(57)【要約】【課題】エンジンの始動時にタイマがタイマ動作を行っている間だけ負荷に通電するようにした負荷の駆動装置において、タイマ動作が行われている間にキースイッチが始動位置に切り換えられたときにも負荷の駆動を正常に行わせること。【解決手段】タイマコンデンサＣ１の両端に電流制限用抵抗Ｒ１０を通して接続されて、オン状態にあるときにタイマコンデンサＣ１の充電電流の一部を該タイマコンデンサから側路するタイマ動作時間延長用スイッチ７Ａと、キースイッチ３の可動接点３ａが始動接点３ｄに切り換えられている間タイマ動作時間延長用スイッチ７Ａに駆動信号を与えてタイマ動作時間延長用スイッチ７Ａをオン状態に保持するタイマ動作時間延長用スイッチ駆動回路７Ｂとを設けた。【選択図】    図１
2004190512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン停止時の位置であるオフ位置とエンジン運転時の位置であるオン位置とエンジン始動時に始動用電動機に通電する際の位置である始動位置とに可動接点が切り換えられるキースイッチと、前記キースイッチの可動接点がオフ位置からオン位置に切り換えられたときにタイマ動作を開始して設定された動作時間の間タイマ動作を行うタイマと、エンジンに付属する負荷とバッテリとの間に設けられて前記タイマがタイマ動作を行っている間オン状態になる負荷駆動用スイッチとを備えて、前記タイマがタイマ動作を行っている間に前記負荷の動作を完了させる負荷の駆動装置において、
前記タイマがタイマ動作を行っている間に前記キースイッチの可動接点が始動位置に切り換えられたことを検出したときに前記タイマの動作時間を正規の動作時間よりも延長するタイマ動作時間延長手段を具備してなるエンジンに付属する負荷の駆動装置。
【請求項２】
エンジン停止時の位置であるオフ位置とエンジン運転時の位置であるオン位置とエンジン始動時に始動用電動機に通電する際の位置である始動位置とに可動接点が切り換えられるキースイッチと、前記キースイッチの可動接点がオン位置にあるとき及び始動位置にあるときにタイマコンデンサを一定の時定数で充電するタイマ動作を行って、該タイマコンデンサの両端の電圧が設定値以上になったときにタイマ動作を終了するタイマと、エンジンに付属する負荷とバッテリとの間に設けられて前記タイマがタイマ動作を行っている間オン状態になる負荷駆動用スイッチとを備えて、前記タイマがタイマ動作を行っている間に前記負荷の動作を完了させる負荷の駆動装置において、
前記タイマコンデンサの両端に電流制限用抵抗を通して接続されて、オン状態にあるときに前記タイマコンデンサの充電電流の一部を該タイマコンデンサから側路するタイマ動作時間延長用スイッチと、
前記キースイッチの可動接点が始動位置に切り換えられている間前記タイマ動作時間延長用スイッチに駆動信号を与えて該タイマ動作時間延長用スイッチをオン状態に保持するタイマ動作時間延長用スイッチ駆動回路と、
を具備してなるエンジンに付属する負荷の駆動装置。
【請求項３】
エンジン停止時の位置であるオフ位置とエンジン運転時の位置であるオン位置とエンジン始動時に始動用電動機に通電する際の位置である始動位置とに可動接点が切り換えられるキースイッチと、前記キースイッチの可動接点がオン位置にあるとき及び始動位置にあるときに電流制限用抵抗を通してタイマコンデンサを一定の時定数で充電するタイマ動作を行って、該タイマコンデンサの両端の電圧が設定値以上になったときにタイマ動作を終了するタイマと、エンジンに付属する負荷とバッテリとの間に設けられて前記タイマがタイマ動作を行っている間オン状態になる負荷駆動用スイッチとを備えて、前記タイマがタイマ動作を行っている間に前記負荷の動作を完了させる負荷の駆動装置において、
前記電流制限用抵抗の一部に対して並列に接続されて、オン状態にあるときに前記電流制限用抵抗の一部を短絡する短絡用スイッチと、
前記キースイッチの可動接点が始動位置に切り換えられたときに前記タイマコンデンサの充電が完了するまでの間前記短絡用スイッチをオン状態に保持し、前記キースイッチの可動接点が始動位置に切り換えられている間前記短絡用スイッチをオフ状態に保持するように前記短絡用スイッチを制御する短絡用スイッチ制御回路と、
を具備してなるエンジンに付属する負荷の駆動装置。
【請求項４】
前記負荷は、エンジンへの燃料の供給を制御するバルブを開状態にする際に励磁されるソレノイドである請求項１，２または３に記載のエンジンに付属する負荷の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンに付属する電装品負荷の内、エンジンの始動時に一定時間だけ駆動される負荷の駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンは、始動時に一定の時間だけ駆動される負荷を備えていることがある。この種の負荷は、始動時に一定時間駆動した際に、その動作を完了させることが必要とされることが多い。
【０００３】
エンジンの始動時に一定時間だけ駆動される負荷としては、例えば、ディーゼルエンジンへの燃料の供給を制御する燃料供給制御用バルブを駆動する、燃料供給制御用ソレノイドがある。
【０００４】
燃料噴射ポンプを用いて燃料を供給するディーゼルエンジンにおいては、燃料タンクから燃料噴射ポンプに燃料を供給する燃料供給経路の途中に、燃料供給制御用ソレノイドによりオンオフ制御される燃料供給制御用バルブを設けて、エンジンの運転時には該バルブを開くことにより燃料噴射ポンプによる燃料の供給を可能とし、エンジンを停止する際に該バルブを閉じることにより燃料噴射ポンプによる燃料の供給を停止させるようにしている。エンジンの始動を可能とし、始動したエンジンの運転を支障なく行わせるためには、燃料供給制御用ソレノイドを一定時間の間駆動した際に、燃料供給制御用バルブを確実に開状態にする必要がある。
【０００５】
燃料供給制御用ソレノイドを駆動する駆動装置は、例えば特許文献１に示されている。図５は、特許文献１に示された駆動装置の全体的な構成を示したもので、同図において、１は燃料供給制御用ソレノイド（負荷）、２は負極端子が接地されたバッテリ、３はキースイッチ、４はタイマ、５はバッテリ２とソレノイド１との間に設けられた負荷駆動用スイッチ、６はエンジンを始動するスタータである。
【０００６】
燃料供給制御用ソレノイド１は、燃料の供給を制御する（オンオフする）バルブを開く際に励磁されるプル（ＰＵＬＬ）コイル１ａと、エンジンの運転中バルブを開状態に保持するために励磁状態に保持されるホールド（ＨＯＬＤ）コイル１ｂとからなっている。
【０００７】
キースイッチ３は、図示しないキーにより操作される可動接点３ａと、固定接点であるオフ接点３ｂ、オン接点（ＯＮ接点）３ｃ及び始動接点（ＳＴ接点）３ｄとを有する公知のスイッチで、このキースイッチの可動接点３ａは、図示しないキーにより操作されて、オフ接点３ｂのみに接触した状態になるオフ位置と、オフ接点３ｂから離れてオン接点３ｃのみに接触した状態になるオン位置と、オン接点３ｃに接触した状態を保ちつつ始動接点３ｄに接触した状態になる始動位置とに切り換えられる。可動接点のオフ位置はエンジン停止時の位置であり、オン位置はエンジン運転中の位置である。また可動接点の始動位置は、エンジンを始動する際の位置である。
【０００８】
キースイッチの可動接点３ａはバッテリ２の正極端子に接続され、始動接点３ｄはスタータ６に接続されている。またオン接点３ｃはタイマユニット４に接続されるとともに、図示しない電装品に電源電圧を供給する電源ラインに接続されている。
【０００９】
スタータ６は、エンジン始動用電動機やこの電動機の駆動電流をオンオフする電磁接触子等を備えた公知のもので、キースイッチの可動接点３ａが始動接点３ｄに接触させられて、バッテリ２から可動接点３ａ及び始動接点３ｄを通して駆動電流が与えられたときに始動用電動機を回転させてエンジンを始動させる。
【００１０】
負荷駆動用スイッチ５は、ソレノイド（エンジンに付属する負荷）１とバッテリ２との間に設けられて、オン状態にされたときにバッテリの電圧を負荷に印加するスイッチで、図示の例では、この負荷駆動用スイッチとして、励磁コイルＲＹと、常開接点Ｒｙａとを有するリレーが用いられている。励磁コイルＲＹはタイマ４の出力端子間に接続され、接点Ｒｙａはバッテリ２の正極端子とプルコイル１ａの一端との間に接続されている。
【００１１】
プルコイル１ａの他端は、ホールドコイル１ｂの一端とともに接地され、ホールドコイル１ｂの他端はキースイッチ３のオン接点３ｃに接続されている。
【００１２】
タイマ４は、キースイッチ３の可動接点３ａがオフ位置からオン位置に切り換えられてバッテリ２の電圧が印加されたときにタイマ動作を開始して設定された動作時間の間タイマ動作を行い、タイマ動作を行っている間負荷駆動用スイッチ５を構成するリレーの励磁コイルＲＹに駆動信号を印加する。タイマ４が駆動信号を出力している間、励磁コイルＲＹが励磁され、接点Ｒｙａがオン状態になる。
【００１３】
図６（Ａ）ないし（Ｅ）は図５に示した負荷駆動装置の動作を示したタイミングチャートである。エンジンを始動するため、時刻ｔ１  において、キースイッチ３の可動接点をオン位置に切り換えると、タイマ４がタイマ動作を開始して、励磁コイルＲＹを励磁するため、リレー接点Ｒｙａがオン状態になる。これによりソレノイドのプルコイル１ａが励磁される。また時刻ｔ１  でキースイッチ３の可動接点がオン位置に切り換えられることにより、ソレノイドのホールドコイル１ｂが励磁される。タイマ４は、設定された動作時間Ｔ１  の間タイマ動作を行い、時刻ｔ２  において動作時間Ｔ１  が経過したときにタイマ動作を終了して励磁コイルＲＹを非励磁にする。これによりリレーの接点Ｒｙａがオフ状態になり、プルコイル１ａが非励磁状態にされる。プルコイル１ａが励磁されている間に図示しない燃料供給制御用のバルブが開く。ソレノイドのホールドコイル１ｂは、キースイッチの可動接点３ａがオフ位置に切り換えられるまで励磁状態に保持され、ホールドコイル１ｂが励磁されている間燃料供給制御用バルブが開状態に保持されて、エンジンへの燃料の供給が許容される。
【００１４】
時刻ｔ２  でタイマ動作が終了した後、時刻ｔ３  でキースイッチの可動接点３ａが始動位置に切り換えられると、スタータ６に通電されて、エンジンが始動させられる。エンジンが始動した後、時刻ｔ４  でキースイッチの可動接点をオン位置に戻すと、スターターへの通電が停止する。
【００１５】
図７は、特許文献１に一実施例として記載された負荷駆動装置の要部の構成を示したものであり、図８は、図７に示した負荷駆動装置の通常の動作を示すタイミングチャートである。
【００１６】
図７に示した負荷駆動装置においては、図８（Ａ）に示すように、時刻ｔ１  において、キースイッチ３の可動接点３ａがオン位置に切り換えられたとき（オン接点３ｃに接触させられたとき）に、バッテリ２からキースイッチを通してソレノイド１のホールドコイル１ｂに電流が流れる。
【００１７】
またキースイッチの可動接点がオン位置に切り換えられると、バッテリ２の電圧がダイオードＤ１と抵抗Ｒ１とを通してツェナーダイオードＺＤ１の両端に印加され、該ツェナーダイオードＺＤ１の両端の一定の電圧で、抵抗Ｒ２を通して、タイマコンデンサＣ１が一定の時定数で充電される。これにより、タイマコンデンサＣ１の両端の電圧Ｖｃ１は、図８（Ｂ）に示すように一定の傾きで上昇していく。
【００１８】
タイマコンデンサＣ１の両端の電圧Ｖｃ１は、比較器ＣＰ１の反転入力端子に入力される。比較器ＣＰ１の非反転入力端子には、ツェナーダイオードＺＤ１の両端の一定の電圧を抵抗Ｒ３  及びＲ４  からなる分圧回路により分圧して得た基準電圧Ｖｒ  が入力されている。
【００１９】
キースイッチをオン位置に切り換えた後一定の時間が経過するまでの間は、タイマコンデンサの両端の電圧Ｖｃ１が基準電圧Ｖｒ  よりも低いため、比較器ＣＰ１の出力端子の電位は、図８（Ｃ）に示すようにハイレベル（Ｈレベル）になっている。このとき基準電圧Ｖｒ  は、第１の値Ｖｒ１を示す。タイマコンデンサＣ１の両端の電圧Ｖｃ１が基準電圧Ｖｒ  よりも低く、比較器ＣＰ１の出力端子の電位がハイレベルになっている間、トランジスタＱ１がオン状態に保持されるため、バッテリ２からキースイッチ３と励磁コイルＲＹとトランジスタＱ１のコレクタエミッタ間とを通して電流が流れる。これにより、リレーの接点Ｒｙａがオン状態になり、バッテリ２から接点Ｒｙａを通してソレノイドのプルコイル１ａに電流が流れる。そのため、図示しない燃料供給制御用のバルブが開き、燃料噴射ポンプに燃料が供給されるようになる。
【００２０】
時刻ｔ１  でキースイッチの可動接点をオン位置に切り換えた後、時刻ｔ２  において一定の時間Ｔ１  が経過したときに、タイマコンデンサＣ１の両端の電圧Ｖｃ１が基準電圧Ｖｒ（＝Ｖｒ１）に達し、図８（Ｃ）に示すように比較器ＣＰ１の出力端子の電位がローレベル（Ｌレベル）になる。これにより、トランジスタＱ１がオフ状態になるため、図８（Ｄ）に示すように、リレー接点Ｒｙａがオフ状態になり、プルコイル１ａへの通電が停止される。従ってプルコイルへの通電は一定の時間Ｔ１  に制限される。タイマの動作時間Ｔ１は、負荷の駆動を完了するために必要な時間（上記の例では、燃料供給制御用バルブを閉位置から開位置に変位させるために必要な時間）に設定される。
【００２１】
時刻ｔ２  で比較器ＣＰ１  の出力がローレベルになると、比較器ＣＰ１の出力の電位の変化が抵抗Ｒ５  を通して該比較器の非反転入力端子にフィードバックされるため、図８（Ｂ）に示したように、基準電圧Ｖｒ  の値は第１の値Ｖｒ１よりも小さい第２の値Ｖｒ２に変化する。これにより、エンジンの運転中に生じる電源電圧の変動により比較器ＣＰ１の出力がハイレベルに反転して、プルコイルに再通電されるのが防止される。
【００２２】
図８（Ａ）に示すように、時刻ｔ１  でキースイッチ３の可動接点をオン位置に切り換えた後、時刻ｔ３  で時間ＴＡ（＞Ｔ１  ）が経過したときに、キースイッチの可動接点が始動位置に切り換えられると、スタータ（図７には図示せず。）に通電されてエンジンの始動操作が行われる。
【００２３】
【特許文献１】
特開平８−６１１１６号公報（図４）
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に示されたように、キースイッチをオフ状態からオン状態にした時にタイマコンデンサを充電するタイマ動作を開始するタイマ回路を設けて、このタイマ回路がタイマ動作を行なっている一定時間の間だけソレノイドに通電するように構成された負荷駆動装置において、図８に示したように、キースイッチの可動接点３ａをオン位置に切り換えた後、該可動接点を始動位置に切り換えるまでの時間ＴＡ  が、タイマの動作時間Ｔ１  よりも長い場合には、上記の説明から明らかなように、タイマの動作時間Ｔ１  の間プルコイル１ａへの通電を支障なく行わせてバルブを開状態にすることができる。
【００２５】
ところが、特許文献１に示された構成では、キースイッチの可動接点３ａをオン位置に切り換えた後、該可動接点を始動位置に切り換えるまでの時間ＴＡ  が、タイマの動作時間Ｔ１  よりも短い場合に、以下に示すように、スタータへの通電により生じるバッテリ電圧の落ち込みによりソレノイドのプルコイルに供給される電流が減少し、タイマ４がタイマ動作を行っている間にバルブを開くことができなくなるおそれがあった。
【００２６】
図９は、図７に示すように構成された負荷駆動装置において、キースイッチの可動接点３ａをオン位置に切り換えた後、該可動接点を始動位置に切り換えるまでの時間ＴＡ  が、タイマの動作時間Ｔ１  よりも短かった場合の動作を示すタイミングチャートである。図９において、（Ａ）はキースイッチの状態の変化を示し、（Ｂ）はバッテリ電圧ＥＢ  の変化を示している。また（Ｃ）はリレーの接点Ｒｙａの状態の変化を示し、（Ｄ）はソレノイドのプルコイル１ａに流れる電流を示している。
【００２７】
図９の時刻ｔ１  において、キースイッチ３の可動接点がオン位置に切り換えられると、タイマ４がタイマ動作を開始し、トランジスタＱ１がオン状態になってバッテリ２から励磁コイルＲＹに電流が流れる。タイマ４がタイマ動作を行っている時間Ｔ１内の時刻ｔ２  ’でキースイッチの可動接点が始動位置に切り換えられると、バッテリ２からキースイッチを通してスタータに大きな突入電流が流れるため、バッテリ電圧ＶＢ（図９Ｂ参照）が大きく落ち込む。このときタイマ４は所定の動作時間Ｔ１の間タイマ動作を行うが、バッテリ電圧の落ち込みが激しいため、ソレノイドのプルコイル及びホールドコイルに流れる電流は大幅に減少し、ソレノイドの吸引力が低下する。その結果、バルブの開位置への変位速度が低下し、タイマがタイマ動作を行っている時間内に燃料供給制御用バルブを開状態にすることができなくなる。そのため、バルブが閉状態のままで、または完全に開かないままの状態でタイマ４のタイマ動作が終了してプルコイルへの通電が停止されることがある。タイマ動作が終了した時点でバルブが閉状態または閉状態に近い状態にある場合には、燃料噴射ポンプに燃料が供給されないため、エンジンを始動させることができない。またタイマ動作が終了した時点でバルブの開き方が不完全である場合には、燃料噴射ポンプに供給される燃料が不足するため、仮にエンジンを始動させることができたとしても、その後エンジンの運転をまともに行うことができない。
【００２８】
上記のように、エンジンの始動時に燃料供給制御用ソレノイドの励磁不足により、バルブを正常に開くことができず、エンジンの始動に失敗した場合、キースイッチ３の可動接点を一旦オフ位置に戻してから再度オン位置及び始動位置へと切り換えるようにすれば、ソレノイドのプルコイルを正常に励磁して燃料供給制御用バルブを開き、エンジンを始動させることができる。
【００２９】
しかしながら、多くのユーザーは、エンジンの始動に失敗した後、再始動を試みる際に、キースイッチの可動接点をオン位置までしか戻さずに、オン位置から始動位置に再度切り換えることにより始動操作を行おうとするため、タイマ動作を再開させてバルブを開くことができず、エンジンの始動に何回も失敗するという不具合が生じる。
【００３０】
上記のような現象は、大電流通電時のバッテリ電圧の低下が激しい、低温環境下で特に起こりやすい。
【００３１】
上記の説明では、エンジンの始動時に一定時間駆動する負荷として、ディーゼル機関の燃料噴射ポンプへの燃料の供給を制御するバルブを駆動するソレノイドを例にとったが、他の負荷を駆動する場合にも、特許文献１に示されたような構成をとった場合には、キースイッチの可動接点をオン位置から始動位置に切り換えるタイミングが早過ぎた場合に、その負荷の駆動を正常に行うことができなくなるという問題が生じる。
【００３２】
本発明の目的は、エンジンの始動時にタイマがタイマ動作を行っている間だけ負荷に通電するようにした負荷の駆動装置において、キースイッチの可動接点をオン位置に切り換えてから始動位置に切り換えるまでの時間がタイマの正規の動作時間よりも短い場合でも、負荷の駆動を正常に行わせることができるようにすることにある。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、エンジン停止時の位置であるオフ位置とエンジン運転時の位置であるオン位置とエンジン始動時に始動用電動機に通電する際の位置である始動位置とに可動接点が切り換えられるキースイッチと、キースイッチの可動接点がオフ位置からオン位置に切り換えられたときにタイマ動作を開始して設定された動作時間の間タイマ動作を行うタイマと、エンジンに付属する負荷とバッテリとの間に設けられてタイマがタイマ動作を行っている間オン状態になる負荷駆動用スイッチとを備えて、タイマがタイマ動作を行っている間に負荷の動作を完了させるようにした負荷の駆動装置を対象とする。
【００３４】
本発明においては、前記の目的を達成するため、タイマがタイマ動作を行っている間にキースイッチの可動接点が始動位置に切り換えられたことを検出したときにタイマの動作時間を正規の動作時間よりも延長するタイマ動作時間延長手段を設けた。
【００３５】
なおタイマの正規の動作時間とは、タイマ動作時間延長手段が働かない場合のタイマの動作時間（タイマがタイマ動作を行う時間）で、正規の動作時間は、負荷の電源電圧が定格範囲にあるときに、負荷の動作を完了させるために必要な時間に設定される。負荷で無用の電力が消費されるのを防ぐため、タイマの正規の動作時間は、電源電圧が底角範囲にあるときに負荷の動作を完了させるために必要最小限の時間に設定するのが好ましい。
【００３６】
上記のように、タイマがタイマ動作を行っている間にキースイッチの可動接点が始動位置に切り換えられたことを検出したときにタイマがタイマ動作を行う時間を延長するタイマ動作時間延長回路を設けると、キースイッチの可動接点がオン位置に切り換えられた後、タイマがタイマ動作を行っている間に（負荷の駆動が完了する前に）キースイッチの可動接点が始動位置に切り換えられたときに、タイマの動作時間を延長することができる。従って、バッテリの電圧が落ち込んで負荷の駆動電流が減少したとしても、負荷の駆動時間を延長することができるため、タイマがタイマ動作を行っている間に負荷の駆動を完了させることができる。
【００３７】
上記タイマは、通常、キースイッチの可動接点がオン位置にあるとき及び始動位置にあるときにタイマコンデンサを一定の時定数で充電するタイマ動作を行って、該タイマコンデンサの両端の電圧が設定値以上になったときにタイマ動作を終了するように構成される。
【００３８】
タイマがこのように構成される場合、上記タイマ動作時間延長手段は、タイマコンデンサの両端に電流制限用抵抗を通して接続されて、オン状態にあるときにタイマコンデンサの充電電流の一部を該タイマコンデンサから側路するタイマ動作時間延長用スイッチと、キースイッチの可動接点が始動位置に切り換えられている間タイマ動作時間延長用スイッチに駆動信号を与えて該タイマ動作時間延長用スイッチをオン状態に保持するタイマ動作時間延長用スイッチ駆動回路とを備えた構成とすることができる。
【００３９】
またタイマコンデンサの充電電流を制限する電流制限用抵抗の一部に対して並列に接続されて、オン状態にあるときに該電流制限用抵抗の一部を短絡する短絡用スイッチと、キースイッチの可動接点が始動位置に切り換えられたときにタイマコンデンサの充電が完了するまでの間短絡用スイッチをオン状態に保持し、キースイッチの可動接点が始動位置に切り換えられている間短絡用スイッチをオフ状態に保持するように短絡用スイッチを制御する短絡用スイッチ制御回路とにより上記タイマ動作時間延長手段を構成することもできる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００４１】
図１は本発明の実施形態の構成を概略的に示したもので、この例で駆動する負荷は、図７に示した例と同様に、ディーゼルエンジンを始動する際に開かれる燃料供給制御用バルブを駆動する燃料供給制御用ソレノイドである。
【００４２】
図１において１は燃料供給制御用ソレノイド、２は負極端子が接地されたバッテリ、３はキースイッチ、４はタイマ、５はバッテリ２とソレノイド１との間に設けられた負荷駆動用スイッチ、６はエンジンを始動するスタータである。
【００４３】
燃料供給制御用ソレノイド１は、燃料の供給を制御する（オンオフする）バルブを開く際に励磁されるプル（ＰＵＬＬ）コイル１ａと、エンジンの運転中バルブを開状態に保持するために励磁状態に保持されるホールド（ＨＯＬＤ）コイル１ｂとからなっている。
【００４４】
キースイッチ３は、図示しないキーにより操作される可動接点３ａと、固定接点であるオフ接点３ｂ、オン接点（ＯＮ接点）３ｃ及び始動接点（ＳＴ接点）３ｄとを有するスイッチである。キースイッチの可動接点３ａは、図示しないキーにより操作されて、オフ接点３ｂのみに接触した状態になるオフ位置と、オフ接点３ｂから離れてオン接点３ｃのみに接触した状態になるオン位置と、オン接点３ｃに接触した状態を保ちつつ始動接点３ｄに接触した状態になる始動位置とに切り換えられる。可動接点のオフ位置はエンジン停止時の位置であり、オン位置はエンジン運転中の位置である。また可動接点の始動位置は、エンジンを始動する際の位置である。このキースイッチには、始動位置に変位させられた可動接点３ａをオン位置に復帰させるように付勢する復帰バネが設けられていて、可動接点を始動位置に切り換えてエンジンを始動させた後、キーから手を離すと、可動接点３ａが始動位置からオン位置に自動的に復帰するようになっている。
【００４５】
キースイッチの可動接点３ａはバッテリ２の正極端子に接続され、始動接点３ｄはスタータ６に接続されている。またオン接点３ｃはタイマユニット４に接続されるとともに、図示しない電装品に電源電圧を供給する電源ラインに接続されている。
【００４６】
スタータ６は、エンジン始動用電動機やこの電動機の駆動電流をオンオフする電磁接触子等を備えた公知のもので、キースイッチの可動接点３ａが始動接点３ｄに接触させられて、バッテリ２から可動接点３ａ及び始動接点３ｄを通して駆動電流が与えられたときに始動用電動機を回転させてエンジンを始動させる。
【００４７】
負荷駆動用スイッチ５は、ソレノイド１のプルコイル１ａ（エンジンに付属する負荷）とバッテリ２との間に設けられて、オン状態にされたときにバッテリの電圧をプルコイルに印加するスイッチで、本実施形態では、この負荷駆動用スイッチとして、励磁コイルＲＹと、常開接点Ｒｙａとを有するリレーが用いられていて、接点Ｒｙａの一端及び他端がそれぞれキースイッチのオン接点３ｃ及びプルコイル１ａの一端に接続されている。プルコイル１ａの他端はホールドコイル１ｂの一端とともに接地され、ホールドコイル１ｂの他端はキースイッチのオン接点３ｃに接続されている。
【００４８】
タイマ４は、タイマコンデンサＣ１を一定の時定数で充電することによりタイマ動作を行わせるもので、タイマコンデンサＣ１の一端は接地されている。キースイッチ３のオン接点３ｃと接地間に、ダイオードＤ１と抵抗Ｒ１とを通して、アノードを接地側に向けたツェナーダイオードＺＤ１が接続され、ツェナーダイオードＺＤ１の両端に抵抗Ｒ２を通してタイマコンデンサＣ１が接続されている。
【００４９】
またツェナーダイオードＺＤ１の両端に、抵抗Ｒ３とＲ４との直列回路からなる分圧回路が接続され、この分圧回路の抵抗Ｒ４の両端に得られる基準電圧Ｖｒが、比較器ＣＰ１の非反転入力端子に入力されている。比較器ＣＰ１の反転入力端子には、タイマコンデンサＣ１の両端の電圧Ｖｃ１が入力されている。比較器ＣＰ１の出力端子と非反転入力端子との間に帰還抵抗Ｒ５が接続され、ツェナーダイオードＺＤ１のカソードと比較器ＣＰ１の出力端子との間にプルアップ抵抗Ｒ６が接続されている。
【００５０】
比較器ＣＰ１の出力端子はまたエミッタが接地されたＮＰＮトランジスタＱ１のベースに接続され、該トランジスタのコレクタにリレーの励磁コイルＲＹの一端が接続されている。リレーの励磁コイルＲＹの他端はダイオードＤ１のカソードに接続され、トランジスタＱ１がオン状態になったときにバッテリ１からキースイッチ３とダイオードＤ１とトランジスタＱ１のコレクタエミッタ間とを通して励磁コイルＲＹに励磁電流が流れるようになっている。また励磁コイルＲＹの両端には、カソードを励磁コイルＲＹの一端側に向けたツェナーダイオードＺＤ２と、アノードをツェナーダイオードＺＤ２のアノード側に向けたダイオードＤ２との直列回路が並列に接続され、抵抗Ｒ２の両端にはアノードをタイマコンデンサ側に向けたダイオードＤ３が接続されている。ダイオードＤ２とツェナーダイオードＺＤ２との直列回路は、励磁コイルＲＹの励磁電流を遮断した際に該励磁コイルに誘起する高い電圧を吸収するために設けられている。またダイオードＤ３は、タイマコンデンサの放電回路を構成するために設けられている。
【００５１】
図示の例では、タイマコンデンサＣ１と、抵抗Ｒ１ないしＲ６と、比較器ＣＰ１と、ツェナーダイオードＺＤ１及びＺＤ２と、ダイオードＤ１ないしＤ３と、トランジスタＱ１とによりタイマ４が構成されている。
【００５２】
以上の構成は、特許文献１に示されたものと同様であるが、本発明においては更に、タイマ４がタイマ動作を行っている間にキースイッチ３の可動接点３ａが始動位置に切り換えられたことを検出したときにタイマ４がタイマの動作時間を正規の動作時間よりも延長するタイマ動作時間延長手段７が設けられている。
【００５３】
図示のタイマ動作時間延長手段７は、タイマコンデンサＣ１の両端に電流制限用抵抗Ｒ７を通して接続されて、オン状態にあるときにタイマコンデンサＣ１の充電電流の一部を該タイマコンデンサから側路するタイマ動作時間延長用スイッチ７Ａと、キースイッチ３の可動接点３ａが始動位置に切り換えられている（始動接点３ｄに接触している）間タイマ動作時間延長用スイッチ７Ａに駆動信号を与えて該タイマ動作時間延長用スイッチをオン状態に保持するタイマ動作時間延長用スイッチ駆動回路７Ｂとにより構成される。
【００５４】
図示の例では、エミッタが接地されたＮＰＮトランジスタＱ２のコレクタが抵抗Ｒ７を通してタイマコンデンサＣ１の非接地側端子に接続され、トランジスタＱ２のベースエミッタ間には抵抗Ｒ８が接続されている。トランジスタＱ２のベースは抵抗Ｒ９と、アノードを抵抗Ｒ９側に向けたツェナーダイオードＺＤ３と、カソードをツェナーダイオードＺＤ３側に向けたダイオードＤ４との直列回路を通してキースイッチの始動接点３ｄに接続されている。
【００５５】
この例では、トランジスタＱ３により、タイマ動作時間延長用スイッチ７Ａが構成され、ダイオードＤ４と、ツェナーダイオードＺＤ３と抵抗Ｒ９とにより、タイマ動作時間延長用スイッチ駆動回路７Ｂが構成されている。
【００５６】
なおツェナーダイオードＺＤ３は、ノイズによりトランジスタＱ２がオン状態になるのを防ぐために設けられており、そのツェナー電圧は、バッテリ２の電圧に比べて十分に低く設定されている。
【００５７】
本実施形態の動作を図２及び図３のタイミングチャートを参照して説明する。図２（Ａ）はキースイッチの状態を示し、図２（Ｂ）は、タイマコンデンサの両端の電圧Ｖｃ１及び基準電圧Ｖｒの波形を示している。また図２（Ｃ）は比較器の出力を示し、図２（Ｄ）は、リレー接点Ｒｙａの状態を示している。また図３（Ａ）は、図２（Ａ）と同様にキースイッチの状態を示し、図３（Ｂ）は、バッテリ電圧ＥＢを示している。更に図３（Ｃ）はリレー接点Ｒｙａの状態の変化を示し、図３（Ｄ）は、ソレノイドのプルコイルを流れる電流の変化を示している。
【００５８】
図１に示した負荷の駆動装置においては、図２（Ａ）に示すように、時刻ｔ１  において、キースイッチ３の可動接点３ａがオン位置に切り換えられたときに、バッテリ２からキースイッチ３を通してソレノイド１のホールドコイル１ｂに電流が流れる。またこのときバッテリ２の電圧がダイオードＤ１と抵抗Ｒ１とを通してツェナーダイオードＺＤ１の両端に印加され、該ツェナーダイオードＺＤ１の両端の一定の電圧で、抵抗Ｒ２を通して、タイマコンデンサＣ１が一定の時定数で充電される。これにより、タイマコンデンサＣ１の両端の電圧Ｖｃ１は、図２（Ｂ）に示すように一定の傾きで上昇していく。
【００５９】
キースイッチの可動接点をオン位置に切り換えた後、タイマの正規の動作時間Ｔ１が経過する前の時刻ｔ２  でキースイッチの可動接点３ａが始動位置に切り換えられたとする。キースイッチの可動接点３ａが始動位置に切り換えられると、バッテリ２の電圧がキースイッチ３を通してタイマ動作時間延長用スイッチ駆動回路７Ｂに印加され、ツェナーダイオードＺＤ３がオン状態になるため、バッテリ２からキースイッチ３とダイオードＤ４とツエナーダイオードＺＤ３と抵抗Ｒ９とを通してトランジスタＱ２にベース電流が流れ、該トランジスタＱ２（タイマ動作時間延長用スイッチ７Ａ）がオン状態になる。トランジスタＱ２がオン状態になると、タイマコンデンサＣ１の充電電流の一部が抵抗Ｒ７とトランジスタＱ２のコレクタエミッタ間とを通してタイマコンデンサＣ１から側路されるため、タイマコンデンサＣ１の充電電流が減少し、図２（Ｂ）に示すように、タイマコンデンサＣ１の両端の電圧Ｖｃ１の上昇の傾きが緩くなる。
【００６０】
なお図２（Ｂ）においてＶｃ１’は、タイマ動作時間延長用スイッチ７Ａが設けられていない場合のタイマコンデンサＣ１の両端の電圧である。タイマ動作時間延長用スイッチ７Ａが設けられていない場合には、時刻ｔ３  で電圧Ｖｃ１’が基準電圧Ｖｒ（＝Ｖｒ１）に等しくなったときに比較器ＣＰ１の出力端子の電位がＬレベルに変化してタイマ動作が終了する。このときタイマの動作時間は、正規の動作時間Ｔ１となる。
【００６１】
これに対し、本発明のように、タイマ動作時間延長用スイッチ７Ａが設けられていて、キースイッチの可動接点が始動位置に切り換えられたときに、タイマ動作時間延長用スイッチ７Ａがオン状態にされると、タイマコンデンサＣ１の両端の電圧の上昇の傾きが小さくなるため、タイマコンデンサＣ１の両端の電圧が基準電圧Ｖｒに達してタイマ動作が終了する時刻はｔ４  となり、タイマの動作時間は、正規の動作時間Ｔ１よりも長いＴ２に延長される。
【００６２】
時刻ｔ４  でタイマ動作が終了し、比較器ＣＰ１の出力端子の電位がローレベルになると、負荷駆動用スイッチを構成するトランジスタＱ１がオフ状態になり、リレーの励磁コイルＲＹへの通電が停止する。これにより接点Ｒｙａがオフ状態になり、ソレノイド１のプルコイル１ａへの通電が停止する。
【００６３】
時刻ｔ４  で比較器ＣＰ１  の出力がローレベルになると、比較器ＣＰ１の出力の電位の変化が抵抗Ｒ５  を通して該比較器の非反転入力端子にフィードバックされるため、図２（Ｂ）に示したように、基準電圧Ｖｒ  の値は第１の値Ｖｒ１よりも小さい第２の値Ｖｒ２に変化する。これにより、エンジンの運転中に生じる電源電圧の変動により比較器ＣＰ１の出力がハイレベルに反転して、プルコイルに再通電されるのが防止される。
【００６４】
時刻ｔ２  でキースイッチ３の可動接点３ａが始動位置に切り換えられると、スタータ６に通電されるため、バッテリからスタータに大きな突入電流が流れ、図３（Ｂ）に示すように、バッテリ２の両端の電圧ＥＢ  が定格値ＥＢＨからＥＢＬまで低下する。このバッテリ電圧の低下により、ソレノイドのプルコイル１ａに印加される電圧が低下し、プルコイル１ａに流れる駆動電流は、図３（Ｄ）に示すように、スタータに通電されなかった場合に流れる駆動電流ＩＨ  よりも減少する。タイマの動作時間が正規の動作時間Ｔ１のままであると、このように、プルコイルに流れる駆動電流が減少すると、バルブが開位置に到達することができないことがあるが、本発明では、タイマ動作時間を正規の動作時間Ｔ１よりも長い時間Ｔ２に延長して、図３（Ｄ）に斜線を施した部分αに相当する分だけプルコイルの駆動電流を補うため、燃料供給制御用バルブを確実に開状態にすることができる。
【００６５】
時刻ｔ５  でキースイッチの可動接点が始動位置からオン位置に切り換えられると、バッテリの両端の電圧ＥＢ  は定格値ＥＢＨに戻る。
【００６６】
タイマコンデンサＣ１に蓄積された電荷は、キースイッチ３の可動接点がオフ位置に切り換えられたときにダイオードＤ３と抵抗Ｒ３及びＲ４とを通して放電する。
【００６７】
上記の実施形態においては、タイマ４が正規の動作時間Ｔ１の間タイマ動作を行った後にキースイッチの可動接点３ａがオン位置から始動位置に切り換えられたときにもトランジスタＱ２（タイマ動作時間延長用スイッチ７Ａ）がオン状態になるが、タイマコンデンサＣ１を流れる充電電流ｉ１  と、抵抗Ｒ７を流れる側路電流ｉ２  との間に、ｉ１  ＞ｉ２  の関係が成立するように抵抗Ｒ７の抵抗値を設定して、トランジスタＱ２がオン状態になっている間も、Ｖｃ１＞Ｖｒ（＝Ｖｒ２）の関係が維持されるように設定しておけば、トランジスタＱ２がオン状態になったときに比較器ＣＰ１の出力が反転してトランジスタＱ１が再度オン状態になって、プルコイル１ａに再通電されるのを防ぐことができる。
【００６８】
上記の実施形態では、ソレノイドへの通電を制御する負荷駆動用スイッチ５としてリレーを用いたが、このスイッチして半導体スイッチを用いてもよい。
【００６９】
また上記の実施形態では、エンジンを始動する際に一定時間励磁される燃料供給用ソレノイドのプルコイルを負荷としているが、本発明に係わる駆動装置で駆動する負荷は、エンジンの始動時に一定時間の間だけ駆動されるものであればよく、上記の例に限定されない。
【００７０】
またトランジスタＱ１及びＱ２は、他のオンオフ制御が可能なスイッチ素子で置き換えることができる。
【００７１】
上記の実施形態では、キースイッチの可動接点がオン位置から始動位置に切り換えられたときにタイマ用コンデンサの充電電流の一部を電流制限素子とタイマ動作時間延長用スイッチとを通して側路することにより、タイマの動作時間を延長するようにしたが、タイマ動作時間延長手段は、キースイッチの可動接点がオン位置からオフ位置に切り換えられた際にタイマ用コンデンサの両端の電圧の上昇の傾きを小さくする手段であればよく、上記の例に限定されない。
【００７２】
例えば、タイマコンデンサの充電電流を制限する電流制限用抵抗の一部に対して並列に接続されて、オン状態にあるときに前記電流制限用抵抗の一部を短絡する短絡用スイッチと、キースイッチの可動接点が始動位置に切り換えられたときにタイマコンデンサの充電が完了するまでの間短絡用スイッチをオン状態に保持し、キースイッチの可動接点が始動位置に切り換えられている間短絡用スイッチをオフ状態に保持するように短絡用スイッチを制御する短絡用スイッチ制御回路とによりタイマ動作時間延長手段を構成することができる。
【００７３】
このようにタイマ動作時間延長手段を構成した実施形態を図４に示した。図４に示した例においては、タイマコンデンサの充電電流を制限する電流制限用抵抗として、２つの抵抗Ｒ２ａとＲ２ｂとを直列に接続したものを用い、抵抗Ｒ２ｂの抵抗Ｒ２ａ側の端子及びコンデンサＣ１側の端子にそれぞれＮＰＮトランジスタＱ２’のコレクタ及びエミッタを接続している。
【００７４】
またトランジスタＱ２’のベースとツェナーダイオードＺＤ１のカソードとの間に抵抗Ｒ１０が接続され、キースイッチの可動接点がオン接点に切り換えられたときにバッテリ２からキースイッチと抵抗Ｒ１０とを通してトランジスタＱ２’にベース電流が与えられて、タイマコンデンサＣ１の充電が完了するまでの間、該トランジスタＱ２’がオン状態になるようになっている。
【００７５】
またエミッタが接地されたＮＰＮトランジスタＱ３のコレクタがトランジスタＱ２’のベースに接続され、トランジスタＱ３のベースエミッタ間に抵抗Ｒ８が接続されている。更にトランジスタＱ３のベースに抵抗Ｒ９を通してツェナーダイオードＺＤ３のアノードが接続され、ツェナーダイオードＺＤ３のカソードは、キースイッチの始動接点３ｄにアノードを接続したダイオードＤ４のカソードに接続されている。その他の点は図１に示した例と同様に構成されている。
【００７６】
この例では、トランジスタＱ２’により短絡用スイッチが構成され、抵抗Ｒ８ないしＲ１０と、トランジスタＱ３と、ダイオードＤ４と、ツェナーダイオードＺＤ３とにより、短絡用スイッチ制御回路が構成されている。
【００７７】
図４に示した例では、キースイッチ３の可動接点がオン接点３ｃに接触したときに抵抗Ｒ１０とトランジスタＱ２’のベースエミッタ間とコンデンサＣ１とを通してトランジスタＱ２’にベース電流が流れ、該トランジスタがオン状態になる。従って抵抗Ｒ２ｂが短絡され、タイマコンデンサＣ１は、ツェナーダイオードＺＤ１の両端の電圧により、抵抗Ｒ２ａとトランジスタＱ２’のコレクタエミッタ間とを通して充電される。
【００７８】
キースイッチ３の可動接点が始動接点３ｄに接触すると、トランジスタＱ３にベース電流が流れて該トランジスタＱ３がオン状態になるため、トランジスタＱ２’のベース電流が該トランジスタＱ２’から側路される。これによりトランジスタＱ２’がオフ状態になるため、タイマコンデンサＣ１は、ツェナーダイオードＺＤ１の両端の電圧で、抵抗Ｒ２ａ及びＲ２ｂを通して充電されるようになり、タイマコンデンサＣ１の充電時定数が大きい値に切り換えられる。これにより、タイマコンデンサＣ１の両端の電圧の上昇の傾きが緩くなるため、タイマコンデンサＣ１の両端の電圧が基準電圧Ｖｒに達するのが遅れ、タイマの動作時間が正規の動作時間よりも延長される。
【００７９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、タイマがタイマ動作を行っている間にキースイッチの可動接点が始動位置に切り換えられたときにタイマがタイマ動作を行う時間を延長するタイマ動作時間延長手段を設けたので、タイマがタイマ動作を行っている間にキースイッチの可動接点が始動位置に切り換えられたときに、タイマの動作時間を正規の動作時間よりも延長することができる。従って、タイマがタイマ動作を行っている間にキースイッチの可動接点が始動位置に切り換えられて、バッテリの電圧が落ち込んだ場合に、負荷を駆動する時間を延長して、負荷の動作を確実に完了させることができ、エンジンの始動時に動作させるべき負荷の動作が未完のままで負荷の駆動が停止して、エンジンを始動させることができなくなったり、エンジンの運転に不都合を来したりするのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の構成を示した回路図である。
【図２】図１に示した負荷の駆動装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】図１に示した負荷の駆動装置の動作を説明するための他のタイミングチャートである。
【図４】本発明の第２の実施形態の構成を示した回路図である。
【図５】従来の負荷駆動装置の全体的な構成を示したブロック図である。
【図６】図５の駆動装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図７】図５に示した駆動装置の更に具体的な構成を示した回路図である。
【図８】図７に示した駆動装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図９】図７に示した駆動装置の動作を説明するための他のタイミングチャートである。
【符号の説明】
１：ソレノイド（負荷）、１ａ：プルコイル、１ｂ：ホールドコイル、２：バッテリ、３：キースイッチ、４：タイマ、５：負荷駆動用スイッチ、６：スタータ、７：タイマ動作時間延長手段、７Ａ：タイマ動作時間延長用スイッチ、７Ｂ：タイマ動作時間延長用スイッチ駆動回路、７Ｃ：短絡用スイッチ、７Ｄ：短絡用スイッチ制御回路、Ｃ１：タイマコンデンサ、Ｒ２：充電電流制限用抵抗。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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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【図９】
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