CN105264250A - 三位置爪式离合器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可与变速器选择性接合的多位置爪式离合器。爪式离合器包括换档拨叉、爪式离合器托架、公共构件、以及第一和第二爪式离合器滑动构件。变速器包括第一和第二固定构件。第一爪式离合器滑动构件被配置以与第一固定构件接合或从第一固定构件解除接合。第二爪式离合器滑动构件被配置以与第二固定构件接合以及从第二固定构件解除接合。

Description

三位置爪式离合器

相关申请的交叉引用

本申请要求享有于2013年3月15日提交的标题为“三位置爪式离合器”的编号61/799,200的美国临时专利申请的优先权和权益，所述文献整体通过引用的方式结合在本文中。

背景技术

爪式离合器是这样类型的离合器，其用于将两个部件耦连或锁定在一起以将旋转动力从驱动部件传递到从动部件。例如，爪式离合器通常用于将驱动轴耦连或锁定到从动轴、将驱动轴耦连或锁定到齿轮、和/或将一个或多个转矩传递式离合器与一个或多个齿轮接合以将旋转动力从离合器传递到对应的齿轮。

爪式离合器在包括机动车辆变速器的多个不同应用中使用。总体上，机动车辆的变速器包括多个可选择性接合的离合器。离合器的选择性接合和/或解除接合建立变速器输入轴与变速器输出轴之间的速度或传动比。具体地，从当前建立的传动比切换到新传动比总体上需要解除接合与当前传动比相关联的离合器(即“将脱开的离合器”)并且接合与期望的新传动比相关联的离合器(即“待接合的离合器”)。

发明内容

根据一个方面，多位置爪式离合器包括爪式离合器托架；第一爪式离合器滑动构件，其被耦连到爪式离合器托架、与公共构件接合、并且被配置以与变速器的第一固定构件接合或从变速器的第一固定构件解除接合；第二爪式离合器滑动构件，其被耦连到爪式离合器托架、与公共构件接合、并且被配置以与变速器的第二固定构件接合或从变速器的第二固定构件解除接合；以及分离弹簧，其在第一爪式离合器滑动构件与第二爪式离合器滑动构件之间包围爪式离合器托架。爪式离合器托架可移动到第一托架位置、第二托架位置和第三托架位置，在所述第一托架位置，第一爪式离合器滑动构件与第一固定构件接合，在所述第二托架位置，第二爪式离合器滑动构件与第二固定构件接合，以及在所述第三托架位置，第一爪式离合器滑动构件与第一固定构件接合并且第二爪式离合器滑动构件与第二固定构件接合。

在某些实施方式中，爪式离合器托架可以包括托架凸块。第一和第二爪式离合器滑动构件中的每个可以被耦连到托架凸块。

在某些实施方式中，托架凸块可以延伸到分离弹簧的内部通路中。

在某些实施方式中，托架凸块可以限定纵向轴线。第一和第二爪式离合器滑动构件可以沿纵向轴线移动以与对应的第一和第二固定构件接合。

在某些实施方式中，公共构件可以包括齿槽，以及第一爪式离合器滑动构件可以包括第一齿槽。第一齿槽可以在第一、第二、和第三托架位置中的每个位置与公共构件的齿槽接合。

在某些实施方式中，第二爪式离合器滑动构件可以包括第二齿槽。第二齿槽可以在第一、第二、和第三托架位置中的每个位置与公共构件的齿槽接合。

在某些实施方式中，第一爪式离合器滑动构件可以包括第三齿槽，以及第一固定构件可以包括齿槽。第一固定构件的齿槽可以当第一爪式离合器滑动构件与第一固定构件接合时与第三齿槽接合。

在某些实施方式中，第二爪式离合器滑动构件可以包括第四齿槽，以及第二固定构件可以包括齿槽。第二固定构件的齿槽可以当第二爪式离合器滑动构件与第二固定构件接合时与第四齿槽接合。

在某些实施方式中，多位置爪式离合器还可以包括换档拨叉。换档拨叉可以被耦连到爪式离合器托架并且可以被致动以将爪式离合器托架移动到第一、第二、和第三托架位置。换档拨叉可以在第一托架位置与第二固定构件隔开第一距离，在第二托架位置与第二固定构件隔开第二距离，以及在第三托架位置与第二固定构件隔开第三距离。第二距离可以小于第一距离。第三距离可以高于第二距离。

根据另一个方面，变速器包括换档拨叉，被耦连到换档拨叉的爪式离合器托架，第一固定构件，第二固定构件，被耦连到爪式离合器托架的第一爪式离合器滑动构件，以及被耦连到爪式离合器托架的第二爪式离合器滑动构件。第一爪式离合器滑动构件被配置以与第一固定构件接合或从第一固定构件解除接合，以及第二爪式离合器滑动构件被配置以与第二固定构件接合或从第二固定构件解除接合。变速器还包括与第一和第二爪式离合器滑动构件中的每个接合的公共构件以及在第一与第二爪式离合器滑动构件之间包围爪式离合器托架的分离弹簧。换档拨叉可致动以将爪式离合器托架移动到第一位置、第二位置和第三位置，在所述第一位置，第一爪式离合器滑动构件与第一固定构件接合，在所述第二位置，第二爪式离合器滑动构件与第二固定构件接合，以及在所述第三位置，第一爪式离合器滑动构件与第一固定构件接合并且第二爪式离合器滑动构件与第二固定构件接合。

在某些实施方式中，爪式离合器托架可以包括托架凸块。托架凸块可以限定纵向轴线。第一和第二爪式离合器滑动构件可以被耦连到托架凸块并且沿纵向轴线可移动以选择性接合对应的第一和第二固定构件。

在某些实施方式中，分离弹簧可以将偏压力施加到第一和第二爪式离合器滑动构件中的每个以将第一和第二爪式离合器滑动构件从彼此向外偏压。

在某些实施方式中，第一固定构件可以在第三托架位置与第一爪式离合器滑动构件接合，从而使得在从第一固定构件被传递到第一爪式离合器滑动构件的转矩高于第一转矩阈值时，第一爪式离合器滑动构件被防止沿纵向轴线移动。

在某些实施方式中，第一固定构件可以在第三托架位置与第一爪式离合器滑动构件接合，从而使得分离弹簧的偏压力足以响应于被传递的转矩低于第一转矩阈值而将第一爪式离合器滑动构件沿纵向轴线移动。

在某些实施方式中，第一固定构件可以在第二托架位置与第一爪式离合器滑动构件接合，从而使得在从第一固定构件被传递到第一爪式离合器滑动构件的转矩高于第二转矩阈值时，第一爪式离合器滑动构件被防止沿纵向轴线移动。

在某些实施方式中，第一固定构件可以在第二托架位置与第一爪式离合器滑动构件接合，从而使得分离弹簧的偏压力足以响应于被传递的转矩低于第二转矩阈值而将第一爪式离合器滑动构件沿纵向轴线移动。

在某些实施方式中，第二固定构件可以在第一托架位置与第二爪式离合器滑动构件接合，从而使得在从第二固定构件被传递到第二爪式离合器滑动构件的转矩高于第三转矩阈值时，第二爪式离合器滑动构件被防止沿纵向轴线移动。

在某些实施方式中，第二固定构件可以在第一托架位置与第二爪式离合器滑动构件接合，从而使得分离弹簧的偏压力足以响应于被传递的转矩低于第三转矩阈值而将第二爪式离合器滑动构件沿纵向轴线移动。

在另一个方面中，用于将多位置爪式离合器与变速器选择性接合的方法包括将多位置爪式离合器的爪式离合器托架移动到第一托架位置，在所述第一托架位置，多位置爪式离合器的第一爪式离合器滑动构件与变速器的第一固定构件接合并且多位置爪式离合器的第二爪式离合器滑动构件从变速器的第二固定构件解除接合，将爪式离合器托架移动到第二托架位置，在所述第二托架位置，第一爪式离合器滑动构件从第一固定构件解除接合并且第二爪式离合器滑动构件与第二固定构件接合，以及将爪式离合器托架移动到第三托架位置，在所述第三托架位置，第一爪式离合器滑动构件与第一固定构件接合并且第二爪式离合器滑动构件与第二固定构件接合。

在某些实施方式中，用于将多位置爪式离合器与变速器选择性接合的方法还可以包括当爪式离合器托架处于第一托架位置时响应于从第二固定构件被传递到第二爪式离合器滑动构件的转矩低于第一转矩阈值而将第二固定构件从第二爪式离合器滑动构件解除接合，以及当爪式离合器托架处于第二托架位置时响应于从第一固定构件被传递到第一爪式离合器滑动构件的转矩低于第二转矩阈值而将第一固定构件从第一爪式离合器滑动构件解除接合。

附图说明

在此描述的概念在附图中通过实施例来展示而非限制。为简洁和清晰起见，附图中展示的元件未必按比例绘制。在认为恰当的情况下，附图标记在各附图中重复使用以指示出对应的或类似的元件。

图1是变速器的至少一个实施方式的简化框图，其包括被耦连到驱动单元和示意性机动车辆的车辆载荷的多位置爪式离合器；

图2示出多位置爪式离合器的爪式离合器托架与第一低转矩状况相关联而处于第一托架位置；

图3示出多位置爪式离合器的爪式离合器托架与第二高转矩状况相关联而处于第三托架位置；

图4示出多位置爪式离合器的爪式离合器托架与第二低转矩状况相关联而处于第三托架位置；

图5示出多位置爪式离合器的爪式离合器托架与第三高转矩状况相关联而处于第二托架位置；

图6示出多位置爪式离合器的爪式离合器托架与第三低转矩状况相关联而处于第二托架位置；以及

图7示出多位置爪式离合器的爪式离合器托架与第一高转矩状况相关联而处于第一托架位置。

具体实施方式

尽管本公开的概念受到各种改型和替代样式的影响，但其特定实施方式已在附图中通过实施例的方式示出并且将会在此详细描述。然而，应当理解的是，不存在将本公开限制于所公开的特定形式的意图，而是相反，意图于覆盖与本公开和所附权利要求相一致的所有改型、等同方案、以及替代例。

在说明书中涉及的“一个实施方式”、“实施方式”、“示意性实施方式”等指示出所描述的实施方式可以包括特定特征、结构、或特性，但每个实施方式可以或不必包括所述特定特征、结构、或特性。此外，这样的语句不必涉及同一实施方式。此外，当特定特征、结构、或特性与实施方式结合描述时，应当提出的是，与其它实施方式结合以实现这样的特征、结构、或特性处于本领域中的技术人员的公知常识范围内，无论是否明确描述。

在附图中，某些结构性或方法性的特征可以通过特定布置和/或顺序示出。然而，应当认识到的是，这样的特定布置和/或顺序不是必要的。相反，在某些实施方式中，这样的特征可以通过在示意性附图中示出的相比不同的方式和/或顺序设置与。附加地，在特定附图中包括结构性或方法性的特征并不意味着这样的特征在所有实施方式中都需要，在某些实施方式中，可以不必包括所述特征或可以与其它特征相结合。

现在参照图1，示意性机动车辆100包括驱动单元12，被耦连到驱动单元12的变速器10，以及被耦连到变速器10的车辆载荷14。驱动单元12可以体现为具有往复或旋转构造的任何类型的电机或内燃机，其将旋转动力提供到变速器10并且通过所述变速器提供到车辆载荷14。例如，驱动单元12可以体现为四冲程活塞发动机、柴油发动机、或旋转发动机。车辆载荷14可以体现为，或在其它情况下包括，当由驱动单元12经由变速器10驱动时对机动车辆100施加运动的驱动轮、履带、推进器等。

旋转动力由驱动单元12产生并且经由被包括在驱动单元12中的驱动单元输出轴13传递到变速器10。驱动单元输出轴13被耦连到被包括在变速器10中的变速器输入轴15。附加地，来自变速器10的旋转动力从变速器输出轴17被传递到车辆载荷14。

变速器10确保由驱动单元12产生的旋转动力被受控地施加到车辆载荷14。变速器10可以包括提供传动比的多个齿轮组和/或齿轮系，所述传动比允许由驱动单元12产生的速度和转矩被转换以由车辆载荷14使用。变速器10可以体现为常规汽车变速器，诸如手动变速器、自动变速器、或半自动变速器，并且可以包括主轴、中间轴、惰轮轴、以及在汽车变速器中常见的其它部件。替代地，在某些实施方式中，变速器10可以体现为连续可变式变速器(CVT)或无级可变式变速器(IVT)。

变速器10包括多个转矩传递装置，诸如多个旋转式和/或静止式的离合器，以利于转矩从驱动单元12传递到车辆载荷14。在图1的示意性实施方式中，转矩传递装置包括第一固定构件18、第二固定构件20、以及多位置爪式离合器16。应当注意到的是，第一和第二固定构件18、20中的每个在图1中分别被称作第一和第二“离合器”。如下文中更详细讨论的，多位置爪式离合器16与固定构件18、20中的一个或两者可选择性接合以将固定构件18、20操作性地耦连到变速器10的公共构件。固定构件18、20中的每个可以体现为变速器10的能够被操作性地耦连到公共构件30的任何固定构件。应当注意到的是，公共构件30在图1中被称作公共“齿轮”。

多位置爪式离合器16与固定构件18、20结合可以用于耦连变速器10的两个旋转轴(例如变速器10的驱动轴和从动轴)。多位置爪式离合器16替代地可以用于耦连被包括在变速器10中的两个旋转部件，诸如齿轮组和对应的轴杆。在某些实施方式中，多位置爪式离合器16可以体现为主动接合式离合器，其降低或消除各旋转部件之间的滑移并且将磨损最小化，以便提供与通过摩擦来传递转矩的常规离合器相比更长的使用寿命。

在图1的示意性实施方式中，多位置爪式离合器16包括换档拨叉22、爪式离合器托架24、第一爪式离合器滑动构件26、以及第二爪式离合器滑动构件28。应当注意到的是，第一和第二爪式离合器滑动构件26、28中的每个在图1中分别被称为第一和第二爪式离合器“齿轮”。换档拨叉22被耦连到爪式离合器托架24，以及爪式离合器托架24被耦连到爪式离合器滑动构件26、28两者。爪式离合器滑动构件26、28中的每个被耦连到公共构件30。在图1的示意性实施方式中，第一固定构件18与第一爪式离合器滑动构件26可选择性接合，以及第二固定构件20与第二爪式离合器滑动构件28可选择性接合。当然，应当认识到的是，术语“第一”和“第二”在此仅用作指示，以及离合器18、20和爪式离合器滑动构件26、28可以在其它实施方式中设置成不同地配合。例如，在某些实施方式中，第一固定构件18可以与第二爪式离合器滑动构件28可选择性接合，以及第二固定构件20可以与第一爪式离合器滑动构件26可选择性接合。

变速器10还可以包括一个或多个致动器(未示出)，所述一个或多个致动器被配置以控制各种转矩传递装置的位置。例如，变速器10可以包括液压电磁阀，所述液压电磁阀被配置以控制第一和第二固定构件18、20的位置以引导固定构件18、20与多位置爪式离合器16接合。变速器10还可以包括变速器控制模块(TCM)，所述变速器控制模块可以被操作性地耦连到被包括在变速器10中的致动器。TCM还可以被耦连到被包括在机动车辆100中的各种传感器以向TCM提供与变速器10、驱动单元12、和/或车辆载荷14的操作相关联的各种操作状况。例如，机动车辆100可以包括一对接合传感器(未示出)，所述一对接合传感器向TCM提供指示出第一和第二固定构件18、20是否与多位置爪式离合器16接合的信号。TCM可以利用模拟和/或数字电路部件实施。例如，TCM可以包括处理器(诸如微型控制器或微型处理器)以及一个或多个存储器装置(诸如只读型存储器装置、闪存型存储器装置、随机存取存储器装置、和/或存储待由TCM的处理器执行的指令以及待由TCM的处理器处理的数据的其它存储装置。

现在参照图2-7，多位置爪式离合器16可受控制到达多个不同配置中的一个以控制固定构件18、20与对应的爪式离合器滑动构件26、28的接合。例如，多位置爪式离合器16可受控制以将第一固定构件18与第一爪式离合器滑动构件26接合(参见图2和7)、将第二固定构件20与第二爪式离合器滑动构件28接合(参见图5和6)、或经由换档拨叉22的移动将第一固定构件18与第一爪式离合器滑动构件26接合且将第二固定构件20与第二爪式离合器滑动构件28接合(参见图3和4)。如下文中更详细讨论的，固定构件18、20中的一个或多个与相应爪式离合器滑动构件26、28的接合即使在多位置爪式离合器16受控制到达新的配置之后也可以维持。此后，固定构件18、20中的一个或多个可以从对应的爪式离合器滑动构件26、28解除接合。多位置爪式离合器16经由换档拨叉22的移动受控制到达不同配置。

在某些实施方式中，换档拨叉22可以被耦连到被包括在变速器10中的致动器并且可以移动到第一拨叉位置31、第二拨叉位置32、和第三拨叉位置33，如图2-7所示。如图2-7所示，换档拨叉22被耦连到爪式离合器托架24，从而使得换档拨叉22对于第一、第二、和第三拨叉位置31、32、33的致动将爪式离合器托架24分别移动到第一托架位置35、第二托架位置37、和第三托架位置39。

现在参照图2，示出多位置爪式离合器16，其中换档拨叉22处于第一拨叉位置31，在所述第一拨叉位置，换档拨叉22从第二固定构件20隔开距离X1并且爪式离合器托架24处于第一托架位置35。

爪式离合器托架24包括切口52和托架凸块54。换档拨叉22被接收在切口52中，从而使得当换档拨叉22处于第一拨叉位置31、第二拨叉位置32、和第三拨叉位置33时，换档拨叉22被耦连到爪式离合器托架24，如图2-7所示。爪式离合器托架24还包括a第一四边形部段56、第二四边形部段58、和托架矩形部段60。第一和第二四边形部段56、58靠近切口52放置并且与托架矩形部段60互连并且被定位成相对于公共构件30高于托架矩形部段60。

爪式离合器托架24的托架凸块54限定纵向轴线61并且包括头部62和本体64，如图2-7所示。头部62包括第一头部端部68和第二头部端部70。头部62远离第一头部端部68并且朝向第二头部端部70延伸并且在第二头部端部70处终止。头部62在第二头部端部70处被耦连到本体64。本体64包括第一本体端部72和第二本体端部74。本体64远离第一本体端部72并且朝向第二本体端部74延伸并且在第二本体端部74处终止。

分离弹簧80包围爪式离合器托架24的托架凸块54的本体64，如图2-7所示。托架凸块54延伸到由分离弹簧80形成的内部通路82中并且穿过内部通路82延伸。分离弹簧80被定位以沿纵向轴线61放置在第一爪式离合器滑动构件26与第二爪式离合器滑动构件28之间。分离弹簧80包括第一柄脚84和第二柄脚86。第一和第二脚柄84、86与第一和第二爪式离合器滑动构件26、28接合并且限定分离弹簧80的各端部。分离弹簧80的长度由第一与第二爪式离合器滑动构件26、28之间的沿纵向轴线61的距离限定，如图2-7所示。分离弹簧80将第一偏压力施加到第一爪式离合器滑动构件26并且将第二偏压力施加到第二爪式离合器滑动构件28，以使得在第一拨叉位置31/第一托架位置35、第二拨叉位置32/第二托架位置37、和第三拨叉位置33/第三托架位置39，第一和第二爪式离合器滑动构件26、28从彼此向外偏压，如图2-7所示。

第一爪式离合器滑动构件26被耦连到托架凸块54的本体64，以使得第一爪式离合器滑动构件26沿纵向轴线61放置，如图2-7所示。第一爪式离合器滑动构件26包括第一上部部段88、第一中部部段90、和第一下部部段92。第一上部部段88与第一中部部段90互连并且被定位成相对于公共构件30高于中部部段90。第一中部部段90与第一下部部段92互连并且被定位成相对于公共构件30高于第一下部部段92。

第一爪式离合器滑动构件26的第一上部部段88被配置以接合第一固定构件18，如图2-7所示。第一爪式离合器滑动构件26包括形成在第一上部部段88中的第一上部齿槽，所述第一上部齿槽可以与被包括在第一固定构件18中的第一固定构件齿槽接合。第一爪式离合器滑动构件26的第一上部齿槽可以与第一固定构件18的第一固定构件齿槽完全接合、与第一固定构件齿槽部分接合、或从第一固定构件齿槽解除接合，如图2-7所示。

第一爪式离合器滑动构件26的第一中部部段90被耦连到托架凸块54的本体64，如图2-7所示。第一中部部段90还与分离弹簧80的第一柄脚84接合。纵向轴线61穿过第一爪式离合器滑动构件26的第一中部部段90延伸，如图2-7所示。

第一爪式离合器滑动构件26的第一下部部段92与公共构件30接合，如图2-7所示。第一爪式离合器滑动构件26包括形成在第一下部部段92中第一下部齿槽，所述第一下部齿槽与被包括在公共构件30中的公共齿槽接合。第一爪式离合器滑动构件26的第一下部齿槽当换档拨叉22处于第一、第二、和第三拨叉位置31，32，33并且爪式离合器托架24处于第一、第二、和第三托架位置35、37、和39时与公共构件30的公共齿槽接合，如图2-7所示。

如图2-7所示，第一爪式离合器滑动构件26可以沿由托架凸块54限定的纵向轴线61移动以与第一固定构件18接合、与第一固定构件18部分接合、或从第一固定构件18解除接合。分离弹簧80随着第一爪式离合器滑动构件26沿纵向轴线61朝向第二爪式离合器滑动构件28移动而被压缩，以及分离弹簧80随着第一爪式离合器滑动构件26沿纵向轴线61远离第二爪式离合器滑动构件28移动而延伸，如图2-7所示。

第二爪式离合器滑动构件28被可滑动地耦连到托架凸块54的本体64，以使得第二爪式离合器滑动构件28沿纵向轴线61放置，如图2-7所示。第二爪式离合器滑动构件28包括第二上部部段94、第二中部部段96、和第二下部部段98。第二上部部段94与第二中部部段96互连并且被定位成相对于公共构件30高于第二中部部段96。第二中部部段96与第二下部部段98互连并且被定位成相对于公共构件30高于第二下部部段98。

第二爪式离合器滑动构件28的第二上部部段94被配置以接合第二固定构件20，如图2-7所示。第二爪式离合器滑动构件28包括形成在第二上部部段94中的第二上部齿槽，所述第二上部齿槽可以与被包括在第二固定构件20中的第二固定构件齿槽接合。第二爪式离合器28的第二上部齿槽可以与第二固定构件20的第二固定构件齿槽完全接合、与第二固定构件齿槽部分接合、或从第二固定构件齿槽解除接合，如图2-7所示。

第二爪式离合器滑动构件28的第二中部部段96被可滑动地耦连到托架凸块54的本体64，如图2-7所示。第二中部部段96还与分离弹簧80的第二柄脚86接合。纵向轴线61穿过第二爪式离合器滑动构件28的第二中部部段96延伸，如图2-7所示。

第二爪式离合器滑动构件28的第二下部部段98与公共构件30接合，如图2-7所示。第二爪式离合器滑动构件28包括形成在第二下部部段98中的第二下部齿槽，所述第二下部齿槽与被包括在公共构件30中的公共齿槽接合。第二爪式离合器滑动构件28的第二下部齿槽当换档拨叉22处于第一、第二、和第三拨叉位置31、32、33并且爪式离合器托架24处于第一、第二、和第三托架位置35、37、和39时与公共构件30的公共齿槽接合，如图2-7所示。

如图2-7所示，第二爪式离合器滑动构件28可以沿由托架凸块54限定纵向轴线61相对于爪式离合器托架24的托架凸块54移动以与第二固定构件20接合、与第二固定构件20部分接合、或从第二固定构件20解除接合。分离弹簧80随着第二爪式离合器滑动构件28沿纵向轴线61朝向第一爪式离合器滑动构件26移动而被压缩，以及分离弹簧80随着第二爪式离合器滑动构件28沿纵向轴线61远离第一爪式离合器滑动构件26移动而延伸，如图2-7所示。

公共构件30当换档拨叉22处于第一、第二、和第三拨叉位置31、32、33并且爪式离合器托架24处于第一、第二、和第三托架位置35、37、和39时与第一爪式离合器滑动构件26和第二爪式离合器滑动构件28接合，如图2-7所示。公共构件30包括上部公共部段100和下部公共部段102。上部公共部段100包括第一端部104和第二公共端部106。上部公共部段100远离第一公共端部104并且朝向下部公共部段102延伸并且在第二公共端部106处终止。下部公共部段102包括第三公共端部108和第四公共端部110。下部公共部段102远离第三公共端部108并且朝向第四公共端部110延伸并且在第四公共端部110处终止。上部公共部段100与下部公共部段102互连并且被定位成相对于托架凸块54高于下部公共部段102。

公共构件30的公共齿槽形成在上部公共部段100中，如图2-7所示。公共齿槽基本上平行于由托架凸块54限定的纵向轴线61放置。此外，公共齿槽基本上平行于第一固定构件齿槽、第一上部齿槽、第一下部齿槽、第二固定构件齿槽、第二上部齿槽、和第二下部齿槽放置，如图2-7建议。

变速器10的第一固定构件18相对于换档拨叉22、爪式离合器托架24、以及第一和第二爪式离合器滑动构件26、28是静止的，如图2-7所示。第一固定构件18包括第一支撑部分112和第一接合部分114。第一支撑部分112在转矩从第一接合部分114被传递到多位置爪式离合器16的第一爪式离合器滑动构件26时为第一接合部分114提供支撑。第一固定构件齿槽被设置在第一接合部分114上，如图2-7所示。

变速器10的第二固定构件20相对于换档拨叉22、爪式离合器托架24、和第一和第二爪式离合器滑动构件26、28是静止的，如图2-7所示。第二固定构件20包括第二支撑部分116和第二接合部分118。第二支撑部分116在转矩从第二接合部分118被传递到多位置爪式离合器16的第二爪式离合器滑动构件28时为第二接合部分118提供支撑。第二固定构件齿槽被设置在第二接合部分118上，如图2-7所示。

再次参照图2，第一爪式离合器滑动构件26在第二爪式离合器滑动构件28从第二固定构件20解除接合时与第一固定构件18完全接合。第一和第二爪式离合器滑动构件26、28沿纵向轴线61相对于彼此的位置以及分离弹簧80的长度与第一松弛状态120相关联，所述第一松弛状态在第二固定构件20与第二爪式离合器滑动构件28之间的交界面处产生。

在图2中示出的第一松弛状态120中，从第一固定构件18被传递第一到爪式离合器滑动构件26的转矩高于第三转矩阈值。从第一固定构件18被传递到第一爪式离合器滑动构件26的高于第三转矩阈值的转矩是足够高的，以至于所述转矩克服由分离弹簧80施加到第一爪式离合器滑动构件26的第一偏压力并且防止第一爪式离合器滑动构件26沿纵向轴线61移动。第二固定构件20从第二爪式离合器滑动构件28解除接合，从而使得如图2所示，没有转矩从第二固定构件20被传递到第二爪式离合器滑动构件28。这样的解除接合作为在第一松弛状态120中从第二固定构件20被传递到第二爪式离合器滑动构件28的转矩低于第三转矩阈值的结果而发生。由分离弹簧80施加到第二爪式离合器滑动构件28的第二偏压力是足够高的，以至于所述第二偏压力克服从第二固定构件20被传递到第二爪式离合器滑动构件28的低于第三转矩阈值的转矩并且导致第二爪式离合器滑动构件28沿纵向轴线61移动，以使得所述第二爪式离合器滑动构件从第二固定构件20解除接合。

现在参照图3，示出多位置爪式离合器16，其中换档拨叉22处于第三拨叉位置33，在所述第三拨叉位置，换档拨叉22与第二固定构件20隔开距离X2并且爪式离合器托架24处于第三托架位置39。如图2-4所示，距离X2小于距离X1。第一爪式离合器滑动构件26与第一固定构件18完全接合，以及第二爪式离合器滑动构件28与第二固定构件20部分接合。第一和第二爪式离合器滑动构件26、28沿纵向轴线61相对于彼此的位置以及分离弹簧80的长度与第二过渡状态124相关联。

在图3中示出的第二过渡状态124中，从变速器10的第一和第二固定构件18、20被传递到多位置爪式离合器16的第一和第二爪式离合器滑动构件26、28的转矩高于第一转矩阈值。从第一固定构件18被传递到第一爪式离合器滑动构件26的高于第一转矩阈值的转矩是足够高的，以至于所述转矩克服由分离弹簧80施加到第一爪式离合器滑动构件26的第一偏压力并且防止第一爪式离合器滑动构件26沿纵向轴线61移动。类似地，从第二固定构件20被传递到第二爪式离合器滑动构件28的高于第一转矩阈值的转矩是足够高的，以至于所述转矩克服由分离弹簧80施加到第二爪式离合器滑动构件28的第二偏压力并且防止第二爪式离合器滑动构件28沿纵向轴线61移动。

参照图2-3，第一爪式离合器滑动构件26在第一松弛状态120和第二过渡状态124中放置在沿纵向轴线61的基本上同一位置。与在第一松弛状态120中相比，第二爪式离合器滑动构件28在第二过渡状态124中被定位成沿纵向轴线61更靠近第一爪式离合器滑动构件26。分离弹簧80的长度在第一松弛状态120中比在第二过渡状态124中更长。

现在参照图4，示出多位置爪式离合器16，其中换档拨叉22处于第三拨叉位置33，在所述第三拨叉位置，换档拨叉22与第二固定构件20隔开距离X2并且爪式离合器托架24类似于图4处于第三托架位置39。第一爪式离合器滑动构件26与第一固定构件18部分接合，以及第二爪式离合器滑动构件28与第二固定构件20部分接合。第一和第二爪式离合器滑动构件26、28沿纵向轴线61相对于彼此的位置以及分离弹簧80的长度与第二松弛状态126相关联。

在图4中示出的第二松弛状态126中，从变速器10的第一和第二固定构件18、20被传递到多位置爪式离合器16的第一和第二爪式离合器滑动构件26、28的转矩低于第一转矩阈值。由分离弹簧80施加到第一爪式离合器滑动构件26的第一偏压力是足够高的，以至于所述第一偏压力克服从第一固定构件18被传递到第一爪式离合器滑动构件26的低于第一转矩阈值的转矩并且导致第一爪式离合器滑动构件26沿纵向轴线61移动。由分离弹簧80施加到第二爪式离合器滑动构件28的第二偏压力是足够高的，以至于所述第二偏压力克服从第二固定构件20被传递到第二爪式离合器28的低于第一转矩阈值的转矩并且允许第二爪式离合器滑动构件28沿纵向轴线61移动。然而，爪式离合器托架24防止第二爪式离合器滑动构件28移动更接近换档拨叉22，如图4所示。

参照图3-4，第二爪式离合器滑动构件28在第二过渡状态124和第二松弛状态126两者中放置在沿纵向轴线61的基本上同一位置。与在第二松弛状态126中相比，第一爪式离合器滑动构件26在第二过渡状态124中被定位成沿纵向轴线61更靠近换档拨叉22。分离弹簧80的长度在第二松弛状态126中比在第二过渡状态124中更长。

现在参照图5，示出多位置爪式离合器16，其中换档拨叉22处于第二拨叉位置32，在所述第二拨叉位置，换档拨叉22与第二固定构件20隔开距离X3并且爪式离合器托架24处于第二托架位置37。如图3-5所示，距离X3小于距离X2。第一爪式离合器滑动构件26与第一固定构件18部分接合，以及第二爪式离合器滑动构件28与第二固定构件20完全接合。第一和第二爪式离合器滑动构件26、28沿纵向轴线61相对于彼此的位置以及分离弹簧80的长度与第三过渡状态128相关联。

在图5中示出的第三过渡状态128中，从变速器10第的一和第二固定构件18、20被传递到多位置爪式离合器16的第一和第二爪式离合器滑动构件26、28的转矩高于第二转矩阈值。从第一固定构件18被传递到第一爪式离合器滑动构件26的高于第二转矩阈值的转矩是足够高的，以至于所述转矩克服由分离弹簧80施加到第一爪式离合器滑动构件26的第一偏压力并且防止第一爪式离合器滑动构件26沿纵向轴线61移动。类似地，从第二固定构件20被传递到第二爪式离合器滑动构件28的高于第二转矩阈值的转矩是足够高的，以至于所述转矩克服由分离弹簧80施加到第二爪式离合器滑动构件28的第二偏压力并且防止第二爪式离合器滑动构件28沿纵向轴线61移动。

参照图4-5，第一爪式离合器滑动构件26在第二松弛状态126和第三过渡状态128中放置在沿纵向轴线61的基本上同一位置。与在第二松弛状态126中相比，第二爪式离合器滑动构件28在第三过渡状态128中被定位成沿纵向轴线61更靠近第一爪式离合器滑动构件26。分离弹簧80的长度在第二松弛状态126中比在第三过渡状态128中更长。

现在参照图6，示出多位置爪式离合器16，其中换档拨叉22处于第二拨叉位置32，在所述第二拨叉位置，换档拨叉22与第二固定构件20隔开距离X3并且爪式离合器托架24类似于图5处于第二托架位置37。第一爪式离合器滑动构件26从第一固定构件18解除接合，以及第二爪式离合器滑动构件28与第二固定构件20完全接合。第一和第二爪式离合器滑动构件26、28沿纵向轴线61相对于彼此的位置以及分离弹簧80的长度与第三松弛状态130相关联。

在图6中示出的第三松弛状态130中，从第二固定构件20被传递到第二爪式离合器滑动构件28的转矩高于第二转矩阈值。从第二固定构件20被传递到第二爪式离合器滑动构件28的高于第二转矩阈值的转矩是足够高的，以至于所述转矩克服由分离弹簧80施加到第二爪式离合器滑动构件28的第二偏压力并且类似于图5防止第二爪式离合器滑动构件28沿纵向轴线移动。第一固定构件18从第一爪式离合器滑动构件26解除接合，从而使得如图6所示，没有转矩从第一固定构件18被传递到第一爪式离合器滑动构件26。这样的解除接合作为在第三松弛状态130中从第一固定构件18被传递到第一爪式离合器滑动构件26的转矩低于第二转矩阈值的结果而发生。由分离弹簧80施加到第一爪式离合器滑动构件26的第一偏压力是足够高的，以至于所述第一偏压力克服从第一固定构件18被传递到第一爪式离合器滑动构件26的低于第二转矩阈值的转矩并且导致第一爪式离合器滑动构件26沿纵向轴线61移动，以使得所述第一爪式离合器滑动构件从第一固定构件18解除接合。

参照图5-6，第二爪式离合器滑动构件28在第三过渡状态128和第三松弛状态130两者中放置在沿纵向轴线61的基本上同一位置。与在第三松弛状态130中相比，第一爪式离合器滑动构件26在第三过渡状态128中被定位成沿纵向轴线61更靠近换档拨叉22。分离弹簧80的长度在第三松弛状态130中比在第三过渡状态128中更长。

参照图7，换档拨叉22被示出处于第一拨叉位置31，以及爪式离合器托架24被示出处于第一托架位置35，在所述第一托架位置第，一爪式离合器滑动构件26与第一固定构件18完全接合并且第二爪式离合器滑动构件28与第二固定构件20完全接合。第一和第二爪式离合器滑动构件26、28沿纵向轴线61相对于彼此的位置以及分离弹簧80的长度与第一过渡状态122相关联。

在图7中示出的第一过渡状态122中，从变速器10的第一和第二固定构件18、20被传递到多位置爪式离合器16的第一和第二爪式离合器滑动构件26、28的转矩高于第三转矩阈值。从第一固定构件18被传递到第一爪式离合器滑动构件26的高于第三转矩阈值的转矩是足够高的，以至于所述转矩克服由分离弹簧80施加到第一爪式离合器滑动构件26的第一偏压力并且防止第一爪式离合器滑动构件26沿纵向轴线61移动。类似地，从第二固定构件20被传递到第二爪式离合器滑动构件28的高于第三转矩阈值的转矩是足够高的，以至于所述转矩克服由分离弹簧80施加到第二爪式离合器滑动构件28的第二偏压力并且防止第二爪式离合器滑动构件28沿纵向轴线61移动。

参照图2和7，第一爪式离合器滑动构件26在第一松弛状态120和第一过渡状态122两者中放置在沿纵向轴线61的基本上同一位置。与在第一松弛状态120中相比，第二爪式离合器滑动构件28在第一过渡状态122中被定位成沿纵向轴线61更靠近换档拨叉22。分离弹簧80的长度在第一松弛状态120中比在第一过渡状态122中更长。

参照图1-7，多位置爪式离合器16可以通过将爪式离合器托架24移动到第一托架位置35、将爪式离合器托架24移动到第三托架位置39、以及将爪式离合器托架24移动到第二托架位置37而与变速器10选择性接合。在另一个实施例中，多位置爪式离合器16可以通过将爪式离合器托架24移动到第一托架位置35、将爪式离合器托架24移动到第二托架位置37、以及将爪式离合器托架24移动到第三托架位置39而与变速器10选择性接合。在另一个实施例中，多位置爪式离合器16可以通过将爪式离合器托架24移动到第一托架位置35、在第一托架位置35响应于从第二固定构件20被传递到第二爪式离合器滑动构件28的转矩低于第三转矩阈值而将第二固定构件20从第二爪式离合器滑动构件28解除接合、将爪式离合器托架24移动到第三托架位置39、将爪式离合器托架24移动到第二托架位置37、以及在第二托架位置37响应于从第一固定构件18被传递到第一爪式离合器滑动构件26的转矩低于第二转矩阈值而将第一固定构件18从第一爪式离合器滑动构件26解除接合而与变速器10选择性接合。在又一个实施例中，多位置爪式离合器16可以通过将爪式离合器托架24移动到第一托架位置35、在第一托架位置35响应于从第二固定构件20被传递到第二爪式离合器滑动构件28的转矩低于第三转矩阈值而将第二固定构件20从第二爪式离合器滑动构件28解除接合、将爪式离合器托架24移动到第二托架位置37、在第二托架位置37响应于从第一固定构件18被传递到第一爪式离合器滑动构件26的转矩低于第二转矩阈值而将第一固定构件18从第一爪式离合器滑动构件26解除接合、以及将爪式离合器托架24移动到第三托架位置39而与变速器10选择性接合。

Claims (20)

1.一种多位置爪式离合器，包括

爪式离合器托架；

第一爪式离合器滑动构件，其被耦连到爪式离合器托架并且与公共构件接合，第一爪式离合器滑动构件被配置以与变速器的第一固定构件接合或从变速器的第一固定构件解除接合；

第二爪式离合器滑动构件，其被耦连到爪式离合器托架并且与公共构件接合，第二爪式离合器滑动构件被配置以与变速器的第二固定构件接合或从变速器的第二固定构件解除接合；以及

分离弹簧，其在第一爪式离合器滑动构件与第二爪式离合器滑动构件之间包围爪式离合器托架，

其中爪式离合器托架能够移动到(i)第一托架位置、(ii)第二托架位置和(iii)第三托架位置，在所述第一托架位置，第一爪式离合器滑动构件与第一固定构件接合，在所述第二托架位置，第二爪式离合器滑动构件与第二固定构件接合，以及在所述第三托架位置，第一爪式离合器滑动构件与第一固定构件接合并且第二爪式离合器滑动构件与第二固定构件接合。

2.如权利要求1所述的多位置爪式离合器，其中爪式离合器托架包括托架凸块，以及第一和第二爪式离合器滑动构件中的每个被耦连到托架凸块。

3.如权利要求2所述的多位置爪式离合器，其中托架凸块延伸到分离弹簧的内部通路中。

4.如权利要求2所述的多位置爪式离合器，其中托架凸块限定纵向轴线，以及第一和第二爪式离合器滑动构件能够沿纵向轴线移动以与对应的第一和第二固定构件接合。

5.如权利要求3所述的多位置爪式离合器，其中公共构件包括齿槽，以及第一爪式离合器滑动构件包括第一齿槽，所述第一齿槽在爪式离合器托架的第一、第二、和第三托架位置中的每个位置与公共构件的齿槽接合。

6.如权利要求4所述的多位置爪式离合器，其中第二爪式离合器滑动构件包括第二齿槽，所述第二齿槽在爪式离合器托架的第一、第二、和第三托架位置中的每个位置与公共构件的齿槽接合。

7.如权利要求4所述的多位置爪式离合器，其中第一爪式离合器滑动构件包括第三齿槽，所述第三齿槽当第一爪式离合器滑动构件与第一固定构件接合时与第一固定构件的齿槽接合。

8.如权利要求7所述的多位置爪式离合器，其中第二爪式离合器滑动构件包括第四齿槽，所述第四齿槽当第二爪式离合器滑动构件与第二固定构件接合时与第二固定构件的齿槽接合。

9.如权利要求1所述的多位置爪式离合器，还包括换档拨叉，所述换档拨叉被耦连到爪式离合器托架并且能够致动以将爪式离合器托架移动到第一、第二、和第三托架位置，其中换档拨叉在第一托架位置与第二固定构件隔开第一距离，在第二托架位置与第二固定构件隔开小于第一距离的第二距离，并且在第三托架位置与第二固定构件隔开高于第二距离的第三距离。

10.一种变速器，包括，

换档拨叉；

被耦连到换档拨叉的爪式离合器托架；

第一固定构件；

第二固定构件；

第一爪式离合器滑动构件，其被耦连到爪式离合器托架，第一爪式离合器滑动构件被配置以与第一固定构件接合或从第一固定构件解除接合；

第二爪式离合器滑动构件，其被耦连到爪式离合器托架，第二爪式离合器滑动构件被配置以与第二固定构件接合或从第二固定构件解除接合；

公共构件，其与第一爪式离合器滑动构件和第二爪式离合器滑动构件中的每个接合；以及

分离弹簧，其在第一爪式离合器滑动构件与第二爪式离合器滑动构件之间包围爪式离合器托架，

其中换档拨叉能够致动以将爪式离合器托架移动到(i)第一托架位置、(ii)第二托架位置、和(iii)第三托架位置，在所述第一托架位置，第一爪式离合器滑动构件与第一固定构件接合，在所述第二托架位置，第二爪式离合器滑动构件与第二固定构件接合，在所述第三托架位置，第一爪式离合器滑动构件与第一固定构件接合并且第二爪式离合器滑动构件与第二固定构件接合。

11.如权利要求10所述的变速器，其中爪式离合器托架包括限定纵向轴线的托架凸块，以及第一和第二爪式离合器滑动构件中的每个被耦连到托架凸块并且能够沿纵向轴线移动以选择性接合对应的第一和第二固定构件。

12.如权利要求11所述的变速器，其中分离弹簧将偏压力施加到第一和第二爪式离合器滑动构件中的每个以将第一和第二爪式离合器滑动构件从彼此向外偏压。

13.如权利要求12所述的变速器，其中第一固定构件在第三托架位置与第一爪式离合器滑动构件接合，从而使得在从第一固定构件被传递到第一爪式离合器滑动构件的转矩高于第一转矩阈值时，第一爪式离合器滑动构件被防止沿纵向轴线移动。

14.如权利要求13所述的变速器，其中第一固定构件在第三托架位置与第一爪式离合器滑动构件接合，从而使得分离弹簧的偏压力足以响应于被传递的转矩低于第一转矩阈值而将第一爪式离合器滑动构件沿纵向轴线移动。

15.如权利要求12所述的变速器，其中第一固定构件在第二托架位置与第一爪式离合器滑动构件接合，从而使得在从第一固定构件被传递到第一爪式离合器滑动构件转矩高于第二转矩阈值时，第一爪式离合器滑动构件被防止沿纵向轴线移动。

16.如权利要求15所述的变速器，其中第一固定构件在第二托架位置与第一爪式离合器滑动构件接合，从而使得分离弹簧的偏压力足以响应于被传递的转矩低于第二转矩阈值而将第一爪式离合器滑动构件沿纵向轴线移动。

17.如权利要求12所述的变速器，其中第二固定构件在第一托架位置与第二爪式离合器滑动构件接合，从而使得在从第二固定构件被传递到第二爪式离合器滑动构件的转矩高于第三转矩阈值时，第二爪式离合器滑动构件被防止沿纵向轴线移动。

18.如权利要求17所述的变速器，其中第二固定构件在第一托架位置与第二爪式离合器滑动构件接合，从而使得分离弹簧的偏压力足以响应于被传递的转矩低于第三转矩阈值而将第二爪式离合器滑动构件沿纵向轴线移动。

19.一种用于将多位置爪式离合器与变速器选择性接合的方法，所述方法包括：

将多位置爪式离合器的爪式离合器托架移动到第一托架位置，在所述第一托架位置，(i)多位置爪式离合器的第一爪式离合器滑动构件与变速器的第一固定构件接合并且(ii)多位置爪式离合器的第二爪式离合器滑动构件从变速器的第二固定构件解除接合；

将爪式离合器托架移动到第二托架位置，在所述第二托架位置，(i)第一爪式离合器滑动构件从第一固定构件解除接合并且(ii)第二爪式离合器滑动构件与第二固定构件接合；以及

将爪式离合器托架移动到第三托架位置，在所述第三托架位置，(i)第一爪式离合器滑动构件与第一固定构件接合并且(ii)第二爪式离合器滑动构件与第二固定构件接合。

20.如权利要求19所述的方法，还包括：

当爪式离合器托架处于第一托架位置时响应于从第二固定构件被传递到第二爪式离合器滑动构件的转矩低于第一转矩阈值而将第二固定构件从第二爪式离合器滑动构件解除接合；以及

当爪式离合器托架处于第二托架位置时响应于从第一固定构件被传递到第一爪式离合器滑动构件的转矩低于第二转矩阈值而将第一固定构件从第一爪式离合器滑动构件解除接合。