CN112041578A - 断开设备和感测其状态方法 - Google Patents

Abstract

一种断开设备(100)，包括第一离合器构件(1102)和与第一离合器构件(102)选择性地接合的第二离合器构件(116)。断开设备(100)还包括凸轮机构(139)和传感器组件(270)。凸轮机构(139)包括可轴向移动的第一凸轮构件(240)和轴向固定的第二凸轮构件(258)。其中，传感器组件(270)产生脉冲图案，其用于确定第一凸轮构件(240)的位置，并且由此确定断开设备(100)的状态。

Description

断开设备和感测其状态方法

相关申请

本申请要求于2018年4月13日提交的美国临时专利申请号62/657,577的权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开的主题涉及一种车辆，并且更具体地涉及一种用于车辆的牵引装置。

背景技术

本公开涉及车辆系统，并且更具体地涉及断开设备和感测其位置的方法。

在全轮驱动(“AWD”)车辆中，主轮组可以持续地连接到该AWD车辆的动力源，同时副轮组可以经由断开设备而可选择性地连接到该动力源。断开设备可包括离合器机构。断开设备可以断开副轮组和相关联的传动系统的部件，由此提高AWD车辆的燃油效率。

期望提供一种断开设备和感测其位置的方法，其能够提高效率和可制造性，同时使成本和重量最小化。

发明内容

与本公开一致并且相符的，令人惊讶地发现了一种断开设备和感测其位置的方法，其能够提高效率和可制造性，同时使成本和重量最小化。

在一个实施例中，一种断开设备，包括：壳体；第一离合器构件，所述第一离合器构件设置在所述壳体内；第二离合器构件，所述第二离合器构件与所述第一离合器构件选择性地接合；凸轮机构，所述凸轮机构构造成选择性地致动所述断开设备；以及容座，所述容座设置成至少部分地围绕所述第一离合器构件，其中所述容座与所述凸轮机构联接。

在另一个实施例中，一种断开设备，包括：壳体；第一离合器构件，所述第一离合器构件设置在所述壳体内；第二离合器构件，所述第二离合器构件与所述第一离合器构件选择性地接合；以及凸轮机构，所述凸轮机构包括能轴向移动的第一凸轮构件和能旋转的第二凸轮构件，其中，所述第一凸轮构件可操作地联接至所述第二离合器构件。

作为某些实施例的方面，所述凸轮机构包括第一凸轮构件和第二凸轮构件.

作为某些实施例的方面，所述凸轮构件中的至少一个包括形成其内表面上的至少一个坡道。

作为某些实施例的方面，所述第一凸轮构件至少部分地围绕所述第一离合器构件设置。

作为某些实施例的方面，所述第二凸轮构件至少部分地围绕所述第一凸轮构件和所述第一离合器构件中的至少一个设置。

作为某些实施例的方面，该断开设备还包括设置在所述第二离合器构件与所述壳体之间的第一偏置构件。

作为某些实施例的方面，该断开设备还包括设置在所述第二离合器构件与所述凸轮机构之间的第二偏置构件。

作为某些实施例的方面，所述凸轮机构被构造成沿着仅一个方向旋转。

在又一个实施例中，一种感测断开设备的状态的方法，所述方法包括：提供第一离合器构件；提供第二离合器构件，所述第二离合器构件与所述第一离合器构件选择性地接合；提供凸轮机构，所述凸轮机构构造成选择性地致动所述断开设备；提供传感器组件，所述传感器组件包括至少一个传感器，所述至少一个传感器被构造成感测至少一个基本连续的磁路；利用所述传感器组件的所述至少一个传感器来产生脉冲图案；以及利用所述脉冲图案来确定所述凸轮机构的位置。

作为某些实施例的方面，所述至少一个传感器是霍尔效应传感器。

作为某些实施例的方面，所述传感器组件还包括围绕所述凸轮机构设置的传感器元件。

作为某些实施例的方面，所述至少一个基本连续的磁路形成在所述凸轮机构和所述传感器元件中的至少一个上。

作为某些实施例的方面，所述至少一个基本连续的磁路包括围绕所述凸轮机构和所述传感器元件中的至少一个的周缘以预定间隔设置的至少一个北磁极和至少一个南磁极。

作为某些实施例的方面，感测断开设备的状态的方法还包括以下步骤：基于所述凸轮机构的位置来确定所述断开设备的状态。

附图说明

附图作为说明书的一部分并入本文。本文描述的附图示出了当前公开的主题的实施例，并且说明了本公开的所选原理和教导。然而，附图未示出当前公开的主题的所有可以能的实施例，并且不旨在以任何方式限制本公开的范围。

图1示意性地描绘出根据本公开主题的实施例的车辆传动系统；

图2是根据本公开主题的实施例的断开设备的截面图；

图3是图2所示的断开设备的分解立体图；

图4是图2至3中所示的断开设备的一部分的立体图；

图5是包括在图2至4中所示的断开设备中的凸轮机构的立体图；

图6是根据本公开主题的另一个实施例的断开设备的截面图；

图7是图6所示的断开设备的一部分的分解立体图；

图8是包括在图6至7中所示的断开设备中的凸轮机构的立体图；

图9是描绘出图2至8中所示的断开设备的实施例的凸轮机构的示意图，其中该断开设备处于接合位置；

图10是描绘出图2至8中所示的断开设备的实施例的凸轮机构的示意图，其中该断开设备处于脱离位置；

图11是描绘出用于图2至8中所示的断开设备的实施例的霍尔效应传感器信号组合的图形表示，其中该断开设备处于接合位置；

图12是描绘出用于图2至8中所示的断开设备的实施例的霍尔效应传感器信号组合的图形表示，其中该断开设备正在从接合位置平移到脱离位置；

图13是描绘出用于图2至8中所示的断开设备的实施例的霍尔效应传感器信号组合的图形表示，其中该断开设备处于脱离位置；

图14是描绘出用于图2至8中所示的断开设备的实施例的霍尔效应传感器信号组合的图形表示，其中该断开设备正在从脱离位置平移到接合位置；

图15是描绘出与凸轮机构轮廓和两个基本连续的磁路的布置相比较的霍尔效应传感器信号图案的图形表示。

图16是描绘出与凸轮机构轮廓和单个基本连续的磁路的布置相比较的霍尔效应传感器信号图案的图形表示。

图17是根据本公开主题的实施例的传感器元件的立体图；

图18是图17中所示的传感器元件的侧视图。

具体实施方式

应当理解，除非明确相反地指出，否则本公开内容可以采取各种替代的取向和步骤顺序。还应理解，附图中示出的以及以下说明书中描述的特定组件和系统仅仅是本文所定义的实用新型构思的示例性实施例。因而，除非另有明确的声明，与所公开的实施例相关的具体尺寸、方向或其它物理特征不应被看作是限制。此外，在本申请的该部分中，在本文所描述的各实施例中的相似的元件可以用相似的附图标记来共同地指代，但可能并非如此。

图1示出了根据本公开的主题的AWD车辆10。下面描述断开设备100、200的实施例。在某些实施例中，断开设备100、200可以用于图1中所示的车辆10内。然而，本文公开的与断开设备100、200一起使用的控制方法也可以与其它凸轮机构一起使用。该控制方法可以应用于轻型车辆和重型车辆两者，以及用于客运、商用和非公路车辆。此外，该控制方法还可以具有工业、机车、军事、农业和航空航天的应用，以及以及乘客，电动和自动或半自动车辆中的应用。

如图1中所示，在一个实施例中，车辆10可以包括具有动力源14的传动系统布置12。动力源14可以是但不限于是内燃发动机或电动机。传动系统布置12还可包括变速器16，该变速器具有可驱动地连接至动力源104的输入和可驱动地连接至分动箱18的输出。分动箱18包括连续地可驱动地连接至后驱动单元20的第一输出和选择性地可驱动地连接至前驱动单元22的第二输出。

前驱动单元22包括差速器机构，该差速器机构可驱动地连接到主轮组和断开设备100、200之一。当与分动器18中的离合器机构结合使用时，在不需要AWD功能的时候，断开设备100、200通过使AWD传动系统部件断开连接来提供改进的燃油经济性。

图2和图3示出了根据本公开的实施例的断开设备100。所示的断开设备100被构造成连接和断开车辆10中的部件(例如，桥半轴)。然而，应当理解，断开设备100根据需要可以用于连接和断开任何适于应用的部件。断开设备100包括第一离合器构件102和第二离合器构件116。所示的第一离合器构件102具有大体上圆柱形的形状并且包括径向内表面104。在某些实施例中，径向内表面104包括形成在其上的多个花键105。第一离合器构件102可以在其中接纳并且花键地接合诸如第一桥半轴的第一部件(未示出)。在某些实施例中，第一离合器构件102可旋转地且轴向地固定到第一部件。应当理解，第一离合器构件102根据需要可以通过任何合适的方法固定地联接至第一部件。

第一离合器构件102还可包括第一部分106、第二部分108和第三部分110。尽管示出的部分106、108、110是整体形成的，但是应当理解，如果需要，部分106、108、110可以形成为分离且不同的元件。在一个特定实施例中，第三部分110的外径大于第二部分108的外径，并且第二部分108的外径大于第一部分106的外径。所示的第二部分108轴向地设置在第一部分106和第三部分110之间。应当理解，部分106、108、110中的每一个根据需要可以具有任何形状和尺寸。例如，部分106、108、110的外径可以基本相等。

第一离合器构件102可以经由被设置成围绕第一部分106的径向外表面的轴承114而可旋转地支撑在壳体112内。可以将各种类型的轴承用作轴承114，诸如滚柱轴承，球轴承，圆锥轴承和类似物。第一离合器构件102与第二离合器构件116可以选择性地接合。参考图3，第一离合器构件102包括轴向地延伸的离合器齿118，其构造成与形成在第二离合器构件116上的轴向地延伸且互补的离合器齿120选择性地接合。根据需要可以采用离合器齿118、120的任何数量、形状和构造。

如图2和3中所示，第二离合器构件116具有大体上圆柱形的形状并且包括径向内表面122。在某些实施例中，径向内表面122包括形成在其上的多个花键(未示出)。第二离合器构件116可以在其中接纳并且花键地接合诸如第二桥半轴或连杆轴的第二部件126，以在其上轴向平移。在某些实施例中，第二离合器构件116可旋转地固定至并且可滑动地联接至第二部件126。应当理解，第二离合器构件116根据需要可以通过任何合适的方法可滑动地联接至第二部件126。

第二离合器构件116还可包括径向延伸的凸缘128。第一偏置构件130设置成至少部分地围绕第二离合器构件116。第一偏置构件130进一步设置在凸缘128的与第一离合器构件102相反的一侧上。第一偏置构件130在第一端处抵靠壳体112的表面，并且在第二端处抵靠容座(receptacle)132。第一偏置构件130构造成将第二离合器构件116从脱离位置或称第一位置沿第一轴向方向推动至接合位置或称第二位置，以致使断开设备100接合。在一个实施例中，例如，诸如推力垫圈的减摩构件134可以轴向地设置在第一偏置构件130的第一端与壳体112之间。容座132可以具有大体上圆筒形的形状，并且可以设置成至少部分地围绕第二离合器构件116。

容座132的径向向内延伸的凸缘135轴向地设置在第二离合器构件116的凸缘128和第一偏置构件130之间。容座132还包括多个腿构件136，这些腿构件从容座132的与形成在其(容座)上的凸缘135相对的边缘轴向向外延伸。尽管所示的腿构件136具有大体上L形的截面形状，并且在其上形成有突片146，但是应当理解，每个腿构件136根据期望可以具有任何形状和尺寸。一个或多个轴向地延伸的狭槽138也可以形成在容座132的外围壁中。在一个实施例中，腿构件136和狭槽138可以围绕容座132的周缘以预定间隔形成。然而，应当理解，腿构件136和狭槽138根据需要可以围绕容座132的周缘以各种间隔形成。

断开设备100还包括凸轮机构139。所示的凸轮机构包括可轴向移动的第一凸轮构件140和轴向固定的、可旋转的第二凸轮构件158。第一凸轮构件140可以设置成至少部分地围绕第一离合器构件102的径向外表面和第二离合器构件116的径向外表面。第一凸轮构件140构造成沿第一轴向方向和相反的第二轴向方向平移。第一凸轮构件140可包括具有径向外表面142的环形体148。环形肩部144可以形成在环形体148中。在某些实施例中，第一凸轮构件140联接至容座132。如图2中所示，第一凸轮构件140的环形肩部144被构造成接纳所述容座132的腿构件136的至少一部分。在一个示例中，第一凸轮构件140的环形肩部144在其上保持腿构件136的突片146。

多个凸轮坡道150可以从第一凸轮构件140的环形体148的表面轴向地延伸。在一个实施例中，环形体148包括在其上形成的三个凸轮坡道150。然而，应当理解，环形体148根据需要可以包括任何数量的凸轮坡道150。一个或多个径向延伸的突起152也可以形成在环形体148的外周表面上。在一个实施例中，突起152可以围绕环形体148的周缘以预定间隔来形成。然而，应当理解，突起152根据需要可以围绕环形体148的周缘以各种间隔形成。第一凸轮构件140的突起152构造成被接纳在容座132的狭槽138中，使得容座132和第一凸轮构件140彼此可旋转地固定。

第二偏置构件154径向地设置在容座132和第二离合器构件116之间。第二偏置构件154轴向地设置在第二离合器构件116的凸缘128和第一凸轮构件140之间。第二偏置构件154构造成将第二离合器构件116从第一位置沿第二轴向方向推动至第二位置，以致使断开设备100脱离。在一个实施例中，例如，诸如推力垫圈的减摩构件156可以轴向地设置在第二偏置构件154和第二离合器构件116的凸缘128之间。

如所示的，第二凸轮构件158可旋转地设置成围绕第一离合器构件102。第二凸轮构件158可以包括环形体159。在某些实施例中，环形体159的径向外表面160可包括形成在其上的多个齿轮齿162。如图4中所示，齿轮齿162可以构造成与由电动机163驱动的齿轮装置161啮合。多个凸轮坡道166可以从环形体159的径向内表面164轴向地延伸。在一个实施例中，环形体159包括在其上形成的三个凸轮坡道166。然而，应当理解，环形体159根据需要可以包括任何数量的凸缘坡道166。第二凸轮构件158的凸轮坡道166可以构造成与第一凸轮构件140的凸轮坡道150互补。电动机163可以与控制器170(参见图1)电连通。控制器170可确定电动机163的运行和断开设备100的状态(例如，接合和脱离)。

现在参考图6和7，示出了根据本公开的另一个实施例的断开设备200。所示的断开设备200被构造成连接和断开车辆10中的部件(例如，桥半轴)。然而，应当理解，断开设备200根据需要可以用于连接和断开任何适于应用的部件。断开设备200包括第一离合器构件202和第二离合器构件216。所示的第一离合器构件202具有大体上圆柱形的形状并且包括径向内表面204。在某些实施例中，径向内表面204包括形成在其上的多个花键205。第一离合器构件202可以在其中接纳并且花键地接合诸如第一桥半轴的第一部件(未示出)。在某些实施例中，第一离合器构件202可旋转地且轴向地固定到第一部件。应当理解，第一离合器构件202根据需要可以通过任何合适的方法固定地联接至第一部件。

第一离合器构件202还可包括第一部分206、第二部分208和第三部分210。所示的部分206、208、210是整体形成的。然而，应当理解，部分206、208、210可以形成为分离且不同的元件。在一个特定实施例中，第三部分210的外径大于第二部分208的外径，并且第二部分208的外径大于第一部分206的外径。所示的第二部分208轴向地设置在第一部分206和第三部分210之间。还应当理解，部分206、208、210中的每一个根据需要可以具有任何形状和尺寸。例如，部分206、208、210可具有基本相等的外径。

第一离合器构件202可以经由被设置成围绕第一部分206的径向外表面的轴承214而可旋转地支撑在壳体212内。可以将各种类型的轴承用作轴承214，诸如滚柱轴承，球轴承，圆锥轴承和类似物。第一离合器构件202与第二离合器构件216可以选择性地接合。参考图7，第一离合器构件202包括轴向延伸的离合器齿218，其构造成与形成在第二离合器构件216上的轴向延伸且互补的离合器齿220选择性地接合。如图6和7中所示，第二离合器构件216具有大体上圆柱形的形状并且包括径向内表面222。在某些实施例中，径向内表面222包括形成在其上的多个花键224。第二离合器构件216可以与诸如桥半轴或连杆轴的第二部件226花键接合，以在其上轴向平移。在某些实施例中，第二离合器构件216可旋转地固定至并且可滑动地联接至第二部件226。应当理解，第二离合器构件216根据需要可以通过任何合适的方法可滑动地联接至第二部件226。

第二离合器构件216还可包括径向延伸的凸缘228。第一偏置构件230设置成至少部分地围绕第二离合器构件216。第一偏置构件230进一步设置在凸缘228的与第一离合器构件202相反的一侧上。第一偏置构件230在第一端处抵靠壳体212的表面，并且在第二端处抵靠容座232。第一偏置构件230构造成将第二离合器构件216从脱离位置或称第一位置沿第一轴向方向推动至接合位置或称第二位置，以致使断开设备200接合。在一个实施例中，例如，诸如推力垫圈的减摩构件234可以轴向地设置在第一偏置构件230的第一端与壳体212之间。容座232可以具有大体上圆筒形的形状，并且可以设置成至少部分地围绕第二离合器构件216。

容座232的径向向内延伸的凸缘235轴向地设置在第二离合器构件216的凸缘228和第一偏置构件230之间。容座232还包括多个腿构件236，这些腿构件从容座232的与形成在其(容座)上的凸缘235相对的边缘轴向向外延伸。尽管所示的腿构件236具有大体上L形的截面形状，并且在其上形成有突片246，但是应当理解，每个腿构件236根据期望可以具有任何形状和尺寸。一个或多个轴向延伸的狭槽238也可以形成在容座232的外围壁中。在一个实施例中，腿构件236和狭槽238可以围绕容座232的周缘以预定间隔形成。然而，应当理解，腿构件236和狭槽238根据需要可以围绕容座232的周缘以各种间隔形成。

断开设备200还包括凸轮机构239。凸轮机构239包括可轴向移动的第一凸轮构件240和轴向固定的、可旋转的第二凸轮构件258。第一凸轮构件240可以设置成至少部分地围绕第一离合器构件202的径向外表面和第二离合器构件216的径向外表面。第一凸轮构件240构造成沿第一轴向方向和第二轴向方向平移。第一凸轮构件240可包括具有径向外表面242的环形体258。环形沟槽244可以形成在环形体248中。在某些实施例中，第一凸轮构件240联接至容座232。如图6中所示，第一凸轮构件240的环形沟槽244被构造成在其中接纳所述容座232的腿构件236的至少一部分。在一个示例中，第一凸轮构件240的环形沟槽244在其中接纳腿构件236的突片246。

多个凸轮坡道250可以从第一凸轮构件240的环形体248的表面轴向延伸。在一个实施例中，环形体248包括在其上形成的三个凸轮坡道250。然而，应当理解，环形体248根据需要可以包括任何数量的凸缘坡道250。一个或多个径向延伸的突起252也可以形成在环形体248的外周表面上。在一个实施例中，突起252可以围绕环形体248的周缘以预定间隔来形成。然而，应当理解，突起252根据需要可以围绕环形体248的周缘以各种间隔形成。第一凸轮构件240的突起252构造成被接纳在容座232的狭槽238中，使得容座232和第一凸轮构件240彼此可旋转地固定。

第二偏置构件254径向地设置在容座232和第二离合器构件216之间。第二偏置构件254轴向地设置在第二离合器构件216的凸缘228和第一凸轮构件240之间。第二偏置构件254构造成将第二离合器构件216从第一位置沿第二轴向方向推动至第二位置，以致使断开设备200脱离。在一个实施例中，例如，诸如推力垫圈的减摩构件256可以轴向地设置在第二偏置构件254和第二离合器构件216的凸缘228之间。

如所示的，第二凸轮构件258可旋转地设置成围绕第一离合器构件202。第二凸轮构件258可以包括环形体259。在某些实施例中，环形体259的径向外表面230可包括形成在其上的多个齿轮齿262。齿轮齿262可以构造成与由电动机(未描绘)驱动的齿轮装置(未描绘)啮合。图8中示出的多个凸轮坡道266可以从环形体259的径向内表面264轴向地延伸。在一个实施例中，环形体259包括在其上形成的三个凸轮坡道266。然而，应当理解，环形体259根据需要可以包括任何数量的凸缘坡道266。轴向固定的凸轮258的凸轮坡道266可以构造成与第一凸轮构件240的凸轮坡道250互补。电动机可以与控制器170(参见图1)电连通。控制器170可确定电动机的运行和断开设备200的状态(例如，接合和脱离)。

应当理解，断开设备100的运行与断开设备200的运行基本相似。为了简单起见，在下文中仅描述断开设备100的运行。

在操作中，为了使第二部件126和第一部件之间的扭矩传递断开，电动机使第二凸轮构件158旋转。第二凸轮构件158的旋转使第一凸轮构件140经由凸轮坡道150、166致动。在第一离合器构件102和第二离合器构件116上的扭矩过高而不允许立即脱离的情况下，致动第一凸轮构件140压缩第二偏置构件154。当第二离合器构件116经由第一凸轮构件140和第二偏置构件154轴向平移时，第一偏置构件130被压缩，并且第二离合器构件116的离合器齿120与第一离合器构件102的离合器齿118脱离。

在运行中，为了使第二部件126和第一部件之间的扭矩传递得以连接，电动机使轴向固定的可旋转凸轮158沿着如上述断开事件那样的方向旋转。第一偏置构件130解除压力并且使第二离合器构件116轴向平移，直至离合器齿118、120接合，并且凸轮坡道150、166处于接合位置。

在图2至5所示的断开设备100的实施例中，第一凸轮构件140的位置与第二离合器构件116的位置之间不一定存在相关性。第一凸轮构件140的位置和第二离合器构件116的位置之间缺乏相关性可能由于包括第一凸轮构件140和第二凸轮构件158的凸轮机构的单向性，并且可能由于由第一偏置构件130和第二偏置构件154所导致。例如，第一凸轮构件140可能位于与脱离的断开设备100对应的位置处或附近(参见图10)，而第二离合器构件116没有平移至脱离位置。这种情况可能因为如下原因发生，即，第一离合器构件102和第二离合器构件116上的扭矩太大而不允许脱离，或者，第二偏置构件154意外地位于不期望的位置。在另一示例中，第一凸轮构件140可能位于与接合的断开设备100对应的位置处或附近(参见图9)，而离合器齿118、120处于齿端(tooth-end)在齿端上的状态。

为了确保必要的运行、初始化和/或从控制器170的复位中恢复，必需知道第二离合器构件116的实际位置和第一凸轮构件140的实际位置。知道第二离合器构件116的位置和第一凸轮构件140的位置使得控制器170能够将第一凸轮构件140致动到安全位置，或者找到用于下一致动顺序的参考位置。

传感器组件270(参见图1)可以用来确定断开设备100、200的状态。在某些实施例中，传感器组件270可以用来分别确定断开设备100、200的第二离合器构件116、216的实际位置。在某些实施例中，传感器组件270包括两个或更多个霍尔效应传感器(未示出)，以确定第二凸轮构件158、258的旋转位置。在图6所示的实施例中，传感器组件270还可包括围绕第二凸轮构件258的径向外表面设置的传感器元件272。应当理解，对于断开设备100，如果需要，传感器元件272可以围绕第二凸轮构件158的径向外表面设置。如图6、17和18，传感器元件272可包括轴向相邻的第一基本连续的磁路274和第二基本连续的磁路276。在其它实施例中，第一基本连续的磁路274和第二基本连续的磁路276可以直接设置在第二凸轮构件158、258的径向外表面上，省去传感器元件272。第一基本连续的磁路274和第二基本连续的磁路276可以包括围绕传感器元件272的周缘以预定间隔设置的北磁极和南磁极。霍尔效应传感器以及第一基本连续的磁路274和第二基本连续的磁路276产生图11至14中所示的脉冲图案。为了产生期望的脉冲图案并且确定每个第二凸轮构件158、258的位置，对于第二凸轮构件158、258中的每一个，需要用以产生两个信号的至少两个霍尔效应传感器(即，每个霍尔效应传感器一个信号)。然而，更多的霍尔效应传感器信号可用来产生更高分辨率的位置感测。两个或更多个霍尔效应传感器可以设置成邻近被布置在传感器元件272或第二凸轮构件158、258的径向外表面上的第一基本连续的磁路274和第二基本连续的磁路276。在另一个实施例(未示出)中，可以将特征附加至第二凸轮构件158、258，其使得两个或更多个霍尔效应传感器信号能够改变状态，以待相应的霍尔效应传感器下方的第二凸轮构件158、258的材料的磁阻值。

如图11至14中所示，由霍尔效应传感器和传感器元件272产生的脉冲图案使得断开设备100、200的四种状态能够确定。如图11中所示，两个或更多个霍尔效应传感器的信号指示第二凸轮构件158、258何时处于接合状态。线A示出了何时由两个或更多个霍尔效应传感器信号产生的脉冲图案指示第二凸轮构件158、258处于接合状态。如图11中所示，在一个实施例中，来自第一霍尔效应传感器的高(例如，北)信号和来自第二霍尔效应传感器的低(例如，南)信号指示第二凸轮构件158、258的接合状态。

如图12中所示，两个或更多个霍尔效应传感器的信号指示第二凸轮构件158、258何时处于接合与脱离之间的过渡状态。线B示出了何时由两个或更多个霍尔效应传感器信号产生的脉冲图案指示第二凸轮构件158、258处于接合与脱离之间的过渡状态。在一个实施例中，来自第一霍尔效应传感器的低信号和来自第二霍尔效应传感器的高信号指示第二凸轮构件158、258的接合与脱离之间的过渡状态。

如图13中所示，两个或更多个霍尔效应传感器的信号指示第二凸轮构件158、258何时处于脱离状态。线C示出了何时由两个或更多个霍尔效应传感器信号产生的脉冲图案指示第二凸轮构件158、258处于脱离状态。在一个实施例中，来自第一霍尔效应传感器的高信号和来自第二霍尔效应传感器的高信号指示第二凸轮构件158、258的脱离状态。

如图14中所示，两个或更多个霍尔效应传感器的信号指示第二凸轮构件158、258何时处于脱离与接合之间的过渡状态。线D示出了何时由两个或更多个霍尔效应传感器信号产生的脉冲图案指示第二凸轮构件158、258处于脱离与接合之间的过渡状态。在一个实施例中，来自第一霍尔效应传感器的低信号和来自第二霍尔效应传感器的高信号指示第二凸轮构件158、258的脱离与接合之间的过渡状态。

参照图11至14，在一个实施例中，两个或更多个霍尔效应信号的脉冲宽度可以不是等距的。霍尔传感器信号2的宽度可以大于霍尔传感器信号1的宽度。

在一个实施例中，如图15中所示，第一霍尔效应传感器278和第二霍尔效应传感器280可以在壳体212内设置成直接邻近彼此，以检测对应的第一霍尔效应传感器274和第二霍尔效应传感器276的磁极。图15还示意性地示出了凸轮轮廓282，以及由第一霍尔效应传感器278和第二霍尔效应传感器280产生的脉冲图案。如图15中所示，该实施例采用灰阶(Gray scale)方案来确定断开设备100、200的四个状态(即，接合、正在脱离、脱离和正在接合)。第一霍尔效应传感器278和第二霍尔效应传感器280的信号中的仅一个发生变化(例如，从高到低，或者从低到高)，以指示断开设备100、200的状态变化。利用灰阶可防止两个信号都应该在同一点改变的情形，并且这些信号中的一个在另一个之前不正确地改变，指示断开设备100、200的错误状态。

在另一个实施例中，如图16中所示，传感器元件272可以包括仅单个基本连续的磁路286。第一霍尔效应传感器278和第二霍尔效应传感器280可以彼此成角度地相邻设置，并且与基本连续的磁路286径向相邻地设置(即，第一霍尔效应传感器278和第二霍尔效应传感器280可以在周缘上间隔开，在径向上邻近传感器元件272)。在图16所示的断开装置100、200的位置感测设计的实施例中，两个状态需要具有与基本连续的磁路286相同的角度。例如，断开设备100、200的接合和脱离状态两者都可以具有大约五度的基本连续的磁路角。

以这种方式，第一霍尔效应传感器278和第二霍尔效应传感器280可以产生与关于图15所讨论的实施例中产生的相同的脉冲图案。然而，采用一个基本连续的磁路允许使用较薄的传感器元件272。另外，具有仅一个基本连续的磁路的传感器元件272制造起来较便宜，因为可避免两个基本连续的磁路相对于彼此的精确定位。此外，采用仅一个基本连续的磁路可减少信号干扰，因为第二霍尔效应传感器280不可能读取与第一霍尔效应传感器278相关联的基本连续的磁路，并且反之亦然。

尽管以上已经描述了各种实施例，但应当理解，它们以示例而非限制的方式提出。对相关领域技术人员而言显而易见的是，所公开的主题可以其它特定的形式实施而不分离其精神和必要特征。因此，以上所描述的实施例在所有方面被认为是示例性而非限制性的。

Claims (15)

1.一种断开设备，包括：

壳体；

第一离合器构件，所述第一离合器构件设置在所述壳体内；

第二离合器构件，所述第二离合器构件与所述第一离合器构件选择性地接合；

凸轮机构，所述凸轮机构构造成选择性地致动所述断开设备；以及

容座，所述容座设置成至少部分地围绕所述第一离合器构件，其中所述容座与所述凸轮机构联接。

2.根据权利要求1所述的断开设备，其特征在于，所述凸轮机构包括第一凸轮构件和第二凸轮构件。

3.根据权利要求2所述的断开设备，其特征在于，所述凸轮构件中的至少一个包括形成在其内表面上的至少一个坡道。

4.根据权利要求2所述的断开设备，其特征在于，所述第一凸轮构件至少部分地围绕所述第一离合器构件设置。

5.根据权利要求2所述的断开设备，其特征在于，所述第二凸轮构件至少部分地围绕所述第一凸轮构件和所述第一离合器构件中的至少一个设置。

6.根据权利要求1所述的断开设备，其特征在于，还包括设置在所述第二离合器构件与所述壳体之间的第一偏置构件。

7.根据权利要求6所述的断开设备，其特征在于，还包括设置在所述第二离合器构件与所述凸轮机构之间的第二偏置构件。

8.根据权利要求1所述的断开设备，其特征在于，所述凸轮机构被构造成沿着仅一个方向旋转。

9.一种断开设备，包括：

壳体；

第一离合器构件，所述第一离合器构件设置在所述壳体内；

第二离合器构件，所述第二离合器构件与所述第一离合器构件选择性地接合；以及

凸轮机构，所述凸轮机构包括能轴向移动的第一凸轮构件和能旋转的第二凸轮构件，其中，所述第一凸轮构件操作地联接至所述第二离合器构件。

10.一种感测断开设备的状态的方法，所述方法包括：

提供第一离合器构件；

提供第二离合器构件，所述第二离合器构件与所述第一离合器构件选择性地接合；

提供凸轮机构，所述凸轮机构构造成选择性地致动所述断开设备；

提供传感器组件，所述传感器组件包括至少一个传感器，所述至少一个传感器被构造成感测至少一个基本连续的磁路；

利用所述传感器组件的所述至少一个传感器来产生脉冲图案；以及

利用所述脉冲图案来确定所述凸轮机构的位置。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述至少一个传感器是霍尔效应传感器。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述传感器组件还包括围绕所述凸轮机构设置的传感器元件。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述至少一个基本连续的磁路形成在所述凸轮机构和所述传感器元件中的至少一个上。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述至少一个基本连续的磁路包括围绕所述凸轮机构和所述传感器元件中的至少一个的周缘以预定间隔设置的至少一个北磁极和至少一个南磁极。

15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：基于所述凸轮机构的位置来确定所述断开设备的状态。

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