CN112996988A - 用于电磁闩锁组件的车载诊断方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种为电磁闩锁组件(122)提供诊断信息的方法，该方法包括向包括一个或多个电磁闩锁组件的电路(200)提供脉冲。该电路(200)包括该电磁闩锁组件的线圈(199)。每个线圈与电枢(131)电感耦合，该电枢机械地耦合到闩锁销(118)。该电路(200)被脉冲，并且在第一间隔内测量该电路(200)中由该脉冲产生的DC电流以确定初级响应。在第二间隔内测量该电路(200)中的该电流以确定参考响应。第二脉冲可用于生成用于该参考响应的该电流。将该初级响应和该参考响应进行比较，以提供与该闩锁销(118)中的一个或多个闩锁销的位置或移动相关的诊断信息。

Description

用于电磁闩锁组件的车载诊断方法
技术领域
本教导内容涉及电磁闩锁组件，特别是在气门机构中用于提供可变气门升程(VVL)或汽缸停用(CDA)的电磁闩锁组件。
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)或汽缸停用(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。但是用于提供该信息的实际系统已被证明是难以实施的。
发明内容
本教导内容涉及为电磁闩锁系统提供诊断信息的方法。该方法包括向电路提供脉冲，该电路包括电磁闩锁系统中的一个或多个电磁闩锁组件的线圈。每个线圈与电枢电感耦合，该电枢机械地耦合到电磁闩锁系统中的一个或多个闩锁销中的至少一个闩锁销。在第一间隔内测量电路中由脉冲产生的电流以确定第一响应。在第二间隔内测量电路中的电流以确定第二响应。比较第一响应和第二响应以提供与一个或多个闩锁销的位置或移动相关的诊断信息。
在这些教导内容中的一些教导内容中，第一脉冲被预先确定为能够致动一个或多个闩锁销，而第二脉冲被预先确定为在持续时间上不足以致动闩锁销中的任一个闩锁销。在这些教导内容中的一些教导内容中，第一脉冲和第二脉冲具有相反的极性。
第二间隔可与第一间隔同时发生，由此可随时间推移而变化并影响电路中的电流的条件诸如温度和电压在第一间隔和第二间隔之间不会显著变化。第二间隔可在第一间隔之前不久或之后不久出现。在这些教导内容中的一些教导内容中，第二间隔在第一间隔的60秒内。在这些教导内容中的一些教导内容中，第二间隔在第一间隔的1秒内。在这些教导内容中的一些教导内容中，电磁闩锁组件切换气门机构中的摇臂组件，并且第一间隔和第二间隔两者均在凸轮的两个连续升程周期之间的间隔内。可允许电流在脉冲之间衰减。电流衰减可能耗费0.5毫秒和5毫秒之间。
闩锁销中的每个闩锁销能够在其相应线圈的影响下在第一位置和第二位置之间平移。在本教导内容的一些方面，第一闩锁销位置提供以下构型：在该构型中，摇臂组件操作以响应于凸轮的致动来致动能够移动的气门以产生第一气门升程曲线。第二闩锁销位置提供以下构型：在该构型中，摇臂组件操作以响应于另一个凸轮的致动而致动能够移动的气门以产生不同于第一气门升程曲线的第二气门升程曲线，或者能够移动的气门被停用。这种结构可以提供汽缸停用(CDA)或可变气门升程(VVL)。
电磁闩锁组件可以是其中闩锁销在第一位置和第二位置两者中独立于线圈稳定的类型。通过向对应线圈提供沿第一方向的DC电流，将闩锁销从第一位置致动到第二位置。通过向对应线圈提供沿与第一方向相反的第二方向的DC电流，将闩锁销从第二位置致动到第一位置。每个闩锁销可通过一个或多个永磁体稳定在第一位置和第二位置两者。
在这些教导内容中的一些教导内容中，第一脉冲是致动脉冲：预先确定为足以致动与电路相关联的闩锁销的脉冲，前提条件是机构正在正确操作并且脉冲相对于当前闩锁销位置具有正确极性。在这些教导内容中的一些教导内容中，第二脉冲是非致动脉冲：预先确定为太短而不能致动闩锁销中的任一个闩锁销的脉冲。因此，第二脉冲可短于第一脉冲。可将对第二脉冲的电流响应与对第一脉冲的电流响应进行比较，以确定闩锁致动是否成功。在这些教导内容中的一些教导内容中，第二脉冲发生在第一脉冲之后。
在这些教导内容中的一些教导内容中，提供第三脉冲并且测量由第三脉冲产生的电流以确定第三响应。在这些教导内容中，第一脉冲为致动脉冲，第二脉冲为非致动脉冲，并且第三脉冲为具有与第二脉冲相反的极性的非致动脉冲。可将第一响应与第二响应和第三响应中的每一者进行比较，以提供一个或多个闩锁销是否响应于第一脉冲而移动的稳健确定。
如果脉冲的极性是用于将闩锁销推出其当前位置的正确极性，则电流上升将显著慢于脉冲具有错误极性的情况。如果致动闩锁销的尝试成功，则在与第一脉冲相同极性的第二脉冲期间的电流上升将比在第一脉冲开始时的等效周期内的电流上升快得多。如果尝试不成功，则第二脉冲期间的电流上升将与第一脉冲期间的电流上升基本上相同。
在这些教导内容中的一些教导内容中，每个电磁闩锁组件是对称的，因为将闩锁销保持在第一位置的磁场大致为将闩锁销保持在第二位置的磁场的镜像。在这些教导内容中的一些教导内容中，每个电磁闩锁组件是对称的，因为将闩锁销从第一位置移动到第二位置所需的能量大致等于将闩锁销从第二位置移动到第一位置所需的能量。
如果每个电磁闩锁组件是对称的，则可将第三响应中的电流上升的绝对值与第一响应中的电流上升的绝对值进行比较。如果致动闩锁销的尝试成功，则第三响应中的电流上升的绝对值将与第一响应中的电流上升的绝对值相同。第一响应和第三响应之间的相似性与第一响应和第二响应之间的相异性一起提供成功闩锁致动的强烈指示。同样，第一响应和第三响应之间的相异性与第一响应和第二响应之间的相似性一起提供成功闩锁致动的强烈指示。
根据本教导内容中的一些教导内容，对具有相反极性的两个非致动脉冲的电流响应用于评估闩锁销的当前位置。与对于从闩锁销的当前位置致动闩锁销而言脉冲极性不正确的情况相比，对于从闩锁销的当前位置致动闩锁销而言脉冲具有正确极性的情况，电流上升和电流衰减两者将减弱。
在本教导内容中的一些教导内容中，每个线圈被安装到其相应摇臂组件的摇臂。在本教导内容的一些方面，电路包括与两个闩锁销相关联的两个线圈，并且第一响应与第二响应和/或第三响应之间的比较能够在由以下组成的三种情况之间进行区分：两个闩锁销都不响应于脉冲而移动，闩锁销中仅有一个闩锁销响应于脉冲而移动，以及两个闩锁销均响应于脉冲而移动。在类似于气门机构的应用中，可能期望将两个线圈放置在一个电路中，并且本公开的方法中的许多方法能够在三种情况之间进行区分。
在这些教导内容中的一些教导内容中，第一脉冲被预先确定为能够致动对应于线圈的闩锁销，由此对应于电路中的线圈的闩锁销旨在响应于第一脉冲而致动。然而，第二脉冲不旨在致动任何闩锁销。在这些教导内容中的一些教导内容中，第二脉冲在凸轮处于升程上时发生，并且防止与凸轮相关联的闩锁销中的一个闩锁销的移动。
根据本教导内容的一些方面，提供脉冲以致动一个或多个闩锁。在第一间隔内对由脉冲产生的电流进行测量以提供初级响应。在第一间隔之后的第二间隔内对由脉冲产生的电流进行测量以确定参考响应。脉冲可足够长，使得电路中的电流接近稳态。在这些教导内容中的一些教导内容中，无论电路中的闩锁销是否由脉冲致动，参考响应都代表该近稳态响应。初级响应可持续以下周期：在该周期中，对于没有闩锁致动的情况，电流将接近稳态，但是对于一个或多个闩锁销由脉冲致动的情况，电流可容易与稳态区分开。
在本教导内容中的一些教导内容中，第一间隔小于脉冲的持续时间。在本教导内容中的一些教导内容中，第一间隔是脉冲的持续时间的三分之二或更少。在本教导内容中的一些教导内容中，通过消除对应于脉冲尾端的测量来缩短第一间隔。在脉冲周期的较早部分期间，与闩锁销移动相关的电流响应的差更明显。另外，当通过消除对应于脉冲尾端的测量来缩短第一间隔时，可使用于提供参考响应的第二脉冲更短，这有利于在短时间帧(诸如两个连续凸轮升程之间的周期)内完成诊断。
在这些教导内容中的一些教导内容中，通过消除对应于脉冲开始时的周期的测量来缩短第一间隔。开始阶段期间的数据可包括不成比例的噪声量，特别是如果数据用于估计电流的时间导数。
在这些教导内容中的一些教导内容中，用于提供脉冲的电力由具有可变电压的车辆电气系统提供。车辆电气系统电压可在9V和16V之间变化。在这些教导内容中的一些教导内容中，由车辆电气系统提供的电压在供应到线圈电路之前增加。如果电压远高于闩锁销致动所需的电压，则一个或多个闩锁销致动的情况与没有闩锁销致动的情况之间的电流响应的差可能变得难以检测。在本教导内容中的一些教导内容中，限制线圈电路的电压以有利于提供诊断信息。线圈温度还影响电流的大小和差的大小。在本教导内容中的一些教导内容中，基于温度来调节电压极限。可使用控件来设定电压极限。
电路中的稳态电流受电压和温度两者的影响。在本教导内容中的一些教导内容中，基于电流的测量来调节用于提供脉冲的电压。对电压的调节可用于控制电流。电流确定由线圈施加到闩锁销的力。
稳态电流电平可由于不受控的电压变化、温度变化等而改变。如果电流改变，则闩锁销致动所需的时间也改变。在这些教导内容中的一些教导内容中，基于一个或多个电流测量来选择确定响应的间隔。选择与电流相关的间隔允许间隔集中在电流响应对闩锁销位置或移动最敏感的周期上。
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1是根据本教导内容的电磁闩锁组件的横截面视图，其中闩锁销处于非接合位置。
图2是图1的视图，但其中闩锁销处于接合位置。
图3是根据本教导内容的可与电磁闩锁组件装配的摇臂组件的剖视图。
图4是根据本教导内容的可与电磁闩锁组件装配的另一个摇臂组件的透视图。
图5示出了包括用于向图4的摇臂组件提供电力的结构的气门机构的一部分。
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8是图6的气门机构的电路图。
图9是根据本教导内容的一些方面的方法的流程图。
图10是示出根据本教导内容的方法的两个脉冲和对应电流响应的曲线图。
图11是图10的两个电流响应之间的差的曲线图。
图12是示出图10的两个脉冲和对应电流响应的导数的曲线图。
图13是图12所示的电流响应的导数之间的差的曲线图。
图14是根据本教导内容的一些方面的图10的第一脉冲和对该脉冲的电流响应的曲线图，其标识出该响应的可用作初级响应的一部分和可用作参考响应的另一部分。
图15是示出图14的初级响应和参考响应之间的差的曲线图。
图16是根据本教导内容的一些方面的两个脉冲和对应电流响应的曲线图。
图17是示出图10的电流响应如何根据脉冲电压和响应于第一脉冲而致动的闩锁销的数量而改变的曲线图。
图18是示出在闩锁销致动成功且电路被脉冲的情况下对致动脉冲和若干后续非致动脉冲的电流响应以及根据本教导内容测量的响应的曲线图。
图19是示出对致动脉冲和类似于图18的若干后续非致动脉冲(但是针对闩锁销致动不成功的情况)的电流响应的曲线图。
具体实施方式
图1至图2示出了可应用根据本教导内容的诊断方法的电磁闩锁组件122。电磁闩锁组件122包括电枢131、线圈119和两个永磁体120。电枢131具有顺磁芯112和铁磁套管123。闩锁销118附接到电枢131。线圈119是可缠绕线轴114并且容纳在低矫顽磁力铁磁壳体116内的导线线圈。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，并提供用于为线圈119供电的端子。永磁体120被布置有对立的极性并且被环121分开，该环可由铁磁材料制成。
图1示出了电磁闩锁组件122，其中电枢131回缩并且闩锁销118处于第一位置，该第一位置可以是非闩锁位置。图2示出了电磁闩锁组件122，其中电枢131延伸并且闩锁销118处于第二位置，该第二位置可被描述为闩锁位置。永磁体120通过可由环121和壳体116完成的套管123和磁路对电枢131进行操作。随着电枢131在第一位置和第二位置之间移动闩锁销118，来自永磁体120的通量所采用的磁路移位。磁路中的移位允许相同的两个永磁体120将闩锁销118的位置稳定地保持在第一位置和第二位置两者。
线圈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，线圈119可操作为使电枢131从第一位置平移到第二位置。一旦电枢131处于第二位置，永磁体120将在切断对线圈119的供电之后稳定地将电枢131保持在第二位置。以与第一方向相反的第二方向上的电流通电，线圈119可操作为使电枢131从第二位置平移回到第一位置。一旦电枢131处于第一位置，永磁体120将在再次切断对线圈119的供电之后稳定地将电枢131保持在第一位置。
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122可安装在这些摇臂组件106中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122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可被安装到摇臂组件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处于闩锁位置，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处于非闩锁位置，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。
两个或更多个电磁闩锁组件122B可构成电磁闩锁系统。各自操作不同闩锁销118的两个或更多个线圈119可被布置在单个电路中。例如，两个闩锁销118可与两个摇臂组件106相关联，该摇臂组件致动与单个发动机汽缸相关联的两个进气门或两个排气门。
图8提供了电路200的示意图，该电路可用于根据磁场的期望极性以任一方向上的DC电流驱动两个线圈119，并且使用根据本教导内容的方法提供诊断信息。虽然在电路200中线圈119并联连接，但它们可另选地串联连接。电路200被示出为具有两个线圈119，但可仅具有单个线圈119或多于两个线圈119。电路200可包括电流传感器205和H桥217。H桥217可包括通过信号211A和211B控制的开关213A-213D。闪回二极管207防止对开关213A-213D的损坏。信号211A闭合开关213A和213C，从而允许来自电压源201的电流沿第一方向通过线圈119流到地203。信号211B闭合开关213B和213D，从而允许来自电压源203的电流沿与第一方向相反的第二方向通过线圈119流到地201。信号211A和211B可以由控制器(未示出)提供。传感器205可与控制器通信。传感器205可以是任何合适类型的电流传感器。传感器205可以包括分流电阻器209和跨分流电阻器209连接的电压测量装置215。传感器205也可以是霍尔效应传感器等。
电源201的电压可以像许多车辆电气系统中的电压一样变化。在这些教导内容中的一些教导内容中，电源201通过变压器连接到车辆电气系统，该变压器提供比车辆电气系统的操作电压更高的电压。在这些教导内容中的一些教导内容中，电源201的电压由控制器调节。
图9提供了根据本教导内容的一些方面的方法300的流程图。方法300向电路(诸如电路200)施加两个脉冲，但根据本教导内容的一些方法仅需要一个脉冲。方法300开始于动作303，对电路进行脉冲。脉冲可由控制器启动。在这些教导内容中的一些教导内容中，响应于切换闩锁销118的命令而启动脉冲。在这些教导内容中的一些教导内容中，响应于查询闩锁销118的位置的命令而启动脉冲。在这些教导内容中的一些教导内容中，查询闩锁销位置的命令紧接着致动闩锁销118的尝试。
在具有凸轮107并且其中脉冲旨在切换闩锁销118的系统中，用以致动闩锁销118的脉冲可在凸轮107脱离升程时或略微更早启动。在致动闩锁销118的脉冲的开始和闩锁销118的移动的开始之间可以经过一定周期。在这些教导内容中的一些教导内容中，脉冲在凸轮107脱离升程之前启动，以确保闩锁销118在凸轮107的下一次升程之前完成致动。另一方面，在这些教导内容中的一些教导内容中，脉冲的持续时间不足以致动任何闩锁销118。足够的持续时间取决于许多因素。在一些示例中，足够的持续时间在2毫秒至10毫秒的范围内，例如8毫秒。在这些教导内容中的一些教导内容中，在尝试致动闩锁销118的一个凸轮循环内查询闩锁销位置。
动作305是测量电路中由脉冲产生的电流。测量可确定初级响应，并且可在整个脉冲周期或脉冲周期的一些部分内进行。可以间隔地进行测量。在这些教导内容中的一些教导内容中，间隔介于0.01毫秒和1毫秒之间。在这些教导内容中的一些教导内容中，间隔介于0.2毫秒和0.4毫秒之间。在这些教导内容中的一些教导内容中，在每个间隔内进行多次测量以产生例如3个或更多个数据点。在这些教导内容中的一些教导内容中，电流数据是在脉冲开始后的固定间隔(例如，脉冲开始后0.3毫秒)进行的单次测量。在这些教导内容中的一些教导内容中，间隔是定时的，使得一个或多个闩锁销118将处于运动中，前提条件是脉冲对于致动闩锁销118中的一个或多个闩锁销是有效的。移动一个或多个闩锁销118的电流响应与不移动一个或多个闩锁销118的电流响应之间的差在这样的采样时间处可能最明显。
动作307是允许电路中的由动作303的脉冲产生的电流衰减。随着脉冲周期的增加，电路中的电流可接近稳态。在脉冲结束后，电路中的电流在一定周期内衰减。在这些教导内容中的一些教导内容中，允许电路中的电流衰减到其稳态值的5％或更小。在这些教导内容中的一些教导内容中，允许电路中的电流衰减到其稳态值的1％或更小。在这些教导内容中的一些教导内容中，允许电路中的电流衰减，直到不再能够测量该电流。在这些教导内容中的一些教导内容中，允许衰减的时间介于致动闩锁销118所需的脉冲周期的5％和50％之间。在这些教导内容中的一些教导内容中，允许衰减的时间介于0.1毫秒和10毫秒之间，例如3毫秒。
动作309是再次对电路进行脉冲。第二脉冲可与第一脉冲一样长。然而，在这些教导内容中的一些教导内容中，第二脉冲短于第一脉冲。在这些教导内容中的一些教导内容中，第二脉冲是第一脉冲的持续时间的三分之二或更少。在这些教导内容中的一些教导内容中，第二脉冲是第一脉冲的持续时间的一半或更少。在这些教导内容中的一些教导内容中，假如脉冲具有正确的极性，则第一脉冲具有足以移动闩锁销118的长度，而第二脉冲具有不足的长度。在这些教导内容中的一些教导内容中，第二脉冲具有第一脉冲的开始与电路中电流的第一测量之间的间隔的长度。在这些教导内容中的一些教导内容中，第二脉冲具有与第一脉冲相同的极性。
在一些另选实施方案中，第一脉冲和第二脉冲均为非致动脉冲。在这些另选教导内容中，第二脉冲具有与第一脉冲相反的极性。在这些教导内容中的一些教导内容中，第一脉冲被预先确定为具有错误的极性以致动任何闩锁销118。在那些示例中，第二脉冲可以是致动脉冲。
动作310是测量电路中由第二脉冲产生的电流。测量可确定参考响应。测量可在整个脉冲周期内，或者在第二脉冲的周期的仅一部分内进行。测量可以以与用于动作305的一次或多次测量的间隔相对应的间隔进行。
在这些教导内容中的一些教导内容中，第二脉冲在凸轮107继续升程之前完成。在一些实施方案中，可以设想到，第二脉冲将无意中引起闩锁销118中的一个或多个闩锁销。在凸轮107返回升程之前完成第二脉冲使此时闩锁销118被部分致动的任何机会最小化。
动作311是允许电路中的电流如在动作307中那样衰减以准备提供第三脉冲的任选动作。动作312是提供第三脉冲的任选动作。在这些教导内容中的一些教导内容中，第三脉冲是类似于第二脉冲，但具有与第二脉冲相反的极性的非致动脉冲。动作313对由第三脉冲产生的电流进行一次或多次测量。
对由脉冲产生的电流的测量通常包括在脉冲周期期间进行的测量。在这些教导内容中的一些教导内容中，测量包括在脉冲结束后的衰减周期期间进行的测量。如果在脉冲结束时闩锁销118的位置与闩锁销被脉冲偏置到的位置匹配，则脉冲的衰减将比闩锁销118处于相对位置的情况更快。该差异可归因于铁磁材料内的极性与由线圈119产生的磁场的对准或未对准。
动作315是将初级响应与一个或多个参考响应进行比较以提供诊断信息。在这些教导内容中的一些教导内容中，诊断信息涉及电路200中由第一脉冲致动的闩锁销118的数量。在这些教导内容中的一些教导内容中，诊断信息涉及闩锁销118在电路200中的位置。在这些教导内容中的一些教导内容中，电路200包含通过电枢131耦合到闩锁销118的仅一个线圈119。在这些教导内容中的一些教导内容中，电路200包含两个线圈119，其中每个线圈耦合到不同的闩锁销118。本公开的方法也可适用于包括多于两个线圈119的电路200。用于将参考响应与初级响应进行比较以生成诊断信息的一些选项在下文参考图10-图19进行讨论。
动作317是报告诊断信息。在这些教导内容中的一些教导内容中，诊断信息被报告给基于该信息控制发动机100的控制器。控制响应可包括例如调节燃料喷射或火花点火定时。另一个控制响应可以是发起可能以较高电压致动闩锁销118的第二次尝试。在这些教导内容中的一些教导内容中，通过将诊断代码记录在存储器系统中来报告诊断信息。稍后该诊断代码可由技工或自动化系统读取。在这些教导内容中的一些教导内容中，诊断信息被报告给操作者。例如，可通过图标或警示灯形式的视觉显示器将问题报告给驾驶员。在这些教导内容中的一些教导内容中，诊断信息被无线地报告给远程服务器。
图10是示出向电路诸如电路200中的两个线圈119施加均具有相同极性的两个电压脉冲1001和1003的效果的曲线图1000。第一脉冲1001的长度为8毫秒，并且第二脉冲1003的长度为5毫秒。脉冲1001和1003之间的3毫秒的周期允许电路中的电流衰减。图10示出了当脉冲1001致动两个闩锁销118时由该脉冲产生的电流响应1011。电流响应1011可用作初级响应。电流响应1013由脉冲1003产生，并且可用作参考响应。闩锁销118中没有一者响应于脉冲1003而移动。
电流响应1011包括与闩锁销118的运动相关的下降1015。电流响应1011与参考响应1013之间的另一个差异在于电流响应1011更缓慢地上升。较慢的上升是由于较高的电感。第三差异在于电流响应1011比电流响应1013花费更长的时间达到稳态。电流响应1013花费约1.5毫秒来达到稳态。电流响应1011花费约3.5毫秒来达到稳态。
图11绘制了电流响应1013和电流响应1011之间的算术差1101。算术差是差的度量。差的其他度量包括差的绝对值和差的平方。随着时间推移求和，算术差例如为约510mA·ms。如果移动仅一个闩锁销118，则总和将至多为约一半，如曲线1103所表示的。如果两个闩锁销118都不移动，则总和将为约零，如曲线1105所表示的。可将电流响应1013与电流响应1011之间的差的积分(和)与预先确定的阈值进行比较，以确定最可能产生初级响应的场景。预先确定的阈值可从查找表获得。另选地，预先确定的阈值可从相同电路或类似电路的一个或多个最近获得的结果获得，以确定最可能产生初级响应的场景。
图12是示出两个电压脉冲1001和1003以及电流响应的导数的曲线图1200。曲线1211是图10的电流响应1011的差分，并且曲线1213是电流响应1013的差分。图13绘制了曲线1213和曲线1211之间的差1301。仅在脉冲1001和1003开始之后1.5毫秒开始的周期内示出差1301。从脉冲启动开始的周期的差分可非常大并且可具有低信噪比。
差1301是电流响应1013和电流响应1011的差分的差的度量。差分的其他度量是差分的绝对值和差分的平方。脉冲1001和1003开始后，在1.5毫秒至4.75毫秒的时间间隔内求和，差分的绝对值为约1069A。如果移动仅一个闩锁销118，则总和将至多为约一半。如果两个闩锁销118都不移动，则总和将为约零。可将总和与预先确定的阈值进行比较，以确定最可能产生初级响应的场景。即使每个数据集具有仅一个数据点，利用总和的方法也可以是有效的。
图14是电压脉冲1001和响应曲线1011的曲线图1400，其标识出可被认为是初级响应的第一部分1401和可被认为是参考响应的第二部分1403。第二部分1403对应于诊断间隔1407，该诊断间隔是响应曲线1011处于稳态而与响应于脉冲1001致动的闩锁销118的数量无关的间隔。第一部分1401对应于主间隔1405，该主间隔是这样的间隔，在该间隔内，当且仅当两个闩锁销118都不被脉冲1001致动时，响应将接近稳态。
图15是在两个闩锁销118移动的情况下，第二部分1403与第一部分1401之间的差1501的曲线图1500。曲线1501下的面积在闩锁销118中的仅一个闩锁销移动的情况下将至多为大约一半，并且在两个闩锁销都不移动的情况下将为大约零。如在其他示例中那样，可使用差或差分差的任何合适的度量，并且可将度量值与预先确定的值进行比较以确定诊断结果。可预期电流在诊断间隔期间保持恒定。在这些教导内容中的一些教导内容中，使用诊断间隔内的电流的变化来估计测量中的噪声。噪声的估计值可用于确定初级响应和参考响应之间的差是否具有统计意义上的显著性。
图16是曲线图1600，示出了根据本教导内容中的一些教导内容向电路诸如电路200施加两个电压脉冲1601和1603的效果以及对应的电流响应。第一脉冲1601和第二脉冲1603均是与用于致动的电压脉冲相比短的非致动脉冲。例如，与8毫秒致动脉冲相比，非致动脉冲可为0.2毫秒。脉冲1601和1603之间的0.8毫秒的周期允许电路200中的电流衰减。第二脉冲1603的极性与第一脉冲1601的极性相反。由第一脉冲产生的峰值电流1611为约1750mA。由第二脉冲产生的峰值电流1613为约-1300mA。较大的峰值指示闩锁销118处于由相同极性的致动脉冲产生的位置。如果两个峰值是相同的大小，则这指示闩锁销118中的一个闩锁销处于第一位置并且另一个闩锁销处于第二位置。
图17为示出图10的响应如何受电压变化影响的曲线图1700。曲线1701、1702和1703是对15V脉冲的响应。曲线1711、1712和1713是对12V脉冲的响应。曲线1721、1722和1723是对9V脉冲的响应。曲线1701、1711和1721是对两个闩锁销都不移动的情况的响应。曲线1702、1712和1722是对两个闩锁销中的一个闩锁销移动的情况的响应。曲线1703、1713和1723是对两个闩锁销118均移动的情况的响应。
随着用于提供脉冲的电压增加，稳态电流增加。施加到闩锁销118的力随着电流而增加。但是如图17所示，随着电流增加，两个闩锁销118均致动、一个闩锁销118致动并且两个闩锁销118都不致动的情况之间的电流响应的差变得不太明显。因此，通过限制用于脉冲的电压来限制电流可有利于提供诊断反馈。例如，可提供变压器，该变压器使由车辆电气系统提供的电压加倍，以提供18V至32V范围内的电压，同时控制器将实际用于脉冲的电压限制为24V。虽然期望将电流增加到某个点以确保施加到闩锁销118的力足以进行致动，但也期望限制电压以保存诊断信息。
最佳电压也取决于温度。对于给定电压，温度越高，电流越小。闩锁销致动所需的电压在较低温度下较小。期望在较低温度下比在较高温度下更大程度地限制电压，以便增加根据本教导内容的诊断确定的可靠性。
图17所示的曲线中的下降的位置指示闩锁销118在电流为高时更快地致动。出于该原因，可能期望相对于电流来调节用于初级响应和参考响应的采样间隔。在这些教导内容中的一些教导内容中，基于电压和温度进行调节。在这些教导内容中的其他教导内容中，使用电路中电流的测量来确定间隔。
图18和图19示出了根据本教导内容的一些方面的示例，其中致动脉冲1801之后是一系列非致动脉冲1803、1805、1807和1809。脉冲1803和1807具有与致动脉冲1801相同的极性。脉冲1805和1808具有相反的极性。图18提供了闩锁销118的致动成功的示例。图19提供了致动不成功的示例，如闩锁销118被卡住的情况。
脉冲1801的长度为8毫秒，而非致动脉冲的长度为0.3毫秒。在每个脉冲开始之后0.3毫秒测量电流一次。该定时对应于非致动脉冲的结束。这些测量提供了图18中的数据点1811、1813、1815、1817和1819以及图19中的数据点1911、1913、1915、1917和1919。还在每个非致动脉冲结束后0.3毫秒测量电流一次。这些测量提供了图18中的数据点1821、1823、1825和1829以及图19中的数据点1921、1923、1925和1929。
脉冲号 第一(1801) 第二(1803) 第三(1805) 第四(1807) 第五(1809)
成功 2.059(1811) 2.545(1813) -1.967(1815) 2.548(1817) -1.947(1819)
不成功 1.906(1911) 1.907(1913) -2.415(1915) 1.903(1917) -2.408(1919)
表1
如表1所示，就成功的致动尝试而言，对应于具有与致动脉冲1801相同极性的非致动脉冲1803和1807的电流测量1813和1817与来自致动脉冲1801的电流测量1811相差超过10％。另一方面，对应于具有与致动脉冲1801相反极性的非致动脉冲1805和1809的电流测量1815和1819具有在电流测量1811的10％内的绝对值。所有这些关系与尝试致动已成功一致。
相比之下，就不成功的致动尝试而言，对应于具有与致动脉冲1801相同极性的非致动脉冲1803和1807的电流测量1913和1917在来自致动脉冲1801的电流测量1911的10％内。另一方面，对应于具有与致动脉冲1801相反极性的非致动脉冲1805和1809的电流测量1915和1919具有与电流测量1911相差超过10％的绝对值。所有这些关系与尝试致动不成功一致。
脉冲号 第二(1803) 第三(1805) 第四(1807) 第五(1809)
成功 0.170(1821) -0.551(1823) 0.182(1825) -0.511(1829)
不成功 0.533(1921) -0.188(1923) 0.522(1925) -0.186(1929)
表2
表2将成功致动之后的非致动脉冲1803、1805、1807、1809的衰减周期的电流测量1821、1823、1825和1829与不成功致动的电流测量1921、1923、1925和1929进行比较。在致动成功的情况下，如果非致动脉冲具有与致动脉冲相同的极性，则衰减电流的绝对值小得多。如果致动不成功，则情况颠倒。这些差可用于查询闩锁销位置或确定闩锁致动的尝试是否成功。
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。

Claims (15)

1.一种为包括一个或多个闩锁销的电磁闩锁系统提供诊断信息的方法，所述方法包括：
向电路提供直流的第一脉冲，所述电路包括一个或多个线圈，所述一个或多个线圈中的每个线圈与电枢电感耦合，所述电枢机械地耦合到所述一个或多个闩锁销中的至少一个闩锁销；
在第一间隔内对所述电路中的电流进行一次或多次测量并且使用所述一次或多次测量来确定第一响应，其中在所述第一间隔内所述电路中的所述电流由所述第一脉冲产生；
向所述电路提供直流的第二脉冲；
在第二间隔内对所述电路中的电流进行一次或多次测量并使用所述一次或多次测量来确定第二响应，其中在第二间隔内所述电路中的所述电流由所述第二脉冲产生；以及
至少部分地基于所述第一响应与所述第二响应之间的比较来提供与所述闩锁销中的所述一个或多个闩锁销的移动或位置相关的诊断信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述第一脉冲被预先确定为能够致动所述一个或多个闩锁销；
所述第二脉冲被预先确定为在持续时间上不足以致动所述一个或多个闩锁销中的任一个闩锁销。
3.根据权利要求2所述的方法，其中：
所述电磁闩锁系统是气门机构的一部分，所述气门机构包括由旋转通过凸轮循环的凸轮致动的切换摇臂；并且
所述第一脉冲和所述第二脉冲发生在所述凸轮的一个循环内。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述第二脉冲跟随所述第一脉冲。
5.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：
向所述电路提供直流的第三脉冲，其中所述第三脉冲被预先确定为在持续时间上不足以致动所述一个或多个闩锁销中的任一个闩锁销，并且具有与所述第二脉冲相反的极性；以及
在第三间隔内对所述电路中的电流进行一次或多次测量并使用所述一次或多次测量来确定第三响应，其中在第三间隔内所述电路中的所述电流由所述第三脉冲产生；
其中与所述闩锁销中的所述一个或多个闩锁销的移动或位置相关的所述诊断信息还基于所述第一响应与所述第三响应之间的比较。
6.根据权利要求5所述的方法，其中：
所述电磁闩锁系统是气门机构的一部分，所述气门机构包括由旋转通过凸轮循环的凸轮致动的切换摇臂；并且
所述第一脉冲、所述第二脉冲和所述第三脉冲发生在所述凸轮的一个循环内。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所述第二脉冲和所述第三脉冲跟随所述第一脉冲。
8.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述一个或多个线圈包括与两个闩锁销相关联的两个线圈；并且
所述诊断信息在由以下组成的三种情况之间进行区分：两个闩锁销都不移动，所述闩锁销中仅有一个闩锁销移动，以及两个闩锁销均移动。
9.根据权利要求1所述的方法，其中用于提供所述第一脉冲的电力由具有可变电压的车辆电气系统提供。
10.根据权利要求1所述的方法，其中允许所述电路中的电流在所述第一脉冲和所述第二脉冲之间衰减。
11.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述电磁闩锁系统是气门机构的一部分，所述气门机构包括由旋转通过凸轮循环的凸轮致动的切换摇臂；并且
所述第二脉冲在所述凸轮处于升程上时发生。
12.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
从具有比所述第一脉冲更高的电压的DC电源为所述第一脉冲提供电力；以及
使用控制器来限制所述第一脉冲的所述电压。
13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括基于温度选择性地限制用于提供所述脉冲的电压。
14.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
用具有第一极性的DC电流对所述电路进行脉冲，以将所述一个或多个闩锁销中的第一闩锁销从第一位置致动到第二位置；以及
用具有与所述第一极性相反的第二极性的DC电流对所述电路进行脉冲，以将所述第一闩锁销从所述第二位置致动回到所述第一位置；
其中所述电磁闩锁系统操作以在所述电路没有电力时将所述第一闩锁销稳定地保持在所述第一位置和所述第二位置中的每一者中。
15.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一脉冲和所述第二脉冲具有相反的极性。
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