CN117515117A - 多速变速器和用于变速器操作的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变速器系统。在一个示例中，变速器系统包括较高‑较低范围离合器组件，该较高‑较低范围离合器组件定位在多速离合器组件的下游，并且设计成使变速器系统在较高范围运行模式和较低范围运行模式之间切换。较高‑较低范围离合器组件包括较低范围离合器和较高范围离合器，它们各自定位在第一副轴和输出轴中的一个轴上。另外，本发明还涉及一种用于操作变速器系统的方法。

Description

多速变速器和用于变速器操作的方法

技术领域

本公开涉及一种多速变速器系统和变速器换档方法。

背景技术

在车辆中使用变速器来控制从诸如内燃机或电动马达的动力源递送到驱动车轮的推进动力。电动车辆使用电动驱动单元产生动力，并在碳氢化合物排放方面为仅依靠内燃机推进的车辆提供了有吸引力的替代项。然而，与内燃机相比，电动马达可以具有不同的齿轮减速需求。因此，在内燃机车辆中使用的齿轮箱在某些电动车辆平台上可能具有兼容性问题。

Chen的US2007/0113693A1教导了用于常规内燃机(ICE)的多速变速器。Chen的变速器包括定位在输入轴相对两侧上的两个中间轴和高-低切换装置，高-低切换装置包括高扭矩传递机构和低扭矩传递机构。这些扭矩传递机构定位成彼此同轴。Chen的变速器还包括联接到中间轴的同步器。

发明者已经认识到chen的变速器以及其他先前的变速器存在若干缺点。例如，将高扭矩传递机构和低扭矩传递机构彼此同轴定位会增加变速器的长度，这可能不与某些车辆平台的封装需求对齐。此外，Chen的变速器经由输入轴将动力直接从发动机传递到同步器齿轮减速器。由于这种直接动力传递，Chen的变速器可能无法满足某些电驱动装置中的齿轮减速需求。Chen的变速器因此可能不适用于至少某些电动动力系中。

发明内容

发明人已经认识到上述问题，并开发了一种变速器系统以至少部分地克服这些问题。在一个示例中，该变速器系统包括较高-较低范围离合器组件，该较高-较低范围离合器组件定位在多速离合器组件的下游，并且设计成使变速器系统在较高范围运行模式和较低范围运行模式之间切换。该系统中，较高-较低范围离合器组件包括较低范围离合器和较高范围离合器，它们各自定位在第一副轴和输出轴中的一个轴上。此外，在该系统中，输出轴设计成旋转联接到至少一个驱动车桥。以这种方式，高-低范围离合器的布置定位成靠近变速器的输出部，以有效地扩展变速器中的可用齿轮比的数量。此外，将较高范围离合器和较低范围离合器放置在变速器输出部附近，如果期望的话，允许减小上游多速离合器的齿轮范围。多速离合器区中的这种齿轮范围的减小可以导致更均等的齿轮尺寸以及更低的齿轮和轴的转速。因此，变速箱的使用寿命提高。此外，当较低范围离合器激活时，循环穿过变速器的输入部段的负载水平降低，如果期望的话，允许部件尺寸减少以用于类似的高动力水平。

此外，在一个示例中，所述多速离合器组件可以包括与第二副轴同轴布置的第一组离合器和与第三副轴同轴布置的第二组离合器。以这种方式，变速器实现更多种齿轮比，由于高-低离合器组件的下游定位的缘故，这些齿轮比可以实现更加均等的齿轮间隔。因此，如果期望的话，当与先前的变速器相比时，该变速器实现增加的可控性，增加的驾驶者舒适性以及更小的比率阶跃变化。

此外，在另一个示例中，变速器系统附加地包括输入组件，该输入组件包括输入轴上的输入齿轮，该输入齿轮设计成与电机接口轴上的齿轮啮合。在该示例中，输入组件可进一步包括输出齿轮，该输出齿轮与多速离合器组件中的一个或多个齿轮啮合。使用具有前述特征的输入组件，当与发动机相比时，允许在进入齿轮箱中的离合器区之前，该电动马达的相对较高速度的输出策略性地降低。

应当理解，提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍在详细描述中进一步描述的概念的选择。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或必要特征，所要求保护的主题的范围由详细描述之后的权利要求书唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决以上或在本公开的任何部分中指出的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1是带有变速器系统的电动驱动单元的棒图。

图2A-2D是用于图1中描绘的变速器系统的不同运行齿轮的动力路径图。

图2E是指示图1中描绘的变速器系统的运行挡位中的离合器的构造的表。

图3是示例性变速器系统的详细说明。

图4是用于电动驱动单元中的多速变速器的运行的方法。

图5是用于用例变速器控制策略的时序图。

具体实施方式

本文描述了可实现延长的使用寿命、增强的可控性和提升的驾驶者舒适性的变速器系统。为了实现这些特性，变速器系统包括定位在变速器的一个位置中的较高-较低范围离合器组件，该位置在多速离合器组件的下游。详细地，较高-较低范围离合器组件中的各离合器中的一个离合器定位成同轴于变速器的输出轴。以这种方式，与齿轮比相关联的宽广的分散度(spread)在输出区中产生，能够减小该多速离合器组件中的齿轮分散度，并且如果期望的话，反过来可以实现更均等的齿轮尺寸以及更低的齿轮和轴速。降低的轴和齿轮速度允许在系统中使用更小的轴承。此外，可以使用更小的齿轮尺寸，其会减小变速器的安装包络。使用较高-较低离合器组件还能够避免轴和离合器超速的情况的出现。此外，当低范围激活时，相当大的减速器在变速箱的输出部处的使用会降低循环穿过齿轮箱的负载水平。变速器部件上的较低负载允许部件具有较小的尺寸以用于类似的高动力水平，进一步降低变速器的空间效率。

图1描绘了变速器系统100。图示示例中的变速器系统100包括在电动车辆(EV)104(例如电池电动车辆(BEV))的电驱动单元102中。

电驱动单元102生成用于车辆推进的原动力。电动车辆104可以是非公路车辆，诸如物料搬运、采矿或铁路车辆。更一般地，电动车辆104可以是例如轻型、中型或重型车辆等。

电驱动单元102包括电机106。电机106可以包括诸如转子和定子的部件，它们在操作期间电磁相互作用以产生原动力。进一步地在一个示例中，该电机可以是设计为在再生操作期间产生电能的马达-发电机。

当电机被设计为交流(AC)电机时，电机106可以借助逆变器108电气联接至(一个或多个)能量储存装置110(例如，一个或多个牵引电池、(一个或多个)电容器、燃料电池单体，这些的组合等)。然而，直流电(DC)电机也可以用在替代示例中。

箭头114表示电机106、逆变器110和(一个或多个)能量储存装置108之间的电气连接。逆变器110设计为将直流电(DC)转换成交流电，并且反之亦然。在一个用例示例中，电机106和逆变器110可以是三相装置，与其他类型的马达相比可以实现更高的效率。然而，已经设想了设计成使用多于三相来操作的马达和逆变器。

电机106旋转联接到变速器系统100。此外，变速器系统100包括带有多个组件的多速变速器116(例如，多速齿轮箱)。当多速变速器用在电动车辆中时，其可称为电动多速变速器。

多速变速器116包括较高-较低范围离合器组件118和多速离合器组件120。较高-较低范围离合器组件118定位在多速离合器组件120的下游。以这种方式定位这些组件会产生的可用齿轮比的较宽广的范围，能够用于减少多速离合器组件120中的齿轮分散度。多速离合器组件的减小的齿轮分散度会导致较小的齿轮尺寸以及较低的齿轮和轴转速。如果期望的话，这也允许避免离合器和轴超速的情况。如果期望的话，通过使用较高-较低范围离合器组件118，在变速箱的输出部处使用相当大的齿轮减速器允许降低循环穿过齿轮箱的负载水平。降低变速器部件上的负载能够使部件可以缩小尺寸以用于类似的高动力水平，进一步提高变速器的空间效率。

该较高-较低范围离合器组件118包括定位成同轴于输出轴124的较高范围离合器122和定位成同轴于第一副轴128的较低范围离合器126。然而，在另一个示例中，较高范围离合器可以定位成同轴于第一副轴，并且较低范围离合器可以定位成同轴于输出轴。

较高范围离合器122以及本文所述的其他离合器可以是摩擦离合器(例如，湿式摩擦离合器)。本文所述的摩擦离合器可以用摩擦板和间隔件的不同的接合量来操作(例如，通过离合器的接合范围连续地调节)。此外，本文描述的摩擦离合器可以是湿式摩擦离合器，引导润滑剂通过该湿式摩擦离合器以增加离合器的寿命。本文描述的较高范围离合器122和其他离合器可以经由液压、气动和/或机电致动器来调节。例如，液压操作的活塞可用于引起摩擦离合器的离合器接合。然而，在其他示例中，螺线管可用于电动-机械离合器致动。使用摩擦离合器允许减少换档瞬时期间的动力中断。

在该摩擦离合器示例中，较高范围离合器122包括内承载件130和外承载件132。内承载件130具有安装到它的第一组板，并且外承载件132具有安装到它的第二组板。当离合器闭合时，这些板摩擦地接合以允许扭矩从内承载件130传递到外承载件132。相反，当离合器打开时，各板摩擦地脱离接合。因此，当离合器闭合时离合器处于接合状态中，并且当离合器打开时离合器处于脱离状态中。外承载件132固定联接到齿轮134，齿轮134固定联接到输出轴124。轴承136用作为内承载件130和输出轴124之间的旋转连接件。图1中描绘的内离合器承载件示出为联接到单个轴承。然而，可以理解，在其他示例中，离合器承载件也可以联接到多个轴承。此外，内承载件130固定联接到齿轮138，该齿轮138与齿轮140啮合，该齿轮140联接到第一副轴128。

较低范围离合器126类似地包括内承载件142和外承载件144，这些承载件各自具有安装到它们的不同的成组的板，这些成组的板关于板的接合和脱离接合与较高范围离合器122类似地起作用。在此描述的其他摩擦离合器也包括以类似方式起作用的板，并且为简洁起见，省略对这些板的重复描述。内承载件142固定联接到齿轮146，该齿轮146与齿轮134啮合。相反，外承载件144固定联接到齿轮140，该齿轮140与齿轮138和齿轮148啮合。

在图示示例中，较高范围离合器122和较低范围离合器126沿它们的旋转轴线150和151轴向偏移。以这种方式，当与具有沿其各自旋转轴线的相同位置的离合器相比时，变速器的空间效率提高。然而，在其他示例中，较高范围离合器和较低范围离合器可以具有交替的轴向位置。

如图示的，输出轴124包括两个机械接口部152，其设计成机械地附接到将机械动力传递到驱动桥154的下游传动系部件，诸如轴、接头等。这种机械动力传递经由箭头155表示。在其他示例中，输出轴124可包括一个机械接口部或者多于两个机械接口部。

多速离合器组件120包括布置在第二副轴156和第三副轴158上的多个离合器。详细地，在图示示例中，包括第一齿轮离合器160和第三齿轮离合器162的第一对离合器定位成同轴于第三副轴158，并且包括第二齿轮离合器164和第四齿轮离合器165的第二对离合器定位成同轴于第二副轴156。

第二齿轮离合器164包括内承载件166和外承载件167。内承载件166固定联接到齿轮148，该齿轮148与齿轮140啮合。外承载件167固定联接到第二副轴156。

第四齿轮离合器165包括内承载件168和外承载件169。内承载件168固定联接到齿轮170，该齿轮170与第一副轴128上的齿轮171啮合。外承载件169类似地固定联接到第二副轴156。

第一齿轮离合器160包括内承载件172和外承载件173。内承载件172固定联接到齿轮174，该齿轮174旋转联接到齿轮140，如经由弧线178表示的。换言之，齿轮174可以与齿轮140啮合。然而，在其他示例中，齿轮174可以经由机械联接部联接到齿轮140，机械联接部诸如是一个或多个齿轮、轴、接头等。内承载件172固定联接到第三副轴158。

第三齿轮离合器162包括内承载件175和外承载件176。内承载件175固定联接到齿轮177，该齿轮177旋转联接到第一副轴128上的齿轮179，如经由弧线180表示的。换言之，齿轮177可以与齿轮179啮合。然而，在其他示例中，齿轮177可以经由机械联接部联接到齿轮179，机械联接部诸如是一个或多个齿轮、轴、接头等。内承载件175固定联接到第三副轴158。

在图示示例中，多速变速器116还包括输入组件181，该输入组件包括输入轴182，齿轮183和齿轮184固定联接到输入轴182。齿轮183与固定联接到第三副轴158的齿轮185啮合。齿轮185旋转联接到齿轮186，该齿轮186固定联接到第二副轴156，如经由弧线187表示的。换言之，齿轮185可以与齿轮186啮合。然而，在其他示例中，齿轮185可以经由机械联接部联接到齿轮186，机械联接部诸如是一个或多个齿轮、轴、接头等。此外，齿轮184与电机接口轴189上的齿轮188啮合。继而，电机接口轴189联接到电机106中的转子轴。

在一个示例中，第二电机198可以经由与齿轮184啮合的齿轮199而附加地联接到多速变速器116。然而，在其他示例中，可以从电驱动单元102省略第二电机198。

输出轴124布置在副轴128、156和158以及输入轴182下方。以这种方式，变速器会达到适用于宽广范围的车辆的期望的降幅。

变速器116还包括轴承147，该轴承147联接到离合器的内承载件以及与内承载件同轴的对应的轴。以这种方式，当离合器脱离接合时，内承载件可以相对于各轴独立地旋转。

如图1所示，电动车辆104还包括带有控制器192的控制系统190。控制器192可以包括微型计算机，该微型计算机具有诸如处理器193(例如，微型处理器单元)、输入/输出端口、用于可执行程序和校准值的电子存储介质194(例如，只读存储器芯片、随机存取存储器、保持活跃存储器、数据总线)的部件。存储介质可以用代表指令的计算机可读数据来编程，指令可由处理器执行，以执行本文所述的方法和控制技术，以及其他预期但未具体列出的变型。

控制器192可以从联接到电动车辆104和多速变速器116的各种区域的传感器195接收各种信号。例如，传感器195可以包括设计成检测诸如加速踏板和/或制动踏板的操作者致动的踏板的下压的踏板位置传感器、变速器输出轴处的速度传感器、能量存储装置充电状态(SOC)传感器、离合器位置传感器等。马达速度可以从由逆变器发送到电机的电力大小来确定。输入装置145(例如，加速器踏板、制动踏板、致动模式选择器、这些的组合等)可以进一步提供指示用于车辆控制的操作者意图的输入信号。

在接收到来自图1中各种传感器195的信号时，控制器192处理接收到的信号，并且基于接收到的信号和存储在控制器192的存储器上的指令，采用车辆和/或变速器部件的各种致动器196来调节部件。例如，控制器192可以接收指示操作者对增加车辆加速度的请求的加速器踏板信号。作为响应，控制器192可以命令逆变器110的操作以调整电机动力输出并增加从电机106递送到多速变速器116的动力。控制器192可以在某些操作状况期间设计成对离合器122、126、160、162、164、165发送指令以使离合器接合和脱离接合。例如，可以将控制指令发送到较高范围离合器122，并且响应于接收到该指令，离合器中的致动器可以基于该指令调节离合器，用于离合器接合或脱离接合。例如，车辆中的其他可控部件可以以类似的方式在传感器信号、控制命令和致动器调整方面起作用。

图1以及图2A-2D和图3中提供了坐标系以供参考。在一个示例中，z轴线可以是竖直轴线(例如，平行于重力轴线)，x轴线可以是侧向轴线(例如，水平轴线)，和/或y轴线可以是纵向轴线。然而，在其他示例中，这些轴线可以具有其他定向。

多速变速器116可以设计为采用相同数量的前进和反向驾驶档位模式来操作。例如，在图示的示例中，变速器具有八个前进及反向档位模式。然而，可以理解，变速器可以设计为具有较少数量的对称档位模式。例如，变速器可具有四种或十六种前进及反向档位模式。

为了在反向驱动模式中操作多速变速器116，电机106可以使转子轴以与前进驱动模式相反的方向上回转。当与带有机械反向组件的变速器相比时，以这种方式设计电机106允许变速器的紧凑性减小。然而，在其他示例中，变速器可以包括机械反向器，其会降低系统的空间效率。

图2A和2B分别显示了在较高范围模式和较低范围模式下穿过多速变速器116的动力路径200和202。可以理解，这些动力路径可以对应于前进和反向驱动模式。此外，电机可以在前进和反向驱动模式中在相反的方向上产生旋转输出。换言之，在前进驱动模式中，电机可以使电机接口轴189在第一方向上旋转，而在反向驱动模式中，电机可以使输出轴在相反方向上旋转。因此，图2A和2B中所示的动力路径大致对应于驱动模式操作。

如图2A中所示，在变速器116在较高范围模式下运行时，较高范围离合器122和第一齿轮离合器160是接合的，同时其余离合器是脱离接合的。然而，可以理解，变速器可以在第二、第三和第四档位中以较高范围模式运行，在这些档位中，相应的第二、第三或第四离合器是接合的，同时多速离合器的其余离合器是脱离接合的。

机械动力路径200展开如下：机械动力从电机106移动到齿轮188；从齿轮188移动到齿轮184；从齿轮184移动到输入轴182；从输入轴移动到齿轮183；从齿轮183移动到齿轮185；从齿轮185移动到第三副轴158；从第三副轴移动到第一齿轮离合器160；从第一齿轮离合器移动到齿轮174；从齿轮174移动到齿轮140；从齿轮140移动到齿轮138；从齿轮138经由离合器122移动到输出轴124；并且从输出轴移动到下游部件。因此，动力路径200绕过第二副轴156。

在变速器116在较低范围模式中运行时，如图2B所示，较低范围离合器126和第一齿轮离合器160是接合的，同时变速器中的其余离合器是脱离接合的。

机械动力路径202展开如下：机械动力从电机106移动到齿轮188；从齿轮188移动到齿轮184；从齿轮184移动到输入轴182；从输入轴移动到齿轮183；从齿轮183移动到齿轮185；从齿轮185移动到第三副轴158；从第三副轴移动到第一齿轮离合器160；从第一齿轮离合器移动到齿轮174；从齿轮174经由齿轮140移动到较低范围离合器126；从较低范围离合器移动到齿轮146；从齿轮146移动到齿轮134；从齿轮134移动到输出轴124；并且从输出轴移动到下游部件。因此，动力路径202绕过第二副轴156。

图2C和2D分别示出了在较高范围模式和较低范围模式中穿过多速变速器116的动力路径204和206，其中多速离合器区中的齿轮与图2A和2B不同。

如图2C中图示，在变速器116在较高范围模式下运行时，较高范围离合器122和第四齿轮离合器165是接合的，而其余离合器是脱离接合的。

机械动力路径204展开如下：机械动力从电机106移动到齿轮188；从齿轮188移动到齿轮184；从齿轮184移动到输入轴182；从输入轴移动到齿轮183；从齿轮183移动到齿轮186；从齿轮186移动到第二副轴156；从第二副轴移动到第四齿轮离合器165；从第四齿轮离合器移动到齿轮170；从齿轮170经由齿轮171移动到第一副轴128；从第一副轴移动到齿轮140；从齿轮140移动到齿轮138；从齿轮138移动到较高范围离合器122；从较高范围离合器122移动到输出轴124；并且从输出轴移动到下游部件。因此，在较高范围运行模式中，动力路径204绕过第二副轴156和第一副轴128。因此，在较高范围运行模式中，动力路径204绕过第三副轴158。

如图2D中图示，在变速器116在较低范围模式下运行时，较低范围离合器126和第四齿轮离合器165是接合的，而其余离合器是脱离接合的。

机械动力路径206展开如下：机械动力从电机106移动到齿轮188；从齿轮188移动到齿轮184；从齿轮184移动到输入轴182；从输入轴移动到齿轮183；从齿轮183移动到齿轮186；从齿轮186移动到第二副轴156；从第二副轴移动到第四齿轮离合器165；从第四齿轮离合器移动到齿轮170；从齿轮170经由齿轮171移动到第一副轴128；从第一副轴移动到较低范围离合器126；从较低范围离合器126移动到齿轮146；从齿轮146移动到齿轮134；从齿轮134移动到输出轴124；并且从输出轴124移动到下游部件。因此，动力路径206绕过第三副轴158。

图2E示出表250，其指示了较低范围离合器126、较高范围离合器122、第一齿轮离合器160、第二齿轮离合器164、第三齿轮离合器162和第四齿轮离合器165的构造。如所示，变速器可在八个前进和反向档位中运行。

图3示出了多速变速器300的示例。多速变速器300与图1所示的多速变速器116有类似之处。例如，多速变速器300包括定位在多速离合器组件下游的较高-较低范围离合器组件。为了简洁起见，省略了对重复特征的多余的描述。

多速变速器116包括带有电机接口轴304的壳体302，该电机接口轴304具有接口部306，该接口部306设轮廓为附接到电机的转子轴。

壳体302包括两个主要部段308和310，它们经由紧固件312和/或其他合适的附接装置彼此附接。然而，在其他示例中，可以使用其他壳体轮廓。壳体302至少部分地封围了输入组件、范围离合器组件和多速离合器组件。

变速器300中还包括机械输出接口部314。接口部314定位在电机接口部306下方。以这种方式，该变速器可以实现期望的降低量。充入泵316还可以包括在变速箱300中。充入泵316可经由与牵引马达不同的电动马达318来驱动。此外，在一个示例中，充入泵可设计为对离合器提供加压流体(例如，油)，用于致动和/或润滑。以这种方式，如果期望的话，可以实现具有充入泵功能的空间高效的变速器。

图4示出用于变速器系统操作的方法400。该方法400可由本文关于图1-3所述的任何的变速器系统或变速器系统的组合来进行。然而，在其他示例中，该方法400可以经由其他合适的变速器来进行。此外，如先前所讨论的，可以由包括处理器和存储器的控制器来实施该方法400。方法400具体示出了降档顺序。然而，可以理解，升档顺序也可以类似地实施，在升档顺序中，较高范围离合器接合同时较低范围离合器脱离接合。

在402处，该方法包括确定运行状况。运行状况可以包括输入装置的位置(例如，换档杆的位置)、离合器构造、变速器速度、马达速度、车速、车辆负载、环境温度等。运行状况可经由传感器输入、建模、查询表和/或其他合适的技术来确定。

接下来在404处，该方法包括判断是否应当实施变速器中的高-低范围动力切换。在一个示例中，这样的确定可以响应于车速超过阈值而进行。其他示例中，操作者与档位选择器的互动可以启动动力切换操作。

如果确定高-低范围动力切换不应当发生(在404处为“否”)，则该方法移动到406，在该处，该方法包括维持当前的变速器运行策略。例如，变速器可以维持在当前的运行齿轮中。

相反，如果确定高-低范围动力切换应当发生(在404处为“是”)，则该方法移动到408，在该处该方法包括使较低范围离合器接合并且使较高范围离合器脱离接合，同时维持从电机到变速器的动力递送，以从较高范围运行模式过渡到较低范围运行模式。以这种方式，如果希望的话，可以在很少或没有动力中断的情况下发生切换。

接下来在410处，该方法包括判断是否应当在变速器中实施多速离合器动力切换。在一个示例中，这样的确定可以响应于车速超过阈值而进行。其他示例中，操作者与档位选择器的互动可以启动动力切换操作。

如果确定不应当发生多速离合器动力切换(在410处为“否”)，则方法移动到406。相反，如果确定应当发生高-低范围动力切换(在410处为“是”)，则方法移动到412，在该处该方法包括使档位离合器之一接合，同时使另一个档位离合器脱离接合。以这种方式，如果希望的话，可以在很少或没有动力中断的情况下再次发生切换。

图5示出了用于变速器系统的用例控制策略的时序图500，变速器系统诸如是先前描述的任何变速器或变速器的组合。在每个图中，在横坐标上表示时间，并且时间从左到右增加。曲线501的纵坐标表示车速。曲线502和504的纵坐标表示较低范围离合器和较高范围离合器的运行状态(“接合”和“脱离接合”)。可能会触发升档或降档的其他参数包括负载、油门踏板位置等。

从t0到t1，车速增加，并且在t1处速度超过阈值506。响应于车辆速度超过阈值，发生动力切换事件，其中较低范围离合器过渡到脱离接合状态，并且较高范围离合器过渡到接合状态。可以理解的是，在实践中，具体的离合器控制策略可以有更细微的差别。例如，各离合器中的离合器压力可以不那么突然地上升和下降，以允许发生更平稳地过渡到较高范围模式，并且减少不希望的噪音、振动和不平顺性(NVH)的可能性。

本文所述的变速器系统和操作方法的技术效果是在变速器的离散齿轮之间高效地过渡，并且动力中断的量减少，和/或提供一种技术，该技术允许变速器在空间高效封装中实现目标范围的齿轮比。

图3大致按比例绘制。尽管在其他实施例中，可以使用其他相对部件尺寸。

图1-3示出了带有各种部件的相对定位的示例构造。如果示出为彼此直接接触或直接联接，则至少在一个示例中这样的元件可以分别称为直接接触或直接联接。类似地，至少在一个示例中，示出为彼此连续或相邻的元件可以分别是彼此连续或彼此相邻的。作为示例，放置为彼此面共用接触的部件可以称为面共用接触。作为另一示例，在至少一个示例中，定位成彼此间隔开、其间仅具有间隔空间而没有其它部件的元件可以如此称呼。作为又一示例，元件示出为在彼此上方/下方、彼此相对侧或彼此左/右可以相对于彼此如此称呼。此外，如附图中所示，在至少一个示例中，最顶部元件或元件的点位可以称为部件的“顶部”，而最底部元件或元件的点位可以称为部件的“底部”。如本文所使用的，顶部/底部、上部/下部、上方/下方可以是相对于附图的竖直轴线并且用于描述附图的元件相对于彼此的定位。因此，在一个示例中，示出为在其它元件上方的元件竖直地定位在该其它元件上方。作为又一示例，在附图中描绘的元件的形状可称为具有如此形状(例如，诸如圆形的、直线的、平面的、弯曲的、圆钝的、倒角的、成角度的等等)。此外，在一个示例中，彼此同轴的元件可以如此称呼。此外，在至少一个示例中，示出为彼此相交的元件可以称为相交元件或彼此相交。更进一步地，在一个示例中，示出为在另一个元件内或在另一个元件外的元件可以如此称呼。在其他示例中，彼此偏置的元件可以如此称呼。

在以下段落中将进一步描述本发明。在一个方面中，提供了一种变速器系统，其包括：较高-较低范围离合器组件，较高-较低范围离合器组件定位在多速离合器组件的下游，并且设计成使变速器系统在较高范围运行模式和较低范围运行模式之间切换；其中，较高-较低范围离合器组件包括较低范围离合器和较高范围离合器，较低范围离合器和较高范围离合器各自定位在第一副轴和输出轴中的一个轴上；以及其中，输出轴设计成旋转联接到至少一个驱动车桥。

在另一方面中，提供了一种用于操作变速器系统的方法，该方法包括：在第一运行状况期间，操作定位在多速离合器组件的下游的较高-较低范围离合器组件，以将变速器系统在较高范围运行模式和较低范围运行模式之间切换；其中，较高-较低范围离合器组件定位在多速离合器组件的下游；其中，较高-较低范围离合器组件包括较低范围离合器和较高范围离合器，较低范围离合器和较高范围离合器各自定位在第一副轴和输出轴中的一个轴上；以及其中，输出轴设计成旋转联接到驱动车桥。在一个示例中，该方法还可以包括在第二操作状况期间，操作多速离合器组件以将变速器系统在两种齿轮速度模式之间动力切换。在又一个示例中，该方法还可以包括操作电动马达以驱动充入泵，其中，电动马达和充入泵联接到变速器系统的壳体。

在又一个方面中，提供了一种电动变速器系统，其包括：较高-较低范围离合器组件，较高-较低范围离合器组件定位在多速离合器组件的下游，并且设计成将电动变速器系统在较高范围运行模式和较低范围运行模式之间切换；其中，较高-较低范围离合器组件包括较低范围摩擦离合器和较高范围摩擦离合器，较低范围摩擦离合器和较高范围摩擦离合器各自定位在第一副轴和输出轴中的一个轴上；以及其中，输出轴设计成旋转联接到驱动车桥。

在任意方面或这些方面的组合中，多速离合器组件可以包括与第二副轴同轴布置的第一组离合器和与第三副轴同轴布置的第二组离合器。

在任意方面或这些方面的组合中，第一组离合器和第二组离合器可以各自包括两个或更多个摩擦离合器。

在任意方面或这些方面的组合中，较高范围离合器和较低范围离合器可以是摩擦离合器。

在任意方面或这些方面的组合中，变速器系统可以设计有数量相等的前进和反向驱动档位模式。

在任意方面或这些方面的组合中，变速器系统还包括输入组件，输入组件包括输入轴上的输入齿轮，输入齿轮设计成与电机接口轴上的齿轮啮合。

在任意方面或这些方面的组合中，输入组件还可以包括输出齿轮，输出齿轮与多速离合器组件中的一个或多个齿轮啮合。

在任意方面或这些方面的组合中，输入轴可以定位在电机接口轴上方。

在任意方面或这些方面的组合中，变速器系统还可以包括由电动马达驱动的充入泵，电动马达联接到变速器系统的壳体。

在任意方面或这些方面的组合中，输入轴可以定位在输出轴上方。

在任意方面或这些方面的组合中，输出轴可以旋转联接到多个驱动车桥。

在任意方面或这些方面的组合中，在反向驱动运行状况期间，可以实施操作较高-较低范围离合器组件以使变速器系统在较高范围运行模式和较低范围运行模式之间切换。

在任意方面或这些方面的组合中，变速器系统还可以包括输入组件，输入组件包括输入轴上的输入齿轮，输入齿轮设计成与第一电机接口轴上的齿轮啮合。

在任意方面或这些方面的组合中，输入齿轮可以设计成与第二电机的输出轴上的齿轮啮合。

在任意方面或这些方面的组合中，输入轴可以定位在输出轴和第一电机接口轴的上方。

在任意方面或这些方面的组合中，第一副轴和输出轴可以定位在第一电机接口轴的下方。

在另一种表述中，提供了一种电动车辆中的对称动力切换变速器，该变速器包括高-低范围离合器部段，该高-低范围离合器部段定位在多速离合器部段的下游，联接到输出轴，并且包括定位在输出轴上的较高范围离合器和定位在输出轴上方的副轴上的较低范围离合器。

要注意的是，本文包括的示例控制和估计例程可以与各种动力系、电驱动器和/或车辆系统构造一起使用。本文公开的控制方法和例程可以作为可执行指令存储在非暂态存储器中，并且可以由控制系统执行，该控制系统包括与各种传感器、致动器结合的控制器，以及与电子控制器结合的其他变速器和/或车辆硬件。因此，所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示将被编程到电动车辆单元和/或车辆系统中的计算机可读存储介质的非暂态存储器中的代码。所示出的各种动作、操作和/或功能可以以所示出的顺序、并行地执行，或者在某些情况下被省去。类似地，实现本文描述的示例的特征和优点的处理顺序不是必要的，而是为了便于说明和描述而提供。取决于使用的特定策略，可以重复地执行所示的动作、操作和/或功能中的一个或多个。如果期望的话，可以省略本文所述的一个或多个方法步骤。

尽管以上已描述了各种实施例，但应当理解，它们作为示例而非限制的方式呈现。对相关领域的技术人员来说显而易见的是，所公开的主题可以以其他特定的形式实施而不脱离本主题的精神。因此，上述实施例在所有方面都被认为是说明性的而非限制性的。因此，本文所公开的构造和例程本质上是示例性的，并且这些具体示例不应被认为是限制性的，因为许多变型是可能的。例如，以上技术可以应用于包括不同类型的推进源的动力系统，这些推进源包括不同类型的电机。本公开的主题包括本文公开的各种系统和构造以及其他特征、功能和/或特性的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。

如本文所使用的，除非另外指明，否则术语“大约”被解释为表示该范围的正负百分之五。

所附权利要求书特别指出了被认为是新颖且非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求书可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。应当将这样的权利要求书理解为包括一个或多个这样的元件的结合，既不需要也不排除两个或多个这样的元件。在本申请或相关申请中，可以通过修改本权利要求书或通过提出新权利要求书来主张所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合。这类权利要求书，无论在范围上与原始权利要求书相比更宽、更窄、相等或不同，都被视为包括在本公开的主题内。

Claims (15)

1.一种变速器系统，包括：

较高-较低范围离合器组件，所述较高-较低范围离合器组件定位在多速离合器组件的下游，并且设计成使所述变速器系统在较高范围运行模式和较低范围运行模式之间切换；

其中，所述较高-较低范围离合器组件包括较低范围离合器和较高范围离合器，所述较低范围离合器和较高范围离合器各自定位在第一副轴和输出轴中的一个轴上；以及

其中，所述输出轴设计成旋转联接到至少一个驱动车桥。

2.根据权利要求1所述的变速器系统，其特征在于，所述多速离合器组件包括与第二副轴同轴布置的第一组离合器和与第三副轴同轴布置的第二组离合器。

3.根据权利要求2所述的变速器系统，其特征在于，所述第一组离合器和所述第二组离合器各包括两个或多于两个的摩擦离合器。

4.根据权利要求1所述的变速器系统，其特征在于，所述较高范围离合器和所述较低范围离合器是摩擦离合器。

5.根据权利要求1所述的变速器系统，其特征在于，所述变速器系统设计有数量相等的前进驱动档位模式和反向驱动档位模式。

6.根据权利要求1所述的变速器系统，其特征在于，所述变速器系统还包括输入组件，所述输入组件包括输入轴上的输入齿轮，所述输入齿轮设计成与电机接口轴上的齿轮啮合。

7.根据权利要求6所述的变速器系统，其特征在于，所述输入组件还包括输出齿轮，所述输出齿轮与所述多速离合器组件中的一个或多个齿轮啮合。

8.根据权利要求6所述的变速器系统，其特征在于：

所述输入轴定位在电机接口轴上方；

所述输入齿轮设计成与第二电机的输出轴上的齿轮啮合；

所述输入轴定位在所述输出轴和第一电机接口轴的上方；或者

所述第一副轴和所述输出轴定位在所述电机接口轴的下方。

9.根据权利要求1所述的变速器系统，其特征在于，所述变速器系统还包括由电动马达驱动的充入泵，所述电动马达联接到所述变速器系统的壳体。

10.根据权利要求1所述的变速器系统，其特征在于，所述输入轴定位在所述输出轴上方。

11.根据权利要求10所述的变速器系统，其特征在于，所述输出轴旋转联接到多个驱动车桥。

12.一种用于操作变速器系统的方法，包括：

在第一运行状况期间，操作定位在多速离合器组件的下游的较高-较低范围离合器组件，以使所述变速器系统在较高范围运行模式和较低范围运行模式之间切换；

其中，所述较高-较低范围离合器组件定位在所述多速离合器组件的下游；

其中，所述较高-较低范围离合器组件包括较低范围离合器和较高范围离合器，所述较低范围离合器和较高范围离合器各自定位在第一副轴和输出轴中的一个轴上；以及

其中，所述输出轴设计成旋转联接到驱动车桥。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在反向驱动运行状况期间，实施操作所述较高-较低范围离合器组件以使所述变速器系统在所述较高范围运行模式和所述较低范围运行模式之间切换。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在第二操作状况期间，操作所述多速离合器组件以使所述变速器系统在两种齿轮速度模式之间动力切换。

15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法还包括操作电动马达以驱动充入泵，其中，所述电动马达和所述充入泵联接到所述变速器系统的壳体。