KR0180589B1 - 교류 발전기의 전자제어장치 - Google Patents

Abstract

엔진의 부하 및 가속상태에 따라 발전기의 동작을 제어할 수 있는 교류발전기의 전자 제어장치는 벨트를 통해 크랭크축 풀리로부터 전달되는 엔진 구동력에 의해 회전하는 교류발전기와, 교류발전기에 초기 여자전류를 공급하는 밧데리와, 엔진 각부에 설치된 각종 센서로부터 전달되는 입력신호를 바탕으로 교류발전기의 작동상태를 제어하는 제어기와, 제어기의 신호에 따라 교류발전기의 작동상태를 선택적으로 제어하는 전자클러치로 구성된다.

Description

교류발전기의 전자제어장치

본 발명은 차량에서 사용하는 교류발전기의 전자 제어장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔진의 부하 및 가속상태에 따라 발전기의 동작을 제어할 수 있는 교류발전기의 전자 제어장치에 관한 것이다.

자동차에서는 전원으로 밧데리를 사용하고 있으나, 일반적으로 밧데리는 재충전을 하지않고 어느정도 사용하면 서서히 방전되어 결국은 사용할 수 없게된다. 그러므로, 밧데리는 사용할 때마다 충전할 필요가 있으며, 이러한 목적으로 사용하는 장치가 충전장치이다.

통상적으로 차량에서 많이 사용하는 충전장치로는 스테이터와, 로터 및 다이오드등으로 구성된 교류발전기(alternator)가 있으며, 본 발명의 이해를 돕기 위해 첨부된 제3도를 참조하여 종래의 교류발전기의 구조를 설명하기로 한다.

제1도는 통상의 교류발전기의 일부 단면도로, 간략히 도시하기 위해 일부만을 단면 도시하였다. 교류발전기(10)의 대략적인 구성을 보면, 로터(14)와, 스테이터 코어(18) 및 스테이터 코일(17)로 이루어진 스테이터와, 다이오드등으로 이루어져 있다.

로터(14)는 V-벨트에 의해 크랭크축 풀리(도시않음)와 연결되어 회전하는 로터축(12)둘레에 감겨 있는 필드 코일(16)과, 로터축(12)과 일체로 회전하면서 필드코일(16)을 덮고 있는 로터 코어(13)와, 이 로터 코어(13)와 나란히 배치되어 로터축(12)과 일체로 회전하는 슬립링(24)으로 구성된다. 필드코일(16)은 브러시(22)와 슬립링(24)을 통해 들어온 여자전류로 자장을 일으키는 부분이다. 슬립링(24)은 원통 형상의 몸체부(23)와 만곡형상의 플랜지(25)로 구성되며, 밧데리에서 공급되는 초기 여자전류를 브러시(22)를 통해 공급받아 기전력을 발생한다. 스테이터는 스테이터 코어(18)와 스테이터 코일(17)로 구성되어 자기회로를 형성한다. 여기에서 미설명 부호 20번은 폴, 26번은 레귤레이터, 28은 장착용 브라켓이다.

이와 같이 구성된 종래의 교류발전기에서는 엔진의 과부하시나 급가속시에 엔진출력에 큰 영향을 주고, 전기의 사용이 적은 경우에도 동작이 지속되는 한편, 전압이 엔진의 부하에 따라 변화될 우려가 있다.

이러한 종래의 문제점을 감안하여 본 발명의 목적은 엔진의 부하 및 작동 상태에 따라 교류발전기의 동작을 적절히 제어할 수 있는 교류발전기의 전자 제어장치를 제공하는데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 엔진 각부에 설치된 각종 센서로부터 전달되는 입력신호를 바탕으로 상기 교류발전기의 작동상태를 제어하는 제어기를 구비하는 교류발전기의 전자 제어장치에 있어서, 교류발전기의 로터축에 감싸도록 설치되는 전자석 코일과, 상기 로터축에 스플라인 결합되어 회전되며 전자석 코일의 통전시 자화되도록 설치되는 자화철판과, 상기 자화철판과 대향되어 설치되는 클러치판과, 상기 자화철판과 클러치판 사이에 서로 대면하도록 설치되는 마찰패드로 구성되는 것을 특징으로 하는 교류발전기의 전자 제어장치를 제공한다.

제1도는 본 발명에 따른 교류발전기의 전자 제어장치의 계통도.

제2도는 본 발명에서 사용한 전자클러치의 확대 단면도.

제3도는 종래기술의 통상적인 교류발전기의 일부단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 교류발전기 30 : 크랭크축 풀리

32 : 발전기풀리 50 : 전자클러치

60 : 제어기 70 : 밧데리

이하 본 발명의 구성 및 작용효과를 첨부도면과 함께 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명에 따른 교류발전기의 전자 제어장치의 대략적인 계통도이며, 제2도는 본 발명에서 사용한 전자클러치를 상세히 나타내기 위한 확대 단면도이다.

제1도에 도시한 바와같이, 본 발명에 따른 교류발전기의 전자 제어장치는 제3도를 참고로 설명한 통상의 교류발전기(10)와, 이 교류발전기에 초기 여자전류를 공급하는 밧데리(70)와, 엔진 각부에 설치된 각종 센서로부터 전달되는 입력신호를 바탕으로 밧데리의 작동상태를 제어하는 제어기(60)와, 이 제어기(60)의 신호에 따라 교류발전기(10)에 동력을 선택적으로 전달하는 전자클러치(50)로 구성된다. 또한, 엔진의 구동력은 크랭크축 풀리(30)와 발전기 풀리(32)를 연결하는 V-벨트(34)에 의해 전달하여 발전기를 회전시킨다.

제어기(60)에는 차속신호(43), 스로틀 포지션 신호(44), 엔진 회전수(45), 변속 시프트 신호(46), 냉각수온 신호(47), 전기부하신호(48), 발전기의 출력단자(36)에서 전달되는 발전기 출력신호(49) 및 밧데리(70)의 충전신호(42)등이 입력된다. 제어기(60)는 이러한 입력값을 바탕으로 전자클러치 제어신호(48'), 발전기 출력제어단자(38)에 보내는 출력 제어신호(49'), 밧데리 충전램프신호(42'), 고장경고등 신호(41'), 엔진회전수 제어신호(40)을 보내 발전기의 동작을 제어한다. 다시말해서, 엔진 가속시에는 전자클러치(50)를 차단하여 발전기의 회전을 정지시키고, 엔진 출력이 정상으로 되었을 경우에는 전자클러치(50)를 작동시켜 발전기를 구동하게 된다. 또한, 전기 소모량이 감소되어 밧데리(70)가 과충전되어 밧데리(70)의 충전값이 규정값 이상일 때는 전자클러치를 차단함으로써 엔진 부하를 줄이는 한편, 전기사용량이 증가할 때는 엔진의 회전수를 증대시켜 발전량을 크게하여 충분한 량의 전기를 공급하게 된다.

제2도는 앞에서 설명한 클러치의 구조 및 작동상태를 보다 상세히 설명하기 위해 클러치부를 확대 도시한 것이다. 제2도에 확대 도시한 바와같이, 본 발명의 전자 클러치(50)는 로터축(74)을 감싸고 있는 전자석 코일(52)과, 로터축(74)에 회전가능하게 결합되어 전자석 코일(52)의 통전시 자화되는 것으로 마찰패드(53)가 부착된 자화철판(54)과, 이 자화철판(54)과 대향으로 마찰패드(55)가 부착되어 있는 클러치판(56)으로 구성되어 있다. 클러치판(56)은 발전기 풀리축(58)에 스플라인 결합되며, 일단에는 통상의 발전기풀리(32)가 고정된다.

전자 클러치의 작동원리는 다음과 같다. 먼저, 클러치 오프시 로터(72)가 회전해도 전자석 코일(52)에는 제어기(60)로부터 전기신호가 전달되지 않게 되어 전자석 코일(52)은 자화되지 않는다. 그에 따라 자화철판(54)에는 자력이 발생되지 않으며 로터(72)의 회전력은 발전기풀리(2)로 전달되지 않는다. 다음에, 클러치 온시에는 제어기(60)로부터 전자석 코일(52)에 전류가 공급되며 코일은 자성을 띠게되어 자화철판(54)을 자화시킨다. 따라서, 클러치판(56)이 자화철판(54)에 흡인됨과 동시에 마찰패드(53),(55)가 접촉되어 발전기풀리(32)가 구동된다.

이상으로 설명한 교류발전기의 전자 제어장치의 작동원리에 대하여 설명하기로 한다.

먼저, 차량이 정상적으로 주행하는 경우, 제어기(60)는 차량의 각부에 설치된 센서의 신호를 바탕으로 차량의 상태를 판단하여 전기를 많이 사용하거나 밧데리의 충전이 낮은 경우에는 전자클러치(50)에 전기신호를 보내 클러치를 작동시킨다. 그에 따라, 벨트(34)를 통해 전달되는 엔진 구동력은 발전기풀리(32)를 거쳐 전달되어 정상적인 충전작용이 이루지며, 충전된 전기는 밧데리(70)를 충전시킨다.

다음에, 과충전시 또는 전기 사용량이 적은 경우, 제어기(60)는 전자클러치(50)를 차단시켜 엔진 구동력의 전달을 차단하게 된다. 그러므로, 발전기의 회전은 정지됨과 동시에 발전이 중지된다. 만일, 각종 입력신호를 바탕으로 차량이 급가속시나 과부시라고 판단할 경우, 제어기(60)는 정상적으로 주행하는 경우라도 전자클러치(50)를 오프시켜 차량의 가속을 촉진함으로써 연료의 과대한 소모를 방지하게 된다.

이상, 상기의 내용은 바람직한 일 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.

이상으로 설명한 본 발명에 따르면, 엔진의 부하 및 작동 상태에 따라 교류발전기의작동을 적절히 제어함으로써 엔진의 동력손실을 막는 한편, 발전기 및 밧데리의 수명을 연장할 수 있다.

Claims (1)

1. 엔진 각부에 설치된 각종 센서로부터 전달되는 입력신호를 바탕으로 상기 교류발전기의 작동상태를 제어하는 제어기를 구비하는 교류발전기의 전자 제어장치에 있어서, 교류발전기의 로터축에 감싸도록 설치되는 전자석 코일과, 상기 로터축에 스플라인 결합되어 회전되며 전자석 코일의 통전시 자화되도록 설치되는 자화철판과, 상기 자화철판과 대향되어 실치되는 클러치판과, 상기 자화철판과 클러치판 사이에 서로 대면하도록 설치되는 마찰패드로 구성되는 것을 특징으로 하는 교류발전기의 전자 제어장치.