(57)【要約】  内燃機関は、シリンダの停止または可変バルブの作動を提供するソレノイドで作動するラッチを備える、カムで作動するロッカーアームアセンブリを含む。ソレノイドは、ラッチ構成および非ラッチ構成の間を平行移動すると、ラッチピンの位置に関連して、インダクタンスが有意に変化する位置にある。センサは、ソレノイドを含む回路の電流または電圧を監視するように位置される。センサのデータは、ロッカーアームアセンブリの動作に関する診断情報を提供するために分析される。【選択図】図６
2018516334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッドと、
前記シリンダヘッドの中に形成される弁座を有する、ポペットバルブと、
カムが取り付けられる、カムシャフトと、
ロッカーアームと、ラッチピンと、前記カムシャフトが回転すると、前記カムを係合するように構成されるカムフォロワとを備える、ロッカーアームアセンブリであって、前記ラッチピンは、第１および第２位置の間で移動可能である、ロッカーアームアセンブリと、
前記ラッチピンが前記第１および第２位置の間で平行移動すると、電気的応答特性のうちの一つを、前記ラッチピンの位置に関連して有意に変化させる構成で取り付けられる、ソレノイドと、
前記ソレノイドを備える回路の中で、電流または電圧を測定するように位置され動作する、センサと、
前記ロッカーアームアセンブリの前記状態に関する診断情報を取得するために、前記センサからのデータを分析するようにプログラムされた、プロセッサと、を備え、
前記第１および第２ラッチピン位置の一方は、前記ロッカーアームアセンブリが、第１バルブリフトプロファイルを生成するために、前記カムシャフトの回転に応じて前記ポペットバルブを作動させるように動作する構成を提供し、
前記第１および第２ラッチピン位置の他方は、前記ロッカーアームアセンブリが、前記第１バルブリフトプロファイルとは別の、第２バルブリフトプロファイルを生成するために、前記カムシャフトの回転に応じて前記ポペットバルブを作動させるように動作するか、または前記ポペットバルブが停止するかの構成を提供する、内燃機関。
【請求項２】
前記機関は、前記ラッチピンが前記第１位置にあるときと、前記ラッチピンが前記第２位置にあるときとにおいて、前記ソレノイドから独立した位置安定性を前記ラッチピンに提供し、
前記ラッチピンが前記第１位置にあるとき、第１磁気回路は、前記ソレノイドからの磁場も、いかなる外部ソースもない場合に、第１永久磁石からの磁束の前記一次経路となるように動作し、
前記ラッチピンが前記第２位置にあるとき、前記第１磁気回路と異なる第２磁気回路は、前記ソレノイドからの磁場も、いかなる外部ソースもない場合に、前記第１永久磁石からの磁束の前記一次経路となるように動作し、
前記第１永久磁石は、前記ラッチピンが前記第１位置にあるときと、前記ラッチピンが前記第２位置にあるときとの両方で、前記ラッチピンの前記位置安定性に寄与する、請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記ソレノイドは前記ロッカーアームに取り付けられる、請求項１に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記ロッカーアームは、油圧作動のラッチを格納するように設計されたことを示す構造を有する、請求項３に記載の内燃機関。
【請求項５】
前記ロッカーアームから離れて取り付けられた、コイルをさらに備え、
前記ロッカーアームは、前記ロッカーアームアセンブリの前記構造によって、前記ロッカーアームに提供される動作範囲を有し、
前記コイルは、前記ロッカーアームの動作範囲の少なくとも一部分にわたり、前記コイルが、前記ロッカーアーム上にあり、前記ソレノイドを備える前記回路の中にある別のコイルと、有意に誘導結合する位置にあり、
前記誘導結合は、前記ロッカーアームが動作範囲にわたって移動すると、有意な程度まで変化し、
前記ソレノイドを備える前記回路は、前記ロッカーアームアセンブリから離れて取り付けられた部品をさらに備える、請求項３に記載の内燃機関。
【請求項６】
前記ソレノイドに追加され、前記ソレノイドを備える前記回路の中にある、前記ロッカーアームに取り付けられる、第２コイルをさらに備え、
前記第２コイルは、前記ロッカーアームの動作範囲の少なくとも一部分にわたり、前記ロッカーアームから離れて取り付けられる前記コイルと、有意に誘導結合する、請求項５に記載の内燃機関。
【請求項７】
前記ロッカーアームから離れて取り付けられる前記コイルは、直列または並列に接続される、複数のコイルのうちの一つであり、各々が、別のロッカーアームアセンブリに取り付けられた、別のコイルと有意に誘導結合する、請求項５に記載の内燃機関。
【請求項８】
前記ロッカーアームに取り付けられたコイル、および前記ソレノイドを備える前記回路に電流を誘導するように、前記ロッカーアームの動作範囲にわたる移動に連動して、永久磁石の場が動作する位置に取り付けられる位置に、前記ロッカーアームから離れて取り付けられる、前記永久磁石をさらに備える、請求項３に記載の内燃機関。
【請求項９】
シリンダヘッドと、
前記シリンダヘッドの中に形成される弁座を有する、ポペットバルブと、
カムが取り付けられる、カムシャフトと、
ロッカーアームと、ラッチピンと、前記カムシャフトが回転すると、前記カムを係合するように構成されるカムフォロワとを備える、ロッカーアームアセンブリと、
前記ロッカーアーム内の磁場を変更するように動作し、それによって、前記ラッチピンを第１位置および第２位置の間で平行移動させる構成で取り付けられる、ソレノイドと、
前記ソレノイドを備える回路の中で、電流または電圧を測定するように位置され動作する、センサと、
前記ロッカーアームアセンブリの前記状態に関する診断情報を取得するために、前記センサからのデータを分析するようにプログラムされた、プロセッサと、を備え、
前記第１および第２ラッチピン位置の一方は、前記ロッカーアームアセンブリが、第１バルブリフトプロファイルを生成するために、前記カムシャフトの回転に応じて前記ポペットバルブを作動させるように動作する構成を提供し、
前記第１および第２ラッチピン位置の他方は、前記ロッカーアームアセンブリが、前記第１バルブリフトプロファイルとは別の、第２バルブリフトプロファイルを生成するために、前記カムシャフトの回転に応じて前記ポペットバルブを作動させるように動作するか、または前記ポペットバルブが停止するかの構成を提供する、内燃機関。
【請求項１０】
シリンダヘッドと、
前記シリンダヘッドの中に形成される弁座を有する、ポペットバルブと、
カムが取り付けられる、カムシャフトと、
ロッカーアームと、ラッチピンと、前記カムシャフトが回転すると、前記カムを係合するように構成されるカムフォロワとを備える、ロッカーアームアセンブリと、
前記ラッチピンが前記第１および第２位置の間で平行移動すると、電気的応答特性のうちの一つを、前記ラッチピンの位置に関連して有意に変化させる構成で取り付けられる、ソレノイドと、
前記ロッカーアームから離れて取り付けられた、コイルと、
前記ロッカーアームから離れて取り付けられた前記コイルを備える回路の中で、電流または電圧を測定するように位置され動作する、センサと、
前記ロッカーアームアセンブリの前記動作に関する診断情報を取得するために、前記センサからのデータを分析するようにプログラムされた、プロセッサと、を備え、
前記ロッカーアームは、前記ロッカーアームアセンブリの前記構造によって、前記ロッカーアームに提供される動作範囲を有し、
前記コイルは、前記ロッカーアームの動作範囲の少なくとも一部分にわたり、前記コイルが、前記ロッカーアーム上にあり、前記ソレノイドを備える前記回路の中にある別のコイルと、有意に誘導結合する位置にあり、
前記誘導結合は、前記ロッカーアームが動作範囲にわたって移動すると、有意な程度まで変化し、
前記第１および第２ラッチピン位置の一方は、前記ロッカーアームアセンブリが、第１バルブリフトプロファイルを生成するために、前記カムシャフトの回転に応じて前記ポペットバルブを作動させるように動作する構成を提供し、
前記第１および第２ラッチピン位置の他方は、前記ロッカーアームアセンブリが、前記第１バルブリフトプロファイルとは別の、第２バルブリフトプロファイルを生成するために、前記カムシャフトの回転に応じて前記ポペットバルブを作動させるように動作するか、または前記ポペットバルブが停止するかの構成を提供する、内燃機関。
【請求項１１】
前記ロッカーアームから離れて取り付けられた、前記コイルを駆動させるステップと、
前記ロッカーアームから離れて取り付けられた、前記コイルを駆動させ、それによって、前記ソレノイドを備える前記回路に電流を誘導することに起因して、電流または電圧に対して前記ソレノイドを備える前記回路を監視するステップと、
前記ロッカーアームアセンブリの動作に関する診断情報を取得するために、前記電流または電圧を分析するように、前記プロセッサを使用するステップと、
前記診断情報を報告するステップと、を含む、請求項５または７に記載の内燃機関を動作させる方法。
【請求項１２】
前記ラッチピンを作動させるように、前記ソレノイドをＤＣ電圧で駆動させるステップをさらに含み、
前記ロッカーアームから離れて取り付けられた前記コイルを駆動させるステップは、前記ロッカーアームから離れて取り付けられた前記コイルにわたって、ＡＣ電流を駆動させるステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ソレノイドを備える前記回路の電流または電圧に関するデータを収集するステップと、
前記ロッカーアームアセンブリの前記状態に関する診断情報を取得するために、前記データを分析するように前記プロセッサを使用するステップと、
前記診断情報を報告するステップと、を含む、請求項１から９のいずれか一つに記載の内燃機関を動作させる方法。
【請求項１４】
前記ラッチピンを作動させるには不十分な電圧または持続時間のパルスで、前記回路を変調するステップをさらに含み、
前記データは、前記パルスによって誘導される電流または電圧に関する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記ソレノイドを備える前記回路を駆動することによって、前記ラッチピンを繰り返し作動させるステップをさらに含み、
前記データ収集は、前記回路が駆動されている前記期間以外に行われ、
前記診断情報は、重大な変化が起こったかに関する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記ソレノイドを電圧源に接続することによって、前記第１位置および前記第２位置の間で前記ラッチピンを作動させるように試みるステップと、
前記ソレノイドを前記電圧源から切り離すステップと、をさらに含み、
前記データ収集が、前記回路を前記電圧源から切り離す前記ステップのあとすぐに行われ、
前記データを分析することによって取得される前記診断情報は、前記回路を前記電圧源から切り離す前記ステップのあと、前記ラッチピンが前記第２位置に残存したかに関する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記ソレノイドを備える前記回路を駆動することによって、前記ラッチピンを前記第１位置から前記第２位置へと作動させるように試みるステップをさらに含み、
前記データを分析するステップは、前記データが、残留磁気、または前記ラッチピンを前記第２位置に引き込むばねの力によって引き起こされる影響を示すかを判定するステップを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記ソレノイドを備える前記回路を駆動することによって、前記ラッチピンを作動させるように試みるステップをさらに含み、
前記データは、前記回路の前記駆動によって誘導される電流または電圧に関する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
前記データを分析することによって取得される前記診断情報は、前記試みが成功したかに関する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記データは、前記回路の電流に関し、
前記データを分析するステップは、前記電流の大きさが増加していた第１期間の後の第２期間の間に、前記電流の大きさが減少したかを判定するステップを含む、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本教示はバルブトレインに関し、特に可変バルブリフト（ＶＶＬ）またはシリンダ停止（ＣＤＡ）を提供するバルブトレインに関する。
【背景技術】
【０００２】
スイッチングローラーフィンガーフォロワ（ＳＲＦＦ）などのいくつかのロッカーアームアセンブリは、ラッチを使用して、可変バルブリフト（ＶＶＬ）またはシリンダ停止（ＣＤＡ）を実行する。これらのラッチが意図した通りに動作しているかを報告する、診断システム提供への切実なニーズが長年にわたり存在している。しかし、そのデータを提供する実用的なシステムは、実現が困難であった。
【発明の概要】
【０００３】
本教示は、シリンダヘッドと、シリンダヘッドの中に形成される弁座を有するポペットバルブと、カムが取り付けられるカムシャフトと、ロッカーアームアセンブリとを有する内燃機関に関する。ロッカーアームアセンブリは、ロッカーアームと、ラッチピンと、カムシャフトが回転すると、カムを係合するように構成されるカムフォロワとを含む。ラッチピンは、ロッカーアームアセンブリのラッチ構成およびラッチ解除構成に対応する、第１および第２位置を有する。第１および第２ラッチピン位置の一方は、ロッカーアームアセンブリが、第１バルブリフトプロファイルを生成するために、カムシャフトの回転に応じてポペットバルブを作動させるように動作する構成を提供する。第１および第２ラッチピン位置の他方は、ロッカーアームアセンブリが、第１バルブリフトプロファイルとは別の、第２バルブリフトプロファイルを生成するために、カムシャフトの回転に応じてポペットバルブを作動させるように動作するか、またはポペットバルブが停止するかの構成を提供する。
【０００４】
本教示のいくつかの態様では、機関はさらに、ソレノイド、センサ、およびプロセッサを含む。ソレノイドは、第１位置および第２位置の間でラッチピンを磁気で作動させるように動作する。これらの教示のいくつかでは、ソレノイドは、ラッチを作動させる、ロッカーアームアセンブリ内の磁場を変更するように動作する。ソレノイドは、ラッチピンが第１および第２位置の間で平行移動すると、インダクタンスなどの電気的応答特性のうちの一つを、有意に変化させる構成で取り付けられる。センサは、ソレノイドを備える回路の中で、電流または電圧を測定するように位置され動作する。プロセッサは、ロッカーアームアセンブリの動作に関する診断情報を取得するために、センサからのデータを分析するようにプログラムされる。センサおよびプロセッサは、ロッカーアームアセンブリから離れて取り付けられてもよい。
【０００５】
これらの教示のいくつかでは、電気的応答特性は、ラッチピンが第１または第２位置のどちらにあるかによって決まる。電気的応答特性を問い合わせて、ラッチピンの位置を判定するために、ソレノイド回路を変調して、応答を測定してもよい。これらの教示のいくつかでは、ラッチピンが第１および第２位置の間で平行移動すると、電気的応答特性が複雑に変化する。ラッチピンが第１または第２位置のどちらかにあるときに、電気的応答特性が同一の場合でも、そのような変化が発生してもよい。ソレノイドを備える回路の電流または電圧の経時変動は、ラッチピンを作動させる試みの間監視され、ラッチピンが平行移動すると、電気的応答特性が変化すると予想される様式と一致するかを判定するために、データが分析されてもよい。データがその変動と一致しない場合、ラッチピンを作動させる試みが成功しなかったことを示す場合がある。
【０００６】
これらの教示のいくつかでは、ソレノイドはロッカーアームに取り付けられる。ソレノイドをロッカーアームに取り付けることで、ラッチピンに近接してソレノイドが置かれる場合があり、それによりラッチアセンブリをコンパクトにできる。ロッカーアームアセンブリは、他の可動部に近接して常に往復移動している。ロッカーアームに取り付けられるソレノイドへと走るワイヤは、引っかかったり、接触したり、または疲労したりしやすく、その結果として、ショートする場合がある。これらの教示のいくつかでは、ソレノイドに電力を供給する電気的接続は、ばねによってなされる。ばねは、電流をソレノイドに運んでもよく、または電流を運ぶ導体を支持してもよい。
【０００７】
これらの教示のいくつかでは、機関は、ソレノイドから独立し、第１位置および第２位置の両方でラッチピン位置を安定させる、位置安定性をラッチピンに提供する。単一の永久磁石は、ラッチピンが第１位置にあるときと、ラッチピンが第２位置にあるときとの両方で、ラッチピンの位置安定性に寄与してもよい。ラッチピンが第１位置にあるとき、機関は、磁石からの磁束の一次経路として動作する、第１磁気回路を形成してもよい。ラッチピンが第２位置にあるとき、機関は、第１磁気回路と異なり、永久磁石からの磁束の一次経路として動作する、第２磁気回路を形成してもよい。この種のラッチは、磁束切換原理で動作してもよく、これによって、ラッチアセンブリがコンパクトで効率的となることを可能にする。この種のラッチでは、ソレノイドの電気的応答特性は、ラッチ構成およびラッチ解除構成の両方に対して、同一であってもよく、または非常に類似していてもよい。
【０００８】
これらの教示のいくつかでは、コイルは、ロッカーアームの動作範囲の少なくとも一部分にわたり、コイルが、ロッカーアーム上にあり、ソレノイドを備える回路の中にある別のコイルと、有意に誘導結合する位置に、ロッカーアームから離れて取り付けられる。ソレノイドを備える回路の中のコイルは、ソレノイド自体であってもよいが、これらの教示のいくつかでは、ロッカーアームに取り付けられた別個のコイルである。別個のコイルは、ソレノイドと直列または並列に接続されてもよい。これらの教示のいくつかでは、ロッカーアームから離れて取り付けられたコイルを備える回路が駆動され、その結果、ソレノイドを備える回路で誘導される電流または電圧の経時変動が、ロッカーアームから離れて取り付けられたコイルとの誘導結合の範囲を判定し、それによって、ロッカーアームアセンブリの動作に関する診断情報を取得するように、監視し分析される。ソレノイドは、ラッチピンを作動させるために、ＤＣ電流で駆動されてもよい一方、これらの教示のいくつかでは、ロッカーアームから離れて取り付けられたコイルは、ロッカーアーム位置を診断するために、ＡＣ電流で駆動される。これらの教示のいくつかでは、誘導結合するコイルの一方または両方が、プリント回路基板によって提供される。これらの教示のいくつかでは、誘導結合するコイルの一方または両方が空芯を有し、それは磁心がないことを意味する。これらの特性は、バルブカバーの下方にある利用可能な限られた空間に取り付けるのに好適な、非常にコンパクトな設計に寄与する場合がある。これらの教示のいくつかでは、ロッカーアームから離れて取り付けられたコイルは、ロッカーアームの端部およびシリンダヘッドの間の狭い間隙内に設置される。狭い間隙は５ｍｍ以下であってもよい。
【０００９】
これらの教示のいくつかでは、ロッカーアームから離れて取り付けられたコイルは、直列または並列に接続される、そのような複数のコイルのうちの一つであり、各々が、別のロッカーアームアセンブリに取り付けられた、別のコイルと有意に誘導結合する。ロッカーアームから離れて取り付けられたコイルを備える回路は、複数のロッカーアームアセンブリ上のロッカーアームの位置を同時に問い合わせるように駆動されてもよい。
【００１０】
いくつかの代替となる教示では、誘導結合するコイルの役割が逆転する。すなわち、ソレノイドを備える回路がＡＣ電流で駆動され、ロッカーアームから離れて取り付けられたコイルを備える回路内の誘導電流が、感知され分析される。別の代替となる教示では、永久磁石は、ロッカーアームから離れるものの、動作範囲にわたって移動するロッカーアームと連動して、ロッカーに取り付けられたコイルに電流を誘導するのに、ロッカーアームに充分近接して取り付けられる。誘導電流は、ロッカーアームアセンブリの動作に関する診断情報を取得するために、検出および分析されてもよい。これらの教示のいくつかでは、永久磁石は、ロッカーアームアセンブリの別のロッカーアームに取り付けられる。これらの教示のいくつかでは、永久磁石はラッシュアジャスタに取り付けられる。これらの教示のいくつかでは、永久磁石はロッカーアームアセンブリから離れて取り付けられる。永久磁石が、ロッカーアームから離れて取り付けられたコイルの代わりに使用される場合があるように、電磁石が、永久磁石の代わりに使用される場合がある。
【００１１】
本教示のいくつかの態様では、機関は、ソレノイドを備える回路の電流または電圧の経時変動を監視することによって動作する。プロセッサは、ロッカーアームアセンブリの動作に関する診断情報を取得するために、経時変動を分析する。診断情報はその後、報告されてもよい。診断情報は、バルブリフトプロファイルに関するか、またはロッカーアームアセンブリが係合構成にあるかに関する場合がある。
【００１２】
これらの教示のいくつかでは、ソレノイドを備える回路は、ラッチピンを作動させるには不充分なパルスで駆動される。分析される経時変動は、そのときパルスによって誘導される経時変動であってもよい。これらの教示のいくつかでは、ソレノイドを備える回路は、ラッチピンを作動させるように駆動されるが、監視される経時変動は、回路が駆動している期間外に起こり、診断情報は重大な変化が起こったかに関する。ラッチピン位置が磁気的に安定化している場合、重大な変化によって、電流をソレノイド回路に誘導してもよい。電流はまた、ロッカーアームが移動する定常磁場によって、ソレノイド回路上に誘導されてもよい。重大な変化は、並外れて急速なロッカーアームの移動を伴い場合があり、それによって、ソレノイド回路に並はずれた大きさの電圧または電流が引き起こされてもよい。これらの教示のいくつかでは、ソレノイド回路は、そのような並外れた電流または電圧に対して監視される。
【００１３】
本教示のいくつかの態様では、電流または電圧データは、ラッチピンを作動させる試みに関連して収集される。データは、作動が成功したかを判定するために分析されてもよい。これらの教示のいくつかでは、データの分析には、インダクタンスなど、ソレノイドの電気的応答特性によって決まるパラメータを有する所定の関数形式が、データに適合し得る期間の特定を含む。データが一定の電気的応答特性と一致する期間が、ラッチピンが移動していない期間であってもよい。これらの教示のいくつかでは、データは、電流の大きさが増加していた早期期間に続き、その後電流の大きさが減少する期間を特定するために分析される。ラッチピンが移動しない場合、データは、指数減衰関数に合わせて、漸近値に対して一様に近い傾向に従うと予想されてもよい。その傾向と一時的に逆転するのは、ラッチピンが動作中の期間であることを示す場合がある。これらの教示のいくつかでは、ソレノイドを備える回路は、第１位置から第２位置へラッチピンを作動させるように駆動され、経時変動の分析は、経時変動が、残留磁気、またはラッチピンを第２位置に引き込むばねの力によって引き起こされる影響を示すかの判定を含む。
【００１４】
これらの教示のいくつかでは、ラッチを作動させる試みと連動して取得される、電圧または電流データは、ソレノイドを備える回路の電気的応答特性が、サンプリング期間に変化したかを判定するために分析される。これらの教示のいくつかでは、電気的応答特性に関するパラメータの第１の値は、サンプリング期間の早期部分に対応するデータより判定される。これらの教示のいくつかでは、そのパラメータ値は、サンプリング期間の開始時に、ラッチピン位置の指標を提供するように使用されてもよい。これらの教示のいくつかでは、電気的応答特性に関するパラメータの第２の値は、定常状態に到達したデータまたは漸近値の前に、サンプリング期間の末期部分に対応するデータより判定される。これらの教示のいくつかでは、第２パラメータ値は、サンプリング期間の終了時に、ラッチピン位置の指標を提供するように使用されてもよい。これらの教示のいくつかでは、第１および第２パラメータ値は、ラッチピン移動が行われたかの指標を提供するために、比較されてもよい。
【００１５】
これらの教示のいくつかでは、ラッチを作動させる試みに関連して取得される電流または電圧データは、ラッチピンの動作が始まった時、およびラッチピンの動作が終了した時を判定するために分析されてもよい。ラッチピンの動作は、ソレノイド回路の変化するインダクタンスを示すデータより判定されてもよい。ラッチピンの動作がないことは、一定のインダクタンスを示すデータより判定されてもよい。一定のインダクタンスを示す電流データは、指数関数に合わせて時間と共に減衰する割合で増加する傾向を示してもよい。動作が開始および終了する時間は、診断情報を提供するために、データのさらなる分析で使用されてもよい。これらの教示のいくつかでは、ラッチピンの動作が開始し終了する間の経過時間によって、診断判定の基準を提供してもよい。これらの教示のいくつかでは、ラッチピンの移動が始まる時間の電流または電圧の大きさによって、ラッチピンが進まないでいるかの指標を提供する。
【００１６】
これらの教示のいくつかでは、電流または電圧データは、ソレノイドを包含する回路の抵抗損失を割り引いた後、ソレノイドによる消費電力を判定するために分析される。消費電力は、電圧がソレノイド回路に印加される時から、ソレノイド電流が漸近値に近づく時までの期間にわたって分析されてもよい。これらの教示のいくつかでは、ラッチの消費電力は、ラッチが移動している可能性がある期間を分析してもよい。ラッチの作動が成功したかは、消費電力より判定されてもよい。これらの教示のいくつかでは、閾値を下回る消費電力は、ラッチピンの作動が成功しなかったことを示す場合がある。
【００１７】
これらの教示のいくつかでは、電圧パルスがソレノイドを備える回路に提供される。パルスは、大きさまたは持続時間が小さすぎて、ラッチピンを作動させられない場合がある。ソレノイドを備える回路からの電流または電圧データは、パルスに対応する期間にわたって集められてもよい。データは、ラッチピン位置によって決まる回路の電気的応答特性に関するパラメータを判定するために分析されてもよく、ラッチピン位置を判定するために使用されてもよい。これらの教示のいくつかでは、第２電圧パルスも提供され、第２パルスに対応する期間にわたって、データが集められる。ラッチを作動させる試みは、第１および第２パルスの間で行われてもよい。事前事後のパラメータ値の比較は、ラッチピンが移動したかを判定するために使用されてもよい。
【００１８】
これらの本教示のいくつかの態様では、ソレノイドを備える回路の電流データは、ソレノイドにおける電流の誘導を検出するために分析される。これらの教示のいくつかでは、ラッチピンは磁性を持つ。ソレノイド回路に印加される電圧を故意に変化させる期間外に発生する、ソレノイド回路の誘導電流は、ラッチピンが予想外の位置に移ったことを示す場合がある。
【００１９】
本発明の概要の主要な目的は、本開示の理解を容易にするために、簡素化された形態で本教示の広い態様を示すことである。本発明の概要は、本教示のすべての態様の包括的記述ではない。本教示のその他の態様は、当業者には図面とともに以下の発明を実施するための形態によって伝わるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本教示のいくつかの態様における、非係合構成にあるロッカーアームアセンブリ、および基礎円上のカムを含む、内燃機関の一部分の横断面側面図である。
【図２】図２は、図１の図であるが、ロッカーアームアセンブリが係合構成にある図を提供する。
【図３】図３は、図２の図であるが、基礎円を外れてカムを立たせた図である。
【図４】図４は、図１の図であるが、基礎円を外れてカムを立たせた図である。
【図５】図５は、本教示のいくつかの態様における回路を図示する。
【図６】図６は、本教示のいくつかの態様における、係合構成にあるロッカーアームアセンブリ、および基礎円上のカムを含む、内燃機関の一部分の横断面側面図である。
【図７】図７は、カムが基礎円を外れている、図６のバルブトレインを図示する。
【図８】図８は、ラッチピンが前進位置にある、本教示のいくつかの態様における、電磁ラッチアセンブリの横断面側面図である。
【図９】図９は、図８と同一の図であるが、ソレノイドによって発生する場合がある磁束を図示する。
【図１０】図１０は、図８の図を提供するが、ラッチピンが後退位置にある。
【図１１】図１１は、本教示のいくつかの態様における回路を図示する。
【図１２】図１２は、本教示のいくつかの態様における、内燃機関を動作させる方法の流れ図である。
【図１３】図１３は、本教示のいくつかの態様におけるコイルを図示する。
【図１４】図１４は、本教示のいくつかの態様における、内燃機関を動作させる方法の流れ図である。
【図１５】図１５は、本教示のいくつかの態様における、内燃機関を動作させる方法の流れ図である。
【図１６】図１６は、本教示のいくつかの態様における、内燃機関を動作させる方法の流れ図である。
【図１７】図１７は、ラッチピンを作動させる試みにおいて、電圧源への回路の接続後の期間にわたる、ソレノイドを備える回路の電流対経時変動の例をプロットする。
【図１８】図１８は、ラッチピンが安定する位置へとラッチピンを作動させる試みにおいて、電圧源への回路接続後の期間中にわたる、ソレノイドを備える回路の電流対経時変動の例をプロットする。
【図１９】図１９は、ラッチピンを作動させる試みにおいて、逆極性を用いた電圧源への回路の接続後の期間にわたる、ソレノイドを備える回路の電流対経時変動の例をプロットする。
【図２０】図２０は、電圧源から回路を切り離した後の、ソレノイドを備える回路の電流対経時変動の例をプロットする。
【図２１】図２１は、本教示のいくつかの態様における、内燃機関を動作させる方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図面において、いくつかの参照符号は数字に続いて文字から成る。以下の本明細書および請求項において、文字を持たない同一の数字から成る参照符号は、同一の数字に続いて文字から成る、図面で使用される、一連のすべての参照符号と同じである。例えば、「内燃機関１１７」は「内燃機関１１７Ａ、１１７Ｂ」と同一である。そのため、内燃機関１１７は、特定の例である内燃機関１１７Ａおよび内燃機関１１７Ｂを含む、総称参照番号である。総称参照番号の対象となる一つの例に、複数の選択肢が提供される場合、それらの選択肢は、総称参照番号の対象となるすべての例との関連で考慮されるべきである。
【００２２】
図１から４は、本教示のいくつかにおける、内燃機関１１７Ａを図示する。図１を参照すると、内燃機関１１７Ａはシリンダヘッド１０３およびバルブトレイン１１５Ａを含む。バルブトレイン１１５Ａは、シリンダヘッド１０３内に弁座１０２を有するポペットバルブ１０６、偏心形カム１２７に取り付けられたカムシャフト１２５、およびロッカーアームアセンブリ１４７Ａを含む。ロッカーアームアセンブリ１４７Ａは、カムフォロワ１１９が取り付けられる内側アーム１１１Ａ、外側アーム１１１Ｂ、および油圧ラッシュアジャスタ１６５を含んでもよい。両方のロッカーアーム１１１が、シリンダヘッド１０３に対して移動できる。カムフォロワ１１９は、ローラフォロワであってもよく、カムシャフト１２５が回転すると、カム１２７を係合するように構成される。ロッカーアームアセンブリ１４７Ａは、バルブ１０６を作動させるために、カム１２７からの力を伝達するように作動する。
【００２３】
電磁ラッチアセンブリ１５０Ａの一部であるソレノイド１３９は、外側アーム１１１Ｂに取り付けられる。電磁ラッチアセンブリ１５０Ａはさらに、ばね１４１およびラッチピン１３３を含んでもよい。ラッチピン１３３は、軟鉄などの低保持性強磁性材から形成されてもよい。あるいは、環状リング１３５などの低保持性強磁性部は、ラッチピン１３３に取り付けられてもよい。ラッチピン１３３は、前進および後退位置の間で平行移動可能である。ばね１４１は、図２に示す、前進位置の中へラッチピン１３３を付勢してもよい。ソレノイド１３９は、低保持性強磁性リング１３５に磁力をかけるように励磁されると動作して、図１に示す後退位置にラッチピン１３３を引き込んでもよい。低保持性強磁性材のシェル１３７は、ソレノイド１３９からの磁束に低磁気抵抗経路を提供するように、ソレノイド１３９の周りに形成され、それによって、ラッチピン１３３にかかる作用の力を増加させてもよい。
【００２４】
ラッチピン１３３の前進位置は、係合位置として記載されてもよく、ロッカーアームアセンブリ１４７Ａに係合構成を提供する。ラッチピン１３３が係合位置にある間に、カム１２７が回転する場合、ラッチピン１３３は、内側アーム１１１Ａのリップ１３１を係合してもよい。カムフォロワ１１９にかかるカム１２７の力は、その後、内側アーム１１１Ａおよび外側アーム１１１Ｂの両方を、油圧ラッシュアジャスタ１６５を介して共に旋回させ、図３に示す通り、バルブ１０６を押さえつけ、バルブばね１０５を圧縮してもよい。したがって、バルブ１０６は、カム１２７の形状によって決定されたバルブリフトプロファイルで、弁座１０２から持ち上げられてもよい。バルブリフトプロファイルは、バルブ１０６が、カムシャフト１２５の角度位置の関数として、弁座１０２から持ち上げられる高さを示す、プロットの形状である。係合構成では、カムシャフト１２５は、カム１２７が基礎円を外れて立ち上がるにつれ、機関１１７の中で作用してもよい。結果として生じるエネルギーの多くは、バルブばね１０５によって吸収され、カム１２７が基礎円の方へと戻ってくるにつれ、カムシャフト１２５に戻ってもよい。
【００２５】
図４は、ラッチピン１３３が非係合位置にある間に、カム１２７が回転する場合の結果を示す。カムフォロワ１１９にかかる下向きの力は、バルブ１０６およびトーションばね１５９の間で分配されてもよい。トーションばね１５９は、非係合構成において、バルブばね１０５は降伏しないが、トーションばね１５９は降伏するように、バルブばね１０５に対して調整されてもよい。トーションばね１５９が曲がるにつれ、内側アーム１１１Ａは下降してもよく、外側アーム１１１Ｂは適所に残存してもよい。結果として、バルブ１０６は、カム１２７が回転しても、弁座１０２上に残存してもよい。非係合構成では、カムシャフト１２５はやはり、カム１２７が基礎円を外れて立ち上がるにつれ、機関１１７の中で作用する。しかしこの場合、エネルギーの大部分は、ロストモーションばねとして作用する、トーションばね１５９によって吸収される。
【００２６】
電磁ラッチアセンブリ１５０Ａには、いかなる好適な方式で電力を供給してもよい。本実施例では、電磁ラッチアセンブリ１５０Ａは、一方の端部がロッカーアーム１１１Ｂに結合し、他方の端部が、カムキャリア１４５など、ロッカーアーム１１１Ｂから離れて取り付けられた構造に結合した、ばね１４３を介して電力が供給される。結合は、絶縁コネクタ１４２および１４４によって行われる。コネクタ１４４は、ワイヤ１４３の一方の端部を、カムキャリア１４５、シリンダヘッド１０３、カムシャフト軸受ジャーナル、またはシリンダヘッド１０３に対して実質的に定常ないかなる他の一部に結合してもよい。ばね１４３は、ロッカーアーム１１１Ｂの動作によって起こる振動を減衰させるように、５００Ｈｚ以上の固有振動数を有してもよい。ばね１４３はコイルまたはリボン状金属であるが、いかなる好適な種類のばねを使用してもよい。電流が、ばね１４３上の導電性の配線、またはばね１４３の全長に沿ってばね１４３に結合するワイヤによって運ばれる場合、ばね１４３を通して電流を運ぶのではなく、さらにばね１４３の振動減衰性を使用してもよい。接地接続は、ばね１４３上の第２ばね、第２ワイヤ、もしくは導電性の配線を使用して、またはロッカーアームアセンブリ１４７Ａの構造によって形成してもよい。
【００２７】
ソレノイド１４３は、図５が例を提供する、回路３００Ａの中で接続されてもよい。回路３００Ａは、ソレノイド１４３、ＤＣ電源３０３、選択的に電源３０３をソレノイド１４３に接続するスイッチ３０５Ｅ、回路３００Ａで電流を測定するように構成されるセンサ３１１、およびフライバックダイオード３０９を含む。ソレノイド１３９以外の部品は、ロッカーアームアセンブリ１４７Ａから離れ、シリンダヘッド１０３に対して定常である位置に取り付けられてもよい。スイッチ３０５Ｅ用の制御信号３０７Ｅは、コントローラ（図示なし）によって提供されてもよい。コントローラは、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）であってもよい。
【００２８】
図６および７は、大部分の点で内燃機関１１７Ａと類似してもよい、内燃機関１１７Ｂを図示する。機関１１７Ｂは、電磁ラッチアセンブリ１５０Ｂ、ならびに近接するが空隙１５２により分けられるコイル１５１および１５５を有する。コイル１５１は、ロッカーアーム１１１Ｂに取り付けられ、ソレノイド１３９と直列に接続される。あるいは、コイル１５１はソレノイド１３９と並列に接続され得る。コイル１５５は、ロッカーアームアセンブリ１４７Ｂから離れて取り付けられ、ブラケット１５３によりシリンダヘッド１０３に付着する。ロッカーアームアセンブリ１４７Ｂは、ラッチピン１３３が図６および７により図示される通りの係合位置にあるとき、ロッカーアーム１１１Ｂに動作範囲を提供する。その動作範囲は、カム１２７が基礎円の上にある図６で図示される非リフト位置から、図７で図示される最大リフト位置の間に及ぶ。コイル１５１および１５５は、その動作範囲にわたって互いに誘導結合してもよいが、その結合範囲および空隙１５２のサイズは、ロッカーアーム１１１Ｂの動作により変化する。
【００２９】
電磁ラッチアセンブリ１５０Ｂは、ソレノイド１３９内に位置された二つの環状永久磁石２０１Ａおよび２０１Ｂを含み、それら磁石は極が対向し、低保持性強磁性リング２０３がそれらの間に存在する。永久磁石は、ソレノイド１３９および外側アーム１１１Ｂに対して強固に取り付けられてもよい。電磁ラッチアセンブリ１５０Ｂは、ラッチピン１３３がソレノイド１３９から独立して安定する、前進および後退位置の両方を提供する点で双安定である。結果として、ラッチ構成またはラッチ解除構成のどちらも、ソレノイド１３９に電力を供給せずに、確実に維持され得る。位置安定性とは、ラッチピン１３３が特定の位置に留まる傾向、および特定の位置に戻る傾向を指す。安定性は、安定位置からのラッチピン１３３のわずかな摂動に対して作用する復元力によって提供される。本教示のいくつかにおいて、安定化力は永久磁石２０１によって提供される。あるいはまたは加えて、一つまたは複数のばねが、位置安定性を提供するように位置してもよい。ばねはまた、安定位置から外れてラッチピン１３３を付勢するのに使用されてもよく、動作速度を上げるのに役立つ場合がある。
【００３０】
図８から１０は、電磁ラッチアセンブリ１５０Ｂの動作を図示する。図８は、ラッチピン１３３が前進位置にある、電磁ラッチアセンブリ１５０Ｂを示す。図１０は、ラッチピン１３３が後退位置にある、電磁ラッチアセンブリ１５０Ｂを示す。図８および１０では、ソレノイド１３９は励磁されない。図９は、ソレノイド１３９が励磁され、ラッチピン１３３を駆動する遷移状態にある、ラッチピン１３３を図示する。
【００３１】
電磁ラッチアセンブリ１５０Ｂは、磁極片として動作し、永久磁石２０１からの磁束用の磁気回路を形成するように位置される、様々な低保持性強磁性要素を含んでもよい。これらには、ソレノイド１３９および環状リング２１１の周りにシェルを形成する複数の片１３７を含む。環状リング２１１は、ラッチピン１３３に取り付けられた低保持性強磁性リング１３５の段差縁に嵌まるように、形作られてもよい。作動中、磁束はこれらの段差縁の一つおよび嵌合リング２１１の間の空隙を横切ってもよく、その場合、段差縁はラッチピン１３３を作動させる磁力を増加させるよう動作してもよい。
【００３２】
図８および１０に示す通り、永久磁石２０１Ａは、前進および後退位置の両方においてラッチピン１３３を安定させる。図８に示す通り、永久磁石２０１Ａからの磁束が通る一次経路を変える可能性がある、ソレノイド１３９または外部ソースからの磁場がない状態で、ラッチピン１３３が前進位置にあるとき、磁気回路２１６Ａは、永久磁石２０１Ａからの磁束の一次経路となるよう動作する。前進位置からラッチピン１３３が摂動する場合、空隙を磁気回路２１６Ａへ導入することになり、その磁気抵抗が増加し得る。そのため、永久磁石２０１Ａによって発生した磁場はそのような摂動に抵抗する。
【００３３】
図１０に示す通り、永久磁石２０１Ａからの磁束が通る一次経路を変える可能性がある、ソレノイド１３９または外部ソースからの磁場がない状態で、ラッチピン１３３が後退位置にあるとき、磁気回路２１４Ｂは、永久磁石２０１Ａからの磁束の一次経路となるよう動作する。後退位置からラッチピン１３３が摂動する場合、空隙を磁気回路２１４Ｂへ導入することになり、その磁気抵抗が増加する。そのため、永久磁石２０１Ａによって発生した磁場は、それらの摂動にも抵抗する。
【００３４】
図８および１０は、永久磁石２０１Ｂも、前進および後退位置の両方において、ラッチピン１３３の位置を安定化させることを示す。前進位置では、永久磁石２０１Ｂからの磁束は、主に回路２１４Ａに追従する。後退位置では、永久磁石２０１Ｂからの磁束は、主に回路２１６Ｂに追従する。
【００３５】
電磁ラッチアセンブリ１５０Ｂは、磁束経路切換機構を介して動作するよう構成されている。図９は、ソレノイド１３９が、ラッチピン１３３を誘導し前進位置から後退位置まで作動させる場合の、この機構を図示する。好適な極性の電圧がソレノイド１３９に印加され、回路２１８に追従する磁束を誘導してもよい。ソレノイド１３９からの磁束は、永久磁石２０１が前進位置でラッチピン１３３を安定させた磁気回路２１４Ａおよび２１６Ａを形成する、低保磁力強磁性要素における磁極性を逆転させてもよい。これにより、磁気回路２１４Ａおよび２１６Ａの抵抗が大幅に増加する。したがって、永久磁石２０１からの磁束は、磁気回路２１４Ａおよび２１６Ａから、磁気回路２１６Ｂおよび２１４Ｂに切り換わるように駆動されてもよい。ラッチピン１３３にかかる正味の磁力で、図１８に示す後退位置までラッチピン１３３を駆動させてもよい。ラッチピン１３３が作動しても、ソレノイド１３９からの磁束が通る磁気回路２１８における全体の空隙は、有意には変化しない場合がある。この特性は、磁束経路切換機構を介した動作性に関連する。
【００３６】
磁気回路２１６Ａおよび２１６Ｂは、永久磁石２０１Ａおよび２０１Ｂそれぞれの磁極間の短磁気回路である。磁気回路２１６は、ラッチピン１３３の低保持性強磁性部分１３５を通るが、ソレノイド１３９のコイル周りは通らない。これらの短磁気回路によって、磁束漏れを減少し、永久磁石２０１がラッチピン１３３に高い保持力を提供できるようにしてもよい。一方、磁気回路２１４は、ソレノイド１３９のコイル周りを通る。これらの磁気回路がソレノイド１３９の外側を回って通ることにより、それらがより短い磁気回路に干渉することを防いでもよい。これらのより長い交互の磁気回路は、永久磁石２０１が、ラッチピン１３３を前進および後退位置の両方において安定させることに寄与でき、ラッチピン１３３が前進または後退位置のどちらにあるかに関わらず、永久磁石２０１の両極性の維持を補助する、低抵抗の磁気回路の存在を保証し得る。
【００３７】
本願で使用される通り、永久磁石は、残留磁気をもつ高保磁力強磁性材である。高保磁力とは、ラッチピン１３３を前進および後退位置の間で切り換えるよう、電磁ラッチアセンブリ１５０Ｂが動作する動作を何百回行っても、永久磁石２０１の極性が変わらないままであることを意味する。高保磁力強磁性材の例には、ＡｌＮｉＣｏおよびＮｄＦｅＢの組成物を含む。
【００３８】
永久磁石２０１が最初に、第１位置でラッチピン１３３を保持してももいが、ラッチピン１３３が第２位置へ向かって前進する間のある時点で、永久磁石２０１はラッチピン１３３を第２位置へ向かって引き寄せ始める。そのため、ラッチピン１３３が前進する間のある時点で、ソレノイド１３９は電源から接続を切り離されてもよく、ラッチピン１３３はそのまま第２位置までの移動を完了する。
【００３９】
電磁ラッチアセンブリ１５０Ａは、図２に示す空隙１４０を形成する。後退位置へラッチピン１３３が移動すると、空隙１４０が減少する傾向があり、それによって、ソレノイド１３９からの磁束が通る経路の磁気抵抗が減少する。結果として、電磁ラッチアセンブリ１５０Ａの中のソレノイド１３９を励磁することで、ソレノイド１３９を通る電流の方向、または結果として生じる磁場の極性に関わらず、ラッチピン１３３を後退位置の方へ移動させる。しかし、電磁ラッチアセンブリ１５０Ｂでは、ラッチピン１３３は、ソレノイド１３９によって発生する磁場の極性に応じて、一方向または別方向のどちらに移動してもよい。
【００４０】
図１１は、磁場に対する所望の極性に応じて、順方向または逆方向のいずれの電流でも、ソレノイド１３９を駆動するように使用してもよい、回路３００Ｂの図面を提供する。回路３００Ｂは、回路３２３と特定されたその部分を除く、図１１のすべてである。回路３００Ｂは、電流センサ３１１、Ｈブリッジ３１７、ソレノイド１３９、およびコイル１５１を含む。コイル１５１は、ソレノイド１３９と直列に接続される。コイル１５１は、回路３２３の中にあるコイル１５５と互いに誘導結合するが、回路３２３はやはり、本開示の目的のために、回路３００Ｂから分かれているとみなす。回路３２３は、ＡＣ電流でコイル１５５を駆動するのに使用されてもよい、発振器３２１を含む。いかなる好適なＡＣ電源が使用されてもよい。これらの教示のいくつかでは、Ｈブリッジ３１７は交流電力を提供するように動作し、別の発振器３２１は必要とされない。
【００４１】
Ｈブリッジ３１７は、信号３０７Ａおよび３０７Ｂによって制御されてもよい。信号３０７Ａは、スイッチ３０５Ａおよび３０５Ｃを閉じて、電圧源３０３から接地３０１への電流が、ソレノイド１３９を通って第１方向に流れることを可能にする。信号３０７Ｂは、スイッチ３０５Ｂおよび３０５Ｄを閉じて、電圧源３０３から接地３０１への電流が、ソレノイド１３９を通って、第１方向の逆となる第２方向に流れることを可能にする。信号３０７Ａおよび３０７Ｂは、コントローラ（図示なし）によって提供されてもよい。
【００４２】
センサ３１１は、分路抵抗器３１３、および分路抵抗器３１３に接続される電圧測定装置３１５を含む、電流センサであってもよい。センサ３１１はあるいは、ホール効果センサ、またはいかなる好適な種類の電流センサであってもよい。電流センサの代わりに、電圧センサが使用されてもよい。本願において提供される例の大部分は、電流の測定について記載しているが、実質的に同等の情報が、適切な電圧測定から取得可能であってもよい。
【００４３】
本教示のいくつかの態様において、電磁ラッチアセンブリ１５０の磁気部品は、外側アーム１１１Ｂの中に形成される、チャンバ１５６内に取り付けられる。チャンバ１５６に格納される磁気部品は、ソレノイド１３９、永久磁石２０１、または両方を含んでもよい。これらの教示のいくつかにおいて、チャンバ１５６は、取り囲んでいるロッカーアームアセンブリ１４７中に分散するオイルの中に存在する場合がある、金属粒子が進入しないように密閉されている。
【００４４】
本教示のいくつかの態様において、チャンバ１５６は油圧室として設計された。チャンバ１５６は、電磁ラッチアセンブリ１５０の複数の一部を格納するように適合されてもよかった。これらの教示のいくつかにおいて、ロッカーアームアセンブリ１４７は、油圧作動のラッチと共に使用するために生産されたロッカーアーム１１１を利用して作られる。これらの教示のいくつかにおいて、電動ラッチアセンブリ１５０は油圧ラッチに代えて取り付けられている。チャンバ１５６は油圧室であるが、油圧システムに機能連結される必要はない。油圧経路１５８はチャンバ１５６に接続されてもよい。油圧経路１５８は、チャンバ１５６の密閉を補助するように塞がれてもよい。これらの教示のいくつかでは、油圧経路１５８は、油圧ラッシュアジャスタ１６５の中に形成された、油圧経路１６０と結合する。
【００４５】
本教示のいくつかの態様において、油圧ラッシュアジャスタ１６５は元々、油圧ラッチングのロッカーアームアセンブリと使用するように設計されていてもよい。したがって、第２供給ポート１６６は、油圧ラッシュアジャスタ１６５の中に形成され、油圧ラッシュアジャスタ１６５の中でリザーバチャンバ１６７と連通してもよい。シリンダヘッド１０３は、オイルを第２供給ポート１６１へ供給する用意をまったく含まなくてもよい。リザーバチャンバ１６７は、シリンダヘッド１０３の油圧作動油の、いかなる実質的な流れから分離されてもよい。リザーバチャンバ１６７、およびそれと連通する油圧経路は、機関１１７の中では本質的に非機能であってもよい。
【００４６】
図１２は、本教示のいくつかの態様における、内燃機関１１７Ｂを動作させる方法３８０の流れ図を提供する。方法３８０は、ＡＣ電流でコイル１５５を駆動する、ステップ３８１から開始する。コイル１５５は、コイル１５５の一群のうちの一つであってもよく、各々が異なるロッカーアームアセンブリ１４７Ｂと関連する。コイル１５５は、直列または並列で接続されてもよく、それによって、すべてが同時に駆動されてもよい。ステップ３８１では、誘導結合によって、回路３００Ｂに電流を誘導してもよい。誘導結合にはコイル１５１を用いてもよい。あるいは、結合にソレノイド１３９を用いてもよく、その場合コイル１５１は随意である。
【００４７】
ステップ３８３では、ステップ３８１で回路３００Ｂに誘導された、電流または電圧に関するデータを取得するために、センサ３１１を使用する。ステップ３８５では、ロッカーアームアセンブリ１４７Ｂの動作についての情報を取得するために、データを分析する。ステップ３８７は、その分析結果の報告である。図６および７に示す通り、コイル１５１および１５５間の空隙１５２は、ロッカーアーム１１１Ｂの動作範囲にわたる移動に関連して変化する。空隙１５２はその動作範囲にわたり、２倍以上、およびいくつかの場合には４倍以上に増加してもよい。コイル１５１および１５５間の誘導結合の度合いは、空隙１５２のサイズに強く関連して変化する。したがって、回路３００Ｂに誘導される電流または電圧の大きさは、ロッカーアーム１１１Ｂの位置を示してもよい。いくつかの代替となる教示では、ロッカーアーム位置データより導出する場合がある、診断情報を提供するように、回路３００Ｂが駆動され、コイル１５５を備える回路の電流または電圧が監視および分析される。内燃機関１１７Ｂ、回路３００Ｂ、および方法３８０が、それに応じて修正されてもよい。
【００４８】
方法３８０は、いかなる好適なスケジューリングで適用されてもよい。これらの教示のいくつかでは、コイル１５５をＡＣ電流で駆動しても、ラッチピン１３３の位置または作動に影響はなく、その場合、診断回路３１１が継続して駆動されてもよい。これらの教示のいくつかでは、ラッチピン１３３が作動している期間と期間との間には、方法３１１が適用される。これらの教示のいくつかでは、方法３８０は、ラッチピン１３３を作動させるのに必要な期間より相当に短い期間で実行することが可能で、方法３１１には、ラッチピン１３３の作動を駆動するように、コイル１３９への電圧の印加を挿入してもよい。これらの教示のいくつかでは、方法３８０は、カム１２７が基礎円から外れたときのみ適用される。
【００４９】
コイル１５１および１５５は、図６および７に図示するより小さくてもよい。これらの教示のいくつかでは、これらのコイルの一方または両方は、図１３に示すコイル２５０などの構造を有する。コイル２５０は、プリント回路基板（ＰＣＢ）２５１上の導電性の配線２５３によって形成される。コイル２５０は空芯を有してもよい。コイル２５０は、例えば正方形（図示の通り）、円形、六角形、または八角形の、いかなる好適な渦巻き模様を有してもよい。相互インダクタンスは、両方のコイルが正方形模様を使用する場合、最も高くなってもよい。通常の設計は、外径１０ｍｍ、トレース幅０．５ｍｍ、巻き間隔０．２５ｍｍ、巻き数１０であってもよい。より大きなコイルの外径、より多くの巻き数、および／または強磁性コアを使用することで、相互インダクタンスを増加してもよい。シリンダヘッド１０３およびロッカーアーム１１１Ｂ間の距離１５４（図６参照）は、４ｍｍ以下であってもよい。ＰＣＢ２５１上にコイル１５１および１５５を提供することで、コイル１５１および１５５間を１ｍｍ以下の最小間隔に維持しながら、両方がその領域内に適合できる。
【００５０】
図１４は、本教示のいくつかの態様における、内燃機関１１７を動作させる方法４００の流れ図を提供する。方法４００は、ラッチピン１３３を作動させる試みにおいて、ソレノイド１３９に電圧を印加する、ステップ４０１から開始する。ソレノイド１３９への電圧の印加は、スイッチ３０５を閉じる制御信号３０７の発生を含んでもよい。ステップ４０１の直前の期間に、ソレノイド１３９を通る電流は存在しなくてもよい。ステップ４０１の後に、電流がソレノイド１３９を流れ始めてもよい。
【００５１】
ステップ４０３では、ソレノイド１３９を備える回路３００における電流または電圧の経時変動に関するデータを取得するために、センサ３１１を監視する。データは、ステップ４０１の直後の短期間に取得されてもよく、測定される電流または電圧は、ステップ４０１に起因してもよい。回路３０１で電流が必要とされる時間の観点では、印加電圧の変更後、おおよその定常状態値に到達したと、すぐに解釈されてもよい。短期間とは、ラッチピン１３９を作動させるために必要な時間のおおよその長さであってもよい。ラッチピン１３９の作動は、約５０ミリ秒未満で、通常は約１５ミリ秒以内で完了されてもよい。
【００５２】
ステップ４０５はデータの分析である。好適なプログラミングを備えるコントローラ（図示なし）が、分析を実行してもよい。ステップ４０７は分析結果の報告である。報告は、警告灯の点灯など、信号の送信であってもよい。これらの教示のいくつかでは、報告４０７は、データ記憶装置への診断コードの記録を含む。診断コードは後に、技術者によって読み取られてもよい。
【００５３】
図１５は、本教示のいくつかの態様において、内燃機関１１７を動作させる方法４２０の流れ図を提供する。方法４２０は、ソレノイド１３９を駆動するのに使用されていた電圧源からソレノイド１３９を切り離す、ステップ４２１から開始する。したがって、方法４２０は、ソレノイド１３９が励磁状態にあるときに適用されてもよい。これらの教示のいくつかでは、ステップ４２１は、ラッチピン１３３を作動させる試みであってもよい。これは、ラッチ構成およびラッチ解除構成の一つを維持するために、ソレノイド１３９に依存する内燃機関１１７Ａに、方法４２１を適用するときに起きてもよい。これらの教示のうちいくつかの他の教示では、ステップ４２１は、ソレノイド１３９でエネルギーが全く必要とされないとき、ラッチピン１３３の作動の次に来てもよい。これは、ステップ４２１が、ラッチピン１３３が前進および後退位置の両方で安定する、内燃機関１１７Ａに適用されるときに起こってもよい。ステップ４２１は、一つまたは複数のスイッチ３０５の開放を含んでもよい。
【００５４】
ステップ４２３では、ステップ４２１の直後の期間に、回路３００の電流または電圧を監視する。電流または電圧は、ソレノイド１３９および接地３０１の間の経路で監視されてもよい。ステップ４２５はデータの監視であり、ステップ４２７はその分析結果の報告である。これらのステップは、ステップ４０５および４０７に相当する場合がある。
【００５５】
図１６は、本教示のいくつかの態様において、内燃機関１１７を動作させる方法４４０の流れ図を提供する。方法４４０は、ラッチピン１３３を作動させるいかなる試みも行われていない時間に、回路３００の電流または電圧を監視する、ステップ４４１から開始する。これらの教示のいくつかでは、方法４４０は、回路３００が定常状態であると予想される期間にわたって適用されてもよい。これらの教示のいくつかでは、定常状態は、ソレノイド１３９に印加される電圧による、励磁状態である。これらの教示のいくつかでは、定常状態は、電圧がソレノイド１３９に印加されていない接地状態である。
【００５６】
ステップ４４１では、ソレノイド１３９の電流を検出するために、回路３００の電流または電圧を監視する。ラッチピン１３３、またはラッチピン１３３に取り付けられた強磁性部１３５が磁性を持っている間に、ラッチピン１３３が移動する場合、電流はソレノイド１３９に誘導されてもよい。そのような移動が重大な変化である場合がある。重大な変化は、カム１０７が基礎円を外れている間に発生する、ラッチ状態から非ラッチ状態への変化と定義されてもよい。ソレノイド１３９が非励磁状態にある場合、センサ３１１から読み取られる、いずれの有意な電流または電圧が、誘導電流を示してもよい。ソレノイド１３９が励磁状態にある場合、センサ３１１から読み取られる、電流または電圧のいずれの有意な変動が、誘導電流を示してもよい。ステップ４４３は、回路３００の誘導電流が検出されたかの報告である。
【００５７】
これらの教示のいくつかでは、ロッカーアーム１１１Ａに対して定常な位置であり、かつロッカーアーム１１１Ａがその動作範囲にわたって移動するのと連動して、磁場がソレノイド１３９またはコイル１５１に検出可能な電流を誘導するように動作するような位置に、磁場を提供する。磁場は、永久磁石のロッカーアーム１１１Ａから離れて取り付けられるコイル１５５によって、または永久磁石によって発生してもよく、永久磁石はこのために提供される場合がある。方法４４０により取得されるデータはその後、ロッカーアーム１１１Ａの動作に関する診断情報を提供するために分析されてもよい。
【００５８】
図１７から１９は、方法４００を適用するときに観察されてもよい、時間による電流の変動例をプロットする。図１７に示す曲線５０１Ａは、ソレノイド１３９が、機関１１７Ａの中で時間ｔ０から始まる電位Ｖで駆動される場合の、回路３００Ａの電流Ｉの予想される時間による変動例をプロットする。図１８に示す曲線５０１Ｂは、ソレノイド１３９が、機関１１７Ｂにおいて電位Ｖで駆動される場合の、回路３００Ｂの電流の予想される経時変動の例をプロットする。図１９に示す曲線５０１Ｃは、ソレノイド１３９が機関１１７Ｂにおいて電位Ｖで駆動される場合である。
【００５９】
ｔ０からｔ１に及ぶ開始期間ＰＡにわたり、ラッチピン１３３の位置は変化しないままである。期間ＰＡは、ラッチピン１３３にソレノイド１３９がかける磁力が、ラッチピン１３３を開始位置に保持する復元力、およびラッチピン１３３の平行移動に抵抗する摩擦力の合計と等しくなる点まで増大するまで続いてもよい。期間ＰＡの間、電流は曲線５０３Ａ、５０３Ｂ、５０３Ｃの道に沿って増加してもよい。曲線５０３Ａ、５０３Ｂ、５０３Ｃは、回路３００の実効インダクタンスＬが、一定値Ｌ０のままである場合に発生し得る、電流対時間の変動を表す。
【００６０】
曲線５０３Ａ、５０３Ｂ、５０３Ｃは、所定の関数形式に従ってもよい。関数形式は、パラメータを有し、回路３００の部品によって決まってもよい。関数形式は、大きさの単調増加を示してもよい。関数形式は、極限への指数関数的減衰を含んでもよい。極限は、回路３００の抵抗Ｒ、および印加電圧Ｖのみによって決まってもよい。関数形式は、回路３００のインダクタンスによって決まるパラメータを含んでもよい。これらの教示のいくつかでは、形式は以下の通りである。
【００６１】
【数１】
2018516334.tif 000003
【００６２】
式中、Ｌ０は時間ｔ０での回路３００のインダクタンスである。インダクタンスは、ラッチピン１３３の位置で変化すると予想されるが、ラッチピン１３３の位置は期間ＰＡの間は変化しない。
【００６３】
時間ｔ１で、ラッチピン１３３は移動し始める。ラッチピン１３３は、自身が最終位置に到達する時間ｔ２で終了する期間ＰＢにわたり、移動を続けてもよい。ラッチピン１３３の移動によって、回路３００のインダクタンスを変化させる。これは、電流対時間の関係５０１Ａ、５０１Ｂ、５０１Ｃが曲線５０３Ａ、５０３Ｂ、５０３Ｃの関数形式から逸脱することから、明白であってもよい。インダクタンスの変動は、増加または減少の形態をとってもよい。Ｉの漸近値への接近は遅くなってもよい。いくつかの実施例では、電流の大きさが増加する傾向は逆転してもよく、すなわち、電流の大きさは、期間ＰＢの一部分で減少してもよい。
【００６４】
期間ＰＢの後、ラッチピン１３３の位置が新しい位置に固定されたままであってもよい、ｔ２からｔ３に及ぶ期間ＰＣが続く。期間ＰＣの間、電流は曲線５０５Ａ、５０５Ｂ、５０５Ｃの道に沿って増加してもよい。曲線５０５Ａ、５０５Ｂ、５０５Ｃは、曲線５０３Ａ、５０３Ｂ、５０３Ｃと同一の関数形式を有してもよいが、異なるパラメータを伴う。例えば、以下の通り。
【００６５】
【数２】
2018516334.tif 000004
【００６６】
この式は、時定数の
【００６７】
【数３】
2018516334.tif 000005
【００６８】
への変更、およびインダクタンスの
【００６９】
【数４】
2018516334.tif 000006
【００７０】
への変更以外は、方程式（１）と同一である。インダクタンス
【数５】
2018516334.tif 000007
【００７１】
は、ラッチピン１３３の開始位置から最終位置までの変化のため、Ｌ０とは異なってもよい。極限は、曲線５０３Ａ、５０３Ｂ、５０３Ｃが近づく極限と同一であってもよいが、指数関数的減衰率は、回路３００のインダクタンスが変更されたために異なってもよい。
【００７２】
期間ＰＣはｔ３で終了する。ステップ４０３のサンプリング間隔Ｐは、ＰＡ、ＰＢ、およびＰＣを含み、ｔ０からｔ３まで伸びてもよい。時間ｔ３は、いかなる好適な様式で選択されてもよい。一実施例では、ｔ３は、電圧が回路３００に印加される時間からの固定時間である。別の実施例では、ｔ３は、所定の長さであるその前のサンプリング間隔にわたり、所定の量または所定の割合未満変化した、電流Ｉにより決定される。
【００７３】
曲線５０１Ｂは、期間ＰＢの終了に向かう曲線５０１Ａとは、質的差異を有してもよい。曲線５０１Ｂは、最終位置でラッチピン１３３を安定化させるように構成される、ばねまたは磁力から影響を受けてもよい。ラッチピン１３３が最終位置に接近するにつれて、この安定化力は、その最終位置へラッチピン１３３を引き込むように作用する。この力の影響下で、強磁性要素１３５はソレノイド１３９に電流を誘導してもよい。これは、曲線５０１Ｂのさらなる屈曲により明白であってもよい。屈曲は、ラッチピン１３３がその動作範囲の終了に到達するときの、電流の大きさの急速な増加と、続く急激な減少を含んでもよい。
【００７４】
曲線５０１Ｃは、多くの点で曲線５０１Ｂに類似してもよい。しかし、一つの差異は、電流の方向が逆転することである。別の差異は、期間ＰＣ中のインダクタンスが、ＰＡ中のインダクタンスより大きいことであり、その逆もまた同様であるのとは対照的である。第三の差異は、ラッチピン１３３にかかる安定化力のために、期間ＰＢ中の曲線５０１Ｂおよび５０１Ｃの形状において、前進および後退位置の間が対象ではないことであってもよい。
【００７５】
本教示のいくつかの態様では、ソレノイド１３９への駆動電圧は、ラッチピン１３３がその動作範囲の終了に達する前に切り離されてもよい。ソレノイド１３９から独立しているばねの力または磁力が、ラッチピン１３３がその最終位置への移動を完了するのに充分となった後に、駆動電圧が切り離されてもよい。最終位置は、図８に示す通りの前進位置、または図１０に示す通りの後退位置であってもよい。これらの教示のいくつかでは、駆動電圧は所定の時間に切り離される。これらの教示のいくつかでは、駆動電圧は、回路３００Ｂに電流誘導が検出された後に切り離されてもよい。ラッチピン１３３の動作が完了する前に駆動電圧を切り離すことで、ラッチピン１３３の挙動に対する、センサ３１１により取得されたデータの感度を増大し、そのため、診断の判定が容易になってもよい。
【００７６】
本教示のいくつかの態様では、ラッチピン１３３を作動させる試みが行われ、それに続いて、サンプリング間隔Ｐにわたる電流対時間のデータが、試みが成功したかの指標を提供するために分析される。ラッチピン１３３が作動に失敗した場合、電流対時間の変動は、曲線５０３または５０５の形態など、一定のインダクタンスを示す形態を有すると予想されてもよい。データは、これらの曲線の関数形式に対応するかを判定するために分析されてもよく、またはデータは、曲線５０１Ａ、５０１Ｂ、５０１Ｃのうちの一つによって表される形態など、可変インダクタンスの特性を有するかを判定するために分析されてもよい。これらの教示のいくつかでは、データは、より信頼できる診断の判定を提供するために、両方の種類の曲線の関数形式または特性と比較される。
【００７７】
これらの教示のいくつかでは、データは、ラッチピン１３３が作動に失敗した場合に予想される関数形式と一致するかを判定するために分析される。分析は、方程式（１）の関数形式など、所定の関数形式を与えられるデータに対する最良適合を提供する、パラメータの判定を含んでもよい。これらの教示のいくつかでは、ｔ０は、電流Ｖがソレノイド１３９に印加された時間から既知であると見なされてもよい。データに対する最良適合を提供する固定インダクタンスＬ０は、それから決定されてもよい。これらの教示のいくつかでは、ｔ０およびＬ０の両方は、データに対する最良適合を作り出すために判定されてもよい。これらの教示のいくつかでは、作動が成功したかに関する報告は、計算されたパラメータの値に基づいてなされてもよい。
【００７８】
これらの教示のいくつかでは、適合したパラメータを伴う関数形式からのデータの偏差を測定する、誤差関数が計算されてもよく、誤差関数の大きさに基づいて報告が行われてもよい。誤差関数は、電流‐時間データ点（Ｉｉ，ｔｉ）の数字ｎに対して正規化される差異の二乗の合計であってもよい。例えば、誤差関数は以下であってもよい。
【００７９】
【数６】
2018516334.tif 000008
【００８０】
Ｅの値、またはＥと臨界値との比較の結果は、ラッチピン１３３の作動が成功したかの指標を提供するために報告されてもよい。低いＥの値は、ラッチピン１３３が移動していないことを示す場合がある。
【００８１】
これらの教示のいくつかでは、データは、期間ＰＢの間の、またはＰＢに接する曲線５０１Ａ、５０１Ｂ、５０１Ｃによって表される、関数形式または特性を有するかを判定するために分析される。これらの教示のいくつかでは、電流データは、期間Ｐのある部分にわたり、大きさが減少する傾向を表すかを判定するために分析される。そのような傾向の有無が、ラッチピン１３３が移動したかを示してもよい。これらの教示のいくつかでは、電流データは、その二次導関数が、曲線５０１Ａ、５０１Ｂ、５０１Ｃの特性を有するかを判定するために分析される。例えば、二次導関数の大きさが、最大臨界値を超えるか、最小臨界値を下回るか、または記号を変更するかのうちのいずれかによって、ラッチピン１３３の作動が成功したか否かの指標を提供してもよい。
【００８２】
これらの教示のいくつかでは、データの第１部分は、開始インダクタンスＬ０を判定するために分析されてもよく、データの第２部分は、終了インダクタンス
【００８３】
【数７】
2018516334.tif 000009
【００８４】
を判定するために分析されてもよい。これら二つのインダクタンスの比較によって、作動が成功したかの指標を提供してもよい。これらの教示のいくつかでは、比較は、これら二つのインダクタンス値の差を取ることを伴ってもよい。これらの教示のいくつかでは、比較は、これら二つのインダクタンス値の比率を形成することを伴ってもよい。比率は、一定であるか、または温度またはその他要因で比較的弱々しく変化する、所定の閾値との比較を容易にしてもよい。
【００８５】
本教示のいくつかの態様では、データは、ラッチピン１３３が充分な範囲に移動したかを判定するために分析されてもよい。これらの教示のいくつかでは、データは、ラッチピン１３３の動作が始まる時間ｔ１、ラッチピン１３３の動作が終わる時間ｔ２、または両方を判定するために分析されてもよい。例えば、データの第１部分は、曲線５０３Ａ、５０３Ｂ、５０３Ｃを画定する、開始インダクタンスＬ０を判定するために分析されてもよい。曲線５０１Ａ、５０１Ｂ、５０３Ｃが曲線５０３Ａ、５０３Ｂ、５０３Ｃから逸脱する時間がｔ１を提供してもよい。データの第２部分は、曲線５０５Ａ、５０５Ｂ、５０５Ｃを画定する、終了インダクタンス
【００８６】
【数８】
2018516334.tif 000010
【００８７】
を判定するために分析されてもよい。曲線５０１Ａ、５０１Ｂ、５０１Ｃが曲線５０５Ａ、５０５Ｂ、５０５Ｃに合致する時間がｔ２を提供してもよい。ｔ２およびｔ１の差異は期間ＰＢの長さである。期間ＰＢが所定の最小値未満の場合、ラッチピン１３３が充分に移動しなかったようだと報告されてもよい。これらの教示のいくつかでは、ラッチピン１３３が移動したかの判定は、開始インダクタンスＬ０および終了インダクタンス
【００８８】
【数９】
2018516334.tif 000011
【００８９】
の間の比較に基づいてもよい。差異が充分大きくない場合は、ラッチピン１３３が充分に移動しなかったことを示してもよい。その他の例は、期間ＰＢにわたってソレノイド１３９に送達される、エネルギーの計算を含んでもよい。回路３００の抵抗損失を差し引いた後、ソレノイド１３９に送達されるエネルギーが、所定の量よりも少ない場合、ラッチピン１３３が充分に移動しなかったようだと報告されてもよい。
【００９０】
本教示のいくつかの態様では、データは、ラッチピン１３３がラッチピン作動開始時に、予想位置にあったかを判定するために分析される。これは、開始インダクタンスＬ０を計算するために、間隔Ｐの早期部分にわたり取られたデータの分析を含んでもよい。計算値は、予想値と比較してもよい。これらの教示のいくつかでは、予想値は較正に基づいてもよい。これらの教示のいくつかでは、予想値は、ラッチ１３３の前の動作中に取られた測定値より判定されてもよい。これらの教示のいくつかでは、予想値は、指標が付いてもよく、または温度に関数的に依存させてもよい。計算値が合理的に予想値に近くない場合、矛盾が報告されてもよい。
【００９１】
本教示のいくつかの態様では、データは、ラッチピン１３３が意図される最終位置に到達したかを判定するために分析されてもよい。これは、終了インダクタンス
【００９２】
【数１０】
2018516334.tif 000012
【００９３】
を計算するために、間隔Ｐの後期部分にわたり取られたデータの分析を含んでもよい。計算値は、予想値と比較してもよい。計算値が合理的に予想値に近くない場合、矛盾が報告されてもよい。
【００９４】
本教示のいくつかの態様では、データは、ラッチピン１３３が動かないままであるかを判定するために分析されてもよい。図１７の曲線５１５は、ラッチピン１３３が動かないままである場合、予想される時間による電流変動例をプロットする。動かないままであることは、ラッチピン１３３が移動を開始する前に、電流が到達する高い値より判定されてもよい。その値は所定値と比較されてもよい。本願に記載する他の所定値と同様に、所定値は温度に依存する値であってもよい。
【００９５】
図１９に示す曲線５０１Ｃは、電位Ｖが時間ｔ０に回路３００Ｂに印加される場合の、ソレノイド１３９を通る電流Ｉの予想される時間による変動例をプロットする。これは、後退位置から前進位置まで、ラッチピン１３３を作動させる試みであってもよい。初期ＰＡの間、曲線５０１Ｃは、ある値で一定するインダクタンスを、後退位置にあるラッチピン１３３に関連付ける回路３００Ｂを示す、曲線５０５Ｃに続くと予想される。インダクタンスがラッチピン１３３の動作に影響を受ける、期間ＰＢがそれに続いてもよい。インダクタンスは、変化する形状、およびラッチピン１３３の動作の誘導効果に影響を受ける。作動が成功の場合、曲線５０１Ｃが曲線５０３Ｃに従う場合がある、期間ＰＣに到達し、曲線５０３Ｃは、ある値で一定するインダクタンスを、前進位置にあるラッチピン１３３と関連付ける回路３００を示す。図１９にプロットされるケースは、逆方向にソレノイド１３９を通る電流、および最終インダクタンスが、述べているインダクタンス未満であるという点以外は、図１８のケースと類似する。
【００９６】
図２０は、方法４２０を適用するときに観察されてもよい、時間による電流の変動例をプロットする。これらの教示のいくつかでは、ラッチピン１３３は、電圧源３０３からのソレノイド１３９の切り離しに応じて作動するように予想されてもよい。その場合、予想される変動は曲線５０７のものである。これらの教示のいくつかでは、ラッチピン１３３は、ソレノイド１３９が電圧源３０３から切り離されるとき、その時の位置に残存すると予想されてもよい。その場合、予想される変動は曲線５０９のものである。
【００９７】
ソレノイド１３９は励磁している間、有意な量のエネルギーを蓄える磁場を発生させてもよい。そのエネルギーの大部分は、電圧源３０３からソレノイド１３９を切り離した直後の期間に消散してもよい。このエネルギーを消散させる一つの機構は、回路３００に逆極性電流を誘導することである。
【００９８】
時間ｔ４に電圧源３０３からソレノイド１３９を切り離すのに続いて、ラッチピン１３３が移動する場合、曲線５０７などの変動が予想されることがある。ｔ４からｔ５まで伸びる初期ＰＤにわたり、回路３００を通る電流は方向を逆転してもよい。逆極性電流は、ｔ５で最大値に達してもよく、その後、ゼロへの指数関数的減衰を開始する場合がある。減衰は曲線５０９に従う。曲線５０９は、回路３００のインダクタンスによって決まるパラメータを伴う、所定の関数形式に従ってもよい。ラッチピン１３３が移動する場合、回路３００のインダクタンスが変化すると予想される。曲線５０７は、ラッチピン１３３が移動を開始する時間である、時間ｔ６に曲線５０９からそれる。ラッチピン１３３は、ｔ６からｔ７まで伸びる期間ＰＦの間動作していてもよい。期間ＰＦ中、回路３００における電流の大きさは減少傾向を逆転し、期間ＰＢ中の曲線５０１Ａ、５０１Ｂ、５０１Ｃの挙動に類似する増加期間を経てもよい。ｔ７からｔ８のサンプリング間隔の終了時まで伸びる期間ＰＧの間、曲線５０７は、ラッチピン１３３が最終位置にあるとき、回路３００のインダクタンスを反映するパラメータを有する、所定の関数形式に従ってもよい。
【００９９】
これらの教示のいくつかでは、電流または電圧データは、ソレノイド１３９が電圧源３０３から切り離される時間の、ラッチピン１３３の開始位置を判定するために分析される。これらの教示のいくつかでは、位置は、期間ＰＥ中の回路３００のインダクタンスに関するパラメータより判定される。これらの教示のいくつかでは、位置は、サンプリング間隔のすべてまたは一部にわたり測定される、電圧、電流、またはエネルギーの大きさより判定される。ラッチピン１３３が前進位置と比較して後退位置にあるとき、より多くのエネルギーが磁場に蓄えられてもよい。エネルギーは、データを含む積分から推定されてもよい。エネルギーはまた、電圧または電流の最大値が反映されてもよい。
【０１００】
これらの教示のいくつかでは、ばね１４１の力が、後退位置から前進位置へラッチピン１３３を移動すると予想される。ソレノイド１３９が電源から切り離された後の回路３００の電流は、この移動が起こるかを判定するために分析されてもよい。ばね１４１により、ラッチピン１３３を前進位置の方へ駆動する場合、ラッチピン１３３の残留磁気、すなわち、ラッチピン１３３に取り付けられた強磁性部１３５が、ソレノイド１３９に電流を誘導してもよい。ラッチピン１３３が電源から切り離された後、後退位置から前進位置に移動しない場合、逆電流により運ばれるエネルギーは、予想よりも少ない場合がある。データの分析が、予想よりエネルギーが有意に少ないことを示すか、またはそうでなければ、逆電流が予想と一致しないと示すかの場合、その情報は報告されてもよく、ラッチピン１３３が後退位置で動かないと示してもよい。
【０１０１】
これらの教示のいくつかでは、ラッチピン１３３は、二つの安定位置を有し、ソレノイド１３９が電源から切り離された後、後退位置に残存すると予想される。またこの状況では、回路３００Ａの電流が、ラッチピン１３３が移動したかを判定するために分析されてもよい。
【０１０２】
図２１は、本教示のいくつかの他の態様における、方法４６０の流れ図を提供する。方法４６０は、ソレノイド１３９を備える回路３００に、電圧パルスを印加する、ステップ４６１から開始する。電圧パルスは、大きさが小さすぎるか、または持続時間が短すぎるかのため、ラッチピン１３３の位置に影響を与えられないことがある。ステップ４６３では、パルスにより引き起こされる、回路３００の電圧変動の電流に関するデータを取得する。パルスの提供およびデータ収集の期間は、重複してもよい。ステップ４６３は、ステップ４６１と同時に実行されてもよい。これらの教示のいくつかでは、データ収集期間は、パルスを発生させるのに必要な期間よりわずかに一桁大きいにすぎない。
【０１０３】
ステップ４６５から４６９は、後述する随意のステップである。これらの教示のいくつかでは、方法４６０は、データを分析するステップ４７１に直接進む。ステップ４６３で監視される電圧変動の電流は、回路３００のインダクタンスに関するパラメータを有する、所定の関数形式を有する、電流または電圧変動を示してもよい。インダクタンスは、ラッチピン１３３の位置にしたがって変化してもよい。その結果、インダクタンスに関するパラメータ値はデータから評価され、ステップ４７３で報告される場合がある、ラッチピン１３３の位置の指標を提供するように使用されてもよい。パラメータ値の評価は、以前判定された一つまたは複数の値との比較を含んでもよい。以前判定された値は、温度によって決まってもよい。以前判定された値は、ラッチピン１３３の一つの位置、または二つの位置に提供されてもよい。
【０１０４】
ステップ４６３の後、随意にラッチピン１３３を作動させる試みが行われる。これらの教示のいくつかでは、ステップ４６１は、ラッチピン１３３を作動させるコマンドに応じて開始されてもよい。これらの教示のいくつかでは、ステップ４６１は、コマンドを実行する前に完了する許容時間であってもよい。これらの教示のいくつかでは、ステップ４６１は、カム１０７が基礎円を外れている間に実行される。
【０１０５】
ステップ４６７は、回路３００への第２電圧パルスの印加であり、ステップ４６９は、そのパルスにより引き起こされる、回路３００における電圧変動の電流に関するデータの取得である。ステップ４６７および４６９は、ステップ４６５に続いて、ラッチピン１３３の作動が、ステップ開始前に完了できるように時間が決められてもよい。ステップ４６７および４６９は、ステップ４６１および４６３の繰り返しであってもよい。これらの教示のいくつかでは、ラッチピン１３３を作動させるいかなる試みのスケジューリングへの参照なく、繰り返しが時々行われる。
【０１０６】
これらの教示のいくつかでは、ステップ４６７および４６９が採用される場合、ステップ４７１は、回路３００のインダクタンスに関する、一つのパラメータの複数の値の比較を含んでもよく、一方はステップ４６３から取得され、他方はステップ４６９から取得される。値が近い場合、それは、ラッチピン１３３が移動していなかったという指標と取られてもよい。値が充分に異なる場合、それは、ラッチピン１３３が電圧パルスの印加と印加との間に移動したという指標と取られてもよい。
【０１０７】
本教示の別の態様では、圧電装置は、前進位置または後退位置のいずれかにおいて、ラッチピン１３３、およびラッチピン１３３用の止め具の間に置かれる。その後圧電装置からのデータは、ラッチピン１３３が止め具にぶつかるかを判定するために使用されてもよい。
【０１０８】
本教示の別の態様では、ラッチピン１３３が前進位置または後退位置に到達すると閉じる、回路が形成される。回路は、ラッチピン１３３および取り囲んでいる本体の間に、滑り接触部を含んでもよい。ブラシまたはローラーが接触部の中で使用されてもよい。本教示の別の態様では、２組のそのような接触部が、長さのある回路で、ラッチピン１３３が平行移動すると変化する、電位差計を形成するように使用される。その後、回路の抵抗が、ラッチピン位置を判定するように使用されてもよい。
【０１０９】
本開示の部品および特徴は、特定の教示および例について示され、ならびに／または説明されてきた。特定の部品もしくは特徴、またはその部品もしくは特徴の幅広いもしくは狭い形態について、本教示のいくつかの態様またはいくつかの例のみに関して説明した場合があるが、それらの幅広いまたは狭い形態のいずれにおける、すべての部品および特徴は、当業者が論理的と見なすであろう組み合わせの範囲において、他の部品または特徴と組み合わせてもよい。
【図１】
2018516334.tif 000013
【図２】
2018516334.tif 000014
【図３】
2018516334.tif 000015
【図４】
2018516334.tif 000016
【図５】
2018516334.tif 000017
【図６】
2018516334.tif 000018
【図７】
2018516334.tif 000019
【図８】
2018516334.tif 000020
【図９】
2018516334.tif 000021
【図１０】
2018516334.tif 000022
【図１１】
2018516334.tif 000023
【図１２】
2018516334.tif 000024
【図１３】
2018516334.tif 000025
【図１４】
2018516334.tif 000026
【図１５】
2018516334.tif 000027
【図１６】
2018516334.tif 000028
【図１７】
2018516334.tif 000029
【図１８】
2018516334.tif 000030
【図１９】
2018516334.tif 000031
【図２０】
2018516334.tif 000032
【図２１】
2018516334.tif 000033
【手続補正書】
【提出日】平成30年1月29日(2018.1.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッドと、
前記シリンダヘッドの中に形成される弁座を有する、ポペットバルブと、
カムが取り付けられる、カムシャフトと、
ロッカーアームと、ラッチピンと、前記カムシャフトが回転すると、前記カムを係合するように構成されるカムフォロワとを備える、ロッカーアームアセンブリであって、前記ラッチピンは、第１および第２位置の間で移動可能である、ロッカーアームアセンブリと、
前記ラッチピンが前記第１および第２位置の間で平行移動すると、電気的応答特性のうちの一つを、前記ラッチピンの位置に関連して有意に変化させる構成で取り付けられる、ソレノイドと、
前記ソレノイドを備える回路の中で、電流または電圧を測定するように位置され動作する、センサと、
前記ロッカーアームアセンブリの前記状態に関する診断情報を取得するために、前記センサからのデータを分析するようにプログラムされた、プロセッサと、を備え、
前記第１および第２ラッチピン位置の一方は、前記ロッカーアームアセンブリが、第１バルブリフトプロファイルを生成するために、前記カムシャフトの回転に応じて前記ポペットバルブを作動させるように動作する構成を提供し、
前記第１および第２ラッチピン位置の他方は、前記ロッカーアームアセンブリが、前記第１バルブリフトプロファイルとは別の、第２バルブリフトプロファイルを生成するために、前記カムシャフトの回転に応じて前記ポペットバルブを作動させるように動作するか、または前記ポペットバルブが停止するかの構成を提供する、内燃機関。
【請求項２】
前記機関は、前記ラッチピンが前記第１位置にあるときと、前記ラッチピンが前記第２位置にあるときとにおいて、前記ソレノイドから独立した位置安定性を前記ラッチピンに提供し、
前記ラッチピンが前記第１位置にあるとき、第１磁気回路は、前記ソレノイドからの磁場も、いかなる外部ソースもない場合に、第１永久磁石からの磁束の前記一次経路となるように動作し、
前記ラッチピンが前記第２位置にあるとき、前記第１磁気回路と異なる第２磁気回路は、前記ソレノイドからの磁場も、いかなる外部ソースもない場合に、前記第１永久磁石からの磁束の前記一次経路となるように動作し、
前記第１永久磁石は、前記ラッチピンが前記第１位置にあるときと、前記ラッチピンが前記第２位置にあるときとの両方で、前記ラッチピンの前記位置安定性に寄与する、請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記ソレノイドは前記ロッカーアームに取り付けられる、請求項１に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記ロッカーアームとは別の一部に取り付けられる、コイルをさらに備え、
前記ロッカーアームは、前記ロッカーアームアセンブリの前記構造によって、前記ロッカーアームに提供される動作範囲を有し、
前記コイルは、前記ロッカーアームの動作範囲の少なくとも一部分にわたり、前記コイルが、前記ロッカーアーム上にあり、前記ソレノイドを備える前記回路の中にある別のコイルと、有意に誘導結合する位置にあり、
前記誘導結合は、前記ロッカーアームが動作範囲にわたって移動すると、有意な程度まで変化し、
前記ソレノイドを備える前記回路は、前記ロッカーアームアセンブリとは別の、一つまたは複数の一部に取り付けられた部品をさらに備える、請求項３に記載の内燃機関。
【請求項５】
前記ソレノイドに追加され、前記ソレノイドを備える前記回路の中にある、前記ロッカーアームに取り付けられる、第２コイルをさらに備え、
前記第２コイルは、前記ロッカーアームに取り付けられた前記コイルであり、前記ロッカーアームの動作範囲の少なくとも一部分にわたり、前記ロッカーアームとは別の一部に取り付けられる前記コイルと、有意に誘導結合する、請求項４に記載の内燃機関。
【請求項６】
前記ロッカーアームとは別の一部に取り付けられる前記コイルは、直列または並列に接続される、複数のコイルのうちの一つであり、各々が、別のロッカーアームアセンブリに取り付けられた、別のコイルと有意に誘導結合する、請求項４に記載の内燃機関。
【請求項７】
前記ロッカーアームに取り付けられたコイル、および前記ソレノイドを備える前記回路に電流を誘導するように、前記ロッカーアームの動作範囲にわたる移動に連動して、永久磁石の場が動作する位置に、前記ロッカーアームとは別の一部に取り付けられる、前記永久磁石をさらに備える、請求項３に記載の内燃機関。
【請求項８】
シリンダヘッドと、
前記シリンダヘッドの中に形成される弁座を有する、ポペットバルブと、
カムが取り付けられる、カムシャフトと、
ロッカーアームと、ラッチピンと、前記カムシャフトが回転すると、前記カムを係合するように構成されるカムフォロワとを備える、ロッカーアームアセンブリと、
前記ロッカーアーム内の磁場を変更するように動作し、それによって、前記ラッチピンを第１位置および第２位置の間で平行移動させる構成で取り付けられる、ソレノイドと、
前記ソレノイドを備える回路の中で、電流または電圧を測定するように位置され動作する、センサと、
前記ロッカーアームアセンブリの前記状態に関する診断情報を取得するために、前記センサからのデータを分析するようにプログラムされた、プロセッサと、を備え、
前記第１および第２ラッチピン位置の一方は、前記ロッカーアームアセンブリが、第１バルブリフトプロファイルを生成するために、前記カムシャフトの回転に応じて前記ポペットバルブを作動させるように動作する構成を提供し、
前記第１および第２ラッチピン位置の他方は、前記ロッカーアームアセンブリが、前記第１バルブリフトプロファイルとは別の、第２バルブリフトプロファイルを生成するために、前記カムシャフトの回転に応じて前記ポペットバルブを作動させるように動作するか、または前記ポペットバルブが停止するかの構成を提供する、内燃機関。
【請求項９】
シリンダヘッドと、
前記シリンダヘッドの中に形成される弁座を有する、ポペットバルブと、
カムが取り付けられる、カムシャフトと、
ロッカーアームと、ラッチピンと、前記カムシャフトが回転すると、前記カムを係合するように構成されるカムフォロワとを備える、ロッカーアームアセンブリと、
前記ロッカーアーム内の磁場を変更するように動作し、それによって、前記ラッチピンを前記第１および第２位置の間で平行移動させる構成で取り付けられる、ソレノイドと、
前記ロッカーアームとは別の一部に取り付けられる、コイルと、
前記ロッカーアームとは別の一部に取り付けられた前記コイルを備える回路の中で、電流または電圧を測定するように位置され動作する、センサと、
前記ロッカーアームアセンブリの前記動作に関する診断情報を取得するために、前記センサからのデータを分析するようにプログラムされた、プロセッサと、を備え、
前記ロッカーアームは、前記ロッカーアームアセンブリの前記構造によって、前記ロッカーアームに提供される動作範囲を有し、
前記コイルは、前記ロッカーアームの動作範囲の少なくとも一部分にわたり、前記コイルが、前記ロッカーアーム上にあり、前記ソレノイドを備える前記回路の中にある別のコイルと、有意に誘導結合する位置にあり、
前記誘導結合は、前記ロッカーアームが動作範囲にわたって移動すると、有意な程度まで変化し、
前記第１および第２ラッチピン位置の一方は、前記ロッカーアームアセンブリが、第１バルブリフトプロファイルを生成するために、前記カムシャフトの回転に応じて前記ポペットバルブを作動させるように動作する構成を提供し、
前記第１および第２ラッチピン位置の他方は、前記ロッカーアームアセンブリが、前記第１バルブリフトプロファイルとは別の、第２バルブリフトプロファイルを生成するために、前記カムシャフトの回転に応じて前記ポペットバルブを作動させるように動作するか、または前記ポペットバルブが停止するかの構成を提供する、内燃機関。
【請求項１０】
前記ロッカーアームとは別の一部に取り付けられる、前記コイルを駆動させるステップと、
前記ロッカーアームとは別の一部に取り付けられた、前記コイルを駆動させ、それによって、前記ソレノイドを備える前記回路に電流を誘導することに起因して、電流または電圧のために前記ソレノイドを備える前記回路を監視するステップと、
前記ロッカーアームアセンブリの動作に関する診断情報を取得するために、前記電流または電圧を分析するように、前記プロセッサを使用するステップと、
前記診断情報を報告するステップと、を含む、請求項４または６に記載の内燃機関を動作させる方法。
【請求項１１】
前記ラッチピンを作動させるように、前記ソレノイドをＤＣ電圧で駆動させるステップをさらに含み、
前記ロッカーアームとは別の一部に取り付けられた前記コイルを駆動させるステップは、前記ロッカーアームとは別の一部に取り付けられた前記コイルにわたって、ＡＣ電流を駆動させるステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ソレノイドを備える前記回路の電流または電圧に関するデータを収集するステップと、
前記ロッカーアームアセンブリの前記状態に関する診断情報を取得するために、前記データを分析するように前記プロセッサを使用するステップと、
前記診断情報を報告するステップと、を含む、請求項１から８の何れか一つに記載の内燃機関を動作させる方法。
【請求項１３】
前記ラッチピンを作動させるには不十分な電圧または持続時間のパルスで、前記回路を変調するステップをさらに含み、
前記データは、前記パルスによって誘導される電流または電圧に関する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ソレノイドを備える前記回路を駆動することによって、前記ラッチピンを前記第１位置から前記第２位置へと作動させるように試みるステップをさらに含み、
前記データを分析するステップは、前記データが、残留磁気、または前記ラッチピンを前記第２位置に引き込むばねの力によって引き起こされる影響を示すかを判定するステップを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記ソレノイドを備える前記回路を駆動することによって、前記ラッチピンを作動させるように試みるステップをさらに含み、
前記データは、前記回路の前記駆動によって誘導される電流または電圧に関する、請求項１２に記載の方法。
【国際調査報告】
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