为电磁致动的闩锁摇臂组件提供车载诊断反馈的开关的制作方法

本教导内容涉及气门机构，具体地为提供可变气门升程(vvl)或汽缸停用(cda)的气门机构。

背景技术：

一些摇臂组件诸如切换辊指从动件(srff)使用闩锁来实现可变气门升程(vvl)或气缸停用(cda)。长期以来一直需要提供报告这些闩锁是否按预期操作的诊断系统。但是用于提供该数据的实际系统已被证明是难以实施的。

技术实现要素：

本发明人的概念之一涉及包括电磁闩锁组件的摇臂组件。电磁闩锁组件包括闩锁销和致动器，该致动器操作以在第一位置和第二位置之间致动闩锁销。摇臂组件包括由闩锁销选择性地接合的第一摇臂和第二摇臂。摇臂组件处于两种模式中的一种模式，取决于闩锁销是否处于接合两个摇臂的位置。在一种模式中，摇臂组件操作以致动可移动气门来产生第一气门升程曲线。在另一模式中，摇臂组件操作以致动可移动气门来产生第二气门升程曲线，该第二气门升程曲线不同于第一气门升程曲线。第二升程曲线可以是零升程曲线，在这种情况下气门被停用。因此，摇臂组件可以是实现vvl的两步摇臂，或者可以是cda摇臂。

电磁闩锁组件的致动器包括通过线圈电路供电的电磁体。摇臂组件还包括开关。开关根据摇臂组件的构型而打开或闭合。该构型取决于闩锁销位置以及第一摇臂和第二摇臂的相对位置中的一者或两者。根据本教导内容的一个方面，线圈电路和开关电路并联连接。与摇臂组件进行可靠的电连接可能是具有挑战性的。本教导内容允许从摇臂组件获得obd信息，而无需与摇臂组件进行除了为致动器供电所提供的那些之外的电连接。

本教导内容的一些方面涉及操作摇臂组件以获得obd信息的方法。在这些教导内容的一些教导内容中，包括线圈电路的电路是脉冲式的。分析对脉冲的响应以确定脉冲电流的一部分是否通过开关电路。可使用若干脉冲来获得所需信息。

在这些教导内容的一些教导内容中，在闩锁销处于第一位置以及闩锁销处于第二位置的两种情况下，电磁闩锁组件被构造成独立于电磁体稳定闩锁销的位置。在这些教导内容的一些教导内容中，以第一方向上的电流通电的电磁体可操作为将闩锁销从第一位置致动到第二位置；并且以与第一方向反向的第二方向上的电流通电的电磁体可操作为将闩锁销从第二位置致动到第一位置。该双稳态结构涉及减小的线圈尺寸，但对使用用于obd的致动器电源电路造成了额外的挑战。在这些教导内容的一些教导内容中，线圈电路通过摇臂组件的结构接地。该设计进一步减少了必须对摇臂组件进行的布线连接的数量。

在这些教导内容的一些教导内容中，致动器操作以在开关闭合的同时将闩锁销从第一位置致动到第二位置。在本教导内容的一些方面，通过使开关电路具有比线圈电路高的电阻来促进该功能。在这些教导内容的一些教导内容中，开关电路电阻的大部分由开关电路中的接触表面上的一个或多个涂层提供。涂层可以是提供所需电阻的简单结构。

在这些教导内容的一些教导内容中，开关通过闩锁销的运动而打开和闭合。在这些教导内容的一些教导内容中，开关具有两条引线，并且在第一位置或第二位置的一者中，闩锁销接触这两条引线以闭合开关。端子可位于电磁体的一侧，该侧可以是闩锁销延伸出的一侧。

致动器可包括被构造为沿着轴线平移穿过电磁体的芯支撑件。芯支撑件可具有沿轴线彼此相对的第一端部和第二端部。闩锁销可安装在芯支撑件的第一端部上。在这些教导内容的一些教导内容中，当闩锁销完全回缩时，开关由芯支撑件的第二端部闭合。该开关位置允许紧凑的设计。

摇臂组件可包括由闩锁销选择性地接合的第一摇臂和第二摇臂。在这些教导内容的一些教导内容中，开关通过摇臂之间的相对运动而闭合，其中当摇臂被闩锁销接合时，防止摇臂经历打开或闭合开关的相对运动或使得摇臂能够经历打开或闭合开关的相对运动。该结构可用于直接确定摇臂是否接合。

在这些教导内容的一些教导内容中，电磁体被安装到摇臂组件的摇臂。电磁体可包括线圈。线圈可缠绕在为线圈提供系缚件的线轴上。端子销可安装在那些线圈系缚件处。在这些教导内容的一些教导内容中，线圈系缚件处的端子为开关电路提供端子。这简化了总体设计。

在这些教导内容的一些教导内容中，提供用于将电力传输到摇臂组件的电接触件的框架安装在摇臂组件的摇臂上。在这些教导内容的一些教导内容中，用于开关电路的布线被安装到接触框架。在这些教导内容的一些教导内容中，接触框架围绕用于开关电路的布线包覆模制。这允许方便地安装和保护开关电路布线。

在这些教导内容的一些教导内容中，电磁体闩锁组件的部件安装在摇臂中的一个摇臂内部的室内。在这些教导内容的一些教导内容中，用于开关电路的布线也安装在摇臂内部。线可邻近闩锁销延伸出摇臂的位置从摇臂露出。用于开关的布线可与电磁闩锁组件的部件一起安装在摇臂中。将开关布线安装在摇臂内保护开关布线。

在这些教导内容的一些教导内容中，开关通过穿过摇臂组件的结构部件的导通而闭合。在这些教导内容的一些教导内容中，该结构部件是摇臂中的一个摇臂。在这些教导内容的一些教导内容中，该结构部件是闩锁销。

本发明内容的主要目的是以简化的形式呈现发明人的某些概念，以有利于理解随后的更详细的描述。本发明内容并不是发明人的每个概念或每一个可被认为是“发明”的发明人概念的组合的全面描述。本发明人的其他概念将通过以下具体实施方式连同附图传达给本领域的普通技术人员。本文所公开的细节可概括、缩小和以各种方式与发明人声称他们的发明被保留用于随后的权利要求书的最终陈述相组合。

附图说明

图1a是根据本教导内容的一些方面的处于解锁状态的电磁闩锁组件的顶视图。

图1b是图1a的电磁闩锁组件的横截面侧视图。

图1c是图1a的电磁闩锁组件的后视图。

图1d是图1a的闩锁组件的电路图。

图2a是图1a的视图，但其中电磁闩锁组件处于闩锁状态。

图2b是图1b的视图，但其中电磁闩锁组件处于闩锁状态。

图2c是图1c的视图，但其中电磁闩锁组件处于闩锁状态。

图2d是图1d的视图，但其中电磁闩锁组件处于闩锁状态。

图3是摇臂组件的横截面透视图，该摇臂组件可与根据本教导内容的电磁闩锁组件装配以提供根据本教导内容的摇臂组件。

图4是另一摇臂组件的透视图，该摇臂组件可与根据本教导内容的电磁闩锁组件装配以提供根据本教导内容的摇臂组件。

图5示出了用于向图4的摇臂组件提供电力的结构。

图6示出了包括图4的摇臂组件的气门机构的一部分。

图7示出了包括图6的气门机构的内燃机的一部分。

图8a是根据本教导内容的一些方面的电磁闩锁组件的透视图。

图8b是图8a的电磁闩锁组件的顶视图。

图8c是图8a的电磁闩锁组件的剖面侧视图。

图8d是包括图8a的电磁闩锁组件的根据本教导内容的摇臂组件的剖面侧视图。

图9a是根据本教导内容的一些方面的电磁闩锁组件的透视图。

图9b是图9a的电磁闩锁组件的顶视图。

图9c是图9a的电磁闩锁组件的剖面侧视图。

图9d是包括图9a的电磁闩锁组件的根据本教导内容的摇臂组件的剖面侧视图。

图10a是根据本教导内容的一些方面的电磁闩锁组件的透视图。

图10b是图10a的电磁闩锁组件的顶视图。

图10c是图10a的电磁闩锁组件的剖面侧视图。

图10d是图10a的电磁闩锁组件的侧视图，其中移除接触框架。

图10e是图10a的电磁闩锁组件的后视图，其中移除接触框架。

图11a是根据本教导内容的一些方面的电磁闩锁组件的透视图。

图11b是图11a的电磁闩锁组件的顶视图。

图11c是图11a的电磁闩锁组件的剖面侧视图。

图11d是包括图11a的电磁闩锁组件的根据本教导内容的摇臂组件的剖面侧视图。

具体实施方式

图1a至图1c示出了根据本教导内容的一些方面的电磁闩锁组件122a。电磁闩锁组件122a包括闩锁销组件131、电磁体119和两个永磁体120。闩锁销组件131包括顺磁芯112，导电闩锁销118和铁磁套管123安装在该顺磁芯上。电磁体119是缠绕线轴114并且容纳在低矫顽磁力铁磁壳体116内的线圈。永磁体120被布置成具有面对的极性并且由低矫顽磁力铁磁环121分开。

图1a至图1c示出了电磁闩锁组件122a，其中闩锁销组件131处于第一位置，其可被描述为解锁状态。图2a至图2c示出了电磁闩锁组件122a，其中闩锁销组件131处于第二位置，其可被描述为解锁状态。永磁体120通过由环121和壳体116完成的套管123和磁路对闩锁销组件131进行操作。随着闩锁销组件131在第一位置和第二位置之间移动，来自永磁体120的通量所采用的磁路移位。

电磁体119可操作为改变由来自永磁体120的通量所采用的磁路中的磁极化。以第一方向上的电流通电，电磁体119可操作为使得闩锁销组件131从第一位置平移到第二位置。一旦闩锁销组件131处于第二位置，永磁体120将在切断对电磁体119的供电之后稳定地将闩锁销组件131保持在第二位置。以与第一方向反向的第二方向上的电流通电，电磁体119可操作为使得闩锁销组件131从第二位置平移回到第一位置。一旦闩锁销组件131处于第一位置，永磁体120将在再次切断对电磁体119的供电之后稳定地将闩锁销组件131保持在第一位置。

电磁闩锁组件122a包括开关电路134a中的开关130a。线轴114具有线圈系缚件124。线圈系缚销136被安装在线圈系缚件124中，并为包括电磁体119的线圈电路133a提供端子。线圈系缚销136还为开关电路134a提供端子，该开关电路与线圈电路133a并联连接，如图1d所示。开关电路134a的引线128a从开关接触件129a延伸到线圈系缚销136。引线128a和开关接触件129a可由金属带形成。在解锁状态下，闩锁销118接触接触件129a，从而闭合开关122a和开关电路134a两者。将闩锁销组件131致动到解锁状态使闩锁销118远离接触件129a移动，打开开关122a，并且打开开关电路134a。

图3和图4示出了包括内臂101和外臂103的摇臂组件106a和摇臂组件106b。电磁闩锁组件122a可安装在这些摇臂组件106的任一个摇臂组件的外臂103中。摇臂组件106a被示出为具有电磁闩锁组件122b，该电磁闩锁组件与电磁闩锁组件122a类似，包括线圈119和闩锁销118。将电磁闩锁组件122b安装到外臂103a使线圈119安装到外臂103a。

在摇臂组件106上操作电磁闩锁组件122需要到摇臂组件106的电力传递。滑动接触销105被安装到摇臂组件106b的一侧以用于接收该电力。在摇臂组件106b的每一侧上可存在一个接触销105以提供两个极。另选地，电磁闩锁组件122可通过摇臂组件106b的结构接地。如图5所示，框架108可抵靠枢轴140定位并保持接触垫110与接触销105邻接。接触销105在接触垫110的表面上滑动。即使当摇臂组件106b被致动并且当摇臂组件106b通过枢轴140升高和降低以调节摆动时，也可保持接触。

摇臂组件106包括内臂103上的凸轮从动件111，该凸轮从动件枢转地连接到外臂103。如图6所示，气门机构104包括具有凸轮107的凸轮轴109，该凸轮被构造为随着凸轮轴109旋转，通过凸轮从动件111接合和致动摇臂组件106。如果闩锁销118处于闩锁状态，则该致动将导致内臂101和外臂103一起在枢轴140上枢转。从图7可以看出，当气门机构104安装在内燃机100中时，该运动将导致气门152相对于凸轮循环打开和闭合。另一方面，如果闩锁销118处于解锁状态，则该运动将导致内臂101b枢转，同时外臂103b保持静止并且气门152保持闭合。

图8a至图8c示出了电磁闩锁组件122c。图8d示出了安装在摇臂组件106的外臂103上的电磁闩锁组件122c。电磁闩锁组件122c类似于电磁闩锁组件122a，并且包括由闩锁销118闭合的开关130c。电磁闩锁组件122c包括装配在外摇臂103内和其周围的接触框架支撑件132c。接触框架支撑件132c保持金属带137，该金属带提供用于开关130c的引线和用于联接接触销105的引线(参见图5)，通过该接触销可向电磁体119提供电力。接触销105穿过接触框架支撑件132c中的开口141装配。接触框架支撑件132c可围绕金属带137包覆模制。

图9a至图9c示出了电磁闩锁组件122d。图9d示出了安装在摇臂组件106的外臂103上的电磁闩锁组件122d。电磁闩锁组件122d类似于电磁闩锁组件122c。一个显著优点是电磁闩锁组件122d安装在形成于摇臂103中的室126内，并且将开关130d和用于开关130d的引线128d两者保持在室126内。该结构可以增加开关130d的可靠性。

图10a至图10e示出了电磁闩锁组件122e，该电磁闩锁组件具有与电磁闩锁组件122c相同的许多特征部，而且具有到电磁体119的一侧的开关130e，该侧与闩锁销118从其延伸的侧相对。开关130e可通过安装在闩锁销芯112上的接触板或其他结构或者通过穿过闩锁销芯112本身的导通来闭合。开关130e的部件可通过接触框架支撑件132e免受摇臂组件106周围环境的影响。

图11a至图11c示出了电磁闩锁组件122f。图11d示出了安装在摇臂组件106的外臂103上的电磁闩锁组件122f。电磁闩锁组件122f类似于电磁闩锁组件122c，但具有包括两个接触件129f的开关130f，该开关被定位成通过与内臂101接触以及穿过该内臂的导通而闭合，如图11d所示。随着闩锁销组件115在对应于闩锁构型和解锁构型的位置之间平移，开关130a、130c、130d和130e均在打开和闭合之间切换。当闩锁销组件115处于闩锁位置时，开关130f始终闭合。当闩锁销组件115移动到解锁位置时，开关130f初始保持闭合，但每当内臂101被凸轮109提升(向下推动)时打开。

在前述示例的每个示例中，电磁闩锁组件122可操作为在开关130闭合的同时致动闩锁销118。因为开关电路134与线圈电路133并联连接，所以一些电力可能通过开关电路134损耗。这种电力损耗可通过为开关电路134提供足够高的电阻来限制。电阻源135可被引入开关电路134中。电阻可例如由开关接触件129上的涂层提供。优选地，使得开关电路134中的电阻至少与线圈电路133中的电阻一样大。更优选地，开关电路电阻是线圈电路电阻的至少五倍。最优选地，开关电路电阻是线圈电路电阻的至少十倍。

电磁闩锁组件122的电源电路将包括开关电路134和线圈电路133两者。电源电路可被驱动并且测量电路响应以确定开关130打开还是闭合。在其最简单的形式中，施加电压并测量所得的电流，并且分析结果以确定开关电路134是否对电导起作用。可以比较打开和闭合闩锁销118的操作之前和之后的结果。调节电路134中的电阻可有利于将信噪比保持在可接受的范围内。为此，开关电路134中的电阻优选地为线圈电路133中的电阻的至多1000倍大。更优选地，电阻为线圈电路133中的电阻的至多100倍大。最优选地，电阻为线圈电路133中的电阻的至多20倍大。

电磁闩锁组件122的电源电路可被脉冲化以查询开关130的状态。脉冲的持续时间或量值可能不足以致动闩锁销118。另选地，脉冲可由错误的极性构成，以从闩锁销118的当前位置致动该闩锁销。另外，虽然可以用dc电流驱动电磁体119以致动闩锁销118，但是可以使用ac电流来查询开关位置。

开关电路134已被示出为包括串联的一个或多个电阻器的基本电路。任选地，可将附加元件添加到开关电路134，以有利于确定开关130打开还是闭合。那些附加元件可包括电容器、晶体管、电感器，或它们的组合。

已根据某些教导内容和示例示出和/或描述了本公开的部件和特征部。虽然已经结合仅一个实施方案或一个示例描述了特定组件或特征或者该组件或特征的广义或狭义表述，但所有的组件和特征，无论是其广义表述还是狭义表述，都可与其他组件或特征相结合，只要此类组合被本领域的普通技术人员认为是合乎逻辑的。