發(fā)動機接收動力。此外，車輪103和104的與車軸134的旋轉(zhuǎn)相伴隨的旋轉(zhuǎn)以及軸133的設置在斷開150的前部的部分(如圖1中由箭頭指示的)不影響傳動系統(tǒng)的其余部分的旋轉(zhuǎn)。具體而言，由于斷開150將位于斷開的前部和后部的軸133的兩個部分分離，因此兩個長度的旋轉(zhuǎn)因其分離(分開)而彼此不影響。如果提供多個斷開150，其中，一個斷開在傳遞外殼140中或在軸133處，而另一個斷開在車輪103處，又另一個斷開在車輪104處，則前車軸134和軸133的一部分或全部可以在該斷開分開它們的輸入部件時停止旋轉(zhuǎn)。因此，前差動器122還可以在斷開分開車輪103和104和車軸134之間旋轉(zhuǎn)時停止旋轉(zhuǎn)。這樣，可以減少燃料消耗，因為車輪103和104可以自由旋轉(zhuǎn)而沒有增加的車軸134的旋轉(zhuǎn)慣性(慣性運動)和差動器122的摩擦阻力。
[0038]在動力被提供至全部四個車輪的4WD模式期間，輸入命令可以導致斷開150嚙合軸133的兩個長度之間的固定旋轉(zhuǎn)，由此提供動力至全部的軸133以及車軸134。在當前的示例中，固定旋轉(zhuǎn)可以通過一組齒輪和/或花鍵軸之間的嚙合(其允許軸在斷開150的任一端部作為實質(zhì)上單個的單元旋轉(zhuǎn))導致。在此操作模式期間，來自發(fā)動機110的動力可以基本上等同地(或者，在其它實施方式中，不等同地)傳遞至車輪101、102、103和104。注意的是，在添加、改變和/或去除部件而同時仍然依照本發(fā)明的范圍的情況下，其它驅(qū)動模式是可行的。
[0039]另外，動力系統(tǒng)100可以包括位于一個或多個車輪端處的電磁脈沖斷開160以將單個車輪與相應的車軸(例如，前車軸134和/或后車軸132)嚙合和分開。這種類型的斷開可以在此被稱為車輪端斷開。電磁脈沖斷開160可以可替換地位于前車軸134和后車軸132中的一個或者二者上。此外，電磁脈沖斷開160可以位于前差動器122和/或后差動器121的任一側(cè)上。例如，在一個實施方式中，可以有在前車軸134上位于前差動器122的每一側(cè)(例如，兩側(cè))上的電磁脈沖斷開160。另外，或者可替換地，可以有沿著后車軸132位于后差動器121的每一側(cè)(例如，兩側(cè))上的電磁脈沖斷開160。通過這種方式，車輛動力系統(tǒng)100可以包括雙斷開差動系統(tǒng)。沿著前車軸或者后車軸位于前差動器或者后差動器附近的這種類型斷開可以在此被稱為中心斷開，如下面參照圖12-16進一步描述的。下面描述的電磁脈沖斷開可以被用于圖1所示的電磁脈沖斷開160的一個或多個位置。
[0040]如前面提到的，一些斷開可以通過轉(zhuǎn)自發(fā)動機諸如圖1的發(fā)動機110的真空而運轉(zhuǎn)。然而，在此發(fā)明人已經(jīng)認識到，真空會不易獲得或者真空動力會不希望地波動，由此導致降低的斷開控制。因此，替換的動力源可以被利用來提供更簡單并且更小型的斷開方案。因而，在此發(fā)明人提出了通過向斷開組件上的電磁線圈脈沖電力驅(qū)動的電磁脈沖斷開組件。電力可以被恒定地保持(沒有波動)并且可以不需要遍及車輛的運轉(zhuǎn)真空線路，由此提高了電力的可靠性而超過真空動力。首先，將給出對于提出的電磁脈沖斷開的各個部件的描述，然后是對于包括示例控制方案的斷開的操作的描述。
[0041]圖2和圖3使出電磁脈沖斷開(EMPD)組件200的組裝視圖，其在本申請中可以稱為斷開200，圖4示出EMPD組件200的分解視圖。更具體地，圖2使出沿著圖3的組裝視圖的線A-A取得的斷開200的橫截面組裝視圖。因而，圖2示出斷開200的部件的內(nèi)部視圖，而圖3示出斷開200的部件的外部視圖。斷開200的內(nèi)部部件可以被額外的部件圍繞，并且因此可能在圖3的外部視圖中不可見。并且，斷開200的一些內(nèi)部部件可能只能在圖4的分解視圖中被看見。
[0042]斷開200包括一般內(nèi)部中空的環(huán)形形狀，用于能夠在兩個旋轉(zhuǎn)部件之間聯(lián)接。具體來講，斷開200可以提供車輛的兩個軸之間的聯(lián)接，如前面所提到的。此外，這兩個軸之一可以被運轉(zhuǎn)而另一個不被運轉(zhuǎn)，因而這兩個軸之間的聯(lián)接能夠?qū)崿F(xiàn)動力傳遞和同步旋轉(zhuǎn)。這兩個旋轉(zhuǎn)部件(比如軸)可以包含齒輪齒或齒條以便與斷開220的離合器環(huán)230咬合。如圖2和圖4中所見，離合器環(huán)230可以包含一系列齒輪齒233，其包圍離合器環(huán)230的內(nèi)部(例如，內(nèi)壁)表面。例如，如圖2中所示，離合器環(huán)230包括兩行分離的齒輪齒，它們由在離合器環(huán)230的內(nèi)表面周圍不包括齒輪齒的環(huán)部分分離。此外，如圖2中所示，靠近受阻轉(zhuǎn)換彈簧2408的第一組齒輪齒在軸向方向有比第二組齒輪齒更大的寬度，該第二組齒輪齒比第一組齒輪齒位于距離受阻轉(zhuǎn)換彈簧2408更遠的位置，如箭頭203所示。下面參照圖5進一步討論受阻轉(zhuǎn)換彈簧2408。
[0043]由于這兩個軸位于中空的斷開200內(nèi)部，離合器環(huán)230可以在軸向方向來回移動，如箭頭203所示，以嚙合或分開這兩個軸。該軸向方向可以平行于斷開200的中軸215。從這個意義上講，嚙合這兩個軸可以包括離合器環(huán)230同時與兩個軸的齒輪齒咬合，從而有效地創(chuàng)建這兩個軸之間的基本嚴密的連接，這樣動力和旋轉(zhuǎn)可以在這兩個軸之間傳遞(例如，完全傳遞)。相反，分開這兩個軸可以包括離合器環(huán)230只與一個軸的齒輪齒咬合，從而保持這兩個軸之間的分離(例如，不聯(lián)接)并允許這兩個軸獨立旋轉(zhuǎn)。舉個例子，如上所述，離合器環(huán)230的第一組齒輪齒可以與這兩個軸中的一個軸嚙合，而離合器環(huán)230的第二組齒輪齒與這兩個軸的另一個嚙合。當從4x2位置轉(zhuǎn)移到4x4位置時，離合器換230在正性軸向方向上移動，如箭頭203所示。
[0044]在本申請中，如圖2-3中的箭頭203所示的軸向方向上(例如，在中州215的方向上)的平移運動可以稱為軸向方向或正性軸向方向，否則負向方向上的平移運動可以稱為負性軸向方向。此外，該負性軸向方向可以是第一方向，而正性軸向方向可以是第二方向。最后，關(guān)于軸向方向或中軸215的旋轉(zhuǎn)也可以依賴于方向或旋轉(zhuǎn)稱為順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)。由于斷開200及其各個部件包括一般圓環(huán)形狀，一些部件可以關(guān)于它們的中軸旋轉(zhuǎn)，該中軸可以與軸向方向共線。
[0045]EMI3D組件200的各個部件可以包含在殼體(圖2_3中未示出)中。例如，斷開200的殼體可以完全圍繞并抱住斷開200的部件。因而，該斷開殼體可以提供對外來雜質(zhì)(比如來自與斷開200的移動部分接觸的油脂、灰塵和油)的至少部分保護。該殼體可以包括多個安裝用法蘭，用于將斷開200固定在固定車輛部件。斷開殼體的實施方式在圖17-24中示出，如下將進一步描述的。
[0046]斷開200還包括電磁線圈220、線圈回位彈簧2418、包括電樞2406和凸輪2404的電樞凸輪組件2405、轉(zhuǎn)換器2416、受阻轉(zhuǎn)換彈簧2408、鎖閉環(huán)外殼263 (本申請中也稱為載體)和包括鎖閉環(huán)260、鎖閉凸輪環(huán)261和鎖閉導向環(huán)271的鎖閉裝置。該鎖閉凸輪環(huán)261和鎖閉導向環(huán)271在圖4中示出而沒在圖2-3中示出。電磁線圈220觸發(fā)斷開200的動作和離合器環(huán)230的運動，如下面進一步描述的。線圈220包括在軸向方向相對的平面的接觸表面，用于接觸電樞2406。線圈220還包括接觸組件330，其提供斷開200的控制器2414的線圈220和印刷電路板(PCB)207之間的電連接。該接觸組件303聯(lián)接到線圈220的一偵牝與面對斷開200的剩余部件的一側(cè)正好相對。
[0047]包括PCB 207的控制器2414 (如圖4中所見)包括接合到PCB 207的幾個電設備211。電設備211可以是微處理器和用于執(zhí)行針對各種任務的存儲的指令(存儲在微處理器的存儲器上)的其它部件?？刂破?414在本申請中可以稱為斷開控制器。如下面將參照圖10-11進一步描述的，該控制器可以從斷開200外部的設備，比如車輛控制器和位置傳感器208 (在圖2-4中隱藏，但是可以在圖19和20中看見，如下進一步描述的)，接收諸如轉(zhuǎn)換命令(例如，4x2或4x4命令)的各種信號。然后，控制器2414可以處理接收到的信號并向斷開部件的各個執(zhí)行器發(fā)送信號，比如令線圈220 (例如，通過激勵該線圈)將離合器環(huán)230移動到嚙合的(例如，4x4位置)或分開的(4x2位置)位置。因而，控制器2414與斷開200的各個傳感器和執(zhí)行器結(jié)合執(zhí)行其存儲器中存儲的指令。
[0048]此外，多個螺釘210可以將PCB 207固定在鎖閉凸輪環(huán)261的外表面上。位置傳感器208聯(lián)接到PCB 207的底部表面(圖4中隱藏)，并且如圖19和20中所見以及下面進一步描述的，放射狀地向內(nèi)延伸穿過鎖閉凸輪環(huán)261的上表面中的開口。因而，位置傳感器208與集成到鎖閉環(huán)殼體263中的兩個磁鐵212連接。具體來講，這兩個磁鐵212可以包括在第一導向凸的頂部(相對于斷開200被安裝到車輛傳動裝置上時車輛位于的地面)、外部表面上。如圖2中所示，這兩個磁鐵212可以嵌入到鎖閉環(huán)殼體263中，并且在該鎖閉環(huán)殼體263的寬度上相互間隔一定距離。鎖閉環(huán)殼體263包括圍繞在鎖閉環(huán)殼體263的外周分布的三個導向凸213(如圖4中所見)。這三個導向凸213的每一個從該鎖閉環(huán)殼體263的外表面以輻射狀方向(輻射方向垂直于軸向方向)向外延伸，并且在軸向方向上延伸穿過鎖閉環(huán)殼體263的寬度。這三個導向凸213輔助在平移(例如，軸向)運動中保持鎖閉環(huán)殼體263在中心。這樣，最上面的導向凸中的磁鐵212可以保持在同一個圓周上與PCB207上的位置傳感器208對齊。例如，這三個導向凸213與鎖閉凸輪環(huán)261的內(nèi)表面中的相應凹槽(例如，開口)259(如圖4中所見)連接。在其它實施方式中，鎖閉環(huán)殼體263可以包括多于或少于三個導向凸213和/或多于或少于兩個磁鐵212。如下面進一步描述的，鎖閉環(huán)殼體263和斷開200的當前轉(zhuǎn)換位置的軸向?qū)R可以根據(jù)位置傳感器208是否軸向?qū)R并因此感應磁鐵212來確定。
[0049]電樞凸輪組件2405包括電樞2406，其直接聯(lián)接到(例如，接合到)凸輪2404，無需任何額外的中間部件分開該電樞2406和凸輪2404。舉個例子，電樞2406和凸輪2404可以構(gòu)成一片。電樞2406是放置得非?？拷潭?例如，不可旋轉(zhuǎn)的，或旋轉(zhuǎn)共固定，圍繞中軸215)線圈220的扁平金屬盤(例如，薄的、中心有孔的類似扁平金屬環(huán)的盤片)。例如，當線圈220沒有被激勵時，電樞2406和線圈220被氣隙408隔離開，如圖2和3中所示。線圈回位彈簧2418也可以貼近線圈220，并且可以環(huán)繞其一部分。例如，如圖3中所示，線圈220包括具有較大直徑部分和較小直徑部分的階梯形輪廓，線圈回位彈簧2418與內(nèi)壁相對放置，軸向面對較大直徑部分的表面并且環(huán)繞較小直徑部分的外表面。如下面參照圖5-7進一步描述的，當線圈220被激勵時，線圈220被吸附到金屬電樞2406。
[0050]如圖3和4中所見，凸輪2404包括圍繞凸輪2404的周圍放置的一系列雙向斜道。每個雙向斜道包括貼近電樞2406的尖端307。此外，這一系列雙向斜道包括放置在兩個相鄰(例如，連續(xù)的)尖端307之間的底部309。因而，雙向斜道的每個斜道部分在尖端307和底部309之間延伸。
[0051]轉(zhuǎn)換器2416被放置在鄰近凸輪2404的位置。轉(zhuǎn)換器2416包括導向部分2415和支持架部分2417。導向部分2415在軸向方向比支持架部分2417更靠近凸輪2404。導向部分2415包括從轉(zhuǎn)換器2416的外表面向外輻射狀延伸的突起的表面輪廓。凸起的輪廓包括圍繞轉(zhuǎn)換器2416周圍放置的一系列導向。更具體地，每個導向從凸起輪廓的基底部分向凸輪2404軸向地延伸，該基底部分圍繞轉(zhuǎn)換器2416周圍延伸。這些導向圍繞著轉(zhuǎn)換器2416的周圍相互間隔一定距離放置，從而在基底部分產(chǎn)生扁平的和平面的低點，在每個導向的頂點產(chǎn)生扁平的和平面的高點。導向部分2415的每個導向與凸輪2404的一個尖端307和相應斜道連接。并且，兩個相鄰導向之間的基底部分的每一部分與凸輪2404的一個基底308連接。凸輪2404的尖端307的數(shù)量等于轉(zhuǎn)換器2416的導向部分2415的導向數(shù)量。如圖3中所示，在斷開200處于4x2位置時，導向部分2415的導向可以被定型為(例如，用尖端和成角度的側(cè)面)適合于凸輪2404的尖端307中，下面將參照圖5進一步解釋。
[0052]轉(zhuǎn)換器2416的支持架部分2417包括圍繞支持架部分2417的周圍放置的多個外部花鍵(例如，梳指)403和支柱405，它們從轉(zhuǎn)換器2416的中心部分在與導向部分2415的導向延伸方向相反的方向上延伸。支柱405和外部花鍵403聯(lián)接到支持架保持器401 (圖4中示出)。該支持架保持器401將離合器環(huán)230固定在支持架部分2417中。更具體地，支柱405插入到支持架保持器401中的相應小孔407中，而外部花鍵303插入并咬合到支持架保持器401中的相應小孔409中，以便將支持架保持器401固定在與轉(zhuǎn)換器2416相對的空間中。
[0053]支持架部分2417還包括排列在該支持架2417的內(nèi)表面和圍繞轉(zhuǎn)換器2416的周圍的多個內(nèi)部花鍵2419。每個內(nèi)部花鍵2419接合到包括支柱405之一的相應支柱體。每個內(nèi)部花鍵2419與圍繞離合器環(huán)230的外表面(或，沿著外直徑)放置的多個花鍵開孔231之一連接。因而，離合器環(huán)230通過花鍵開孔231和花鍵2419之間的配對嚙合固定到轉(zhuǎn)換器2416的支持架部分2417。因而，內(nèi)部花鍵2419向離合器環(huán)230傳遞扭矩。換種說法，轉(zhuǎn)換器2416和離合器環(huán)230被相互固定到對方上，并且從而像單個單元一樣關(guān)于中軸215共同旋轉(zhuǎn)和平移。通過這種方式，如下面進一步描述的，轉(zhuǎn)換器2416在軸向方向的平移運動得到離合器環(huán)230的協(xié)調(diào)的平移運動，從而在斷開200外部的兩個旋轉(zhuǎn)部件之間提供選擇性嗤合。
[0054]如上所介紹的，斷開200包括鎖閉裝置，包括鎖閉環(huán)260 (其在軸向方向上旋轉(zhuǎn)和平移)、鎖閉凸輪環(huán)261和鎖閉導向環(huán)271。鎖閉環(huán)260包括內(nèi)部中空的一般圓形的、環(huán)形的形狀。鎖閉環(huán)260的外表面(例如，外部周圍)包括多個突起銷2412，它們均勻分布在圍繞鎖閉環(huán)260周圍。換種說法，銷2412是接合到鎖閉環(huán)260的外表半徑表面的銷。在替代實施方式中，銷2412可以不均勻分布在圍繞鎖閉環(huán)260周圍。銷2412從鎖閉環(huán)260的外表面在半徑方向(垂直于軸向方向的半徑方向)上向外延伸。
[0055]如圖2和4中所見，鎖閉環(huán)殼體263包括用于支持鎖閉環(huán)260的階梯形凹槽239。例如，鎖閉環(huán)260的內(nèi)表面復合環(huán)繞階梯形凹槽239的外表面。并且，階梯形凹槽239具有比鎖閉環(huán)殼體264的包括導向凸213的剩余部分更小的直徑。例如，鎖閉環(huán)殼體263允許鎖閉環(huán)260關(guān)于中軸215自由旋轉(zhuǎn)，但是只允許鎖閉環(huán)260在軸向方向上平移(S卩，線性移動)有限的量。
[0056]如圖4中所示，鎖閉裝置還包括固定的鎖閉凸輪環(huán)261 (其提供內(nèi)部軌道)和固定的鎖閉導向環(huán)271 (其提供外部軌道)。鎖閉凸輪環(huán)261和鎖閉導向環(huán)271 (圖4中示出)在外部環(huán)繞上述斷開200的其它部件，比如電樞凸輪組件2405、離合器環(huán)230和轉(zhuǎn)換器2416。因而，鎖閉凸輪環(huán)261和鎖閉導向環(huán)271可以直接位于斷開200的殼體的內(nèi)表面的內(nèi)部。鎖閉凸輪環(huán)261和鎖閉導向環(huán)271被支持在針對斷開200的固定殼體相對固定的位置。也就是說，鎖閉凸輪環(huán)271和鎖閉導向環(huán)271不會關(guān)于中軸215旋轉(zhuǎn)或平移。鎖閉凸輪環(huán)261和鎖閉導向環(huán)271沿著中軸215相互鄰近放置并構(gòu)成圍繞鎖閉凸輪環(huán)261和鎖閉導向環(huán)271的周圍排列的峰谷模式。峰谷構(gòu)成的間隔在本申請中被稱為鎖閉軌道輪廓265