KR101747072B1 - 시동모터의 구동장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 시동모터의 구동장치가 개시된다. 본 발명의 시동모터의 구동장치는, 배터리와 시동모터 사이의 매개된 제 1접점을 단속하는 솔레노이드 스위치; 배터리 전원을 공급하여 솔레노이드 스위치를 작동시키는 시동 스위치; 제 1접점과 시동모터 사이에 매개된 제 2접점에 상시 접점 되도록 삽입되는 부하저항; 및 부하저항과 병렬로 연결되어 솔레노이드 스위치가 구동된 후 제 2접점을 단속하는 릴레이 스위치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

시동모터의 구동장치{APPARATUS FOR DRIVING STARTER MOTOR}
본 발명은 시동모터의 구동장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스위치 접점시 배선저항이 다른 스위치를 다단계로 작동시켜 시동모터를 구동시킴으로써 돌입전류를 감소시킬 수 있도록 한 시동모터의 구동장치에 관한 것이다.
일반적으로, 운전자가 시동키(Ignition Key)를 삽입하여 시동위치로 절환하면, 이에 시동모터가 구동되어 토크를 발생하고, 발생된 토크에 의해 엔진이 시동된다. 이에, 엔진이 시동되어 구동 온 상태가 되면, 시동키는 온 위치 상태를 유지하고, 구동된 엔진에 의해 차량이 운행된다.
관련 선행기술로는 한국공개특허 제2010-0095053호(2010.08.30.)인 "시동모터 제어장치"가 있다.
이와 같이 시동키에 의해 시동스위치가 작동되면 솔레노이드 스위치가 구동되면서 배터리의 전원이 시동모터에 공급된다. 이때 솔레노이드 스위치가 구동되면서 배터리 단자와 시동모터의 단자를 연결시키면 폐회로를 구성하는 배터리의 내부저항, 케이블의 배선저항 및 시동모터의 내부저항들의 저항크기에 의해 순간적으로 돌입전류가 흐르게 된다.
이렇게 돌입전류가 흐르게 되면 돌입전류에 비례하여 배터리의 단자전압이 떨어지게 되면서 다른 전자장치들의 정상적인 동작을 보증할 수 없는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위해서는 케이블의 배선저항과 모터의 내부저항을 늘려야 하지만 시동을 위해 필요한 시동 토크와 회전수를 얻을 수 없는 문제점이 있고, 배터리의 내부저항을 낮추려면 배터리의 용량을 늘려야 되기 때문에 비용부담이 증가하는 문제점이 있다.
또한, 최근에는 연비절감을 목적으로 정지시 엔진이 정지된 후 출발시 재 시동되는 ISG(Idle Stop and Go) 기능을 구비하면서 시동모터의 시동조건이 차량의 최초 출발 직전 1회 시동조건에서 수시 시동조건으로 바뀌어 일정전압 이상의 안정적인 배터리 전압이 필수적으로 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 스위치 접점시 배선저항이 다른 스위치를 다단계로 작동시켜 시동모터를 구동시킴으로써 돌입전류를 감소시킬 수 있도록 한 시동모터의 구동장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 시동모터의 구동장치에 있어서, 상기 시동모터에 전원을 공급하는 배터리; 상기 배터리와 상기 시동모터 사이에 개재된 제 1접점, 상기 제 1접점을 접속시키는 플런저, 상기 플런저를 끌어당기는 풀인코일, 끌어당긴 상기 플런저를 계속 유지시켜 주는 홀딩코일 및 상기 플런저를 복귀시키는 리턴 스프링을 포함하고, 상기 제 1접점을 온 작동시켜 상기 배터리의 전원을 상기 시동모터에 공급하는 솔레노이드 스위치; 상기 배터리와 일측이 연결되고 타측이 상기 풀인코일 및 홀딩코일에 연결되고, 시동키의 동작으로 작동되어 상기 배터리의 전원을 상기 풀인코일 및 홀딩코일에 공급하여 상기 솔레노이드 스위치를 작동시키는 시동 스위치; 상기 제 1접점과 상기 시동모터 사이에 개재된 부하저항; 상기 부하저항과 병렬로 연결된 제 2접점, 상기 제 2접점을 접속시키는 플런저를 동작시키는 구동코일을 포함하고, 상기 제 1접점이 온 될 때 공급되는 전원이 상기 구동코일에 공급되는 것에 의해 상기 제 2접점이 온 되어 상기 제 1접점이 온 될 때 공급되는 전원을 상기 시동모터에 공급하는 릴레이 스위치; 및 상기 제 1접점의 일측과 상기 릴레이 스위치의 구동코일 일측 사이에 개재되어 상기 제 1접점이 온 될 때 상기 제 1접점으로부터 상기 릴레이 스위치의 구동코일로의 전원 공급을 설정시간 지연시키는 지연수단을 포함하는 시동모터의 구동장치가 제공될 수 있다.
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본 발명에 따른 시동모터의 구동장치는 스위치 접점시 배선저항이 다른 스위치를 다단계로 작동시켜 시동모터를 구동시킴으로써 돌입전류를 감소시킬 수 있어 배터리 전압의 저하를 방지하여 안정적인 전원을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 스위칭시 스파크 발생을 감소시켜 내구성을 증가시킬 수 있으며, 돌입전류의 감소로 시동모터에 의한 치합 충격력을 감소시켜 동력 전달부의 내구성을 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시동모터의 구동장치를 나타낸 회로구성도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 시동모터의 구동장치를 나타낸 회로구성도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 시동모터의 구동장치를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시동모터의 구동장치를 나타낸 회로구성도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 시동모터의 구동장치를 나타낸 회로구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 시동모터의 구동장치는, 솔레노이드 스위치(30), 시동 스위치(20), 부하저항(50) 및 릴레이 스위치(40)를 포함할 수 있다.
솔레노이드 스위치(30)는 배터리(10)와 시동모터(60) 사이에 매개된 제 1접점(32)을 단속하여 시동모터(60)를 구동시킨다.
여기서 솔레노이드 스위치(30)는 제 1접점(32)을 접속시키는 플런저(plunger 34), 플런저(34)를 끌어당기는 풀인코일(pull in coil, Lp), 끌어당긴 플런저(34)를 계속 유지시켜 주는 홀딩코일(holding coil, Lh) 및 플런저(34)를 복귀시키는 리턴 스프링(미도시)의 작동을 통해 제 1접점(32)을 단속하여 배터리(10)의 전원을 시동모터(60)에 공급하여 시동모터(60)가 구동되도록 한다.
시동 스위치(20)는 시동키(미도시)의 동작으로 작동되어 배터리(10) 전원을 풀인코일(Lp)과 홀딩코일(Lh)에 공급하여 솔레노이드 스위치(30)를 작동시킨다.
따라서, 시동 스위치(20)가 온 되면 풀인코일(Lp)과 홀딩코일(Lh)에 배터리(10) 전원이 인가되면서 풀인코일(Lp)과 홀딩코일(Lh)이 여자 되고, 여자된 자기력으로 플런저(34)를 잡아당겨 제 1접점(32)을 닫히게 한다. 이때 시동 스위치(20)에 의해 공급된 배터리(10) 전원은 풀인코일(Lp)을 지나 시동모터(60)에 공급되지만 전력이 약해 시동모터(60)를 구동시키지는 못한다.
이후 플런저(34)에 의해 제 1접점(32)이 닫히게 되면 제 1접점(32)을 통해 배터리(10)에서 시동모터(60)로 큰 전류가 흘러 시동모터(60)를 큰 회전력으로 회전시킴으로써 기관이 회전하여 시동된다. 이때, 플런저(34)는 홀딩코일(Lh)에 의해 당겨진 상태가 유지된다.
이와 같이 기관이 시동되면 시동 스위치(20)를 오프 시키게 되고, 풀인코일(Lp)과 홀딩코일(Lh)에 흐르던 전류가 차단되면서 자기력이 없어져 리턴 스프링에 의해 플런저(34)가 복귀되어 제 1접점(32)은 열리게 된다.
부하저항(50)은 제 1접점(32)과 시동모터(60) 사이에 매개된 제 2접점(42)에 상시 접점 되도록 삽입되어 구성된다.
이때 부하저항(50)은 제 2접점(42)의 온 시 2차측 전원의 접점저항보다 큰 값을 갖도록 조절할 수 있다.
즉, 제 1접점(32)이 온 되어 전류가 흐른 후 제 2점점(42)이 온 되어 흐르는 전류가 순차적으로 증가하도록 하여 돌입전류를 감소시킬 수 있도록 한다.
릴레이 스위치(40)는 부하저항(50)과 병렬로 연결되어 솔레노이드 스위치(30)가 구동된 후 제 2접점(42)을 단속한다.
즉, 솔레노이드 스위치(30)의 구동으로 제 1접점(32)가 온 됨에 따라 배터리(10) 전원을 입력받아 릴레이 스위치(40)의 구동코일을 작동시킴으로써 제 2접점(42)을 스위칭하게 된다.
따라서, 릴레이 스위치(40)가 오프 된 상태에서는 부하저항(50)으로 전류패스가 형성되지만, 릴레이 스위치(40)가 온 된 상태에서는 릴레이 스위치(40)를 통해 전류패스가 형성되면서 폐회로의 배선저항이 달라짐으로써 순간적인 돌입전류의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 릴레이 스위치(40)는 솔레노이드 스위치(30)가 구동 후 10msec 이상의 설정시간이 지연된 상태에서 구동되는 것이 바람직하다.
여기서, 설정시간은 솔레노이드 스위치(30)와 릴레이 스위치(40)의 전자기적 특성 및 스프링의 하중을 조절함으로써 조절할 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이 설정시간을 지연시키기 위해 솔레노이드 스위치(30)와 릴레이 스위치(40) 사이에 지연수단(70)으로써 타이머(미도시)나 딜레이 소자(미도시)가 설치되어, 솔레노이드 스위치(30)가 구동된 후 설정시간 지연된 상태에서 릴레이 스위치(40)가 구동되도록 구성할 수도 있다.
이와 같이 솔레노이드 스위치(30)와 릴레이 스위치(40)가 순차적으로 설정시간 지연되어 구동되도록 함으로써, 제 1점점(32)이 온 되어 전류가 공급되면 제 2접점(42)에 상시 접점 된 부하저항(50)에 의해 전류량이 조절된 후 제 2점점(42)이 온 되면서 최대 전류가 흐르게 함으로써 순간적인 돌입전류를 감소시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 시동모터의 구동장치에 따르면, 스위치 접점시 배선저항이 다른 스위치를 다단계로 작동시켜 시동모터를 구동시킴으로써 돌입전류를 감소시킬 수 있어 배터리 전압의 저하를 방지하여 안정적인 전원을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 스위칭시 스파크 발생을 감소시켜 내구성을 증가시킬 수 있으며, 돌입전류의 감소로 시동모터에 의한 치합 충격력을 감소시켜 동력 전달부의 내구성을 증가시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 배터리 20 : 시동 스위치
30 : 솔레노이드 스위치 32 : 제 1접점
34 : 플런저 40 : 릴레이 스위치
42 : 제 2접점 50 : 부하저항
60 : 시동스위치 70 : 지연수단
Lp : 풀인코일 Lh : 홀딩코일

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 시동모터의 구동장치에 있어서,
    상기 시동모터에 전원을 공급하는 배터리;
    상기 배터리와 상기 시동모터 사이에 개재된 제 1접점, 상기 제 1접점을 접속시키는 플런저, 상기 플런저를 끌어당기는 풀인코일, 끌어당긴 상기 플런저를 계속 유지시켜 주는 홀딩코일 및 상기 플런저를 복귀시키는 리턴 스프링을 포함하고, 상기 제 1접점을 온 작동시켜 상기 배터리의 전원을 상기 시동모터에 공급하는 솔레노이드 스위치;
    상기 배터리와 일측이 연결되고 타측이 상기 풀인코일 및 홀딩코일에 연결되고, 시동키의 동작으로 작동되어 상기 배터리의 전원을 상기 풀인코일 및 홀딩코일에 공급하여 상기 솔레노이드 스위치를 작동시키는 시동 스위치;
    상기 제 1접점과 상기 시동모터 사이에 개재된 부하저항;
    상기 부하저항과 병렬로 연결된 제 2접점, 상기 제 2접점을 접속시키는 플런저를 동작시키는 구동코일을 포함하고, 상기 제 1접점이 온 될 때 공급되는 전원이 상기 구동코일에 공급되는 것에 의해 상기 제 2접점이 온 되어 상기 제 1접점이 온 될 때 공급되는 전원을 상기 시동모터에 공급하는 릴레이 스위치; 및
    상기 제 1접점의 일측과 상기 릴레이 스위치의 구동코일 일측 사이에 개재되어 상기 제 1접점이 온 될 때 상기 제 1접점으로부터 상기 릴레이 스위치의 구동코일로의 전원 공급을 설정시간 지연시키는 지연수단을 포함하는 시동모터의 구동장치.
  4. 삭제
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