CN104999910A - 机动化断开系统和操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于机动化断开的方法和系统，其可用于选择性地啮合和分开车辆传动系统的两个旋转部件。作为一个示例，一种机动化断开系统被提供，其经由电机操作并且包括具有摆动的齿轮轨道的转换器组件和凸轮轮廓，用于旋转转换器组件，同时沿着轴向方向移动转换器组件，以选择性地联接两个旋转部件。

Description

机动化断开系统和操作方法

本申请要求在2014年4月16日提交的美国临时专利申请No.61/980,425“机动化断开系统和操作方法”以及在2014年9月17日提交的美国临时专利申请No.62/051,864“机动化断开系统和操作方法”的优先权，其每一个的全部内容出于各种目的通过引用而结合于此。

技术领域

本申请总体涉及用于啮合和分开车辆的两个旋转部件的机动化断开系统。

背景技术

现代车辆常常结合了一个或多个传动系统模式以将动力从发动机提供至被驱动的车轮。例如，仅具有两轮驱动系统或者4x2模式的车辆可以将动力经由一个或一组旋转轴提供至车辆的两个车轮。诸如小型汽车的车辆可以使用前轮驱动系统，其将动力提供至两个前轮。此外，通常更大型的车辆，其结合两轮驱动模式和四轮驱动模式二者常常是所需的，其中动力可以在一种模式下被选择性地分配至两轮以及在另一模式下被选择性地分配至四轮。为了能够在改变牵引条件期间更好地驾驶，同时仍然能够转换至两轮驱动，以减少油耗并且减少损耗的动力，不同大小的车辆常常结合后轮的两轮驱动和四轮驱动。

对于具有可转换驱动模式的车辆而言，需要用于使传动系统部件诸如车轴和轴啮合和分开的装置和系统。因而，采用的断开组件常常包括离合器的形式，其能够移动以连接或者断开两个可旋转部件诸如两个轴。断开组件可被置于车辆的传动系统中的不同区域内，包括在车轮端处、在一个或多个车轴处、或者沿着驱动轴之一。通过使用断开系统，车辆能够通过具有根据驱动条件和操作者需求在不同的驱动模式之间转换的能力而更具通用性。

在一些传动系统断开系统中，直接来自车辆发动机的真空被用作运转断开系统的动力或致动力。尤其是，断开系统致动器可以通过真空来运转。在许多系统中，真空直接经由通道来自汽油发动机的吸入歧管。由于此，真空水平或者从真空可获得的力或者压力的量可随着发动机节流阀设置变化以及发动机负载而改变。对于涡轮增压的柴油发动机系统，真空可以由辅助泵产生。对于汽油和涡轮增压的柴油发动机系统二者，真空水平(可获得的压力的量)可由于海拔高度的影响而受到限制或者改变。此外，温度变化也能够导致真空水平的波动，由此导致断开致动器的移动的波动，这可导致断开部件诸如隔板和部件的不良移动。另外，在一些车辆中，真空可能不易于获得，因为各种车辆辅助系统不能被真空运转，或者为了提高发动机控制和性能，车辆可能被设计为去除发动机吸入连接诸如真空线路。最后，对于更先进的车辆设计，真空运转的传动系统断开系统变得不可取。因而，需要被除了真空之外的源运转并且使得对于现代车辆系统进行的设计起作用的传动系统断开系统。发明人在此已经认识到以上问题和解决他们而被开发的各种途径。。

发明内容

因此，在一个示例中，与真空运转的断开相关的以上问题可以通过机动化断开组件至少部分地解决，该机动化断开组件包括：转换器组件，其包括摆动的齿轮轨道，该齿轮轨道在转换器组件的两个端部沿着连接的第一轴的旋转轴的方向摆动，该齿轮轨道被限制在固定凸轮导向件之间。通过这种方式，提供了小型断开组件，其由位于断开组件板上的电机运转并且不依赖于真空动力。此外，摆动的齿轮轨道可以允许电机在一个或多个特定转换命令或模式期间仅沿着单一方向被驱动，允许转换器组件沿着轴向方向向后和向前移动。

在另一示例中，机动化断开组件可以被置于整装式壳体中并且设置在两个旋转部件之间。相比于其他断开组件，这可以允许更紧凑的设置。此外，如后面进一步详细描述的，断开壳体的设置可以保护和基本隔离内部部件免于外部污染物诸如灰尘和不需要的润滑油和/或油。内部部件的隔离可以有助于提高断开组件的耐用性和寿命，由此减少用于其持续操作的修理和更换成本。

被提出的传动系统断开系统可以包括电机化断开，其可以减少与真空运转的断开相关的上述问题。电机运转的断开可以不像真空运转的断开那样波动。此外，断开组件也使通过蜗杆传动旋转并且轴向地移动的转换器组件起作用。轴向移动可以由啮合摆动的(非平面或者曲面)的齿轮轨道的蜗杆齿轮引起，其进而随着转换器组件旋转而沿着轴向方向移动转换器组件。这种移动可以被用于导致两个旋转部件诸如驱动轴和/或车轴之间的啮合和分开。

应该理解，以上的总结被提供来以简化的形式介绍构思的选择，其在详细描述中被进一步描述。这不意味着确认要求保护的主题的关键或必要特征，要求保护的主题的范围被权利要求书惟一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决以上提及的任何缺点的实施或者本发明的任何部分。

附图说明

图1示出根据本发明的车辆的简化动力系统。

图2示出用于使车辆传动系统的两个旋转部件选择性啮合的机动化断开。

图3在分解视图中示出图2的机动化断开的转换器组件。

图4示出图2的机动化断开的截面图。

图5示出图2的机动化断开的附加视图。

图6示出用于检测机动化断开的位置的磁性双极传感器和极化磁体的图示。

图7示出描绘在机动化断开的4x4与4x2位置之间转换的一般操作的流程图。

图8示出用于命令图2的机动化断开的转换操作的控制器的图示。

图9示出接合至车轮端的机动化断开组件的另一示例。

图10示出图9的机动化断开组件的4x2、4x4和受阻转换位置。

图11示出图9的机动化断开的横截面和细节视图。

图12示出图9的机动化断开的控制组件。

图13示出图9的机动化断开的位于转换器组件周围的一组磁体。

图14示出图9的机动化断开的弹簧的偏转位置。

图15和图16示出描绘在位于车辆的左侧或右侧的机动化断开的4x4和4x2位置之间转换的一般操作的流程图。

图17示出用于命令图9的机动化断开的转换操作的控制器的图示。

图18-22示出用于车辆的中心机动化断开的位置的图示。

图23-27示出用于车辆的车轴的中心机动化断开的图示。

图2-5、9-14和23-27大致按比例绘制。

具体实施方式

以下的详细描述提供关于用于选择性地连接车辆的连接旋转部件的机动化断开组件及其操作方法的信息。车辆动力系统的示例实施方式在图1中示出，其包括用于将发动动力提供至车辆的发动机、传动装置、各种车轴和轴以及车轮。通过电机操作的机动化断开的一个实施方式在图2中示出，其可以用于图1的动力系统。图2的机动化断开的部件、转换器组件在图3中示出。机动化断开的附加视图在图4和图5中示出。示出磁性双极传感器和相关系统的图示在图6中显示，用于检测转换器组件的位置。用于操作机动化断开的方法在图7中描绘，而位于断开组件上的控制器的简单示意图在图8中示出。在一个示例中，机动化断开组件可以是位于车辆的车轮端的车轮端断开。被用作车轮端断开的机动化断开组件的实施方式在图9-14中示出，而断开的一般操作原理图在图15和图16中示出。用于图9的断开的控制器的简单示意图在图17中示出。在另一示例中，机动化断开组件可以是位于前轮或后轮车轴上的中心机动化断开，如图18-22所示。中心机动化断开组件的实施方式在图23-27中示出。

关于在本说明书中使用的术语，只有两个车轮从发动机接收动力的车辆操作可以被称为两轮驱动、或2WD、或4x2。机动化断开的相应位置可以被称为4x2位置。可替换地，全部四个车轮从发动机接收动力的车辆操作可以被称为四轮驱动、或4WD、或4x4。机动化断开的相应位置可以被称为4x4位置。此外，机动化断开可以使两个旋转部件选择性地啮合。该系统也可以被应用于所谓的全车轮驱动(AWD)应用中。在一些实施方式中，这些部件可以是车轴、轴或者在车辆的用于传递旋转动力的传动系统中的其他装置。

现代的车辆可以通过各种各样的传动系统操作，包括根据不同的操作条件和/或操作者(即驾驶者)命令而选择性地运转不同的车轮子。例如，全车轮驱动车辆可以在第一操作模式期间将动力提供至两个直排车轮，而在检测到下滑时也可以将动力提供至其余车轮中的一个或多个。在其它示例中，更小型的车辆、诸如客车可以一直将动力仅提供至车辆的两个前轮，以提高燃料经济型(前轮驱动)。在另外的示例中，车辆可以被配置为在两轮驱动和四轮驱动模式之间选择性地转换，其中在四轮驱动模式期间全部四个车轮接收动力。对于每种车辆传动系统，存在优点和缺点，每种车辆的具体利用和预期功能可以帮助确定要结合哪种传动系统。

图1示出车辆的动力系统100的简单图示。在此图示中，为了更好地观看动力系统100，车辆的主体以及许多其他部件被去除。注意的是，动力系统包括在图1中所见的部件，而传动系统可以指代图1的除了发动机和传动装置之外的部件，下面被进一步描述。根据动力系统配置，图1的车辆可以具有选择性4WD传动系统，其中后轮在后轮驱动模式(或2WD模式)下运转，全部四轮在4WD模式下运转，4WD驱动模式不同于2WD模式。许多的多用途车辆诸如更大型的卡车、全地形车、运动型多用途车可以出于不同的原因而结合后轮驱动而不是前轮驱动。一个原因可以是后轮驱动更有助于负载牵引或者拖拉，诸如经由连接到车辆的后部的拖车进行牵引。

在图1中，右后轮101和左后轮102位于车辆的后部，也就是，位于车辆的操作者的后面的端部。在本示例中，左、右、前和后取向根据车辆的操作者的角度给出。对于前、后、左和右取向的方向箭头在图1中示出。因此，右前轮103和左前轮104位于车辆的前部。

来自图1的车辆的动力通过具有多个汽缸的内燃机110产生。内燃机110能够根据具体车辆而以汽油或柴油作为燃料，在本示例中，内燃机110包含以V取向配置的六个汽缸，形成V6发动机。理解的是，内燃机110可以以不同的取向配置并且包含不同数量的汽缸，同时以类似的方式提供动力，如图1所示。由发动机110运转的轴可以直接联接到传动装置115，传动装置115提供用于驱动车辆的所需齿轮连接。传动装置115可以根据车辆系统的需求为手动或机动化传动装置。

在动力系统100的上述2WD模式期间，车轮101和102经由后车轴132运转。在一些实施方式中，后车轴132可以是单连续轴，或者可以在双车轴配置中分成两个车轴，其中车轴被插设有后差动器121。在双车轴配置中，第一后车轴可以位于后差动器121与右后轮101之间，第二后车轴可以位于后差动器121与左后轮102之间。后差动器也可以接合到后驱动轴131。后差动器可以起到几个作用，包括允许车轮101和102之间不同的相对旋转速度以及将来自驱动轴131的单方向的旋转和(动力)转变成后车轴132的两个垂直方向，如图1中所见。例如，如果车辆沿着左方向转弯，则内侧车轮(车轮102)可以以比外侧车轮(车轮101)的旋转更低的速度旋转。因而，为了避免在转弯期间车辆的车轮与车辆途经的道路之间打滑，后差动器121可以允许两个车轮以不同的速度旋转。

为了操作上述4WD模式，其中除了常规运转的后轮之外，前轮也被驱动，提供用于将动力传递至车辆的前部的系统。传递壳体140可以位于传动装置115的输出附近，传递壳体140可以被配置为将动力的一部分从发动机110的导向前驱动轴133。在一个实施方式中，传递壳体140可以利用铰链将动力的一部分从后驱动轴131传递至前驱动轴133。通过与后驱动系统类似的方式，前驱动轴133连接至前差动器122。前差动器122可以与后差动器121基本上相同，前差动器122允许两个车轮的相对旋转速度。因而，前车轴134，其可以被分为双车轴系统的两个车轴，可以在一个端部接合至差动器122以及其相应的前左车轮104和前右车轮103。在这种配置中，来自前驱动轴133的驱动动力可以通过前差动器122被传递并且经由前车轴134传递至车轮103和104。由于传递壳体140允许动力被输出到前车轴和后车轴二者，因此4WD模式可以允许全部四个车轮被同时运转。所述另一方式，在车辆处于4WD模式时，前轮103和104以及后轮101和102都可以被驱动。

为了在图1的示例中在4WD与2WD之间转换，需要将输入到前轮的动力选择性地啮合和分开的系统。因而，断开150可以被设置在前驱动轴133上，将该轴有效地分成两个分离的长度。断开可以被用于具有一个以上的传动系统模式的车辆，并且能够啮合或分开两个分离的输入部件，诸如车轮毂、车轴和驱动轴。在如图1中所见的本示例中，断开150位于前驱动轴133上。在其它车辆系统中，断开150可以被置于不同的位置，包括在前车轴134上。断开150可以位于传到装置的输出上和/或位于动力传递单元(PTU)处，以能够啮合和分开PTU轴输出。此外，在一些实施方式中，多个断开可以被提供，多个断开中的每个被固定到车轮103和104的车轮毂上。取决于断开的特定位置，不同的名称被给出，包括车轮端断开和中心车轴断开。在本示例中，断开150可以经由齿轮系统、控制机构和其它结构而选择性地连接和断开轴133的两个长度，如下面更详细地描述的。

在动力仅被提供到后轮101和102的2WD模式期间，输入命令可以导致断开150分开轴133的两个长度之间的固定旋转，由此没有提供动力至前车轴134以及车轮103和104。因而，由发动机110提供的大多数动力能够被导入到后驱动轴131，而相对更少量的动力通过传递壳体140转移并且转移到轴133的连接到断开的长度。换言之，在分开时，前轮103和104可以自由地旋转而不从发动机接收动力。此外，车轮103和104的与车轴134的旋转相伴随的旋转以及轴133的设置在断开150的前部的部分(如图1中由箭头指示的)不影响传动系统的其余部分的旋转。具体而言，由于断开150将位于断开的前部和后部的轴133的两个部分分离，因此两个长度的旋转因其分离(分开)而彼此不影响。

在动力被提供至全部四个车轮的4WD模式期间，输入命令可以导致断开150啮合轴133的两个长度之间的固定旋转，由此提供动力至全部的轴133以及车轴134。在当前的示例中，固定旋转可以通过一组齿轮和/或花键轴之间的啮合(其允许轴在断开150的任一端部作为实质上单个的单元旋转)导致。在此操作模式期间，来自发动机110的动力可以基本上等同地(或者，在其它实施方式中，不等同地)传递至车轮101、102、103和104。注意的是，在添加、改变和/或去除部件而同时仍然依照本发明的范围的情况下，其它驱动模式是可行的。

另外，动力系统100可以包括位于一个或多个车轮端处的机动化断开160以将单个车轮与相应的车轴(例如，前车轴134和/或后车轴132)啮合和分开。这种类型的断开可以在此被称为车轮端断开。机动化断开160可以可替换地位于前车轴134和后车轴132中的一个或者二者上。此外，机动化断开160可以位于前差动器122和/或后差动器121的任一侧上。例如，在一个实施方式中，可以有在前车轴134上位于前差动器122的每一侧(例如，两侧)上的机动化断开160。另外，或者可替换地，可以有沿着后车轴132位于后差动器121的每一侧(例如，两侧)上的机动化断开160。通过这种方式，车辆动力系统100可以包括双断开差动系统。沿着前车轴或者后车轴位于前差动器或者后差动器附近的这种类型断开可以在此被称为中心断开，如下面参照图18-27进一步描述的。下面描述的机动化断开可以被用于图1所示的机动化断开160的一个或多个位置。

如前面提到的，一些断开可以通过转自发动机诸如图1的发动机110的真空而运转。然而，在此发明人已经认识到，真空会不易获得或者真空动力会不希望地波动，由此导致降低的断开控制。因此，替换的动力源可以被利用来提供更简单并且更小型的断开方案。因而，在此发明人提出了通过来自位于断开系统上的电机的电力驱动的机动化断开。电力可以被恒定地保持(没有波动)并且可以不需要遍及车辆的运转真空线路，由此提高了电力的可靠性而超过真空动力。首先，将给出对于提出的机动化断开的各个部件的描述，然后是对于包括示例控制方案的断开的操作的描述。

图2示出机动化断开组件200(在此称为断开200)的分解图205以及第一组件图201和第二组件图203。第一组件图201和第二组件图203是组装的断开200的背向视图。断开200包括基本圆形形状，其具有转换器结构230和控制组件250，控制组件250接合至转换器结构230的外侧。例如，控制组件250可以联接到转换器结构230的外表面的单侧(例如，顶侧)。在其它实施方式中，控制组件250可以沿着转换器结构230的外侧表面联接到另一位置(诸如，底侧)。转换器结构230的顶侧和底侧可以相对于车辆的其上安装断开200的表面来限定。

如在断开200的分解图205中所见，控制组件250包括电机251。电机251转动输出轴，该输出轴装配有用于蜗杆传动的蜗杆253。这里注意的是，电机251可以在一系列转换模式期间仅沿着单个方向旋转而没有反向的能力。因此，电机251的驱动方向可以在一段时间不改变。这个特征在下面被更详细地解释。此外，控制组件250包括控制器255(例如轮轴控制器)，控制器255可以被配置为操作断开200，同时与车辆系统和断开200外部的控制器通信。注意的是，控制器255与主车辆控制器或者车辆的其他类似装置分离。然而，控制器255可以与车辆或者发动机控制器通信并且从车辆或者发动机控制器接收命令。磁性双极传感器可以位于控制器255外部或者接合至控制器255附近。如下面进一步解释的，位于转换器组件270的圆周处的磁体可以与转换器组件270一起旋转以与双极传感器对准，使得双极传感器能够在感测范围内被磁体之一触发。最后，盖子258可以封闭控制器255和电机251(以及蜗杆253)以形成控制组件250的形状。

转换器结构230包括基本圆形和环形的形状，以啮合(和分开)两个基本圆形输入部件，诸如轴或车轴。如图2所示，断开200啮合和分开可旋转的第一轴207和可选择的第二轴209。在本示例中，输入部件(例如，第一轴207和第二轴209)被沿着轴向方向从两个端部输入到断开200中，如在图2中由轴向箭头211所示。例如，第一输入部件(例如，第一轴207)可以位于断开200的第一端部附近，第二输入部件(例如，第二轴209)可以位于断开200的第二端部附近，第一端部与第二端部相对于轴向方向相对。壳体232在图2中示出，其提供用于保护断开200的内部部件的外部结构。壳体232可以帮助避免灰尘和其他污染物干扰断开200的功能。蜗杆齿轮234位于壳体232内部并且设置为与蜗杆253啮合，以便在经由电机251运转蜗杆253时提供蜗杆齿轮234的旋转。蜗杆253和蜗杆齿轮234的组合也被称为蜗杆传动。蜗杆253的旋转(被电机251启动)导致蜗杆齿轮234的旋转。具体地，蜗杆齿轮234围绕平行于图2中所示的轴向方向的轴旋转，而蜗杆253围绕垂直于轴向方向的轴旋转。换言之，蜗杆253和蜗杆齿轮234的旋转的轴是垂直的。此外，蜗杆齿轮234的旋转的周平行于断开200的旋转轴213，而旋转轴213也是第一轴207和第二轴209的旋转轴。

转换器组件270也位于壳体232内并且提供限定断开200的操作的转换运动，也就是，选择性地连接和断开两个旋转部件(诸如轴)。销236位于壳体232内，并且设置为将蜗杆齿轮234联接到壳体232。此外，凸轮导向件(例如，也可以在此称为固定凸轮导向件或者固定导向件)237被固定在壳体内部。两个附加的固定凸轮导向件沿着壳体的内部与凸轮导向件237类似地设置(图2的视图被阻挡)。附加的固定凸轮导向件也被固定在壳体内部，使得没有凸轮导向件(包括凸轮导向件237)相对于转换器组件270的运动而移动。凸轮导向件237和两个附加的固定凸轮导向件是固定导向件，并且可以是与壳体232相同的材料的部分。壳体232的密封端部被密封件233至少部分地覆盖。轴或车轴，诸如第一轴207，能够通过密封件233的中心插入，密封件233可以具有在密封件和轴之间提供紧密连接的尺寸。紧密连接可以基本避免碎片进入壳体232的内部，而仍然允许轴旋转以及密封件233保持固定并且接合至壳体232。壳体232的包括密封件233的密封端部可以封闭第一轴207(第一输入部件)。凸轮保持件235位于转换器组件270的轴向-相对表面附近，凸轮保持件包括保持接片，该保持接片能够插入到形成在壳体上的槽中，使得凸轮保持件相对于壳体232保持固定(没有旋转)。转换器组件270可以具有基本圆形形状，其具有平行于轴向方向并且与其他部件诸如密封件233、凸轮保持件235以及壳体232的中心轴共线的中心轴。此外，凸轮保持件235包括三个固定导向件(例如，固定凸轮导向件)238，该三个固定导向件为固定的并且设置为从凸轮保持件朝向转换器组件270突出。在图2中只有一个凸轮导向件238是可见的。最后，定位环239(例如，锁定环)可以位于凸轮保持件235外侧以保持壳体232内部的其他部件并且在车辆操作期间减少不希望的移动。壳体232的与包含密封件233的密封端部相对的端部位于更正性轴向方向上并且包括凸轮保持件235和定位环239，如图2的分解图205中所见。壳体232的相对端部可以封闭第二轴209(第二输入部件)。

图3示出图2的转换器组件270的分解图301、组装图303、俯视图304、侧视图305和截面图307(截面图307沿着截面B-B截取，如侧视图305中所示)。转换器组件包括形成转换器组件270的外部形状(例如外部部分)的转换器齿轮310。转换器齿轮310的外表面被非平面齿轮轨道315覆盖，齿轮轨道315在转换器齿轮310的两个端部之间摆动(osci l lates)，两个端部为第一端部395和第二端部396。两个端部395和396同轴地位于转换器齿轮310的任一端上，如俯视图304中所示。齿轮轨道315限定转换器齿轮310的外表面，而没有遵循两个端部的线性车轮廓。所述另一种方式，齿轮轨道315连续围绕转换器齿轮310的外圆周，齿轮轨道315在其行经转换器齿轮310的外圆周时具有基本正弦路径。另外，齿轮轨道315可以经过转换器齿轮310的垂直中心线的上方和下放，垂直中心线垂直于轴向方向(例如，垂直于转换器齿轮310的旋转轴，转换器齿轮的旋转轴是断开200的旋转轴213)。

转换器组件270也包括离合器环330，离合器环330位于转换器齿轮310的内表面上。离合器环330包括可以与外部轴或者车轴的齿轮齿匹配的齿轮齿。离合器环330包括内表面和外表面，内表面包括离合器环330的齿轮齿。离合器环330的外部直径可以小于转换器齿轮310的内部直径，使得离合器环330装配在转换器齿轮310内。此外，离合器环330，在位于转换器齿轮310内部的同时，以与转换器齿轮310不同的速率自由旋转并且在转换器齿轮310固定的同时能够旋转。然而，离合器环3330被限制以与转换器齿轮(和转换器组件270)同轴地移动。第一洗涤器320位于转换器齿轮310的一侧，而第二洗涤器350位于转换器齿轮310的相反侧上，邻近离合器齿轮330。最后，两个弹簧340被包括在转换器组件中，一个弹簧位于转换器组件的任一端上，如图3中所见。作为一个示例，两个弹簧340可以是手指弹簧(fingersprings)。例如，如图3所示，每个弹簧340包含三个弹性臂，该三个弹性臂弯曲以提供弹簧的弹性可恢复力。然而，除了手指弹簧之外，不同类型的弹簧可以被用于弹簧340。弹簧340以及洗涤器320和350可以限制离合器环330以与转换器组件270同轴地移动。如图3所示，只有单个洗涤器(例如，洗涤器320或洗涤器350)位于转换器组件270与弹簧340中的一个之间。多个铆钉360可以插入通过转换器组件的部件，以将转换器组件作为单个单元保持。

齿轮轨道315的摆动(例如，波动(undulat ion))围绕转换器齿轮310的外周完成多个循环。完整循环被定义为齿轮轨道从邻近第一端部395的一点朝向邻近第二端部396的一点摆动并且在邻近第一端部395的另一点处结束的长度。具有齿轮轨道315的转换器组件270的取向显示了齿轮轨道的一个完整循环。在一些实施方式中齿轮轨道315的摆动可以是连续弯曲的(正弦)，而在其它实施方式中齿轮轨道315可以包括通过平坦的线形截面结合的倾斜的基本线形斜坡。其它齿轮形状可以实现围绕转换器齿轮310的外周完成多个循环。齿轮轨道315可以接触图2的蜗杆齿轮234，使得由电机251提供的来自蜗杆齿轮的动力被传递到齿轮轨道315，以导致转换器组件279的旋转。更具体而言，蜗杆齿轮234的齿可以与齿轮轨道315的齿匹配和互锁。因而，蜗杆齿轮234的旋转导致齿轮轨道315的旋转并接着导致转换器组件270的旋转。除了提供旋转之后，转换器组件270可以沿着轴向方向线性移动，如图3中的轴向箭头211所示。具体而言，转换器组件270可以通过接合的控制组件250沿着轴向方向相对于固定的壳体232向后和向前移动。壳体232可以被固定到外部固定车辆部件，如下面关于图4概述的。

转换器组件270的旋转和轴向移动通过与齿轮轨道315啮合的蜗杆齿轮234驱动。如图3中所见，齿轮轨道315从转换器齿轮310径向地突出，形成凸轮轮廓318，凸轮轮廓318可以被限定为齿轮轨道315的齿轮齿的任一侧上的表面。更具体而言，齿轮轨道315从转换器齿轮310的外表面向外延伸(沿着垂直于转换器组件270的旋转轴的方向)。固定凸轮导向件237接触在转换器齿轮310的一侧接触凸轮轮廓(cam profile)318，固定凸轮导向件238在转换器齿轮310的相对侧接触凸轮轮廓。通过这种方式，齿轮轨道315被有效地限制在固定凸轮导向件(例如，固定导向件)237和238之间。因此，随着转换器组件270旋转，固定凸轮导向件237和238紧靠凸轮轮廓318滑动，由此导致转换器组件沿轴向移动。

在一个示例中，轴向凸轮轮廓318可以被分成三个相等部分，每个部分包括4x4和4x2位置以及在所述位置之间的凸轮斜道。具体地，所述三个相等部分形成齿轮轨道315的三个完整循环，其中4x4和4x2位置分别是最靠近转换器齿轮310的第一端部395和第二端部396的位置。相应地，在本示例中，齿轮轨道315也包含三个相等部分，与轴向凸轮轮廓318的三个相等部分相同。因此，随着电机251沿着单一或者第一方向运转蜗杆253和蜗杆齿轮234，在蜗杆齿轮234与齿轮轨道315之间的齿轮匹配可以导致转换器组件270的旋转和轴向移动。通过这种方式，电机251可以在转换到4x2和4x4模式期间沿着单一方向被驱动。电机251的转动方向可以在车辆方向改变时反转到第二方向，使得第一旋转部件也改变方向。随着运转的第一旋转部件的旋转而沿着相同的方向旋转转换器组件270会是所希望的。因而，当车辆移动方向改变时，电机251也可以改变方向。通过这种方式，电机251的单一或者第一转动方向可以保持，只要车辆正沿着相应的方向移动。通过类似的方式，如下面进一步解释的，电机251的转动方向可以取决于断开组件200是否被置于车辆的左侧或右侧诸如靠近车轮103或104。

图3中所示的弹簧340接合至转换器齿轮310的任一侧并且帮助在转换器组件之内保持离合器环330。例如，在转换至4x4位置期间，如果离合器环330的齿没有与外部旋转部件(例如，轴或者车轴)的配对齿对准，则弹簧将偏转以允许离合器环330保持轴向固定，同时转换器组件270的其余部分沿着轴向方向朝向外部旋转部件移动。随着离合器环330继续旋转并且与外部组件的配对齿对准，则弹簧340可以迫使离合器环进入转换器齿轮310之内的所需位置。在本示例期间，在离合器环的齿与第二轴对准时，离合器环330的轴向移动在转换器组件270的轴向移动之后发生。

当由外部控制器命令从4x4转换至4x2或者反之时，信号可以被送到控制器255，控制器255然后命令电机251开启蜗杆传动。具体地，控制器255可以包含存储在非暂时性存储器中的计算机可读指令，用以基于机动化断开组件外部的控制系统的请求而调整转换器组件。当凸轮轮廓318被固定凸轮导向件237或238推动时，随着转换器齿轮310开始旋转(经由蜗杆传动)并且轴向移动，离合器环330由于齿中的摩擦而可以抵抗轴向移动。当转换器组件270的其余部分试图轴向移动时，转换力将作用在离合器环330上。随着离合器环旋转，由于其连接到外部旋转部件诸如车轴，因此扭矩可能由离合器环产生并且被传递到转换器组件270的其余部分中。此扭矩可以导致转换器组件270旋转，由此当转换器组件270旋转并且轴向地移动至它的其他位置时，添加到由电机251提供的扭矩并且增加转换速度。

对于图2和图3中所见的机动化断开的一般操作并且尤其是转换器组件270的操作，车辆最初处于第一驱动模式。在此情况下，第一驱动模式为2WD或者4x2，其相应于断开处于断开位置，其中两个输入部件没有经由断开200连接。第二驱动模式可以是4WD或者4x4，其相应于断开处于连接位置，其中两个输入部件经由断开200啮合并且所述部件之一的旋转相应于其他部件的旋转。具体而言，当离合器环330连接到输入部件中的仅一个时，车辆处于4x2模式。可替换地，当离合器环连接到输入部件二者诸如两个轴时，车辆处于4x4模式。通过这种方式，随着转换器组件270轴向地移动由电机和蜗杆传动确定的量，离合器环330也轴向地移动，啮合或者分开两个旋转部件。在检测到转换器组件270处于请求的4x4或者4x2模式时，控制器255可以关闭电机。

在用于选择性地啮合两个旋转部件(轴)的一个示例操作方案中，车辆可以最初处于第一模式(2WD)。在此模式期间，转换器组件270可以被保持在第一位置。第一位置可以将转换器组件设置在更靠近密封件233的位置，或者沿着负轴方向，如图3中由箭头211所示。在此第一位置，第一轴207可以与转换器组件啮合，尤其与离合器环330啮合，同时第二轴209没有联接到离合器环330。然后，命令可以由车辆控制器发出，以从第一模式(2WD)转换到第二模式(4WD)。在转换到第二模式期间，蜗杆齿轮234可以被由电机251运转的蜗杆253驱动以驱动齿轮轨道315。如图3中所见，齿轮轨道315在第一端部(侧)395与第二端部(侧)396之间摆动，这导致转换器组件紧靠固定凸轮导向件237和238滑动，由此沿着第一轴向方向(如图2中由箭头211所示)将转换器组件转换至第二位置，在该第二位置处转换器组件270与第一轴和第二轴二者啮合。所述另一种方式，离合器环330的齿可以与第一轴207和第二轴209二者的相应齿啮合。第二位置可以位于比第一位置更正性轴向方向(图2中由轴向方向箭头限定)，使得转换器组件270在第二位置比在第一位置更远离密封件233。随后，命令可以由车辆控制器发出，以转换回第一模式(2WD)。因而，电机可以继续沿着相同的方向驱动蜗杆齿轮，由此沿着第二轴向方向(图2的负轴向方向，箭头的反向)移动转换器组件，直到转换器组件到达第一位置，在该第一位置第二轴再一次与离合器环330分开。

在一些实施方式中，附加的多个板可以与包括离合器环330的转换器组件270串联联接。作为一个示例，多个板(其也可以被称为摩擦)可以包括可旋转地联接到第一轴207和第二轴209中的一个的一组楔形板以及可旋转地联接到第一轴207和第二轴209中的另一个的一组楔形板。压力板(例如，活塞板)可以按压楔形板和摩擦板以同步第一轴207和第二轴209之间的速度。转换器组件270的离合器环330于是可以被用作锁定以将第一轴207和第二轴209彼此锁定，由此充分地啮合两个轴，以完成两个轴之间的扭矩转移。应该注意的是，对于这里描述的机动化断开组件中的任一个，上面描述的多个板可以被串联地包括。

图4示出机动化断开200的正视图401和沿着正视图401的截面A-A截取的截面图403。从正视图和截面图，转换器组件270以及离合器环330的齿是可见的。此外，断开270可以包括一个或多个安装支架450，每个安装支架450包含用于螺钉、螺栓或者其他适合的紧固件的孔。通过安装支架450，机动化断开能够被安装至各种固定车辆部件，以将断开牢固地保持在原位。在可替换的实施方式中，断开200可以不包括支架450和/或可以包括用于安装断开的改变的壳体以改变车辆位置，诸如沿着前车轴或者后车轴，如下面进一步描述的。

图5示出机动化断开200的正视图501、俯视图503和侧视图505。如图5中所见，控制组件250可以与转换器结构230的壳体232一体地形成，使得壳体232作为单一件延伸以包含控制组件250的部件。在其他实施方式中，控制组件250可以经由可去除紧固件而被可去除地固定至转换器结构230，使得控制组件能够从断开的其余部分容易地拆下。通过这种方式，控制组件250的替换部分可以被容易地替换而不用拆卸整个断开。可替换部分可以包括电机251、蜗杆253和控制器255。

如前面所述，断开200包括板上控制器255，板上控制器255可以被配置为除了其他功能之外还驱动电机251。此外，磁性双极传感器可以位于控制组件250内部或者在转换器结构230内部邻近控制组件250。双极传感器可以联接到控制器255(和/或作为控制器255的部分结合到控制器255)并且配置为与控制器发送和接收信号。双极传感器的作用可以是确定转换器组件270的位置，也就是，转换器组件是否处于4x4(2WD)或4x4(4WD)位置。磁体可以以交替地极性被放置在转换器组件270的外周周围，使得双极组件能够在不同的磁体之间区分以便确定转换位置。例如，北磁极可以相应于4x2位置，而南磁极可以相应于4x4位置。

图6示出用于确定转换器组件270的转换位置的双极传感器的操作的简化图示600。摆动的凸轮轮廓318被显示在图6中，与上面参照图3先前描述的凸轮轮廓相同。重复一下，凸轮轮廓318由在转换器齿轮310的两个端面之间转换的齿轮轨道315形成。在双极传感器620可以以固定方式位于控制组件250中时，六个磁体602可以被置于转换器齿轮310中靠近凸轮轮廓318和齿轮轨道315。例如，六个磁体602可以被直接置于凸轮轮廓318上围绕转换器齿轮310的圆周在齿轮轨道315从转换器齿轮310突出的交叉点处。在此情况下，六个磁体602被使用，因为凸轮轮廓318(和齿轮轨道315)围绕转换器齿轮310的外周完成三个完全循环。此外，在本示例中，具有北(N)极的磁体可以与凸轮轮廓318的4x2位置对准，而具有南(S)极的磁体可以与凸轮轮廓318的4x4位置对准。为了检测六个磁体602，双极传感器620可以被置于转换器齿轮310附近。由于由每个磁体产生的磁场能够被双极传感器620远距离检测，因此在传感器与磁体之间可以保持间距，由此减少传感器和磁体的磨损。注意的是，磁体的数量可以是偶数，以允许凸轮轮廓318上4x2和4x4位置具有相等的数量。

随着转换器齿轮310(和转换器组件270)旋转，磁体沿着图6中在604处所示的转换方向交替地经过双极传感器620的前面。因为电机251可以在转换操作期间沿着单一方向转动，如前面解释的，因此只有一个转换方向在图6中示出。在图6中所示的位置，北磁体可以被传感器620感测，信号被发送到控制器255，这表明转换器组件当前处于4x2位置。接下来，随着转换动作发生并且凸轮轮廓318移动，一旦随后的具有南极性的磁体经过传感器620前面，信号可以被发送到控制器255。在接收到信号时，控制器可以发出命令到电机251来停止转换器组件270的旋转，由此将该组件保持在检测到的与南极磁体相应的4x4位置。通过这种方式，控制器255可以基于由接近(例如，最靠近)双极传感器620的磁体的极性确定的转换器组件270的位置来启动和停止运行电机251。

图7示出根据本公开的一个实施方式的机动化断开的操作的流程图。重申一下，4x2(2WD)模式相应于转换器组件270与两个轴中的仅一个啮合的位置，而4x4(4WD)模式相应于转换器组件270与两个轴都啮合的位置，由此将两个轴联接在一起。为了易于理解，将参照关于前面的附图给出的部件和描述。图7显示了用于控制断开诸如图2-5的断开200和相关的部件的移动和转换功能的方法700。用于执行方法700的指令可以被存储在控制器诸如图2中所示的控制器255的存储器中。

首先，在701，一系列初始操作可以由控制器255执行。初始操作可以包括校准接合至控制器的双极传感器以及建立传感器与外部传感器诸如主车辆传感器之间的通信。接下来，在702，输入命令可以被发送到位于断开200上的控制器255，如前面描述的。输入命令可以是从4x2变为4x4或者反之的操作者请求。在此系统中，命令可以在被发送到控制器255之前通过主车辆控制器发送。因而，该方法在702可以包括从主车辆控制器接收输入命令。在接收到转换命令时，在703，可以确定4x4操作是否被请求。如果4x4操作被请求，则程序进行到704。可替换地，如果4x4操作没有被请求，则程序进行到708，这在下面进一步解释。在704，可以确定转换器齿轮310是否处于4x4位置。重新参照对于图6的双极传感器620的讨论，该传感器可以检测北磁体或南磁体是否位于传感器的前面(或者在传感器的读取范围内)，由此允许控制器255确定转换器齿轮是否处于4x4位置。如果转换器齿轮没有处于4x4位置，则在705，电机可以开启以旋转和轴向地移动转换器组件，直至凸轮轮廓318充分移动，使得达到与4x4位置相应的磁体。一旦转换器齿轮处于4x4位置，则在706，电机可以关闭以保持所需的4x4位置。最后，在707，控制器可以输出4x4反馈信号至主车辆控制器，由此表示转换至4WD完成。

返回至703，如果4x4操作没有没请求，则程序进行到708。随后，在708，该方法可以包括确定4x2操作是否被请求。如果4x2操作没有被请求(作为702的车辆输入命令)，则在713，无效输入被控制器检测。在此情形下，在714，输出出错编码可以被控制器255发送到外部车辆控制器并且程序结束。这个操作分支(包括步骤713和714)允许控制器255检测无效输入命令并且发出出错编码而不允许无效命令中断控制器的操作和断开操作。可替换地，在708，如果4x2操作被检测，则在709，可以确定转换器齿轮310是否处于4x2位置。如果转换器齿轮没有处于4x2位置，则在710，电机可以开启以旋转和轴向地移动转换器组件，直至凸轮轮廓318充分移动，使得达到与4x4位置相应的磁体。例如，参照图6，如果转换器齿轮最初处于与南磁体相应的4x4位置，则电机可以开启以移动转换器齿轮(以及凸轮轮廓)，直至南磁体位于双极传感器的前面，这表明转换器齿轮处于4x2位置。一旦达到4x4位置，则在711，电机可以关闭以保持所需的4x2位置。最后，在712，控制器255可以输出4x2反馈信号至主车辆控制器，由此表示转换至2WD完成。

通过这种方式，方法700包括在控制组件250的轮轴控制器255处从车辆控制器接收请求，以将转换器组件270调整到所请求的位置，诸如与连接两个可旋转轴的连接位置(4x4)或者没有连接两个可旋转轴的断开位置(4x2)相应的4x2或4x4位置。此外，转换器齿轮的当前位置可以基于磁性位置传感器620的输出确定，磁性位置传感器620可以联接到控制组件250。转换器组件270可以包括围绕转换器组件的圆周设置的多个磁体。磁性位置传感器可以基于多个磁体中的哪个最靠近位置传感器而输出位置信号，由此确定当前位置是否是连接位置(4x4)或断开(4x2)位置。最后，在当前位置不同于所请求的位置时，电机251可以启动来驱动蜗杆齿轮234，以沿着单一方向旋转并且轴向地调整转换器组件到所请求的位置(4x4或4x2)。如前面解释的，如果所请求(所需)位置与转换器组件的当前位置相同，则没有进一步动作被请求。

理解的是，用于由控制器255经由电子控制命令断开200的转换操作的转换方法700可以根据许多不同的控制方案来执行。图7中所示的方案是显示能够怎样控制断开以实现所需的转换操作的一个示例。根据本发明的范围，其他控制方案可以被实施，同时保持断开的一般操作。

图8示出根据本发明的一个实施方式的图2的控制器255的简单示意图。控制器255可以包括微控制器单元810，微控制器单元810输入和输出机动化断开200的信号，与外部车辆控制器通信，并且执行进行转换操作所需的处理。例如，微控制器单元810可以处理到来的数据(例如接收的数据)并且与以上描述的各种致动器、传感器和断开部件结合来执行所需的转换操作。在图8中显示的布置中，车辆输入命令信号720可以被发送到微控制器单元810。输入命令信号720可以被外部车辆控制器(控制器255的外部)发送，并且包括用于4x4或4x2转换的命令。作为示例，车辆可以最初处于4x2模式(2WD模式)，并且操作者可以要求转换到4x4模式(4WD模式)。在操作者输入时，车辆控制器可以发送命令720到微控制器单元810，该命令包括转换到4x4模式的请求。在接收和处理输入命令时，微控制器单元810可以相应地开启电机251以啮合蜗杆传动并且将转换器组件移动到所需位置。在完成转换事件时，输出反馈信号730可以被发送到外部车辆控制器。注意的是，当电机251在完成了所需转换而关闭时，由于电机接地，因此会出现动态制动动作，如图8中所见。此动态制动允许转换器组件保持固定，同时只有离合器环330被允许旋转。此外，接合至电机251的蜗杆传动可以基本避免电机251和转换器组件270的向后驱动。尤其是，电机251可以通过对于转换器组件270的车轴摩擦扭矩而不会被向后驱动，由此允许转换器组件270保持固定，同时电机251关闭。

此外，控制器255可以是智能控制器，其根据闭环方案(与开环相反，即基于时间的方案)来运行电机251。此外，在控制器255被整装并且位于断开200上时，车辆成本可以减少，因为车辆控制器不必结合操作断开200所需的处理指令。双极传感器620可以发送信号到微控制器单元810，包括转换器组件的当前(例如，实际)位置。例如，在微控制器单元810处从双极传感器620接收的信号可以是转换器组件是否处于4x4、即连接模式或者4x2、即断开模式的反馈。如上面描述的，4x4和4x2驱动模式可以分别相应于南极磁信号和北极磁信号。从微控制器810发送到电机251的信号可以基于来自双极传感器的位置反馈(例如，转换器组件的当前位置)和车辆输入命令信号720(例如，转换器组件的请求位置)二者。

通过这种方式，机动化断开组件200提供用于选择性地啮合两个旋转部件的小型装置。转换器结构230包含转换器组件270和用于在两个不同的驱动模式之间转换的其他部件，同时保持小型化的设计。此外，控制组件250可以接合到转换器结构230的外周，同时保持小型化的设计，因为控制器255和电机251相比于断开组件的其余部分可以是小型的。用于操作转换器齿轮的蜗杆传动可以比其他系统更为可靠，因为蜗杆传动降低旋转速度，同时提高缺省扭矩，而无需用于齿轮减少的复杂齿轮箱。此外，蜗杆传动可以比其他齿轮组件更为静音。出于这些原因，整装式和小型的机动化断开系统可以提供其他断开系统未展现的益处。

另外，运转断开组件200的转换动作所需的电机251可以被包含在断开组件的壳体232内(例如，被壳体232围绕并且被完全包围在壳体232之内)并且由位于断开组件的板上的轮轴控制器255本地控制。轮轴控制可以包括用于从外部车辆控制器接收命令信号的所需指令，解释和处理这些命令，并且驱动电机，同时从用于确定断开的当前操作模式的一个或多个传感器接收信号。因而，外部车辆控制器的计算能力可以被指定用于其他功能，而轮轴控制器255可以致力于机动化断开组件200的操作。

图9-17以各种视图示出机动化断开组件的另一实施方式以及相关的控制方案和电子图示。例如，图9-17示出被采用作为联接到车辆的车轮端部的车轮端部断开的机动化断开的实施方式。图1-8中的许多装置、方法和/或部件与图9-17中所示的装置、方法和/或部件相同。因此，为了简洁起见，图9-17的装置、方法和部件，其被包括在图1-8中，被同样标示，这些方法、装置和部件的描述在图9-17的描述中被省略。

图9示出安装至车轮关节925的机动化断开组件900的实施方式。具体而言，图9示出安装至关节925的机动化断开组件900的侧视图901、沿着侧视图901的截面A-A截取的截面图903以及截面图903的放大图905。关节925可以是车轮和其他车轮部件安装至其的中间结构。例如，在关节925的一侧接合车轮，关节925的另一侧可以包含用于连接车辆悬架、转向系统和制动系统的附件特征。机动化断开组件900可以接合至用于选择性地断开两个旋转部件的关节925的一侧。在此实施方式中，两个旋转部件可以是车轴半轴931和轮毂934。车轴半轴931可以类似于被分成双车轴(半轴)系统的两个车轴的图1的前车轴134或者与其相同。此外，当在本实施方式中轮毂934是第二旋转部件时，耦合器(coupler)937可以包括用于与离合器环330的齿轮齿选择性地匹配的齿轮齿。耦合器937可以可旋转地接合至轮毂934，使得耦合器937或者轮毂934的旋转相应于其他部件的相同旋转。轮毂934可以经由车轮轴承933接合至关节925。通过这种方式，轮毂934可以在关节925保持固定(不旋转)的同时旋转。对于图9和后续附图中所示的配置，断开组件900可以被称为集成车轮端部断开。

图10示出机动化断开组件900的三个可行位置。更具体而言，图10示出包括安装至其的机动化断开组件900的关节的侧视图901和沿着切割平面C-C截取的截面图1000。图10示出一组细节视图，其中细节视图的位置在截面图100中以1001示出。第一4x2位置在细节视图910中示出，而第二4x4位置在细节视图912中示出。参照视图910，离合器环330仅与车轴931(第一旋转部件)啮合并且不与轮毂934啮合。在与离合器环330的4x2位置相应的4x2模式器件，轮毂934的旋转可以独立于车轴931的旋转。参照视图912，离合器环330经由耦合器937与车轴931和轮毂934二者啮合。在与离合器环330的4x4位置相应的4x4模式期间，轮毂934的旋转速率可以基本上等于车轴931的旋转速率。另外，在视图912中所示的4x4模式期间，来自发动机的动力(旋转速度和扭矩)可以被提供至车轴931并且经由离合器环330传递至轮毂934。第三细节视图911示出受阻转换位置，其中弹簧340可偏转以允许转换器组件270完成其转换运动，而离合器环330转换被延迟。例如，在从4x2位置至4x4位置转换期间，分别如细节视图910和912所示，离合器环330的齿轮齿没有与耦合器937的齿轮齿对准。因而，在弹簧340相对于离合器环330偏转的同时，转换器组件270和转换器齿轮310可以继续根据蜗杆传动而轴向地移动。一旦齿轮齿被大致对准，弹簧340可以将离合器环330推动至其4x4位置。通过这种方式，转换器齿轮310可以不突然停止并且导致对蜗杆传动和/或电机251的损坏。

图11示出机动化断开组件900的侧视图1101、沿着侧视图110中的截面J-J截取的截面图1103以及来自截面图1103的细节视图1105。尤其是，示出从控制组件250延伸的电缆958。电缆958可以提供断开组件900与外部车辆控制器之间的电连接，外部车辆控制器用于提供转换请求至断开组件900。此外，如图11的细节视图1105中所示，磁性双极传感器620被示出，其接合至从控制组件250延伸的臂。传感器620可以经由臂电性接合至轮轴控制器255。通过这种方式，传感器620可以位于接近转换器组件270的转换器结构230。具有北和南极性的一组磁体961可以沿着齿轮轨道315邻近凸轮轮廓318设置。在一个示例配置中，传感器620可以设置于紧邻三个固定凸轮导向件237之一。尤其是，传感器620可以接合至最靠近控制组件250的固定凸轮导向件237的一侧。由于齿轮轨道315被保持在相应的固定凸轮导向件237和238之间，因此齿轮轨道315(和凸轮轮廓318)可以在凸轮导向件237和238之间旋转，同时传感器620可以检测北或南磁体961是否经过传感器620的前面。通过这种方式，在传感器620与磁体961之间气隙977可以保持基本恒定的宽度，以能够实现传感器620的适当校准和功能。

在可替换实施方式中，控制组件250的帽258可以不包括电缆958，而是可以包括用于待插入控制组件250中的线束耦合器的内置插座。所述另一种方式，帽258可以包括适于容纳联接到外部车辆控制器的线束的电插座，外部车辆控制器用于提供转换请求至断开组件900。

图12示出控制组件250的第一视图1201和第二视图1203，第一视图和第二视图彼此旋转90度。轮轴控制器255可以包括用于命令机动化断开组件900的几个功能的电路和电部件。例如，为了驱动电机251，电源915可以被包括在控制器255中以输入电力至控制组件250。此外，电机驱动器916可以被包括在控制器255中以命令电机251的向前或反向反向性。换言之，电机251可以沿着顺时针或逆时针旋转方向运转输出轴。微处理器917可以解释经由电缆958从外部车辆控制器接收的转换请求并且处理这些请求以发送命令到位于控制器255中的其他部件。如图12中所见，磁性双极传感器620接合至连接到控制器255的臂。臂可以延伸，使得传感器620邻近转换器组件270的圆周。

图13示出转换器结构230外部的转换器组件270的俯视图1301、侧视图1300、沿着侧视图1300中的界面L-L截取的截面图1302以及截面图1302的一部分的细节视图1303。在细节M处并且围绕齿轮轨道315的侧面，具有北(N)和南(S)极性的磁体961可见。磁体961的极性围绕齿轮轨道315交替，每个磁体相应于转换器组件270的4x2或4x4位置。此外，弹簧340在折叠或者未变形位置是可见的。

图14示出转换器组件270的俯视图1401、侧视图1400和沿着侧视图1400中的截面N-N截取的截面图，类似于图13中的视图。然而，弹簧340在图3中被示出在其延伸或变形的位置。如前面解释的，当转换器组件270的其余部分在转换运动期间沿着轴向方向移动时，弹簧340可以相对于离合器环330偏转。在此情形下，离合器环330可以沿着轴向方向保持固定，直到离合器环330的齿轮齿和第二旋转部件(接合至车轮轮轴934的耦合器937)的齿轮齿对准，于是弹簧340可以将离合器环330推动至第二4x4位置。

图15和16示出用于操作图9-14中的断开组件900和相关部件的示例方法1600。方法1600可以共用与方法700类似的步骤，并且增加确定断开组件900是否被接合至(例如，安装在)左车轮或右车轮以及车辆是否沿着向前或者向后方向行进。因而，将转换器组件270移动至4x2和4x4位置的电机251可以被配置为根据车辆的向前或反向方向是否需要或者断开组件是否被接合至车辆的左侧或右侧而沿着向前和反向方向旋转。

首先，在1501，一系列初始操作可以由控制器255执行，类似于方法700的步骤701。再次，初始操作可以包括校准接合至控制器的双极传感器以及建立传感器与外部传感器诸如主车辆传感器之间的通信。接下来，在1502，输入命令可以被发送到位于断开组件900附近的控制器255。输入命令可以是用于从4x2变为4x4或者反之的操作者(即，驾驶者)请求。在此系统中，命令可以通过主车辆控制经由958电缆发送到车轴控制器255。

在接收转换命令时，在1503，该方法包括确定4x4操作是否被请求。如果4x4操作被请求，则程序进行到1504。可替换地，如果4x4操作没有被请求，则程序进行到图16，这是方法1500的延续。在1504，该方法包括确定转换器齿轮319是否处于4x4位置。如果转换器齿轮310没有处于4x4位置，则在1507，该方法包括确定左车轮是否被选择，也就是，第二旋转部件是否是左车轮轮轴(或耦合器)。如果左车轮被选择，则在1508，控制器255可以启动电机251以沿着顺时针方向转动，由此沿着与第一旋转部件(或者前左半轴)相同的方向旋转转换器组件270。可替换地，如果右车轮被选择，则控制器255可以启动电机251以沿着逆时针方向转动，由此沿着与前右半轴相同的方向旋转转换器组件270。注意的是，在步骤1508和1509，假定向前车辆运动。如果车辆反向行进，则在1508，电机可以沿着逆时针方向转动，与图15所示的相反。类似地，对于反向车辆运动，在1509，电机可以沿着顺时针方向转动。通过这种方式，转换器组件270可以沿着与第一旋转部件相同的方向旋转。

在根据步骤1508或1509操作电机251时，则在1504，该方法包括再次通过感测磁体961在传感器620前面的对准来检查转换器齿轮310是否处于4x4位置。一旦转换器齿轮310处于4x4位置，则在1505，电机可以关闭以保持所需的4x4位置。最后，在步骤1506，控制器可以输出4x4反馈信号至主车辆控制器，由此表明转换至4WD的完成。

返回到1503，如果4x4操作没有被请求，则方法1500进行到图16，其描绘了方法1500的其余部分。随后，在1510，该方法包括确定4x2操作是否被请求。如果4x2操作没有被请求，则在1517，无效输入被控制器255检测。在此情形下，在1518，输出出错编码可以被控制器255发送到外部车辆控制器，由此结束程序。可替换地，在1510，如果4x2操作被检测，则在1514，该方法包括确定左车轮是否被选择，类似于步骤1507。如果左车轮被选择，则在1515，电机沿着顺时针方向启动。如果左车轮没有被选择，而是右车轮被选择，则在1516，电机沿着逆时针方向启动。如前面提及的，如果车辆正在反向行进，则在步骤1515和1516的运动方向也可以颠倒。一旦转换器齿轮到达4x2位置，如传感器620确定的，则在1512，电机可以关闭以保持4x2位置并且通过动态制动而基本避免电机的向后驱动。最后，在1518，控制器255可以输出4x2反馈信号到主车辆控制器，由此表明转换到2WD的完成。

图17示出控制器255的简化电气示意图1700的另一示例，其包括图7中所示的许多相同的部件。除了接收输入命令720以在4x2模式和4x4模式之间转换之外，第二输入命令750可以被微控制器单元810接收。第二输入命令750可以告知单元810由控制器255控制的断开组件是否位于车辆的左侧或右侧。此外，第三输入命令760可以被外部车辆控制器发送到单元810，其中第三输入命令760可以告知单元801车辆是否正在沿着向前或向后(反向)反向行进。通过信号720、750和760以及由传感器620确定的断开组件的当前位置，电机251可以相应地操作。注意的是，在本示例中，电机25可以根据输入信号而沿着顺时针方向和逆时针方向二者旋转。然而，在沿着向前方向在左车轮上的命令模式诸如4x4期间，电机251可以被命令在命令模式的持续期间仅沿着适当的方向(诸如顺时针方向)旋转。通过这种方式，电机251可以沿着一个方向被驱动并且被保持来提供动态制动。

图17的控制器示意图可以提供用于简化和低成本双方向驱动的控制，其中电机251可以取决于断开组件的位置和车辆的行进方向而沿着两个方向被驱动。在其它实施方式中，分别用于确定左/右断开位置和向前/向后车辆移动的信号750和760可以被与微控制器单元810的附加销连接替换。因而，为了确定电机251转动的方向，取代从外部车辆控制器接收信号750和760，传感器或者其它装置可以位于断开组件附近以检测车辆的车轴旋转。其它部件可以被添加、改变和/或从图17的示意图去除而仍然符合本发明的范围。

通过这种方式，除了控制4x2位置和4x4位置之间转换之外，控制器255可以通过经由电缆958从外部车辆控制器接收信号来确定断开组件900是否被安装在车辆的左侧或右侧。一旦确定断开组件的安装位置，则控制器255可以指示在车辆行进的同时电机251沿着与车轴旋转的方向匹配的方向旋转。在具有多个断开组件诸如两个前轮各一个的车辆中，车辆控制系统可以指示电机对于向前车辆行进转到一个方向并且对于反向车辆行进转到相反方向。因而，外部车辆控制器可以包括用于发送转换请求至位于车辆的不同部分的一个或多个断开组件的指令。

现在转向图18-22，示出沿着车辆车轴设置的中心机动化断开1802。中心机动化断开1802可以具有与以上参照图2-8描述的机动化断开组件类似的部件和类似的功能。中心机动化断开1802也可以与图9-17中示出的车轮端部机动化断开类似地操作并且包括与其类似的部件。然而，取代选择性地断开车轴半轴和车轮轮轴，中心机动化断开1802可以选择性地断开车辆的两个部分(例如，诸如图1中示出的前车轴134或者后车轴132的两个部分)。

例如，图18示出了沿着车辆的车轴1804设置的中心机动化断开1802的第一实施方式的示意图1800。例如，车轴1804可以是车辆的前车轴或后车轴。如图18所示，中心机动化断开1802位于车轴1804的中部并且远离位于车轴1804的任一端上的车轮和轮胎1818。车轴1804可以在车轴1804的任一端联接到半轴1816。每个半轴1816联接到车轮轮轴1820，而关节1824和车轮轴承1822围绕半轴1816和车轮轮轴1820之间的连接轴。如图18所示，中心机动化断开1802位于差动器1806的一侧(例如，可以是图1中所示的前差动器122或者后差动器121)。在可替换的实施方式中，中心机动化断开可以位于差动器1806的相反侧，如图21所示，下面进一步描述。

差动器1806直接联接到传动轴1814。传动轴1814可以是车辆的前驱动轴或者后驱动轴的部分或者联接到车辆的前驱动轴或者后驱动轴(例如，图1中所示的前驱动轴133或者后驱动轴131)。因而，旋转动力被从车辆驱动轴传递到差动器1806。沿着车轴1804布置的差动器1806于是将扭矩分配到联接到车轴1804的每个车轮。差动器1806在第一侧联接到加伸轴(stubshaft)1812，加伸轴1812是车轴1804的部分并且直接联接到半轴1816之一。差动器1806在与第一侧相反的第二侧直接联接到车轴1804的中间轴1810。

中间轴1810进一步联接到中心机动化断开1802。中心机动化断开1802也联接到耦合器轴1808，耦合器轴1808直接联接到半轴1816中的另一个。因而，中心机动化断开可以将两个旋转部件彼此选择性地断开，两个旋转部件是连接到第一车轮1801的耦合器轴1808和联接到差动器1806并因此通过传动轴1814联接到车辆的驱动轴的中间轴1810。

中心机动化断开1802由一个断开单元构成，该断开单元与轮轴锁定系统的两个单元相对，轮轴锁定系统在每个车轮上具有一个组件。由于仅使用一个断开单元，因此仅一个车轮(例如第一车轮1801)可以被断开，并且另一车轮(例如，第二车轮1803)可以保持连接(例如，连接到车轴1804的驱动部分)。例如，图18中所示的中心机动化断开1802可以将第一车轮1801与传动系统断开，而第二车轮1803保持联接到传动系统。连接的第二车轮1803、邻近的半轴1816以及加伸轴1812一起转动，如同断开的耦合器轴1808、邻近的半轴1816以及第一车轮1801。中间轴1810以与连接到车轮1803和加伸轴1812的半轴1816相同的速度转动，但是因为差别的斜齿轮而沿着相反方向。由于中间轴1810和加伸轴1812的平均速度可以近似零，因此差动器负载和传动轴1814保持不动。中心机动化断开1802可以提供超过图9-17中所示的车轮端部断开的益处，诸如减少整体尺寸、降低成本、简化实施和减少转换噪音。此外，如图18所示，中心机动化断开1802和差动器1806可以联接到车轴壳体1826。中心机动化断开1802包括用于选择性地啮合和分开联接的轴1808和中间轴1810的致动器1828，如下面参照图23-27进一步描述的。

图19示出沿着车辆的车轴1804设置的中心机动化断开1802的第二实施方式的示意图1900。如图19所示，车轴1804(具体而言，车轴1804的中间轴1810)经由发动机油底壳1902设置。中心机动化断开1802位于发动机油底壳1902的第一侧上，而差动器1812位于发动机油底壳1902的第二侧上，第二侧沿着车轴1804的长度而与第一侧相反。

图20示出沿着车辆的车轴1804设置的中心机动化断开1802的第三实施方式的示意图2000。第三实施方式类似于图18中所示的第一实施方式。然而，如图20所示，半轴2002可以比图18中的半轴1816更长。中心机动化断开1802沿着中间轴2004设置于更靠近差动器1806。因而，图20的中间轴2004比图18的中间轴1810更短。此外，车轴1804的整体长度可以在图20中比在图18中更短。通过这种方式，中心机动化断开1802和差动器1806可以沿着车轴1804设置于更靠近或者更远离彼此。

图21示出沿着车辆的车轴1804设置的中心机动化断开1802的第四实施方式的示意图2100。在第四实施方式中，发动机油底壳1902位于差动器1806的第一侧上，而加伸轴1812穿过发动机油底壳1902。中心机动化断开1802位于差动器1806的第二侧上并且可以将第二车轮1803(而不是第一车轮1801，如前面图18-20中所示)从传动系统断开。

图22示出沿着车辆的车轴1804设置的中心机动化断开1802的第五实施方式的示意图2200。然而，在图22中，车轴1804是直接联接到车轮轮轴1820的接合处2202的单梁车轴并且不是半轴。因而，图22中所示的中心机动化断开1802选择性地断开耦合器轴1808和单梁车轴1804的中间轴1810。

传统的中心断开系统可以通过在换挡轴上滑动的换挡叉由齿轮马达致动器来移动系统的离合器环。然而，这种布置可导致更高的成本、更高的复杂性和更大的用于装配所有系统部件所需的空间。另外，车轴轴旋转可以与齿轮马达致动器有效地隔离。因此，车轴轴旋转可以不用于帮助将离合器环转换至啮合或者分开。

此外，图23-27中更详细示出的中心机动化断开可以将致动器、离合器环和换挡叉组合到单个小型组件中。这种小型组件可以减低成本、复杂性和沿着车轴用于组件所需的空间。此外，下面描述的中心机动化断开可以使用车轴轴旋转以帮助将离合器环转换至啮合或者分开。因而，在车辆向下移动时车轴1804的旋转可以帮助移动中心机动化断开的齿轮和凸轮，由此减少电机的负载。减少的电机负载导致转换速度的提高和电机耐用性的提高。

图23-27可以包括与以上在图2-8和图9-17中描述的部件类似的部件。因而，类似的部件被类似地编号并且可以如以上参照图2-17描述地作用。因而，中心机动化断开可以与以上参照图2-17类似地操作。图23示出中心机动化断开1802的各种外部视图的示意图2300。具体而言，图23包括第一侧视图2301、第二侧视图2303(从第一视图2301围绕中心机动化断开1802的旋转通道旋转)、等距视图2305和端部视图2307。中心机动化断开1802包括外壳2306，外壳2306包括基壳和盖壳2304。外壳2306全部包围(例如，全部围绕和包封)中心机动化断开1802的内部部件。中心机动化断开1802进一步包括中间轴1810和耦合器轴1808，中心机动化断开选择性地断开中间轴1810和耦合器轴1808。在图23中也示出电缆958，其提供中心机动化断开1802与用于提供转换请求至断开组件的外部车辆控制器之间的电连接。

在一个实施方式中，基壳2302(类似于图2中所示的帽258)可以包括用于待插入基壳2302中的线束连接器的内置插座而不包括电缆958。

图24示出中心机动化断开1802的分解视图以及分解视图的一部分的详细视图2401。中心机动化断开1802包括容纳转换器组件270的转换器组件壳体2406(可以类似于图2中所示的壳体232)。转换器组件270包括具有一个或多个磁体961的转换器齿轮310(也可以被称为凸轮齿轮)。离合器环330位于转换器齿轮310内部，套管2402位于离合器环330的任一侧上(套管可以类似于图3中所示的洗涤器320和350)。转换器组件270进一步包括两个弹簧340。盖凸轮插入部2404可以设置于接近转换器组件270并且可以与图2中所示的凸轮保持件235类似地操作。中心机动化断开还包括驱动蜗杆253、进而驱动蜗杆齿轮234的马达241。蜗杆243不能向后驱动。在可替换的实施方式中，蜗杆253可以被称为蜗杆齿轮，蜗杆齿轮234可以被称为驱动齿轮。

控制器255(例如，中心断开控制器)操作电机251并且可以与用于通过磁体961感测转换器齿轮310的位置的位置传感器620通信。应该理解的是，位置传感器620和磁体961包括开关系统。在可替换的实施方式中，可以使用替换类型的开关系统诸如弹簧开关和致动点、跟随编码器的接触雨刷或者光学开关。控制器255被用于响应控制输入以开始和停止电机251，并且沿着正确方向运转电机251。电机251的旋转方向可以由表明向前或反向车辆运动的车辆信号确定。因而，向前车辆运动导致向前电机旋转。如果车辆反向信号被检测到，则电机可以沿着反向方向运转。然而，电机总是沿着与车辆方向等同的方向运转并且不能转换方向，直到车辆方向转换。

控制器255也可以被配置为检测不同类型的故障并且响应检测到的故障而采取正确措施。例如，停转的电机可以作为故障被检测。在一个示例中，电机方向的短暂反向可能校正停转的电机。控制器255可以包括附加的传感器诸如车轴速度传感器。来自车轴速度传感器的信号可以被用于进一步改善特定车辆条件下的转换算法。例如，在车辆停止或者高速行进时，控制器255可以不允许模式转换(例如，4x4至4x2)。

在一些实施方式中，附加的多个板可以与包括离合器环330的转换器组件270串联联接。多个板可以被配置为类似于以上参照图2-3描述的多个板实施方式。

通过这种方式，机动化断开组件的技术效果是有效地并且准确地啮合和分开车辆传动系统的两个旋转部件。如以上解释的，机动化断开组件通过电机而不是真空为可致动的，真空在车辆中会不易于获得。

图25-27示出以上描述的中心机动化断开1802的各种截面图。具体而言，图25示出中心机动化断开1802的第一端部视图2500、沿着第一端部视图2500中示出的截面线B-B截取的第一截面图2401以及第一截面图2401的一部分的第一详细视图2502。如第一详细视图2502中所示，离合器环放射状地内接转换器齿轮310并且与转换器齿轮310同轴。图25进一步示出第二端部视图2503(为了简洁期间，其部件被去除)、沿着第二端部视图2503中示出的截面线D-D截取的第二截面图2404、第二详细视图2505以及第二详细视图2505的部分的第三详细视图2506。尤其是，第二详细视图2505示出接近位置传感器960的一个磁体，该磁体的南极接近位置传感器960。

图26-27示出中心机动化断开1802的第一端部视图2600。此外，图26-27示出断开处于4x2配置的第一截面图2601、断开处于4x4配置的第二截面图2603以及断开处于受阻转换条件的第三截面图2605，每个截面图沿着第一端部视图2600的截面线G-G截取。图26进一步示出断开处于4x2配置的第一详细视图2602、断开处于4x4配置的第二详细视图2604以及断开处于受阻转换条件的第三详细视图2606。这三种配置可以类似于以上参照图10描述的转换配置。例如，在4x2配置中，离合器环330没有与中间轴1810和耦合器轴1808二者啮合。在4x4配置中，离合器环与中间轴1810和耦合器轴1808二者全部啮合。

在此没有描述的附加部件可以被包括中心机动化断开1802中。此外，图2-17中示出的附加部件可以被包括在中心机动化断开1802中。另外，中心机动化断开1802的部件可以被包括在图9-14示出的车轮端部断开实施方式中。

作为一个实施方式，一种机动化断开组件包括：转换器组件，其包括摆动的齿轮轨道，该齿轮轨道在转换器组件的两个端部沿着连接轴的旋转轴的方向摆动，齿轮轨道被限制在固定凸轮导向件之间。在以上实施方式的进一步实施方式中，摆动的齿轮轨道接触与蜗杆接触的蜗杆齿轮。在以上实施方式的任一个中，蜗杆连接到电机的输出轴。另外，在以上实施方式的任一个中，电机适于在所述连接轴沿着单一方向旋转时沿着该单一方向旋转。

作为另一实施方式，一种用于选择性地啮合两个轴的方法包括：在第一模式期间，将转换器组件保持在第一位置，在第一位置处转换器组件通过由电机驱动的蜗杆齿轮仅与第一轴啮合，该电机适于沿着第一方向旋转蜗杆齿轮；在接收到转换至第二模式的命令时，驱动所述蜗杆齿轮来接触转换器组件的齿轮轨道，齿轮轨道在转换器组件的两个端部之间摆动，并且沿着第一轴向方向移动转换器组件并且移动到第二位置，在第二位置处转换器组件与第一轴和第二轴二者啮合；以及在接收到转换回第一模式的命令时，沿着第一方向驱动蜗杆齿轮，并且沿着第二轴向方向移动转换器组件，直到转换器组件达到第一位置，第二轴向方向与所述第一轴向方向相反。在以上实施方式的进一步实施方式中，第一模式是两轮驱动模式，第二模式是四轮驱动模式。作为以上实施方式中的任一个的另一进一步实施方式，转换至第二模式的命令和转换回第一模式的命令被联接到转换器组件的控制器接收，控制器操作电机。作为以上实施方式中的任一个的再一个实施方式，控制器进一步包括用于与用于接收转换到第一和第二模式的命令的外部车辆控制器通信的编程。作为以上实施方式中的任一个的另一个实施方式，控制器进一步包括用于从磁性位置传感器接收信号的输入以确定转换器组件是否达到第一或第二位置。此外，在以上实施方式中的任一个的另一实施方式中，转换器组件包括接合至转换器组件的圆周周围的偶数个磁体，磁体在转换器组件旋转时与磁性位置传感器对准。

作为再一个实施方式，一种机动化断开组件包括：电机；包括蜗杆和蜗杆齿轮的蜗杆传动，蜗杆连接到电机的输出轴和蜗杆齿轮；转换器组件，包括与蜗杆齿轮接触的齿轮轨道以及离合器环，齿轮轨道在转换器组件的两个端部之间摆动，离合器环用于在第一模式选择性地啮合第一轴以及在第二模式啮合第一轴和第二轴二者，两个模式相应于将转换器组件线性移动至第一位置和第二位置，第一位置位于与第二位置不同的轴向位置；以及控制器，具有存储在非暂时性存储器中的计算机可读指令，用于基于来自机动化断开组件外部的控制系统的请求将转换器组件调节到第一和第二位置。在以上实施方式的进一步实施方式中，该组件还包括一个或多个弹簧，用于在离合器环的齿与第二轴的齿不匹配时，轴向地配置离合器环，其中在离合器环的齿与第二轴对准时，离合器环的轴向移动在转换器组件的轴向移动之后发生。在以上实施方式中的任一个的附加实施方式中，离合器选独立于转换器组件旋转。作为以上实施方式中的任一个的再一个实施方式，离合器环与转换器组件同轴地移动。在以上实施方式中的任一个的进一步实施方式中，该组件还包括成形为包含转换器组件的壳体。作为以上实施方式中的任一个的再一个实施方式，该组件还包括位于壳体的一侧的密封件，密封件接触第一轴。

作为另一实施方式，一种系统包括：控制器(例如，轮轴控制器)，设置在车辆的机动化断开组件上，控制器可用于：启动电机使得联接到所述电机的蜗杆齿轮沿着第一方向旋转，以啮合和可旋转地联接第一轴与第二轴，所述蜗杆齿轮联接到转换器组件的摆动的齿轮轨道，所述摆动的齿轮轨道联接到适于与所述第二轴啮合的离合器环；以及启动所述电机使得所述蜗杆齿轮继续沿着所述第一方向旋转，以将所述离合器环与所述第二轴分开以及将所述第一轴和所述第二轴分离。在以上实施方式的进一步实施方式中，控制器与位于机动化断开组件外部的车辆控制器通信连接。作为以上实施方式中的任一个的再一个实施方式，电机转动装配有与蜗杆齿轮啮合的蜗杆的输出轴。作为以上实施方式中的任一个的进一步实施方式，该系统还包括包含轮轴控制器的控制组件。在以上实施方式中的任一个的进一步实施方式中，控制组件还包括接合至机动化断开组件的转换器结构的壳体。

作为另一实施方式，一种操作机动化断开组件的方法包括：在断开组件的控制组件的轮轴控制器处从车辆控制器接收请求以将联接到控制组件的转换器组件调节到所请求的位置，所请求的位置是连接两个可旋转轴的连接位置或者不连接两个可旋转轴的断开位置之一；基于联接到控制组件的磁性位置传感器的输出确定转换器组件的当前位置，转换器组件包括设置在转换器组件的圆周周围的多个磁体；以及启动包括在控制组件中并且通过蜗杆齿轮联接到转换器组件的电机以沿着单个方向旋转并且在当前位置不同于请求的位置时，轴向地调节转换器组件至请求的位置。在以上实施方式中的进一步实施方式中，车辆控制器位于机动化断开组件外部并且包括用于发送转换请求至与机动化断开组件分离的一个或多个断开组件。作为以上实施方式中的任一个的另一实施方式，连接位置相应于车辆的四轮驱动模式。在以上实施方式中的任一个的附加是实施方式中，断开位置相应于车辆的两轮驱动模式。在以上实施方式中的任一个的再一个实施方式中，转换器组件包括接触蜗杆齿轮的摆动的齿轮轨道，摆动的齿轮轨道包括围绕转换器组件的外圆周重复摆动。

作为另一实施方式，一种系统包括：控制器，设置在车辆的中心机动化断开组件上，中心机动化断开组件沿着车辆车轴的中间部分并且接近位于车轴与车辆的驱动轴之间的差动器设置，控制器可用于：启动电机使得联接到所述电机的蜗杆齿轮沿着第一方向旋转，以啮合和可旋转地联接第一轴与第二轴，所述蜗杆齿轮联接到转换器组件的摆动的齿轮轨道，所述摆动的齿轮轨道联接到适于与所述第二轴啮合的离合器环；以及启动所述电机使得所述蜗杆齿轮继续沿着所述第一方向旋转，以将所述离合器环与所述第二轴分开以及将所述第一轴和所述第二轴分离。在以上实施方式的进一步实施方式中，控制器与位于机动化断开组件外部的车辆控制器通信连接。在以上实施方式中的任一个的再一个实施方式中，电机转动装配有与蜗杆齿轮啮合的蜗杆的输出轴。在以上实施方式中的任一个的再一个实施方式中，控制器接收表示向前或反向车辆运动的车辆信号并且相应地沿着与车辆运动的方向相同的方向驱动电机。在以上实施方式中的任一个的附加实施方式中，控制组件进一步包括接合至机动化断开组件的转换器组件的转换器组件壳体。

作为再一个实施方式，一种中心机动化断开组件包括：电机；包括蜗杆和蜗杆齿轮的蜗杆传动，蜗杆连接到电机的输出轴和蜗杆齿轮；转换器组件，包括与蜗杆齿轮接触的齿轮轨道以及离合器环，齿轮轨道在转换器组件的两个端部之间摆动，离合器环用于在第一模式选择性地啮合车轴的中间轴以及在第二模式啮合中间轴和车轴的耦合器轴二者，耦合器轴联接到车轮，两个模式相应于将转换器组件线性移动至第一位置和第二位置，第一位置位于与第二位置不同的轴向位置；以及控制器，具有存储在非暂时性存储器中的计算机可读指令，用于基于来自机动化断开组件外部的控制系统的请求将转换器组件调节到第一和第二位置；以及外壳，全部包围电机、蜗杆传动以及转换器组件，外壳沿着车轴的中间部分接近在车轴与驱动轴之间布置的差动器布置。在以上实施方式的进一步实施方式中，耦合器轴联接到半轴，半轴联接到车轮，其中中间轴联接到差动器，差动器布置在中间轴与车轴的加伸轴之间并且进一步联接到车辆的驱动轴。在以上实施方式中的任一个的另一实施方式中，中间轴穿过发动机油底壳，其中机动化断开组件和差动器沿着车轴的长度布置在发动机油底壳的相反端部。在以上实施方式中的任一个的再一个实施方式中，加伸轴穿过位于差动器的第一侧的发动机油底壳，机动化断开组件被布置在差动器的与第一侧相反的第二侧。在以上实施方式中的任一个的进一步实施方式中，车轴是不包括任何半轴的单梁，其中耦合器轴直接联接到车轮的轮毂的U接点。

在此公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和在此描述的其他硬件执行。在此描述的特定程序可以代表任意数量的处理策略诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等中的一种或多种。因而，所示的各种动作、操作和/或功能可以按照所示的顺序执行、并行地执行、或者在一些情况下被省略。同样，处理的顺序不一定是用于实现这里描述的示例实施方式的特征和优点所需的，而是被提供以易于图示和描述。取决于采用的特定策略，所示的动作、操作和/或功能中的一种或多种可以被重复地执行。此外，描述的动作、操作和/或功能可以被图形表示代码化以被编程至断开和/或车辆控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中，而描述的动作通过执行包括各种硬件部件的系统中的指令结合电子控制器被执行。将理解的是，在此公开的配置和程序本质上是示例性的，并且这些具体实施方式不应以限制性意义理解，因为许多变形是可行的。本发明的主题包括各种系统和配置的所有新颖并且非显而易见的组合和次组合以及在此公开的其他特征、功能和/或特性。

随附的权利要求特别指出被认为新颖并且非显而易见的特定组合和次组合。这些权利要求可以引用“一个”元件或者“第一元件”或者其等效物。这种权利要求应该理解为包括一个或多个这样的元件的合并，既不需要也不排除两个或多个这样的元件。公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和次组合可以通过当前的权利要求的修改或者通过在本申请或相关申请中新权利要求的提交来要求。这样的权利要求，是否相对于原权利要求的范围更宽、更窄、等同或者不同，也被视为包括在本发明的主题之内。

Claims (20)

1.一种机动化断开组件，包括：

转换器组件，包括摆动的齿轮轨道，所述齿轮轨道在所述转换器组件的两个端部之间沿着连接的第一轴的旋转轴方向摆动，所述齿轮轨道被限制在固定的凸轮导向件之间。

2.如权利要求1所述的组件，还包括电机以及包括蜗杆和蜗杆齿轮的蜗杆传动，其中所述摆动的齿轮轨道接触所述蜗杆齿轮，所述蜗杆齿轮接触所述蜗杆，其中所述蜗杆连接到所述电机的输出轴。

3.如权利要求2所述的组件，其中所述电机适于在所述连接轴沿着单一方向旋转时沿着所述单一方向旋转。

4.如权利要求1所述的组件，还包括用于在第一模式下选择性地啮合所述第一轴以及在第二模式下啮合所述第一轴和第二轴二者的离合器环，所述两个模式相应于将所述转换器组件线性移动至第一位置和第二位置，所述第一位置位于与所述第二位置不同的轴向位置。

5.如权利要求4所述的组件，还包括控制器，所述控制器具有存储在非暂时性存储器中的计算机可读指令，用于基于来自所述机动化断开组件外部的控制系统的请求将所述转换器组件调节到所述第一位置和所述第二位置。

6.如权利要求4所述的组件，还包括一个或多个弹簧，用于在所述离合器环的齿与所述第二轴的齿不对齐时，轴向地配置所述离合器环，其中在所述离合器环的所述齿与所述第二轴的齿对准时，所述离合器环的轴向移动在所述转换器组件的轴向移动之后发生。

7.如权利要求4所述的组件，其中所述离合器环独立于所述转换器组件旋转，其中所述离合器环与所述转换器组件一起轴向地移动。

8.如权利要求4所述的组件，所述第一轴是车轴的中间轴，所述第二轴是所述车轴的耦合器轴，所述耦合器轴联接到车轮，并且还包括全部包围所述转换器组件的外壳以及所述机动化断开组件的电机，所述外壳沿着所述车轴的中间部分接近所述车轴与车辆的驱动轴之间布置的差动器布置。

9.如权利要求1所述的组件，其中所述第一轴是车轴半轴，所述第二轴是包括耦合器的车轮轮轴，还包括成形为包含和包围所述转换器组件的壳体，并且还包括位于所述壳体的一侧的密封件，所述密封件接触所述第一轴。

10.一种用于选择性地啮合两个轴的方法，包括：

在第一模式下，将转换器组件保持在第一位置，在所述第一位置处所述转换器组件通过由电机驱动的蜗杆齿轮仅与第一轴啮合，所述电机适于沿着第一方向旋转所述蜗杆齿轮；

在接收到转换至第二模式的命令时，驱动所述蜗杆齿轮来接触所述转换器组件的齿轮轨道，所述齿轮轨道在所述转换器组件的两端之间摆动，并且沿着第一轴向方向移动所述转换器组件并且移动到第二位置，在所述第二位置处所述转换器组件与所述第一轴和第二轴二者啮合；以及

在接收到转换回所述第一模式的命令时，沿着所述第一方向驱动蜗杆齿轮，并且沿着第二轴向方向移动所述转换器组件，直到所述转换器组件达到所述第一位置，所述第二轴向方向与所述第一轴向方向相反。

11.如权利要求10所述的方法，其中所述第一模式是两轮驱动模式，所述第二模式是四轮驱动模式。

12.如权利要求10所述的方法，其中转换至所述第二模式的命令和转换回所述第一模式的命令被联接到所述转换器组件的控制器接收，所述控制操作所述电机。

13.如权利要求12所述的方法，其中所述控制器进一步包括用于与外部车辆控制器通信的编程，用于接收转换至所述第一模式和所述第二模式的命令。

14.如权利要求12所述的方法，其中所述控制器进一步包括用于从磁性位置传感器接收信号的输入，以确定所述转换器组件是否达到所述第一位置或所述第二位置，在感测到位于所述转换器组件的圆周周围的一个或多个磁体时，所述磁性位置传感器发送信号到所述控制器。

15.一种系统，包括：

控制器，设置在车辆的机动化断开组件上，所述控制器可用于：

启动电机使得联接到所述电机的蜗杆齿轮沿着第一方向旋转，以啮合和可旋转地联接第一轴与第二轴，所述蜗杆齿轮联接到转换器组件的摆动的齿轮轨道，所述摆动的齿轮轨道联接到适于与所述第二轴啮合的离合器环；以及

启动所述电机使得所述蜗杆齿轮继续沿着所述第一方向旋转，以将所述离合器环与所述第二轴分开以及将所述第一轴和所述第二轴分离。

16.如权利要求15所述的系统，其中所述控制器与位于机动化断开组件外部的车辆控制器通信连接。

17.如权利要求15所述的系统，其中所述电机转动装配有与所述蜗杆齿轮啮合的蜗杆的输出轴。

18.如权利要求15所述的系统，还包括包含所述控制器的控制组件，所述控制组件包括接合至所述机动化断开组件的转换器结构的壳体。

19.如权利要求15所述的系统，其中所述机动化断开组件沿着车辆车轴的中间部分设置并且邻接位于所述车轴与所述车辆的驱动轴之间的差动器。

20.如权利要求15所述的系统，其中所述控制器进一步可用于接收表明向前或反向车辆运动的车辆信号，并且相应地沿着与所述车辆运动的方向相同的方向驱动所述电机。