起动机及其主动啮合控制方法技术

一种起动机及其主动啮合控制方法，起动机包括电机、与电机连接的电磁开关和与电磁开关连接的继电器；电磁开关包括保持线圈和吸引线圈；继电器通过一控制电源端子与一按键开关连接；继电器包括一输入端子、一输出端子、一功率管以及一保护控制模块。输入端子与电磁开关的电源端子连接。输出端子与保持线圈的首端及吸引线圈的首端连接。功率管连接在输入端子与输出端子之间。保护控制模块与功率管连接，根据起动机的端子电压及/或压降、通电时间及/或主动啮合次数控制所述功率管导通/截至。本发明专利技术能判断起动机是否完成了顺利啮合，以确定是否进行主动啮合功能，使得起动机驱动齿轮顺利啮入齿圈。

Starter and active meshing control method thereof

A starter and active engagement control method, including the starter motor, the electromagnetic switch is connected with the motor and the relay connected with the electromagnetic switch; the switch includes a holding coil and attracting coil; through a relay control power supply terminal and a key switch connection; the relay comprises an input terminal, an output terminal, a power tube and a protection control module. The input terminal is connected with the power supply terminal of the electromagnetic switch. The output terminal is connected with the first end of the holding coil and the first end of the suction coil. The power tube is connected between the input terminal and the output terminal. The protection control module is connected with the power tube to control the power tube turn-on / end according to the terminal voltage and / or voltage drop of the starter, the power on time and / or the active engagement frequency. The invention can judge whether the starter has completed the smooth engagement to determine whether the active meshing function is made so that the starter driving gear is smoothly meshed into the gear ring.

【技术实现步骤摘要】
起动机及其主动啮合控制方法
本专利技术涉及起动机，具体地说，是涉及具有主动啮合功能的起动机及其主动啮合控制方法。
技术介绍
图1为目前已有的辅助啮合式起动机的剖视图，在图1中，对发动机施加起动力矩的辅助啮合式起动机采用以下结构：用减速装置2对电机1中的电枢11的旋转力矩进行减速并增加旋转力矩，通过单向器4安装于输出轴5的驱动齿轮6由上述电机1进行驱动而旋转。结合参阅图2，辅助啮合式起动机包括电机1、电磁开关3和继电器12。在辅助啮合式起动机中，电磁开关3包括吸引线圈36，保持线圈37(吸引线圈36和保持线圈37设置在线圈骨架43上)，圆周地围在吸引线圈36和保持线圈37的外侧、构成磁路一部分的机体7，设在吸引线圈36和保持线圈37的后端部、构成磁路一部分的止座16，配置在吸引线圈36和保持线圈37的内周、沿轴向自由滑动的柱塞8，对柱塞8向前方施力的复位弹簧14，安装在柱塞8后端的动触点17，以及相对动触点17配设而与外部配线进行连接的一对静触点30a、30b。通过向该电磁开关的吸引线圈36和保持线圈37进行通电而在柱塞8中产生图1中B方向的电磁吸引力，由于该电磁吸引力，与上述柱塞8配合的拨叉9的上端向右侧方向(箭头B标示方向)移动、其下端向图1中左侧的方向移动，因此，对单向器4、输出轴5上的驱动齿轮6施加向图1中左侧方向(箭头A标示方向)移动的力，于是驱动齿轮6向与发动机的飞轮齿圈10啮合的方向移动。继续参阅图2，蓄电池13的正极端与电磁开关3的端子18相连接，负极端接地、或与电机1的端子31相连。向电磁开关3的端子50进行通电开关的继电器12包括：与蓄电池13相连接的端子50c，与端子18相连接的触点32，以及对触点32和触点33进行控制的线圈34。位于线圈34一端的端子50c通过按键开关35与蓄电池13的正极端相连接。线圈34的另一端接地、或与负极端子31相连。从图2可以看出，电磁开关3的线圈是由一个吸引线圈和一个保持线圈组成，二个线圈的匝数基本相等且首端连接在一起，吸引线圈36的尾端与直流电机的电源端也是电磁开关的主触点输出接线柱连接，保持线圈37的尾端搭铁。吸引线圈36的电阻较小，如额定电压为24V的起动机，其电阻一般约为100毫欧，这样起动机在电磁开关3主触点闭合之前能够小扭矩慢转，从而让驱动齿轮6抵在飞轮齿圈10端面上时，驱动齿轮6能够慢慢旋转，叉开顶齿状态，啮入发动机飞轮齿圈10；啮入齿圈后，电磁开关3主触点才会闭合，电机1中才会有大电流流过，起动机才会大扭矩输出，从而避免起动机铣齿故障的发生。因此这类起动机也称为软啮合起动机。由于这类起动机电磁开关3的吸引线圈36和保持线圈37的首端连在一起，为了保证电磁开关3可靠断电，这样电磁开关3的吸引线圈36和保持线圈37的有效匝数必须基本一致，而保持线圈37的匝数又不能太少，这样吸引线圈36的匝数也较多。虽然可以通过适当的增大吸引线圈36的线径、并减少吸引线圈36匝数的方法，使起动机在电磁开关3主触点未闭合之前能够慢慢旋转；但是吸引线圈36的匝数不能减少的太多，否则，考虑电磁开关3可靠断电，保持线圈37的匝数也需要大幅减少。由于这类起动机产生的软啮合力矩有限，在一些情况下，如高低温、蓄电池亏电、飞轮齿圈端面毛刺比较多、起动机内部发生磨损等时，通电后，驱动齿轮存在无法啮入齿圈的现象，会出现顶齿状况，电磁开关的吸引线圈就被迫长时间通过较大的电流，电磁开关容易出现烧毁故障。尤其12V起动机，起动机的软啮合力矩更小，顶齿率更高，电磁开关烧毁的故障率更高。此外当起动机发生顶齿后，即驱动齿轮6无法啮入齿圈，电磁开关3的触点无法实现闭合，电磁开关3的吸引线圈36仍然有大电流通过，但是电流逐渐变小，即起动机产生软啮合力矩变小。电流变小主要由于线圈通电过程中产生的热量比较大，随着时间的增加，吸引线圈36的电阻逐渐变大造成的。因此当起动机发生顶齿无法啮入齿圈后，如果继续让吸引线圈36通过电流，实现驱动齿轮啮入齿圈的概念基本为零，反而会造成电磁开关过热影响下次起动机成功啮合和电磁开关吸引线圈过热产生烧毁故障。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种具有主动啮合功能的起动机，以避免由于起动机发生顶齿导致的电磁开关发生烧毁故障，同时又提高起动机一次起动的啮合成功率。为了实现上述目的，本专利技术的一种起动机，包括电机、与所述电机连接的电磁开关和与所述电磁开关连接的继电器；所述电磁开关包括保持线圈和吸引线圈；所述继电器通过一控制电源端子与一按键开关连接；所述继电器包括一输入端子、一输出端子、一功率管以及一保护控制模块。输入端子与电磁开关的电源端子连接。输出端子与保持线圈的首端及吸引线圈的首端连接。功率管连接在所述输入端子与所述输出端子之间。保护控制模块与所述功率管连接，根据起动机的端子电压及/或压降、通电时间及/或主动啮合次数控制所述功率管导通/截至。上述的起动机，其中，所述保护控制模块包括电压采集模块、电压比较模块、计时模块、计数模块以及控制模块。电压采集模块用于采集起动机的一端子电压或者两端子电压。电压比较模块与所述电压采集模块连接，将所述一端子电压与设定电压相比较，或者将所述两端子电压间的压降与设定压降相比较。计时模块用于检测所述功率管导通时间和截止时间。计数模块用于统计所述保护控制模块执行的主动啮合次数。控制模块与所述电压比较模块、计时模块、计数模块分别连接，且基于电压比较模块及/或所述计时模块及/或所述计数模块导通/截至所述功率管。上述的起动机，其中，所述电压采集模块与电机的输入端子或电磁开关的电源端子或所述控制电源端子连接以采集电机输入端子电压或电磁开关电源端子电压。上述的起动机，其中，所述电压采集模块包括第一电压采集模块以及第二电压采集模块。第一电压采集模块与电磁开关的电源端子连接以采集电磁开关电源端子电压。第二电压采集模块与与输出端子连接以采集电磁开关的线圈首端电压。上述的起动机，其中，所述功率管与电磁开关的电源端子之间设置有一10毫欧以内的电阻。上述的起动机，其中，所述功率管通过一电磁继电单元连接在所述输入端子与所述输出端子之间，所述电磁继电单元包括与所述输入端子相连接的第一触点，与所述输出端子相连接的第二触点，以及与所述控制电源端子及所述功率管连接的对所述第一触点及所述第二触点进行控制的线圈。本专利技术进一步提供上述起动机的主动啮合控制方法，包括步骤：保护控制模块根据起动机的端子电压及/或压降、通电时间及/或主动啮合次数判断电磁开关的触点是否闭合，若未闭合，则控制功率管导通/截止以进行主动啮合。上述的主动啮合控制方法，其中，在控制功率管导通/截止过程中，包括有步骤S110：控制电源端子通电、功率管导通后，计时模块开始计时，计数模块设定主动啮合次数为0。上述的主动啮合控制方法，其中，在步骤S110之后，包括步骤S141：功率管导通一T1时间后，判断电磁开关的触点是否已经闭合，如果是，则进行步骤S150：控制功率管继续导通；如果不是，则进行步骤S142：控制功率管截止。上述的主动啮合控制方法，其中，在步骤S141中，当检测到电机输入端子电压与电磁开关电源端子电压的压降小于设定的值△U1，或者电机输入端子电压大于设定的电压值U3，或者电磁开关本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种起动机，包括电机、与所述电机连接的电磁开关和与所述电磁开关连接的继电器；所述电磁开关包括保持线圈和吸引线圈；所述继电器通过一控制电源端子与一按键开关连接；其特征在于，所述继电器包括：一输入端子，与电磁开关的电源端子连接；一输出端子，与保持线圈的首端及吸引线圈的首端连接；一功率管，连接在所述输入端子与所述输出端子之间；以及一保护控制模块，与所述功率管连接，根据起动机的端子电压及/或压降、通电时间及/或主动啮合次数控制所述功率管导通/截至。

【技术特征摘要】
1.一种起动机，包括电机、与所述电机连接的电磁开关和与所述电磁开关连接的继电器；所述电磁开关包括保持线圈和吸引线圈；所述继电器通过一控制电源端子与一按键开关连接；其特征在于，所述继电器包括：一输入端子，与电磁开关的电源端子连接；一输出端子，与保持线圈的首端及吸引线圈的首端连接；一功率管，连接在所述输入端子与所述输出端子之间；以及一保护控制模块，与所述功率管连接，根据起动机的端子电压及/或压降、通电时间及/或主动啮合次数控制所述功率管导通/截至。2.根据权利要求1所述的起动机，其特征在于，所述保护控制模块包括：电压采集模块，用于采集起动机的一端子电压或者两端子电压；电压比较模块，与所述电压采集模块连接，将所述一端子电压与设定电压相比较，或者将所述两端子电压间的压降与设定压降相比较；计时模块，用于检测所述功率管导通时间和截止时间；计数模块，用于统计所述保护控制模块执行的主动啮合次数；以及控制单元，与所述电压比较模块、计时模块、计数模块分别连接，且基于电压比较模块及/或所述计时模块及/或所述计数模块导通/截至所述功率管。3.根据权利要求2所述的起动机，其特征在于，所述电压采集模块与电机的输入端子或电磁开关的电源端子或所述控制电源端子连接以采集电机输入端子电压或电磁开关电源端子电压。4.根据权利要求2所述的起动机，其特征在于，所述电压采集模块包括：第一电压采集模块，与电磁开关的电源端子连接以采集电磁开关电源端子电压；以及第二电压采集模块，与输出端子连接以采集电磁开关的线圈首端电压。5.根据权利要求4所述的起动机，其特征在于，所述功率管与电磁开关的电源端子之间设置有一10毫欧以内的电阻。6.根据权利要求2所述的起动机，其特征在于，所述功率管通过一电磁继电单元连接在所述输入端子与所述输出端子之间，所述电磁继电...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦建旭，胡立斌，李启迪，
申请(专利权)人：北京佩特来电器有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11