(圖8中示出，下面將進(jìn)一步描述)。更具體地，該鎖閉凸輪環(huán)261包括構(gòu)成不同尺寸的壓痕模式的第一系列齒輪齒，該壓痕從與鎖閉導(dǎo)向環(huán)271連接的鎖閉凸輪環(huán)的第一端延伸到鎖閉凸輪環(huán)261中，其中，第一系列齒輪齒圍繞鎖閉凸輪環(huán)261的周圍。鎖閉導(dǎo)向環(huán)271包括構(gòu)成一致尺寸的壓痕模式的第二系列齒輪齒，該壓痕從與鎖閉凸輪環(huán)261連接的鎖閉導(dǎo)向環(huán)271的第一端延伸到鎖閉導(dǎo)向環(huán)271中。鎖閉環(huán)260的銷2412適合鎖閉導(dǎo)向環(huán)271和鎖閉凸輪環(huán)261之間形成的鎖閉軌道輪廓261，并且被約束為沿著并跟隨該輪廓行進(jìn)，如下參照?qǐng)D8進(jìn)一步描述的。
[0057]斷開(kāi)200還包括適當(dāng)支持?jǐn)嚅_(kāi)200的部件的一個(gè)或多個(gè)保持環(huán)277。另外，斷開(kāi)200包括墊圈301，如圖4中所見(jiàn)，其減少斷開(kāi)200的塑料部件之間的磨損。如上所解釋的，電樞2406包括金屬。但是，斷開(kāi)器200的其它部件，比如轉(zhuǎn)換器2416、凸輪2404和鎖閉環(huán)殼體263可以包括塑料材料。墊圈301被放置在可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)換器2416和靜止的(例如，固定的或不可旋轉(zhuǎn)的)鎖閉環(huán)殼體263之間。因而減少該轉(zhuǎn)換器2416和鎖閉環(huán)殼體263之間的磨損，從而增加斷開(kāi)200的壽命和可靠性。在一些實(shí)施方式中，斷開(kāi)200還可以包括一個(gè)或多個(gè)密封件，用于在斷開(kāi)部件和旋轉(zhuǎn)部件(比如斷開(kāi)200的車軸和殼體)之間提供保護(hù)性密封。因而，可以基本上放置灰塵和其它材料進(jìn)入斷開(kāi)200內(nèi)部或從其漏出。
[0058]如上關(guān)于圖2-4描述的斷開(kāi)包括一系列靜止的和運(yùn)動(dòng)的部件。當(dāng)部件被描述為靜止的時(shí)(例如，在所有方向上都靜止)，意味著它不會(huì)相對(duì)于斷開(kāi)的其它部件和相對(duì)于環(huán)繞斷開(kāi)200的部件的外部殼體運(yùn)動(dòng)。并且，運(yùn)動(dòng)部件可以圍繞斷開(kāi)200的中軸215旋轉(zhuǎn)和/或在正性和/或負(fù)性軸向方向關(guān)于中軸215平移。如上所述，鎖閉凸輪環(huán)261和鎖閉導(dǎo)向環(huán)271是完全靜止的部件，并且不會(huì)在軸向方向平移或關(guān)于中軸215旋轉(zhuǎn)。因而，這些部件是固定的并且可以聯(lián)接到環(huán)繞并包住斷開(kāi)部件的該斷開(kāi)的殼體。線圈220是旋轉(zhuǎn)固定的(例如，不會(huì)關(guān)于中軸215旋轉(zhuǎn))，并且被約束為只在軸向方向移動(dòng)有限的量(例如，剛剛足夠關(guān)閉線圈220和電樞2406之間的氣隙)。轉(zhuǎn)換器2416聯(lián)接到離合器環(huán)230，并且這些部件像一個(gè)單元一樣一起在軸向方向平移并關(guān)于中軸215旋轉(zhuǎn)。作為對(duì)轉(zhuǎn)換器2416的平移運(yùn)動(dòng)的響應(yīng)，鎖閉環(huán)殼體263和鎖閉環(huán)260也在軸向方向(例如，正性和負(fù)性軸向方向)上平移。但是，鎖閉環(huán)殼體263在旋轉(zhuǎn)上是固定的，這樣它不會(huì)圍繞中軸215旋轉(zhuǎn)。鎖閉環(huán)260還可以關(guān)于中軸215旋轉(zhuǎn)，正如其來(lái)回運(yùn)動(dòng)和沿著在鎖閉凸輪環(huán)261的軌道表面和鎖閉導(dǎo)向環(huán)271的軌道表面(在鎖閉凸輪環(huán)和鎖閉導(dǎo)向環(huán)的軌道表面之間形成的鎖閉軌道輪廓265)運(yùn)動(dòng)一樣。電樞2406和凸輪2404像一個(gè)單元一樣(例如，電樞凸輪組件2405)固定在一起，并且因此沿著軸向方向共同旋轉(zhuǎn)和平移。當(dāng)線圈220沒(méi)有被激勵(lì)時(shí)，其不會(huì)被吸附和接合至Ij電樞2406。因此，電樞2406和凸輪2404可以沿著轉(zhuǎn)換器2416關(guān)于中軸215自由旋轉(zhuǎn)。但是，當(dāng)線圈220被激勵(lì)時(shí)，電樞2406被吸附到線圈220并接觸線圈220。因此，電樞2406和凸輪2404減速或停止旋轉(zhuǎn)。下面參照?qǐng)D5-11討論EMPD 200的轉(zhuǎn)換模式的更多細(xì)節(jié)。
[0059]通過(guò)這種方式，EMPD組件200可以將該組件的離合器環(huán)調(diào)整到4x4位置，在該位置中兩個(gè)旋轉(zhuǎn)部件(例如，車輛傳動(dòng)系統(tǒng)的車軸或軸)可旋轉(zhuǎn)地相互聯(lián)接，以及4x2位置，在該位置中，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)部件不可旋轉(zhuǎn)地相互聯(lián)接。圖5-7示出在不同轉(zhuǎn)換位置(例如，分別是4x2、轉(zhuǎn)換的末端和4x4位置)中EMPD 200的橫截面視圖和組裝視圖。圖5_7中示出的EMPD的部件可以與圖2-4中所示以及如上所述的部件是相同的。因而，這些部件有相似的序號(hào)，并且不會(huì)在下面參照?qǐng)D5-7重新介紹。具體來(lái)講，圖5示出斷開(kāi)200在第一 4x2位置(例如，分開(kāi)位置)中的第一組裝視圖501，以及沿著視圖501的A-A部分的第一橫截面組裝視圖503的示意圖500。圖7示出斷開(kāi)200在第二 4x4位置(例如，嚙合位置)中的第二組裝視圖701，以及沿著視圖701的A-A部分的第二橫截面組裝視圖703的示意圖700。圖6示出斷開(kāi)200在第三位置(轉(zhuǎn)換末端(EOS))中的第三組裝視圖601，以及沿著視圖601的A-A部分的第三橫截面組裝視圖603的示意圖600。這些位置可以對(duì)應(yīng)于車輛的轉(zhuǎn)換模式，其中，轉(zhuǎn)換命令可以被發(fā)送給車輛控制器，繼而發(fā)送給斷開(kāi)控制器2414以便相應(yīng)地開(kāi)動(dòng)EMPD組件200。
[0060]在4x2位置中，如圖5中所示，離合器環(huán)230只與一個(gè)旋轉(zhuǎn)部件(未示出)嚙合，而另一個(gè)旋轉(zhuǎn)部件(未示出)被允許獨(dú)立旋轉(zhuǎn)。在4x2位置中，線圈220和電樞2406通過(guò)氣隙408相互分離。另外，轉(zhuǎn)換器2416的導(dǎo)向部分2415的導(dǎo)向與凸輪2404的尖端307相對(duì)(并且連接)放置。并且，轉(zhuǎn)換器2416的導(dǎo)向部分2415的底座部分與凸輪2404的底座309相對(duì)(并且連接)放置。因而，轉(zhuǎn)換器2416和凸輪2404之間的空間可以相對(duì)于4x4位置最小化。因?yàn)檗D(zhuǎn)換器2416被聯(lián)接到離合器環(huán)230，因此轉(zhuǎn)換器2416與離合器環(huán)230 (以及其與之嚙合的旋轉(zhuǎn)部件)一起旋轉(zhuǎn)。另外，分別由于轉(zhuǎn)換器2416和凸輪2404的連接導(dǎo)向和雙向斜道，凸輪2404與轉(zhuǎn)換器2416 —起旋轉(zhuǎn)。
[0061]被命令從4x2轉(zhuǎn)換到4x4模式時(shí)，車輛控制器可以確定連接兩個(gè)旋轉(zhuǎn)部件是否安全。例如，在一些實(shí)施方式中，這兩個(gè)旋轉(zhuǎn)部件可能需要在對(duì)應(yīng)于車輛前進(jìn)或后退的相同方向上旋轉(zhuǎn)。一旦接收到將斷開(kāi)200轉(zhuǎn)換到4x4位置的轉(zhuǎn)換命令，控制器2414通過(guò)接觸組件303 (如上參照?qǐng)D3所述)向電磁線圈220提供電流以便激勵(lì)該線圈220。根據(jù)電磁特性，激勵(lì)線圈220可以創(chuàng)建圍繞該線圈的磁場(chǎng)。因而，線圈220被吸附到電樞2406，它是由適當(dāng)金屬材料組成的，用于與線圈220產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互作用。雖然線圈220在旋轉(zhuǎn)上是固定的，但是電樞2406(和吸附到電樞2406的凸輪2404)與轉(zhuǎn)換器2416和離合器環(huán)230 —起旋轉(zhuǎn)，如上所描述。由于線圈220可以自由地平移有限的量，因此線圈220在正性軸向方向運(yùn)動(dòng)到與電樞2406接觸，有效地關(guān)閉氣隙408并因此在線圈220和電樞2406之間產(chǎn)生摩擦力。因而，電樞2406的旋轉(zhuǎn)可以被減慢或停止。當(dāng)電樞2406和凸輪2404比轉(zhuǎn)換器2416旋轉(zhuǎn)的更慢時(shí)，凸輪2404的雙向斜道產(chǎn)生對(duì)轉(zhuǎn)換器2416的導(dǎo)向的壓力。因此，如視圖702中所示，轉(zhuǎn)換器2416的導(dǎo)向部分沿著凸輪2406的斜道，遠(yuǎn)離尖端并朝向凸輪2406的底座滑動(dòng)。這使得轉(zhuǎn)換器2416在正性軸向方向遠(yuǎn)離凸輪2404運(yùn)動(dòng)(在203處示出)。由于轉(zhuǎn)換器2416被吸附到離合器環(huán)230，這兩個(gè)部件在軸向方向(例如，正性軸向方向)上作為一個(gè)單元一起平移。通過(guò)這種方式，被激勵(lì)的線圈220和電樞2406提供的動(dòng)力可以在正性軸向方向上驅(qū)動(dòng)離合器環(huán)組件并使其與第二旋轉(zhuǎn)部件嚙合。轉(zhuǎn)換器2416的軸向運(yùn)動(dòng)隨后作用于離合器環(huán)230以產(chǎn)生從分開(kāi)到嚙合位置的轉(zhuǎn)換，從而從4x2位置轉(zhuǎn)換到4x4位置。
[0062]如上所述和參照?qǐng)D8進(jìn)一步描述的，斷開(kāi)200包括用于將斷開(kāi)保持在4x4位置而無(wú)需選取220保持被激勵(lì)的鎖閉裝置。例如，在從一個(gè)位置轉(zhuǎn)換到另一個(gè)位置時(shí)只激勵(lì)線圈220是很有利的。但是，如果該鎖閉裝置并沒(méi)有被包括在斷開(kāi)組件中，對(duì)線圈220的斷開(kāi)激勵(lì)可以使得電樞2406和凸輪2404沿著轉(zhuǎn)換器2416自由旋轉(zhuǎn)，并且然后，回位彈簧2410將離合器環(huán)230回復(fù)到4x2位置(通過(guò)在負(fù)性軸向方向平移轉(zhuǎn)換器2416和離合器環(huán)230)。相反，當(dāng)命令4x4位置時(shí)，如上所述的線圈220被激勵(lì)并且離合器環(huán)230轉(zhuǎn)換到4x4位置。除了這一運(yùn)動(dòng)之外，鎖閉裝置保持?jǐn)嚅_(kāi)200處于4x4位置，即使在線圈220被斷開(kāi)激勵(lì)之后。在這種情況中，車輛將保持在4x4模式直到選擇4x2模式。
[0063]當(dāng)被命令從4x2到4x4模式的轉(zhuǎn)換時(shí)，控制器2414再次通過(guò)接觸組件303向電磁線圈220提供電流以激勵(lì)線圈220。因此，轉(zhuǎn)換器2416的導(dǎo)向部分2415的導(dǎo)向在凸輪2404的斜道上進(jìn)一步向上行進(jìn)，直到導(dǎo)向與凸輪2404的雙向斜道的非傾斜底座端(例如，底座309) ο這一位置被稱為轉(zhuǎn)換末端(EOS)位置并在圖6中示出。該額外的行進(jìn)距離使得鎖閉裝置翻轉(zhuǎn)，如下面參照?qǐng)D8進(jìn)一步描述的。一旦鎖閉裝置翻轉(zhuǎn)，可以斷開(kāi)線圈220的激勵(lì)。當(dāng)線圈220從EOS位置斷開(kāi)激勵(lì)時(shí)，線圈220遠(yuǎn)離電樞2406運(yùn)動(dòng)，并且在線圈220和電樞2406之間再次出現(xiàn)氣隙408。然后，電樞2406和凸輪2404可以沿著轉(zhuǎn)換器2416自由運(yùn)動(dòng)，并且回位彈簧2410將離合器環(huán)230回復(fù)到4x2位置。每次線圈220在短暫瞬間或脈沖是被激勵(lì)，車輛驅(qū)動(dòng)模式可以在4x2和4x4位置之間循環(huán)。
[0064]另外，如果離合器環(huán)230由于離合器齒輪齒沒(méi)有對(duì)齊或發(fā)生滾邊二無(wú)法移動(dòng)，則受阻轉(zhuǎn)換彈簧2408轉(zhuǎn)向并允許轉(zhuǎn)換器組件完成所命令的動(dòng)作。當(dāng)齒輪齒對(duì)齊時(shí)或移除滾邊時(shí)，受阻轉(zhuǎn)換彈簧2408會(huì)將離合器環(huán)壓回期望位置。
[0065]如上所述，鎖閉裝置將斷開(kāi)200保持在所選擇的轉(zhuǎn)換位置而無(wú)需電磁線圈保持被激勵(lì)。通過(guò)這種方式，只在從一個(gè)轉(zhuǎn)換位置移動(dòng)到另一個(gè)位置時(shí)才激勵(lì)該線圈?？梢杂迷跀嚅_(kāi)200中的鎖閉裝置的一個(gè)示例在圖8中示出。具體來(lái)講，圖8從斷開(kāi)組件200的頂視圖視角示出了鎖閉軌道輪廓265的示意圖750。該鎖閉軌道輪廓265是在靜態(tài)鎖閉凸輪環(huán)261和靜態(tài)鎖閉導(dǎo)向環(huán)271之間構(gòu)成的。鎖閉裝置還包括平移(在軸向方向)和旋轉(zhuǎn)鎖閉環(huán)260，其包括沿著軌道輪廓(例如，軌道)265行進(jìn)的多個(gè)輻射狀朝向的銷2412。鎖閉環(huán)260的一個(gè)銷2412的行進(jìn)路徑在圖8中示出。鎖閉凸輪環(huán)261和鎖閉導(dǎo)向環(huán)271的軌道表面構(gòu)成在原型鎖閉軌道輪廓265中排列的峰谷模式。如上參照?qǐng)D3-4所介紹的，該鎖閉向?qū)Лh(huán)271包括構(gòu)成一致尺寸的凹槽(例如壓痕)模式的第二系列齒輪齒751，這一系列凹槽的兩個(gè)凹槽752和759在圖8中示出，其延伸到鎖閉導(dǎo)向環(huán)271中。該鎖閉凸輪環(huán)261包括構(gòu)成圍繞淺凹槽(例如，制動(dòng)裝置)的鎖閉凸輪環(huán)261周圍的重復(fù)模式的第一系列齒輪齒753，兩個(gè)淺凹槽754和757在圖8中示出，以及深凹槽(例如，制動(dòng)裝置)，一個(gè)深凹槽755在圖8中示出。該鎖閉軌道輪廓265由一系列凹槽(例如，8中示出的752和759)、淺凹槽(例如，圖8中示出的754)和較深凹槽(例如，圖8中示出的755)以及分隔鎖閉凸輪環(huán)261和鎖閉導(dǎo)向環(huán)271的齒輪齒的空間構(gòu)成。在圖8中只示出了鎖閉凸輪環(huán)261和鎖閉導(dǎo)向環(huán)271的所有凹槽的一部分。
[0066]鎖閉環(huán)260隨著銷2412在軌道265的波峰和波谷上下行進(jìn)而旋轉(zhuǎn)，該軌道的波峰和波谷由鎖閉凸輪環(huán)和鎖閉導(dǎo)向環(huán)的軌道表面(例如，咬合模式)構(gòu)成。沿著該軌道表面的鎖閉凸輪環(huán)261的凹槽包括銷2412可以停在穩(wěn)定位置的淺凹槽754和757。銷2412還可以停在自然就是穩(wěn)定位置的深凹槽755中。當(dāng)斷開(kāi)200的轉(zhuǎn)換裝置如先前描述的轉(zhuǎn)換位置(并且在正性軸向方向運(yùn)動(dòng))時(shí)，鎖閉環(huán)銷2412被壓向鎖閉導(dǎo)向環(huán)271的軌道表面并沿著軌道265的鎖閉導(dǎo)向環(huán)一側(cè)行進(jìn)。銷2412的運(yùn)動(dòng)被鎖閉導(dǎo)向環(huán)271上的制動(dòng)凹槽752和759停止在精確點(diǎn)上。放置第一制動(dòng)凹槽(例如，EOS凹槽)752，也就是鎖閉凹槽導(dǎo)向EOS位置756，這樣當(dāng)完成到4x2模式的轉(zhuǎn)換時(shí)，鎖閉環(huán)銷2412將到達(dá)穩(wěn)定的深凹槽755和鎖閉凹槽4x2位置758。在760處放置第二制動(dòng)凹槽759，通過(guò)這種方式，當(dāng)完成到4x4模式的轉(zhuǎn)換時(shí)，鎖閉環(huán)銷2412將到達(dá)穩(wěn)定的淺凹槽757和鎖閉凹槽4x4位置762。鎖閉環(huán)隨著每次進(jìn)行模式轉(zhuǎn)換時(shí)其在淺凹槽754和757和深凹槽755之間交替而旋轉(zhuǎn)并在一個(gè)方向前進(jìn)。應(yīng)該了解的是，該鎖閉系統(tǒng)可以被反轉(zhuǎn)，這樣深凹槽755對(duì)應(yīng)于4x4位置，淺凹槽754和757對(duì)應(yīng)于4x2位置。
[0067]當(dāng)電磁線圈220被打開(kāi)并激勵(lì)時(shí)，離合器環(huán)230和鎖閉環(huán)260在正性軸向方向平移，如203處所示。因而，鎖閉環(huán)260的銷2412通常也可以在正性軸向方向(并且與鎖閉導(dǎo)向環(huán)271相對(duì))運(yùn)動(dòng)。除了該運(yùn)動(dòng)，銷還可以由于鎖閉凸輪環(huán)261和鎖閉導(dǎo)向環(huán)271之間的偏移定位而關(guān)于斷開(kāi)200的中軸旋轉(zhuǎn)。明確地講，關(guān)于中軸的旋轉(zhuǎn)由順時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向764示出。通過(guò)這種方式，銷2412的軸向運(yùn)動(dòng)相對(duì)鎖閉導(dǎo)向環(huán)271產(chǎn)生作用，這樣鎖閉導(dǎo)向環(huán)271的齒輪齒用作銷2412可以與之接觸滑動(dòng)的楔子。銷2412沿著鎖閉導(dǎo)向環(huán)271的軌道表面的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)使得鎖閉環(huán)260旋轉(zhuǎn)直到該銷2412到達(dá)該軌道表面中的凹槽。在圖8中所見(jiàn)的示例中，銷2412可以開(kāi)始于輪廓265的第一 4x4凹槽754(或第二自鎖位置)，并且一旦激勵(lì)線圈，銷2412沿著激勵(lì)路徑770向上運(yùn)動(dòng)到第一 EOS凹槽752。當(dāng)銷2412在EOS凹槽752內(nèi)時(shí)，離合器環(huán)和鎖閉環(huán)組件可以相應(yīng)地位于EOS位置中。
[0068]如前所述，一旦到達(dá)EOS位置并且銷2412在EOS凹槽756中，該線圈可以被關(guān)閉(例如，斷開(kāi)激勵(lì))，因此，電樞2406和凸輪2404可以自由地與轉(zhuǎn)換器2416旋轉(zhuǎn)，從而將轉(zhuǎn)換器2416的導(dǎo)向沿著凸輪2404的斜道向下移動(dòng)，其將轉(zhuǎn)換器軸向朝向凸輪2404移動(dòng)。反過(guò)來(lái)，離合器環(huán)230在負(fù)性軸向方向上運(yùn)動(dòng)。通過(guò)類似的方式，鎖閉環(huán)260的銷2412 —般也可以在負(fù)性軸向方向運(yùn)動(dòng)同時(shí)還關(guān)于斷開(kāi)200的中軸旋轉(zhuǎn)，沿著斷開(kāi)激勵(lì)的路徑722跟隨鎖閉凸輪環(huán)261的輪廓，直到銷2412到達(dá)4x2凹槽(例如，深凹槽)755 (例如，第一自鎖位置)。如果給出接下來(lái)的轉(zhuǎn)換命令，則線圈220將會(huì)再次被打開(kāi)(例如，激勵(lì))，使得離合器和鎖閉環(huán)組件在軸向方向移動(dòng)。因此，銷2412跟隨激勵(lì)路徑744直到其到達(dá)第二制動(dòng)凹槽759。線圈220可以再次被關(guān)閉(例如，斷開(kāi)激勵(lì))，允許轉(zhuǎn)換器2416和鎖閉環(huán)230在負(fù)性軸向方向移動(dòng)，從而使得銷2412沿著鎖閉凸輪環(huán)261的輪廓、沿著斷開(kāi)激勵(lì)的路徑776行進(jìn)，直到銷與第二 4x4凹槽(例如，淺凹槽)757接觸。通過(guò)這種方式，當(dāng)銷2412被放置在4x4凹槽754或757 (例如，第二自鎖位置)時(shí)，斷開(kāi)組件200處于4x4位置。類似的，當(dāng)銷2412位于4x2凹槽755 (例如，第一自鎖位置)時(shí)，斷開(kāi)組件200處于4x2位置。通過(guò)這種方式，當(dāng)斷開(kāi)處于第一或第二自鎖位置之一時(shí)，該斷開(kāi)保持在相應(yīng)的4x2或4x4位置而無(wú)需保持線圈220被激勵(lì)(例如，線圈可以被關(guān)閉)。雖然圖8中只示出了 5個(gè)凹槽，但是應(yīng)該理解的是，凹槽模式和輪廓265可以沿著鎖閉凸輪環(huán)261和鎖閉導(dǎo)向環(huán)271的外圍重復(fù)。此外，多個(gè)銷2412可以位于輪廓265中。尤其是，凹槽的數(shù)量可以是鎖閉環(huán)260的銷2412的數(shù)量的幾倍。例如，如果鎖閉環(huán)包含5個(gè)銷，則可以有20或25個(gè)凹槽位于鎖閉軌道輪廓265上。如圖4中所示，鎖閉環(huán)260包括8個(gè)銷。但是，銷的數(shù)量大于或小于8個(gè)都是有可能的。
[0069]從將斷開(kāi)組件200移動(dòng)到4x2和4x4位置的轉(zhuǎn)換過(guò)程，可以看到離合器環(huán)組件(例如，離合器環(huán)230、轉(zhuǎn)換器2416、凸輪2406、受阻轉(zhuǎn)換彈簧2408和支持架保持器401)和鎖閉環(huán)組件(例如，鎖閉環(huán)260、保持環(huán)277和鎖閉環(huán)殼體263)作為單獨(dú)部件工作，但是具有軸向方向上公共的平移運(yùn)動(dòng)。因而，離合器環(huán)和鎖閉環(huán)組件可以像基本上單個(gè)單元一樣平移。離合器環(huán)和鎖閉環(huán)組件可以共同成為凸輪隨動(dòng)件裝置。包括鎖閉環(huán)260和