KR100687975B1 - 전력 공급 방법 및 전력 공급 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량 전기 스타터 스위치의 모빌 코어의 구동 코일에 전력을 공급하기 위한 방법에 관한 것으로, 코어가 접촉 위치를 향하여 이동하는 동안 코일내에서 유효 전류로 변경시키는 것과, 코어를 이동하기 위하여 상당히 유효 전류를 갖는 제 1 구동 위상과 그 다음 저효율의 전류를 갖는 제 2 구동 위상의 변위동안에서 채택됨으로써, 특정 또는 사전 결정된 시간 후에 유효 세기가 연속적으로 증가되는 것으로 구성된다.

Description

전력 공급 방법 및 전력 공급 제어 장치{METHOD FOR GRADUALLY DRIVING A MOTOR VEHICLE STARTER SWITCH}
본 발명은 자동차의 스타터(starters)를 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 스타터의 콘택터의 코어(core)를 구동시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
도 1에 도시되는 바와 같이, 통상적으로 자동차의 스타터는 콘택터(2) 및 전기 모터(M)를 포함하고, 모터의 출력축은 피니언(1)을 지지한다. 피니언(1)은 열기관의 스타터 크라운(C)과 맞물려 협동하도록 되어 있다. 이것은 모터(M) 축상에서 스타터 크라운으로부터 분리되는 위치와 스타터 크라운과 맞물리는 위치 사이를 미끄럼 운동한다.
콘택터(2)는 전기 모터(M)에 평행하게 그 위로 연장되고 코일(2a) 및 플런저 코어(2b)를 구비한다.
이것은 가동 콘택트(3)의 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서의 변위에 의해 전기 모터(M)의 전원 장치를 제어하고, 이 콘택트(3)는 플런저 크라운(2b)에 의해서 가압되고, 코일(2a)이 전력 공급될 때 플런저 크라운은 전기 모터(M)에 대해서 축방향으로 이동가능하게 된다.
또한, 콘택터(2)는 피니언(1)의 변위를 제어한다. 이를 위하여 피니언(1)에는 전체적으로 참조부호 "4"로 표시된 기계적인 수단에 의해서 플런저 코어(2b)가 연결된다.
이들 기계적인 수단은 플런저 코어(2b)에 상단부가 부착되고, 피니언(1)을 부품으로 갖는 스타터 헤드에 하단부가 부착되는 포크를 구비한다.
스타터 헤드는 허브와 피니언(1) 사이에 축방향으로 개재된 프리 휠(free wheel)을 구비한다. 허브는 전기 모터(M)의 출력축에 의해서 국부적으로 지지되는 상보적인 외부 나선형 치형부와 결합하는 내부 나선형 스플라인을 갖는다.
포크는 기계적인 수단(4)을 내부에 포함하고 모터(M)와 콘택터(2)를 지지하는 케이싱상의 2개의 단부 사이에서의 피봇운동을 위해 장착된다. 스타터 헤드는 스타터 크라운과 결합하도록 포크에 의해 변위될 때, 피니언(1)과 함께 나선형 동작을 하도록 설치된다.
이것은 플런저 코어(2b)를 이동 상태로 설정하는 이그니션 키(ignition key)에 의한 작용에 이어 코일(2a)에 전력을 공급함으로써, 코일(2a)의 지지부의 단부에 장착된 고정된 코어를 향하여 당겨지게 된다. 이러한 지지부는 코일(2a)을 수납하기 위하여 U자형 단면을 가지며, 따라서 베어링(2c)을 구성하는 베이스를 갖는다. 따라서 코어(2b)는 정지 위치와 고정된 코어상에 장착되는 접촉 위치 사이에서 변위될 수 있도록 정렬되고, 자기 회로의 이러한 폐쇄 위치에는 가동 콘택트(3) 및 전기 회로가 폐소된 후에 도달한다.
또한 기계적인 수단은 코어(2b)를 정지 위치로 복귀시키기 위하여 코어(2b) 주위에 장착된 복귀 스프링과, 가동 콘택트(3)를 그 개방 위치로 복귀시키기 위한 가동 콘택트(3)와 결합된 컷 오프(cut-off) 스프링과, 코어(2b)내에 장착되고 포크를 코어(2b)에 부착시키기 위하여 포크의 상단부에 대해서 선회 핀에 의해 결합된 제 1 로드와 결합되는 스프링(5), 즉 클램핑 스프링을 구비한다. 이러한 스프링(5)은 복귀 스프링보다 더 큰 경도를 갖는다.
따라서 포크는 코어(2b)와 선회 핀 사이에 그 상단부가 개재된다. 코어(2b)의 블라인드 구멍 안에 장착된 제 1 로드는 사전 결정된 경로를 이동한 후에, 가동 콘택트(3)에 고정되고 또한 고정된 코어 내부에서 미끄럼 이동 가능하게 장착된 제 2 로드와 결합된다. 콘택트(3)가 폐쇄되는 위치에서, 이것은 배터리의 양극에 및 전기 모터(M)에 각기 접속된 패드의 형태로 고정 콘택트와 협동함으로써, 전기 모터를 위한 전원 장치를 제공한다.
패드는 절연재로 된 콘택트의 폐쇄 캡에 고정된다.
이들 모든 구성요소는 도 1에 도시되어 있으며 단순화를 위하여 참조부호가 부여되지 않았다.
따라서 피니언(1)은 크라운(C)과 결합하는 것이 가능하다. 즉 가동 콘택트가 폐쇄되기 전에 크라운(C)과 맞물려 결합할 수 있다.
일반적으로, 피니언(1)은 크라운을 통과하기 전에 크라운(C)의 치형부에 축방향으로 기대어 접촉하게 된다.
따라서 기계적인 수단(4)은 특히 플런저 코어(2b)와 피니언(1) 사이에 기계적으로 개재된 스프링(5)을 구비하며, 이것은 플런저 코어(2b)가 계속 이동할 수 있도록 함으로써, 고정된 코어와 접촉하기 전에, 피니언(1)이 크라운과 맞물리지 않는 위치에서 가동 콘택트가 열기관의 크라운의 치형부에 기대어 이동을 방해하더라도, 가동 콘택트가 폐쇄 위치에 놓이는 것을 보장한다.
그럼에도 불구하고, 가동 코어(2b)의 신속한 이동과 기계적인 결합 수단(4)의 탄성을 고려하면, 특히 스프링(5)의 존재로 인하여, 콘택트(3)의 폐쇄와 피니언(1)의 축방향 변위 사이에서 실질적인 위상 차이(dephasing)가 발생할 수도 있다. 특히 저온에서 전기 모터의 회전, 즉 피니언(1)의 회전은 피니언이 크라운을 통과할 시간을 갖기 전에 발생하는 것을 발견할 수 있다. 전기 모터(M)에는 최고 전압이 공급되기 때문에, 피니언(1)의 속도는 매우 빠르게 증가됨으로써 피니언이 크라운내에 맞물리는 것을 방해한다. 그 결과 크라운 및 피니언이 급속히 파괴된다.
프랑스 특허 출원 제 FR-A-2 679 717 호에는, 가변형 펄스 전류를 갖는 콘택터를 공급함으로써 이러한 단점을 완화시키는 것이 제안되었다.
도 2를 참조하면, 이러한 유형의 장치에 있어서, 코일(B)은 콘택터(K) 및 피니언(도시하지 않음)의 전방 변위 모두를 제어한다. 코일(B)은 펄스 폭 조절(pulse width modulation : PWM) 유형의 펄스 모드로 트랜지스터(T)를 통하여 공급된다. 펄스의 사이클 비(cyclic ratio)는 점진적으로 증가하는 코일내에 유효 전류를 얻도록 점진적으로 증가된다. 이러한 목적은 상술한 바와 같이 코어의 이동과 피니언의 이동 사이에서 위상 차이가 발생하는 것을 방지하기 위하여 피니언의 가동 코어가 최소의 자력으로 최소 가속을 가지며 변위를 개시할 수 있도록 하는 것이다.
또한, 이러한 방식은 크라운에 대한 피니언의 충격 속도를 감소하여 크라운내에 전면 마모를 감소시키는데 그 목적이 있다.
그러나, 이것은 작동 위치를 향하여 정지 위치로부터 코어의 격렬한 변위를 방지하지 못한다.
이러한 충격 속도에서 더 감속를 얻기 위하여, 미국 특허 제 US-A-4,418,289 호에 제안된 방식이 있으며, 이것은 특허청구범위 제 1 항의 전제부에서 확인되는 바와 같이, 차량의 전기적인 스타터에 대한 콘택터의 가동 코어를 작동시키기 위하여 코일에 전력을 공급하게 되며, 유효 전류가 접촉 위치를 향하여 코어의 변위동안에 코일에서 변경되는데, 그 변위동안에 아래와 같은 사항이 발생하게 된다.
- 코어를 이동가능하게 설정하기에 충분히 높은 유효 전류에서 제 1 구동 위상이 발생한다.
- 약한 유효 전류를 갖는 제 2 구동 위상이 발생한다.
또한 상기 특허는 접촉 위치를 향하여 코어의 변위동안에 코일의 유효 전류가 변하도록 구성되는 차량 스타터의 가동 콘택트를 구동하기 위하여 코일에 전력 공급을 제어하기 위한 장치가 제안되는데, 이것은 이러한 변위의 경로에서 아래와 같은 사항을 수행하도록 정렬된다.
- 코어를 이동 상태로 설정하도록 충분한 유효 전류에서 제 1 구동 위상을 수행한다.
- 저 유효 전류에서 제 2 구동 위상을 수행한다.
실제로, 제 2 위상 동안에 전기 모터는 이것이 콘택터내에 개재된 상보적인 콘택트 및 상보적인 레지스터를 갖는 상보적인 디스크로 인하여 감속되어 회전하도록 전압을 가하도록 구성된다. 이러한 제 2 위상은 가동 콘택트의 폐쇄에 따라 종료하며, 그 다음 이것은 고정된 콘택트와 협동하여 전기 모터에 최대의 전력으로 전압을 가하게 된다.
이러한 방법은 전체적으로 만족스럽지가 않은데, 그 이유는 콘택터의 구조가 복잡해지기 때문이다.
또한, 이것은 예를 들면 스타터 헤드 및 피니언이 이동하는 것을 방지할 수 있기 때문에 전체적으로 신뢰성이 없다.
발명의 요약
본 발명은 단순하고 저렴한 방식으로 이러한 단점을 극복하기 위한 것이다.
본 발명에 따르면, 상술한 유형의 방법은 제 2 위상 동안에, 가동 코어가 접촉 위치에 있지 않을 때, 사전 결정된 또는 결정된 시간 후에 유효 전류의 연속적인 증가가 시작되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 상술한 유형의 장치는 유효 전류의 연속적인 증가가 제 2 위상 동안에, 사전 결정된 또는 결정된 시간 후에 시작되는 것을 특징으로 한다.
본 발명으로 인하여, 콘택터는 단순한 형태가 되며, 정지 위치에서 작동 위치로의 코어의 격렬한 변위가 방지된다.
이와 관련해서, 제 2 위상의 제 1 시간 주기시에 유효 전류는 프랑스 특허 제 FR-A-2 679 717 호의 방식에서의 개시 전류보다 작게 되는데, 그것은 코어가 이미 해제되었기 때문이다. 따라서, 소음이 감소되고, 이 방법은 신뢰성 있게 된다.
이점에 대하여, 결정된 또는 사전 결정된 시간 후에, 유효 전류의 점진적인 증가는 먼저 클램프 스프링(5)으로 하여금 가압될 수 있도록 하고, 그 다음 콘택터가 이미 폐쇄될 수 없는 우연한 경우에 전기 모터에 전압을 가하기 위하여 콘택터로 하여금 폐쇄될 수 있도록 한다.
따라서, 비정상적인 큰 마찰력이 콘택터내에 발생하는 경우에, 기계적인 수단내에서 또는 전기 모터의 축의 영역내에서, 사전 결정된 또는 결정된 시간 후에 콘택터의 폐쇄가 보장된다.
이러한 경우는 특정 기후적인 조건의 결과로서, 특히 차량이 오랜 시간 동안 정지해 있을 경우에 재밍(jamming)을 야기할 수 있다. 먼지 및 오물이 전기 모터의 포크 및 축 부위에 끼일 수 있고, 따라서 피니언의 변위가 방해될 수 있다.
그럼에도 불구하고 본 발명은 스타터 헤드 및 그 피니언으로 하여금 변위될 수 있다.
또한, 피니언은 전류가 증가하기 전에 또는 전류가 증가한 후에 스타터 크라운과 인접하여 접촉함으로써 가동 콘택트가 폐쇄되어, 전기 모터가 인접한 접촉 위치에서 영(zero)의 속도에서 개시되며, 이것은 피니언이 크라운내로 통과하는 것을 촉진하고 따라서 마모가 감소된다.
따라서 본 발명에 따른 방법은 신뢰성이 있고 특히 마모의 감소로 인하여 스 타터의 유효 수명이 증가될 수 있게 된다.
더욱이, 에너지 소모와 소음이 감소된다. 이 방식은 콘택터가 단일 코일만을 가질 수 있기 때문에 저렴하게 된다.
본 발명은 제 1 위상 동안에 측정을 실시하는 것이 가능하게 된다. 이러한 제 1 위상은 2개의 주기, 즉 유효 전류가 높은 제 1 시간 주기와, 그 뒤에 이어지는 제 2 위상에서의 전류보다 낮은 전류의 제 2 주기로 나눠질 수 있다.
제 2 시간 주기는 최상의 측정 정밀도를 제공하기 위하여 영의 전류에서 수행되는 것이 바람직하다.
따라서 제 1 위상 동안에 배터리내에 전압을 측정하는 것이 가능하다. 이러한 제 1 위상 동안에, 코어는 보다 짧은 경로를 이동한 후에 분리될 수 있고, 이러한 제 1 위상의 제 1 시간 주기 동안의 전류는 해제되는데 필요한 전류에 근접하며, 이러한 위상은 보다 짧은 시간 주기로 수행된다.
그결과, 예를 들면 코어 해제나 콘택터 폐쇄의 실패와 같은 몇가지 문제가 발생하더라도, 본 발명의 경우 유효 전류 세기의 연속적인 증가로 인하여 감소될 것이다.
코어의 제한된 해제는 충격 및 격렬한 변위를 훨씬 더 감소시킬 수 있도록 하며, 에너지 소모를 감소시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 코어는 2배의 성능을 갖게 되는데, 이는 유효 전류 세기가 증가되는 제 2 위상의 제 3 시간 주기 후에, 가동 콘택트로 하여금 전기 모터가 시동되고나서 제 3 위상 동안에 가동 콘택트를 폐쇄상태로 유지할 수 있도록 하기 때문이다.
전기 모터는 피니언이 크라운과 결합한 후에만 회전만 하며, 피니언이 크라운을 보다 용이하게 통과할 수 있고, 또 마모가 감소된다는 것이 이해될 것이다.
제 1 위상에서 코어의 분리 또는 해제의 한계에 있는 것을 가능하게 하며, 그리하여 코어의 이동은 훨씬 더 부드러워지게 된다.
이러한 시간은 가동 콘택트가 폐쇄되지 않는 경우에 발생하는 비정상 값의 함수로서 판정된다.
이러한 시간은 예를 들면 배터리내의 전압 또는 코일의 온도의 함수로서 판정된다.
이러한 시간은 전류의 연속적인 증가는 필요할 때에만 발생하는 방식으로 용이하게 판정된다. 즉 이 시간은 가능한 짧아질 수 있고, 이것은 대부분의 정상 작동 상태를 포함할 것이다.
본 발명의 다른 특징, 목적 및 이점은 첨부 도면을 참조하여 나타낸 다음의 상세한 설명을 통하여 나타날 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 차량 모터 스타터를 나타내는 단면도,
도 2는 종래 기술에 따른 스타터 콘택터용 전력 공급 회로를 나타내는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 콘택터 코일내에 전력 공급 전압의 사이클 비에 대한 시간의 변화를 나타내는 그래프,
도 4는 도 3과 유사한 도면으로 다른 실시예를 부분적으로 나타내는 그래프.
도 1을 참조하면, 플런저 코어(2b)는 밀봉 및 브레이크 성능을 모두 갖는 윤활재에 의해 조절되는 미끄럼 장치의 베어링(2c)내에 배치된다. 따라서 코어(2b)는 가동 코어이다.
정지 위치에 있어서, 코어는 베어링상에 부착력(Fa)을 가하며, 이것은 코어의 이동 상태로의 설정을 방해한다. 코어가 해제되고, 그리하여 이동 상태로 설정되면, 부착력(Fa)은 없어지고, 그 대신 부착력(Fa)보다 대체로 작은 (20 내지 40% 미만 정도의) 마찰력(Ff)이 존재한다.
윤활재의 존재가 이러한 힘들을 제거하지는 못한다. 반대로, 윤활재내의 거밍(gumming) 작용에 의해서, 부착력(Fa)이 마찰력(Ff)보다 크다는 점이 보다 부각된다. 코일(2a)이 부착력(Fa)보다 큰 모터 견인력(Fm)을 가하지 않는 한, 가동 코어(2b)는 정지 위치에 유지된다.
코어(2b)가 이동 상태로 설정되어 있는 동안, 코일(2a)내에서는 유효 전류 세기가 점진적으로 증가된다. 코어가 이동 상태로 설정됨에 따라, 코어의 보유력은 [부착력(Fa)에서 마찰력(Ff)으로] 급격하게 감소하는 한편, 코어가 작동을 개시할 때 견인력(Fm)은 이미 높은 값을 얻게 될 것이다. 따라서, 견인력(Fm)과 마찰력(Ff) 사이의 이러한 차이는, 코어가 이동을 시작하는 순간에, 점진적인 전력 공급이 소망하는 효과를 발생하지 않도록 가동 코어의 급격한 가속을 유도한다.
여기에서는, 코일(2a)용 전력 공급 장치가 사용되며, 그 장치는 도 1에 도시된 것과 유사하게 유지되며, 코일(2a)은 PWM 타입의 최고 전압에서 전압이 가해지게 된다.
그러나, 사이클 비는 사전 결정된 또는 결정된 시간 후에, 도 3에 도시된 관계에 따라서, 코어의 변위 동안에 변화된다.
이러한 그래프에서, 횡좌표는 최초 정지 위치[순간(t0)]로부터 최종 위치[즉, "코어 콜업(call-up) 주기"]까지 코어 변위의 경로에서 연속적인 순간를 나타내며, 그것은 접촉을 보장하는 고정된 코어에 대해서 인접하여 있고, 가동 콘택트(3)는 폐쇄되어 있다.
코어에 대한 콜업 주기는 2개의 주요 위상으로 나뉘어지는데, 주요 위상중 두번째 것은 3개의 하위 위상으로 나뉘어진다. 이하에서는 이들 2개의 주요 위상에 대해 설명한다.
순간(t0)으로부터 순간(t1)까지 진행하는 제 1 위상 동안, 사이클 비(R1)는 100% 또는 이에 근접한 것이 채택된다(사이클 비는 트랜지스터의 전도 시간과 사이클의 지속 시간 사이의 비임). 이러한 위상 동안, 고효율의 전류가 코일(2a)을 통과하게 되며, 코어(2b)는 정지 위치로부터 해제되고 또한 이동 상태로 설정되기에 충분한 견인력(Fm)을 받게 된다. 이러한 위상은 예를 들면 2ms 내지 10ms 정도로 짧아서, 코어를 분리(unstacking)하는 목적으로만 코어상에서 큰 추력을 발생한다.
제 2 위상은 순간(t1)과 순간(t3) 사이를 진행한다. 제 2 위상의 제 1 주기에서, 트랜지스터(T1)는 실질적으로 50%와 동일한 값(R2)을 갖는 사이클 비에 따라서 콘택터를 제어하여, 코어(2b)가 해제된 후에 나머지 마찰력(Ff)을 극복하기에 충분하도록, 코일(2a)내에 유효 전류가 제 1 위상 동안에 얻게 되는 전류와 비교하여 실질적으로 감소된다. 이것은 약 30ms 내지 60ms 동안 지속되는 주기 동안에, 코어(2b)는 콘택터가 지나치게 빠른 속도가 아니라 부드럽게 폐쇄될 때까지 그 변위를 수행한다. 이러한 제 2 위상의 제 1 주기 동안에는, 일반적인 경우에, 시간(t1)과 시간(t2) 사이에 피니언(1)과 스타터 크라운 사이에서 축방향 인접 접촉이 얻어진다.
특히, 마이크로 콘트롤러(10)는 그 입력부중 하나를 통하여 콘택터(2a) 내부에 배치되고 코일(26)에 근접한 온도 센서에 접속되고, 제 2 입력부를 통하여 스타터의 전력 공급 터미널에 접속된다.
마이크로 콘트롤러(10)는 그것의 2개의 입력부에서 콘택터의 온도(T), 코일(2a)의 온도 및 스타터의 입력부에서의 공급 전압(U)을 나타내는 신호를 수신한다.
스타터의 공급 전압은 차량 배터리의 충전 상태의 함수로서, 또한 온도의 함수로서 변할 수 있다. 이와 관련해서, 코일(2a)의 온도는 그것의 저항에 직접적으로 영향을 미친다. 이제, 주어진 사이클 비에 의해 달성된 평균 전류는 스타터의 단자에서 이용가능한 전압, 따라서 배터리 단자를 가로지르는 전압에, 그리고 코일(2a)의 저항에 직접 영향을 받는다.
따라서, 마이크로 콘트롤러(10)는 스타터 공급 전압 및 코일의 온도의 함수로 채용될 사이클 비(R2)와 소망의 유효 전류 강도의 상관관계를 나타내는 테이블이 기록된 메모리를 포함한다. 실제로, 도면부호(R2)는 20℃의 온도에서 0.4 내지 0.6 정도이다.
유효 전류 세기는 실질적으로 제 1 시간 주기 동안에 일정하다.
따라서, 마이크로 콘트롤러(10)는 스타터의 말단에서 공급 전압의 함수로서, 또한 코일의 저항의 함수(그것은 저절로 온도에 따르게 됨)로서 사이클 비(R2)를 자동적으로 채택한다. 전압(U) 및 온도(T)의 측정은 상술한 제 1 위상이 시작되기 전에, 스타터의 작동 순간에 수행되는 것이 바람직하다.
순간(t2)으로부터 순간(t3)까지 진행되는 제 2 위상의 제 2 시간 주기에 있어서, 그리고 본 발명에 따라서, 사전 결정된 시간 후에, 또는 변형예에서는 결정된 시간내에, 마이크로 콘트롤러(10)는 비(R2)로부터 비(R1)에 도달할 때까지, 또는 변형예에서는 비(R1)보다 큰 비에 도달할 때까지 사이클 비의 지속적이고 점진적인 증가를 개시한다. 이러한 시간 간격은 약 20ms 내지 50ms의 지속 시간을 가지며, 유효 전류에서 점진적인 증가에 의해서, 콘택터가 시간(t1)과 시간(t2) 사이에서 폐쇄될 수 없는 사고가 발생한 경우에도 콘택터가 폐쇄되는 것을 보장한다. 이러한 사고는 비정상적인 큰 마찰력이 기계적인 수단(4) 및 모터(M) 축의 영역내에 발생하는 경우에 일어날 수 있다. 이러한 변칙적인 힘은 날씨의 영향, 팽창, 재밍, 먼지의 존재 및 다른 오염물질로 인하여 발생하며, 특히 전기 모터 축의 스플라인 및 포크의 관절부의 영역에서 발생한다.
이러한 제 2 시간 주기 동안에, 스프링(5)은 플런저 코어(2b)가 가동 콘택트(3)를 작용시킬 수 있도록 완전히 가압되어 전기 모터에 전압을 가하고 또 그 축을 회전시킴으로써, 피니언이 크라운내에 삽입되며 그 피니언이 크라운과 맞물리는 것을 보장한다.
시간(t1)과 시간(t2) 사이에 피니언이 크라운(C)과 맞물려서 가동 콘택트가 폐쇄되는 경우에는, 당연히 전류를 지속적으로 증가시킬 필요가 없는데, 이는 본 실시예에 따라서 사전 결정된 시간 주기의 경과 전에 맞물림 결합이 달성되기 때문이다. 90%의 경우에, 정상적인 기능이 수행될 수 있도로 하는 것이 가능한 가장 짧은 시간인 이러한 사전 결정된 시간 이전에 가동 콘택트는 폐쇄된다.
변형예에 있어서, 이러한 시간은 예를 들면 배터리의 전압 또는 코일(2a)의 온도의 함수로서 결정되며, 이 양은 비정상 값을 증가시키는 가동 콘택트의 비폐쇄에 의해 영향을 받는다.
모든 경우에, 도 3에서와 같이 순간(t3)과 순간(t4) 사이에 해당하는 추가적인 시간 주기가 진행될 때, 사이클 비는 약 5ms 내지 30ms에 대해서 R1 또는 그보다 큰 값으로 유지된다. 이러한 고 사이클 비 위상은 가동 콘택트(3)의 폐쇄에 따라 개시하며 [가동 콘택트(3)가 폐쇄되도록] 코어(2b)를 콘택트 위치내에서 유지하며, 큰 인력은 고정된 다른 코어에 의해 통상적으로 규정된 인접부상에서 가동 코어(2b)가 바운드되는 것을 방지하게 된다. 순간(t3)으로부터 순간(t4)까지의 이러한 제 3 시간 주기는, 본 발명의 특징에 따르면, 제어되지 않는 전기 모터(M)에 의한 열기관의 시동으로 인한 전류의 지점을 완화할 수 있도록 충분히 길게 지속된다.
하나의 특징에 따르면, 사이클 비가 증가되는 경우는, 크라운이 피니언과 결합된 후이다.
제 3 시간 주기 후에, 제 3 위상에서 사이클 비(R3)는 가동 콘택트를 폐쇄 위치내에 유지하기 위하여 코일(2a)의 저항을 가로질러 채택된다.
효과적인 전류는 다른 2개의 위상에서보다 이러한 제 3 위상에서 더 작다.
알 수 있는 바와 같이, 그리고 설명으로부터 나타나는 바와 같이, 단일 코일(2a)가 필요하며, 또한 마이크로 콘트롤러는 스타터내의 회로 기판과 같은 지지부상에 장착될 수 있고, 특히 그것은 고정된 콘택트를 지지하는 가동 콘택트(3)와 캡(도 1에 도시하지 않음) 사이에 규정된 공간내에서 코일(2a)에 근접하여 장착될 수 있다.
본 발명에 따르면, 제 1 위상동안에 펄스 폭 조절에 의해서, 특히 제 1 위상의 개시에서, 전류 측정을 하는 것이 가능하고, 따라서 상술한 바와 같이 소정의 사이클 비에 대해 얻어진 평균 전류가 배터리를 가로질러 이용가능한 전압에 직접 영향을 받는다면, 배터리의 전압을 측정하는 것이 가능하다.
마이크로 컴퓨터(10)내에 기록된 디지털 테이블을 사용하며, 제 1 위상의 제 1 시간 주기의 개시 후에 소망하는 사이클 비가 채택된다.
따라서, 도 4에서 제 1 위상은 2개의 주기(t0-t' 및 t'-t'1)로 나뉘어진다.
제 1 시간 주기에서, 사이클 비(R'1)는 100%이다. 제 2 시간 주기에 있어서, 사이클 비는 사이클 비(R2)보다 작게 된다.
바람직하게는, 도 4에서 측정을 더욱 정확하게 하기 위하여, 제 1 위상의 제 2 주기내의 사이클 비는 영이 된다. 실제로, 제 1 위상의 제 1 주기 동안에 유효 전류는 도 3에서의 전류보다 낮지만, 여전히 그것에 근접한 값이다. 따라서 이러한 유효 전류는 사이클 비가 R2인 제 2 위상의 전류보다 더 높게 된다.
제 1 주기의 지속 시간(t')은 지속 시간(t')보다 짧다.
제 2 주기의 지속 시간(t'-t'1)은 제 1 주기의 지속 시간(t')보다 더 길게 된다. 본 실시예에서 이러한 지속 시간은 제 1 주기의 지속 시간의 2배 이상이며, 제 2 위상이 시작되기 전에 우수한 측정이 얻어지도록 할 수 있다.
예를 들면, 시간(t1)이 4ms이면, 시간(t')은 3ms이고, 제 2 시간 주기(t'1-t')의 길이는 7ms이다.
위상(1)의 단부에서의 전류는 도 3에서의 전류보다 약 3A 작다.
도 4에서, 위상(1)에서의 코어의 변위는 도 1에서의 변위의 절반보다 작다.
R'의 비율에 있어서, 시스템은 허브를 분리(unsticking)하기 위한 한계에 가깝다. 도 4에서, 제 2 및 제 3 위상내의 다른 시간 주기는 간략함을 위해서 도시되지 않았다.
따라서 여기서 제안된 장치 및 방법은 가동 코어(2b) 및 피니언(1)의 이동의 진전을 최적화시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 피니언(1)과 구동 크라운의 유효 수명이 증가되는 한편, 크라운에 대한 피니언의 충격에 의해 발생하는 소음이 상당히 감소하게 된다.
처음 2개의 위상 동안에 코어가 해제되지 않더라도, 코어를 해제시킬 수 있다. 전기 모터 전류는 조절되지 않는다.
이 방식은 단순하고 신뢰성이 있고 저렴하다.
도 3에서, 물론 제 1 위상 동안에 유효 전류 세기를 감소시키는 것이 가능하다. 그것은 구비가 요망되는 플런저 코어의 변위에 전적으로 좌우된다. 종래 기술과 현저히 다르게, 코어의 해제 한계는 가능한 가장 근접한 범위까지 접근할 수 있고, 그것의 변위는 특히 제 1 위상의 지속 시간의 조정에 의해서 더 양호하게 제어될 수 있다. 종래 기술에 있어서는, 코어가 확실히 분리되도록 보다 큰 안전 계수가 제공되어야 한다.
본 발명에 따르면, 코어의 분리가 격렬하지 않으며, 또한 보다 양호하게 제어되고, 제 2 위상의 제 1 시간 주기는 실질적으로 일정한 유효 전류에서 발생한다.
알 수 있는 바와 같이, 마이크로 콘트롤러(10)를 회로 기판상에 설치함으로써, 상술한 바와 같이 코일(2a)의 부근에서, 코일의 온도는 마이크로 콘트롤러에 접속되며 또 온도에 변하기 쉬운 레지스터를 회로 기판상에 장착함으로써 측정될 수 있고, 예를 들면 그것은 양 또는 음의 온도 계수를 갖는다.

Claims (10)

  1. 전기 모터(M)를 갖는 자동차용 전기 스타터를 위한 콘택터(2)의 가동 코어(2b)를 작동시키기 위하여 코일(B)에 전력을 공급하는 방법으로서,
    a) 상기 코어(2b)가 그것의 접촉 위치를 향하여 변위하는 동안 코일(B)내에서 유효 전류가 변화되고
    b) 가동 콘택트(3)를 폐쇄하고 전기 모터(M)에 전압이 가해지며
    c) 상기 변위 동안 상기 코어(2b)를 이동 상태로 설정하기에 충분히 높은 유효 전류에서 제 1 구동 위상(t0, t1)과, 약한 유효 전류를 갖는 제 2 구동 위상(t1, t2, t3)이 발생하고,
    d) 상기 제 2 구동 위상(t1, t2, t3) 동안, 사전 결정된 또는 결정된 시간 후에 상기 유효 전류의 지속적인 증가가 개시되는 것을 특징으로 하는
    전력 공급 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 구동 위상(t1, t2, t3) 동안의 유효 전류는 상기 제 1 구동 위상(t0, t1) 동안에 가해지는 전류의 0.4 내지 0.6배인 것을 특징으로 하는
    전력 공급 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 구동 위상은 상기 코어(2a)를 이동 상태로 설정하기에 충분히 높은 유효 전류를 갖는 제 1 주기와, 상기 제 1 위상의 전류보다 낮거나 또는 영(zero)인 유효 전류를 갖는 제 2 주기를 포함하는 것을 특징으로 하는
    전력 공급 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 가동 콘택트(3)가 폐쇄된 후에 고전류 위상(t3, t4)이 수행되는 것을 특징으로 하는
    전력 공급 방법.
  5. 자동차 스타터의 가동 콘택트(2b)를 구동시키는 코일(B)에 대한 전력 공급을 제어하는 장치로서, 코어(2b)가 그것의 접촉 위치를 향하여 변위하는 동안 코일(B)내의 유효 전류를 변화시킴으로써, 상기 콘택터의 가동 콘택트(3)를 폐쇄하고 상기 전기 모터에 전압을 가하며, 상기 변위 과정에서, 상기 코어를 이동 상태로 설정하기에 충분한 유효 전류를 갖는 제 1 구동 위상(t0, t1)과, 낮은 유효 전류를 갖는 제 2 구동 위상(t1, t2, t3)을 수행하도록 구성된, 상기 전력 공급 제어 장치에 있어서,
    사전 결정된 또는 결정된 시간 후에, 상기 제 2 위상 동안에 유효 전류의 지속적인 증가가 개시되는 것을 특징으로 하는
    전력 공급 제어 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 스타터의 공급 전압을 측정하기 위한 수단과, 상기 제 2 구동 위상(t1, t2, t3) 동안에 상기 전압의 함수로서 유효 전류의 레벨을 변경시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는
    전력 공급 제어 장치.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 코일(B)의 저항을 측정하고, 상기 제 2 구동 위상(t1, t2, t3) 동안에 상기 저항의 함수로서 유효 전류를 변경시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는
    전력 공급 제어 장치.
  8. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    온도를 측정하기 위한 수단과, 상기 제 2 구동 위상(t1, t2, t3) 동안에 상기 온도의 함수로서 유효 전류를 변경시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는
    전력 공급 제어 장치.
  9. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 코일(B)에는 펄스 전압이 공급되며, 이것의 사이클 비(R1, R2)는 상기 제 1 구동 위상(t0, t1) 및 제 2 구동 위상(t1, t2, t3)에서 상이한 것을 특징으로 하는
    전력 공급 제어 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 측정 수단에 의해 공급되는 결과(들)의 함수로서 상기 코일(B)의 전력 공급의 사이클 비(R2)를 구하기 위한 수단(10)을 포함하는 것을 특징으로 하는
    전력 공급 제어 장치.
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