述机动交通工具的所述驱动轴的方向上操作所述电动马达；

(b)执行所述机动交通工具的所述内燃发动机的起动的检测；以及

(c)响应所述内燃发动机的所述起动的所述检测，脱开所述机动交通工具的离合器且以经制定补偿所述内燃发动机的空转速度的角速度操作所述电动马达。

6.根据权利要求1所述的无限变速式机械无级变速器，其中在反向操作模式期间，所述电子控制单元经操作地连接成：

以经制定满足所述转矩要求的角速度操作所述电动马达，同时反向地移动所述机动交通工具。

7.根据权利要求6所述的无限变速式机械无级变速器，其中在所述反向操作模式期间，所述电子控制单元经操作地连接成：

通过以经制定匹配所述驱动轴输入组件的角速度与所述驱动轴的角速度的角速度操作所述电动马达，响应制动信号的状态或所述机动交通工具的离合器的设定中的至少一者。

8.根据权利要求1所述的无限变速式机械无级变速器，其中在驾驶操作模式期间，所述电子控制单元经操作地连接成：

以经制定满足所述转矩要求的角速度操作所述电动马达，同时向前移动所述机动交通工具；以及

通过以经制定匹配所述驱动轴输入组件的角速度与所述驱动轴的角速度的角速度操作所述电动马达，响应制动信号的状态或连接所述驱动轴至所述驱动轴输入组件的离合器的设定中的至少一者。

9.根据权利要求1所述的无限变速式机械无级变速器，其中：

所述转矩要求是由所述机动交通工具的加速器踏板产生的加速器踏板信号；

所述电子控制单元经操作地连接成，接收指示所述驱动轴的角速度和所述电动马达的角速度的信号；以及

所述电子控制单元经操作地连接成(a)至少部分基于所述加速器踏板信号、所述驱动轴的角速度和所述电动马达的角速度从预定参数的映射检索操作参数，以及(b)应用所述操作参数，以修改所述驱动轴的角速度和所述电动马达的角速度。

10.根据权利要求1所述的无限变速式机械无级变速器，其中：

所述电子控制单元经操作地连接成，接收(a)(i)由所述机动交通工具的制动踏板产生的制动信号或(ii)连接所述驱动轴至所述驱动轴输入组件的离合器的状态中的至少一者，和(b)指示所述机动交通工具的激励组件或所述输出轴中的至少一个的角速度的信号；

所述电子控制单元经操作地连接成，以所述制动信号或所述离合器中的至少一个的状态为条件基于所述激励组件的角速度或所述输出轴的角速度中的至少一个从预定参数的映射检索操作参数；以及

所述电子控制单元经操作地连接成，应用所述操作参数，以经制定匹配所述驱动轴输入组件的角速度与所述驱动轴的角速度的方式连续地控制所述驱动轴的角速度和所述电动马达的角速度。

11.一种用于机动交通工具的无限变速式机械无级变速器的操作方法，该方法包括：

由所述机动交通工具的电子控制单元接收至少部分由所述机动交通工具产生的转矩要求；

以经制定满足所述转矩要求的方式响应所述转矩要求由所述电子控制单元连续地控制电动马达，

其中所述电动马达经连接驱动与蜗轮输入组件接口的蜗轮，所述蜗轮输入组件是行星齿轮组的两个输入组件之一，所述行星齿轮组位于所述机动交通工具的传动系中，使得由所述机动交通工具的内燃发动机驱动的驱动轴被连接到驱动轴输入组件，所述驱动轴输入组件是所述两个输入组件中的另一个，并且所述行星齿轮组的输出组件被连接到输出轴以用于驱动所述机动交通工具的激励机构。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述行星齿轮组的行星齿轮架是所述输出组件，所述行星齿轮组的太阳齿轮是所述驱动轴输入组件，并且所述行星齿轮组的环形齿轮是连接到所述机动交通工具的所述驱动轴的蜗轮输入组件。

13.根据权利要求11所述的方法，其中所述蜗轮具有一定螺旋角，其经选择实现在蜗轮齿摩擦和所述蜗轮输入组件的负荷之间的平衡，使得驱动所述蜗轮所需的功率针对所有输入负荷条件被最小化。

14.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括：

由所述电子控制单元做出所述转矩要求是否能够通过在最佳效率设定点操作所述内燃发动机被满足的判定；以及

以所述判定的结果为条件：

(a)由所述电子控制单元在所述最佳效率设定点操作所述内燃发动机，同时由所述电子控制单元修改所述电动马达的角速度来满足所述转矩要求；或者

(b)由所述电子控制单元以偏离最佳效率的方式操作所述内燃发动机，使得所述转矩要求被满足。

15.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括：

在起动操作模式期间：

(a)由所述电子控制单元在经制定以在向前方向上转动所述机动交通工具的所述驱动轴的方向上操作所述电动马达；

(b)由所述电子控制单元执行所述机动交通工具的所述内燃发动机的起动的检测；以及

(c)响应所述内燃发动机的所述起动的所述检测，脱开所述交通工具的离合器且以经制定补偿所述内燃发动机的空转速度的角速度操作所述电动马达。

16.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括：

在反向操作模式期间，由所述电子控制单元以经制定满足所述转矩要求的角速度操作所述电动马达，同时反向地移动所述机动交通工具。

17.根据权利要求16所述的方法，其进一步包括：

在所述反向操作模式期间，通过以经制定匹配所述驱动轴输入组件的角速度与所述驱动轴的角速度的角速度操作所述电动马达，由所述电子控制单元响应制动信号的状态或所述机动交通工具的离合器的设定中的至少一个。

18.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：

在驾驶操作模式期间：

由所述电子控制单元以经制定满足所述转矩要求的角速度操作所述电动马达，同时向前移动所述机动交通工具；以及

通过以经制定匹配所述驱动轴输入组件的角速度与所述驱动轴的角速度的角速度操作所述电动马达，响应制动信号的状态或连接所述驱动轴至所述驱动轴输入组件的离合器的设定中的至少一个。

19.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括：

由所述电子控制单元接收所述转矩要求，该转矩要求作为由所述机动交通工具的加速器踏板产生的加速器踏板信号；

由所述电子控制单元接收指示所述驱动轴的角速度的信号；

由所述电子控制单元接收指示所述电动马达的角速度的信号；

由所述电子控制单元基于所述加速器踏板信号、所述驱动轴的角速度和所述电动马达的角速度从预定参数的映射检索操作参数；以及

由所述电子控制单元应用所述操作参数，以连续地控制所述驱动轴的角速度和所述电动马达的角速度。

20.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括：

由所述电子控制单元接收由所述机动交通工具的制动踏板产生的制动信号；

由所述电子控制单元接收指示所述机动交通工具的所述激励组件的角速度或所述输出轴的角速度中的至少一个的信号；

以所述制动信号的状态为条件，由所述电子控制单元基于所述激励组件的角速度或所述输出轴的角速度中的至少一个从预定参数的映射检索操作参数；以及

由所述电子控制单元应用所述操作参数，以经制定匹配所述驱动轴输入组件的角速度与所述驱动轴的角速度的方式连续地控制所述驱动轴的角速度和所述电动马达的角速度。

21.一种用于机动交通工具的无限变速式机械无级变速器，该无限变速式机械无级变速器包括：

行星齿轮组，其具有第一输入组件、第二输入组件和输出组件，所述行星齿轮组可操作成被联接到所述机动交通工具的传动系，使得所述第一输入组件被联接到由所述机动交通工具的发动机驱动的驱动轴，并且所述输出组件被连接到输出轴，所述输出轴经配置驱动所述机动交通工具的激励机构；

蜗轮，其与所述第二输入组件接口；

电动马达，其经连接驱动所述蜗轮；以及

电子控制单元，其可操作成响应至少部分由所述机动交通工具产生的转矩要求连续地控制所述电动马达。

22.根据权利要求21所述的无限变速式机械无级变速器，其中所述第一输入组件包括驱动轴输入组件。

23.根据权利要求21所述的无限变速式机械无级变速器，其中所述第二输入组件包括蜗轮输入组件。

24.根据权利要求21所述的无限变速式机械无级变速器，其中所述输出组件包括所述行星齿轮组的行星齿轮架，所述第一输入组件包括所述行星齿轮组的太阳齿轮，并且所述第二输入组件包括所述行星齿轮组的环形齿轮。