KR20200066191A - 콤팩트한 전자기 펄스 차단 시스템 - Google Patents

콤팩트한 전자기 펄스 차단 시스템 Download PDF

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KR20200066191A
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브라이언 요더
에반 플라세크
아담 케이. 라이너
크리스토퍼 제임스 브드로우
에이드리안 시물라
블레이크 랜달
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워언 오토모티브 엘엘씨
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Abstract

전자기 펄스 차단 조립체에 대한 방법들 및 시스템들이 제공된다. 일례에서, 전자기 차단 조립체는, 전자기 코일을 포함하는 전자기 코일 조립체와, 환형 링을 포함하며, 복수의 양방향 캠 램프들이 환형 링으로부터 축방향으로 확장되고, 환형 링은, 전자기 코일에 에너지가 공급될 때 전자기 코일 조립체와 면-공유 접촉을 갖고 전기자 코일에 에너지가 공급되지 않을 때 전자기 코일 조립체로부터 이격되도록 적응되는 전기자 캠과, 캠 팔로워를 포함하고, 복수의 방사상으로 확장되는 가이드들이 캠 팔로워의 둘레 주위에 배열되고 복수의 세장형 애퍼처들을 통해 서로 이격되며, 복수의 세장형 애퍼처들 각각은 전기자 캠의 복수의 양방향 램프들 중 하나를 수용하도록 적응된다. 조립체는 래칭 시스템을 더 포함할 수 있다.

Description

콤팩트한 전자기 펄스 차단 시스템{COMPACT ELECTROMAGNETIC PULSE DISCONNECT SYSTEM}
본 출원은 일반적으로 차량의 2개의 회전 컴포넌트들을 맞물림 및 맞물림해제하기 위한 콤팩트한 전자기 펄스 차단 조립체 및 관련 시스템들에 관한 것이다.
현대의 차량은 종종 엔진으로부터의 동력(power)을 구동 휠에 제공하기 위해 하나 이상의 구동 트레인(drivetrain) 모드들을 통합한다. 예를 들어, 2륜 구동 시스템 또는 4x2 모드만을 갖는 차량은 하나 또는 일련의 회전 샤프트들을 통해 차량의 2개의 휠들에 동력을 제공할 수 있다. 소형차들과 같은 차량들은 2개의 전방 휠들에 동력이 제공되는 전방 휠 구동 시스템을 사용할 수 있다. 다른 종종 더 큰 차량들에서, 2륜 구동 및 4륜 구동 주행 모드들 둘 모두를 통합하는 것이 종종 바람직하며, 여기서 동력은 일 모드에서는 2개의 휠들에 그리고 다른 모드에서는 4개의 휠들에 선택적으로 분배될 수 있다. 상이한 크기들의 차량들은 종종 다양한 견인 조건들 동안 더 양호한 핸들링을 가능하게 하면서 연료 소비를 감소시키고 낭비되는 동력을 감소시키기 위해 2륜 구동으로 여전히 스위칭할 수 있기 위해 후방 휠들의 2륜 구동 및 4륜 구동을 통합한다.
스위칭가능한 구동 모드들을 갖는 차량들의 경우, 차축들 및 샤프트들과 같은 구동 트레인 컴포넌트들을 맞물림 및 맞물림해제하기 위한 디바이스들 및 시스템들이 필요하다. 이와 같이, 2개의 샤프트들과 같은 2개의 회전가능한 컴포넌트들을 연결 또는 차단하기 위해 이동할 수 있는 클러치의 형태를 종종 수반하는 차단 조립체들이 사용된다. 차단 조립체들은 휠 단부들, 하나 이상의 차축들을 포함하여, 또는 구동 샤프트들 중 하나를 따라 차량의 구동 트레인 내의 다양한 영역들에 배치될 수 있다. 차단 시스템들의 사용을 통해, 차량들은 주행 조건들 및 조작자의 소망에 따라 상이한 구동 모드들 사이를 스위칭하는 능력을 가짐으로써 더욱 다기능이 될 수 있다.
일부 동력 트레인(powertrain) 차단 시스템들에서, 차량의 엔진으로부터 유도되는 진공이 차단 시스템들을 가동하는 동기 또는 작동력으로서 사용된다. 특히, 차단 시스템 액추에이터들은 진공에 의해 가동될 수 있다. 많은 시스템들에서, 진공은 가솔린 연료 엔진의 흡기 매니폴드로부터의 통로를 통해 유도된다. 이로 인해, 엔진 부하와 함께 엔진 스로틀 설정이 변함에 따라 진공 레벨 또는 진공으로부터 이용가능한 힘 또는 압력의 양이 달라질 수 있다. 많은 엔진 시스템들에서 진공 레벨(이용가능한 압력의 양)은 고도의 영향으로 인해 제한되거나 달라질 수 있다. 또한, 온도 변화들은 또한 진공 레벨에서 압력 변동들을 야기하여, 차단 액추에이터의 이동에서의 진동들을 야기할 수 있고, 이는 다이아프램(diaphragm) 및 클러치 컴포넌트들과 같은 차단 컴포넌트들의 원하지 않는 움직임을 초래할 수 있다. 추가적으로, 일부 차량들에서, 다양한 차량 액세서리 시스템들이 진공에 의해 가동되지 않을 수 있기 때문에 진공이 용이하게 이용가능하지 않을 수 있거나, 또는 차량은 엔진 제어 및 성능을 향상시키기 위해 진공 라인들과 같은 엔진 흡기 연결부들을 제거하도록 설계될 수 있다. 마지막으로, 진공-가동된 동력 트레인 차단 시스템들은 더 진보된 차량 설계로 인해 덜 바람직하게 되고 있다. 이와 같이, 진공 이외의 소스들에 의해 가동되고 현대 차량 시스템들에 도움이 되는 설계들을 특징으로 하는 동력 트레인 차단 시스템이 필요하다.
추가적으로, 다른 클러칭 또는 브레이킹 시스템들과 같은 다른 애플리케이션들에서, 모션은 신속하게 지연 또는 생성될 필요가 있을 수 있다. 일례에서, 전자기 코일들은 습식 플레이트 클러치들 또는 잠금 차동장치들에서 활용될 수 있다. 그러나, 클러치 위치들 사이의 전환들을 초기화하기 위해 전자기 코일들을 이용하는 차단 시스템에 포함된 컴포넌트들은 다수이고, 복잡하며 상당한 패키징 공간을 차지하여, 전체 시스템의 크기를 증가시키고 (예를 들어, 다양한 애플리케이션들에서 사용될) 차단 시스템의 융통성을 감소시킬 수 있다. 본원의 발명자들은 상기 문제들을 인식하였고 이들을 처리하기 위해 다양한 접근법들을 개발하였다.
따라서, 일례에서, 상기 문제들은 전자기 차단 조립체에 의해 적어도 부분적으로 처리될 수 있고, 전자기 차단 조립체는, 코일 조립체의 환형 하우징 내에 배열되는 전자기 코일을 포함하는 전자기 코일 조립체 - 환형 하우징의 제1 단부는 제1 면을 포함함 -; 외측 면 및 내측 면을 갖는 환형 링을 포함하는 전기자 캠(cam) - 복수의 양방향 캠 램프(cam ramp)들이 내측 면으로부터 축방향으로 확장되고, 외측 면은, 전자기 코일에 에너지가 공급될 때 전자기 코일 조립체의 제1 면과 접촉하는 면-공유 접촉을 갖고 전기자 코일에 에너지가 공급되지 않을 때 에어 갭을 통해 제1 면으로부터 이격되도록 적응됨 -; 및 캠 팔로워(cam follower)를 포함하고, 캠 팔로워는 캠 팔로워의 둘레 주위에 배열되는 복수의 방사상으로 확장되는 가이드들을 통해 함께 커플링되는 외측 환형 링 및 내측 환형 링을 포함하고, 복수의 방사상으로 확장되는 가이드들은 복수의 세장형 애퍼처(elongate aperture)들을 통해 서로 이격되고, 복수의 세장형 애퍼처들 각각은 전기자 캠의 복수의 양방향 램프들 중 하나를 수용하도록 적응된다.
다른 예에서, 상기 문제들은 전자기 차단 조립체에 의해 적어도 부분적으로 처리될 수 있고, 전자기 차단 조립체는, 전자기 코일 조립체; 클러치 링; 및 클러치 링을, 클러치 링이 2개의 회전 컴포넌트들을 연결하는 제1 맞물림 위치 또는 클러치 링이 2개의 회전 컴포넌트들 중 오직 하나에만 연결되는 제2 맞물림해제 위치로 이동시키기 위해 전자기 코일 조립체에 에너지를 공급한 후 그리고 전자기 코일 조립체에 에너지를 공급하지 않은 후, 제1 또는 제2 위치에서 클러치 링을 유지하도록 적응되는 래칭 시스템을 포함하고, 래칭 시스템은, 래칭 링의 제1 측에 배열되고 래칭 링의 둘레 주위에서 반복되는 단일의 동일 깊이 톱니 패턴을 갖는 제1 프로파일을 갖는 제1 세트의 톱니들, 및 래칭 링의 대향하는 제2 측에 배열되고 래칭 링의 둘레 주위에서 반복되는 2개의 상이한 깊이들을 갖는 상이한 깊이 톱니 패턴을 갖는 제2 프로파일을 갖는 제2 세트의 톱니들을 포함하는 환형 래칭 링; 단일 위치에서 제1 세트의 톱니들과 인터페이싱하도록 적응된 제3 세트의 톱니들을 포함하는 안내 그루브 케이지; 및 2개의 상이한 잠금 위치들에서 제2 세트의 톱니들과 인터페이싱하도록 적응된 제4 세트의 톱니들을 포함하는 래칭 그루브 케이지를 포함한다.
상기 요약은 상세한 설명에서 추가로 설명되는 개념들의 선택을 단순화된 형태로 소개하기 위해 제공된다는 것을 이해해야 한다. 이는 청구된 요지의 핵심적 또는 본질적 특징을 식별하도록 의도되지 않으며, 그 범위는 상세한 설명을 따르는 청구항에 의해 고유하게 정의된다. 또한, 청구된 요지는 전술한 또는 본 개시의 임의의 부분에서 임의의 단점들을 해결하는 구현으로 제한되지 않는다.
도 1은 본 개시에 따른 차량의 단순화된 동력 트레인을 도시한다.
도 2a는 전자기 펄스 차단 조립체의 제1 외부 조립된 도면을 도시한다.
도 2b는 전자기 펄스 차단 조립체의 제2 외부 조립된 도면을 도시한다.
도 3은 전자기 펄스 차단 조립체의 분해도를 도시한다.
도 4는 전자기 펄스 차단 조립체의 조립된 단면도를 도시한다.
도 5a 내지 도 5d는 전자기 펄스 차단 조립체의 코일 조립체의 상이한 도면들을 도시한다.
도 6a 및 도 6b는 전자기 펄스 차단 조립체의 전기자 캠의 상세도들을 도시한다.
도 7은 전자기 펄스 차단 조립체의 캠 팔로워의 상세도를 도시한다.
도 8a 내지 도 8f는 전자기 펄스 차단 조립체의 전기자 캠 및 캠 팔로워의 상세도들을 도시한다.
도 9a 및 도 9b는 전자기 펄스 차단 시스템의 래칭 시스템의 컴포넌트들을 도시한다.
도 10a 내지 도 10d는 4x2 위치에서 전자기 펄스 차단 조립체의 상이한 조립체 도면들을 도시한다.
도 11a 내지 도 11d는 4x4 위치에서 전자기 펄스 차단 조립체의 상이한 조립체 도면들을 도시한다.
도 12a 내지 도 12c는 시프트 종료 위치에서 전자기 펄스 차단 조립체의 상이한 조립체 도면들을 도시한다.
도 13a 및 도 13b는 4x2와 4x4 위치들 사이에서 전자기 펄스 차단 조립체를 시프트하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
도 2 내지 도 12는 대략적인 축척으로 도시되었다.
하기 상세한 설명은 전자기 펄스 차단(EMPD) 조립체에 대한 시스템들 및 방법들 및 차량의 회전 컴포넌트들을 선택적으로 연결하는 것에 관한 것이다. 엔진, 트랜스미션, 다양한 차축들 및 샤프트들, 및 차량에 동력을 제공하기 위한 휠들을 포함하는 차량의 동력 트레인의 예시적인 실시예가 도 1에 도시된다. 조립체의 전자기 코일에 대한 이산적 전기 펄스들에 의해 동작되는 EMPD 조립체가 도 2 내지 도 12c에 도시되고, 도 1의 동력 트레인과 함께 사용될 수 있다. 특히, 도 2a 및 도 2b는 EMPD 조립체의 외부 조립된 도면들을 도시하고, 도 3은 EMPD 조립체의 분해도를 도시하고, 도 4는 EMPD 조립체의 조립된 단면도를 도시한다. EMPD 조립체는 전자기 코일(도 5a 내지 도 5e에 도시됨), 캠 팔로워(도 6a 내지 도 8f에 도시됨)와 인터페이싱하는 전기자 캠, 및 (예를 들어, 샤프트들 또는 차축들과 같은) 2개의 인접하는 회전 컴포넌트들을 선택적으로 맞물리기 위한 클러치 링을 포함한다. 이와 같이, EMPD 조립체는 클러치 링을, 2개의 회전 컴포넌트들이 서로 회전가능하게 커플링되는 4x4 위치로 그리고 2개의 회전 컴포넌트들이 서로 회전가능하게 커플링되지 않는 4x2 위치로 이동시킬 수 있다. 도 10a 내지 도 12c는 부분적으로 조립된 단면 센서, 및 상이한 시프트 위치들(예를 들어, 4x2, 시프트 종료, 및 4x4 위치들)에 있는 EMPD 조립체의 래칭 시스템 도면들을 도시한다. EMPD 조립체는 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같은 래칭 시스템을 더 포함할 수 있고, 이는 전자기 코일에 에너지가 공급되어 유지되도록 요구함이 없이 조립체를 선택된 시프트 위치에서 유지한다. 이러한 방식으로, 코일은 하나의 시프트 위치로부터 다른 시프트 위치로 이동할 때에만 에너지를 공급받을 수 있다. 래칭 시스템의 예시적인 래칭 메커니즘은 도 3, 도 9a, 도 9b, 도 10b, 도 11b 및 도 12b에 도시된다. EMPD 조립체는 도 10d, 도 11d 및 도 12c에 도시된 바와 같이 조립체의 시프트 위치를 결정하기 위한 자기 위치 센서 조립체를 더 포함할 수 있다. 도 13a 및 도 13b는 커맨드된 시프트 모드들(예를 들어, 위치들)에 따라 EMPD 조립체를 동작시키기 위한 방법의 흐름도를 도시한다. EMPD 조립체는 차량 구동 트레인(예를 들어, 도 1에 도시된 구동 트레인)을 따라 다양한 위치들에 배치될 수 있다. 예를 들어, EMPD 조립체는 (예를 들어, 휠 단부 차단으로서) 휠 단부에 근접하게 위치될 수 있고 그리고/또는 (예를 들어, 중심 차단으로서) 전방 또는 후방 휠 차축 상에 위치될 수 있다. EMPD 조립체의 내부 컴포넌트들은 중심과 휠 단부 차단 사이에서 실질적으로 동일할 수 있지만, 조립체의 외측 하우징들(예를 들어, 케이싱들)은 구동 트레인을 따라 특정 위치를 수용하도록 변경될 수 있다.
본 상세한 설명 전반에 걸쳐 사용되는 용어와 관련하여, 오직 2개의 휠들만이 엔진으로부터 동력을 수신하는 차량 동작은 2륜 구동 또는 2WD 또는 4x2로 지칭될 수 있다. 전자기 펄스 차단의 대응하는 위치는 4x2 위치로 지칭될 수 있다. 대안적으로, 모든 4개의 휠들이 엔진으로부터 동력을 수신하는 차량 동작은 4륜 구동 또는 4WD 또는 4x4로 지칭될 수 있다. 전자기 펄스 차단의 대응하는 위치는 4x4 위치로 지칭될 수 있다. 다른 예들에서, 4륜 구동은 전륜 구동(AWD)으로 상호교환가능하게 지칭될 수 있고, 여기서 통상적으로 가동되지 않는 휠들은 특정 조건들 동안 동력을 수신할 수 있다. 4WD와 2WD 사이의 시프트를 달성하기 위해, 전자기 펄스 차단은 2개의 회전 컴포넌트들을 선택적으로 맞물릴 수 있다. 일부 실시예들에서, 회전 컴포넌트들은 차축들, 샤프트들, 커플러들, 휠 허브 조립체들 또는 회전 동력을 송신하기 위해 차량의 구동 트레인에서 사용되는 다른 디바이스들일 수 있다.
현대 차량들은 상이한 동작 조건들 및/또는 조작자(즉, 운전자) 커맨드들에 따라 상이한 휠들을 선택적으로 가동하는 것을 수반하는 매우 다양한 구동 트레인 시스템들에 의해 동작될 수 있다. 예를 들어, 전륜 구동 차량들은 제1 동작 모드 동안 2개의 동일 선상 휠들에 동력을 제공할 수 있고, 미끄러짐의 검출 시에 또한 나머지 휠들 중 하나 이상에 동력을 제공할 수 있다. 다른 예들에서, 더 작은 차량, 예를 들어, 승용차는 연비를 증가시키기 위해 차량의 전방 2개의 휠들에만 영구적으로 동력을 제공할 수 있다(전방 2륜 구동). 또 다른 예들에서, 차량은 2륜 구동과 4륜 구동 모드 사이에서 선택적으로 스위칭하도록 구성될 수 있고, 4륜 구동 모드 동안 모든 4개의 휠들이 동력을 수신한다. 각각의 차량 구동 트레인에 대한 이점들 및 단점들이 존재하며, 각각의 차량의 특정 유용성 및 예상되는 기능은 어느 구동 트레인을 통합할지를 결정할 때 도움이 될 수 있다.
도 1은 차량의 동력 트레인(100)의 간단한 도면을 도시한다. 이러한 도면에서, 많은 다른 컴포넌트들과 함께 차량의 본체는 동력 트레인(100)의 더 양호한 뷰잉을 위해 제거된다. 동력 트레인은 도 1에 도시된 컴포넌트들을 포함하지만, 동력 트레인은 아래에서 추가로 설명되는 엔진 및 트랜스미션을 배제한, 도 1의 컴포넌트들을 지칭할 수 있음을 주목한다. 동력 트레인 구성에 따르면, 도 1의 차량은 선택적인 4WD 구동 트레인을 가질 수 있고, 후방 휠들은 후방 휠 구동 모드(또는 2WD 모드)에서 가동되고 모든 4개의 휠들은 4WD 모드에서 가동되고, 4WD 구동 모드는 2WD 모드와 상이하다. 많은 유틸리티 차량들, 예를 들어, 대형 트럭들, 전 지형 차량들 및 스포츠 유틸리티 차량들은 다양한 이유들로 전방 휠 구동보다는 후방 휠 구동을 통합할 수 있다. 하나의 이유는 후방 휠 구동이 차량의 후방에 연결된 트레일러를 통한 견인과 같은 화물 운반 또는 풀링(pulling)에 더 도움이 되기 때문일 수 있다.
도 1에서, 우측 후방 휠(101) 및 좌측 후방 휠(102)은 차량의 후방, 즉, 차량의 조작자의 뒤에 위치되는 단부에 위치된다. 이러한 예에서, 좌측, 우측, 전방 및 후방 배향들은 차량의 조작자의 관점에 따라 주어진다. 전방, 후방, 좌측 및 우측 배향들에 대한 방향성 화살표들이 도 1에 도시된다. 따라서, 우측 전방 휠(103) 및 좌측 전방 휠(104)은 차량의 전방에 위치된다.
도 1의 차량으로부터의 동력은 다수의 실린더들을 갖는 내연 엔진(110)에 의해 생성된다. 엔진(110)은 특정 차량에 따라 가솔린 또는 디젤에 의해 연료 공급될 수 있고, 본 예에서 엔진(110)은 V 배향으로 구성된 6개의 실린더들을 포함하여 V6 엔진을 형성한다. 엔진(110)은 도 1에 도시된 것과 유사한 방식으로 동력을 제공하면서 상이한 배향들로 구성되고 상이한 수의 실린더들을 포함할 수 있음이 이해된다. 엔진(110)에 의해 가동되는 샤프트는 차량을 주행시키기 위해 필요한 기어링(gearing)을 제공하는 트랜스미션(115)에 직접 커플링될 수 있다. 트랜스미션(115)은 차량 시스템의 요건들에 따라 수동 또는 자동 트랜스미션일 수 있다. 후방 구동 샤프트(131)는 트랜스미션의 출력으로서 트랜스미션(115)에 연결되어 차량의 후방 단부에 동력을 제공한다.
동력 트레인(100)의 전술한 2WD 모드 동안, 휠들(101 및 102)은 후방 차축(132)을 통해 가동된다. 후방 차축(132)은 일부 실시예들에서 단일 연속 샤프트일 수 있거나 또는 이중 축 구성으로 2개의 차축들로 분리될 수 있고 차축은 후방 차동장치(121)와 개재된다. 이중 축 구성에서, 제1 후방 차축은 후방 차동장치(121)와 우측 후방 휠(101) 사이에 위치될 수 있고, 제2 후방 차축은 후방 차동장치(121)와 좌측 후방 휠(102) 사이에 위치될 수 있다. 후방 차동장치는 또한 후방 구동 샤프트(131)에 부착된다. 후방 차동장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 휠들(101 및 102) 사이에 상이한 상대적 회전 속도들을 허용하는 것, 구동 샤프트(131)의 단일 방향으로부터의 회전(및 동력)을 후방 차축(132)의 2개의 수직 방향들에 전달하는 것을 포함하는 몇몇 목적들로 기능한다. 예를 들어, 차량이 좌측 방향으로 회전하고 있으면, 인보드 휠(휠(102))은 아웃보드 휠(휠(101))의 회전보다 낮은 속도로 회전할 수 있다. 이와 같이, 후방 차동장치(121)는 차량의 휠들과 차량이 회전 동안 주행하고 있는 도로 사이의 미끄러짐을 회피하기 위해 2개의 휠들이 상이한 속도들로 회전하도록 허용할 수 있다.
전술한 4WD 모드의 동작의 경우, 전방 휠들은 통상적으로 가동되는 후방 휠들에 추가로 구동되고, 차량의 전방에 동력을 전달하기 위한 시스템이 제공된다. 전달 케이스(140)는 트랜스미션(115)의 출력 근처에 위치될 수 있고, 전달 케이스(140)는 엔진(110)으로부터의 동력의 일부를 전방 구동 샤프트(133)로 유도하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 전달 케이스(140)는 후방 구동 샤프트(131)로부터의 동력의 일부를 전방 구동 샤프트(133)에 전달하기 위해 체인을 활용할 수 있다. 후방 구동 시스템과 유사한 방식으로, 전방 구동 샤프트(133)의 경우 전방 차동장치(122)에 연결된다. 전방 차동장치(122)가 2개의 휠들의 상대적 회전 속도들을 허용한다는 점에서 전방 차동장치(122)는 후방 차동장치(121)와 실질적으로 동일할 수 있다. 이와 같이, 이중 축 시스템의 2개의 차축들로 분할될 수 있는 전방 차축(134)은 일 단부에서 차동장치(122)에 그리고 그 각각의 전방 좌측 휠(104) 및 전방 우측 휠(103)에 부착될 수 있다. 이러한 구성에서, 전방 구동 샤프트(133)로부터의 구동 동력은 전방 차동장치(122)를 통과하여 전방 차축(134)을 통해 휠들(103 및 104)에 전달될 수 있다. 전달 케이스(140)가 전방 및 후방 차축들 둘 모두에 동력이 출력되도록 허용하기 때문에, 4WD 모드는 모든 4개의 휠들이 동시에 가동되도록 허용할 수 있다. 달리 말하면, 차량이 4WD 모드에 있을 때, 전방 휠들(103 및 104) 및 후방 휠들(101 및 102) 둘 모두가 구동될 수 있다.
도 1의 예에서 4WD와 2WD 사이의 스위칭의 경우, 전방 휠들에 동력 입력을 선택적으로 맞물림 및 맞물림해제하는 시스템이 필요하다. 이와 같이, 트랜스미션(115)의 출력 샤프트와 일직선에 위치된 전달 케이스(140) 내부에 차단부(150)가 제공될 수 있다. 이러한 구성에서, 차단부(150)는 또한 전달 케이스(140)와 일체로 또는 그와 별개로 형성될 수 있다. 차단부들은 하나 초과의 구동 트레인 모드를 갖는 차량들에서 사용될 수 있고, 휠 허브들, 차축들 및 구동 샤프트들과 같은 2개의 별개의 회전가능한 입력 컴포넌트들 사이에서 맞물림 또는 맞물림해제를 가능하게 할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같은 본 예에서, 차단부(150)는 전달 케이스(140) 내부에 위치된다. 다른 차량 시스템들에서, 차단부(150)는 전방 차축(134) 또는 전방 구동 샤프트(133)를 포함하는 다양한 위치들에 배치되어, 도 1의 파선 차단부(150)에 의해 도시된 바와 같이 샤프트를 2개의 별개의 길이들로 효과적으로 분할할 수 있다. 다른 예들에서, 차단부(150)는 PTU 샤프트 출력의 맞물림 및 맞물림해제를 가능하게 하기 위해 동력 전달 유닛(PTU)에 위치될 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서, 다수의 차단부들이 제공될 수 있고, 다수의 차단부들 각각은 동력 트레인(100)의 별개의 컴포넌트에 고정될 수 있다. 일례에서, 제1 차단부(150)는 도 1에 도시된 바와 같이 전달 케이스(140) 내부에 배치될 수 있는 한편, 추가적인 차단부들은 휠(103)의 휠 허브, 휠(104)의 휠 허브에 및/또는 전방 차축(134)을 따라 부착될 수 있다. 이러한 방식으로, 차단부들(150)은 별개로 또는 서로 함께 제어될 수 있다. 차단부의 특정 위치에 따라, 휠 단부 차단부 및 중심 차축 차단부를 포함하는 다양한 이름들이 주어진다. 본 예에서, 차단부(150)는 구동 샤프트(133)를 가동하는 체인을 구동시키는 전달 케이스(140) 내부의 기어들을 선택적으로 연결 및 차단할 수 있다. 이와 같이, 차단부(150)는 추후에 더 상세히 설명되는 바와 같이 기어들, 제어 메커니즘들 및 다른 구조의 시스템을 통해 트랜스미션(115) 및 후방 구동 샤프트(131)로부터 전달 케이스(140)(및 샤프트(133))를 효과적으로 분할한다.
동력이 오직 후방 휠들(101 및 102)에 제공되는 2WD 모드 동안, 입력 커맨드는 차단부(150)로 하여금 샤프트(133)의 2개의 길이들 사이의 고정된 회전을 맞물림해제하게 하여, 휠들(103 및 104) 뿐만 아니라 전방 차축(134)에 어떠한 동력도 제공하지 않게 할 수 있다. 이와 같이, 엔진(110)에 의해 제공된 대부분의 동력은 전달 케이스(140)를 통해 우회된 비교적 더 작은 양의 동력으로 후방 구동 샤프트(131)에 그리고 차단부에 연결된 샤프트(133)의 길이로 유도될 수 있다. 즉, 맞물림해제된 동안, 전방 휠들(103 및 104)은 엔진으로부터 견인력을 수신함이 없이 자유롭게 회전할 수 있다. 또한, (도 1의 화살표에 의해 유도된 바와 같이) 차단부(150)의 전방에 배치된 차축(134) 및 샤프트(133)의 일부의 회전을 따른 휠들(103 및 104)의 회전은 구동 트레인의 나머지의 회전에 영향을 미치지 않는다. 구체적으로, 차단부(150)가 차단부의 전방 및 후방에 위치된 샤프트(133)의 2개의 부분들을 분리하기 때문에, 2개의 길이들의 회전은 분리되어(맞물림해제되어) 있기 때문에 서로 영향을 미치지 않는다. 다수의 차단부들(150)이 제공되면, 하나의 차단부는 전달 케이스(140) 또는 샤프트(133)에 있는 한편 다른 차단부는 휠(103)에 있고 또 다른 차단부는 휠(104)에 있고, 전방 차축(134) 및 샤프트(133)의 일부 또는 전부는 차단부들이 그 입력 컴포넌트들을 맞물림해제할 때 회전을 중단할 수 있다. 이와 같이, 전방 차동장치(122)는 또한 차단부들이 휠들(103 및 104)과 차축(134) 사이의 회전을 맞물림해제하는 동안 회전을 중단할 수 있다. 이러한 방식으로, 연료 소비는 감소될 수 있는데, 이는 휠들(103 및 104)이 차축(134)의 추가된 회전 관성(관성 모멘트) 및 차동장치(122)의 마찰 드래그 없이 자유롭게 회전할 수 있기 때문이다.
동력이 모든 4개의 휠들에 제공되는 4WD 모드 동안, 입력 커맨드는 차단부(150)로 하여금 샤프트(133)의 2개의 길이들 사이의 고정된 회전을 맞물림하게 하여, 차축(134) 뿐만 아니라 샤프트(133) 모두에 동력을 제공하게 할 수 있다. 현재의 예에서, 고정된 회전은, 차단부(150)의 어느 한 단부 상의 샤프트들이 실질적으로 단일의 유닛으로서 회전하도록 허용하는 일련의 기어들 및/또는 스플라인된(splined) 샤프트들 사이의 맞물림에 의해 초래될 수 있다. 이러한 동작 모드 동안, 엔진(110) 동력으로부터의 동력은 휠들(101, 102, 103, 및 104)에 실질적으로 동일하게(또는 다른 실시예들에서는, 동일하지 않게) 우회될 수 있다. 본 개시의 범주를 여전히 준수하면서 컴포넌트들의 추가, 변경 및/또는 제거에 의해 다른 구동 모드들이 가능함을 주목한다.
추가적으로, 동력 트레인(100)은 대응하는 차축(예를 들어, 전방 차축(134) 및/또는 후방 차축(132))과 개별적인 휠들을 맞물림 및 맞물림해제하기 위해 하나 이상의 휠 단부들에 위치된 전자기 펄스(EMPD) 차단부(160)를 포함할 수 있다. 이러한 타입의 차단부는 본원에서 휠 단부 차단부로서 지칭될 수 있다. 전자기 펄스 차단부(160)는 대안적으로 전방 차축(134) 및 후방 차축(132) 중 하나 또는 둘 모두 상에 위치될 수 있다. 추가로, 전자기 펄스 차단부(160)는 전방 차동장치(122) 및/또는 후방 차동장치(121) 중 어느 한 측에 위치될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 전방 차축(134) 상의 전방 차동장치(122)의 각각의 측(예를 들어, 양측)에 위치된 전동식 차단부(160)가 존재할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 후방 차축(132)을 따른 후방 차동장치(121)의 각각의 측(예를 들어, 양측)에 위치된 전동식 차단부(160)가 존재할 수 있다. 이러한 방식으로, 차량 동력 트레인(100)은 이중 차단 차동 시스템을 포함할 수 있다. 전방 또는 후방 차동장치들에 근접한 전방 또는 후방 차축들을 따라 위치된 타입의 차단부는 본원에서 중심 차단부로서 지칭될 수 있다. 아래에서 설명되는 전자기 펄스 차단부는 도 1에 도시된 전자기 펄스 차단부(160)의 위치들 중 하나 이상에서 사용될 수 있다.
이전에 언급된 바와 같이, 일부 차단부들은 도 1의 엔진(110)과 같은 엔진으로부터 우회된 진공에 의해 가동될 수 있다. 그러나, 본원의 발명자들은, 진공이 용이하게 이용가능하지 않을 수 있거나 또는 진공 동력이 바람직하지 않게 변동하여 감소된 차단 제어를 초래할 수 있음을 인식하였다. 따라서, 더 간단하고 더 콤팩트한 차단 설계들을 제공하는 대안적인 동력원들이 활용될 수 있다. 이와 같이, 본원의 발명자들은 차단 조립체 상의 전자기 코일에 대한 펄스형 전력에 의해 작동되는 전자기 펄스 차단 조립체를 제안하였다. 전력은 차량 전반에 걸쳐 진공 라인들을 실행하는 것을 요구하지 않을 수 있고, 그에 따라 진공 동력에 비해 전력의 신뢰도를 증가시킬 수 있다. 먼저, 제안된 전자기 펄스 차단의 다양한 컴포넌트들의 설명이 주어질 것이고, 예시적인 제어 방식을 포함하는 차단의 동작의 설명이 후속될 것이다.
도 2 내지 도 9는 전자기 펄스 차단(EMPD) 조립체(200)의 실시예의 상이한 도면들 및 양상들을 도시한다. 특히, 도 2a 및 도 2b는 조립된 EMPD 조립체(200)의 외부 도면들을 도시한다. EMPD 조립체(200)의 분해(예를 들어, 조립해제된) 도면이 도 3에 도시되고, EMPD 조립체(200)의 조립된 부분적 단면도가 도 4에 도시된다. 도 5a 내지 도 5d는 EMPD 조립체(200)의 코일 조립체의 상이한 도면들을 도시하고, 도 6a 및 도 6b 및 도 7은 각각 EMPD 조립체(200)의 전기자 캠 및 캠 팔로워의 상세도들을 도시한다. 도 8a 내지 도 8f는 상이한 시프트 위치들에서 EMPD 조립체(200)의 전기자 캠 및 캠 팔로워 조립체의 상이한 도면들을 도시한다. 아래에 추가로 설명되는 바와 같이, EMPD 조립체(200)는 4x2(예를 들어, 맞물림해제) 위치, 시프트 종료(EOS) 위치 및 4x4(예를 들어, 맞물림) 위치를 포함하는 복수의 상이한 위치들로 시프트하도록 구성된다. EMPD 조립체(200)의 이러한 상이한 위치들은 도 10a 내지 도 12c의 상이한 도면들에 도시되어 있다. 도 2 내지 도 12c에 걸쳐 동일한 부분들은 동일하게 넘버링되고, 상이한 도면들을 참조하여 아래에서 총괄적으로 논의될 수 있다.
먼저 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 도 2a는 조립된 EMPD 조립체(200)의 측면도를 도시하는 한편, 도 2b는 조립된 EMPD 조립체(200)의 상면도를 도시한다. 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, EMPD 조립체(200)는 외측 하우징(202)을 포함하고, 외측 하우징(202)은 하나 이상의 체결구들(예를 들어, 스크류들)(210)을 통해 서로 커플링되는 베이스 하우징(204) 및 단부 하우징(206)을 포함한다. 이와 같이, 베이스 하우징(204) 및 단부 하우징(206)은 외측 하우징(202) 전체를 형성하고, 링크 샤프트(208)를 제외하고 EMPD(200)의 내부 컴포넌트들을 완전히 인클로징한다(그리고 모든 측면들 상에서 완전히 둘러싼다). 이와 같이, 외부 먼지 및 잔해가 외측 하우징(202) 내부로 진입하지 않을 수 있고, 이에 따라 EMPD(200)의 수명을 증가시키고, 악화를 감소시키고, 동작을 개선할 수 있다. 추가적으로, 베이스 하우징(204)은 (도 3에 도시된 바와 같이) EMPD(200)의 제어기를 차량 제어기 및/또는 전원과 같은 외부 소스에 전기적으로 커플링시키기 위한 전기 커넥터를 수용 및 둘러싸도록 적응된 커넥터 하우징(214)을 포함한다. 커넥터 하우징(214)은 복수의 체결구들(예를 들어, 스크류들)(218)을 통해 베이스 하우징(204)의 나머지에 착탈식으로 커플링된다. 도 2a 및 도 2b는 베이스 하우징(204) 상의 개스킷(216)을 추가로 도시한다.
아래에서 추가로 설명되는 바와 같이, EMPD 조립체(200)는 링크 샤프트(208) 및 구동 기어(도 2a 및 도 2b에서는 가시적이 아닌 EMPD 조립체(200)의 내부 컴포넌트)를 선택적으로 연결 및 차단(예를 들어, 맞물림 및 맞물림해제)하도록 적응되고, 구동 기어는 다른 회전 컴포넌트, 예를 들어, 차축 샤프트(예를 들어, 절반 샤프트) 또는 예를 들어, 구동 휠과 같은 차량 컴포넌트에 커플링가능한 다른 회전 샤프트를 구동시키고 그에 연결되도록 적응된다. 구동 기어에 연결되고 그에 의해 구동되도록 적응된 샤프트는 샤프트 밀봉(212)을 통해 단부 하우징(206)에 맞대어 밀봉되어, 샤프트를 회전시키도록 여전히 허용하면서 어떠한 잔해도 외부 하우징(202)에 진입하지 않을 수 있다.
도 3은 EMPD 조립체(200)의 분해도(300)를 도시하는 한편, 도 4는 EMPD 조립체(200)의 조립된 단면도(400)를 도시하고, 도 3 및 도 4 둘 모두는 도 2a 및 도 2b를 참조하여 앞서 논의된 외부 하우징(202)의 내부 내에 포함된 EMPD 조립체(200)의 모든 내부 컴포넌트들을 도시한다. 도 3 및 도 4는 다시, 베이스 하우징(204), 단부 하우징(206), 및 베이스 하우징(204)을 단부 하우징(206)에 커플링하기 위한 체결구들(210)을 도시한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 베이스 하우징(204)은 제1 복수의 애퍼처들(302)을 포함하고, 단부 하우징(206)은 체결구들(210)을 수용하기 위한 제2 복수의 애퍼처들(304)을 포함한다. 제1 복수의 애퍼처들(302) 및 제2 복수의 애퍼처들(304)은 베이스 하우징(204) 및 단부 하우징(206)의 각각의 플랜지(flange)들에 배열되고, 여기서 플랜지들은 외측 하우징(202)이 조립될 때(예를 들어, 베이스 하우징(204)이 단부 하우징(206)에 커플링될 때) 서로 면-공유 접촉한다. 또한, 베이스 하우징(204)의 일 측에 배열된 외측 장착 면(306) 및 수용 공동(cavity)(308)에 커플링되는 커넥터 하우징(214)이 도 3에 도시된다. 수용 공동(308)은 베이스 하우징(204)의 두께 전체에 걸쳐 확장되어, 커넥터 하우징(214)을 통해 삽입된 전기 커넥터는 EMPD 조립체(200)의 제어기(310)에 동력을 제공할 수 있다. 제어기(310)는 EMPD 조립체(200)가 (도 4에 도시된 바와 같이) 조립될 때 베이스 하우징(204) 내에 들어맞는 래칭 그루브 케이지(312)의 측에 커플링되도록 적응된다. 따라서, 제어기(310)는 도 4에 도시된 바와 같이, 수용 공동(308) 및 커넥터 하우징(214)과 동일한 조립체 측에 배열되고 (제어기(310)의 적어도 일부를 따라) 그와 정렬될 수 있다.
도 3 및 도 4의 EMPD 조립체(200)의 좌측에 도시된 바와 같이, 링크 샤프트(208)를 베이스 하우징(204) 내에 밀봉하기 위해 다른 샤프트 밀봉(314)이 EMPD 조립체(200)의 베이스 하우징 단부에 배열된다. EMPD 조립체(200)는 고정 링(316), 볼 베어링(318) 및 스페이서(320)를 더 포함한다. 스페이서(320)는 도 4에 도시된 바와 같이 전자기 코일 조립체(322)에 인접하게 배열된다. 스페이서(320)는 전자기 코일 조립체(322)의 외측 면으로 함몰된 환형 슬롯(도 5a에 도시되고 아래에서 추가로 논의됨)과 메이팅(mate)하고 그에 들어맞는 축방향 확장 환형부(324)를 포함한다. (도 4에 도시된 바와 같이) EMPD 조립체(200)의 중심 축(350)에 대해 방사상 외향으로 플레어(flare)하는 스페이서(320)(환형부(324)에 대향함)의 대향 단부는 베이스 하우징(204)과 인터페이싱한다. 구체적으로, 스페이서(320)의 둘레 주위에 배열된 그루브들(319)은 베이스 하우징(204)의 내부 표면 상의 대응하는 확장부들(321)에 대해 들어맞도록 형상화되어, 스페이서(320) 및 그에 따른 전자기 코일 조립체(322)가 중심 축(350)의 방향에서 축방향으로 병진운동하지만 중심 축(350)을 중심으로 회전하지 않도록 한다.
EMPD 조립체(200)는 워셔(326) 및 전기자 캠(328)을 더 포함한다. 전기자 캠(328)은, 외측 면(조립체의 베이스 하우징 단부를 향함) 및 내측 면(조립체의 단부 하우징 단부를 향함) 및 내측 면(도 3에 도시됨)으로부터 축방향으로 확장되는 복수의 양방향 캠 램프들(330)을 갖는 환형 링(332)을 포함한다. 환형 링(332)의 외측 면은, 전자기 코일에 에너지가 공급될 때 제1 면(323) 상의 마찰 재료(아래에서 추가로 논의되는 바와 같이, 마찰 디스크의 형태)를 포함하는 전자기 코일 조립체(322)의 제1 면(323)과 면-공유 접촉하고, 전자기 코일에 에너지가 공급되지 않을 때 (아래에서 추가로 설명되는 도 8a 내지 도 8f에 도시된 바와 같이) 에어 갭을 통해 제1 면(323)으로부터 이격되도록 적응된다. 양방향 캠 램프들(330)은 캠 팔로워(334)와 인터페이싱한다. 구체적으로, 캠 팔로워(334)는 복수의 양방향 캠 램프들(330)을 수용하도록 적응된 복수의 세장형 애퍼처들(336)을 포함하고, 세장형 애퍼처들(336)은 캠 팔로워(334)의 복수의 방사상으로 확장되는 가이드들(338)에 의해 분리된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 고정 링(340) 및 시프트 스프링(342)이 캠 팔로워(334)의 어느 한 측에 있다. 시프트 스프링(342)은 워셔(344)에 인접하게 배열된다. EMPD 조립체(200)는 클러치 링(346)을 더 포함한다. 클러치 링(346)은 아래에서 추가로 설명되는 바와 같이, 캠 팔로워(334)의 축방향 움직임에 응답하여 중심 축(350)을 따라 축방향으로 병진운동하도록 적응된다. 클러치 링(346)은 공간(349)을 통해(공간은 톱니들을 갖지 않음) 제2 세트의 톱니들(348)로부터 축방향으로 분리된 제1 세트의 톱니들(347)을 포함하는 (중심 축(350)에 대한) 내측 표면을 포함한다. 제1 세트의 톱니들(347)은 조립체의 맞물림해제(4x2) 위치 및 맞물림(4x4) 위치 둘 모두에서 링크 샤프트(208) 상의 대응하는 톱니(354)와 인터페이싱(예를 들어, 메이팅)하도록 적응되는 한편, 제1 세트의 톱니들(347)은 추가적으로 맞물림 위치에서 구동 기어(358)의 대응하는 제1 톱니들(356)과 인터페이싱한다. 추가적으로, 맞물림 위치에서, 제2 세트의 톱니들(348)은 구동 기어(358) 상에서 대응하는 제2 톱니들(357)과 인터페이싱(예컨대, 메이팅)하도록 적응된다. 구동 기어(358)는 차축 절반 샤프트 또는 차량의 구동 휠에 커플링된 샤프트와 같은 다른 회전 컴포넌트에 연결되어 이를 구동하도록 적응된다. 이러한 방식으로, 클러치 링(346)을 축방향으로 이동시킴으로써, 클러치 링은 링크 샤프트(208) 및 구동기 기어(358)을 선택적으로 연결 및 차단할 수 있다. 예를 들어, 클러치 링(346)의 제1 세트의 톱니들(347)이 링크 샤프트(208) 상의 톱니들(354) 및 구동 기어 상의 제1 톱니들(356)에 연결되고 제2 세트의 톱니들(348)이 구동 기어(358) 상의 제2 톱니들(357)에 연결될 때, 회전 모션이 링크 샤프트(208)와 구동 기어(358) 사이에 전달될 수 있다(예를 들어, 링크 샤프트(208)와 회전식으로 커플링된 차축이 구동 기어(358)와 회전식으로 커플링된 구동 휠을 구동시킬 수 있다). 도 4는 클러치 링(346)의 맞물림해제(4x2) 위치를 도시한다.
클러치 링 케이지(352)는 (도 4의 조립된 도면에 도시된 바와 같이) 캠 팔로워(334), 시프트 스프링(342), 워셔(344) 및 클러치 링(346)을 하우징(및 그에 따라 그 내부 내에 포함)하도록 적응된다. 워셔(360)는 (도 4에 도시된 바와 같이) 클러치 링 케이지(352)의 더 작은 직경 단부(351) 주위에 들어맞는다. 내측 시프트 포크(362)가 또한 (도 4에 도시된 바와 같이) 워셔(360)에 인접한 클러치 링 케이지(352)의 더 작은 직경 단부(351) 주위에 들어맞는다. 내측 시프트 포크(362)는 복수의 축방향 확장부들(361)을 포함하고, 여기서 축방향 확장부들(361) 중 하나 이상은 대응하는 자기 조립체(364)를 홀딩하고, 자기 조립체는 EMPD 조립체(200)의 위치(예를 들어, 아래에서 추가로 설명되는 바와 같은 4x2, 4x4 또는 EOS)를 검출하기 위해 제어기(310) 상의 센서를 통해 검출가능한 자석을 홀딩하는 자석 슬레드(sled)를 포함한다. 축방향 확장부들(361)은 클러치 링 케이지(352)의 더 큰 직경 단부에 걸쳐 확장된다. 외측 시프트 포크(366)는 내측 시프트 포크(362)와 메이팅한다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 내측 시프트 포크(362)의 일부는 외측 시프트 포크(366)의 적어도 일부에 대해 확장되고 이를 둘러싼다. 외측 시프트 포크(366)는 래칭 링(368)을 홀딩한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 래칭 링(368)은 중심 축(350)에 대해, 외측 시프트 포크(366)의 일부 외부에 배열되고 이를 둘러싼다. 내측 시프트 포크(362), 외측 시프트 포크(366) 및 래칭 링(368)은 클러치 링(346) 및 클러치 링 케이지(352)와 함께 축방향으로 이동할 수 있다.
아래에서 추가로 설명되는 바와 같이, 래칭 링(368)은, 클러치 링을 맞물림 또는 맞물림해제 위치들 중 어느 하나로 이동시키기 위해 전자기 코일 조립체에 에너지를 공급한 후 및 전자기 코일 조립체에 에너지를 공급하지 않은 후, 클러치 링(346)을, 클러치 링(346)이 링크 샤프트(208) 및 구동 기어(358) 둘 모두에 커플링되는 맞물림(4x4) 위치, 또는 클러치 링(346)이 (구동 기어가 아닌) 오직 링크 샤프트에만 커플링되는 맞물림해제(4x2) 위치에 홀딩하도록 적응된 래칭 시스템의 일부이다. 래칭 링(368)은, 래칭 링(368)의 제1 측에 배열되고 래칭 링(368)의 둘레 주위에서 반복되는 단일의 동일 깊이 톱니 패턴을 갖는 제1 프로파일을 갖는 제1 세트의 톱니들(370), 및 래칭 링(368)의 대향하는 제2 측에 배열되고 래칭 링(368)의 둘레 주위에서 반복되는 2개의 상이한 깊이 그루브들을 갖는 상이한 깊이 톱니 패턴을 갖는 제2 프로파일을 갖는 제2 세트의 톱니들(372)을 포함한다. 래칭 시스템은 단일 위치에서 제1 세트의 톱니들(370)과 인터페이싱하도록 적응된 제3 세트의 톱니들(376)을 포함하는 안내 그루브 케이지(374) 및 2개의 상이한 잠금 위치들에서 제2 세트의 톱니들(372)과 인터페이싱하도록 적응된 제4 세트의 톱니들(378)을 포함하는 래칭 그루브 케이지(312)를 더 포함한다. 안내 그루브 케이지(374) 및 래칭 그루브 케이지(312)는, (도 3 및 도 4에 도시되고, 도 9a 및 도 9b를 참조하여 아래에서 추가로 설명되는 바와 같이) 안내 그루브 케이지(374)의 둘레 주위에서 서로 이격되는 복수의 그루브들 및 래칭 그루브 케이지(374)의 둘레 주위에서 서로 이격되는 복수의 축방향 확장 탭들을 통해 서로 커플링된다. 래칭 그루브 케이지(312)는 래칭 그루브 케이지(312) 상의 하나 이상의 고정 요소들(311)을 통해 베이스 하우징(204)에 축방향으로 및 회전방향으로 고정될 수 있고 베이스 하우징(204)의 내부 상의 고정 요소들과 메이팅한다. 추가적으로, 안내 그루브 케이지(374)는 래칭 그루브 케이지(312)에 고정되고, 따라서 (중심 축(350)을 중심으로) 축방향 및 회전 방향들에서 또한 고정된다 그러나, 래칭 링(368)은 아래에서 추가로 설명되는 바와 같이, 안내 그루브 케이지(374) 및 래칭 그루브 케이지(312)의 각각의 톱니들 사이에서 축방향으로 자유롭게 이동하고, 조립체가 상이한 위치들로 시프트될 때 중심 축(350)을 중심으로 자유롭게 회전한다.
EMPD 조립체(200)는 다른 고정 링(380), 볼 베어링(382), 쿠션(384), 복귀 스프링(386), 롤러 베어링(388), 다른 볼 베어링(390), 추가적인 고정 링들(392 및 394) 및 샤프트 밀봉(212)을 더 포함한다. 쿠션(384)은 잡음 감쇠 재료(예를 들어, 폴리머)로 제조될 수 있고, 따라서 구동 기어(358)와 맞물린 클러치 링(346)의 잡음을 감쇠시키도록 적응될 수 있다. 예를 들어, 클러치 링(346)은 클러치 링이 구동 기어를 가격할 때 잡음을 초래할 수 있는 증가된 힘으로, 중심 축의 방향에서, (맞물림해제로부터 맞물림 위치로 이동할 때) 구동 기어(358)를 향해 축방향으로 이동할 수 있다. 그러나, 쿠션(384)은 구동 기어(358)의 톱니들을 맞물리는 클러치 링(346)의 톱니들의 잡음을 감소시킨다. 도 4에 도시된 바와 같이, 쿠션(384)은 구동 기어(358)의 제2 톱니들(357)에 인접하게 배열된다. 따라서, 이러한 위치설정은 클러치 링이 구동 기어(358)의 측벽에 충격을 주는 것을 방지할 수 있다.
이제 도 5a 내지 도 5e를 참조하면, 전자기 코일 조립체(또한 본원에서 코일 조립체로 지칭됨)(322)의 더 상세한 도면들이 도시된다. 구체적으로, 도 5a는 코일 조립체(322)의 제1 단부 도면을 도시하고, 도 5b는 코일 조립체(322)의 제1 측면도를 도시하고, 도 5c는 코일 조립체(322)의 제2 단부 도면을 도시하고, 도 5d는 코일 조립체(322)의 측단면도를 도시하고, 도 5e는 코일 조립체(322)의 상면도를 도시한다.
코일 조립체(322)는 4개의 별개의 코일들(예를 들어, 코일 스프링들)(506)을 홀딩하도록 적응된 코일 홀더(504) 및 전자기 코일(502)을 하우징하는 환형 하우징(500)을 포함한다. 환형 하우징(500)은 제1 단부(508)(도 5c에 도시됨) 및 제2 단부(510)(도 5a에 도시됨)를 포함하고, 여기서 코일 홀더(504)는 제2 단부(510)의 일부에서 이에 걸쳐 배열된다. 코일 홀더(504)의 레그(leg)들(512)은 제2 단부(510)로부터 제1 단부(508)를 향해, 환형 하우징(500)의 상단 및 바닥에 걸쳐 확장된다. 도 5a 및 도 5c에 도시된 바와 같이, 코일들(506) 중 하나를 각각 하우징하는 4개의 레그들(512)이 존재한다. 각각의 코일(예를 들어, 코일 스프링(506)은 리벳(514)을 통해(예를 들어, 일 실시예에서는 납땜을 통해) 대응하는 레그(512)에 체결된다. 레그들(512)의 일부는 각각의 전기 전도체(예를 들어, 일 실시예에서는 구리 회로)(516)를 통해 내부 전자기 코일(502)에 전기적으로 커플링된다. 일 실시예에서, (레그들 중 오직 2개의) 코일들(506) 중 오직 2개가 전기 전도체(516)에 연결된다. 예를 들어, 도 5e에 도시된 바와 같이, 제1 코일(530) 및 제2 코일(532)을 포함하는 상단 2개의 코일들(예를 들어, 코일 홀더(504)의 상단 또는 일 측에 배열된 코일들)이 대응하는 레그들(512) 내에서 코일들과 접촉하는 전기 전도체(516)를 포함하는 한편, 다른 2개의 코일들(제3 코일(534) 및 제4 코일(536)을 포함하는 바닥 코일들)은 전기 전도체에 직접 커플링되지 않고 따라서 내부 코일(502)에 전기적으로 커플링되지 않는다.
이러한 방식으로, 전기 전도체들(516)에 커플링된 상단 2개의 코일들(530 및 532)은 코일 조립체(322)의 전기 단자들로서 기능한다. 일례에서, 도 5e에 도시된 상단 2개의 레그들은 코일 조립체(322)의 접촉 조립체로서 지칭될 수 있는 한편, 접촉 조립체는 제어기(예를 들어, 도 3 및 도 4에 도시된 제어기(310))와 전기적으로 커플링되도록 적응된다. 이와 같이, 상단 2개의 레그들 내의 코일(530 및 532) 각각은 전자기 코일(502) 및 제어기의 대응하는 제어기 단자에 전기적으로 커플링된다. 예를 들어, 상단 2개의 레그들 중 제1 레그 내의 코일(530)은 전자기 코일(502)에 대한 포지티브 전기 연결일 수 있고, 상단 2개의 레그들 중 제2 레그 내의 코일(532)은 전자기 코일(502)의 전기 접지일 수 있다. 달리 말하면, 제어기 단자는 상단 2개의 레그들의 코일들 각각에 메이팅되고 직접 연결된다. 일례에서, 제어기 단자들은 코일들에 직접 커플링된 각각의 리벳들(514)을 통해 코일들(530 및 532) 각각에 전기적으로 커플링될 수 있다. 그 결과, 제어기는 전자기 코일(502)에 전기적 에너지를 공급하는 것 및 에너지를 공급하지 않는 것을 위해, 전기적 임펄스들을 제어기 단자들을 통해 제1 및 제2 코일들(530 및 532)에 전송할 수 있다.
3개 또는 4개의 레그들의 4개의 코일들(530, 532, 534, 및 536) 모두는 코일 조립체(322)의 코일 복귀 스프링들로서 기능한다. 예를 들어, 아래에서 추가로 설명되는 바와 같이, 전자기 코일(502)에 에너지를 공급할 때, 코일 조립체(322)는 (코일(502)에 에너지를 공급함으로써 야기되는 자기 인력으로 인해) 금속 전기자 캠을 향해 축방향으로 병진운동하고 그와 접촉할 수 있다. 그러나, 전자기 코일(502)에 에너지를 공급하지 않을 때, 압축된 코일들(530, 532, 534, 및 536)의 스프링력은 코일 조립체(322)를 축방향에서 후방으로, 그리고 전기자 캠으로부터 멀리 밀어낼 수 있다. 4개의 개별적인 레그들(512)의 4개의 개별적인 코일들(506)은 코일 조립체(322)의 둘레 주위에서 레그들(512)의 분포로 인해 코일 조립체(322)에 밸런싱된 복귀력을 제공한다. 예를 들어, 상단 2개의 레그들이 전기적 연결들 및 스프링 복귀력들을 제공하는 한편, 바닥 2개의 레그들은 상단 2개의 레그들 내의 코일들의 힘을 밸런싱하기 위해 추가적인 스프링력들을 제공한다. 이러한 방식으로, 도 5a 내지 도 5e에 도시된 4개의 레그들은 코일 조립체(322)에 복귀 스프링력 및 전기적 연결 둘 모두를 제공한다. 구체적으로, 상단 2개의 레그들은 코일 전기 연결들(예를 들어, 단자들) 및 코일 복귀 스프링들 둘 모두를 하나의 부분으로 통합하는 코일들(530 및 532)을 포함한다. 4개의 레그들이 도 5a 내지 도 5e에 도시되어 있지만, 대안적인 실시예들에서, 코일 조립체(322)는 코일 복귀 스프링력의 밸런싱을 위해 더 많거나 더 적은 비-전기적으로 커플링된 레그들을 포함할 수 있다.
도 5c 및 도 5d에 도시된 바와 같이, 환형 하우징(500)의 제1 단부(508)는 마찰 디스크(518)를 갖는 제1 면을 포함한다. 마찰 디스크(518)는 환형이고, 내부에 배열된 마찰 재료를 포함한다. 마찰 디스크(518)는 도 8a 내지 도 8f를 참조하여 아래에 추가로 논의되는 바와 같이, 전자기 코일에 에너지가 공급될 때 전기자 캠의 외측 면과 면-공유 접촉을 갖도록 적응된다. 환형 하우징(500)의 제2 단부(510)는 제1 면에 대향하여 배열되는 제2 면을 갖고, 제2 면은 제2 면으로 내향으로 함몰되는 환형 슬롯(520)을 갖는다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 환형 슬롯(520)은 슬롯의 복수의 이격된 방사상 확장부들을 더 포함한다. 앞서 논의된 바와 같이, 환형 슬롯(520)은 스페이서(320)의 축방향으로 확장된 환형부(324)를 수용하고 그에 커플링되도록 형상화된다. 추가적으로, 도 5d에 도시된 바와 같이, 환형 하우징(500)은 철심(522) 및 철심(522) 내에 배열된 전자기 코일(502)을 포함한다. 전자기 코일(502)(코일들(506)이 아님)은 전기자 캠과 전자기 코일 조립체 사이에 자기 인력을 생성하기 위한 자기장을 생성한다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 전기자 캠(328)의 상세도들이 도시된다. 구체적으로, 도 6a는 전기자 캠(328)의 제1 측의 등각도를 도시하고, 도 6b는 전기자 캠(328)의 제2 측의 등각도를 도시한다. 도 3을 참조하여 앞서 소개된 바와 같이, 전기자 캠(328)은, 제1(또한 본원에서 외측으로 지칭됨) 면(602) 및 제2(또한 본원에서 내측으로 지칭됨) 면(604) 및 제2 면(604)으로부터 (중심 축(350)에 대해) 축방향에서 외향으로 확장되는 복수의 양방향 캠 램프들(330)을 갖는 환형 링(332)을 포함한다. 제1 면(602) 및 제2 면(604)은 평면형이고 서로 평행하고 중심 축(350)에 대해 수직으로 배열된다. 환형 링(332)은 내측 직경(606), 전체 두께(608) 및 최외곽 직경(610)을 갖는다. 제1 면(602)은 전자기 코일에 에너지가 공급될 때, 아래에서 추가로 설명되는 바와 같이, 코일 조립체(322)의 평면형 마찰 디스크(518)와 면-공유 접촉하도록 적응된다.
도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 전기자 캠(328)의 둘레 주위에 서로 이격된 3개의 양방향 캠 램프들(330)이 존재한다. 각각의 양방향 캠 램프(330)는 연결 플랫폼(612)을 통해 인접한 양방향 캠 램프(330)에 연결된다. 그러나, 인접한 양방향 캠 램프들(330)은 서로 직접 커플링되지 않는다(예를 들어, 연결 플랫폼(612)이 인접한 양방향 캠 램프들(330)을 서로 분리시킨다). 각각의 연결 플랫폼(612)은 제2 면(604)에 직접 커플링되고, 플랫폼(612)의 중심부를 통해 배열된 애퍼처(614)를 포함한다. 일례에서, 연결 플랫폼들(612)은 환형 링(332)과 일체형으로 함께 통합된다. 다른 예에서, 연결 플랫폼들(612)은 환형 링(332)에 용접되거나 애퍼처들(614)을 통해 환형 링(332)에 체결된다. 각각의 연결 플랫폼(612)은 (내측 직경으로부터 가장 안쪽의 외측 직경(616)까지) 제2 면(604)의 폭에 걸쳐 방사상으로 걸쳐 있고, 환형 링(332)의 둘레 주위에서 둘레 방향으로 길이(예를 들어, 원호 길이)(624)를 갖고, 각각의 길이(624)는 인접한 연결 플랫폼들(612)을 분리하는 길이(예를 들어, 원호 길이)(626)보다 작다. 각각의 양방향 캠 램프(330)는 정점(622)에서 만나는 제1 램프(618) 및 제2 램프(620)를 포함하고, 정점(622)은 전기자 캠의 환형 링의 내측 면으로부터 멀리 위치되고 양방향 캠 램프의 최외곽 확장부이다. 제1 램프(618)는 제1 연결 플랫폼으로부터 정점(622)까지 외향으로 확장되고, 제2 램프(620)는 상이한 제2 연결 플랫폼으로부터 정점(622)까지 외향으로 확장되고, 제1 및 제2 연결 플랫폼들은 서로 이격된다.
도 7는 캠 팔로워(334)의 상세도를 도시한다. 도 3을 참조하여 앞서 소개된 바와 같이, 캠 팔로워(334)는 복수의 양방향 캠 램프들(330)을 수용하도록 적응된 복수의 세장형 애퍼처들(336)을 포함하고, 세장형 애퍼처들(336)은 캠 팔로워의 복수의 방사상으로 확장되는 가이드들(338)에 의해 분리된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 캠 팔로워(334)는 방사상으로 확장되는 가이드들(338)을 통해 함께 커플링되는 외측 환형 링(702) 및 내측 환형 링(704)을 포함한다. 구체적으로, 방사상으로 확장되는 가이드들(338) 각각은 외측 환형 링(702)과 내측 환형 링(704) 사이에서 (중심 축(350)에 수직인) 방사상 방향으로 확장된다. 방사상으로 확장되는 가이드들(338)은 캠 팔로워(334)의 둘레 주위에 배열되고 세장형 애퍼처들(336)을 통해 서로 이격된다. 세장형 애퍼처들(336)은 캠 팔로워(334)의 (축 방향에서) 전체 두께에 걸쳐 확장된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 전기자 캠(328)의 양방향 램프들의 수(3)에 매칭하는 3개의 방사상으로 확장되는 가이드들(338) 및 3개의 세장형 애퍼처들(336)이 존재한다. 복수의 세장형 애퍼처들 각각의 길이(예를 들어, 원호 길이)(706)는, 내측 및 외측 환형 링들의 둘레 방향에서, 내측 및 외측 환형 링들의 둘레 방향에서 복수의 방사상으로 확장되는 가이드들 각각의 길이(708)보다 길다. 각각의 세장형 애퍼처(336)와 인접한 가이드(338) 사이의 계면은 가이드로부터 세장형 애퍼처로 각을 이루는 함몰된 측벽부(714)를 포함하고, 함몰된 측벽부는 (예를 들어, 조립체가 4x4 위치로 시프트될 때) 전기자 캠(328)의 정점(622)을 수용하고 그와 인터페이싱하도록 적응된다.
추가적으로, 내측 환형 링(704)은, 링크 샤프트(208)의 톱니들(354)과 메이팅할 수 있는 내측 환형 링(704)의 내측 표면의 둘레 주위에 배열된 복수의 톱니들(710)을 포함한다. 따라서, 캠 팔로워(334)는 링크 샤프트(208)의 회전과 함께 회전할 수 있다. 외측 환형 링(702)은 외측 환형 링(702)으로부터 중심 축(350)에 대해 방사상 외향으로 확장되고 외측 환형 링(702)의 둘레 주위에서 서로 이격되는 복수의 방사상 돌출부들(712)을 포함한다.
본원에 설명된 EMPD 조립체(200)는, 클러치 링(346)을, 2개의 회전 컴포넌트들(예를 들어, 차량 동력 트레인의 차축들 또는 샤프트들)이 서로 회전식으로 커플링되는 4x4(예를 들어, 맞물림) 위치로 그리고 2개의 회전 컴포넌트들이 서로 회전식으로 커플링되지 않는 4x2(예를 들어, 맞물림해제) 위치로 조절할 수 있다. 제1 회전 컴포넌트는 링크 샤프트(208)일 수 있고, 이는 차량의 다른 차축 또는 샤프트(또는 다른 컴포넌트)에 회전식으로 커플링될 수 있고, 제2 회전 컴포넌트는 구동 기어(358)일 수 있고, 이는 차량의 다른 차축 또는 샤프트에 회전식으로 커플링될(또는 구동할) 수 있다.
도 8a 내지 도 8f는 4x2(예를 들어, 수축된) 위치, 4x4(예를 들어, 부분적으로 확장된) 위치 및 시프트 종료(또한 이동 종료로 지칭됨), EOS(예를 들어, 완전히 확장된) 위치를 포함하는 상이한 위치들에서 EMPD 조립체(200)의 코일 및 캠 조립체(800)의 조립된 단면도들 및 상면도들을 도시한다. 코일 및 캠 조립체(800)는 전자기 코일 조립체(322), 캠 팔로워(334) 및 전기자 캠(328)을 포함한다. 더 구체적으로, 도 8a는 수축된 위치(클러치 링이 4x2 위치에 있음)에서 EMPD 조립체(200)의 코일 및 캠 조립체(800)의 제1 단면도(802)를 도시하고, 도 8b는 부분적으로 확장된 위치(클러치 링이 4x4 위치에 있음)에서 코일 및 캠 조립체(800)의 제2 단면도(806)를 도시하고, 도 8c는 완전히 확장된 위치(클러치 링이 EOS 위치에 있음)에서 코일 및 캠 조립체(800)의 제3 단면도(810)를 도시하고, 도 8d는 수축된 위치에서 코일 및 캠 조립체(800)의 제1 상면도(804)를 도시하고, 도 8e는 부분적으로 확장된 위치에서 코일 및 캠 조립체(800)의 제2 상면도(808)를 도시하고, 도 8f는 완전히 확장된 위치에서 코일 및 캠 조립체(800)의 제3 상면도(812)를 도시한다. 추가적으로, 도 10a 및 도 11a는 각각 4x2 및 4x4 위치들에서 클러치 링(346)의 외부 도면을 도시하고, 도 10c, 도 11c 및 도 12a는 각각 4x2, 4x4 및 EOS 위치들에서 EMPD 조립체(200)의 단면도들을 도시한다. EMPD 조립체(200)의 시프트에 관해 후속하는 설명은 도 8a 내지 도 8f, 도 10a, 도 10c, 도 11a, 도 11c 및 도 12a 각각을 참조할 수 있다. 도 8a 내지 도 8f, 도 10a, 도 10c, 도 11a, 도 11c 및 도 12a에 도시된 EMPD 조립체(200)의 컴포넌트들은 앞서 설명된 바와 같이, 도 2 내지 도 7에 도시된 컴포넌트들과 동일할 수 있다. 이와 같이, 이러한 컴포넌트들은 유사하게 넘버링되고, 도 8a 내지 도 8f를 참조하여 아래에서 재소개되지 않을 수 있다. 중심 축(350)은 참조로 도시된다(이는 도 8a 내지 도 8c에서 X로 도시된 바와 같이 페이지 내로 확장된다). 일 실시예에서, 4x2 및 4x4 위치들은 차량의 시프트 모드들에 대응할 수 있고, 시프트 커맨드는 차량 제어기에 전송될 수 있고, 그 다음, 그에 따라 EMPD 조립체(200)를 작동시키기 위해 차단 제어기(310)에 전송될 수 있다. 예를 들어, 동작 동안, 제어기(310)는 전자기 코일 조립체(322) 내의 전자기 코일(502)에 에너지를 공급하고 에너지를 공급하지 않기 위해 전자기 코일 조립체(322)에 전기적 작동 신호들을 전송할 수 있다. 이러한 신호들에 응답하여, 코일 및 캠 조립체(800)는 도 8a 내지 도 8f, 도 10a, 도 10c, 도 11a, 도 11c 및 도 12a를 참조하여 아래에서 추가로 논의되는 바와 같이 이동할 수 있다.
도 8a 및 도 8d에 도시된 바와 같이, 코일 및 캠 조립체(800)는 수축된 위치에 있고, 이는 클러치 링 및 EMPD 조립체(200)가 4x2 위치에 있는 것에 대응할 수 있다. 도 10a 및 도 10c에 도시된 바와 같이, 4x2 위치에서, 클러치 링(346)은 오직 하나의 회전 컴포넌트(예를 들어, 링크 샤프트(208))와 맞물리는 한편, 다른 회전 컴포넌트(예를 들어, 차량의 다른 차축 또는 샤프트에 커플링될 수 있는 구동 기어(358))는 독립적으로 회전하도록 허용된다. 도 8d에 도시된 바와 같이, 4x2 위치에서, 코일 조립체(322) 및 전기자 캠(328)은 에어 갭(814)에 의해 서로 분리된다. 추가적으로, 각각의 양방향 캠 램프(330)는 세장형 애퍼처들(336) 중 대응하는 애퍼처를 통해 확장되고 있고, 각각의 방사상으로 확장되는 가이드(338)는 (도 8d 및 도 10c에 도시된 바와 같이) 연결 플랫폼들(612) 중 대응하는 것에 맞대어(예를 들어, 면-공유 접촉되어) 위치된다. 이와 같이, 캠 팔로워(334)는 전기자 캠(328)에 맞대어 위치되고, 따라서 수축된 위치에 있다. 캠 팔로워(334)가 (톱니들(710)을 통해) 링크 샤프트(208)에 커플링되기 때문에, 캠 팔로워는 링크 샤프트(208)와 함께 회전된다. 추가적으로, 전기자 캠(328)은 인터페이싱하는 세장형 애퍼처들(336) 및 양방향 램프들(330)로 인해 캠 팔로워(334)와 함께 회전한다. 도 8a에 도시된 바와 같이, 각각의 양방향 램프(330)의 정점(622)은 2개의 인접하는 방사상으로 확장되는 가이드들(338) 사이에 대략 중심을 둔다.
4x2로부터 4x4 모드로의 시프트가 커맨드될 때, 차량 제어기는, 코일 조립체(322)의 전자기 코일(502)에 에너지를 공급하기 위해, 도 5a 내지 도 5e를 참조하여 앞서 설명된 바와 같이, 전기 전도체들에 커플링된 스프링 코일들을 통해 전자기 코일 조립체(322)의 전자기 코일에 전류를 제공한다. 전자기의 속성들에 따라, 전자기 코일(502)에 에너지를 공급하는 것은 코일을 둘러싸는 자기장을 생성할 수 있다. 이와 같이, 코일 조립체(322)는 전기자 캠(328)에 부착되고, 전기자 캠(328)은 코일 조립체(322)에 의해 생성된 자기장과의 상호작용을 위해 적절한 금속 재료로 구성된다. 코일 조립체(322)가 회전으로부터 고정되는 동안, 전기자 캠(328)은 앞서 설명된 바와 같이 캠 팔로워(334)와 함께 회전한다. 코일 조립체(322)가 축방향에서 (중심 축(350)을 따라) 제한된 양만큼 자유롭게 병진운동하기 때문에, 코일 조립체(322)는 포지티브 축방향(820)(도 8e에 도시됨)에서, 전기자 캠(328)의 환형 링(332)을 향해 이동하여 그와 접촉하는 한편, 전기자 캠(328)은 축방향에서 정적으로 유지된다. 전기자 캠(328)에 대한 코일 조립체(322)의 이러한 움직임은 에어 갭(814)을 효과적으로 폐쇄하고, 따라서 전기자 캠(328)의 환형 링(332)의 코일 조립체(322)와 제1 면(602) 사이에 마찰을 생성한다. 코일 조립체(322) 상의 마찰 디스크(518)는 코일 조립체(322)와 환형 링(332) 사이에서 이러한 마찰을 증가시키고 마모를 감소시킨다. 코일 조립체(322)가 전기자 캠(328)과 접촉하는 것에 응답하여, 전기자 캠(328)의 회전은 느려지거나 정지될 수 있다. 전기자 캠(328)이 캠 팔로워(334)보다 느리게 회전하고 있을 때, 전기자 캠(328)의 양방향 램프들(330)은 캠 팔로워(334)의 축방향으로 확장되는 가이드들(338)에 맞서는 힘을 생성한다. 그 결과, 도 8b 및 도 8e에 도시된 바와 같이, 캠 팔로워(334)의 축방향으로 확장되는 가이드들(338)은 부분적으로 전기자 캠(328)의 양방향 램프들(330)을 따라, 연결 플랫폼들(612)로부터 양방향 램프들(330)의 정점들(622)을 향해 미끄러진다(예를 들어, 연결 플랫폼들은 도 8b에서 가시적인 한편, 이들은 도 8a의 가이드들에 의해 커버된다). 이는, 캠 팔로워(334)가 포지티브 축방향(820)에서 전기자 캠(328)의 환형 링(332)으로부터 멀리 이동하게 한다(한편 전기자 캠(328)은 축방향에서 정적으로 유지된다). 캠 팔로워(334)의 축방향 움직임은 포지티브 축방향(820)에서, 시프트 스프링(342)을 통해 (동일한 방향에서) 클러치 링(346)의 축방향 움직임을 야기한다. 이러한 방식으로, 코일 조립체(322) 및 전기자 캠(328)의 에너지가 공급된 코일에 의해 제공된 작동력은 도 11a 및 도 11c에 도시된 바와 같이, 클러치 링(346)을 포지티브 축방향(820)으로 그리고 구동 기어(358)와 맞물리도록, 그리고 제2 회전 컴포넌트를 구동 기어와 커플링되도록 강제할 수 있다. 캠 팔로워(334)의 축방향 모션은 후속적으로 맞물림해제로부터 맞물림 위치로의 시프트를 생성하기 위해 클러치 링(346)에 작용하고, 따라서 4x2로부터 4x4 위치로 시프트하게 한다. 도 8b 및 도 8e에 도시된 바와 같이, 코일 및 캠 조립체(800)가 부분적으로 확장된 위치에 있을 때, 캠 팔로워는 축방향에서, 전기자 캠(328)의 환형 링(332)으로부터 중간에 있다. 도 8b 및 도 8e에 도시된 이러한 위치에서, 정점들(622)은 인접한 축방향으로 확장되는 가이드들(338) 사이에서 중간에 배열된다. 그러나, 4x2와 4x4 위치들 사이에서 시프트할 때, 조립체는 먼저 현재 위치로부터 EOS 위치로 시프트되고, 그 다음, 조립체는 코일에 에너지가 공급되지 않은 후 원하는 위치로 안정된다. 도 8c, 도 8f 및 도 12a에 도시된 바와 같이, EOS 위치에서, 캠 팔로워(334)는 완전히 확장된 위치에 있어서, 전기자 캠(328)의 환형 링(332)으로부터 가능한 한 가장 멀리 있다. 이러한 EOS 위치에서, 클러치 링(346)은 축방향에서, (도 12a에 도시된 바와 같이) 4x4 위치를 지나 시프트된다.
앞서 설명되고 도 9a 및 도 9b를 참조하여 아래에서 추가로 설명되는 바와 같이, EMPD 조립체(200)는 코일 조립체(322)의 코일에 에너지가 공급되어 유지되도록 요구함이 없이 EMPD 조립체(200)의 클러치 링(346)을 4x4 위치에서 홀딩하기 위한 래칭 시스템(900)을 포함한다. 예를 들어, 하나의 위치로부터 다른 위치로 시프팅할 때에만 코일에 에너지를 공급하는 것이 유리하다. 그러나, 래칭 시스템이 EMPD 조립체(200)에 포함되지 않으면, 코일 조립체(322)의 코일에 에너지를 공급하지 않는 것은, 전기자 캠(328)이 캠 팔로워(334)와 함께 자유롭게 회전하게 할 것이고, 그 다음, 복귀 스프링(386)은 (클러치 링(346)을 네거티브 축방향에서 병진운동시킴으로써) 클러치 링(346)을 4x2 위치로 복귀시킨다. 그 대신, 4x4 위치가 커맨드될 때, 코일 조립체(322)의 코일에 에너지가 공급되고 클러치 링(346)은 앞서 설명된 바와 같이 4x4 위치로 시프트된다. 이러한 모션에 추가로, 래칭 시스템(900)은 코일 조립체(322)의 코일에 에너지가 공급되지 않는 후에도 4x4 위치에서 EMPD 조립체(200)를 홀딩한다. 이러한 상태에서, 차량은 4x2 모드가 선택될 때까지 4x4 모드에서 유지될 것이다.
4x4로부터 4x2 모드로의 시프트가 커맨드될 때, 제어기(310)는 코일(502)에 에너지를 공급하기 위해, 앞서 설명된 바와 같이 코일 조립체의 전자기 코일(502)에 전류를 다시 제공한다. 그 결과, 캠 팔로워(334)의 가이드들(338)은, 가이드들(338)의 측벽부들(714)이 양방향 램프들(330)의 정점들(622)과 접촉할 때까지 전기자 캠(328)의 양방향 램프들(330)까지 추가로 이동한다. 앞서 설명된 바와 같이, 이러한 위치는 EOS 위치로 지칭되고, 도 8c, 도 8f 및 도 12a에 도시된다. 추가적인 이동 거리는 도 9, 도 10b, 도 11b 및 도 12b를 참조하여 아래에서 추가로 설명되는 바와 같이, 래칭 시스템이 위치들을 스위칭하게 한다. 래칭 시스템이 위치들을 스위칭하면, 코일 조립체(322)의 코일에는 에너지가 공급되지 않을 수 있다. EOS 위치로부터 코일에 에너지가 공급되지 않을 때, 코일 조립체(322)는 전기자 캠(328)로부터 멀리 이동하고, 에어 갭(814)은 다시 코일 조립체(322)와 전기자 캠(328) 사이에 존재한다. 그 다음, 전기자 캠(328) 및 캠 팔로워(334)는 링크 샤프트(208)와 함께 자유롭게 회전하고, 복귀 스프링(386)은 클러치 링(346)을 4x2 위치로 복귀시킨다. 차량 구동 모드는 4x2와 4x4 위치 사이에서 순환하여, 코일 조립체(322)의 전자기 코일이 간단한 지속기간 동안 또는 펄스형으로 에너지를 공급받을 때마다 EOS 위치에서 먼저 정지할 수 있다.
앞서 설명된 바와 같이, 래칭 시스템은 전자기 코일이 에너지를 공급받는 채로 유지되도록 요구함이 없이 선택된 시프트 위치에서 EMPD 조립체(200)를 홀딩한다. 이러한 방식으로, 전자기 코일은 하나의 시프트 위치로부터 다른 시프트 위치로 이동할 때에만 에너지를 공급받을 수 있다. EMPD 조립체(200)에서 이용되는 래칭 시스템(900)은 도 9a 및 도 9b에서 더 상세히 도시된다. 구체적으로, 도 9a 및 도 9b는 도 9a에 도시된 래칭 그루브 케이지(312) 및 안내 그루브 케이지(374) 및 도 9b에 도시된 래칭 링(368)을 포함하는 EMPD 조립체(200)의 래칭 시스템(900)의 컴포넌트들을 도시한다. 앞서 설명되고 도 9b에 도시된 바와 같이, 래칭 링(368)은 래칭 링의 제1 측에 배열되고 단일 깊이(902)를 갖는 제1 프로파일을 갖는 제1 세트의 톱니들(370)을 포함하고, 단일 깊이(902)는 각각의 톱니에 대해 동일하고 래칭 링(368)의 둘레 주위에서 반복된다. 이러한 방식으로, 깊이(902)를 갖는 단일 톱니 프로파일은 제1 세트의 톱니들(370)을 형성하도록 래칭 링(368)의 전체 둘레 주위에서 연속적으로 반복된다. 래칭 링(368)은 래칭 링(368)의 대향하는 제2 측에 배열되는 제2 세트의 톱니들(372)을 포함하고, 제2 세트의 톱니들(372)은 래칭 링(368)의 둘레 주위에서 반복되는 2개의 상이한 깊이들을 갖는 상이한 깊이 톱니 패턴을 갖는 제2 프로파일을 갖는다. 예를 들어, 도 9b에 도시된 바와 같이, 제2 세트의 톱니들(372)은 더 긴 제1 깊이(904) 및 더 짧은 제2 깊이(906)를 갖는 톱니들을 반복함으로써(래칭 링의 전체 둘레 주위에서 연속적으로 반복됨) 형성된다. 제2 세트의 톱니(372)의 각각의 톱니는 서로 인접하게 배열된 2개의 더 큰 피크들(908 및 910) 및 피크들(908 및 910)의 어느 한 측에서 2개의 더 깊은 그루브들(912)에 의해 형성된다. 2개의 피크들(908 및 910)은 더 얕은 그루브(914)에 의해 서로 분리된다. 제1 세트의 톱니들 및 제2 세트의 톱니들이 중심 축(350)에 대한 래칭 링의 대향 측들에서 서로 분리되고, 서로 중첩하지 않는다.
래칭 링(368)은 도 10b, 도 11b 및 도 12b에 도시된 바와 같이, 안내 그루브 케이지(374)의 제3 세트의 톱니들(376)과 래칭 그루브 케이지(312)의 제4 세트의 톱니들(378) 사이에 형성된 공간(916)에서 래칭 그루브 케이지(312) 및 안내 그루브 케이지(374) 내에 위치된다. 도 10b, 도 11b 및 도 12b에 도시된 바와 같이, 제3 세트의 톱니들(376)은 오직 단일 위치에서 제1 세트의 톱니들(370)과 인터페이싱하도록 형상화되고(예를 들어, 제1 세트의 톱니들(370)의 각각의 톱니는 제3 세트의 톱니들(376)의 인접하는 쌍들 사이에 형성된 그루브에 들어맞음), 제4 세트의 톱니들(378)은 2개의 상이한 잠금 위치들에서 제2 세트의 톱니들(372)과 인터페이싱하도록 형상화된다(예를 들어, 제4 세트의 톱니들(378)의 각각의 톱니는 제2 세트의 톱니들(372)에 의해 형성된 더 깊은 그루브(912) 또는 더 얕은 그루브(914) 중 어느 하나에 들어맞음). 도 9a에 도시된 바와 같이, 안내 그루브 케이지(374) 및 래칭 그루브 케이지(312)는 안내 그루브 케이지(374)의 둘레 주위에서 서로 이격된 복수의 축방향으로 확장되는 탭들(918)을 통해 외측 벽들(924 및 926)에서 서로 커플링된다. 제3 세트의 톱니들(376)은 안내 그루브 케이지(374)의 내측 벽(930) 상에 형성되고 중심 축(350)에 대해, 래칭 그루브 케이지(312)를 향해 축방향으로 확장되고, 제4 세트의 톱니들(378)은 래칭 그루브 케이지(312)의 내측 벽(928) 상에 형성되고 안내 그루브 케이지(374)를 향해 축방향으로 확장되며, 제3 세트의 톱니들(376)과 제4 세트의 톱니들(378)의 단부들 사이에 공간(916)이 형성된다.
래칭 그루브 케이지(312)는 도 4에 도시된 바와 같이, (중심 축(350)에 대해) 래칭 그루브 케이지(312)의 외부에 위치된 제어기(310)와 정렬되는 윈도우(920)(예를 들어, 애퍼처)를 포함한다. 그 결과, 제어기 상의 센서는 내측 시프트 포크(362) 상에 배열된 통과하는 자석 조립체(364)를 검출할 수 있고, 내측 시프트 포크는 래칭 그루브 케이지(312)(도 4 참조)의 내부 내에 배열된다. 또한 도 9a에 도시된 래칭 그루브 케이지(312)는 (도 4에 도시된 바와 같이) 코일 조립체(322)와 같은 래칭 그루브 케이지(312) 내부에 배열된 EMPD 조립체(200)의 컴포넌트들의 축방향 움직임을 (네거티브 축방향에서, 탭들(922)을 포함하는 래칭 그루브 케이지(312)의 단부를 향해) 제한하기 위한 탭들(922)을 포함한다.
앞서 설명된 바와 같이, 래칭 그루브 케이지(312) 및 안내 그루브 케이지(374) 둘 모두는 축방향으로 및 회전식으로 고정된다. 따라서, 이들은 중심 축(350)을 따라 축방향으로 또는 서로에 대해 병진운동하지 않는다. 그러나, 래칭 링(368)은 제4 세트의 톱니들(378)과 제3 세트의 톱니들(376) 사이에서 축방향으로 이동할 수 있고, 래칭 링(368)은 래칭 그루브 케이지(312)와 안내 그루브 케이지(374)의 각각의 톱니들 사이에서 앞뒤로 이동할 때 중심 축(350) 주위에서 회전할 수 있다. 그러나, 래칭 링(368)은 제3 세트의 톱니들(376) 및 제4 세트의 톱니들(378) 둘 모두와 결코 한번에 커플링되지 않는다. EMPD 조립체(200)의 시프트 동안 래칭 링(368)의 움직임은 도 10b, 도 11b 및 도 12b를 참조하여 아래에서 설명된다.
도 10b, 도 11b 및 도 12b는 각각 4x2, 4x4, 및 EOS 위치들에서 앞서 설명된 래칭 시스템(900)의 단면도를 도시한다. 특히, 도 10b, 도 11b 및 도 12b는, 래칭 링(368)이 상이한 위치들에서, 4x2 및 4x4 위치들의 래칭 그루브 케이지(312)와 커플링하는 방법 및 래칭 링이 EOS 위치에서 안내 그루브 케이지(374)로 이동하는 방법을 도시한다.
도 10b에 도시된 바와 같이, EMPD 조립체(200)가 4x2 위치에 있을 때, 래칭 링(368)의 더 깊은 그루브들(912)이 래칭 그루브 케이지(312)의 제4 세트의 톱니들(378)과 맞물리고(예를 들어, 메이팅 접촉하고) 이를 수용한다. 이러한 위치에서, 래칭 링(368)은 안내 그루브 케이지(374)로부터 멀리 이동되고 오직 래칭 그루브 케이지(312)와 커플링된다. 추가로, 이러한 위치에서, 래칭 시스템(900)은 전자기 코일에 에너지가 공급되지 않는 이후에도 4x2 위치에서 클러치 링을 유지한다.
클러치 링을 4x4 위치로 시프트하는 커맨드가 수신될 때, 앞서 논의된 바와 같이 EMPD 조립체(200)의 전자기 코일에 다시 에너지가 공급되어, 클러치 링을 구동 기어 및 링크 샤프트 둘 모두와 맞물리도록 이동시킨다. 도 3 및 도 4를 참조하여 앞서 논의된 바와 같이, 래칭 링(368)은 클러치 링(346) 및 클러치 링 케이지와 함께 축방향으로 이동한다. 따라서, 클러치 링이 구동 기어와 맞물리도록 축방향으로 이동함에 따라, 래칭 링은 또한 (도 10b에 도시된 바와 같이) 포지티브 축방향(820)에서 이동하는 한편, 안내 그루브 케이지(374) 및 래칭 그루브 케이지(312)는 축방향에서 정적으로 유지된다. 구체적으로, 래칭 링은 래칭 그루브 케이지(312)의 톱니(378)로부터 멀리 안내 그루브 케이지(374)를 향해 축방향으로 이동한다. 래칭 링(368)의 제1 세트의 톱니들(370)은 제3 세트의 톱니들(376)의 피크를 가격하고, 안내 그루브 케이지(374)는 래칭 링(368)이 중심 축(350)을 중심으로 약간 회전하게 하여, 제1 세트의 톱니들(370)을 제3 세트의 톱니들(376)의 그루브들과 맞물리게 미끄러지도록 한다. 제1 세트의 톱니들(370)의 미끄러짐 이동은 도 10b의 화살표(1102)에 의해 도시된다. 이러한 방식으로, 안내 그루브 케이지(374)는 중심 축(350) 주위의 회전 방향에서 (예를 들어, 톱니들의 하나의 그루브에 의해) 래칭 링(368)을 하나의 노치로 인덱싱한다. 도 12b는 래칭 링(368)의 제1 세트의 톱니들(370)이 안내 그루브 케이지(374)의 제3 세트의 톱니들(376)과 맞물리는 EOS 위치를 도시한다.
EOS 위치에 도달하는 것에 응답하여, 전자기 코일에는 에너지가 공급되지 않을 수 있다. 전자기 코일에 에너지가 공급되지 않을 때, 클러치 링 및 래칭 링(368)은 (또 12b에 도시된 바와 같이) 네거티브 축방향(1202)으로 이동할 수 있다. 래칭 링(368)은 네거티브 축방향(1202)으로 이동하고, 제2 세트의 톱니들(372)의 더 높은 피크들은, 이들의 각도 및 래칭 그루브 케이지(312)의 제4 세트의 톱니들(378)의 각도로 인해, 도 12b의 화살표(1204)로 도시된 방향으로 제4 세트의 톱니들(378)의 피크들을 따라 미끄러져서, 더 얕은 그루브들(914)이 도 11b에 도시된 바와 같이 제4 세트의 톱니들(378)의 피크들과 맞물린다. 래칭 링(368)이 래칭 그루브 케이지로 축방향으로 다시 이동할 때, 래칭 링의 하나의 그루브에 의해 EOS 위치에서 회전하도록 하나의 노치에 의해 래칭 링(368)을 인덱싱함으로써, 래칭 링(368)은 래칭 그루브 케이지(312)에 대해 회전 위치로 시프트하여, 더 얕은 그루브들(914)이 정렬되게 하고 제4 세트의 톱니들(378)의 피크들과 맞물리게 한다. 이러한 위치에서, 래칭 시스템(900)은 전자기 코일에 에너지가 공급되어 유지될 필요 없이 4x4 위치에서 EMPD 조립체를 홀딩한다.
이러한 프로세스는 4x4 위치로부터 4x2 위치로 전환(예를 들어, 시프트)할 때 반복된다. 구체적으로, 래칭 링(368)은 도 11b에 도시된 바와 같이, 4x4 위치로부터 EOS 위치(도 12b에 도시됨)로 포지티브 축방향(820)으로 이동한다. 래칭 링(368)은 안내 그루브 케이지(374)의 톱니들과 맞물리도록 미끄러질 때 하나의 노치(또는 그루브)에 의해 다시 회전한다. 그 다음, 전자기 코일에 에너지가 공급되지 않을 때, 래칭 링(368)은 래칭 그루브 케이지(312)까지 다시 병진운동하고, 이제 더 깊은 그루브들(912)이 래칭 그루브 케이지(312)의 톱니들(378)과 맞물리도록 미끄러진다. 이러한 방식으로, 래칭 링(368)은, 모드 시프트가 이루어질 때마다 더 얕은 그루브들(914)와 더 깊은 그루브들(912) 사이에서 교번할 때 일 방향으로 하나의 노치 또는 그루브를 회전 및 전진시킨다. 4x2로부터 4x4 위치로의 또는 4x4 위치로부터 4x2 위치로의 시프트가 요청될 때마다. 래칭 시스템(900)은 래칭 링(368)을 회전시키고 래칭 그루브 케이지의 톱니들과 더 깊은/더 얕은 그루브들의 정렬을 교번하기 위해 먼저 EOS 위치로 시프트한다.
이제 도 10d, 도 11d, 및 도 12c를 참조하면, 4x2, 4x4 및 EOS 시프트 위치들에서 자석 조립체(364)의 도면들이 각각 도시된다. 앞서 논의된 바와 같이, 자석 조립체(364)는 내측 시프트 포크(362)의 외부 부분 상에 포함될 수 있다. 도 10d, 도 11d 및 도 12c는 내측 시프트 포크(362)에 커플링된 자석 홀더(예를 들어, 슬레드)(1014)를 포함하는 자석 조립체(364)를 도시한다. 자석 조립체(364)는 서로 이격되고 자기 홀더(1014)의 대향하는 단부들에 위치된 2개의 자석들(1008 및 1009)을 포함한다. 각각의 자석은 북극(1010) 및 남극(1012)을 포함하고, 여기서 각각의 자석의 북극(1010) 및 남극(1012) 부분들의 위치설정은 서로 반대이다. 예를 들어, 도 10d, 도 11d 및 도 12c에 도시된 바와 같이, 최좌측 제2 자석(1009)은 상단(센서(1006)의 방사상 위치에 더 가까움)에 남극(1012)을 갖는 한편, 최우측 제1 자석(1008)은 바닥(센서(1006)의 방사상 위치로부터 더 멂) 상에 남극(1012)을 갖는다. 자석들(1008 및 1009)은 제어기(310)의 중심 축(350)에 대해, 내측 표면 상에 배열된 센서(1006)를 통해 검출가능하다.
자석 조립체(364)의 자석들(1008 및 1009)의 축방향 위치는 래칭 링(368) 및 클러치 링(346)의 축방향 위치에 대응하는데, 이는, 앞서 설명된 바와 같이, 내측 시프트 포크(362)가 외측 시프트 포크(366), 래칭 링(368), 클러치 링(346) 및 클러치 링 케이지(352)와 함께 축방향으로 이동하기 때문이다. 따라서, 자석들(1008 및 1009)의 축방향 위치는 EMPD 조립체(200)의 시프트 위치(4x2, 4x4, 또는 EOS)와 상관될 수 있다. 도 10a 내지 도 10d는, 클러치 링이 구동 기어와 맞물리지 않고, 따라서 클러치 링(346) 및 래칭 링(368)이 모든 시프트 위치들 중 가장 먼 네거티브 축방향 위치(예를 들어, 도 10a 및 도 10b의 좌측에 대해 가장 멀고 조립체의 베이스 하우징 단부에 가장 가까움)에 있는 4x2 위치에서 EMPD 조립체(200)를 도시한다. 그 결과, 도 10b에 도시된 바와 같이, 제1 자석(1008)은 중심 축(350)에 대해, 그리고 화살표(1016)로 도시된 바와 같이 센서(1006)에 대해 동일한 축방향 위치에 위치되는 한편, 제2 자석(1009)은 축방향에서 센서(1006)로부터 멀리 위치된다. 센서(1006)는 제1 자석(1008)의 북극(1010)을 감지할 수 있고, 응답으로, 제어기(310)는 EMPD 조립체(200)가 4x2 위치에 있다고 결정할 수 있다.
반대로, 도 11d에 도시된 바와 같이, 4x4 위치에서, 조립체는 4x2 위치에 대해 화살표(1016)로 도시된 바와 같이 포지티브 축방향으로 이동했기 때문에, 센서(1006)의 축방향 위치는 이제 제1 자석(1008)과 제2 자석(1009) 사이에 배열된다. 따라서, 센서(1006)는 자석들(1008 및 1009) 중 어느 하나와 축방향으로 정렬되지 않는다. 이러한 위치에서, 센서(1006)는 자석들(1008 및 1009) 중 어느 하나를 검출하지 않을 수 있다. 센서(1006)로부터의 이러한 신호에 응답하여, 제어기(310)는 EMPD 조립체(200)가 4x4 위치에 있다고 결정한다.
도 12c에 도시된 바와 같이, 조립체는 4x2 및 4x4 위치들 각각에 대해, 포지티브 축방향에서 훨씬 더 멀리 EOS 위치로 이동하였다. 그 결과, 센서(1006)의 축방향 위치는 이제 제2 자석(1009)에 더 가깝고 제1 자석(1008)으로부터 멀리 위치된다. 이러한 위치에서, 센서(1006)는 제2 자석(1009)의 남극(1012)을 검출하고, 응답으로, 제어기(310)는 EMPD 조립체(200)가 4x4 위치에 있다고 결정할 수 있다.
도 1 내지 도 12c는 다양한 컴포넌트들의 상대적 위치설정을 갖는 예시적인 구성들을 도시한다. 서로 직접 접촉하거나 직접 커플링되는 것으로 도시되면, 이러한 요소들은 적어도 일례에서, 각각 직접 접촉 또는 직접 커플링되는 것으로 지칭될 수 있다. 유사하게, 서로 접하거나 인접하게 도시된 요소들은 적어도 일례에서 각각 서로 접하거나 인접할 수 있다. 일례로서, 서로 면-공유 접촉하게 놓인 컴포넌트들은 면-공유 접촉으로 지칭될 수 있다. 다른 예로서, 그 사이에 단지 소정 공간을 갖거나 어떠한 다른 컴포넌트들도 갖지 않고 서로 이격되어 위치된 요소들은 적어도 일례에서 이와 같이 지칭될 수 있다. 또 다른 예로서, 서로의 위/아래, 서로 대향하는 측에, 또는 서로의 좌측/우측에 도시된 요소들은 서로에 대해 이와 같이 지칭될 수 있다. 추가로, 도면들에 도시된 바와 같이, 최상단 요소 또는 요소의 포인트는 컴포넌트의 "상단"으로 지칭될 수 있고, 가장 바닥 요소 또는 요소의 포인트는 적어도 일례에서 컴포넌트의 "바닥"으로 지칭될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 상단/바닥, 상부/하부, 위/아래는 도면들의 수직 축에 대한 것일 수 있고, 도면들의 요소들의 서로에 대한 위치설정을 설명하기 위해 사용될 수 있다. 이와 같이, 다른 요소들 위에 도시된 요소들은 일례에서 다른 요소들 수직 위에 위치된다. 또 다른 예로서, 도면들 내에 도시된 요소들의 형성들은 그러한 형상들(예를 들어, 원형, 직선형, 평면형, 곡선형, 둥근 형, 챔퍼링된 형태(chamfered), 각진 형태 등)을 갖는 것으로 지칭될 수 있다. 추가로, 서로 교차하는 것으로 도시된 요소들은 적어도 일례에서, 교차하는 요소들 또는 서로 교차하는 것으로 지칭될 수 있다. 또한 추가로, 다른 요소 내에 도시된 또는 다른 요소 외부에 도시된 요소는 일례에서 이와 같이 지칭될 수 있다.
도 13a 및 도 13b는 앞서 논의된 EMPD 조립체(200)를 동작시키기 위한 방법(1300)을 도시한다. 다양한 단계들 및 판정 프로세스들이 EMPD 조립체(200) 외부의 메인 차량 제어기의 메모리에 저장될 수 있음을 주목한다. 다른 예들에서, 국부화된 허브 제어기가 EMPD 조립체(200)에 직접 커플링될 수 있고, 외부 메인 차량 제어기와 통신하면서 방법(1300)의 단계들을 실행할 수 있다. 또 다른 예에서, 방법(1300)의 다양한 단계들 및 판정 프로세스들은 EMPD 조립체 제어기(예를 들어, 도 3, 도 4, 도 10d, 도 11d 및 도 12c에 도시된 제어기(310))의 메모리에 저장될 수 있다. 이와 같이, EMPD 조립체 제어기는 EMPD 조립체의 다양한 센서들(예를 들어, 위치 센서(1006)) 및 액추에이터들(예를 들어, 접촉 조립체 코일 전자기 코일 조립체(322))과 함께 방법(1300)을 실행할 수 있다. 반복하자면, 4x2(2WD) 또는 제1 모드는 클러치 링(346)이 오직 하나의 회전 컴포넌트(예를 들어, 링크 샤프트(208))와 맞물리는 제1 위치에 대응하는 한편, 4x4(4WD) 또는 제2 모드는 클러치 링(346)이 회전 컴포넌트들 둘 모두(예를 들어, 다른 샤프트 또는 차축과 커플링된 링크 샤프트(208) 및 구동 기어(358))와 맞물리는 제2 위치에 대응하여, 2개의 회전 컴포넌트들을 함께 커플링시킨다. 마지막으로, 시프트 종료(EOS) 위치는, 전자기 코일(502)에 에너지가 공급될 때 클러치 링(346) 및 다른 부착된 컴포넌트들이 축방향에서 가장 멀리 시프트되는 경우에 대응한다. 이는, EOS 위치가 4x2 및 4x4 위치들에 비해 최우측 위치에 있는 도 12a 내지 도 12c에서 볼 수 있다. 이해의 용이함을 위해, 이전 도면들에 대해 제시된 컴포넌트들 및 설명에 대해 참조될 것이다. 그러나, 방법(1300)은 앞서 설명된 것과 상이한 구성들을 갖는 대안적인 EMPD 조립체들에서 이용될 수 있다.
먼저, 도 13a를 참조하면, 1301에서, 방법은 일련의 초기화 동작들을 수행하는 단계를 포함한다. 초기화 동작들은, 자석 조립체의 자기력(예를 들어, 감지 북극, 더 작은 자기력 또는 자석들 둘 모두의 자기력들 또는 남극)이 4x2, 4x4 또는 EOS 위치들과 상관될 수 있도록 위치 센서(예를 들어, 위치 센서(1006))를 교정하는 단계, 차량의 주행 방향을 결정하는 단계, 및 2개의 회전 컴포넌트들(예를 들어, 차단부의 클러치 링을 통해 선택적으로 및 회전가능하게 커플링될 수 있는 2개의 회전 컴포넌트들)의 회전 속도를 동기화시키는 단계를 포함할 수 있다. 다음으로, 1302에서, 조작자(즉, 운전자) 또는 다른 시스템이 제어기 또는 유사한 디바이스에 입력 커맨드를 전송할 수 있다. 입력 커맨드는 4x4 모드로부터 4x2 모드로 또는 그 반대로 시프트하도록 하는 요청일 수 있다. 이와 같이, 1302에서의 방법은 제어기로부터 입력 커맨드를 수신 및 판독하는 단계를 포함할 수 있다. 시프트 커맨드를 수신할 때, 1303에서, 방법은 차량 조작자에 의해 어느 시프트 모드가 커맨드되었는지(즉, 요청되었는지)를 결정하는 단계를 포함한다. 4x2 동작이 요청되면, 방법은 도 13b의 1313에서 계속된다. 대안적으로, 4x4 동작이 요청되면, 방법은 도 13a의 1304에서 계속된다.
1304에서, 방법은, EMPD 조립체(200)가 4x4(제2) 위치에 있는지 여부, 즉, 클러치 링(346)과 축방향으로 병진운동하는 다른 컴포넌트들과 함께 클러치 링(346)이 4x4 위치에 있어서 2개의 회전 컴포넌트들을 함께 커플링되는 경우를 결정하는 단계를 포함한다. 단계(1304) 및 방법(1300)의 다른 단계들에서, EMPD 조립체(200)가 특정 위치(예를 들어, 4x4, 4x2 또는 EOS)에 있는지 여부가 결정되는 경우, 제어기는 도 10d, 도 11d 및 도 12c를 참조하여 앞서 설명된 바와 같이 위치 센서(예를 들어, 위치 센서(1006))의 출력에 기초하여 이를 결정할 수 있다. EMPD 조립체(200)가 이미 4x4 위치에 있으면, 1312에서, 방법은 현재 4x4 위치를 조작자 및 다른 시스템에 통지하기 위해 외부 차량 제어기에 4x4 피드백 신호를 출력하는 단계를 포함한다. 대안적으로, 1304에서 EMPD 조립체(200)가 4x4 위치에 있지 않으면, 1305에서, 코일 조립체(322)의 전자기 코일에 에너지를 공급하기 위해 외부 전류가 전송될 수 있다. 이전에 설명된 바와 같이, 코일 조립체(322)의 코일에 에너지를 공급하는 것에 있어서, 클러치 및 래칭 링 조립체들은 포지티브 축방향으로 이동할 수 있다. 다음으로, 1306에서, 센서(1006)는 앞서 논의된 바와 같이 EMPD 조립체(200)가 EOS 위치에 있는지 여부를 검출할 수 있다. 제어기는 센서(1006)가 (제2 자석(1009)으로부터) 남극 자기력을 검출하는 것에 응답하여 EMPD 조립체(200)가 EOS 위치에 있다고 결정할 수 있다. EMPD 조립체(200)가 아직 EOS 위치에 도달하지 않았다면, 1307에서, 타이머 또는 다른 디바이스는 코일 조립체(322)의 코일에 에너지를 공급하기 위한 최대 허용가능 시간이 경과했는지 여부를 결정할 수 있다. 일례에서, 코일 조립체(322)의 코일에 펄스를 제공하기 위한 최대 허용가능 시간은 코일(502) 및 전기자 캠(328)의 악화를 감소시키는 것을 도울 수 있다. 최대 허용가능 시간이 만료되지 않았다면, 방법은 1306에서 EMPD 조립체(200)가 EOS 위치에 도달했는지 여부를 계속 체크하기 위해 반복될 수 있다. 반대로, 최대 허용가능 시간이 만료되었다면, 1308에서, 코일 조립체(322)의 코일에 전류가 흐르는 것이 중지되어 코일(502)에 에너지를 공급하지 않을 수 있다. 또한, 냉각 기간이 개시되어 다시 1306으로 진행하기 전에 코일(502)이 냉각되게 할 수 있다.
1306에서, EOS 위치가 도달되었다면, 1309에서, 코일 조립체(322)의 코일(502)에 에너지가 공급되지 않을 수 있다. 코일(502)에 에너지를 공급하지 않을 때, 클러치 및 래칭 링 조립체들은 4x4 위치 및 대응하는 래칭 그루브들을 향해 축방향으로 이동한다. 이러한 모션이 발생하고 있는 동안, 1310에서, 센서(1006)는 EMPD 조립체(200)의 위치를 모니터링할 수 있다. 일례에서, 센서(1006)는 센서(1006)에 의해 검출된 자기력에 대응하는 신호를 계속 출력할 수 있다. 1311에서, 방법은 EMPD 조립체(200)가 4x4 위치에 있는지 여부를 결정하는 단계를 포함한다. 4x4 위치가 아직 도달되지 않았다면, 프로세스는 1322로 계속되어 시프트 시도들의 임계(예를 들어, 최대) 수가 초과되었는지를 결정한다. 시프트 시도들의 임계 수가 초과되었다면, 프로세스는 종료된다. 방법(1300)은 계속 반복될 수 있기 때문에, 방법은 단일 구동 사이클 동안 1301 대신 1302에서 재시작할 수 있다. 시프트 시도들의 임계 수가 초과되지 않았다면, 방법은 1304로 루프 백하여 EMPD가 4x4 위치에 있는지 여부를 결정한다. 반대로, 1311에서, 제어기(310)가 센서(1006)의 출력 신호를 통해, EMPD 조립체(200)가 4x4 위치에 있다고 결정하면, 1312에서 방법은 4x4 피드백 신호를 차량 제어기 및/또는 차량 조작자에게 출력하여 방법(1300)을 종료하는 단계를 포함한다.
1303에서, 4x2 동작이 요청되면, 방법(1300)은 도 13b에서 진행된다. 도 13b의 813 내지 823에서의 방법들은 도 13a의 방법들 804 내지 812와 유사할 수 있는 한편, 도 13b는 4x2 위치로의 시프트에 초점을 맞춘다. 이와 같이, 간략함을 위해, 813 내지 821에서 방법들 각각의 간략한 설명들이 제시될 것이지만, 도 13a에 대한 상기 설명은 더 철저한 설명들에 대해 참조될 수 있다. 도 13a를 참조하면, 1313에서 방법은 EMPD 조립체(200)가 4x2 위치에 있는지 여부를 결정하는 단계를 포함한다. 4x2 위치가 도달되었다면, 방법은 4x2 피드백 신호를 차량 제어기에 출력함으로써 1321에서 종료될 수 있다. 대안적으로, 1314에서, EMPD 조립체(200)가 4x2 위치에 있지 않으면 코일 조립체(322)의 전자기 코일에 에너지가 공급될 수 있다. 1315에서, EMPD(200)가 EOS 위치에 있지 않으면, 방법들은 1316 및/또는 1317에서, 코일의 냉각을 허용하고 최대 허용가능 펄스 시간을 고수함으로써 코일(502)을 과열시키지 않으면서 EMPD(200)가 EOS 위치에 도달하도록 허용하기 위해 개시될 수 있다. EMPD(200)가 EOS 위치에 있다면, 1318에서 코일(220)에 에너지가 공급되지 않아서 EMPD(200)가 반대 네거티브 축방향으로 병진운동할 수 있다. EMPD(200)가 1320에서 요청된 4x2 위치에 도달했는지 여부를 방법이 결정할 때까지 EMPD(200)의 위치는 1319에서 센서(1006)에 의해 모니터링될 수 있다. EMPD(200)가 4x2 위치에 도달하지 않았다면, 도 13b의 방법들 중 몇몇은, 1323에서 시프트 시도들의 임계 수가 도달되었는지 여부를 결정한 후 반복될 수 있다. 대안적으로, 4x2 위치가 도달되었다면, 1321에서 4x2 피드백 신호가 차량 제어기에 출력되어 방법(1300)을 종료시킬 수 있다.
이러한 방식으로, EMPD 조립체(200)는 2개의 회전 컴포넌트들 사이의 선택적 맞물림을 제공하면서 전력 소비를 감소시키고 전원으로서 진공에 의존하지 않을 수 있다. 래칭 링, 래칭 그루브 케이지 및 안내 그루브 케이지를 포함하는 래칭 시스템이 4x4 및 4x2 위치들에서 EMPD 조립체(200)를 홀딩할 수 있기 때문에, 전류는 오직 4x2와 4x4 위치들 사이에서의 시프트 때에만 제공될 수 있다. 따라서, EMPD 조립체(200)는 다른 차단 조립체들에 연속적인 전류가 제공될 수 있는 동안 전력을 보존할 수 있다. 또한, 앞서 설명된 바와 같은 코일 조립체(322)의 유동적 양상(예를 들어, 축방향에서 약간 이동가능함)은 코일 조립체(322) 및 전기자 캠(328)의 내구성 및 수명을 증가시킬 수 있다. 추가적으로, 전자기 코일에 에너지가 공급될 때 전기자 캠(328)과 면-공유 접촉하도록 적응된 코일 조립체(322)의 표면 상에 제공되는 마찰 디스크는 코일 조립체와 전기자 캠 사이의 마모를 추가로 감소시킬 수 있다.
또한 추가로, EMPD 조립체(200)의 컴포넌트들의 형상 및 배열은 더 콤팩트한 EMPD 조립체를 형성하도록 함께 작용하여, 상이한 차량들, 구동 트레인 위치들 및 다른 애플리케이션들에서 조립체의 융통성을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 캠 팔로워의 방사상으로 확장되는 가이드들 및 세장형 애퍼처들과 인터페이싱하는 축방향으로 확장되는 양방향 램프들을 갖는 전기자 캠은 이러한 컴포넌트들이 함께 네스트(nest)되고 조립체의 축방향 길이를 감소시켜 전체 조립체를 더 콤팩트하게 할 수 있다. 추가적으로, 래칭 그루브 케이지, 안내 그루브 케이지 및 래칭 링의 인터페이싱하는 톱니들의 조합은 EMPD 조립체의 콤팩트한 성질을 추가로 증가시킨다.
일 실시예에서, 전자기 차단 조립체(예를 들어, 전자기 펄스 차단 조립체)는, 코일 조립체의 환형 하우징 내에 배열되는 전자기 코일을 포함하는 전자기 코일 조립체 - 환형 하우징의 제1 단부는 제1 면을 포함함 -; 외측 면 및 내측 면을 갖는 환형 링을 포함하는 전기자 캠 - 복수의 양방향 캠 램프들이 내측 면으로부터 축방향으로 확장되고, 외측 면은, 전자기 코일에 에너지가 공급될 때 전자기 코일 조립체의 제1 면과 접촉하는 면-공유 접촉을 갖고 전기자 코일에 에너지가 공급되지 않을 때 에어 갭을 통해 제1 면으로부터 이격되도록 적응됨 -; 및 캠 팔로워를 포함하고, 캠 팔로워는 캠 팔로워의 둘레 주위에 배열되는 복수의 방사상으로 확장되는 가이드들을 통해 함께 커플링되는 외측 환형 링 및 내측 환형 링을 포함하고, 복수의 방사상으로 확장되는 가이드들은 복수의 세장형 애퍼처들을 통해 서로 이격되고, 복수의 세장형 애퍼처들 각각은 전기자 캠의 복수의 양방향 램프들 중 하나를 수용하도록 적응된다. 조립체의 제1 예에서, 제1 면은 환형이고 제1 면 전체 주위의 링에 배열되는 마찰 재료를 포함하고, 마찰 재료는 전자기 코일에 에너지가 공급될 때 전기자 캠의 외측 면과 면-공유 접촉을 갖도록 적응된다. 조립체의 제2 예는 선택적으로 제1 예를 포함하며, 복수의 세장형 애퍼처들 각각의 길이가, 내측 및 외측 환형 링들의 둘레 방향에서, 내측 및 외측 환형 링들의 둘레 방향에서 복수의 방사상으로 확장되는 가이드들 각각의 길이보다 긴 것을 더 포함한다. 조립체의 제3 예는 선택적으로 제1 및 제2 예들 중 하나 이상을 포함하며, 내측 면과 평행하게 배열되고 커플링되는 평면형 연결 플랫폼이 복수의 양방향 캠 램프들의 인접 양방향 캠 램프들로부터 각각의 양방향 캠 램프를 분리하고, 각각의 양방향 캠 램프는 양방향 캠 램프의 정점에서 만나는 제1 램프 및 제2 램프를 포함하고, 정점은 전기자 캠의 환형 링의 내측 면으로부터 이격되어 위치되고, 제1 램프는 제1 연결 플랫폼으로부터 정점까지 외향으로 확장되고 제2 램프는 상이한 제2 연결 플랫폼으로부터 정점까지 외향으로 확장되고, 제1 및 제2 연결 플랫폼들은 서로 이격되는 것을 더 포함한다. 조립체의 제4 예는 선택적으로 제1 내지 제3 예들 중 하나 이상을 포함하며, 복수의 방사상으로 확장되는 가이드들 각각의 길이가 각각의 연결 플랫폼의 길이와 동일하고, 복수의 세장형 애퍼처들 각각이 전자기 코일에 에너지가 공급되지 않을 때 복수의 양방향 램프들의 대응하는 양방향 램프 전체 주위에 들어맞도록 형상화되는 것을 더 포함한다. 조립체의 제5 예는 선택적으로 제1 내지 제4 예들 중 하나 이상을 포함하며, 환형 하우징이 제2 단부를 포함하고, 제2 단부는 제1 면에 대향하여 배열되는 제2 면을 갖고, 제2 면은 제2 면으로 내향으로 함몰되는 환형 슬롯을 갖는 것을 더 포함한다. 조립체의 제6 예는 선택적으로 제1 내지 제5 예들 중 하나 이상을 포함하며, 환형 슬롯 내에 들어맞도록 적응되는 환형 스페이서를 더 포함하고, 환형 스페이서는 전자기 차단 조립체의 하우징과 커플링되고, 전자기 코일 조립체, 환형 스페이서, 전기자 캠 및 캠 팔로워 모두는 전자기 차단 조립체의 하우징 내부 내에 배열된다. 조립체의 제7 예는 선택적으로 제1 내지 제6 예들 중 하나 이상을 포함하며, 전자기 코일 조립체가 환형 하우징 주위에 배열되고 환형 하우징을 가로질러 축방향으로 확장되는 4개의 코일 스프링들을 더 포함하고, 4개의 코일 스프링들 중 오직 2개만이 전자기 코일에 전기적으로 커플링되는 것을 더 포함한다. 조립체의 제8 예는 선택적으로 제1 내지 제7 예들 중 하나 이상을 포함하며, 제1 면, 내측 면 및 외측 면 각각이 서로 평행하고 전자기 차단 조립체의 중심 축에 수직으로 배열되고, 방사상으로 확장되는 가이드들은 중심 축에 대해 외측 환형 링과 내측 환형 링 사이에서 방사상으로 확장되는 것을 더 포함한다. 조립체의 제9 예는 선택적으로 제1 내지 제8 예들 중 하나 이상을 포함하며, 캠 팔로워의 내측 환형 링이 내측 환형 링의 내측 표면의 둘레 주위에 배열되는 복수의 톱니들을 포함하고, 클러치 링을 더 포함하고, 클러치 링은 클러치 링이 2개의 회전 컴포넌트들을 서로 커플링하는 맞물림 위치와 클러치 링이 2개의 회전 컴포넌트들 중 하나에만 커플링되는 맞물림해제 위치 사이에서 축방향으로 병진운동하도록 적응되고, 캠 팔로워는 클러치 링에 인접하게 배열되고, 클러치 링은 캠 팔로워의 축방향 움직임과 함께 축방향으로 이동하도록 적응되는 것을 더 포함한다. 조립체의 제10 예는 선택적으로 제1 내지 제9 예들 중 하나 이상을 포함하며, 서로 커플링되는 정적 래칭 그루브 케이지와 정적 안내 그루브 케이지들 사이에 위치되는 래칭 링을 포함하는 래칭 시스템을 더 포함하고, 래칭 링은 함께 커플링된 래칭 그루브 케이지 및 안내 그루브 케이지 내에 형성된 공간 내에서 축방향으로 병진운동하도록 적응되고, 래칭 링은 클러치 링을 하우징하는 클러치 링 케이지를 둘러싸고 클러치 링과 함께 축방향으로 병진운동하도록 적응된다.
다른 실시예에서, 전자기 차단 조립체(예를 들어, 전자기 펄스 차단 조립체)는, 전자기 코일 조립체; 클러치 링; 및 클러치 링을, 클러치 링이 2개의 회전 컴포넌트들을 연결하는 제1 맞물림 위치 또는 클러치 링이 2개의 회전 컴포넌트들 중 오직 하나에만 연결되는 제2 맞물림해제 위치로 이동시키기 위해 전자기 코일 조립체에 에너지를 공급한 후 그리고 전자기 코일 조립체에 에너지를 공급하지 않은 후, 제1 또는 제2 위치에서 클러치 링을 유지하도록 적응되는 래칭 시스템을 포함하고, 래칭 시스템은, 래칭 링의 제1 측에 배열되고 래칭 링의 둘레 주위에서 반복되는 단일의 동일 깊이 톱니 패턴을 갖는 제1 프로파일을 갖는 제1 세트의 톱니들, 및 래칭 링의 대향하는 제2 측에 배열되고 래칭 링의 둘레 주위에서 반복되는 2개의 상이한 깊이들을 갖는 상이한 깊이 톱니 패턴을 갖는 제2 프로파일을 갖는 제2 세트의 톱니들을 포함하는 환형 래칭 링; 단일 위치에서 제1 세트의 톱니들과 인터페이싱하도록 적응된 제3 세트의 톱니들을 포함하는 안내 그루브 케이지; 및 2개의 상이한 잠금 위치들에서 제2 세트의 톱니들과 인터페이싱하도록 적응된 제4 세트의 톱니들을 포함하는 래칭 그루브 케이지를 포함한다. 조립체의 제1 예에서, 제2 세트의 톱니들의 제2 프로파일은, 래칭 링의 둘레 주위에서 연속적으로 반복되는 더 깊은 그루브 및 더 얕은 그루브를 포함한다. 조립체의 제2 예는 선택적으로 제1 예를 포함하며, 클러치 링이 제1 위치에 있을 때 제4 세트의 톱니들의 각각의 톱니는 제2 세트의 톱니들의 하나의 더 얕은 그루브 내에 위치되고, 클러치 링이 제2 위치에 있을 때 제4 세트의 톱니들의 각각의 톱니는 제2 세트의 톱니들의 하나의 더 깊은 그루브 내에 위치되는 것을 더 포함한다. 조립체의 제3 예는 선택적으로 제1 및 제2 예들 중 하나 이상을 포함하며, 안내 그루브 케이지 및 래칭 그루브 케이지가 전자기 차단 조립체의 중심 축에 대해, 회전식으로 축방향으로 고정되고, 안내 그루브 케이지 및 래칭 그루브 케이지는 안내 그루브 케이지 및 래칭 그루브 케이지의 외측 벽들에서 서로 커플링되는 것을 더 포함한다. 조립체의 제4 예는 선택적으로 제1 내지 제3 예들 중 하나 이상을 포함하며, 제3 세트의 톱니들이 안내 그루브 케이지의 내측 벽 상에 형성되고 중심 축에 대해, 래칭 그루브 케이지를 향해 축방향으로 확장되고, 제4 세트의 톱니들은 래칭 그루브 케이지의 내측 벽 상에 형성되고 안내 그루브 케이지를 향해 축방향으로 확장되며, 제3 세트의 톱니들과 제4 세트의 톱니들 사이에 공간이 형성되는 것을 더 포함한다. 조립체의 제5 예는 선택적으로 제1 내지 제4 예들 중 하나 이상을 포함하며, 래칭 링이 제3 세트의 톱니들과 제4 세트의 톱니들 사이에서, 공간 내에 위치되고 자유롭게 회전하고 축방향으로 병진운동하는 것을 더 포함한다. 조립체의 제6 예는 선택적으로 제1 내지 제5 예들 중 하나 이상을 포함하며, 환형 링으로부터 축방향으로 확장되는 복수의 양방향 램프들을 포함하는 전기자 캠 및 복수의 세장형 애퍼처들을 통해 서로 이격되는 복수의 방사상으로 확장되는 가이드들을 포함하는 캠 팔로워를 더 포함하고, 복수의 양방향 램프들은 복수의 세장형 애퍼처들 내에 들어맞도록 적응되고, 전기자 캠은 전자기 코일 조립체에 에너지가 공급될 때 전자기 코일 조립체와 면 공유 접촉을 갖도록 적응된다.
또 다른 실시예에서, 방법(전자기 펄스 차단 조립체에 대한 방법)은, 전자기 펄스 차단(EMPD) 조립체의 클러치 링을, 클러치 링을 통해 2개의 회전 컴포넌트들이 함께 커플링되는 제1 위치로부터, 클러치 링을 통해 2개의 회전 컴포넌트들이 함께 커플링되지 않는 제2 위치로 시프트시키는 제1 커맨드, 및 클러치 링을 제2 위치로부터 제1 위치로 시프트시켜서, EMPD 조립체 내의 전자기 코일 조립체의 전자기 코일에 에너지를 공급하는 제2 커맨드 각각에 응답하여; EMPD 조립체의 래칭 그루브 케이지의 외부에 배열된 제어기 상의 센서를 통해, EMPD 조립체가 시프트 종료 위치에 있음을 감지하는 것에 응답하여, 전자기 코일에 에너지를 공급하지 않는 단계 - 시프트 종료 위치는 클러치 링이 2개의 회전 컴포넌트들 각각에 커플링되고 래칭 링의 제1 세트의 톱니들이 래칭 그루브 케이지에 커플링된 안내 그루브 케이지의 제2 세트의 톱니들과 맞물리는 것에 의해 정의되며, 제1 세트의 톱니들은 래칭 링의 전체 둘레 주위의 단일 깊이 반복 그루브에 의해 정의되고, 래칭 링은 래칭 링의 전체 둘레 주위에서 반복하는 더 깊은 그루브 및 더 얕은 그루브에 의해 정의되는 제3 세트의 톱니들을 더 포함하고, 제3 세트의 톱니들은 래칭 그루브 케이지의 제4 세트의 톱니들과 2개의 상이한 위치들에서 인터페이싱하도록 적응되고, 래칭 링은 클러치 링을 하우징하는 클러치 링 케이지를 둘러싸고 함께 커플링된 래칭 그루브 케이지 및 안내 그루브 케이지 내부에 생성된 공간에서 클러치 링과 함께 축방향으로 병진운동하도록 적응됨 -; 및 전자기 코일에 에너지를 공급하지 않는 단계 이후, 센서를 통해, 클러치 링이 커맨드된 제1 위치 또는 제2 위치에 있음을 감지하는 단계를 포함하고, 제1 위치 및 제2 위치 각각에서, 래칭 링의 제3 세트의 톱니들은 래칭 그루브 케이지의 제4 세트의 톱니들과 맞물리고 안내 그루브 케이지의 제2 세트의 톱니들로부터 축방향으로 멀리 위치된다. 방법의 제1 예에서, 센서를 통해 감지하는 단계는 EMPD 조립체의 중심 회전 축에 대해, EMPD 조립체의 시프트 포크 상에 배열되는 자석 조립체의 축방향 위치를 감지하는 단계를 포함하고, 래칭 링은 시프트 포크를 둘러싸고, 시프트 포크는 래칭 링 및 클러치 링과 함께 축방향으로 이동하도록 적응된다.
다른 표현에서, 샤프트의 차단 조립체를 동작시키는 방법은, 전기자 캠 및 캠 팔로워 조립체를 통해 축방향 힘을 생성하는 전자기 코일을 통해 제1 자체-잠금 위치로부터 제2 자체-잠금 위치로 차단 조립체의 클러치 링 및 래칭 시스템을 구동시키는 단계 - 전기자 캠은 캠 팔로워의 축방향으로 확장된 가이드들과 인터페이싱하는 일련의 양방향 램프들을 포함하고, 가이드들은 캠 팔로워의 둘레 주위에 위치되고 일련의 양방향 램프들을 수용하도록 적응된 세장형 애퍼처들을 통해 서로 이격되고, 코일은 제1 및 제2 자체-잠금 위치들 사이에서의 전환들 동안에만 에너지가 공급되고, 제1 및 제2 자체-잠금 위치들은 샤프트 맞물림 위치 및 샤프트 맞물림해제 위치를 포함함 -; 클러치 링 및 래칭 시스템을 제1 자체-잠금 위치로부터 제2 자체-잠금 위치로 전환하기 위해 코일을 활성화시키고 그 다음 비활성화시키며, 클러치 링 및 래칭 시스템을 제2 자체-잠금 위치로부터 제1 자체-잠금 위치로 전환하기 위해 코일을 활성화시키고 비활성화시키는 단계; 및 차단 조립체를 통해 샤프트의 토크 및 회전을 전달하는 경우 및 전달하지 않는 경우에도, 코일이 비활성화될 때 클러치 링 및 래칭 시스템을 제1 자체-잠금 위치 또는 제2 자체-잠금 위치에서 유지하는 단계를 포함한다. 방법의 제1 예에서, 클러치 링은 샤프트와 선택적으로 맞물리기 위한 복수의 톱니들을 포함하고, 클러치 링은 래칭 시스템과 커플링되고, 클러치 링 및 래칭 시스템을 구동시키는 것은, 클러치 링 및 래칭 시스템이 서로 독립적으로 회전하는 동안 제1 및 제2 자체-잠금 위치들 사이에서 차단 조립체의 중심 축 방향에서 캠 팔로워에 인접하게 위치된 래칭 시스템의 클러치 링 및 래칭 링을 서로 축방향으로 병진운동시키는 단계를 포함한다. 방법의 제2 예는 선택적으로 제1 예를 포함하며, 차단 조립체의 제어기 상에 배열된 센서를 통해 제1 및 제2 자체-잠금 위치들을 감지하는 단계를 더 포함하고, 감지하는 단계는 래칭 링 및 클러치 링과 함께 축방향으로 이동하는 시프트 포크 상에 배열된 자석 조립체를 감지하는 단계를 포함한다.
또 다른 표현에서, 전자기 차단 조립체(예를 들어, 전자기 펄스 차단 조립체)는, 코일 조립체의 환형 하우징 내에 배열되는 전자기 코일을 포함하는 전자기 코일 조립체; 환형 링을 포함하는 전기자 캠 - 복수의 양방향 캠 램프들이 환형 링으로부터 축방향으로 확장되고, 환형 링은, 전자기 코일에 에너지가 공급될 때 전자기 코일 조립체와 면-공유 접촉을 갖고 전기자 코일에 에너지가 공급되지 않을 때 전자기 코일 조립체로부터 이격되도록 적응됨 -; 및 캠 팔로워를 포함하고, 캠 팔로워는 캠 팔로워의 둘레 주위에 배열되는 복수의 방사상으로 확장되는 가이드들을 포함하고, 복수의 방사상으로 확장되는 가이드들은 복수의 세장형 애퍼처들을 통해 서로 이격되고, 복수의 세장형 애퍼처들 각각은 전기자 캠의 복수의 양방향 램프들 중 하나를 수용하도록 적응된다. 조립체의 제1 예에서, 조립체는 클러치 링 및 클러치 링을, 클러치 링이 2개의 회전 컴포넌트들을 연결하는 제1 맞물림 위치 또는 클러치 링이 2개의 회전 컴포넌트들 중 오직 하나에만 연결되는 제2 맞물림해제 위치로 이동시키기 위해 전자기 코일 조립체에 에너지를 공급한 후 그리고 전자기 코일 조립체에 에너지를 공급하지 않은 후, 제1 또는 제2 위치에서 클러치 링을 유지하도록 적응되는 래칭 시스템을 포함하고, 래칭 시스템은 래칭 시스템의 안내 그루브 케이지 및 래칭 그루브 케이지의 외측 벽에 의해 생성된 공간에 위치되는 환형 래칭 링을 포함하고, 안내 그루브 케이지는 외측 벽들을 통해 래칭 그루브 케이지에 커플링된다. 조립체의 제2 예는 선택적으로 제1 예를 포함하며, 래칭 링이, 래칭 링의 제1 측에 배열되고 래칭 링의 둘레 주위에서 반복되는 단일의 동일 깊이 톱니 패턴을 갖는 제1 프로파일을 갖는 제1 세트의 톱니들, 및 래칭 링의 대향하는 제2 측에 배열되고 래칭 링의 둘레 주위에서 반복되는 2개의 상이한 깊이들을 갖는 상이한 깊이 톱니 패턴을 갖는 제2 프로파일을 갖는 제2 세트의 톱니들을 포함하는 환형 래칭 링을 포함하는 것을 더 포함한다. 조립체의 제3 예는 선택적으로 제1 및 제2 예들 중 하나 이상을 포함하며, 안내 그루브 케이지가 단일 위치에서 제1 세트의 톱니들과 인터페이싱하도록 적응된 제3 세트의 톱니들을 포함하고, 래칭 그루브 케이지가 2개의 상이한 잠금 위치들에서 제2 세트의 톱니들과 인터페이싱하도록 적응된 제4 세트의 톱니들을 포함하는 것을 더 포함한다.
또 다른 표현에서, 전자기 차단 조립체(예를 들어, 전자기 펄스 차단 조립체)는, 2개의 회전 컴포넌트들을 선택적으로 연결 및 차단하도록 적응된 클러치 링, 전자기 코일 조립체, 캠 팔로워 - 캠 팔로워는 캠 팔로워의 내측 표면 주위에 배열된 복수의 톱니들을 통해 2개의 회전 컴포넌트들 중 하나와 함께 회전하도록 적응됨 -, 전자기 코일 조립체에 에너지가 공급되지 않을 때 캠 팔로워와 함께 회전하고 전자기 코일 조립체에 에너지가 공급될 때 캠 팔로워와 함께 회전하는 것을 중지하도록 적응된 전기자 캠, 및 전자기 코일 조립체에 에너지가 공급되지 않을 경우에도 2개의 회전 컴포넌트들과의 선택적 연결 및 차단에서 클러치 링을 홀딩하도록 적응되는 래칭 시스템을 포함하고, 래칭 시스템의 래칭 링은 캠 팔로워와 축방향으로 병진운동하도록 적응되고, 캠 팔로워는 전자기 코일 조립체에 에너지가 공급될 때 전기자 캠으로부터 멀리 축방향으로 이동하도록 적응된다.
본 명세서에 개시된 제어 방법 및 루틴은 실행가능 명령어로서 비일시적 메모리에 저장될 수 있으며, 다양한 센서, 액추에이터 및 다른 엔진 하드웨어와 함께 제어기를 포함하는 제어 시스템에 의해 수행될 수 있다. 본 명세서에 설명된 특정 루틴은 이벤트 구동, 인터럽트 구동, 멀티태스킹, 멀티-스레딩 등과 같은 임의의 수의 프로세싱 전략 중 하나 이상을 표현할 수 있다. 이와 같이, 예시된 다양한 작동, 동작 및/또는 기능은 예시된 순서로, 병렬적으로 수행될 수 있거나, 또는 일부 경우들에는 생략될 수 있다. 마찬가지로, 프로세싱 순서는 본 명세서에 설명된 예시적인 실시예들의 특징들 및 이점들을 달성하기 위해 반드시 요구되는 것이 아니라, 예시 및 설명의 용이함을 위해 제공된다. 예시된 작동, 동작 및/또는 기능 중 하나 이상은 사용되고 있는 특정 전략에 따라 반복적으로 수행될 수 있다. 추가적으로, 설명된 작동, 동작 및/또는 기능은 엔진 제어 시스템에서 컴퓨터 판독가능 저장 매체의 비일시적 메모리로 프로그래밍될 코드를 그래픽으로 표현할 수 있으며, 설명된 작동은 전자 제어기와 조합된 다양한 엔진 하드웨어 컴포넌트를 포함하는 시스템에서 명령어를 실행함으로써 수행된다.
본 명세서에 개시된 구성들 및 루틴들은 성질상 예시적이며, 이러한 특정 실시예들은 다수의 변형들이 가능하기 때문에 제한적인 관점으로 간주되지 않아야 함이 인식될 것이다. 본 개시의 요지는 본 명세서에 개시된 다양한 시스템들 및 구성들, 및 다른 특징들, 기능들 및/또는 속성들의 모든 신규하고 자명하지 않은 조합들 및 하위 조합들을 포함한다.
하기 청구항들은 특히 신규하고 자명하지 않은 것으로 간주되는 특정 조합들 및 하위 조합들을 적시한다. 이러한 청구항들은 "일" 요소 또는 "제1" 요소 또는 이들의 균등물을 지칭할 수 있다. 이러한 청구항들은, 둘 이상의 이러한 요소들을 요구하거나 배제함이 없이 하나 이상의 이러한 요소들의 통합을 포함하는 것으로 이해해야 한다. 개시된 특징들, 기능들, 요소들 및/또는 속성들의 다른 조합들 및 하위 조합들은 본 청구항들의 보정을 통해 또는 본 출원 또는 관련 출원에서 새로운 청구항들의 제시를 통해 주장될 수 있다. 이러한 청구항들은, 원 청구항들에 대한 범위에서 더 넓든, 더 좁든, 동일하든 또는 상이하든, 또한 본 개시의 요지 내에 포함되는 것으로 간주된다.

Claims (20)

  1. 코일 조립체의 환형 하우징 내에 배열되는 전자기 코일을 포함하며, 상기 환형 하우징의 제1 단부는 제1 면을 포함하는 전자기 코일 조립체;
    외측 면 및 내측 면을 갖는 환형 링을 포함하며, 복수의 양방향 캠 램프(cam ramp)들이 상기 내측 면으로부터 축방향으로 확장되고, 상기 외측 면은, 상기 전자기 코일에 에너지가 공급될 때 상기 전자기 코일 조립체의 상기 제1 면과 접촉하는 면-공유 접촉을 갖고, 상기 전기자 코일에 에너지가 공급되지 않을 때 에어 갭을 통해 상기 제1 면으로부터 이격되도록 적응되는 전기자 캠; 및
    캠 팔로워(cam follower)를 포함하고, 상기 캠 팔로워는 상기 캠 팔로워의 둘레 주위에 배열되는 복수의 방사상으로 확장되는 가이드들을 통해 함께 커플링되는 외측 환형 링 및 내측 환형 링을 포함하고, 상기 복수의 방사상으로 확장되는 가이드들은 복수의 세장형 애퍼처들을 통해 서로 이격되고, 상기 복수의 세장형 애퍼처들 각각은 상기 전기자 캠의 상기 복수의 양방향 램프들 중 하나를 수용하도록 적응되는, 전자기 차단 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 면은 환형이고 상기 제1 면 전체 주위의 링에 배열되는 마찰 재료를 포함하고, 상기 마찰 재료는 상기 전자기 코일에 에너지가 공급될 때 상기 전기자 캠의 상기 외측 면과 면-공유 접촉을 갖도록 적응되는, 전자기 차단 조립체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 세장형 애퍼처들 각각의 길이는, 상기 내측 및 외측 환형 링들의 둘레 방향에서, 상기 내측 및 외측 환형 링들의 둘레 방향에서 상기 복수의 방사상으로 확장되는 가이드들 각각의 길이보다 긴, 전자기 차단 조립체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 내측 면과 평행하게 배열되고 커플링되는 평면형 연결 플랫폼이 상기 복수의 양방향 캠 램프들의 인접 양방향 캠 램프들로부터 각각의 양방향 캠 램프를 분리하고, 각각의 양방향 캠 램프는 상기 양방향 캠 램프의 정점에서 만나는 제1 램프 및 제2 램프를 포함하고, 상기 정점은 상기 전기자 캠의 상기 환형 링의 내측 면으로부터 이격되어 위치되고, 상기 제1 램프는 제1 연결 플랫폼으로부터 상기 정점까지 외향으로 확장되고 상기 제2 램프는 상이한 제2 연결 플랫폼으로부터 상기 정점까지 외향으로 확장되고, 상기 제1 및 제2 연결 플랫폼들은 서로 이격되는, 전자기 차단 조립체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 방사상으로 확장되는 가이드들 각각의 길이는 각각의 연결 플랫폼의 길이와 동일하고, 상기 복수의 세장형 애퍼처들 각각은 상기 전자기 코일에 에너지가 공급되지 않을 때 상기 복수의 양방향 램프들의 대응하는 양방향 램프 전체 주위에 들어맞도록 형상화되는, 전자기 차단 조립체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 환형 하우징은 제2 단부를 포함하고, 상기 제2 단부는 상기 제1 면에 대향하여 배열되는 제2 면을 갖고, 상기 제2 면은 상기 제2 면으로 내향으로 함몰되는 환형 슬롯을 갖는, 전자기 차단 조립체.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 환형 슬롯 내에 들어맞도록 적응되는 환형 스페이서를 더 포함하고, 상기 환형 스페이서는 상기 전자기 차단 조립체의 하우징과 커플링되고, 상기 전자기 코일 조립체, 환형 스페이서, 전기자 캠 및 캠 팔로워 모두는 상기 전자기 차단 조립체의 하우징 내부 내에 배열되는, 전자기 차단 조립체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전자기 코일 조립체는 상기 환형 하우징 주위에 배열되고 상기 환형 하우징을 가로질러 축방향으로 확장되는 4개의 코일 스프링들을 더 포함하고, 상기 4개의 코일 스프링들 중 오직 2개만이 상기 전자기 코일에 전기적으로 커플링되는, 전자기 차단 조립체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 면, 내측 면 및 외측 면 각각은 서로 평행하고 상기 전자기 차단 조립체의 중심 축에 수직으로 배열되고, 상기 방사상으로 확장되는 가이드들은 상기 중심 축에 대해 상기 외측 환형 링과 내측 환형 링 사이에서 방사상으로 확장되는, 전자기 차단 조립체.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 캠 팔로워의 상기 내측 환형 링은 상기 내측 환형 링의 내측 표면의 둘레 주위에 배열되는 복수의 톱니들을 포함하고, 클러치 링을 더 포함하고, 상기 클러치 링은 상기 클러치 링이 2개의 회전 컴포넌트들을 서로 커플링하는 맞물림 위치와 상기 클러치 링이 상기 2개의 회전 컴포넌트들 중 하나에만 커플링되는 맞물림해제 위치 사이에서 축방향으로 병진운동하도록 적응되고, 상기 캠 팔로워는 상기 클러치 링에 인접하게 배열되고, 상기 클러치 링은 상기 캠 팔로워의 축방향 움직임과 함께 축방향으로 이동하도록 적응되는, 전자기 차단 조립체.
  11. 제10항에 있어서,
    서로 커플링되는 정적 래칭(latching) 그루브 케이지(grooves cage)와 정적 안내 그루브 케이지들 사이에 위치되는 래칭 링을 포함하는 래칭 시스템을 더 포함하고, 상기 래칭 링은 함께 커플링된 래칭 그루브 케이지 및 안내 그루브 케이지 내에 형성된 공간 내에서 축방향으로 병진운동하도록 적응되고, 상기 래칭 링은 상기 클러치 링을 하우징하는 클러치 링 케이지를 둘러싸고 상기 클러치 링과 함께 축방향으로 병진운동하도록 적응되는, 전자기 차단 조립체.
  12. 전자기 코일 조립체;
    클러치 링; 및
    상기 클러치 링을, 상기 클러치 링이 2개의 회전 컴포넌트들을 연결하는 제1 맞물림 위치 또는 상기 클러치 링이 상기 2개의 회전 컴포넌트들 중 오직 하나에만 연결되는 제2 맞물림해제 위치로 이동시키기 위해 상기 전자기 코일 조립체에 에너지를 공급한 후 그리고 상기 전자기 코일 조립체에 에너지를 공급하지 않은 후, 상기 제1 또는 제2 위치에서 상기 클러치 링을 유지하도록 적응되는 래칭 시스템을 포함하고, 상기 래칭 시스템은,
    상기 래칭 링의 제1 측에 배열되고 상기 래칭 링의 둘레 주위에서 반복되는 단일의 동일 깊이 톱니 패턴을 갖는 제1 프로파일을 갖는 제1 세트의 톱니들, 및 상기 래칭 링의 대향하는 제2 측에 배열되고 상기 래칭 링의 둘레 주위에서 반복되는 2개의 상이한 깊이들을 갖는 상이한 깊이 톱니 패턴을 갖는 제2 프로파일을 갖는 제2 세트의 톱니들을 포함하는 환형 래칭 링;
    단일 위치에서 상기 제1 세트의 톱니들과 인터페이싱하도록 적응된 제3 세트의 톱니들을 포함하는 안내 그루브 케이지; 및
    2개의 상이한 잠금 위치들에서 상기 제2 세트의 톱니들과 인터페이싱하도록 적응된 제4 세트의 톱니들을 포함하는 래칭 그루브 케이지를 포함하는, 전자기 차단 조립체.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 세트의 톱니들의 제2 프로파일은, 상기 래칭 링의 둘레 주위에서 연속적으로 반복되는 더 깊은 그루브 및 더 얕은 그루브를 포함하는, 전자기 차단 조립체.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 클러치 링이 상기 제1 위치에 있을 때 상기 제4 세트의 톱니들의 각각의 톱니는 상기 제2 세트의 톱니들의 하나의 더 얕은 그루브 내에 위치되고, 상기 클러치 링이 상기 제2 위치에 있을 때 상기 제4 세트의 톱니들의 각각의 톱니는 상기 제2 세트의 톱니들의 하나의 더 깊은 그루브 내에 위치되는, 전자기 차단 조립체.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 안내 그루브 케이지 및 상기 래칭 그루브 케이지는 상기 전자기 차단 조립체의 중심 축에 대해, 회전식으로 축방향으로 고정되고, 상기 안내 그루브 케이지 및 래칭 그루브 케이지는 상기 안내 그루브 케이지 및 래칭 그루브 케이지의 외측 벽들에서 서로 커플링되는, 전자기 차단 조립체.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제3 세트의 톱니들은 상기 안내 그루브 케이지의 내측 벽 상에 형성되고 상기 중심 축에 대해, 상기 래칭 그루브 케이지를 향해 축방향으로 확장되고, 상기 제4 세트의 톱니들은 상기 래칭 그루브 케이지의 내측 벽 상에 형성되고 안내 그루브 케이지를 향해 축방향으로 확장되며, 상기 제3 세트의 톱니들과 상기 제4 세트의 톱니들의 단부들 사이에 공간이 형성되는, 전자기 차단 조립체.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 래칭 링은 상기 제3 세트의 톱니들과 상기 제4 세트의 톱니들 사이에서, 상기 공간 내에 위치되고 자유롭게 회전하고 축방향으로 병진운동하는, 전자기 차단 조립체.
  18. 제12항에 있어서,
    환형 링으로부터 축방향으로 확장되는 복수의 양방향 램프들을 포함하는 전기자 캠 및 복수의 세장형 애퍼처들을 통해 서로 이격되는 복수의 방사상으로 확장되는 가이드들을 포함하는 캠 팔로워를 더 포함하고, 상기 복수의 양방향 램프들은 상기 복수의 세장형 애퍼처들 내에 들어맞도록 적응되고, 상기 전기자 캠은 상기 전자기 코일 조립체에 에너지가 공급될 때 상기 전자기 코일 조립체와 면 공유 접촉을 갖도록 적응되는, 전자기 차단 조립체.
  19. 전자기 펄스 차단(EMPD) 조립체의 클러치 링을, 상기 클러치 링을 통해 2개의 회전 컴포넌트들이 함께 커플링되는 제1 위치로부터, 상기 클러치 링을 통해 상기 2개의 회전 컴포넌트들이 함께 커플링되지 않는 제2 위치로 시프트시키는 제1 커맨드, 및 상기 클러치 링을 상기 제2 위치로부터 상기 제1 위치로 시프트시켜서, 상기 EMPD 조립체 내의 전자기 코일 조립체의 전자기 코일에 에너지를 공급하는 제2 커맨드 각각에 응답하여;
    상기 EMPD 조립체의 래칭 그루브 케이지의 외부에 배열된 제어기 상의 센서를 통해, 상기 EMPD 조립체가 시프트 종료 위치에 있음을 감지하는 것에 응답하여, 상기 전자기 코일에 에너지를 공급하지 않는 단계 - 상기 시프트 종료 위치는 상기 클러치 링이 상기 2개의 회전 컴포넌트들 각각에 커플링되고 래칭 링의 제1 세트의 톱니들이 상기 래칭 그루브 케이지에 커플링된 안내 그루브 케이지의 제2 세트의 톱니들과 맞물리는 것에 의해 정의되며, 상기 제1 세트의 톱니들은 상기 래칭 링의 전체 둘레 주위의 단일 깊이 반복 그루브에 의해 정의되고, 상기 래칭 링은 상기 래칭 링의 전체 둘레 주위에서 반복하는 더 깊은 그루브 및 더 얕은 그루브에 의해 정의되는 제3 세트의 톱니들을 더 포함하고, 상기 제3 세트의 톱니들은 상기 래칭 그루브 케이지의 제4 세트의 톱니들과 2개의 상이한 위치들에서 인터페이싱하도록 적응되고, 상기 래칭 링은 상기 클러치 링을 하우징하는 클러치 링 케이지를 둘러싸고 함께 커플링된 래칭 그루브 케이지 및 안내 그루브 케이지 내부에 생성된 공간에서 상기 클러치 링과 함께 축방향으로 병진운동하도록 적응됨 -; 및
    상기 전자기 코일에 에너지를 공급하지 않는 단계 이후, 상기 센서를 통해, 상기 클러치 링이 커맨드된 제1 위치 또는 제2 위치에 있음을 감지하는 단계를 포함하고, 상기 제1 위치 및 상기 제2 위치 각각에서, 상기 래칭 링의 상기 제3 세트의 톱니들은 상기 래칭 그루브 케이지의 상기 제4 세트의 톱니들과 맞물리고 상기 안내 그루브 케이지의 상기 제2 세트의 톱니들로부터 축방향으로 멀리 위치되는, 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 센서를 통해 감지하는 단계는 상기 EMPD 조립체의 중심 회전 축에 대해, 상기 EMPD 조립체의 시프트 포크(fork) 상에 배열되는 자석 조립체의 축방향 위치를 감지하는 단계를 포함하고, 상기 래칭 링은 상기 시프트 포크를 둘러싸고, 상기 시프트 포크는 상기 래칭 링 및 클러치 링과 함께 축방향으로 이동하도록 적응되는, 방법.
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