CN105793607B - 一种挡位重叠的变速装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种挡位重叠的变速装置，包括：动力输入轴、动力输出轴和多个并联传动的变速单元，动力输入轴、多个变速单元、动力输出轴依序串联传动；变速单元包括传动装置、离合器和超越离合器，传动装置包括主动轮和从动轮；传动装置与离合器、超越离合器按任意顺序串联传动。本发明在工作传递扭矩时没有挡位干涉，各挡间干涉摩擦小，挡位可以重叠，在起步和升挡时，多个挡位离合器可同时工作使起步和换挡平稳同时增大传递扭矩，升挡时不需要把已接合的低速挡离合器分开，降挡时，只需从高挡位到低挡位逐一断开离合器实现降挡，换挡舒适度高，换挡速度快，传动扭矩大，结构简单，控制简单，滑行快，节油环保。

Description

一种挡位重叠的变速装置

技术领域

本发明涉及一种变速装置，尤其涉及一种挡位重叠的变速装置，属于机械传动变速变扭技术领域。

背景技术

变速器是用来改变来自发动机的转速和转矩的机构，它能固定或分挡改变输出轴和输入轴传动比，又称变速箱。变速器一般包括变速传动机构和操纵机构。传动机构大多用普通齿轮传动，也有的用行星齿轮传动。

变速器分为手动、自动两种，手动变速器主要由齿轮和轴组成，通过不同的齿轮组合产生变速变矩；而自动变速器AT是由液力变扭器、行星齿轮和液压操纵系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。变速器的主要功能如下：改变传动比；在发动机旋转方向不变情况下，使汽车能倒退行驶；利用空挡，中断动力传递，使发动机能够起动、怠速，便于变速器换挡或进行动力输出。

自动变速器AT是由液力变扭器、行星齿轮和液压操纵系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。其中液力变扭器是AT最具特点的部件，它由泵轮、涡轮和导轮等构件组成，直接输入发动机动力传递扭矩和离合作用。常用的变速器有以下几种类型：液力自动变速器、液压传动自动变速器、电力传动自动变速器、有级式机械自动变速器和无级式机械自动变速器等。其中，最常见的是液力自动变速器。液力自动变速器主要是由液压控制的齿轮变速系统构成，主要包含自动离合器和自动变速器两大部分，它能够根据油门的开度和车速的变化，自动地进行换挡。

以汽车为例常见的自动变速器分为CVT无极变速器、AT自动变速器、DCT双离合变速器、平行轴变速器和AMT式自动变速器。以上变速器在变换挡位时，执行元件的数量多、挡位干涉摩擦大，各个挡位间切换过程复杂，控制程序多，结构复杂维修繁琐故障率高，换挡过程中易产生各挡位间的换挡重叠干涉，影响换挡质量等问题。如AMT变速器换挡慢平顺相差；CVT变速器载荷小，急加速容易打滑；DCT变速器成本高结构复杂，频繁换挡故障率高，不能单数或双数跳挡，干式离合器容易产生太多的热量，湿式离合器摩擦力又不够；AT自动变速器对速度变化反应慢，结构复杂油耗高等问题。

发明内容

本发明要解决的问题是如何让变速箱的换挡品质更舒适，换挡速度更快，传动扭矩更大，结构更简单，控制更简便，节油环保。

为实现上述的发明目的，本发明提供了一种挡位重叠的变速装置。

一种挡位重叠的变速装置，包括动力输入轴、动力输出轴，动力输入轴上装有多个主动轮，每个主动轮与一个挡位相对应，动力输出轴上相应装有多个从动轮，每个从动轮与一个挡位对应；

动力输入轴内设有换挡轴，换挡轴的一端固定有活塞，活塞的外侧为用于控制换挡的第一油压腔；每个主动轮内设有单向离合器和离合器，离合器可由第一油压腔的油压控制处于结合状态，动力输入轴通过离合器驱动主动轮的工作端转动，主动轮的工作端与动力输出轴上的从动轮啮合。

其中较优地，单向离合器装在动力输入轴上，离合器位于单向离合器的外侧；主动轮内设有离合器油腔和离合器活塞，离合器油腔可与第一油压腔相连通，离合器活塞可由油压驱动，使离合器处于结合状态。

一种挡位重叠的变速装置，包括动力输入轴、动力输出轴，动力输入轴上装有多个主动轮，每个主动轮与一个挡位相对应，动力输出轴上相应装有多个从动轮，每个从动轮与一个挡位对应，动力输出轴内设有换挡轴，换挡轴的一端固定有活塞，活塞的外侧腔室为用于控制换挡的第三油压腔；每个从动轮内设有单向离合器和离合器，离合器可由第三油压腔的油压控制处于结合状态，从动轮通过离合器带动动力输出轴转动。

其中较优地，从动轮内的单向离合器装在动力输出轴上，离合器位于单向离合器的外侧；从动轮内还设有离合器油腔和离合器活塞，离合器油腔可与第三油压腔相连通，离合器活塞可由油压驱动，使离合器处于结合状态。

一种挡位重叠的变速装置，包括动力输入轴、动力输出轴，动力输入轴上装有至少七个主动轮，每个主动轮与一个挡位相对应，动力输出轴上相应装有至少七个从动轮，每个从动轮与一个挡位对应, 该动力输入轴上设有第一挡主动轮、第二挡主动轮，第三挡主动轮、第四挡主动轮、第五挡主动轮、第六挡主动轮和第七挡主动轮，该动力输出轴设有第一挡从动轮、第二挡从动轮、第三挡从动轮、第四挡从动轮、第五挡从动轮、第六挡从动轮和第七挡从动轮，每个从动轮或主动轮外侧设有离合器和超越离合器，离合器由换挡油压控制，动力输出轴通过离合器和超越离合器驱动从动轮的工作端转动，从动轮的工作端与动力输入轴上的主动轮啮合，或动力输入轴通过离合器和超越离合器驱动主动轮的工作端转动，主动轮的工作端与动力输出轴上的从动轮啮合。

其中较优地，每个从动轮外侧设有离合器和超越离合器，离合器由换挡油压控制，动力输出轴通过离合器和超越离合器驱动从动轮的工作端转动，从动轮的工作端与动力输入轴上的主动轮啮合，其中，该第一挡从动轮与该第二挡从动轮为共离合器式连接；该第三挡从动轮与该第四挡从动轮为共超越离合器式连接；该第五挡从动轮、该第六挡从动轮分别与动力输出轴通过离合器连轴传递式连接，该第七挡从动轮与动力输出轴通过超越离合器连轴传递式连接。

其中较优地，每个主动轮外侧设有离合器和超越离合器，离合器由换挡油压控制，动力输入轴通过离合器和超越离合器驱动主动轮的工作端转动，主动轮的工作端与动力输出轴上的从动轮啮合，其中，该第一挡主动轮与该第二挡主动轮为共离合器式连接；该第三挡主动轮与该第四挡主动轮为共超越离合器式连接；该第五挡主动轮、该第六挡主动轮分别与动力输入轴通过离合器连轴传递式连接，该第七挡从动轮与动力输入轴通过超越离合器连轴传递式连接。

一种挡位重叠的变速装置，包括：动力输入轴、动力输出轴和多个并联传动的变速单元，所述动力输入轴、多个变速单元、所述动力输出轴依序串联传动；

所述变速单元包括传动装置、离合器和超越离合器，所述传动装置包括主动轮和从动轮；

所述传动装置与所述离合器、所述超越离合器按任意顺序串联传动。

其中较优地，所述传动装置、所述离合器和所述超越离合器依序串联传动。

其中较优地，所述离合器、所述传动装置和所述超越离合器依序串联传动。

其中较优地，所述传动装置、所述超越离合器和所述离合器依序串联传动。

其中较优地，所述超越离合器、所述传动装置和所述离合器依序串联传动。

其中较优地，所述离合器、所述超越离合器和所述传动装置依序串联传动。

其中较优地，所述超越离合器、所述离合器和所述传动装置依序串联传动。

其中较优地，所述多个并联传动的变速单元相同或不同。

其中较优地，所述多个并联传动的变速单元中任意两个或多个变速单元共用一个离合器。

其中较优地，所述变速单元还包括发动机制动离合器，所述发动机制动离合器与所述超越离合器和/或离合器并联控制发动机制动。

其中较优地，还包括将所述动力输入轴上的动力传输至所述动力输出轴上的高速传动单元，所述高速传动单元包括传动装置和离合器；

所述传动装置与所述离合器串联传动。

其中较优地，其特征在于，所述相邻的变速单元之间采用共毂离合装置传动。

其中较优地，所述共毂离合装置设置在动力输入轴或动力输出轴上。

其中较优地，至少相邻两挡离合器和/或所述超越离合器共毂。

其中较优地，还包括制动器，所述制动器设置在动力输出轴上或动力输出轴与差速器之间。

其中较优地，所述动力输入轴和/或动力输出分段并联设置。

其中较优地，所述动力输入轴分段与所述动力输出轴并联传输扭矩；或

所述动力输出轴分段设置与所述动力输入轴并联传递扭矩。

其中较优地，所述多个变速单元的离合器同时控制分离与接合；或，

分段控制分离与接合。

其中较优地，所述多个变速单元的离合器为摩擦离合器、嵌入离合器、空气柔性离合器、电磁离合器、磁粉离合器、扭矩离合器，离心离合器等中的任意一种。

其中较优地，所述多个变速单元的离合器采用以下方式接合；

从低挡到高挡离合器叠加接合方式；或，

从低挡到高挡离合器单独接合方式；或

从低挡到高挡离合器分段逐渐接合方式；或，

从低挡到高挡离合器同时逐渐接合方式。

其中较优地，所述多个变速单元的离合器采用以下顺序分离；

从高挡到低挡离合器逐挡分离方式；或，

从高挡到低挡离合器分段逐渐分离方式；或，

从高挡到低挡离合器同时逐渐分离方式。

其中较优地，所述共毂离合装置内每个变速单元的离合器共用一个驱动原件控制分离与结合；或，

所述共毂离合装置内每个变速单元的离合器采用单独的驱动原件控制分离与结合。

其中较优地，所述共毂离合装置内的离合器分段并联设置;

每个段离合器采用单独的驱动原件控制分离与结合；或，

每个段离合器共用一个驱动原件控制分离与结合。

其中较优地，所述动力输出轴上还设置有发电与驱动转换电机，所述发电与驱动转换电机与蓄电池电连接；

所述发电与驱动转换电机用于在所述变速装置制动时启动收集能量并转换成电能保存在蓄电池中；

所述发电与驱动转换电机用于在所述变速装置倒挡启动将蓄电池中的电能转换成机械能为动力输出轴提供驱动力。

其中较优地，所述变速单元中的传动装置传采用刚性传动或扰性传动。

其中较优地，所述多个变速单元的超越离合器为定向器、单向离合器、单向轴承或逆止器等中的任意一种。

本发明提供的挡位重叠的变速装置，在工作传递扭矩时没有挡位干涉，各挡间干涉摩擦小，挡位可以重叠，在起步和升挡时，多个挡位离合器可同时工作使起步和换挡平稳同时增大传递扭矩，升挡时不需要把已接合的低速挡离合器分开，降挡时，只需从高挡位到低挡位逐一断开离合器实现降挡，换挡程序简单多样；换挡平顺快捷，输出扭矩大，滑行快，换挡速度快，节油环保。

附图说明

图1是本发明提供的挡位重叠的变速装置整体结构示意图；

图2是本发明实施例1变速单元结构示意图；

图3是本发明实施例2变速单元结构示意图；

图4是本发明实施例3变速单元结构示意图；

图5是本发明实施例4变速单元结构示意图；

图6是本发明实施例5变速单元结构示意图；

图7是本发明实施例6变速单元结构示意图；

图8-图10是本发明实施例7增加发动机制动离合器的变速单元结构示意图；

图11-图12是本发明实施例8增加高速单元的变速单元结构示意图；

图13是本发明实施例9超越离合器共毂的变速单元结构示意图；

图14是本发明实施例9离合器共毂的变速单元结构示意图；

图15是本发明实施例9离合器与发动机制动离合器共毂的变速单元结构示意图；

图16是本发明实施例9共毂离合装置设置在动力输入轴上的变速单元结构示意图；

图17-图18是本发明多个变速单元共毂的挡位重叠的变速装置结构示意图；

图19-21是本发明多个相同变速单元挡位重叠的变速装置整体结构示意图；

图22-23是本发明多个不同变速单元挡位重叠的变速装置整体结构示意图；

图24-25是本发明实施例10挡位重叠的变速装置结构示意图；

图26是本发明实施例11挡位重叠的变速装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，本发明提供一种挡位重叠的变速装置，该挡位重叠的变速装置包括：动力输入轴1、动力输出轴3和多个并联传动的变速单元2，动力输入轴1、多个变速单元2、动力输出轴3依序串联传动；变速单元2包括传动装置20、超越离合器23和离合器24，传动装置20包括主动轮21、从动轮22；主动轮21和从动轮22与超越离合器23、离合器24按任意顺序串联传动。下面对本发明提供的挡位重叠的变速装置展开详细的说明。

如图1所示，本发明提供的挡位重叠的变速装置，按实际需要设置相应的挡位，每个挡位对应一个变速单元2。如图2至图7所示，本发明每个挡位对应的变速单元2中，主动轮21和从动轮22与超越离合器23、离合器24可以以各种不同的顺序传动，下面以多个单独的实施例（实施例1-实施例12）分别对不同顺序传动的方案分别说明。

实施例1

如图2所示，在本实施例中，主动轮21、从动轮22、离合器24和超越离合器23依序串联传动。采用本实施例的方案传动时，从动轮22与离合器24接合、离合器24与超越离合器23接合。动力依序由动力输入轴1传入主动轮21，主动轮21、从动轮22、离合器24和超越离合器23依序传动，由超越离合器23传出至动力输出轴3。

实施例2

如图3所示，在本实施例中，离合器24、主动轮21、从动轮22和超越离合器23依序串联传动。采用本实施例的方案传动时，离合器24与主动轮21接合，从动轮22与超越离合器23接合。动力依序由动力输入轴1传入离合器24，主动轮21、从动轮22和超越离合器23依序传动，由超越离合器23传出动力至动力输出轴3。

实施例3

如图4所示，在本实施例中，主动轮21、从动轮22、超越离合器23和离合器24依序串联传动。采用本实施例的方案传动时，从动轮22与超越离合器23接合，超越离合器23与离合器24接合。动力依序由动力输入轴1传入主动轮21，主动轮21、从动轮22、超越离合器23和离合器24依序传动，由离合器24传出至动力输出轴3。

实施例4

如图5所示，超越离合器23、主动轮21、从动轮22和离合器24依序串联传动。采用本实施例的方案传动时，超越离合器23与主动轮21接合，从动轮22与离合器24接合。动力依序由动力输入轴1传入超越离合器23，超越离合器23、主动轮21、从动轮22和离合器24依序串联传动，由离合器24传出至动力输出轴3。

实施例5

如图6所示，在本实施例中，离合器24、超越离合器23、主动轮21和从动轮22依序串联传动。采用本实施例的方案传动时，离合器24与超越离合器23接合，超越离合器23与主动轮21接合。动力依序由动力输入轴1传入离合器24，离合器24、超越离合器23、主动轮21和从动轮22依序串联传动，由从动轮22传出至动力输出轴3。

实施例6

如图7所示，在本实施例中，超越离合器23、离合器24、主动轮21和从动轮22依序串联传动。采用本实施例的方案传动时，超越离合器23与离合器24接合，离合器24与主动轮21接合。动力依序由动力输入轴1传入超越离合器23，超越离合器23、离合器24、主动轮21和从动轮22依序串联传动，由从动轮22传出至动力输出轴3。

实施例7

本发明提供的挡位重叠的变速装置，可以根据实际需要在相应的变速单元2中设置相应的发动机制动离合器25。需要设置发动机制动离合器25的变速单元2可以是实施例1至实施例6中的任意一种变速单元2。发动机制动离合器25可以与超越离合器23并联也可以与串联后的超越离合器23和离合器24并联，发动机制动离合器25可以根据需要设置在主动轮21一侧，当然还可以设置在从动轮22一侧。下面选取以实施例1至实施例6中的变速单元2为例，对本发明设置发动机制动离合器25的实施方案举例说明。如图8所示，实施例1中的变速单元2还包括发动机制动离合器25，发动机制动离合器25与相串联的超越离合器23和离合器24并联控制发动机制动。如图9所示，实施例3中的变速单元2还包括发动机制动离合器25，发动机制动离合器25与超越离合器23并联控制发动机制动。如图10所示，实施例2中的变速单元2还包括发动机制动离合器25，发动机制动离合器25与超越离合器23并联制动。其它实施例中的变速单元2仍然可以设置相应的发动机制动离合器25，也能实现与上述事例的功能，在此就不再一一列举赘述了。如果在油电混合动力车采用驱动电机转换成发电机对车辆制动时可不用发动机制动离合器25。

实施例8

如图1所示，本发明提供的挡位重叠的变速装置，还包括将动力输入轴1上的动力传输至动力输出轴3上的高速传动单元4。为了减少磨损，提高变速器的寿命，如图11所示，高速传动单元包括主动轮21、从动轮22和离合器24；主动轮21、从动轮22和离合器24按任意顺序串联传动。采用本实施例的方案传动时，离合器24与从动轮22接合。动力依序由动力输入轴1传入主动轮21,主动轮21、从动轮22和离合器24依序串联传动，由从离合器24传出至动力输出轴3。当然可以理解，本发明不仅限于此，如图12所示，高速传动单元将离合器24设置在动力输入轴1上也可以实现本发明。具体传动过程与上述方案基本一致，在此就不再一一赘述了。高速传动单元是最高挡位，最高挡为离合器连轴式可不加装超越离合器23，可以有效防止超越离合器磨损。

实施例9

本发明提供的挡位重叠的变速装置，可以根据实际需要使相邻的变速单元2之间采用共毂离合装置传动。当然可以理解，本发明不仅限于此，多个变速单元2中的离合器24、超越离合器23和发动机制动离合器25也可以采用共毂离合装置传动。共毂离合装置可以设置在动力输入轴1上，也可以设置在动力输出轴3上。相邻的变速单元2可以根据实际需要设置共毂离合装置传动，通过设置共毂离合装置传送可以减小变速箱体积。共毂离合装置包括：双面毂，该双面毂内设置有两个离合器24或两个超越离合器23。共毂离合装置中可以包括多个离合装置，可以是离合器24、超越离合器23和/或发动机制动离合器25。如图13所示，该实施方案中，共毂离合装置设置在动力输出轴3上，相邻两个传动单元的超越离合器23共毂。如图14所示，该实施方案中，共毂离合装置设置在动力输出轴3上，相邻两个传动单元的离合器24共毂并设置在动力输出轴3上。如图15所示，当然可以理解，发动机制动离合器25也可以采用共毂。相邻两个传动单元的离合器24和发动机制动离合器25共毂设置在动力输出轴3上。共毂离合装置也可以设置在动力输入轴1上，如图16所示，相邻两个传动单元的离合器24和超越离合器23共毂并设置在动力输入轴1上。在此需要说明的是，本发明提供的变速装置中，实施例2至实施例6中的任意相邻的两个变速单元2的离合器24、超越离合器23或发动机制动离合器25均可以设置在动力输入轴1上或动力输出轴3上同时共毂，实现方案与图13至图16大致类似，在此就不再一一列举赘述了。如图17所示，本发明中多个变速单元可以通过一个共毂离合装置共毂，第一挡离合器24、第二挡离合器24、第三挡离合器24、第四挡离合器24采用离合器共毂形式，相对于图13至图16的方案更节省变速装置的空间。如图18所示，在另一个本发明方案中，多个变速单元可以通过一个共毂离合装置共毂，第一挡离合器24、第二挡离合器24、第三挡离合器24、第四挡离合器24采用离合器共毂形式，第五挡离合器24、第六挡离合器24、第七挡离合器24、第八挡离合器24采用离合器共毂形式，第五挡超越离合器23、第六挡超越离合器23、第七挡超越离合器23、第八挡超越离合器23采用超越离合器共毂形式。

本发明提供的挡位重叠的变速装置中，每个挡位对应的变速单元可以采用独立的离合器控制。共毂离合装置内每个变速单元的离合器共用一个驱动原件控制分离与结合。如图17所示，第一挡至第四挡对应的每个变速单元采用单独的离合器（一个活塞）控制分离与接合。当然可以理解，任意两个或多个挡位的变速单元可以采用相同的离合器控制。共毂离合装置内每个变速单元的的离合器采用单独的驱动原件控制分离与结合。如图19所示，第一挡至第三挡对应的每个变速单元采用共用一个离合器（一个活塞26X）控制分离与接合，第四挡至第六挡对应的每个变速单元采用共用一个离合器（另一个活塞26Y）控制分离与接合。

如图19所示，本发明提供的挡位重叠的变速装置采用第一挡至第六挡多个变速单元2共毂，本方案的采用电控油压离合器24X与24Y，该挡位重叠的变速装置还包括控制系统部分，该控制系统部分包括：离合器控制装置A和与离合器控制装置连接的油泵主油压调节装置C、第一挡至第三挡离合油压调节装置D、第四挡至第六挡离合油压调节装置E、第一挡至第三挡离合油压传感装置F、第四挡至第六挡离合油压传感装置G和与油泵主油压调节装置C通的油泵B；油泵主油压调节装置C与第一挡至第三挡离合油压调节装置D、第四挡至第六挡离合油压调节装置E连通；第一挡至第三挡离合油压传感装置F与第一挡至第三挡离合油压调节装置D连通；第四挡至第六挡离合油压传感装置G与第四挡至第六挡离合油压调节装置E连通。第一挡至第三挡离合油压传感装置F、与第一油压腔27X连通。第四挡至第六挡离合油压传感装置G与第二油压腔27Y连通，本发明提供的挡位重叠的变速装置还包括节气门传感器H和车速传感器I，节气门传感器H和车速传感器I与离合器控制装置A连接，车速传感器I与动力输出轴3相连，离合控制装置A通过节气门传感器H检测到的油门信号和车速传感器I检测到的车速信号综合计算后向油泵主油压调节装置C、第一挡至第三挡离合油压调节装置D、第四挡至第六挡离合油压调节装置E输出控制信号调节各个挡位离合器。该挡位重叠的变速装置的具体工作过程是这样的：

当本发明提供的挡位重叠的变速装置在空挡时，离合器控制装置A通过油泵主油压调节装置C调节主油压力，以备第一挡至第三挡离合油压调节装置D、第四挡至第六挡离合油压调节装置E使用，离合器控制装置A控制第一挡至第三挡离合油压调节装置D给第一挡至第三挡离合器24X和齿轮提供润滑油压、控制第四挡至第六挡离合油压调节装置E给第四挡至第六挡离合器24Y和齿轮提供润滑油压。

当本发明提供的挡位重叠的变速装置在前进挡刹车停止时，离合器控制装置A通过油泵主油压调节装置C调节主油压力，控制第一挡至第三挡离合油压调节装置D给第一挡至第三挡离合器24X提供爬行油压，控制第四挡至第六挡离合油压调节装置E给第四挡至第六挡离合器24Y与齿轮提供润滑油压。

当本发明提供的挡位重叠的变速装置在前进挡起步时，离合器控制装置A通过油泵主油压调节装置C调节主油压力，控制第一挡至第三挡离合油压调节装置D给第一挡至第三挡离合器24X提供起步油压，使第一挡齿轮从滑动驱动状态进入完全结合状态，变速箱进入一挡状态，此时第二挡、第三挡离合器在滑动摩擦驱动状态，为升入二挡进入准备，离合器控制装置A还通过控制第四挡至第六挡离合油压调节装置E给第四挡至第六挡离合器24Y与齿轮提供润滑油压。

当本发明提供的挡位重叠的变速装置在前进挡加速升挡时，第二挡离合器在滑动摩擦状态转为完全结合状态，进入第二挡工作状态，此时第一挡离合器24X在完全结合状态通过一挡超越离合器23作用下做超越运转第一挡动力中断，此时第三挡离合器在滑动摩擦驱动状态，此时离合器控制装置A通过第四挡至第六挡离合油压调节装置E给第四挡至第六挡离合器24Y提供滑动压力，为第四挡至第六挡工作做好准备，车速逐渐升高，第一挡至第三挡离合油压调节装置D控制离合器接合油压逐渐升高，第三挡从摩擦状态到结合状态，第一挡、第二挡进入超越状态，此时第四挡至第六挡离合油压调节装置E控制第四挡至第六挡离合器24Y接合油压逐渐升高，第四挡离合器从滑动摩擦驱动状态进入完全结合状态，第一挡、第二挡、第三挡进入超越状态，以此类推第五挡、第六挡逐渐从滑动摩擦状态进入结合状态。

当本发明提供的挡位重叠的变速装置在前进挡抬油门滑行减挡时离合器控制装置A先调节第四挡至第六挡离合油压调节装置E使第四挡至第六挡处在相应挡位，车速下降到一定速度时再控制第一挡至第三挡离合油压调节装置D使第一挡至第三挡处在相应挡位。

本发明提供的挡位重叠的变速装置通过第一挡至第三挡离合油压传感装置F、第四挡至第六挡离合油压传感装置G以及节气门传感器H和车速传感器I调节第一挡至第三挡离合油压调节装置D、第四挡至第六挡离合油压调节装置E控制挡位重叠的变速装置升降挡。

以上，实施方案为其中的一项优选方案举例，其它实施例中的挡位重叠的变速装置也可以参照本实施例中的方案实现，再此就不在一一赘述了。

如图1所示，本发明提供的挡位重叠的变速装置，按实际需要设置相应的挡位，每个挡位对应一个变速单元2。对于多挡位变速箱而言，每个挡位可以采用实施例1至实施例6中的相同或不同的变速单元组合。不同挡位有对应的主被动轮直径比。主动轮21和被动轮22直径大小不同，产生不同挡位。倒挡可采用主动轮21与被动轮22通过介轮加离合器24控制方式，或主动轮21与被动轮22采用链条加离合器24连接方式，或动力输入轴1和动力输出轴3加装行星单排控制方式，或油电混合驱动方式由电机控制实现倒挡。如图20-21所示，本发明提供的挡位重叠的变速装置，多个挡位可以采用实施例1至实施例6中完全相同的变速单元2传动。如图22、23所示，本发明提供的挡位重叠的变速装置，当然可以理解也可以采用实施例1至实施例6中各种不同的变速单元2传动的多种变速单元2组合传送。

本发明提供的挡位重叠的变速装置，在变速传动时传动装置的主动轮21与从动轮22可以选择为齿轮转动也可以选择为链条转动，当然还可以选择皮带传动。采用皮带传动时，皮带可以根据实际需要灵活选择，例如齿带、平带、V形带和异形带。

本发明提供的挡位重叠的变速装置，根据需要实现不同的挡位扭矩输出，需要在每个挡位设置相应的离合器24，发动机制动离合器25。其中，离合器24发动机制动离合器25可以为摩擦离合器、嵌入离合器、空气柔性离合器、电磁离合器、磁粉离合器、扭矩离合器（安全离合器）、离心离合器，离合器的控制方法有：液动控制、气动控制、机械控制、电磁控制、自动控制。其中，超越离合器23又叫称为定向器、单向离合器或单向轴承，超越离合器23利用滚柱楔块的楔紧作用传递扭矩，当动力输入轴1通过变速单元驱动转速大于动力输出轴3被驱动转速时楔紧作用传递扭矩，当动力输出轴3被驱动转速大于动力输入轴1驱动转速时中断扭矩工作在超越状态。

在本发明提供的挡位重叠的变速装置，在不同挡位之间切换时，离合器24可叠加接合控制，升挡时已接合的低速挡不用断开。下面以离合器24为液压离合器作为优选例对本发明提供的挡位重叠的变速装置的多个挡位切换过程详细说明。一个挡位离合器接合工作时，多个挡位离合器24滑动接合协助工作升挡。起步时，一挡离合器24工作的同时其它挡位离合器24可滑动接合协助一挡工作，升挡时从大于本挡离合器24滑动接合状态转为结合状态逐步升挡，低于本挡的离合器24在超越离合器23超越工作下不用断开。降挡时从高挡到低挡顺序断开离合器24。各挡离合器24的控制主要由电脑根据发动机负荷和车速控制。

从低挡到高挡工作时，当哪个挡位的离合器24接合哪个挡位就把来自动力输入轴1的扭力通过当前挡位主动轮21、从动轮22、离合器24和超越离合器23传递到动力输出轴3上。挂入前进挡时，由单独的液控换挡单元从第一挡位离合器24，第二挡位离合器24，第三挡位离合器24，第四挡位离合器24，第五挡位离合器24，第六挡位离合器24、第七挡位离合器24，第八挡位离合器24，第九挡位离合器24到第十挡位离合器24逐一重叠提供离合器24接合油压进行升挡，从高挡到低挡依次断开离合器24接合油压实现降挡。或一至多挡同时提供油压通过改变供油压力实现起步升挡和降挡，由于没有挡位干涉，多个挡位可同时工作，起步时在一定的离合器24起步压力时，多个挡位压力一致时低挡轮驱动力矩大于高挡轮驱动力矩先接合工作，高挡轮驱动力矩小进行摩擦接合驱动。当车速逐渐升高时，汽车的驱动力矩逐渐减小，高挡位逐渐从摩擦驱动转为接合驱动。多挡位同时接合时，高挡位完全接合为主动传递扭力时，低挡位虽然接合但通过超越离合器23进行超越工作，不传递扭力。第一挡位发动机制动离合器25与第二挡位发动机制动离合器25主要用于控制发动机制动，根据实际需要加装在所需挡位。为了延长变速箱使用寿命，变速箱最高挡可不加超越离合器23。动力输入轴1通过离合器24工作接合驱动主动轮21，主动轮21驱动从动轮22，从动轮22通过超越离合器23驱动动力输出轴3工作端转动，由于没有挡位干涉，多挡可同时工作，动力输出轴3上的离合器24从低挡到高挡离合器24可同时供油，通过调节供油压力来升降挡位，油压逐渐升高为升挡过程，之后油压逐渐降低为降挡过程。也可通过从低挡到高挡离合器24重叠供油方式再从高挡到低挡离合器24逐挡断油方式实现升降挡。本发明换挡程序简单平顺，多挡同时不会发生换挡干涉问题，并且能够有效提高换挡速度。变速箱各挡变速单元内的离合器接合控制方式可以按顺序有从低挡到高挡叠加接合控制或从低挡到高挡分段接合控制或从低挡到高挡离合器同时逐渐结合控制。变速箱各挡变速单元内的离合器分离控制方式有可以按顺序从高挡到低挡逐挡分离或从高挡到低挡分段分离或从低挡到高挡同时分离。

为了尽可能缩短变速器长度，以适应不同的使用环境，当发动机为横置式发动机或者变速装置的挡位数量过多时，动力输入轴1和/或动力输出轴3采用分段驱动方式驱动。输入分段驱动式驱动，动力输入轴1分成两段并联于动力输出轴3两端传递扭矩；采用输出分段驱动式驱动，动力输出轴3分成两段并联于动力输入轴1两端传递扭矩。动力输入轴1可分段并联在动力输出轴3来传递扭矩；或动力输出轴3可分段并联在动力输入轴1来传递扭矩。

由于没有挡位干涉，升挡时挡上加挡，不用中断或减缓发动机驱动扭矩，已接合的低挡位不用断开，降挡时只需从高挡位到低挡位变速单元2离合器24逐一断油，可任意奇数或偶数跳挡，也可从最高到最低挡或从最低挡到最高挡跳挡。也可相邻多个不同挡位变速单元2离合器24可同时供油，通过调节离合器24的供油压力来升降挡位，不同挡位变速单元2离合器24的油压逐渐升高为升挡过程，之后不同挡位变速单元2的离合器24的油压逐渐降低为降挡过程，一个挡位接合多个挡位协助推动齿轮工作。这样两种换挡方式大大提高了换挡平顺度，提高换挡速度，增大了传动扭矩。在结构上可不用变矩器，不用双离合器，不用阀体，大大降低制造成本。由于可以不用发动机制动离合器25时没有发动机制动，在油电混合车辆上通过发电与驱动转换电机代替发动机制动离合器25完成发动机制动，更加完善回收制动能量用于电机驱动车辆，节省燃油。也可采用电子控制发动机制动不同模式控制，如经济模式；雪地模式和坡度模式等。

实施例10

如图24所示，本发明提供的挡位重叠的变速装置动力输入轴1上装有多个主动轮，每个主动轮与一个挡位相对应，动力输出轴3上相应装有多个从动轮，每个从动轮与一个挡位对应；本实施例中，设有5个前进挡位，相应动力输入轴1上装有5个主动轮，即第一挡主动轮21、第二挡主动轮21、第三挡主动轮21、第四挡主动轮21、第五挡主动轮21；动力输出轴3上相应装有5个从动轮，即第一挡从动轮22、第二挡从动轮22、第三挡从动轮22、第四挡从动轮22、第五挡从动轮22。

动力输入轴1内设有换挡轴7，换挡轴7的一端固定有活塞26，活塞26的外侧为用于控制换挡的第一油压腔27。

如图24、图25所示，每个主动轮内设有超越离合器23和离合器24，离合器24为液控摩擦片式或手动变速箱同步器式，超越离合器23为楔块式单向轴承、超速离合器或单向阻尼器。超越离合器23装在动力输入轴1上，离合器24位于超越离合器23的外侧，动力输入轴1通过离合器24驱动主动轮的工作端转动，主动轮的工作端与动力输出轴3上的从动轮啮合；主动轮内还设有离合器油腔241和离合器活塞242，离合器油腔241可与第一油压腔27相连通，离合器活塞242可由油压驱动，使离合器24处于结合状态，即离合器24可由第一油压腔27的油压控制处于结合状态。

动力输入轴1上还装有倒挡主动轮81，动力输出轴3相应装有倒挡从动轮82，倒挡主动轮81和倒挡从动轮82之间设有倒挡中间齿轮80，倒挡中间齿轮80装在倒挡轴85上；倒挡主动轮81内设有由油压控制的离合器24，动力输入轴1内相应设有用于控制倒挡的第二油压腔86，动力输入轴1通过离合器24驱动倒挡主动轮81转动。

动力输入轴1上装有用于为第一油压腔27和第二油压腔86供油的油泵9，油泵9为齿轮泵，由动力输入轴1驱动。

工作时，挂入前进挡，换挡轴7向左移动，第一油压腔27内的高压油进入第一挡主动轮21的离合器油腔241内，推动离合器活塞242结合离合器24，即离合器24处于结合状态，使动力输入轴1的动力经过第一挡主动轮轮21内的超越离合器23、离合器24、第一挡主动轮21的工作端和一挡从动轮22传递到动力输出轴3上，一挡工作；当换挡轴7继续左移到第二挡主动轮21对应位置时，第一油压腔27内的高压油进入第二挡主动轮21的离合器油腔内（即随着换挡轴的移动，第一油压腔的空间随之变化），使第二挡主动轮21的离合器处于结合状态，二挡工作；以此类推，实现5挡换挡操作。换挡轴7换挡根据动力输出轴3的转速与动力输入轴1的驱动负荷来自动决定挡位，由单独电路驱动控制。行车升挡时，变速箱内各个挡位的离合器逐一结合，已经结合的低挡位离合器不用分离，逐一升挡，降挡时先前结合的离合器从高到低逐一分离，离合器在升挡时，不存在把已结合的低速挡离合器分开的程序，离合器降挡时，只需从高挡位逐一断开离合器实现降挡。

使用时挂入倒挡R时，倒挡中间齿轮80与倒挡主动轮81和倒挡从动齿轮82结合，第二油压腔86使倒挡主动轮81内的离合器24结合，使动力输入轴1的动力通过离合器24、倒挡主动轮81、中间齿轮17、倒挡从动齿轮16传递到动力输出轴3上，使车辆倒车行驶。

换挡轴设置在动力输出轴内，在从动轮内设有单向离合器和离合器，动力输出轴内设有换挡轴，换挡轴的一端固定有活塞，活塞的外侧腔室为用于控制换挡的第三油压腔；每个从动轮内设有单向离合器和离合器，离合器可由第三油压腔的油压控制处于结合状态，从动轮通过离合器带动动力输出轴转动。从动轮内的单向离合器装在动力输出轴上，离合器位于单向离合器的外侧；从动轮内还设有离合器油腔和离合器活塞，离合器油腔可与第三油压腔相连通，离合器活塞可由油压驱动，使离合器处于结合状态。工作过程同上的换挡轴在动力输入轴内的示例。

本实施例提供的挡位重叠的变速装置每个主动轮内设有单向离合器和离合器，动力输入轴通过离合器驱动主动轮的工作端转动，随着换挡轴的移动，第一油压腔内的油压控制相应挡位的离合器结合，实现换挡，行车升挡时，变速箱内各个挡位的离合器逐一结合，已经结合的低挡位离合器不用分离，逐一升挡，降挡时先前结合的离合器从高到低逐一分离，离合器在升挡时，不存在把已结合的低速挡离合器分开的程序，离合器降挡时，只需从高挡位逐一断开离合器实现降挡。本发明换挡时只有一个执行元件及一个离合器工作，换挡程序简单平顺，不会发生换挡干涉问题，并且能够有效提高换挡速度。

实施例11

如图26所示，本实施例提供的挡位重叠的变速装置包括动力输入轴1、动力输出轴3，动力输入轴1上装有至少七个主动轮21，每个主动轮21与一个挡位相对应，动力输出轴3上相应装有至少七个从动轮22，每个从动轮22与一个挡位对应。本实施例中，参见图26，设有7个主动轮21、7个从动轮22。该动力输入轴1上设有第一挡主动轮21、第二挡主动轮21，第三挡主动轮21、第四挡主动轮21、第五挡主动轮21、第六挡主动轮21和第七挡主动轮21。该动力输出轴3设有第一挡从动轮22、第二挡从动轮22、第三挡从动轮22、第四挡从动轮22、第五挡从动轮22、第六挡从动轮22和第七挡从动轮22。每个从动轮22外侧设有离合器24和超越离合器23，离合器24由换挡油压控制，动力输出轴3通过离合器24和超越离合器23驱动从动轮22的工作端转动，从动轮22的工作端与动力输入轴1上的主动轮21啮合。

如图26所示，本实施例提供的挡位重叠的变速装置每个从动轮侧设有超越离合器23和离合器24，离合器24为液控摩擦片式离合器或手动变速箱同步器式离合器，超越离合器23为楔块式单向轴承、超速离合器或单向阻尼器。

如图26所示，本实施例提供的挡位重叠的变速装置的动力输出轴3上设有共毂离合装置，共毂离合装置内装有第一挡离合器24和第二挡离合器24，且第一挡离合器与第二挡离合器间设有第一挡发动机制动离合器25，第一挡离合器24内连接第一挡超越离合器23，第一挡超越离合器23内连接第一挡从动轮22，第二挡离合器24内连接第二挡超越离合器23，第二挡超越离合器23内连接第二挡从动轮22。

动力输出轴3设有共毂离合装置，该共毂离合装置内装有第三挡超越离合器23和第四挡超越离合器23，第三挡超越离合器23内连接第三挡离合器24，第三挡发动机制动离合器25与第三挡超越离合器23、第三挡离合器24并联后，与第三挡从动轮22连接，第四挡超越离合器23内连接第四挡离合器24，第四挡离合器24内连接第四挡从动轮22。

动力输出轴3上设有第五挡离合器24，该第五挡离合器24内连接第五挡超越离合器23，第五挡超越离合器23外连接第五挡从动轮22。动力输出轴3上设有第六挡离合器24，第六挡离合器24外侧连接第六挡超越离合器23，第六挡超越离合器23外侧连接第六挡从动轮22。

动力输出轴3上设有第七挡超越离合器23，该第七挡超越离合器23外侧连接第七挡离合器24，该第七挡离合器24外侧连接有第七挡从动轮22。

如图26所示，本实施例提供的挡位重叠的变速装置工作时，当哪个挡位的离合器24结合哪个挡位就把来自动力输入轴1的扭力通过本挡位主动轮21、从动轮22、离合器24和超越离合器23传递到动力输出轴3上。挂入前进挡时，由单独的液控换挡单元从第一挡离合器24，第二挡离合器24，第三挡离合器24，第四挡离合器24，第五挡离合器24，第六挡离合器24到第七挡离合器24逐一叠加提供离合器接合油压进行升挡，从高挡到低挡依次断开离合器接合油压实现降挡。或一至七挡同时提供油压通过改变供油压力实现升挡和降挡，由于没有挡位干涉，多个挡位可同时工作，起步时在一定的离合器起步压力时，所有挡位压力一致时低挡主动轮21和从动轮22的驱动力矩大先结合工作，高挡主动轮21和从动轮22的驱动力矩小进行摩擦结合驱动。当车速逐渐升高时，汽车的驱动力矩逐渐减小，高挡位逐渐从摩擦驱动转为结合驱动。多挡位同时接合时，高挡位传递扭力，低挡位虽然结合但通过超越离合器进行超越工作，不传递扭力。第一挡发动机制动器25与第三挡发动机制动器25主要用于控制发动机制动，根据实际需要加装在所需挡位。为了延长变速箱使用寿命，变速箱最高挡不加超越离合器。

另一种挡位叠加式多级自动变速器，每个主动轮21外侧设有离合器24和超越离合器23，离合器24由换挡油压控制，动力输入轴1通过离合器24和超越离合器23驱动主动轮21的工作端转动，主动轮21的工作端与动力输出轴3上的从动轮22啮合。其中，该第一挡主动轮21与该第二挡主动轮21为共离合器式连接；该第三挡主动轮21与该第四挡主动轮21为共超越离合器式连接；该第五挡主动轮21、该第六挡主动轮21分别与动力输入轴1通过离合器连轴传递式连接，第七挡从动轮22与动力输入轴1通过超越离合器23连轴传递式连接。在挡位过多或横置式发动机时，为了缩短变速箱长度，采用动力输入轴或动力输出轴分段驱动式，动力输入轴分段式，为实施例二中的动力输入轴分成两段并联在动力输出轴来传递扭矩。动力输出轴分段式，为实施例一中的动力输出轴分成两段并联在动力输入轴来传递扭矩。

综上所述，本发明提供的挡位重叠的变速装置可应用于汽车、摩托车、电动车、轮船、军事、工程、机械、电力、航空、机床、发电、工业、农业、等机械传动变速箱和齿轮箱变速、变扭传动技术领域，尤其涉及的是一种挡位重叠式多级自动变速器。本发明的挡位重叠的变速装置，在工作传递扭矩时没有挡位干涉，各挡间干涉摩擦小，挡位可以重叠，在起步和升挡时，多个离合器可同时工作使起步和换挡平稳同时增大传递扭矩，升挡时不需要把已接合的低速挡离合器分开，降挡时，只需从高挡位到低挡位逐一断开离合器实现降挡，换挡程序简单多样；换挡平顺快捷，输出扭矩大，滑行快，换挡速度快，节油环保。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此所有等同的技术方案也属于本发明的保护范畴。

Claims (39)

1.一种挡位重叠的变速装置，其特征在于：包括动力输入轴、动力输出轴，动力输入轴上装有多个主动轮，每个主动轮与一个挡位相对应，动力输出轴上相应装有多个从动轮，每个从动轮与一个挡位对应；

动力输入轴内设有换挡轴，换挡轴的一端固定有活塞，活塞的外侧为用于控制换挡的第一油压腔；每个主动轮内设有单向离合器和离合器，离合器可由第一油压腔的油压控制处于结合状态，动力输入轴通过离合器驱动主动轮的工作端转动，主动轮的工作端与动力输出轴上的从动轮啮合；

起步和升挡时，多个挡位离合器可同时工作使起步和换挡平稳同时增大传递扭矩；所述离合器逐一叠加提供离合器接合油压进行升挡；

车速逐渐升高时，汽车的驱动力矩逐渐减小，高挡位逐渐从摩擦驱动转为接合驱动；

多挡位同时接合时，高挡位完全接合为主动传递扭力时，低挡位虽然接合但通过单向离合器进行超越工作，不传递扭力；

从高挡到低挡依次断开离合器接合油压实现降挡；

一至多挡同时提供油压通过改变供油压力实现起步升挡和降挡；一个挡位接合多个挡位协助推动齿轮工作。

2.如权利要求1所述的挡位重叠的变速装置，其特征在于：单向离合器装在动力输入轴上，离合器位于单向离合器的外侧；主动轮内设有离合器油腔和离合器活塞，离合器油腔可与第一油压腔相连通，离合器活塞可由油压驱动，使离合器处于结合状态。

3.一种挡位重叠的变速装置，其特征在于：包括动力输入轴、动力输出轴，动力输入轴上装有多个主动轮，每个主动轮与一个挡位相对应，动力输出轴上相应装有多个从动轮，每个从动轮与一个挡位对应， 动力输出轴内设有换挡轴，换挡轴的一端固定有活塞，活塞的外侧腔室为用于控制换挡的第三油压腔；每个从动轮内设有单向离合器和离合器，离合器可由第三油压腔的油压控制处于结合状态，从动轮通过离合器带动动力输出轴转动；

起步和升挡时，多个挡位离合器可同时工作使起步和换挡平稳同时增大传递扭矩；所述离合器逐一叠加提供离合器接合油压进行升挡；车速逐渐升高时，汽车的驱动力矩逐渐减小，高挡位逐渐从摩擦驱动转为接合驱动；

多挡位同时接合时，高挡位完全接合为主动传递扭力时，低挡位虽然接合但通过单向离合器进行超越工作，不传递扭力；

从高挡到低挡依次断开离合器接合油压实现降挡；

一至多挡同时提供油压通过改变供油压力实现起步升挡和降挡；一个挡位接合多个挡位协助推动齿轮工作。

4.如权利要求3所述的挡位重叠的变速装置，其特征在于：从动轮内的单向离合器装在动力输出轴上，离合器位于单向离合器的外侧；从动轮内还设有离合器油腔和离合器活塞，离合器油腔可与第三油压腔相连通，离合器活塞可由油压驱动，使离合器处于结合状态。

5.一种挡位重叠的变速装置，包括动力输入轴、动力输出轴，动力输入轴上装有至少七个主动轮，每个主动轮与一个挡位相对应，动力输出轴上相应装有至少七个从动轮，每个从动轮与一个挡位对应, 该动力输入轴上设有第一挡主动轮、第二挡主动轮，第三挡主动轮、第四挡主动轮、第五挡主动轮、第六挡主动轮和第七挡主动轮，该动力输出轴设有第一挡从动轮、第二挡从动轮、第三挡从动轮、第四挡从动轮、第五挡从动轮、第六挡从动轮和第七挡从动轮，其特征在于：每个从动轮或主动轮外侧设有离合器和超越离合器，离合器由换挡油压控制，动力输出轴通过离合器和超越离合器驱动从动轮的工作端转动，从动轮的工作端与动力输入轴上的主动轮啮合，或动力输入轴通过离合器和超越离合器驱动主动轮的工作端转动，主动轮的工作端与动力输出轴上的从动轮啮合；

起步和升挡时，多个挡位离合器可同时工作使起步和换挡平稳同时增大传递扭矩；所述离合器逐一叠加提供离合器接合油压进行升挡；车速逐渐升高时，汽车的驱动力矩逐渐减小，高挡位逐渐从摩擦驱动转为接合驱动；

多挡位同时接合时，高挡位完全接合为主动传递扭力时，低挡位虽然接合但通过超越离合器进行超越工作，不传递扭力；

从高挡到低挡依次断开离合器接合油压实现降挡；

一至多挡同时提供油压通过改变供油压力实现起步升挡和降挡；一个挡位接合多个挡位协助推动齿轮工作。

6.如权利要求5所述的挡位重叠的变速装置，其特征在于：每个从动轮外侧设有离合器和超越离合器，离合器由换挡油压控制，动力输出轴通过离合器和超越离合器驱动从动轮的工作端转动，从动轮的工作端与动力输入轴上的主动轮啮合，其中，该第一挡从动轮与该第二挡从动轮为共离合器式连接；该第三挡从动轮与该第四挡从动轮为共超越离合器式连接；该第五挡从动轮、该第六挡从动轮分别与动力输出轴通过离合器连轴传递式连接，该第七挡从动轮与动力输出轴通过超越离合器连轴传递式连接。

7.如权利要求5所述的挡位重叠的变速装置，其特征在于：每个主动轮外侧设有离合器和超越离合器，离合器由换挡油压控制，动力输入轴通过离合器和超越离合器驱动主动轮的工作端转动，主动轮的工作端与动力输出轴上的从动轮啮合，其中，该第一挡主动轮与该第二挡主动轮为共离合器式连接；该第三挡主动轮与该第四挡主动轮为共超越离合器式连接；该第五挡主动轮、该第六挡主动轮分别与动力输入轴通过离合器连轴传递式连接，该第七挡从动轮与动力输入轴通过超越离合器连轴传递式连接。

8.一种挡位重叠的变速装置，其特征在于，包括：动力输入轴、动力输出轴和多个并联传动的变速单元，所述动力输入轴、多个变速单元、所述动力输出轴依序串联传动；

所述变速单元包括传动装置、离合器和超越离合器，所述传动装置包括主动轮和从动轮；

所述传动装置与所述离合器、所述超越离合器按任意顺序串联传动；

起步和升挡时，多个挡位离合器可同时工作使起步和换挡平稳同时增大传递扭矩；所述离合器逐一叠加进行升挡；车速逐渐升高时，汽车的驱动力矩逐渐减小，高挡位逐渐从摩擦驱动转为接合驱动；

多挡位同时接合时，高挡位完全接合为主动传递扭力时，低挡位虽然接合但通过单向离合器进行超越工作，不传递扭力；

降挡时先前结合的离合器从高到低逐一分离；

一个挡位接合多个挡位协助推动齿轮工作。

9.如权利要求8所述的挡位重叠的变速装置，其特征在于，所述传动装置、所述离合器和所述超越离合器依序串联传动。

10.如权利要求8所述的挡位重叠的变速装置，其特征在于，所述离合器、所述传动装置和所述超越离合器依序串联传动。

11.如权利要求8所述的挡位重叠的变速装置，其特征在于，所述传动装置、所述超越离合器和所述离合器依序串联传动。

12.如权利要求8所述的挡位重叠的变速装置，其特征在于，所述超越离合器、所述传动装置和所述离合器依序串联传动。

13.如权利要求8所述的挡位重叠的变速装置，其特征在于，所述离合器、所述超越离合器和所述传动装置依序串联传动。

14.如权利要求8所述的挡位重叠的变速装置，其特征在于，所述超越离合器、所述离合器和所述传动装置依序串联传动。

15.如权利要求8所述的挡位重叠的变速装置，其特征在于，所述多个并联传动的变速单元相同或不同。

16.如权利要求8所述的挡位重叠的变速装置，其特征在于，所述多个并联传动的变速单元中任意两个或多个变速单元共用一个离合器。

17.如权利要求8-16任意一项所述的挡位重叠的变速装置，其特征在于，所述变速单元还包括发动机制动离合器，所述发动机制动离合器与所述超越离合器和/或离合器并联控制发动机制动。

18.如权利要求8-16任意一项所述的挡位重叠的变速装置，其特征在于，还包括将所述动力输入轴上的动力传输至所述动力输出轴上的高速传动单元，所述高速传动单元包括传动装置和离合器；

所述传动装置与所述离合器串联传动。

19.如权利要求8-16任意一项所述的挡位重叠的变速装置，其特征在于，所述相邻的多个变速单元之间采用共毂离合装置传动。

20.如权利要求19所述的挡位重叠的变速装置，其特征在于，所述共毂离合装置设置在动力输入轴或动力输出轴上。

21.如权利要求19所述的挡位重叠的变速装置，其特征在于，至少相邻两挡离合器和/或所述超越离合器共毂。

22.如权利要求8-16、20、21任意一项所述的挡位重叠的变速装置，其特征在于，还包括制动器，所述制动器设置在动力输出轴上或动力输出轴与差速器之间。

23.如权利要求8-16、20、21任意一项所述的挡位重叠的变速装置，其特征在于，所述动力输入轴和/或动力输出轴分段并联设置。

24.如权利要求23所述的挡位重叠的变速装置，其特征在于，所述动力输入轴分段与所述动力输出轴并联传输扭矩；或

所述动力输出轴分段设置与所述动力输入轴并联传递扭矩。

25.如权利要求23所述的挡位重叠的变速装置，其特征在于，所述多个变速单元的离合器同时控制分离与接合；或，

分段控制分离与接合。

26.如权利要求24所述的挡位重叠的变速装置，其特征在于，所述多个变速单元的离合器为摩擦离合器、嵌入离合器、空气柔性离合器、电磁离合器、磁粉离合器、扭矩离合器，离心离合器中的任意一种。

27.如权利要求24所述的挡位重叠的变速装置，其特征在于，所述多个变速单元的离合器采用以下方式接合；

从低挡到高挡离合器叠加接合方式；或，

从低挡到高挡离合器单独接合方式；或

从低挡到高挡离合器分段逐渐接合方式；或，

从低挡到高挡离合器同时逐渐接合方式。

28.如权利要求24所述的挡位重叠的变速装置，其特征在于，所述多个变速单元的离合器采用以下顺序分离；

从高挡到低挡离合器逐挡分离方式；或，

从高挡到低挡离合器分段逐渐分离方式；或，

从高挡到低挡离合器同时逐渐分离方式。

29.如权利要求19所述的挡位重叠的变速装置，其特征在于，

所述共毂离合装置内每个变速单元的离合器共用一个驱动原件控制分离与结合；或，

所述共毂离合装置内每个变速单元的离合器采用单独的驱动原件控制分离与结合。

30.如权利要求19所述的挡位重叠的变速装置，其特征在于，所述共毂离合装置内的离合器分段并联设置;

每个段离合器采用单独的驱动原件控制分离与结合；或，

每个段离合器共用一个驱动原件控制分离与结合。

31.如权利要求8所述的挡位重叠的变速装置，其特征在于，所述动力输出轴上还设置有发电与驱动转换电机，所述发电与驱动转换电机与蓄电池电连接；

所述发电与驱动转换电机用于在所述变速装置制动时启动收集能量并转换成电能保存在蓄电池中；

所述发电与驱动转换电机用于在所述变速装置倒挡启动将蓄电池中的电能转换成机械能为动力输出轴提供驱动力。

32.如权利要求8所述的挡位重叠的变速装置，其特征在于，所述变速单元中的传动装置传采用刚性传动或扰性传动。

33.如权利要求24所述的挡位重叠的变速装置，其特征在于，所述多个变速单元的超越离合器为定向器、单向离合器、单向轴承或逆止器等中的任意一种。

34.如权利要求17所述的挡位重叠的变速装置，其特征在于，还包括制动器，所述制动器设置在动力输出轴上或动力输出轴与差速器之间。

35.如权利要求17所述的挡位重叠的变速装置，其特征在于，所述动力输入轴和/或动力输出轴分段并联设置。

36.如权利要求18所述的挡位重叠的变速装置，其特征在于，还包括制动器，所述制动器设置在动力输出轴上或动力输出轴与差速器之间。

37.如权利要求18所述的挡位重叠的变速装置，其特征在于，所述动力输入轴和/或动力输出轴分段并联设置。

38.如权利要求19所述的挡位重叠的变速装置，其特征在于，还包括制动器，所述制动器设置在动力输出轴上或动力输出轴与差速器之间。

39.如权利要求19所述的挡位重叠的变速装置，其特征在于，所述动力输入轴和/或动力输出轴分段并联设置。