是，電機(jī)251可以通過對于轉(zhuǎn)換器組件270的車軸摩擦扭矩而不會被向后驅(qū)動，由此允許轉(zhuǎn)換器組件270保持固定，同時(shí)電機(jī)251關(guān)閉。
[0067]此外，控制器255可以是智能控制器，其根據(jù)閉環(huán)方案(與開環(huán)相反，即基于時(shí)間的方案)來運(yùn)行電機(jī)251。此外，在控制器255被整裝并且位于斷開200上時(shí)，車輛成本可以減少，因?yàn)檐囕v控制器不必結(jié)合操作斷開200所需的處理指令。雙極傳感器620可以發(fā)送信號到微控制器單元810，包括轉(zhuǎn)換器組件的當(dāng)前(例如，實(shí)際)位置。例如，在微控制器單元810處從雙極傳感器620接收的信號可以是轉(zhuǎn)換器組件是否處于4x4、即連接模式或者4x2、即斷開模式的反饋。如上面描述的，4x4和4x2驅(qū)動模式可以分別相應(yīng)于南極磁信號和北極磁信號。從微控制器810發(fā)送到電機(jī)251的信號可以基于來自雙極傳感器的位置反饋(例如，轉(zhuǎn)換器組件的當(dāng)前位置)和車輛輸入命令信號720 (例如，轉(zhuǎn)換器組件的請求位置)二者。
[0068]通過這種方式，機(jī)動化斷開組件200提供用于選擇性地嚙合兩個(gè)旋轉(zhuǎn)部件的小型裝置。轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)230包含轉(zhuǎn)換器組件270和用于在兩個(gè)不同的驅(qū)動模式之間轉(zhuǎn)換的其他部件，同時(shí)保持小型化的設(shè)計(jì)。此外，控制組件250可以接合到轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)230的外周，同時(shí)保持小型化的設(shè)計(jì)，因?yàn)榭刂破?55和電機(jī)251相比于斷開組件的其余部分可以是小型的。用于操作轉(zhuǎn)換器齒輪的蝸桿傳動可以比其他系統(tǒng)更為可靠，因?yàn)槲仐U傳動降低旋轉(zhuǎn)速度，同時(shí)提高缺省扭矩，而無需用于齒輪減少的復(fù)雜齒輪箱。此外，蝸桿傳動可以比其他齒輪組件更為靜音。出于這些原因，整裝式和小型的機(jī)動化斷開系統(tǒng)可以提供其他斷開系統(tǒng)未展現(xiàn)的益處。
[0069]另外，運(yùn)轉(zhuǎn)斷開組件200的轉(zhuǎn)換動作所需的電機(jī)251可以被包含在斷開組件的殼體232內(nèi)(例如，被殼體232圍繞并且被完全包圍在殼體232之內(nèi))并且由位于斷開組件的板上的輪軸控制器255本地控制。輪軸控制可以包括用于從外部車輛控制器接收命令信號的所需指令，解釋和處理這些命令，并且驅(qū)動電機(jī)，同時(shí)從用于確定斷開的當(dāng)前操作模式的一個(gè)或多個(gè)傳感器接收信號。因而，外部車輛控制器的計(jì)算能力可以被指定用于其他功能，而輪軸控制器255可以致力于機(jī)動化斷開組件200的操作。
[0070]圖9-17以各種視圖示出機(jī)動化斷開組件的另一實(shí)施方式以及相關(guān)的控制方案和電子圖示。例如，圖9-17示出被采用作為聯(lián)接到車輛的車輪端部的車輪端部斷開的機(jī)動化斷開的實(shí)施方式。圖1-8中的許多裝置、方法和/或部件與圖9-17中所示的裝置、方法和/或部件相同。因此，為了簡潔起見，圖9-17的裝置、方法和部件，其被包括在圖1-8中，被同樣標(biāo)示，這些方法、裝置和部件的描述在圖9-17的描述中被省略。
[0071]圖9示出安裝至車輪關(guān)節(jié)925的機(jī)動化斷開組件900的實(shí)施方式。具體而言，圖9示出安裝至關(guān)節(jié)925的機(jī)動化斷開組件900的側(cè)視圖901、沿著側(cè)視圖901的截面A-A截取的截面圖903以及截面圖903的放大圖905。關(guān)節(jié)925可以是車輪和其他車輪部件安裝至其的中間結(jié)構(gòu)。例如，在關(guān)節(jié)925的一側(cè)接合車輪，關(guān)節(jié)925的另一側(cè)可以包含用于連接車輛懸架、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動系統(tǒng)的附件特征。機(jī)動化斷開組件900可以接合至用于選擇性地?cái)嚅_兩個(gè)旋轉(zhuǎn)部件的關(guān)節(jié)925的一側(cè)。在此實(shí)施方式中，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)部件可以是車軸半軸931和輪轂934。車軸半軸931可以類似于被分成雙車軸(半軸)系統(tǒng)的兩個(gè)車軸的圖1的前車軸134或者與其相同。此外，當(dāng)在本實(shí)施方式中輪轂934是第二旋轉(zhuǎn)部件時(shí)，耦合器(COUpler)937可以包括用于與離合器環(huán)330的齒輪齒選擇性地匹配的齒輪齒。耦合器937可以可旋轉(zhuǎn)地接合至輪轂934，使得耦合器937或者輪轂934的旋轉(zhuǎn)相應(yīng)于其他部件的相同旋轉(zhuǎn)。輪轂934可以經(jīng)由車輪軸承933接合至關(guān)節(jié)925。通過這種方式，輪轂934可以在關(guān)節(jié)925保持固定(不旋轉(zhuǎn))的同時(shí)旋轉(zhuǎn)。對于圖9和后續(xù)附圖中所示的配置，斷開組件900可以被稱為集成車輪端部斷開。
[0072]圖10示出機(jī)動化斷開組件900的三個(gè)可行位置。更具體而言，圖10示出包括安裝至其的機(jī)動化斷開組件900的關(guān)節(jié)的側(cè)視圖901和沿著切割平面C-C截取的截面圖1000。圖10示出一組細(xì)節(jié)視圖，其中細(xì)節(jié)視圖的位置在截面圖100中以1001示出。第一 4x2位置在細(xì)節(jié)視圖910中示出，而第二 4x4位置在細(xì)節(jié)視圖912中示出。參照視圖910，離合器環(huán)330僅與車軸931 (第一旋轉(zhuǎn)部件)嚙合并且不與輪轂934嚙合。在與離合器環(huán)330的4x2位置相應(yīng)的4x2模式器件，輪轂934的旋轉(zhuǎn)可以獨(dú)立于車軸931的旋轉(zhuǎn)。參照視圖912，離合器環(huán)330經(jīng)由耦合器937與車軸931和輪轂934 二者嚙合。在與離合器環(huán)330的4x4位置相應(yīng)的4x4模式期間，輪轂934的旋轉(zhuǎn)速率可以基本上等于車軸931的旋轉(zhuǎn)速率。另夕卜，在視圖912中所示的4x4模式期間，來自發(fā)動機(jī)的動力(旋轉(zhuǎn)速度和扭矩)可以被提供至車軸931并且經(jīng)由離合器環(huán)330傳遞至輪轂934。第三細(xì)節(jié)視圖911示出受阻轉(zhuǎn)換位置，其中彈簧340可偏轉(zhuǎn)以允許轉(zhuǎn)換器組件270完成其轉(zhuǎn)換運(yùn)動，而離合器環(huán)330轉(zhuǎn)換被延遲。例如，在從4x2位置至4x4位置轉(zhuǎn)換期間，分別如細(xì)節(jié)視圖910和912所示，離合器環(huán)330的齒輪齒沒有與耦合器937的齒輪齒對準(zhǔn)。因而，在彈簧340相對于離合器環(huán)330偏轉(zhuǎn)的同時(shí)，轉(zhuǎn)換器組件270和轉(zhuǎn)換器齒輪310可以繼續(xù)根據(jù)蝸桿傳動而軸向地移動。一旦齒輪齒被大致對準(zhǔn)，彈簧340可以將離合器環(huán)330推動至其4x4位置。通過這種方式，轉(zhuǎn)換器齒輪310可以不突然停止并且導(dǎo)致對蝸桿傳動和/或電機(jī)251的損壞。
[0073]圖11示出機(jī)動化斷開組件900的側(cè)視圖1101、沿著側(cè)視圖110中的截面J-J截取的截面圖1103以及來自截面圖1103的細(xì)節(jié)視圖1105。尤其是，示出從控制組件250延伸的電纜958。電纜958可以提供斷開組件900與外部車輛控制器之間的電連接，外部車輛控制器用于提供轉(zhuǎn)換請求至斷開組件900。此外，如圖11的細(xì)節(jié)視圖1105中所示，磁性雙極傳感器620被示出，其接合至從控制組件250延伸的臂。傳感器620可以經(jīng)由臂電性接合至輪軸控制器255。通過這種方式，傳感器620可以位于接近轉(zhuǎn)換器組件270的轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)230。具有北和南極性的一組磁體961可以沿著齒輪軌道315鄰近凸輪輪廓318設(shè)置。在一個(gè)示例配置中，傳感器620可以設(shè)置于緊鄰三個(gè)固定凸輪導(dǎo)向件237之一。尤其是，傳感器620可以接合至最靠近控制組件250的固定凸輪導(dǎo)向件237的一側(cè)。由于齒輪軌道315被保持在相應(yīng)的固定凸輪導(dǎo)向件237和238之間，因此齒輪軌道315 (和凸輪輪廓318)可以在凸輪導(dǎo)向件237和238之間旋轉(zhuǎn)，同時(shí)傳感器620可以檢測北或南磁體961是否經(jīng)過傳感器620的前面。通過這種方式，在傳感器620與磁體961之間氣隙977可以保持基本恒定的寬度，以能夠?qū)崿F(xiàn)傳感器620的適當(dāng)校準(zhǔn)和功能。
[0074]在可替換實(shí)施方式中，控制組件250的帽258可以不包括電纜958，而是可以包括用于待插入控制組件250中的線束耦合器的內(nèi)置插座。所述另一種方式，帽258可以包括適于容納聯(lián)接到外部車輛控制器的線束的電插座，外部車輛控制器用于提供轉(zhuǎn)換請求至斷開組件900。
[0075]圖12示出控制組件250的第一視圖1201和第二視圖1203，第一視圖和第二視圖彼此旋轉(zhuǎn)90度。輪軸控制器255可以包括用于命令機(jī)動化斷開組件900的幾個(gè)功能的電路和電部件。例如，為了驅(qū)動電機(jī)251，電源915可以被包括在控制器255中以輸入電力至控制組件250。此外，電機(jī)驅(qū)動器916可以被包括在控制器255中以命令電機(jī)251的向前或反向反向性。換言之，電機(jī)251可以沿著順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向運(yùn)轉(zhuǎn)輸出軸。微處理器917可以解釋經(jīng)由電纜958從外部車輛控制器接收的轉(zhuǎn)換請求并且處理這些請求以發(fā)送命令到位于控制器255中的其他部件。如圖12中所見，磁性雙極傳感器620接合至連接到控制器255的臂。臂可以延伸，使得傳感器620鄰近轉(zhuǎn)換器組件270的圓周。
[0076]圖13示出轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)230外部的轉(zhuǎn)換器組件270的俯視圖1301、側(cè)視圖1300、沿著側(cè)視圖1300中的界面L-L截取的截面圖1302以及截面圖1302的一部分的細(xì)節(jié)視圖1303。在細(xì)節(jié)M處并且圍繞齒輪軌道315的側(cè)面，具有北(N)和南(S)極性的磁體961可見。磁體961的極性圍繞齒輪軌道315交替，每個(gè)磁體相應(yīng)于轉(zhuǎn)換器組件270的4x2或4x4位置。此外，彈簧340在折疊或者未變形位置是可見的。
[0077]圖14示出轉(zhuǎn)換器組件270的俯視圖1401、側(cè)視圖1400和沿著側(cè)視圖1400中的截面N-N截取的截面圖，類似于圖13中的視圖。然而，彈簧340在圖3中被示出在其延伸或變形的位置。如前面解釋的，當(dāng)轉(zhuǎn)換器組件270的其余部分在轉(zhuǎn)換運(yùn)動期間沿著軸向方向移動時(shí)，彈簧340可以相對于離合器環(huán)330偏轉(zhuǎn)。在此情形下，離合器環(huán)330可以沿著軸向方向保持固定，直到離合器環(huán)330的齒輪齒和第二旋轉(zhuǎn)部件(接合至車輪輪軸934的耦合器937)的齒輪齒對準(zhǔn)，于是彈簧340可以將離合器環(huán)330推動至第二 4x4位置。
[0078]圖15和16示出用于操作圖9-14中的斷開組件900和相關(guān)部件的示例方法1600。方法1600可以共用與方法700類似的步驟，并且增加確定斷開組件900是否被接合至(例如，安裝在)左車輪或右車輪以及車輛是否沿著向前或者向后方向行進(jìn)。因而，將轉(zhuǎn)換器組件270移動至4x2和4x4位置的電機(jī)251可以被配置為根據(jù)車輛的向前或反向方向是否需要或者斷開組件是否被接合至車輛的左側(cè)或右側(cè)而沿著向前和反向方向旋轉(zhuǎn)。
[0079]首先，在1501，一系列初始操作可以由控制器255執(zhí)行，類似于方法700的步驟701。再次，初始操作可以包括校準(zhǔn)接合至控制器的雙極傳感器以及建立傳感器與外部傳感器諸如主車輛傳感器之間的通信。接下來，在1502，輸入命令可以被發(fā)送到位于斷開組件900附近的控制器255。輸入命令可以是用于從4x2變?yōu)?x4或者反之的操作者(即，駕駛者)請求。在此系統(tǒng)中，命令可以通過主車輛控制經(jīng)由958電纜發(fā)送到車軸控制器255。
[0080]在接收轉(zhuǎn)換命令時(shí)，在1503，該方法包括確定4x4操作是否被請求。如果4x4操作被請求，則程序進(jìn)行到1504?？商鎿Q地，如果4x4操作沒有被請求，則程序進(jìn)行到圖16，這是方法1500的延續(xù)。在1504，該方法包括確定轉(zhuǎn)換器齒輪319是否處于4x4位置。如果轉(zhuǎn)換器齒輪310沒有處于4x4位置，則在1507，該方法包括確定左車輪是否被選擇，也就是，第二旋轉(zhuǎn)部件是否是左車輪輪軸(或耦合器)。如果左車輪被選擇，則在1508，控制器255可以啟動電機(jī)251以沿著順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動，由此沿著與第一旋轉(zhuǎn)部件(或者前左半軸)相同的方向旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器組件270?？商鎿Q地，如果右車輪被選擇，則控制器255可以啟動電機(jī)251以沿著逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動，由此沿著與前右半軸相同的方向旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器組件270。注意的是，在步驟1508和1509，假定向前車輛運(yùn)動。如果車輛反向行進(jìn)，則在1508，電機(jī)可以沿著逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動，與圖15所示的相反。類似地，對于反向車輛運(yùn)動，在1509，電機(jī)可以沿著順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動。通過這種方式，轉(zhuǎn)換器組件270可以沿著與第一旋轉(zhuǎn)部件相同的方向旋轉(zhuǎn)。
[0081]在根據(jù)步驟1508或1509操作電機(jī)251時(shí)，則在1504，該方法包括再次通過感測磁體961在傳感器620前面的對準(zhǔn)來檢查轉(zhuǎn)換器齒輪310是否處于4x4位置。一旦轉(zhuǎn)換器齒輪310處于4x4位置，則在1505，電機(jī)可以關(guān)閉以保持所需的4x4位置。最后，在步驟1506，控制器可以輸出4x4反饋信號至主車輛控制器，由此表明轉(zhuǎn)換至4WD的完成。
[0082]返回到1503，如果4x4操作沒有被請求，則方法1500進(jìn)行到圖16，其描繪了方法1500的其余部分。隨后，在1510，該方法包括確定4x2操作是否被請求。如果4x2操作沒有被請求，則在1517，無效輸入被控制器255檢測。在此情形下，在1518，輸出出錯(cuò)編碼可以被控制器255發(fā)送到外部車輛控制器，由此結(jié)束程序?？商鎿Q地，在1510，如果4x2操作被檢測，則在1514，該方法包括確定左車輪是否被選擇，類似于步驟1507。如果左車輪被選擇，則在1515，電機(jī)沿著順時(shí)針方向啟動。如果左車輪沒有被選擇，而是右車輪被選擇，則在1516，電機(jī)沿著逆時(shí)針方向啟動。如前面提及的，如果車輛正在反向行進(jìn)，則在步驟1515和1516的運(yùn)動方向也可以顛倒。一旦轉(zhuǎn)換器齒輪到達(dá)4x2位置，如傳感器620確定的，則在1512，電機(jī)可以關(guān)閉以保持4x2位置并且通過動態(tài)制動而基本避免電機(jī)的向后驅(qū)動。最后，在1518，控制器255可以輸出4x2反饋信號到主車輛控制器，由此表明轉(zhuǎn)換到2WD的完成。
[0083]圖17示出控制器255的簡化電氣示意圖1700的另一示例，其包括圖7中所示的許多相同的部件。除了接收輸入命令720以在4x2模式和4x4模式之間轉(zhuǎn)換之外，第二輸入命令750可以被微控制器單元810接收。第二輸入命令750可以告知單元810由控制器255控制的斷開組件是否位于車輛的左側(cè)或右側(cè)。此外，第三輸入命令760可以被外部車輛控制器發(fā)送到單元810，其中第三輸入命令760可以告知單元801車輛是否正在沿著向前或向后(反向)反向行進(jìn)。通過信號720、750和760以及由傳感器620確定的斷開組件的當(dāng)前位置，電機(jī)251可以相應(yīng)地操作。注意的是，在本示例中，電機(jī)25可以根據(jù)輸入信號而沿著順時(shí)針方向和逆時(shí)針方向二者旋轉(zhuǎn)。然而，在沿著向前方向在左車輪上的命令模式諸如4x4期間，電機(jī)251可以被命令在命令模式的持續(xù)期間僅沿著適當(dāng)?shù)姆较?諸如順時(shí)針方向)旋轉(zhuǎn)。通過這種方式，電機(jī)251可以沿著一個(gè)方向被驅(qū)動并且被保持來提供動態(tài)制動。
[0084]圖17的控制器示意圖可以提供用于簡化和低成本雙方向驅(qū)動的控制，其中電機(jī)251可以取決于斷開組件的位置和車輛的行進(jìn)方向而沿著兩個(gè)方向被驅(qū)動。在其它實(shí)施方式中，分別