CN113048198A - 操作用于车辆变速器的换挡系统的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于车辆变速器的换挡系统，所述换挡系统包括输入部件和以可旋转的方式耦合到所述输入部件的离合器。所述换挡系统还包括耦合到所述输入部件的分离器，并且所述分离器在第一和第二分离器位置之间可移动，以及随输入部件选择性地可旋转的输出部件。所述换挡系统进一步包括用于将所述输入和所述输出部件选择性地以可旋转的方式耦合的换挡组件。所述换挡组件包括耦合到所述输入部件的输入毂，所述输入毂具有与所述分离器可接合的可分离构件并且具有离合器接合构件。所述换挡组件还包括耦合到所述离合器接合构件的离合器板，并且所述离合器板在接合和分开位置之间可移动。所述换挡组件进一步包括耦合到所述离合器板和输出部件的离合器板支架以将扭矩从离合器接合构件传递到所述输出部件。

Description

操作用于车辆变速器的换挡系统的方法

与相关申请的交叉引用

本申请要求在2019年12月10日提交的申请号为62/946,156和在2020年10月14日提交的申请号为63/091,762的美国临时专利申请的优先权和所有权益，其以整体在此通过参引的方式被明确引入。

技术领域

本发明总体上涉及操作用于车辆变速器的换挡系统的方法。

背景技术

本领域已知的常规车辆通常包括具有旋转输出的马达，所述旋转输出作为到车辆变速器中的旋转输入。马达通常是内燃机或电动马达，并且所述马达生成旋转输出，所述旋转输出被选择性地传送到车辆变速器，所述车辆变速器继而将旋转扭矩传送到车辆的一个或更多轮子。车辆变速器通过一系列预先确定的齿轮组改变由马达生成的旋转速度和扭矩，由此齿轮组之间的改变使车辆能够对于给定的马达速度以不同的车辆速度行驶。通常，马达是耦合到车辆变速器的电动马达，所述车辆变速器在连接到车辆的轮子的轴中。

到车辆变速器中的旋转输入通常需要换挡系统以将扭矩选择性地传送到车辆变速器的构件。典型的换挡系统包括关于轴线可旋转的输入部件（例如来自马达的旋转输出）、耦合到输入部件的分离器，以及随输入部件关于轴线选择性地可旋转的输出部件（例如到车辆变速器的旋转输入）。换挡组件通常还需要将输入部件和输出部件选择性地以可旋转的方式耦合。

本领域已知的换挡系统经常遭受高阻力（drag）损失，其使马达和车辆变速器之间的扭矩传送效率降低。此外，典型的换挡系统通过与分离器的连接产生马达和车辆变速器的构件之间的粗糙接合，从而导致车辆的振动和不舒适的驾驶体验。

因此，所期望的是提供一种用于车辆变速器的改进的换挡系统。

发明内容

用于车辆变速器的换挡系统，所述换挡系统包括在第一端部和从第一端部间隔的第二端部之间沿着轴线延伸的输入部件。车辆变速器具有齿轮组，所述齿轮组包括第一齿轮传动比和不同于第一齿轮传动比的第二齿轮传动比。输入部件关于所述轴线可旋转。换挡系统进一步包括耦合到输入部件的离合器。离合器被配置成选择性地允许扭矩从输入部件通过齿轮组的第一和第二齿轮传动比之一传递。

换挡系统还包括耦合到输入部件的分离器。分离器在第一分离器位置和第二分离器位置之间可移动。换挡系统进一步包括从输入部件间隔的输出部件，并且所述输出部件随输入部件关于所述轴线选择性地可旋转以通过齿轮组的第一和第二齿轮传动比中的另一个选择性地传递扭矩。

换挡系统进一步包括用于将输入部件和输出部件选择性地以可旋转的方式耦合的换挡组件。换挡组件包括耦合到输入部件的输入毂。输入毂具有与分离器可接合的可分离构件，并且当分离器在第一分离器位置中时，输入毂的可分离构件从分离器分开，并且当分离器在第二分离器位置时，输入毂的可分离构件与分离器接合。

输入毂具有离合器接合构件。换挡组件还包括耦合到输入毂的离合器接合构件的多个离合器板。多个离合器板在接合位置和分开位置之间可移动。在接合位置中，离合器板与彼此接合。在分开位置中，离合器板从彼此分开。换挡组件进一步包括耦合到多个离合器板并且耦合到输出部件的离合器板支架以将扭矩从输入毂的离合器接合构件通过多个离合器板和离合器板支架传递到输出部件。

因此，所述换挡系统导致低阻力损失，其提高了马达和车辆变速器之间的扭矩传送效率。此外，换挡系统通过换挡组件（即，通过与分离器的连接和多个离合器板的接合）产生马达和车辆变速器之间的平顺接合，从而导致更小的振动和更舒适的驾驶体验。更进一步地，当扭矩不需要通过换挡组件传递时，离合器通过将换挡组件以可旋转的方式解耦而允许换挡系统实现低旋转损失（spin loss）。通过离合器和换挡组件的结合允许的低旋转损失允许车辆变速器的第一和第二齿轮传动比相比于单个速度变速器而言实现了净节能。

操作用于车辆变速器的换挡系统的方法，其包括分开离合器以阻止扭矩从输入部件通过所述第一和第二齿轮传动比之一传递的步骤。所述方法还包括将离合器板从接合位置移动到分开位置的步骤，在所述接合位置中离合器板与彼此接合，在所述分开位置中离合器板从彼此分开。所述方法进一步包括将分离器从第一分离器位置移动到第二分离器位置的步骤，在所述第一分离器位置中输入毂的可分离构件从分离器分开，在所述第二分离器位置中输入毂的可分离构件与分离器接合。

附图说明

本发明的其他优点将容易领会，因为当结合附图考虑时通过参考以下详细描述，这些优点变得更好理解，其中：

图1A是用于车辆的车辆变速器的示意图，车辆变速器包括换挡系统，所述换挡系统具有换挡鼓、致动器、电动马达、输入部件、耦合到输入部件以用于通过第一齿轮传动比选择性地传递扭矩的离合器、以及耦合到输入部件以用于通过第二齿轮传动比选择性地传递扭矩的换挡组件；

图1B是车辆变速器的示意图，所述车辆变速器包括第一和第二换挡鼓、第一和第二致动器、以及第一和第二电动马达，其具有耦合到输入部件的离合器和耦合到输入部件的换挡组件；

图1C是车辆变速器的示意图，所述车辆变速器包括第三换挡鼓、第三致动器以及第三电动马达，其具有耦合到输入部件的离合器和耦合到输入部件的换挡组件；

图1D是车辆变速器的示意图，所述车辆变速器包括换挡鼓、致动器、电动马达和副轴（countershaft），并且具有耦合到输入部件的离合器和耦合到副轴的换挡组件；

图1E是车辆变速器的示意图，所述车辆变速器包括第一和第二换挡鼓、第一和第二致动器、以及第一和第二电动马达，其具有耦合到输入部件的离合器和耦合到副轴的换挡组件；

图1F是车辆变速器的示意图，所述车辆变速器包括第三换挡鼓、第三致动器和第三电动马达，其具有耦合到输入部件的离合器和耦合到副轴的换挡组件；

图2A是车辆变速器的示意图，所述车辆变速器包括换挡鼓、致动器、电动马达和副轴，其具有耦合到副轴的离合器和耦合到输入部件的换挡组件；

图2B是车辆变速器的示意图，其具有第一和第二换挡鼓、第一和第二致动器、以及第一和第二电动马达，并且具有耦合到副轴的离合器和耦合到输入部件的换挡组件；

图2C是车辆变速器的示意图，其具有第三换挡鼓、第三致动器以及第三电动马达，并且具有耦合到副轴的离合器和耦合到输入部件的换挡组件；

图2D是车辆变速器的示意图，所述车辆变速器包括换挡鼓、致动器、电动马达和副轴，其具有耦合到副轴的离合器和耦合到副轴的换挡组件；

图2E是车辆变速器的示意图，其具有第一和第二换挡鼓、第一和第二致动器、以及第一和第二电动马达，并且具有耦合到副轴的离合器和耦合到副轴的换挡组件；

图2F是车辆变速器的示意图，其具有第三换挡鼓、第三致动器以及第三电动马达，并且具有耦合到副轴的离合器和耦合到副轴的换挡组件；

图3是用于车辆变速器的换挡系统的换挡规律（shifting schedule）的示意图，用X/X表示第一离合器位置，X/O表示第二离合器位置，O/O表示第三离合器位置，O/X表示第四离合器位置，DP1表示第一分离器位置，DP2表示第二分离器位置，ENG表示换挡组件的离合器板的接合位置，以及D-ENG表示离合器板的分开位置；

图4A是可选单向离合器的透视图，其中所述可选单向离合器是固定变化的，并且所述可选单向离合器具有内圈、外圈、从彼此周向间隔的多个棘爪（pawl）以及耦合到棘爪的致动器环；

图4B是可选单向离合器的透视图，其中所述可选单向离合器是旋转变化的；

图4C是图4B的可选单向离合器的横截面视图；

图5A是具有施加板（apply plate）和多个离合器板的换挡组件的横截面视图，其中分离器在第一分离器位置中，在所述第一分离器位置中分离器与换挡组件的输入毂分开，以及施加板在第一板位置中，在所述第一板位置中多个离合器板在接合位置中；

图5B是换挡组件的横截面视图，其中分离器在第一分离器位置中，在所述第一分离器位置中分离器与输入毂分开，以及施加板在第二板位置中，在所述第二板位置中多个离合器板在分开位置中；

图5C是换挡组件的横截面视图，其中分离器在第二分离器位置中，在所述第二分离器位置中分离器与输入毂接合，以及施加板在第二板位置中，在所述第二板位置中多个离合器板在分开位置中；

图5D是换挡组件的横截面视图，其中分离器在第二分离器位置中，在所述第二分离器位置中分离器与输入毂接合，以及施加板在第一分离器位置中，在所述第一分离器位置中多个离合器板在接合位置中；

图6A是换挡组件的横截面视图，其中分离器是同步器，并且分离器在第一分离器位置中，在所述第一分离器位置中分离器与输入毂分开，以及施加板在第一板位置中，在所述第一板位置中多个离合器板在接合位置中；

图6B是换挡组件的横截面视图，其中分离器是同步器，以及分离器在第一分离器位置中，在所述第一分离器位置中分离器与输入毂分开，以及施加板在第二板位置中，在所述第二板位置中多个离合器板在分开位置中；

图6C是换挡组件的横截面视图，其中分离器是同步器，以及分离器在第二分离器位置中，在所述第二分离器位置中分离器与输入毂接合，以及施加板在第二板位置中，在所述第二板位置中多个离合器板在分开位置中；

图6D是换挡组件的横截面视图，其中分离器是同步器，以及分离器在第二分离器位置中，在所述第二分离器位置中分离器与输入毂接合，以及施加板在第一分离器位置中，在所述第一分离器位置中多个离合器板在接合位置中；

图7A是换挡组件的横截面视图，其中分离器在第一分离器位置中，在所述第一分离器位置中分离器与输入毂分开，以及施加板在第一板位置中，在所述第一板位置中多个离合器板在接合位置中；

图7B是换挡组件的横截面视图，其中分离器在第一分离器位置中，在所述第一分离器位置中分离器与输入毂分开，以及施加板在第二板位置中，在所述第二板位置中多个离合器板在分开位置中；

图7C是换挡组件的横截面视图，其中分离器在第二分离器位置中，在所述第二分离器位置中分离器与输入毂接合，以及施加板在第二板位置中，在第二板位置中所述多个离合器板在分开位置中；

图7D是换挡组件的横截面视图，其中分离器在第二分离器位置中，在所述第二分离器位置中分离器与输入毂接合，以及施加板在第一分离器位置中，在所述第一分离器位置中多个离合器板在接合位置中；

图8是操作换挡系统的方法的流程图，其中所述方法针对使用可选单向离合器进行第一和第二齿轮传动比之间的扭矩的换挡传递；

图9是操作换挡系统的方法的流程图，其中所述方法针对停驻车辆；

图10是操作换挡系统的方法的流程图，其中所述方法针对使用离合器进行第一和第二齿轮传动比之间的扭矩的换挡传递；

图11A是第一换挡鼓的透视图，所述第一换挡鼓限定第一槽以及至少部分地设置在第一槽中的第一致动器；

图11B是第二换挡鼓的透视图，所述第二换挡鼓限定第二槽以及至少部分地设置在第二槽中的第二致动器；以及

图11C是第三换挡鼓的透视图，所述第三换挡鼓限定第三槽以及至少部分地设置在第三槽中的第三致动器。

具体实施方式

参考附图，其中在遍及若干视图中相似标号指代相似部件，在图1A-2F中的示意图中提供车辆变速器10。车辆变速器10具有齿轮组12，所述齿轮组12包括第一齿轮传动比14和不同于第一齿轮传动比14的第二齿轮传动比16。如在图1A-2F中示出的，车辆变速器10包括换挡系统18。

换挡系统18包括沿着轴线A在第一端部22和从第一端部22间隔的第二端部24之间延伸的输入部件20。输入部件20关于轴线A可旋转。作为非限制的示例，输入部件20可以是轴或齿轮。换挡系统18还包括耦合到输入部件20的离合器25。离合器25被配置成选择性地允许扭矩从输入部件20通过齿轮组12的第一和第二齿轮传动比14、16之一传递。离合器25可以是多种离合器类型和配置，其在以下进一步详述。特别地，尽管不必需，但是离合器25可以是可选单向离合器26。当呈现可选单向离合器26时，可选单向离合器26被以可旋转的方式耦合到输入部件20，并且可选单向离合器26在第一离合器位置（在图3中表示为X/X）、第二离合器位置（在图3中表示为X/O）和第三离合器位置（在图3中表示为O/O）之间可移动。

如图3中示出的，在第一离合器位置X/X中，可选单向离合器26被配置成允许扭矩在第一旋转方向D1或与第一旋转方向相对的第二旋转方向D2上从输入部件20通过齿轮组12的第一和第二齿轮传动比14、16之一传递。在第一离合器位置X/X中，可选单向离合器26是在锁止/锁止配置中。在此锁止/锁止配置中，扭矩可以在第一旋转方向D1上从输入部件20通过第一和第二齿轮传动比14、16之一传递。还要领会的是，扭矩可以在第二旋转方向D2上通过第一和第二齿轮传动比14、16之一传递到输入部件20。换句话说，在第一离合器位置X/X中，扭矩可以在第一旋转方向D1或第二旋转方向D2上传递。要领会的是，第一旋转方向D1可以是顺时针方向，以及第二旋转方向D2可以是逆时针方向。可替代地，要领会的是，第一旋转方向D1可以是逆时针方向，以及第二旋转方向D2可以是顺时针方向。

如在图3中示出的，在第二离合器位置X/O中，可选单向离合器26被配置成允许扭矩在第一旋转方向D1上从输入部件20通过齿轮组12的第一和第二齿轮传动比14、16之一传递并且阻止扭矩在第二旋转方向D2上从输入部件20通过齿轮组12的第一和第二齿轮传动比14、16之一传递。在第二离合器位置X/O中，可选单向离合器26是在锁止/自由配置中。在此锁止/自由配置中，扭矩可以在第一旋转方向D1上从输入部件20通过第一和第二齿轮传动比14、16之一传递。然而，扭矩被阻止在第二旋转方向D2上通过第一和第二齿轮传动比14、16之一传递到输入部件20。此锁止/自由配置通常被称为超越（over-running）可选单向离合器26，并且辅助于从通过第一齿轮传动比14到第二齿轮传动比16或通过第二齿轮传动比16到第一齿轮传动比14的扭矩的换挡传递。因此，第二离合器位置X/O可以被称为换挡就绪。

如在图3中示出的，在第三离合器位置O/O中，可选单向离合器26被配置成阻止扭矩在第一旋转方向D1或第二旋转方向D2上从输入部件20通过齿轮组12的第一和第二齿轮传动比14、16之一传递。在第三离合器位置O/O中，可选单向离合器26是在自由/自由配置中。在此自由/自由配置中，扭矩被阻止在第一旋转方向D1上从输入部件20通过第一和第二齿轮传动比14、16之一传递。在此自由/自由配置中，扭矩还被阻止在第二旋转方向D2上通过第一和第二齿轮传动比14、16之一传递到输入部件20。该自由/自由配置通过将第一和第二齿轮传动比14、16之一从输入部件20以可旋转的方式解耦而限制在换挡系统18上的阻力损失。

换挡系统18还包括耦合到输入部件20的分离器28。分离器28在（如在图3、5A、5B、6A、6B、7A和7B中示出的）第一分离器位置DP1和（如在图3、5C、5D、6C、6D、7C和7D中示出的）第二分离器位置DP2之间可移动。换挡系统18还包括从输入部件20间隔的输出部件30，并且输出部件30随输入部件20关于轴线A选择性地可旋转以通过齿轮组12的第一和第二齿轮传动比14、16中的另一个选择性地传递扭矩。

换挡系统18进一步包括换挡组件32以用于将输入部件20和输出部件30选择性地以可旋转的方式耦合。参考图5A-7D，换挡组件32包括耦合到输入部件20的输入毂34。输入毂34具有与分离器28可接合的可分离构件36，并且当分离器28在第一分离器位置DP1中时，输入毂34的可分离构件36从分离器28分开，以及当分离器28在第二分离器位置DP2中时，输入毂34的可分离构件36与分离器28接合。

分离器28将输入部件20和可分离构件36以可旋转的方式分离，因此将输入部件20和输入毂34以可旋转的方式分离。在一个实施例中，分离器28是分离离合器（disconnectclutch）。可替代地，在另一实施例中，分离器28是同步器。在分离器28是同步器的实施例中，同步器可以具有同步器环、同步器锥、同步器毂和同步器套筒。而在另一实施例中，分离器28是爪形离合器（dog clutch）。

输入毂34具有离合器接合构件38。换挡组件32包括耦合到输入毂34的离合器接合构件38的多个离合器板40。多个离合器板40在接合位置ENG和分开位置D-ENG之间可移动。如在图3、5A、5D、6A、6D、7A和7D中示出的，在接合位置ENG中，离合器板40与彼此接合。如在图3、5B、5C、6B、6C、7B和7C中示出的，在分开位置D-ENG中，离合器板40从彼此分开。换挡组件32还包括耦合到多个离合器板40和到输出部件30的离合器板支架42以将扭矩从输入毂34的离合器接合构件42、通过多个离合器板40和离合器板支架42、传递到输出部件30。

换挡系统18导致低阻力损失，所述换挡系统18提高了马达和车辆变速器10之间的扭矩传送效率。此外，换挡系统18通过换挡组件32（即，通过与分离器28的连接和多个离合器板40的接合）产生马达和车辆变速器10之间的平顺接合，从而导致更小的振动和更舒适的驾驶体验。更进一步地，当扭矩不需要通过换挡组件32传递时，通过以可旋转的方式解耦换挡组件32，离合器26允许换挡系统18实现低旋转损失。由离合器26和换挡组件32的结合允许的低旋转损失允许车辆变速器10的第一和第二齿轮传动比14、16与单个速度变速器相比实现了净节能。

如上所述，要领会的是，离合器25可以是多种离合器类型和配置。在非限制的示例中，离合器25可以是可选单向离合器26。然而，在其他非限制的示例中，离合器25可以是在此描述的另一换挡组件，可以是干式摩擦离合器，可以是湿式摩擦离合器，可以是单板离合器，可以是多板离合器，可以是锥形离合器，可以是爪形离合器，或可以是离心式离合器。此外，在一些实施例中，离合器25的至少部分与输入部件14以可旋转的方式耦合。

要领会的是，马达可以是内燃马达或可以是电动马达。还要领会的是，马达可以被耦合到车辆的后轴。在一个实施例中，马达是电动马达并且被以可旋转的方式耦合到车辆的后轴并且配置成旋转车辆的后轴以驱动车辆。

如在图4A–4C中示出的，可选单向离合器26可以具有内圈44和围绕内圈44设置的外圈46。内圈44和外圈46可以与彼此同心。在一个实施例中，如在图1A-1F中示出的，可选单向离合器26的内圈和外圈44、46可以围绕输入部件20设置并且与输入部件20轴向对齐。可选单向离合器26的内圈44可以与输入部件20以可旋转的方式耦合。在非限制的示例中，内圈44可以花键连接到输入部件20使得输入部件20的旋转导致可选单向离合器26的内圈44的旋转。附加地或可替代地，可选单向离合器26的内圈44可以螺栓连接到或以其他方式机械紧固到输入部件20。

可选单向离合器26还可以具有设置在内圈44和外圈46之间的至少一个棘爪48。棘爪48将内圈44和外圈46选择性地以可旋转的方式耦合。在非限制的示例中，棘爪48可以是可旋转的以将内圈44和外圈46两者接合以阻止内圈44和外圈46之间的相对旋转。要领会的是，棘爪48可以允许在第一旋转方向D1上的内圈44和外圈46之间的旋转耦合，而阻止在第二旋转方向D2上的内圈44和外圈46之间的旋转耦合。可替代地，要领会的是，棘爪48可以允许在第二旋转方向D2上的内圈44和外圈46之间的旋转耦合，而阻止在第一旋转方向D1上的内圈44和外圈46之间的旋转耦合。棘爪48还可以阻止或允许在第一旋转方向D1和第二旋转方向D2两者上的内圈44和外圈46之间的旋转耦合。

至少一个棘爪48可以被进一步限定为从彼此周向间隔的多个棘爪50。可选单向离合器26可以进一步包括耦合到多个棘爪50的致动器环52，以用于将内圈和外圈44、46选择性地以可旋转的方式锁止在一起。致动器环52可以与棘爪50物理接触，使得致动器环52的运动（例如旋转）导致棘爪50的运动（例如旋转）。致动器环52可以由小型电动马达或螺线管电动致动。小型电动马达或螺线管可以耦合到可选单向离合器26的外圈46。还要领会的是，致动器环52可以被液压、气动或其他方式致动。

换挡组件32可以进一步包括耦合到多个离合器板40的偏置部件54，以使多个离合器板40朝向接合位置ENG偏置。换句话说，多个离合器板40可以通常关闭和在接合位置ENG中处于休止。因为由于偏置部件54使多个离合器板40朝向接合位置ENG偏置从而处于休止的换挡组件32的多个离合器板40在接合位置ENG中，所以换挡组件32是能量高效的，并且因此换挡系统18是能量高效的。换言之，因为不需要来自电动致动器或液压致动器的动力以将多个离合器板40维持在接合位置ENG中，所以换挡组件32是能量高效的，并且因此换挡系统18是能量高效的。

换挡组件32可以进一步包括耦合到偏置部件54的施加板56。当呈现施加板56时，施加板56在第一板位置和第二板位置之间可移动，在所述第一板位置中多个离合器板40在接合位置ENG中，在所述第二板位置中施加板56与偏置部件54接合并且多个离合器板40在分开位置D-ENG中。

在一个实施例中，施加板56和分离器28是独立于彼此可移动的。无论分离器28是否是在第一分离器位置DP1中或在第二分离器位置DP2中并且不影响分离器28的位置，施加板56可以被从第一板位置移动到第二板位置，从而导致多个离合器板40从接合位置ENG移动到分开位置D-ENG。同样，无论施加板56是否是在第一板位置中或在第二板位置中并且不影响施加板56的位置，分离器28可以被从第一分离器位置DP1移动到第二分离器位置DP2，从而导致输入毂34被接合。

在施加板56和分离器28独立于彼此可移动的实施例中，换挡系统18还可以包括耦合到分离器28的第一致动器以将分离器28独立于施加板56从第一分离器位置DP1移动到第二分离器位置DP2，以及包括耦合到施加板56的第二致动器以将施加板56独立于分离器28从第一板位置移动到第二板位置。要领会的是，第一和第二致动器可以通过但不局限于机械致动、电动致动、液压致动或气动致动移动。

在一些实施例中，当分离器28在第二分离器位置DP2中并且施加板56在第一板位置中时，输入部件20被以可旋转的方式耦合到输出部件30。换句话说，当施加板56在第一板位置中时并且当分离器28在第二分离器位置DP2中时，输入部件20可以被以可旋转的方式耦合到输出部件30，在所述第一板位置中偏置部件54能够使多个离合器板40朝向接合位置ENG偏置，在所述第二分离器位置DP2中分离器28与输入毂34接合。在这些位置中，扭矩能够从输入部件20通过输入毂34、多个离合器板40和离合器板支架42传递到输出部件30。

在一些实施例中，当分离器28在第一分离器位置DP1中时和/或当施加板56在第二板位置中时，输入部件20从输出部件30以可旋转的方式解耦。换句话说，当分离器28在第一分离器位置DP1中、施加板56在第二板位置中、或分离器28在第一分离器位置DP1中和施加板56在第二板位置中两者全部时，输入部件20从输出部件30以可旋转的方式解耦。在这些位置中，扭矩不能被从输入部件20传送到输出部件30。

在仅当分离器28在第二分离器位置DP2中并且施加板56在第一板位置中时输入部件20才以可旋转的方式耦合到输出部件30的实施例中，分离器28和多个离合器板40与彼此串联设置。换言之，如果分离器28在第一分离器位置DP1中或施加板56在第二板位置中，则输入部件20从输出部件30以可旋转的方式解耦，在所述第一分离器位置DP1中分离器28从输入毂34分开，在所述第二板位置中多个离合器板40分开。因此，当以串联设置时，既要分离器28必须与输入毂34接合并且又要多个离合器板40必须与彼此接合以将扭矩直接从输入部件20传送到输出部件30。

输入毂34的可分离构件36和输入毂34的离合器接合构件42可以与彼此整合。可替代地，输入毂34的可分离构件36和输入毂34的离合器接合构件42可以是单独的构件。在一些实施例中，通过使用键（keys）、接头（tabs）或螺栓可以将输入毂34的离合器接合构件42以可旋转的方式连接到输入毂34的可分离构件36。要领会的是，输入毂34可以是多于两个构件并且可以包括第三构件或更多以将扭矩从输入部件20传递到多个离合器板40。

在一些实施例中，如在图5A-6D中示出的，换挡组件32进一步包括耦合到施加板56的中间施加板58，使得施加板56被设置在中间施加板58和偏置部件54之间。施加板56被在第一板位置中的中间施加板58可接触以接合多个离合器板40。在这个实施例中，中间施加板58将力传递到施加板56，并且因此至偏置部件54、以移动偏置部件54并且导致多个离合器板40在分开位置D-ENG中。要领会的是，中间施加板58还可以通常被称为释放板（releaseplate）。

尽管不必需，但是换挡组件32还可以包括设置在偏置部件54和离合器接合构件42之间的支撑环60以支撑多个离合器板40。支撑环60可以关于轴线A设置并且可以随输入部件20或输出部件30可旋转。如在图7A-7D中示出的，支撑环60可以沿着轴线A从多个离合器板40间隔，并且可以以可旋转的方式耦合到离合器板支架42。

在一些实施例中，如在图7A-7D中示出的，偏置部件54沿着轴线A从输入毂34的离合器接合构件42和离合器板支架42间隔，使得输入毂34的离合器接合构件42设置在偏置部件54和离合器板支架42之间。在这个实施例中，支撑环60设置在偏置部件54和多个离合器板40之间、设置在偏置部件54和输入毂34的离合器接合构件42之间。

在其他实施例中，如在图7A-7D中示出的，输入毂34的离合器接合构件42沿着轴线A从偏置部件54和离合器板支架42间隔，使得偏置部件54设置在输入毂34的离合器接合构件42和离合器板支架42之间。在这个实施例中，支撑环60设置在偏置部件54和离合器接合构件42之间。

在一些实施例中，偏置部件54是贝氏弹簧（Belleville spring）。然而，要领会的是，偏置部件54可以是任何类型的弹簧，包括但不局限于波形弹簧、螺旋弹簧和锥形弹簧。

如在图5A-6D中示出的，输出部件30可以沿着轴线A从输入部件20间隔。在输出部件30沿着轴线A从输入部件20间隔的实施例中，输入部件20可以是轴，并且输出部件30也可以是轴。在这个实施例中，输出部件30可以是换挡系统18的唯一输出。

要领会的是，在图5A-6D中图示的实施例中，施加板56可以沿着轴线从第一板位置平移到第二板位置以将偏置部件54沿着轴线平移。在这样做的过程中，多个离合器板40被从接合位置ENG移动到分开位置D-ENG。

如在图7A-7D中示出的，输出部件30可以从输入部件20径向间隔并且围绕输入部件20设置。在输出部件30从输入部件20径向间隔并且围绕输入部件20设置的实施例中，输出部件30可以是换挡系统18的至少两个输出之一。不是输出部件30它本身的另一输出可以是输入部件20。换言之，如果分离器28在第一分离器位置DP1中或施加板56在第二板位置中，输入部件20可以仍能够传送扭矩。要领会的是，在输出部件30从输入部件20径向间隔并且围绕输入部件20设置的实施例中，输出部件30可以是齿轮。

要领会的是，在图7A-7D中图示的实施例中，当最靠近输入部件20的施加板56的区段沿着轴线A平移时，偏置部件54可以关于偏置部件54的枢点（pivot point）枢转。在这样做的过程中，最远离输入部件20的施加板56的区段从多个离合器板40移动开，并且多个离合器板40从接合位置ENG移动到分开位置D-ENG。要领会的是，枢点（在该处偏置部件54可以枢转）被示出在支撑环60和附加的后板两者都接触偏置部件54处。支撑环60和附加后板的接触的区域（在该区域支撑环60和/或附加后板接触偏置部件54）可以被抗磨损硬化。

在一些实施例中，如在图3中示出的，可选单向离合器26进一步在第四位置之间可移动，在所述第四位置中可选单向离合器26被配置成允许扭矩在第二旋转方向D1上从输入部件20通过齿轮组12的第一和第二齿轮传动比14、16之一传递并且阻止扭矩在第一旋转方向D1上从输入部件20通过齿轮组12的第一和第二齿轮传动比14、16之一传递。在这些实施例中，可选单向离合器26通常被称为四模式离合器。还要领会的是，可选单向离合器26还可以被称为多模式离合器模块。多模式离合器模块的示例被在专利号为9,151,345（在2014年6月2日提交并在2015年10月6日授权）、9,726,236（在2014年1月27日提交并在2017年8月8日授权）、10,151,359（在2016年5月24日提交并在2018年12月11日授权）的美国专利中描述，所述专利的公开内容以其整体通过参引的方式引入。

在可选单向离合器26可移动至第四离合器位置（在图3中表示为O/X）的实施例中，换挡系统18可以允许电动马达的再生（regeneration）。更具体地，换挡系统18可以允许再生制动。扭矩可以从第一和第二齿轮传动比14、16之一通过在第四离合器位置O/X中的可选单向离合器26和/或换挡组件传送到电动马达。在这个例子中，电动马达可以是将输入部件20的旋转运动转变到电能的发电机。

车辆变速器还可以包括从输入部件20间隔的并且关于轴线A可旋转的副轴62。要领会的是，副轴62还可以被称为中间轴（layshaft）62。离合器26可以被配置成通过第一齿轮传动比14将扭矩从输入部件20传递到副轴62。换挡组件32可以被配置成通过第二齿轮传动比16将扭矩从输出部件30传递到副轴62。要领会的是，输出部件30可以是轴、齿轮或甚至副轴62它本身。

要领会的是，如在图1A-1F中示出的，可选单向离合器26的内圈和外圈44、46可以围绕输入部件20设置并且与输入部件20轴向对齐。还要领会的是，在可选单向离合器26的内圈和外圈44、46围绕输入部件20设置并且与输入部件20轴向对齐的实施例中，换挡组件32可以耦合到输入部件20（如在图1A-1C中示出的）或耦合到副轴62（如在图1D-1F中示出的）。

在另一实施例中，如在图2A-2F中示出的，可选单向离合器26的内圈和外圈44、46围绕副轴62设置或与副轴62轴向对齐。在这个实施例中，输入部件20从马达直接延伸到换挡组件32。然而，要领会的是，在其中可选单向离合器26围绕输入部件20设置并且与输入部件20轴向对齐的实施例的两者任一或两者全部中，输入部件20可以是固体的（solid）、整体的并且单件的。还要领会的是，在可选单向离合器26的内圈和外圈44、46围绕副轴62设置并且与副轴62轴向对齐、或围绕副轴62设置并且与副轴62轴向对齐的实施例中，换挡组件32可以耦合到输入部件20（如在图2A-2C中示出的）或耦合到副轴62（如在图2D-2F中示出的）。

如在图1A、2A、1D和2D中示出的，换挡系统还可以包括换挡鼓64，所述换挡鼓64可操作地连接到离合器25和换挡组件32中的至少一个。换句话说，换挡鼓64可以可操作地连接到离合器25、到换挡组件32或到离合器25和换挡组件32两者。换挡鼓64可以被配置成通过离合器25和换挡组件32中的至少一个选择性地传递扭矩。换挡鼓64被配置成通过换挡鼓64可操作地连接到的（一个或更多）构件选择性地传递扭矩。换言之，在换挡鼓64可操作地耦合到离合器25的实施例中，换挡鼓64被配置成通过离合器25选择性地传递扭矩。此外，在换挡鼓64可操作地耦合到换挡组件32的实施例中，换挡鼓64被配置成通过换挡组件32选择性地传递扭矩。在换挡鼓64可操作地连接到离合器25和换挡组件32两者的实施例中，换挡鼓64被配置成通过离合器25和换挡组件32两者选择性地传递扭矩。

如在图11A中示出的，换挡鼓64可以限定至少一个槽66。换挡系统18可以包括至少部分地设置在槽66中的致动器68。致动器68在换挡鼓64的槽66内可移动，这影响了致动器68相比于离合器25和/或换挡组件32的相对位置。作为非限制的示例，致动器68可以在换挡鼓64的槽66内可移动，使得离合器板40可以在接合位置ENG和分开位置D-ENG之间移动。此外，致动器68可以在换挡鼓64的槽66内可移动，使得分离器28可以在第一分离器位置DP1和第二分离器位置DP2之间移动。然而，要被领会的是，致动器68可以在换挡鼓64的槽66内可移动，使得既可以在接合位置ENG和分开位置D-ENG之间移动离合器板40同时还可以在第一分离器位置DP1和第二分离器位置DP2之间移动分离器28。

换挡鼓64还可以进一步限定为第一换挡鼓70，所述第一换挡鼓70可操作地连接到离合器25并且配置成通过离合器25选择性地传递扭矩。在这个实施例中，致动器68进一步限定为直接耦合到换挡鼓64和到离合器25的第一致动器72以用于通过离合器25选择性地传递扭矩。第一致动器72可以至少部分地设置在换挡鼓64的至少一个槽66中并且配置成通过离合器25选择性地传递扭矩。要领会的是，所述至少一个槽66可以是第一槽66。

如在图1B、1E、2B和2E中示出的，换挡系统18还可以包括第二换挡鼓74，所述第二换挡鼓74可操作地连接到换挡组件32并且配置成通过换挡组件32选择性地传递扭矩。换挡系统18可以进一步包括第二致动器76，所述第二致动器76直接耦合到换挡组件32并且配置成通过换挡组件32选择性地传递扭矩。要领会的是，第二致动器76可以直接耦合到多个离合器板40、施加板56和/或中间施加板58，施加板56在第一和第二板位置之间可移动以影响多个离合器板40在接合ENG和分开位置之间的运动，中间施加板58耦合到施加板56。还要领会的是，第二致动器76可以直接耦合到分离器28和/或换挡组件32的可分离构件36。此外，如在图11B中示出的，第二换挡鼓74可以限定第二槽78，并且第二致动器76可以至少部分地设置在第二换挡鼓74的第二槽78内。第二致动器76可以被配置成通过换挡组件32选择性地传递扭矩。

在一个实施例中，第二致动器76与换挡组件32的多个离合器板40直接耦合（例如与其直接接触）。然而，如上所述，要领会的是，第二致动器76可以与施加板56和/或中间施加板58直接接触同时仍直接耦合到多个离合器板40。第二致动器76可以在第二换挡鼓74的第二槽78内可移动，使得多个离合器板40在接合位置ENG到分开位置D-ENG之间移动。在另一实施例中，第二致动器76与分离器28和/或换挡组件32的可分离构件36直接耦合。第二致动器可以在第二换挡鼓74的第二槽78内可移动，使得分离器28可以在第一分离器位置DP1和第二分离器位置DP2之间移动。然而，要领会的是，第二致动器76可以在第二换挡鼓74的第二槽78内可移动，使得既可以在接合位置ENG和分开位置D-ENG之间移动离合器板40同时还可以在第一分离器位置DP1和第二分离器位置DP2之间移动分离器28。

如在图1C、1F、2C和2F中示出的，换挡系统18可以进一步包括第三换挡鼓80，所述第三换挡鼓80可操作地连接到换挡组件32并且配置成通过换挡组件32选择性地传递扭矩。换挡系统18可以进一步包括第三致动器82，所述第三致动器82直接耦合到换挡组件32并且配置成通过换挡组件32选择性地传递扭矩。此外，如在图11C中示出的，第三换挡鼓80可以限定第三槽84，并且第二致动器76可以至少部分地设置在第三换挡鼓80的第三槽84中。第三致动器82可以被配置成通过换挡组件32选择性地传递扭矩。

更具体地，在具有第三换挡鼓80、第三槽84和第三致动器82的实施例中，第二和第三换挡鼓74、80之一可以可操作地连接到换挡组件32的分离器28并且第二和第三换挡鼓74、80中的另一个可以可操作地连接到换挡组件32的离合器板40。换句话说，第二换挡鼓74可以可操作地连接到换挡组件32的分离器28并且第三换挡鼓80可以可操作地连接到换挡组件32的离合器板40。可替代地，第二换挡鼓74可以可操作地连接到换挡组件32的离合器板40并且第三换挡鼓80可以可操作地连接到换挡组件32的分离器28。在具有第二和第三换挡鼓74、80的实施例中，离合器板40和分离器28可以独立于彼此移动。

换挡系统18可以包括耦合到换挡鼓64的电动马达86以旋转换挡鼓64。在具有第一、第二和/或第三换挡鼓70、74、80的实施例中，要领会的是，换挡系统18可以具有耦合到第一换挡鼓70的第一电动马达88以旋转第一换挡鼓70，以及可以具有耦合到第二换挡鼓74的第二电动马达90以旋转第二换挡鼓74，和/或可以具有耦合到第三换挡鼓80的第三电动马达92以旋转第三换挡鼓80。

还提供了操作换挡系统18的方法100。所述方法100包括将可选单向离合器26从第一离合器位置X/X移动到第二离合器位置X/O的步骤102，在所述第一离合器位置X/X中可选单向离合器26被配置成允许扭矩在第一旋转方向D1或与第一旋转方向相对的第二旋转方向D2上从输入部件20通过第一和第二齿轮传动比14、16之一传递，在所述第二离合器位置X/O中可选单向离合器26被配置成允许扭矩在第一旋转方向D1上从输入部件20通过第一和第二齿轮传动比14、16之一传递并且阻止扭矩在第二旋转方向D2上从输入部件20通过第一和第二齿轮传动比14、16之一传递。将可选单向离合器26从第一离合器位置X/X移动到第二离合器位置X/O的步骤102通过图3中的换挡规律标示，特别地通过元素（element）A和B标示。

方法100还包括将多个离合器板40从接合位置ENG移动到分开位置D-ENG的步骤104，在所述接合位置ENG中离合器板40与彼此接合，在所述分开位置D-ENG中离合器板40从彼此分开。将离合器板40从接合位置ENG移动到分开位置D-ENG的步骤104通过图3中的换挡规律标示，特别地通过元素C标示。

方法100进一步包括将分离器28从第一分离器位置DP1移动到第二分离器位置DP2的步骤106，在所述第一分离器位置DP1中输入毂34的可分离构件36从分离器28分开，在所述第二分离器位置DP2中输入毂34的可分离构件36与分离器28接合。将分离器28从第一分离器位置DP1移动到第二分离器位置DP2的步骤106通过图3中的换挡规律标示，特别地通过元素D标示。

方法100进一步包括将可选单向离合器26从第二离合器位置X/O移动到第三离合器位置O/O的步骤108，在所述第三离合器位置O/O中可选单向离合器26被配置成阻止扭矩在第一旋转方向D1或第二旋转方向D2上从输入部件20通过第一和第二齿轮传动比14、16之一传递，以将扭矩的传递从输入部件20通过第一和第二齿轮传动比14、16之一变换到从输入部件20通过第一和第二齿轮传动比14、16中的另一个。将可选单向离合器26从第二离合器位置X/O移动到第三离合器位置O/O的步骤108通过图3中的换挡规律标示，特别地通过元素F标示。

在一个实施例中，将可选单向离合器26从第一离合器位置X/X移动到第二离合器位置X/O的步骤102先于将多个离合器板40从接合位置ENG移动到分开位置D-ENG的步骤104。此外，将多个离合器板40从接合位置ENG移动到分开位置D-ENG的步骤104可以先于将分离器28从第一分离器位置DP1移动到第二分离器位置DP2的步骤106。以此方式，因为在分开位置D-ENG中的离合器板40将输入部件20从输出部件30以可旋转的方式解耦，所以分离器28可以平顺接合输入毂34的可分离构件36。

此外，将分离器28从第一分离器位置DP1移动到第二分离器位置DP2的步骤106可以先于将可选单向离合器26从第二离合器位置X/O移动到第三离合器位置O/O的步骤108。如通过图3中的换挡规律标示的，特别地通过元素E标示的，方法100可以进一步包括将多个离合器板40从分开位置D-ENG移动到接合位置ENG的步骤110。换句话说，离合器板40可以被再接合。在离合器板40通常关闭的实施例中，将离合器板40从分开位置D-ENG移动到接合位置ENG的步骤110导致离合器板40处于休止并且扭矩能够通过第一和第二齿轮传动比14、16中的另一个通过换挡组件32传递。以此方式，扭矩被允许通过换挡组件32传递到第一和第二齿轮传动比14、16中的另一个。如以上在步骤108中所述的，可选单向离合器26然后可以从第二离合器位置X/O移动到第三离合器位置O/O以将输入部件20从可选单向离合器26以可旋转的方式解耦并且阻止扭矩通过第一和第二齿轮传动比14、16之一传递。

将分离器28从第一分离器位置DP1移动到第二分离器位置DP2的步骤106可以先于将多个离合器板40从分开位置D-ENG移动到接合位置ENG的步骤110。换句话说，在离合器板40再接合之前，分离器28可以与输入毂34的可分离构件36接合。在分离器28在第二分离器位置DP2中之后离合器板40的再接合使输入部件20和输出部件30平顺地以可旋转的方式耦合，因此允许扭矩通过第一和第二齿轮传动比14、16中的另一个传递。在图3中的换挡规律通过元素A标示了允许扭矩通过第一和第二齿轮传动比14、16之一传递，并且通过元素G标示了允许扭矩通过第一和第二齿轮传动比14、16中的另一个传递。

要领会的是，第一和第二齿轮传动比14、16之一，可以是第一齿轮传动比14或第二齿轮传动比16。还要领会的是，第一和第二齿轮传动比14、16中的另一个可以是第一齿轮传动比14或第二齿轮传动比16。换句话说，可选单向离合器26可以被配置成通过第一齿轮传动比14传递扭矩或可以被配置成通过第二齿轮传动比16传递扭矩。因此，换挡组件32可以被配置成通过对应的第一齿轮传动比14或第二齿轮传动比16传递扭矩。在可选单向离合器26被配置成通过第一齿轮传动比14传递扭矩的实施例中，换挡组件32被配置成通过第二齿轮传动比16传递扭矩。可替代地，在可选单向离合器被配置成通过第二齿轮传动比16传递扭矩的实施例中，换挡组件32被配置成通过第一齿轮传动比14传递扭矩。还要领会的是，通过第一齿轮传动比14的扭矩增加（multiplication）或扭矩减少可以高于或可以低于通过第二齿轮传动比16的扭矩增加或扭矩减少。

如由图3中的元素A和B标示的，操作用于车辆变速器10的换挡系统18的方法200包括将离合器25接合以将第一和第二齿轮传动比14、16之一可操作地耦合到输入部件20的步骤202。所述方法200还包括将分离器28从第一分离器位置DP1移动到第二分离器位置DP2的步骤204，在所述第一分离器位置DP1中输入毂34的可分离构件36从分离器28分开，在所述第二分离器位置DP2中输入毂34的可分离构件36与分离器28接合以通过换挡组件32将第一和第二齿轮传动比14、16中的另一个可操作地耦合到输入部件20。将分离器28从第一分离器位置DP1移动到第二分离器位置DP2的步骤204通过图3中的元素PS标示并且在此被称为“停驻-换挡”。

执行将离合器25接合并且将分离器28从第一分离器位置DP1移动到第二分离器位置DP2的步骤202、204，使得离合器25可操作地耦合到第一和第二齿轮传动比14、16之一同时换挡组件32可操作地耦合到第一和第二齿轮传动比14、16中的另一个，因此阻止扭矩通过车辆变速器10的第一和第二齿轮传动比14、16两者任一传递以停驻车辆。将离合器25接合并且将分离器28从第一分离器位置DP1移动到第二分离器位置DP2的步骤202、204的结果通过图3中的元素P标示并且在此被称为“停驻”或“已停驻”。

方法200还可以被执行，使得当离合器25可操作地耦合到第一和第二齿轮传动比14、16之一同时换挡组件32可操作地耦合到第一和第二齿轮传动比14、16中的另一个时，阻止扭矩从输入部件20或输出部件30通过第一和第二齿轮传动比14、16两者任一传递。换言之，方法200可以阻止扭矩从输入部件20、通过第一和第二齿轮传动比14、16两者任一、传递到输出部件30。此外，方法200可以阻止扭矩从输出部件30、通过第一和第二齿轮传动比14、16两者任一、传递到输入部件20。以此方式，方法200可以将输入部件20和输出部件30相对于彼此以可旋转的方式锁止。

在一个实施例中，第一和第二齿轮传动比14、16是彼此相对的。换言之，通过第一齿轮传动比14的扭矩的传递阻止通过第二齿轮传动比16的扭矩的传递，并且通过第二齿轮传动比16的扭矩的传递阻止通过第一齿轮传动比14的扭矩的传递。此外，当离合器25可操作地耦合到第一和第二齿轮传动比14、16之一同时换挡组件32可操作地耦合到第一和第二齿轮传动比14、16中的另一个时，在输入部件20和输出部件30之间可以没有相对运动。

当离合器25可操作地耦合到第一和第二齿轮传动比14、16之一同时换挡组件32可操作地耦合到第一和第二齿轮传动比14、16中的另一个时，方法200可以导致在离合器25和换挡组件32之间没有相对运动。换句话说，遍及车辆保持在停驻中的期间，离合器25和换挡组件32可以相对于彼此静止。离合器25在接合时被静态地保持，以及换挡组件32被静态地保持使得离合器板40在接合位置中并且分离器28在第二分离器位置DP2中。

如在图1A-1F中示出的，离合器25可以围绕输入部件20设置并且至少部分地以可旋转的方式耦合到输入部件20。要领会的是，在离合器25围绕输入部件20设置并且至少部分地以可旋转的方式耦合到输入部件20的实施例中，换挡组件32可以与输入部件20轴向对齐（如在图1A-1C中示出的）或可以与副轴62轴向对齐（如在图1D-1F中示出的）。在离合器25具有内圈44和外圈46的实施例中，特别地在离合器25是可选单向离合器26的实施例中，内圈44可以以可旋转的方式耦合到输入部件20。内圈44可以被花键连接、螺栓连接或以其他方式机械固定到输入部件20使得内圈44被以可旋转的方式耦合到输入部件20。然而，外圈46可以通过棘爪48或棘爪50选择性地以可旋转的方式固定到内圈44。

如在图2A-2F中示出的，在车辆变速器10包括副轴62的实施例中，离合器25可以围绕副轴62设置并且至少部分地以可旋转的方式耦合到副轴62。要领会的是，在离合器25围绕副轴62设置并且至少部分地以可旋转的方式耦合到副轴62的实施例中，换挡组件32可以与输入部件20轴向对齐（如在图2A-2C中示出的）或可以与副轴62轴向对齐（如在图2D-2F中示出的）。在离合器25具有内圈44和外圈46的实施例中，特别地在离合器25是可选单向离合器26的实施例中，内圈44可以以可旋转的方式耦合到副轴62。内圈44可以被花键连接、螺栓连接或以其他方式机械固定到副轴62使得内圈44以可旋转的方式耦合到副轴62。然而，外圈46可以通过棘爪48或棘爪50选择性地以可旋转的方式固定到内圈44。

分离器28可以围绕输入部件20设置并且与输入部件20轴向对齐。在这个实施例中，换挡组件32可以与输入部件20轴向对齐并且输入部件20可以通过换挡组件32直接传递扭矩而不用附加构件（componentry）以将扭矩从输入部件20传递到换挡组件32。此外，因为分离器28围绕输入部件20设置并且与输入部件20轴向对齐，所以车辆变速器10的尺寸可以被减小。

多个离合器板40可以从分离器28轴向间隔，使得分离器28设置在第一齿轮传动比14和多个离合器板40之间。尽管不必需，但是因为第一齿轮传动比14和分离器28可以两者都部分地围绕输入部件20设置，并且多个离合器板40可以设置在输入部件20的第一和第二端部22、24之一附近，所以多个离合器板40、分离器28和第一齿轮传动比14之间的布置导致车辆变速器10内空间的有效利用。

第二齿轮传动比16可以从分离器28轴向间隔，使得分离器28设置在第一齿轮传动比14和第二齿轮传动比16之间。尽管不必需，但是在分离器28、第一齿轮传动比14和第二齿轮传动比16之间的布置导致分离器28（作为换挡组件32的构件）能够辅助于可操作地耦合第一和第二齿轮传动比14、16之一并且同时将离合器25可操作地耦合到第一和第二齿轮传动比14、16中的另一个，因此阻止扭矩通过车辆变速器10的第一和第二齿轮传动比14、16两者任一传递以停驻车辆。

如在图3中由元素C标示的，方法200还可以包括将多个离合器板从分开位置D-ENG移动到接合位置ENG的步骤206，在所述分开位置D-ENG中离合器板40与彼此分开，在所述接合位置ENG中离合器板40与彼此接合。如在图3中由元素PS标示的，将多个离合器板40从分开位置D-ENG移动到接合位置ENG的步骤206可以先于将分离器28从第一分离器位置DP1移动到第二分离器位置DP2的步骤204。通过将离合器板40从分开位置D-ENG移动到接合位置ENG，当分离器28在第二分离器位置DP2中时，扭矩可以通过换挡组件32传递。可替代地，要领会的是，将分离器28从第一分离器位置DP1移动到第二分离器位置DP2可以先于将多个离合器板40从分开位置D-ENG移动到接合位置ENG的步骤。在将离合器板40从分开位置D-ENG移动到接合位置ENG的步骤206被完成时，通过在多个离合器板40被从分开位置D-ENG移动到接合位置ENG之前将分离器28从第一分离器位置DP1移动到第二分离器位置DP2，使第一和第二齿轮传动比14、16中的另一个通过换挡组件32可操作地耦合。

要领会的是，在方法200中使用的离合器25可以是可选单向离合器26。然而，还要领会的是，离合器25可以是在此公开的任何离合器，其包括但不局限于在此描述的另一换挡组件、干式摩擦离合器、湿式摩擦离合器、单板离合器、多板离合器、锥形离合器、爪形离合器或离心式离合器。

如在图3中由元素G-P标示的，在离合器25是可选单向离合器26的实施例中，将离合器25接合以将第一和第二齿轮传动比14、16之一可操作地耦合到输入部件20的步骤202可以进一步限定为将可选单向离合器26从第三离合器位置O/O移动到第一离合器位置X/X的步骤208。要领会的是，在离合器25是可选单向离合器26的实施例中，将离合器25接合的步骤202可以进一步限定为将可选单向离合器26从第三离合器位置O/O移动到第二离合器位置X/O、以及从第二离合器位置X/O移动到第一离合器位置X/X的步骤210。换句话说，可选单向离合器26可以在自由/自由配置中，被移动到锁止/自由配置，并且然后被移动到锁止/锁止配置。在锁止/锁止配置中，第一和第二齿轮传动比14、16之一被可操作地耦合到可选单向离合器26。

在离合器25是可选单向离合器26的实施例中，将可选单向离合器26从第三离合器位置O/O移动到第二离合器位置X/O、并且从第二离合器位置X/O移动到第一离合器位置X/X的步骤210可以先于将分离器28从第一分离器位置DP1移动到第二分离器位置DP2的步骤204。换句话说，尽管不必需，但是在分离器28被从第一分离器位置DP1移动到第二分离器位置DP2之前，可选单向离合器26可以在锁止/自由配置中并且被移动到锁止/锁止位置。因此在这个实施例中，在换挡组件32可操作地耦合到第一和第二齿轮传动比14、16中的另一个之前，可选单向离合器26可操作地耦合到第一和第二齿轮传动比14、16之一。然而，要领会的是，在可选单向离合器26可操作地耦合到第一和第二齿轮传动比14、16中的另一个之前，换挡组件32可以可操作地耦合到第一和第二齿轮传动比14、16之一。为了这样做，在可选单向离合器26从第二离合器位置X/O移动到第一离合器位置X/X之前，分离器28可以从第一分离器位置DP1移动到第二分离器位置DP2。

要领会的是，将多个离合器板40从分开位置D-ENG移动到接合位置ENG的步骤206可以先于将可选单向离合器26从第三离合器位置O/O移动到第二离合器位置X/O、并且从第二离合器位置X/O移动到第一离合器位置X/X的步骤210。如上所述，多个离合器板40可以通常关闭并且在接合位置ENG中处于休止。然而，分离器28可以在第一分离器位置DP1或第二分离器位置DP2中处于休止。因此，当分离器28在第一分离器位置DP1中并且多个离合器板40在接合位置ENG中时，换挡组件32可以处于休止。

因此，在可选单向离合器26被从第二离合器位置X/O移动到第一离合器位置X/X（即从锁止/自由配置到锁止/锁止配置）之前，换挡组件32可以被放置成处于休止，因此将第一和第二齿轮传动比14、16之一可操作地耦合到可选单向离合器26。在分离器28在第一分离器位置DP1中并且可选单向离合器26在第一离合器位置X/X（即锁止/锁止配置）中的情况下，车辆是在第一或第二挡。

然后车辆可以被放置成处于休止，使得车辆没有向前或向后的移动。然后方法200可以被进行，包括通过将分离器28从第一分离器位置DP1移动到第二分离器位置DP2通过步骤204停驻-换挡，使得导致车辆被停驻。分离器28可以被从第一分离器位置DP1移动到第二分离器位置DP2，而因为车辆处于休止，所以不需要在将分离器28从第一分离器位置DP1移动到第二分离器位置DP2之前将多个离合器板40从接合位置ENG移动到分开D-ENG位置。

更具体地，因为没有扭矩通过可选单向离合器26传递到第一和第二齿轮传动比14、16之一，所以分离器28可以被从第一分离器位置DP1移动到第二分离器位置DP2并且通过换挡组件32将第一和第二齿轮传动比14、16中的另一个可操作地耦合。当第一和第二齿轮传动比14、16两者都被可操作地耦合到可选单向离合器26和换挡组件32时，分别地，车辆被停驻并且车辆的运动被阻止，因为扭矩不能通过第一和第二齿轮传动比14、16两者任一或通过第一和第二齿轮传动比14、16两者全部传送。换言之，当停驻时车辆被阻止移动，因为在通过第一和第二齿轮传动比14、16中的两者任一传递扭矩时，车辆不能同时在第一挡和第二挡。

通过图10中的流程图描述了操作用于车辆变速器10的换挡系统18的方法300。所述方法300包括将离合器分开以阻止扭矩从输入部件20通过第一和第二齿轮传动比14、16之一传递的步骤302。方法300还包括将离合器板40从接合位置ENG移动到分开位置D-ENG的步骤304，在所述接合位置ENG中离合器板40与彼此接合，在所述分开位置D-ENG中离合器板40从彼此分开。方法300进一步包括将分离器28从第一分离器位置DP1移动到第二分离器位置DP2的步骤306，在所述第一分离器位置DP1中输入毂34的可分离构件36从分离器28分开，在所述第二分离器位置DP2中输入毂34的可分离构件36与分离器28接合。

将离合器分开的步骤302可以先于将离合器板40从接合位置ENG移动到分开位置D-ENG的步骤304。此外，将离合器板40从接合位置ENG移动到分开位置D-ENG的步骤304可以先于从第一分离器位置DP1到第二分离器位置DP2的步骤306。所述方法可以进一步包括在将分离器28从第一分离器位置DP1移动到第二分离器位置DP2的步骤306之后将离合器板40从接合位置ENG移动到分开位置D-ENG的步骤308。

已经以图示的方式描述了本发明，并且要理解的是，所使用的术语旨在按照描述的文字的性质而不是作为限制。根据以上教导，本发明的许多修改和变型是可能的，并且除具体描述的之外，本发明可以以其他方式实施。

Claims (16)

1.用于车辆变速器的换挡系统，所述车辆变速器具有齿轮组，所述齿轮组包括第一齿轮传动比和不同于所述第一齿轮传动比的第二齿轮传动比，所述换挡系统包括；

沿着轴线在第一端部和从所述第一端部间隔的第二端部之间延伸的输入部件，所述输入部件关于所述轴线能够旋转；

耦合到所述输入部件的离合器，并且所述离合器被配置成选择性地允许扭矩从所述输入部件通过齿轮组的第一和第二齿轮传动比之一传递；

耦合到所述输入部件的分离器，并且所述分离器在第一分离器位置和第二分离器位置之间能够移动；

从所述输入部件间隔的输出部件，所述输出部件随所述输入部件关于所述轴线选择性地能够旋转以通过所述齿轮组的第一和第二齿轮传动比中的另一个选择性地传递扭矩；以及

用于将所述输入部件和所述输出部件选择性地以可旋转的方式耦合的换挡组件，所述换挡组件包括；

耦合到所述输入部件的输入毂，所述输入毂具有与所述分离器能够接合的可分离构件，其中当所述分离器在所述第一分离器位置中时，所述输入毂的所述可分离构件从所述分离器分开，并且其中当所述分离器在所述第二分离器位置中时，所述输入毂的所述可分离构件与所述分离器接合，并且所述输入毂具有离合器接合构件；

耦合到所述输入毂的所述离合器接合构件的多个离合器板，所述多个离合器板在接合位置和分开位置之间能够移动，在所述接合位置中所述离合器板与彼此接合，在所述分开位置中所述多个离合器板从彼此分开；以及

耦合到所述多个离合器板和到所述输出部件的离合器板支架，以将扭矩从所述输入毂的所述离合器接合构件通过所述多个离合器板和所述离合器板支架传递到所述输出部件。

2.如权利要求1所述的换挡系统，其进一步包括换挡鼓，所述换挡鼓可操作地连接到所述离合器和所述换挡组件中的至少一个，并且配置成通过所述离合器和所述换挡组件中的至少一个选择性地传递扭矩。

3.如权利要求2所述的换挡系统，其中所述换挡鼓限定至少一个槽，并且其中所述换挡系统进一步包括至少部分地设置在所述槽中的致动器。

4.如权利要求2和3中任一项所述的换挡系统，其中所述换挡鼓可操作地连接到所述离合器和所述换挡组件两者，并且配置成通过所述离合器和所述换挡组件两者选择性地传递扭矩。

5.如权利要求2和3中任一项所述的换挡系统，其中所述换挡鼓进一步限定为第一换挡鼓，所述第一换挡鼓可操作地连接到所述离合器并且配置成通过所述离合器选择性地传递扭矩。

6.如权利要求5所述的换挡组件，进一步地，其中所述致动器进一步限定为第一致动器，所述第一致动器直接耦合到所述第一换挡鼓以及到所述离合器以用于通过所述离合器选择性地传递扭矩，以及其中，可选地，所述第一致动器至少部分地设置在所述第一换挡鼓的所述至少一个槽中并且配置成通过所述离合器选择性地传递扭矩。

7.如权利要求6所述的换挡系统，其进一步包括第二换挡鼓，所述第二换挡鼓可操作地连接到所述换挡组件并且配置成通过所述换挡组件选择性地传递扭矩。

8.如权利要求6所述的换挡系统，其进一步包括第二致动器，所述第二致动器直接耦合到所述换挡组件并且配置成通过所述换挡组件选择性地传递扭矩，其中，可选地，所述第二换挡鼓限定第二槽，以及其中，可选地，所述第二致动器至少部分地设置在所述第二换挡鼓的所述第二槽中并且配置成通过所述换挡组件选择性地传递扭矩。

9.如权利要求8所述的换挡系统，其中所述第二致动器与所述换挡组件的所述分离器直接耦合。

10.如权利要求1-3中任一项所述的换挡系统，其中所述离合器围绕所述输入部件设置并且与所述输入部件轴向对齐。

11.如权利要求1-3中任一项所述的换挡系统，其中所述离合器的至少部分与所述输入部件以可旋转的方式耦合。

12.如权利要求2和3中任一项所述的换挡系统，其进一步包括耦合到所述换挡鼓的电动马达以旋转所述换挡鼓。

13.如权利要求1-3中任一项所述的换挡系统，其中所述离合器进一步限定为可选单向离合器，所述单向离合器在以下之间能够移动，

第一离合器位置，其中所述可选单向离合器被配置成允许扭矩在第一旋转方向或与所述第一旋转方向相对的第二旋转方向上从所述输入部件通过所述齿轮组的所述第一和第二齿轮传动比之一传递；

第二离合器位置，其中所述可选单向离合器被配置成允许扭矩在所述第一旋转方向上从所述输入部件通过所述齿轮组的所述第一和第二齿轮传动比之一传递，并且阻止扭矩在所述第二旋转方向上从所述输入部件通过所述齿轮组的所述第一和第二齿轮传动比之一传递；以及

第三离合器位置，其中所述可选单向离合器被配置成阻止扭矩在所述第一旋转方向或所述第二旋转方向上从所述输入部件通过所述齿轮组的所述第一和第二齿轮传动比之一传递。

14.包括如权利要求1-3中任一项阐述的所述换挡组件的车辆变速器，并且所述车辆变速器进一步包括所述齿轮组，所述齿轮组包括所述第一齿轮传动比和不同于所述第一齿轮传动比的所述第二齿轮传动比。

15.操作如权利要求1-3中任一项所述的换挡系统的方法，所述方法包括以下步骤：

将所述离合器分开以阻止扭矩从所述输入部件通过所述第一和第二齿轮传动比之一传递；

将所述离合器板从接合位置移动到分开位置，在所述接合位置中所述离合器板与彼此接合，在所述分开位置中所述离合器板从彼此分开；以及

将所述分离器从第一分离器位置移动到第二分离器位置，在所述第一分离器位置中所述输入毂的所述可分离构件从所述分离器分开，在所述第二分离器位置中所述输入毂的所述可分离构件与所述分离器接合。

16.如权利要求15所述的方法，

其中将所述离合器分开的步骤先于将所述离合器板从所述接合位置移动到所述分开位置的步骤；

其中，可选地，将所述离合器板从所述接合位置移动到所述分开位置的步骤先于将所述分离器从所述第一分离器位置移动到所述第二分离器位置的步骤；以及

其中，可选地，所述方法包括在将所述分离器从所述第一分离器位置移动到所述第二分离器位置的步骤之后将所述离合器板从所述接合位置移动到所述分开位置的步骤。

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