(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロソレノイド型の電気的に制御可能なマイクロアクチュエータ（ＭＳ）を有する二重接触電磁コンタクタ（１０）と、電子制御装置（ＥＣＣ）とを結合したものを備え、
前記二重接触電磁コンタクタ（１０）は、さらに、プランジャコア（１００）と、引き込み巻線（Ｌａ）と、保持巻線（Ｌｍ）と、可動接触板（ＣＭ）と、第１、第２および第３接点（ＰＣ＋，ＰＣ１，ＰＣ２）とを備え、前記各接点間で電気的接触のない第１状態（０Ｖ）と、前記第１および前記第２接点間で電気的接触を有する第２状態（１ＣＦ）と、前記第１、前記第２および前記第３接点間で電気的接触を有する第３状態（２ＣＦ）との３つの動作状態を有し、
前記マイクロアクチュエータ（ＭＳ）は、印加される電流に從い、前記二重接触電磁コンタクタの前記第２状態（１ＣＦ）と前記第３状態（２ＣＦ）との間の切り替えを許可または禁止し、
前記電子制御装置（ＥＣＣ）が、前記二重接触電磁コンタクタ（１０）の引き込み巻線（Ｌａ）の励磁を制御する第１トランジスタ切り替え手段（Ｔ１、Ｔ２、ＣＺ２、ＲＣ１、ＲＣ３、ＳＬ）と、前記マイクロアクチュエータの励磁を制御する第２トランジスタ切り替え手段（Ｔ３、ＣＺ１、ＲＣ２）とを備えることを特徴とする熱機関のためのスタータ。
【請求項２】
前記第２トランジスタ切り替え手段（Ｔ３、ＣＺ１、ＲＣ２）は、前記電子制御装置（ＥＣＣ）が駆動された後、第１所定期間（ｔ２−ｔ０）、前記マイクロアクチュエータ（ＭＳ）の励磁を制御することを特徴とする請求項１記載のスタータ。
【請求項３】
前記第２トランジスタ切り替え手段は、少なくともＭＯＳＦＥＴ型トランジスタを１つ備えることを特徴とする請求項１または２記載のスタータ。
【請求項４】
前記第２トランジスタ切り替え手段は、前記第１所定期間（ｔ２−ｔ０）の時定数を有する第１ＲＣ回路（ＲＣ２）を備えることを特徴とする請求項２に記載のスタータ。
【請求項５】
前記時定数を有する前記第１ＲＣ回路（ＲＣ２）は、微分型の回路であることを特徴とする請求項４記載のスタータ。
【請求項６】
前記第２トランジスタ切り替え手段は、第１安定電圧（Ｕ１）を前記第２トランジスタ切り替え手段に供給する第１電圧安定回路（ＣＺ１）を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のスタータ。
【請求項７】
前記第１トランジスタ切り替え手段は、少なくともＭＯＳＦＥＴ型トランジスタ（Ｔ１、Ｔ２）を１つ備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のスタータ。
【請求項８】
前記第１トランジスタ切り替え手段は、積分型の時定数を有する第２および第３ＲＣ回路（ＲＣ１、ＲＣ３）を備え、前記第２ＲＣ回路（ＲＣ１）が、前記第１トランジスタ切り替え手段の始動動作（ｔ１）を切り替え制御し、前記第３ＲＣ回路（ＲＣ３）が、前記第１トランジスタ切り替え手段の終了動作（ｔ３）を切り替え制御し、前記第１トランジスタ切り替え手段の動作が、前記引き込み巻線（Ｌａ）を励磁することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のスタータ。
【請求項９】
前記第１所定期間（ｔ２−ｔ０）は、前記第１トランジスタ切り替え手段による始動動作（ｔ１）の切り替えと、終了動作（ｔ３）の切り替えとの間で完了（ｔ２）することを特徴とする請求項４記載のスタータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、自動車の熱機関のためのスタータの分野に関する。より詳細には、本発明は、電子制御装置を備えるスタータに関する。
【背景技術】
【０００２】
二重接触電磁コンタクタを備えるスタータは、公知である。図１を参照して、コンタクタ１０ａを備える先行技術に係るスタータ１ａを説明する。
【０００３】
コンタクタ１０ａは、前端部１０１にフィンガ１０１０を有するプランジャコア１００が並進移動するハウジング１０４を備えている。プランジャコア１００の後端部は、接触端子Ｃ１１、Ｃ１２間および接触端子Ｃ２１、Ｃ２２間の電気的接触を達成するように構成された２つの可動接触板ＣＭ１およびＣＭ２を駆動する。コア復帰スプリング１０３は、ハウジング１０４とプランジャコア１００の前端部１０１との間に配設され、プランジャコア１００の後方への並進運動を妨げる復帰力を付与する。
【０００４】
また、コンタクタ１０ａは、共通端子を有する２つの巻線Ｌｍ、Ｌａを備えている。巻線Ｌｍの他の端子は、アースＭ（通常は、車両のシャーシ）に接続されている。巻線Ｌａの他の端子は、接触端子Ｃ１２、Ｃ２２および電気ブラシＢ１に接続されている。両方の巻線Ｌｍ、Ｌａに共通の端子は、車両の始動接点１３（または、同様の動作をする要素）を介してバッテリ１２の陽極端子（「Ｂ＋」）に接続されている。接触端子Ｃ２１は、バッテリ１２の陽極端子に直接接続されている。接触端子Ｃ１１は、電流制限抵抗ＲＤを介して、バッテリ１２の陽極端子に接続されている。
【０００５】
スタータ１ａは、電気モータ１１を備えている。この電気モータ１１は、従来から、アーマチャまたはロータ１１０（巻線Ｌ３）と、永久磁石を有するインダクタまたはステータ１１４とで構成されている。アーマチャ１１０は、通常、電気モータ１１の後部に配設されるスリップリング１１５と、２つの電気ブラシＢ１、Ｂ２とを介して給電される。陽極に指定された電気ブラシＢ１は、接触端子Ｃ１２、Ｃ２２に接続され、陰極に指定された電気ブラシＢ２は、アースＭに接続される。
【０００６】
スタータ１ａは、電気モータ１１の前に配設されている。前記スタータ１ａは、スタータギアユニット１１３と、フリーホイール１１２と、噛合スプリング１１５と、フォーク１５が連結されるプーリ（符号なし）とを備えている。また、螺旋スロープ１１１は、電気モータ１１の前に設けられている。コンタクタ１０ａと電気モータ１１は、回転軸Δ１の回りに回転するフォーク１５によって機械的に連結されている。図１に示すように、フォーク１５の上端部は、フィンガ１０１０に沿って移動する。フォーク１５の下端部は、この下端部とフリーホイール１１２との間に配設される噛合スプリング１１５の後方におけるスタータプーリの部分に機械的に連結されている。
【０００７】
車両のドライバが始動接点１３を作動させると、巻線Ｌａは、電気モータ１１を介してアースＭに接続し、電流がコンタクタ１０ａの巻線Ｌｍ、Ｌａに流れる。このとき、プランジャコア１００を後方（矢印ｆ1）に引きつける電磁力が、コンタクタ１０ａに発生する。コア復帰スプリング１０３は、圧縮され、反作用の復元力が働く。プランジャコア１００は、フォーク１５を回転軸Δ１の回りに回転させ、次いで、フォーク１５の下端部がスプリングユニット１１５、フリーホイール１１２およびスタータギアユニット１１３を前方（矢印ｆ2）に動かす。
【０００８】
コンタクタ１０ａのプランジャコア１００が、その移動の中間点に到達すると、可動接触板ＣＭ１は、接触端子Ｃ１１、Ｃ１２を短絡する（閉位置）。接触端子Ｃ２１、Ｃ２２は、短絡しないままである（開位置）。閉位置の接触端子Ｃ１１、Ｃ１２は、電流制限抵抗ＲＤを介して、バッテリ１２の陽極端子Ｂ＋を陽極の電気ブラシＢ１に接続し、陰極の電気ブラシＢ２により電気回路が閉じて、電気モータ１１に給電する。電気モータ１１のアーマチャ１１０（ロータ）は、電流制限抵抗ＲＤによって制限された電流により、小さい力、すなわち、遅い速度および小さいトルクで、回転軸Δ２の回りに回転を開始する。また、これにより、スタータギアユニット１１３の回転Ｒが起こる。並進（矢印ｆ2）および回転Ｒの２つの運動が生じることにより、スタータギアユニット１１３は、熱機関のクラウンギア１４に接近する。
【０００９】
このとき、より正確には、２つの場合が発生する。
【００１０】
１）スタータギアユニット１１３は、その並進運動（矢印ｆ2）によりクラウンギア１４と直接噛合し、また、プランジャコア１００は、移動端に到達するまで、その並進運動を継続する。
【００１１】
２）スタータギアユニット１１３の歯は、プランジャコア１００の移動を妨げるように、クラウンギア１４の歯に噛合する。噛合スプリング１１５が圧縮され、プーリが軸上をスライド可能であるため、噛合スプリング１１５は、プランジャコア１００が前進を続けることを許容する。スタータギアユニット１１３は、遅い速度の電気モータ１１によって駆動されるため、いわゆる「ミリング」効果により、スタータギアユニット１１３およびクラウンギア１４の歯の損傷を防ぐ。回転運動および並進運動の結果、スタータギアユニット１１３は、結局、クラウンギア１４に噛合し、プランジャコア１００は、移動端に到達するまで並進運動を続ける。
【００１２】
コンタクタ１０ａのプランジャコア１００が移動端に到達すると、可動接触板ＣＭ２は、接触端子Ｃ２１、Ｃ２２を短絡する（閉位置）。接触端子Ｃ１１、Ｃ１２は、閉位置のままである。閉位置の接触端子Ｃ２１、Ｃ２２は、陽極の電気ブラシＢ１をバッテリ１２の陽極端子Ｂ＋に直接接続する。次いで、電気モータ１１には、全電力が供給され、始動動作のために熱機関が回転する。
【００１３】
上記の場合において、引き込み巻線Ｌａは、両方の巻線Ｌｍ、Ｌａに共通の端子と、バッテリ１２の陽極端子に両方が接続される接触端子Ｃ２１、Ｃ２２との間に電位差がないため、短絡する。可動接触板ＣＭ１およびＣＭ２は、プランジャコア１００およびコア復帰スプリング１０３に作用して、保持巻線Ｌｍにより閉位置に保持される。
【００１４】
ドライバが始動接点１３を開放することにより、始動回路が切断されると、コンタクタ１０ａに生じている電磁力が無くなり、保持巻線Ｌｍには、これ以上給電されない。プランジャコア１００は、コア復帰スプリング１０３により停止位置に戻され、バッテリ１２と電気モータ１１との間の電気的接続が切断される。電気モータ１１には、これ以上給電されず、スタータギアユニット１１３の回転が停止する。さらに、プランジャコア１００が（前方の）初期位置に戻るため、フォーク１５に作用して、クラウンギア１４からスタータギアユニット１１３の連結が解除される。
【００１５】
一方、ドライバが始動接点１３を必要以上に閉位置に維持している場合、車両の熱機関が動作を開始し、スタータギアユニット１１３、従って、電気モータ１１のアーマチャ１１０は、その結果として、極めて高速での回転を余儀なくされる（典型的には、熱機関が３０００ｒｐｍで回転する場合、ギアの回転速度は、２５０００ｒｐｍに達し、クラウンギア−電気モータ間の減速比は、一般的には、８：１と１６：１との間の範囲である。）。電気モータ１１の遠心分離を防ぐため、スタータ軸をスタータギアユニット１１３から分離することが必要である。この役割は、フリーホイール１１２に与えられる。
【００１６】
図１に示すコンタクタ１０ａにおいて、上述したような２つの個別の動作モードで電気モータ１１を動作させ、接触端子Ｃ２１、Ｃ２２が閉じる前に接触端子Ｃ１１、Ｃ１２を閉じることは、コンタクトスプリングＰ１、Ｐ２およびＰ３の異なる弾性力によって行われる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
この先行技術の方法は、全般的には満足できるものである。しかしながら、上記のタイプのスタータの構成において、特に、始動動作の間に接点を閉じる間隔を制御する点で、さらなる自由度の改良を提供することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この目的のため、本出願人は、本出願と同時に出願したフランス国特許出願において、電気的に制御可能なマイクロアクチュエータを組み込んだ新規の二重接触電磁コンタクタを提案する。より詳細には、この二重接触電磁コンタクタは、プランジャコアと、第１引き込み巻線と、第２保持巻線と、可動接触板と、第１、第２および第３接点と、電気的に制御可能なマイクロアクチュエータとを備え、前記二重接触電磁コンタクタは、前記各接点間で電気的接触のない第１状態と、前記第１および前記第２接点間で電気的接触を有する第２状態と、前記第１、前記第２および前記第３接点間で電気的接触を有する第３状態との３つの動作状態を有する。
【００１９】
上記の二重接触電磁コンタクタにおいて、前記マイクロアクチュエータは、印加される電流に従い、前記二重接触電磁コンタクタの前記第２状態と前記第３状態との間の切り替えを許可または禁止することを可能とする。
【００２０】
本発明は、熱機関のためのスタータに関し、マイクロソレノイド型の電気的に制御可能なマイクロアクチュエータを有する二重接触電磁コンタクタと、電子制御装置とを結合したものを備え、前記電子制御装置は、前記二重接触電磁コンタクタの引き込み巻線の励磁を制御する第１トランジスタ切り替え手段と、前記マイクロアクチュエータの励磁を制御する第２トランジスタ切り替え手段とを備えている。
【００２１】
本発明の他の特徴によれば、前記第２トランジスタ切り替え手段は、前記電子制御装置が駆動された後、第１所定期間、前記マイクロアクチュエータの励磁を制御する。
【００２２】
電気的に制御可能な前記マイクロアクチュエータは、前記二重接触電磁コンタクタの前記第２状態と、前記第３状態との間の時間間隔を調整できる利点がある。従って、スタータの制御シーケンスを一層良く調整することが可能となり、また、このシーケンスを、スタータの種々の利用に容易に適応させることができる。
【００２３】
１つの詳細な実施形態によれば、前記第２トランジスタ切り替え手段は、ＭＯＳＦＥＴ型トランジスタを、少なくとも１つ備えている。
【００２４】
本発明の１つの詳細な特徴によれば、前記第２トランジスタ切り替え手段は、前記第１所定期間の時定数を有する第１ＲＣ回路を備えている。前記時定数を有する前記第１ＲＣ回路は、微分型の回路であることが望ましい。
【００２５】
本発明の他の詳細な特徴によれば、前記第２トランジスタ切り替え手段は、第１安定電圧を前記第２トランジスタ切り替え手段に供給する第１電圧安定回路を備えている。
【００２６】
本発明のさらに他の詳細な特徴によれば、前記第１トランジスタ切り替え手段は、少なくともＭＯＳＦＥＴ型トランジスタを１つ備えている。
【００２７】
１つの詳細な実施形態によれば、前記第１トランジスタ切り替え手段は、前記積分型の時定数を有する第２および第３ＲＣ回路を備え、前記第２ＲＣ回路が、前記第１トランジスタ切り替え手段の始動動作を切り替え制御し、前記第３ＲＣ回路が、前記第１トランジスタ切り替え手段の終了動作を切り替え制御し、前記第１トランジスタ切り替え手段の動作は、前記引き込み巻線を励磁する。
【００２８】
本発明の他の詳細な特徴によれば、前記第１所定期間は、前記第１トランジスタ切り替え手段による始動動作の切り替えと、終了動作の切り替えとの間で完了する。
【００２９】
本発明に係る前記スタータは、特に、前記熱機関における「ストップ／スタート」または「ストップ＆ゴー」機能を備える自動車への利用に適する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
本発明を、添付の図面を参照して行う以下の詳細な実施形態において、より詳しく説明する。
【００３１】
【図１】先行技術に係る二重接触電磁コンタクタを備えるスタータの概略図である。
【図２】本発明に係る二重接触電磁コンタクタを備えるスタータの詳細な実施形態の概略図である。
【図３】図３Ａ、図３Ｂおよび図３Ｃは、図２のスタータにおける二重接触電磁コンタクタの種々の開／閉状態と、スタータの電気モータに電力を供給する電源回路の対応する状態との概略図である。
【図４Ａ】本発明に係るスタータに用いられる二重接触電磁コンタクタの詳細な実施形態の断面図である。
【図４Ｂ】本発明に係るスタータに用いられる二重接触電磁コンタクタの詳細な実施形態の断面図である。
【図５】図４Ａおよび図４Ｂの二重接触電磁コンタクタに用いられるマイクロソレノイドの詳細な実施形態の分解斜視図である。
【図６】図６Ａ、図６Ｂおよび図６Ｃは、図５のマイクロソレノイドの作動／休止状態を示す図である。
【図７】本発明に係るスタータに含まれる電子制御装置の詳細な実施形態のブロック図である。
【図８】図８Ａ、図８Ｂおよび図８Ｃは、図７における電子制御装置の動作に関連する電圧および電流曲線を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図２〜図８を参照して、本発明に係る二重接触電磁コンタクタを有するスタータの詳細な実施形態を説明する。
【００３３】
本発明に係るスタータの全体構成につき、従来公知の全体構成を有する図１に示す構成の要部を述べる。先行技術と比較すると、本発明は、実質的な変更を必要とすることなく、自動車産業で現在使用されている技術と代替可能である、というさらなる利点を有する。
【００３４】
また、以下において、図１と共通の構成要素、または、少なくとも類似した役割を果たす構成要素には、参照符号を付し、必要な場合にのみ説明するものとする。
【００３５】
図２に示すように、電磁制御によるスタータ１は、３つの基本的構成要素、すなわち、プランジャコア１００を有する二重接触電磁コンタクタ１０と、電気モータ１１と、フォーク１５により構成される機械的結合部とを備えている。なお、本発明において、二重接触電磁コンタクタ１０は、以下に説明する特有の二重接触の特徴を有する。また、二重接触電磁コンタクタ１０を動作させるため、電子制御装置ＥＣＣを備えている。
【００３６】
先行技術のスタータ１ａにつき、図１を参照して既に説明したように、本発明に係るスタータ１の種々の構成要素には、バッテリ１２によって電力が供給される。スタータ１において、バッテリ１２は、巻線Ｌａ、Ｌｍ、Ｌ３に加えて、電子制御装置ＥＣＣにも電力を供給する。
【００３７】
図２に示すように、二重接触電磁コンタクタ１０は、図１の先行技術に係る二重接触電磁コンタクタと、実質的に非常に異なる二重接触装置１０ｄｃを備えている。
【００３８】
二重接触装置１０ｄｃは、主として、可動接触板ＣＭと、マイクロソレノイドＭＳを構成する電気的に制御可能なマイクロアクチュエータと、３つの接点ＰＣ＋、ＰＣ１、ＰＣ２とを備えている。
【００３９】
可動接触板ＣＭは、プランジャコア１００の後端部によって並進駆動され、接点ＰＣ＋とマイクロソレノイドＭＳの可動電磁コアＮＭとの間の電気的接触を達成するように構成されている。
【００４０】
マイクロソレノイドＭＳは、二重接触装置１０ｄｃの動作の理解を容易にするため、図２に概略的に示されている。この概略図において、可動電磁コアＮＭは、電磁特性および導電率を有するため、例えば、軟鉄から構成されることが好ましい。実際、実用的な実施形態において、図５および図６Ａ〜図６Ｃを参照して以下に詳細に説明するように、マイクロソレノイドＭＳは、スタータ１に対する電力の通路である、例えば、銅からなるあぶみ接点を備えている。
【００４１】
再び、図２を参照すると、可動電磁コアＮＭは、電気的に導電性であるモールＴＳによって接点ＰＣ１に電気的に接続されている。モールＴＳは、銅で形成されていることが好ましい。マイクロソレノイドＭＳは、電気コイルＢＯを備え、電気コイルＢＯの一端部は、バッテリ１２の陽極端子Ｂ＋に接続されている巻線Ｌａ、Ｌｍの共通端子に接続されている。電気コイルＢＯの他端部は、電子制御装置ＥＣＣの接続端子（参照符号無し）に接続されている。
【００４２】
接点ＰＣ＋は、バッテリ１２の陽極端子Ｂ＋に接続されている。接点ＰＣ１は、電子制御装置ＥＣＣの接続端子（符号無し）と、電流制限抵抗ＲＤを介して電気ブラシＢ１とに接続されている。接点ＰＣ２は、その一部が電気ブラシＢ１に直接接続されている。
【００４３】
始動接点１３が閉じると、電子制御装置ＥＣＣには、バッテリ１２の陽極端子Ｂ＋との接続を許容する結線２０を介して、電力が供給される。また、電子制御装置ＥＣＣは、結線２１を介して巻線Ｌａに接続され、巻線Ｌａ、Ｌｍの共通端子に接続される端子以外の巻線Ｌａの端子を、アースＭに接続することを許容することにより、巻線Ｌａの励磁を制御する。
【００４４】
次に、二重接触装置１０ｄｃの動作につき、理解を容易にするため意図的に単純化した概略図である図３Ａ〜図３Ｃを参照して、より詳細に説明する。
【００４５】
図３Ａにおいて、二重接触装置１０ｄｃは、以下に「状態０Ｖ」と称する開状態を示す。この状態は、始動接点１３が起動されていない状態に対応している。この二重接触装置１０ｄｃの開状態では、バッテリ１２の陽極端子Ｂ＋に接続される接点ＰＣ＋と、接点ＰＣ１またはＰＣ２のいずれか一方との間の電気的な接続は達成されず、電気モータ１１は駆動されない。可動接触板ＣＭは、コア復帰スプリング１０３（図２）により休止状態に維持される。マイクロソレノイドＭＳは励磁されず、可動電磁コアＮＭも休止状態である。
【００４６】
図３Ｂにおいて、二重接触装置１０ｄｃは、第１閉状態、すなわち、以下に「状態１ＣＦ」と称する「第１接点閉」状態を示す。この状態は、図１に示す先行技術の接触端子Ｃ１１、Ｃ１２の閉状態に対応している。
【００４７】
この状態１ＣＦでは、始動接点１３は閉じられ、その状態が維持される。可動接触板ＣＭは、プランジャコア１００によって並進するように押され、接点ＰＣ＋と可動電磁コアＮＭとの間の電気的接続が確保される。可動電磁コアＮＭは、モールＴＳを介して接点ＰＣ１に接続されており、従って、接点ＰＣ＋とＰＣ１との間の電気的接続が確保される。このとき、マイクロソレノイドＭＳの電気コイルＢＯが励磁され、可動接触板ＣＭがわずかに傾斜している図３Ｂに示すように、可動電磁コアＮＭが可動接触板ＣＭのスラスト力を妨げる力ｆ3を出力する。従って、電気コイルＢＯの励磁は、可動電磁コアＮＭの並進運動を禁止し、接点ＰＣ＋とＰＣ２との間の電気回路は、開状態のままである。電気的接続は、接点ＰＣ＋とＰＣ１との間でのみ確保され、電気モータ１１には、電流制限抵抗ＲＤを介して少ない電力が供給される。
【００４８】
図３Ｃにおいて、二重接触装置１０ｄｃは、第２閉状態、すなわち、以下に「状態２ＣＦ」と表す「第２接点閉」状態を示す。この状態は、図１に示す先行技術の接触端子Ｃ２１、Ｃ２２が閉じている状態に対応する。
【００４９】
この状態２ＣＦでは、始動接点１３は常に閉じられる。電気コイルＢＯの励磁は、中断され、従って、可動接触板ＣＭにより押された可動電磁コアＮＭは、接点ＰＣ２に接触する。次いで、接点ＰＣ＋とＰＣ１およびＰＣ２との間で、電気的接続が達成される。接点ＰＣ２は、電気モータ１１に直接接続されているため、電気モータ１１に全電力が供給される。
【００５０】
本発明に係る二重接触装置１０ｄｃの構成は、電子制御装置ＥＣＣにより制御されるマイクロソレノイドＭＳを励磁させないため、第１状態から第２状態への切り替えを制御して、状態１ＣＦと状態２ＣＦとの間の時間間隔を調整することが可能である。
【００５１】
本発明に係る二重接触電磁コンタクタ１０の具体的な実施形態は、図３Ａを参照して説明される開状態０Ｖである図４Ａと、図３Ｃを参照して説明される第２接点閉状態２ＣＦである図４Ｂとに示されている。二重接触電磁コンタクタ１０は、後方のマイクロソレノイドＭＳの位置がわかるように、図４Ａおよび図４Ｂにおいて縦断面で示されている。接点ＰＣ１を除き、二重接触装置１０ｄｃの種々の機能的構成要素が、図４Ａおよび図４Ｂに示されている。
【００５２】
次に、図５、図６Ａ、図６Ｂおよび図６Ｃを参照して、マイクロソレノイドＭＳについて詳細に説明する。
【００５３】
図５に示すように、マイクロソレノイドＭＳは、電気コイルＢＯおよび可動電磁コアＮＭに加えて、コイル筐体を形成するとともに、電磁回路に含まれる槽ＡＮ、電力の通路のための銅で形成されるあぶみ接点ＥＴ、および、復帰スプリングＲＥを備えている。
【００５４】
槽ＡＮは、電気コイルＢＯが収容される内部筐体（図４Ａおよび図４Ｂに示されている。）を備えている。電気コイルＢＯを収容する槽ＡＮおよび復帰スプリングＲＥには、可動電磁コアＮＭが挿入され、この一式があぶみ接点ＥＴの上下の顎部の間に配設されている。銅から形成されるモールＴＳの一端部は、あぶみ接点ＥＴに固定され、モールＴＳの他端部は、接点ＰＣ１に接続されている。あぶみ接点ＥＴの顎部の間に可動電磁コアＮＭを押し込んだ組立体は、マイクロソレノイドＭＳの全ての部品を、機械的に相互に保持することができる。
【００５５】
図６Ａ、図６Ｂおよび図６Ｃに示すように、二重接触装置１０ｄｃにおけるマイクロソレノイドＭＳの組立体および機械的位置は、二重接触装置１０ｄｃの壁に一体的に結合される槽ＡＮを介して確保される。
【００５６】
図６Ａは、二重接触装置１０ｄｃが状態０ＶのときのマイクロソレノイドＭＳの状態を示す。状態０Ｖにおいて、復帰スプリングＲＥは、あぶみ接点ＥＴに対してスラスト力ＰRを与える。従って、あぶみ接点ＥＴおよび可動電磁コアＮＭは、可動接触板ＣＭおよび接点ＰＣ２と電気的に接触しない状態で、下方に押される。
【００５７】
図６Ｂは、二重接触装置１０ｄｃが状態１ＣＦのときのマイクロソレノイドＭＳの状態を示す。状態１ＣＦにおいて、電気コイルＢＯが励磁され、可動電磁コアＮＭおよびあぶみ接点ＥＴに付与される力ｆ3は、復帰スプリングＲＥのスラスト力ＰRを増大させ、動作している可動接触板ＣＭの変位を妨げる。可動電磁コアＮＭおよびあぶみ接点ＥＴは、低い位置に残り、電気的な接触は、可動接触板ＣＭと、モールＴＳにより接点ＰＣ１に電気的に接続されるコア−クランプユニットＮＭ−ＥＴとの間にのみ確保される。
【００５８】
図６Ｃは、二重接触装置１０ｄｃが状態２ＣＦのときのマイクロソレノイドＭＳの状態を示す。状態２ＣＦにおいて、電気コイルＢＯは、これ以上励磁されない。復帰スプリングＲＥのスラスト力ＰRは、可動接触板ＣＭの動作下における可動電磁コアＮＭ、およびあぶみ接点ＥＴの変位を妨げるには十分でない。可動電磁コアＮＭおよびあぶみ接点ＥＴは、高い位置の状態となり、次いで、可動接触板ＣＭと接点ＰＣ１、ＰＣ２との間の電気的な接触が、コア−クランプユニットＮＭ−ＥＴとモールＴＳとによって確保される。
【００５９】
次に、電子制御装置ＥＣＣにつき、図７、図８Ａ、図８Ｂおよび図８Ｃを参照して詳細に説明する。
【００６０】
電子制御装置ＥＣＣで使用される電子構成要素の適度な数を考慮して、電子制御装置ＥＣＣは、二重接触電磁コンタクタ１０の蓋の中に配設することができる。また、本発明のある実施形態では、電子制御装置ＥＣＣは、ＡＳＩＣの構成として実装可能である。
【００６１】
図７に示すように、実施形態における電子制御装置ＥＣＣは、アナログ型の回路である。電子制御装置ＥＣＣは、主として、３つのトランジスタＴ１、Ｔ２、Ｔ３と、２つの電圧安定回路ＣＺ１、ＣＺ２と、３つの時定数回路ＲＣ１、ＲＣ２、ＲＣ３と、整流保持回路ＳＬとを備えている。
【００６２】
トランジスタＴ１、Ｔ２、Ｔ３は、ＭＯＳＦＥＴ型のものである。トランジスタＴ１およびＴ３は、引き込み巻線Ｌａおよび電気コイルＢＯのそれぞれの励磁を制御する。
【００６３】
トランジスタＴ１のドレイン電極は、巻線Ｌａ、Ｌｍの共通端子に接続される端子を除く巻線Ｌａの端子に接続されている。トランジスタＴ１のソース電極は、アースＭに接続されている。
【００６４】
トランジスタＴ３のドレイン電極は、巻線Ｌａ、Ｌｍの共通端子に接続される端子を除く電気コイルＢＯの端子に接続されている。トランジスタＴ３のソース電極は、アースＭに接続されている。
【００６５】
さらなる説明で一層簡潔に示されるように、トランジスタＴ２は、巻線Ｌａの励磁が終了した後、トランジスタＴ１のグリッドをアースＭに接続することにより、トランジスタＴ１を開状態にするように構成されている。トランジスタＴ２は、トランジスタＴ１のグリッドにソース電極と、アースＭに接続されるドレイン電極とをそれぞれ備えている。
【００６６】
電圧安定回路ＣＺ１、ＣＺ２は、ツェナーダイオードを有する公知の回路である。
【００６７】
電圧安定回路ＣＺ１は、抵抗Ｒ６およびツェナーダイオードＺ１により構成され、安定した電圧Ｕ１を供給する。電圧Ｕ１は、始動接点１３が閉塞された後の電子制御装置ＥＣＣに利用可能な電圧ＵAPCに基づいて生成される。従って、電圧ＵAPCは、始動接点１３が閉塞された後のバッテリ１２の電圧ＵBに対応する。
【００６８】
電圧安定回路ＣＺ２は、抵抗Ｒ７およびツェナーダイオードＺ２により構成され、安定した電圧Ｕ２を供給する。電圧Ｕ２は、二重接触装置１０ｄｃの状態１ＣＦにおける接点ＰＣ１に利用可能な電圧ＵPC1に基づいて生成される。従って、電圧ＵPC1は、電圧ＵPC1が接点ＰＣ１に利用可能になったときの電圧ＵBに対応する。
【００６９】
電圧安定回路ＣＺ１は、回路ＲＣ１およびＲＣ２に電圧Ｕ１を供給する。電圧安定回路ＣＺ２は、回路ＲＣ３および整流保持回路ＳＬに電圧Ｕ２を供給する。
【００７０】
回路ＲＣ１は、積分型のＲＣ回路であり、キャパシタＣ１に直列に接続される２つの抵抗Ｒ１、Ｒ２を備えている。電圧Ｕ１は、第２端子がキャパシタＣ１の第１端子に接続される抵抗Ｒ１の第１端子に印加される。キャパシタＣ１の第２端子は、第２端子がアースＭに接続される抵抗Ｒ２の第1端子に接続されている。抵抗Ｒ１の端子とキャパシタＣ１の端子と間の接点は、トランジスタＴ１の制御グリッドに接続されている。
【００７１】
回路ＲＣ２は、微分型のＲＣ回路であり、抵抗Ｒ５に直列に接続されるキャパシタＣ３を備えている。電圧Ｕ１は、キャパシタＣ３の第１端子に印加される。キャパシタＣ３の第２端子は、第２端子がアースＭに接続される抵抗Ｒ５の第1端子に接続されている。キャパシタＣ３の端子と抵抗Ｒ５の端子との間の接点は、トランジスタＴ３の制御グリッドに接続されている。
【００７２】
回路ＲＣ３は、標準の積分型のＲＣ回路であり、キャパシタＣ２に直列に接続される抵抗Ｒ３を備えている。電圧Ｕ２は、抵抗Ｒ３の第１端子に印加される。抵抗Ｒ３の第２端子は、第２端子がアースＭに接続されるキャパシタＣ２の第1端子に接続されている。抵抗Ｒ３の端子とキャパシタＣ２の端子と間の接点は、トランジスタＴ２の制御グリッドに接続されている。
【００７３】
整流保持回路ＳＬは、抵抗Ｒ４に直列に接続される整流ダイオードＤ１を備えている。電圧Ｕ２は、抵抗Ｒ４の第１端子にカソードが接続される整流ダイオードＤ１のアノードに印加される。抵抗Ｒ４の第２端子は、トランジスタＴ１の制御グリッドに接続されている。
【００７４】
次に、電子制御装置ＥＣＣの動作につき、図８Ａ、図８Ｂおよび図８Ｃの曲線を参照して説明する。
【００７５】
図８Ａ、図８Ｂおよび図８Ｃにおける曲線の時刻ｔ０は、始動接点１３の閉塞に対応する。
【００７６】
時刻ｔ０において、電圧ＵAPCは、回路ＲＣ１、ＲＣ２に安定した電圧Ｕ１を印加する電圧安定回路ＣＺ１に供給される。
【００７７】
時刻ｔ０において、回路ＲＣ２のキャパシタＣ３が放電され、トランジスタＴ３のグリッド電極に電圧Ｕ１が発生し、トランジスタＴ３が開状態から閉状態に切り替わる。次いで、図８Ｃに示すように、電流ＩmsがマイクロソレノイドＭＳの電気コイルＢＯに供給され、電気コイルＢＯが励磁される。次に、力ｆ3が、マイクロソレノイドＭＳの可動電磁コアＮＭに付与される。
【００７８】
時刻ｔ０において、回路ＲＣ１のキャパシタＣ１が放電され、電圧Ｕ１・（Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２））が、トランジスタＴ１のグリッドに発生する。このとき、トランジスタＴ２は、開状態であり、そのグリッドには電圧が印加されていない。トランジスタＴ１は、キャパシタＣ１の負荷でグリッドの電圧が増加することにより、開状態から閉状態に徐々に切り替わる。このとき、極性が反対の整流ダイオードＤ１は、キャパシタＣ１の負荷を妨げる電流が整流保持回路ＳＬを介して、アースＭに流れることを阻止する。図８Ｂに示すように、電流Ｉaは、回路ＲＣ１の時定数（Ｒ１＋Ｒ２）・Ｃ１によって実質的に決まる増加率で、引き込み巻線Ｌａに徐々に流れる。
【００７９】
電流Ｉaによる巻線Ｌａの励磁により、二重接触電磁コンタクタ１０のプランジャコア１００は変位し、時刻ｔ１において、二重接触装置１０ｄｃが状態１ＣＦに切り替わる。二重接触装置１０ｄｃが状態１CＦに切り替わることにより、図８Ａに示すように、接点ＰＣ１に電圧ＵPC1が発生する。
【００８０】
時刻ｔ１において、電圧ＵPC1が、整流保持回路ＳＬおよび回路ＲＣ３に安定した電圧Ｕ２を印加する電圧安定回路ＣＺ２に供給される。
【００８１】
電圧Ｕ２は、整流保持回路ＳＬを介して、トランジスタＴ１のグリッドに、整流ダイオードＤ１により電圧降下した値である約（Ｕ２−０．６Ｖ）の値まで上昇する電位を生じさせる。トランジスタＴ１のグリッドにおけるこの電位の上昇は、トランジスタＴ１を閉状態に固定し、従って、切り替えの反動を阻止可能とする。
【００８２】
時刻ｔ１において、トランジスタＴ２は、回路ＲＣ３によって付与される時定数Ｒ３・Ｃ２により、電圧Ｕ２が発生しているにもかかわらず、開状態を維持する。
【００８３】
時刻ｔ１まで、電気モータ１１は、電圧ＵPC1により駆動され、減速された速度で回転を開始する。図８Ａに示すように、電気モータ１１に供給される電力により、電圧ＵBの降下とそれに引き続く電圧ＵPC1の降下が生じる。また、図８Bおよび図８Cに示すように、電気モータ１１による電圧ＵBの降下は、電流ＩaおよびＩmsを低下させるが、その振幅は、電気コイルＢＯおよび巻線Ｌａを正常に励磁して維持するのに十分な振幅である。
【００８４】
電圧Ｕ１に基づいて時刻ｔ０で開始されたキャパシタＣ３の負荷は、時定数Ｒ５・Ｃ３で継続される。図８Ａ〜図８Ｃに示す時刻ｔ２において、キャパシタＣ３の充電電圧は、トランジスタＴ３のグリッドの電圧がグリッドを介した電流通路をこれ以上十分に維持できない値に到達する。次いで、トランジスタＴ３は、開状態に切り替わり、図８Ｃに示すように、電気コイルＢＯの電流Ｉmsを阻止する。
【００８５】
時刻ｔ２において、電気コイルＢＯの電流Ｉmsが阻止されることにより、二重接触装置１０ｄｃが状態１ＣＦから状態２ＣＦに切り替わる。状態２ＣＦにおいて、二重接触装置１０ｄｃの接点ＰＣ２には、電圧ＵPC1およびＵBと略等しい電圧ＵPC2が供給される。次いで、電圧ＵPC2が電気モータ１１に全電力で供給され、この段階において、スタータギアユニット１１３は熱機関のクラウンギア１４と噛合する。
【００８６】
時刻ｔ２まで、図８Ａ〜図８Ｃに示すように、電気モータ１１により供給される電力は、電圧ＵB＝ＵPC1＝ＵPC2の降下と、引き込み巻線Ｌａの電流Ｉaの低下を生じさせるが、振幅は、巻線Ｌａの正常な励磁を維持するのに十分な状態を維持する。
【００８７】
図８Ｂに示すように、電流Ｉaは、時刻ｔ３まで引き込み巻線Ｌａに維持される。（ｔ３−ｔ２）に等しい期間における引き込み巻線Ｌａの励磁の維持は、逆転する可能性のあるスタータギアユニット１１３を保護することを可能とする。時刻ｔ３までの引き込み巻線Ｌａの励磁の維持は、本発明の適用においては、時刻ｔ２の後、数ｍｓ〜数十ｍｓ継続することができる。
【００８８】
時刻ｔ３は、回路ＲＣ３の時定数Ｒ３・Ｃ２によって決定される。時刻ｔ３において、キャパシタＣ２の充電電圧は、トランジスタＴ２を介した電流の通路を制御するのに十分な値に到達する。トランジスタＴ２は、閉状態に切り替わり、トランジスタＴ１のグリッドをアースＭに接続する。次いで、トランジスタＴ１は、閉状態から開状態に切り替わり、巻線Ｌａにおける電流Ｉaを阻止する。
【００８９】
時刻ｔ３の後、クラウンギア１４に対するスタータギアユニット１１３の連結の維持は、始動接点１３が閉塞されている限り継続する保持巻線Ｌｍの励磁により確保される。
【００９０】
本発明によれば、回路ＲＣ２の時定数Ｒ５・Ｃ３を調整することにより、電気モータ１１の減速された速度と全速度との間の間隔ＴＥＭＰ＝ｔ２−ｔ１を容易に管理することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１  スタータ
１０  二重接触電磁コンタクタ
１０ｄｃ  二重接触装置
１１  電気モータ
１２  バッテリ
１３  始動接点
１４  クラウンギア
１５  フォーク
２０、２１  結線
１００  プランジャコア
１０１  前端部
１０３  コア復帰スプリング
１０４  ハウジング
１１０  アーマチャ
１１１  螺旋スロープ
１１２  フリーホイール
１１３  スタータギアユニット
１１４  インダクタ
１１５  噛合スプリング
１０１０  フィンガ
ＡＮ  槽
Ｂ＋  陽極端子
Ｂ１、Ｂ２  電気ブラシ
ＣＭ  可動接触板
ＢＯ  電気コイル
ＥＣＣ  電子制御装置
ＥＴ  あぶみ接点
Ｌｍ、Ｌａ、Ｌ３  巻線
Ｍ  アース
ＭＳ  マイクロソレノイド
ＮＭ  可動電磁コア
ＰＣ＋、ＰＣ１、ＰＣ２  接点
ＲＣ１、ＲＣ２、ＲＣ３  時定数回路
ＲＥ  復帰スプリング
ＲＤ  電流制限抵抗
ＳＬ  整流保持回路
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３  トランジスタ
ＴＳ  モール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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