(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に切り換えられてバッテリ２の出力電圧が落ち込んだときに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
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリ電圧が印加される可動接点を有して、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前記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前記バッテリから前記キースイッチを通して与えられる電圧を電源電圧として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、
前記バッテリ電圧を検出して、前記タイマがタイマ動作を行っている間に前記バッテリ電圧が設定値未満になったことが検出され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】
バッテリ電圧が印加される可動接点を有して、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前記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前記キースイッチを通して与えられる前記バッテリ電圧で時定数設定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、
前記バッテリ電圧を検出して、前記バッテリ電圧が設定値未満になったことが検出されたときに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】
バッテリ電圧が印加される可動接点を有して、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前記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前記キースイッチを通して与えられる前記バッテリ電圧で時定数設定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オン位置にあるときに前記キースイッチを通して与えられるバッテリ電圧を検出してバッテリ電圧に相応した大きさを有するバッテリ電圧検出信号を出力するバッテリ電圧検出回路と、
前記バッテリ電圧の設定値に相応した大きさを有する基準信号を発生する基準信号発生回路と、
前記バッテリ電圧検出信号と前記基準信号とが比較すべき信号として入力され、出力端子が前記タイマ動作延長用スイッチの制御端子に接続された比較器と、
を備え、
前記比較器は、前記バッテリ電圧検出信号と前記基準信号とを比較して、前記バッテリ電圧検出信号の大きさが基準信号の大きさ以上であるときに前記タイマ動作時間延長用スイッチをオフ状態にし、前記バッテリ電圧検出信号の大きさが前記基準信号の大きさ未満であるときに前記タイマ動作時間延長用スイッチをオン状態にするように前記タイマ動作時間延長用スイッチを制御することを特徴とするエンジンに付属する負荷の駆動装置。
【請求項４】
バッテリ電圧が印加される可動接点を有して、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前記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前記キースイッチを通して与えられる前記バッテリ電圧で時定数設定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、
前記タイマコンデンサの両端に第１の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第１のタイマ動作時間延長用スイッチと、
前記タイマコンデンサの両端に第２の電流制限用抵抗と前記第１の電流制限用抵抗と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第２の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オン位置にあるときに前記キースイッチを通して与えられるバッテリ電圧を検出してバッテリ電圧に相応した大きさを有するバッテリ電圧検出信号を出力するバッテリ電圧検出回路と、
前記第１の設定値に相応した大きさを有する第１の基準信号を発生する第１の基準信号発生回路と、
前記第１の設定値よりも大きい第２の設定値に相応する第２の基準信号を発生する第２の基準信号発生回路と、
前記バッテリ電圧検出信号と前記第１の基準信号とが比較すべき信号として入力され、出力端子が前記第１のタイマ動作延長用スイッチの制御端子に接続された第１の比較器と、
前記バッテリ電圧検出信号と前記第２の基準信号とが比較すべき信号として入力され、出力端子が前記第２のタイマ動作延長用スイッチの制御端子に接続された第２の比較器と、
を具備し、
前記第１の比較器は、前記バッテリ電圧検出信号と前記第１の基準信号とを比較して、前記バッテリ電圧検出信号の大きさが第１の基準信号の大きさ以上であるときに前記第１のタイマ動作時間延長用スイッチをオフ状態にし、前記バッテリ電圧検出信号の大きさが前記第１の基準信号の大きさ未満であるときに前記第１のタイマ動作時間延長用スイッチをオン状態にするべく前記第１のタイマ動作時間延長用スイッチを制御するように設けられ、
前記第２の比較器は、前記バッテリ電圧検出信号と前記第２の基準信号とを比較して、前記バッテリ電圧検出信号の大きさが第２の基準信号の大きさ以上であるときに前記第２のタイマ動作時間延長用スイッチをオフ状態にし、前記バッテリ電圧検出信号の大きさが前記第２の基準信号の大きさ未満であるときに前記第２のタイマ動作時間延長用スイッチをオン状態にするべく前記第２のタイマ動作時間延長用スイッチを制御するように設けられていること、
を特徴とするエンジンに付属する負荷の駆動装置。
【請求項５】
バッテリ電圧が印加される可動接点を有して、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前記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前記キースイッチを通して与えられる前記バッテリ電圧で時定数設定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、
前記時定数設定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、
前記バッテリ電圧を検出して、前記バッテリ電圧が設定値以上であることが検出されているときに前記短絡用スイッチをオン状態に保持し、前記バッテリ電圧が設定値未満であることが検出されているときに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６】
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ないし５のいずれか１つ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、負荷駆動用スイッチ５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、バッテリ電圧（バッテリ２の出力電圧）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、時定数設定用抵抗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ＥB（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、バッテリ電圧が印加される可動接点を有して、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前記バッテリからキースイッチを通して与えられる電圧を電源電圧として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前記の動作を完了させる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、バッテリ電圧を検出して、タイマがタイマ動作を行っている間にバッテリ電圧が設定値未満になったことが検出さ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バッテリ電圧が低下したことが検出さ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てバッテリ電圧が落ち込んだときに、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キースイッチを通して与えられるバッテリ電圧で時定数設定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、バッテリ電圧を検出して、バッテリ電圧が設定値未満になったことが検出されたときに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】
上記タイマ動作時間延長用スイッチ駆動回路は、例えば、キースイッチの可動接点がオン位置にあるときにキースイッチを通して与えられるバッテリ電圧を検出してバッテリ電圧に相応した大きさを有するバッテリ電圧検出信号を出力するバッテリ電圧検出回路と、バッテリ電圧の設定値に相応した大きさを有する基準信号を発生する基準信号発生回路と、バッテリ電圧検出信号と基準信号とが比較すべき信号として入力され、出力端子がタイマ動作延長用スイッチの制御端子に接続された比較器とを備えた構成とすることができる。
【００４０】
この場合、比較器は、バッテリ電圧検出信号と基準信号とを比較して、バッテリ電圧検出信号の大きさが基準信号の大きさ以上であるときにタイマ動作時間延長用スイッチをオフ状態にし、バッテリ電圧検出信号の大きさが基準信号の大きさ未満であるときにタイマ動作時間延長用スイッチをオン状態にするようにタイマ動作時間延長用スイッチを制御するように設けられる。
【００４１】
本発明においてはまた、バッテリ電圧が印加される可動接点を有して、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、該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キースイッチを通して与えられるバッテリ電圧で時定数設定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負荷の駆動装置において、タイマコンデンサの両端に第１の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第１のタイマ動作時間延長用スイッチと、タイマコンデンサの両端に第２の電流制限用抵抗と第１の電流制限用抵抗とを通して接続されて、オン状態にあるときに前記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第２の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オン位置にあるときにキースイッチを通して与えられるバッテリ電圧を検出してバッテリ電圧に相応した大きさを有するバッテリ電圧検出信号を出力するバッテリ電圧検出回路と、第１の設定値に相応した大きさを有する第１の基準信号を発生する第１の基準信号発生回路と、第１の設定値よりも大きい第２の設定値に相応する第２の基準信号を発生する第２の基準信号発生回路と、バッテリ電圧検出信号と第１の基準信号とが比較すべき信号として入力され、出力端子が第１のタイマ動作延長用スイッチの制御端子に接続された第１の比較器と、バッテリ電圧検出信号と第２の基準信号とが比較すべき信号として入力され、出力端子が第２のタイマ動作延長用スイッチの制御端子に接続された第２の比較器とを備えた構成とすることもできる。
【００４２】
この場合、第１の比較器は、バッテリ電圧検出信号と第１の基準信号とを比較して、バッテリ電圧検出信号の大きさが第１の基準信号の大きさ以上であるときに第１のタイマ動作時間延長用スイッチをオフ状態にし、バッテリ電圧検出信号の大きさが第１の基準信号の大きさ未満であるときに第１のタイマ動作時間延長用スイッチをオン状態にするべく第１のタイマ動作時間延長用スイッチを制御するように設けられる。
【００４３】
また第２の比較器は、バッテリ電圧検出信号と第２の基準信号とを比較して、バッテリ電圧検出信号の大きさが第２の基準信号の大きさ以上であるときに第２のタイマ動作時間延長用スイッチをオフ状態にし、バッテリ電圧検出信号の大きさが第２の基準信号の大きさ未満であるときに第２のタイマ動作時間延長用スイッチをオン状態にするべく第２のタイマ動作時間延長用スイッチを制御するように設けられる。
【００４４】
このように構成すると、バッテリ電圧の落ち込みの程度に応じて、タイマ動作時間を段階的に延長することができるため、バッテリ電圧の落ち込みが僅かなときに必要以上にタイマ動作時間が延長されたり、バッテリ電圧が大きく落ち込んだときにタイマ動作時間が不足したりするのを防ぐことができる。
【００４５】
本発明に係わる負荷の駆動装置はまた、時定数設定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電流制限用抵抗の一部を短絡する短絡用スイッチと、バッテリ電圧を検出して、バッテリ電圧が設定値以上であることが検出されているときに短絡用スイッチをオン状態に保持し、バッテリ電圧が設定値未満であることが検出されているときに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を備えた構成とすることもできる。
【００４６】
【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。
【００４７】
図１は本発明の第１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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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３ａ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、キーから手を離すか、キーに加える力を弱めると、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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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の両端に時定数設定用抵抗Ｒ２を通してタイマコンデンサＣ１が接続されている。
【００５５】
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。
【００５６】
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Ｃ１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。
【００５７】
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。
【００５８】
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、バッテリ電圧を検出して、タイマがタイマ動作を行っている間にバッテリ電圧が設定値未満になったことが検出さ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タイマ動作時間延長手段７が設けられている。
【００５９】
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、バッテリ電圧を検出して、バッテリ電圧が設定値未満になったことが検出されたときに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とからなっている。
【００６０】
図示の例では、カソードが接地されたサイリスタＴｈのアノードが抵抗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、サイリスタＴｈのゲートカソード間に抵抗Ｒ８が接続されている。
【００６１】
またタイマ４のダイオードＤ１のカソードと接地間に抵抗Ｒ９及びＲ10の直列回路からなる分圧回路が接続され、この分圧回路の接地側に設けられた抵抗Ｒ10の両端にアノードを接地側に向けたツェナーダイオードＺＤ３が並列接続されている。抵抗Ｒ10の両端の電圧は出力端子をサイリスタＴｈのゲートに接続した比較器ＣＰ２の反転入力端子に入力されている。
【００６２】
更にバッテリ電圧を電源として一定の直流電圧を出力する図示しない直流定電圧電源回路から得られる制御用電源電圧Ｖccが、抵抗Ｒ11及びＲ12の直列回路からなる分圧回路の両端に印加され、この分圧回路の接地側に設けられた抵抗Ｒ12の両端に得られる基準信号Ｖ2 が比較器ＣＰ２の非反転入力端子に入力されている。比較器ＣＰ２の出力端子はプルアップ抵抗器Ｒ13を通して図示しない直流定電圧電源回路の正極側出力端子に接続されている。
【００６３】
この例では、サイリスタＴｈと抵抗Ｒ８とにより、タイマ動作時間延長用スイッチ７Ａが構成され、抵抗Ｒ９及びＲ10とツェナーダイオードＺＤ３とによりバッテリ電圧を検出してバッテリ電圧に相応した大きさのバッテリ電圧検出信号Ｖ1 を出力するバッテリ電圧検出回路が構成されている。また抵抗Ｒ11及びＲ12によりバッテリ電圧の設定値に相応する大きさを有する基準信号Ｖ2 を発生する基準信号発生回路が構成され、上記バッテリ電圧検出回路と基準信号発生回路と比較器ＣＰ２と抵抗Ｒ13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。
【００６４】
なおツェナーダイオードＺＤ３は、比較器ＣＰ２に入力される電圧を制限するために設けられたものであり、そのツェナー電圧は、バッテリ電圧の設定値よりは十分に高く設定されている。
【００６５】
上記基準信号は、バッテリ電圧の設定値に相応する大きさを有するように設定される。バッテリ電圧の設定値は、バッテリ電圧が、タイマの動作時間を延長する必要がある電圧まで落ち込んだか否かの判定の基準を与えるもので、タイマの動作時間を延長しないでも負荷を正常に駆動することができる電源電圧（バッテリ電圧）の許容変動範囲の下限値に等しく設定しておく。
【００６６】
本実施形態の動作を図２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）はバッテリ電圧ＥB を示している。また図２（Ｃ）はバッテリ電圧検出信号Ｖ1 及び基準信号Ｖ2 を示し、同図（Ｄ）は比較器ＣＰ２の出力電圧を示している。更に図２（Ｅ）はサイリスタＴｈの動作を示し、同図（Ｆ）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（Ｇ）は、タイマの比較器ＣＰ１の出力電圧Ｖout を示し、図２（Ｈ）は、リレー接点Ｒｙａの状態を示している。
【００６７】
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、時定数設定用抵抗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（Ｆ）に示すように一定の傾きで上昇していく。バッテリ電圧が設定値以上ある場合には、バッテリ電圧検出信号Ｖ1 が基準信号Ｖ2 よりも高いため、比較器ＣＰ２の出力電圧はローレベルにある。このときサイリスタＴＨはトリガされず、オフ状態にあるため、タイマコンデンサＣ1 の充電電流が抵抗Ｒ７を通して側路されることはない。タイマの正規の動作時間Ｔ１内にキースイッチが始動位置に切り換えられることがなく、タイマの正規の動作時間Ｔ１内にバッテリ電圧が低下することがない場合には、図２（Ｆ）に符号Ｖc1’で示したようにタイマコンデンサの両端の電圧が上昇し、タイマコンデンサの充電が開始された後、時刻ｔ3 で正規の動作時間Ｔ１が経過したときにタイマコンデンサの両端の電圧Ｖc1が第１の基準電圧Ｖr1に達して、図２（Ｇ）に破線で示したように比較器ＣＰ１の出力電圧がローレベル（Ｌレベル）になる（タイマ動作が終了する）。タイマ動作が行われている正規の動作時間Ｔ１の間、トランジスタＱ１がオン状態になってリレーの励磁コイルＲＹが励磁されるため、正規の動作時間Ｔ１の間プルコイル１ａに通電される。
【００６８】
これに対し、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きには、始動用電動機に大きな電流が流れるため、バッテリ２の電圧ＥB が設定値以下の電圧ＥBLまで落ち込み、図２（Ｂ）に示すように、バッテリ電圧検出信号Ｖ1 が基準信号Ｖ2 よりも低くなる。そのため、図２（Ｄ）に示すように、比較器ＣＰ２の出力が電源電圧Ｖccまで上昇し、サイリスタＴｈにトリガ信号が与えられる。これにより、図２（Ｅ）に示すようにサイリスタＴｈがオン状態になるため、タイマコンデンサＣ１の充電電流の一部が抵抗Ｒ７とサイリスタＴｈとを通してタイマコンデンサＣ１から側路される。そのため、タイマコンデンサＣ１の充電電流が減少し、図２（Ｆ）に実線で示したように、時刻ｔ2 でタイマコンデンサＣ１の両端の電圧Ｖc1の上昇の傾きが緩くなる。このように、タイマの正規の動作時間Ｔ１が経過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は、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。
【００６９】
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、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。
【００７０】
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（Ｆ）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。
【００７１】
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２（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、スタータに通電されなかった場合に流れる駆動電流よりも減少する。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したときに、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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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サイリスタＴｈ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、サイリスタＴｈ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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
またトランジスタＱ１及びサイリスタＴｈ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。
【００７８】
図３は本発明の第２の実施形態を示したもので、この例では、ゲートカソード間に抵抗Ｒ８が接続されたサイリスタＴｈにより、タイマコンデンサＣ１の両端に第１の電流制限用抵抗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の充電電流の一部を該タイマコンデンサから側路する第１のタイマ動作時間延長用スイッチ７Ａが構成されている。
【００７９】
またゲートカソード間に抵抗Ｒ８’が接続されたサイリスタＴｈ’が設けられて、該サイリスタＴｈのアノードが第２の電流制限用抵抗Ｒ７’と第１の電流制限用抵抗Ｒ７とを通してタイマコンデンサの非接地側端子に接続されている。サイリスタＴｈ’と抵抗Ｒ８’とにより、タイマコンデンサＣ１の両端に第２の電流制限用抵抗Ｒ７’と第１の電流制限用抵抗Ｒ７と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第２のタイマ動作時間延長用スイッチ７Ａ’が構成されている。
【００８０】
図１に示した例と同様に設けられた抵抗Ｒ９及びＲ10とツェナーダイオードＺＤ３とにより、キースイッチ３の可動接点３ａがオン位置にあるときにキースイッチ３を通して与えられるバッテリ電圧を検出してバッテリ電圧に相応した大きさを有するバッテリ電圧検出信号Ｖ１を出力するバッテリ電圧検出回路が構成され、この電圧検出回路から得られるバッテリ電圧検出信号Ｖ１は、第１の比較器ＣＰ２の反転入力端子に入力されている。また制御用電源電圧が印加された抵抗Ｒ11及びＲ12の直列回路により、バッテリ電圧の第１の設定値に相応した大きさを有する第１の基準信号Ｖ２を発生する第１の基準信号発生回路が構成され、この基準信号発生回路から得られる第１の基準信号Ｖ２が第１の比較器ＣＰ２の非反転入力端子に入力されている。第１の比較器ＣＰ２の出力端子はサイリスタＴｈのゲートに接続されるとともに、抵抗Ｒ13を通して直流定電圧電源回路の正極側出力端子に接続され、比較器ＣＰ２の出力電圧がＨレベル（電源電圧Ｖcc）になったときに、サイリスタＴｈにトリガ信号が与えられるようになっている。
【００８１】
また制御用電源電圧Ｖccが印加された抵抗Ｒ11’と抵抗Ｒ12’との直列回路により、上記第１の設定値よりも大きい第２の設定値に相応する第２の基準信号Ｖ２’（＞Ｖ２）を発生する第２の基準信号発生回路が構成されている。この回路から得られる第２の基準信号Ｖ２’は第２の比較器ＣＰ２’の非反転入力端子に入力され、第２の比較器ＣＰ２’の反転入力端子にはバッテリ電圧検出回路から得られるバッテリ電圧検出信号Ｖ１が入力されている。第２の比較器ＣＰ２’の出力端子は、サイリスタＴｈ’のゲートに接続されるとともに、図示しない直流定電圧電源回路の正極側出力端子に抵抗Ｒ13’を介して接続され、比較器ＣＰ２’の出力電圧がＨレベルになったときにサイリスタＴｈ’にトリガ信号が与えられて該サイリスタがオン状態になるようになっている。
【００８２】
第１の比較器ＣＰ２は、バッテリ電圧検出信号Ｖ１と第１の基準信号Ｖ２とを比較して、バッテリ電圧検出信号Ｖ１の大きさが第１の基準信号Ｖ２の大きさ以上であるときに出力電圧をＬレベルに保って、第１のタイマ動作時間延長用スイッチ（サイリスタＴｈ）７Ａをオフ状態に保持し、バッテリ電圧検出信号Ｖ１の大きさが第１の基準信号Ｖ２の大きさ未満であるときに出力電圧をＨレベルにして第１のタイマ動作時間延長用スイッチ７Ａをオン状態にするように第１のタイマ動作時間延長用スイッチ７Ａを制御する。
【００８３】
第２の比較器ＣＰ２’は、バッテリ電圧検出信号Ｖ１と第２の基準信号Ｖ２’とを比較して、バッテリ電圧検出信号Ｖ１の大きさが第２の基準信号Ｖ２’の大きさ以上であるときに出力電圧をＬレベルに保って第２のタイマ動作時間延長用スイッチ７Ａ’をオフ状態に保持し、バッテリ電圧検出信号Ｖ１の大きさが第２の基準信号Ｖ２’の大きさ未満であるときに出力電圧をＨレベルにして第２のタイマ動作時間延長用スイッチ７Ａ’をオン状態にするように第２のタイマ動作時間延長用スイッチ７Ａ’を制御する。
【００８４】
図３に示した例では、抵抗Ｒ９及びＲ10からなるバッテリ電圧検出回路と、抵抗Ｒ11及びＲ12からなる第１の基準信号発生回路と、第１の比較器ＣＰ２とにより、第１のタイマ動作時間延長用スイッチ駆動回路が構成され、抵抗Ｒ９及びＲ10からなるバッテリ電圧検出回路と、抵抗Ｒ11’及びＲ12’からなる第２の基準信号発生回路と、第２の比較器ＣＰ２’とにより、第２のタイマ動作時間延長用スイッチ駆動回路が構成されている。またこれら第１及び第２のタイマ動作時間延長用スイッチ駆動回路と、第１及び第２のタイマ動作時間延長用スイッチ７Ａ及び７Ａ’とにより、タイマ動作時間延長手段７が構成されている。
【００８５】
図３に示した実施形態では、バッテリ電圧検出信号Ｖ１が第１の基準信号Ｖ２及び第２の基準信号Ｖ２’よりも小さいとき（Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ２’のとき）にサイリスタＴｈ及びＴｈ’がともにオン状態になるため、タイマコンデンサの充電電流は正規の充電電流ｉ1 から抵抗Ｒ７とサイリスタＴｈとを通して流れる電流ｉ2 を減じた電流ｉ1 −ｉ2 となり、タイマの動作時間が正規の動作時間Ｔ１よりも長い第１の延長時間Ｔ２に延長される。
【００８６】
これに対し、バッテリ電圧検出信号Ｖ１が第１の基準信号Ｖ２よりも大きく、第２の基準信号Ｖ２’よりは小さいとき（Ｖ２＜Ｖ１＜Ｖ２’のとき）には、サイリスタＴｈ’のみがオン状態になるため、タイマコンデンサＣ１の充電電流は正規の充電電流ｉ1 から抵抗Ｒ７及びＲ７’とサイリスタＴｈ’とを通して流れる電流ｉ3 を減じた電流ｉ1 −ｉ3 （＞ｉ1 −ｉ2 ）となり、タイマの動作時間は上記第１の延長時間Ｔ２よりは短い第２の延長時間Ｔ２’に延長される。
【００８７】
正規の動作時間Ｔ１と、第１の延長時間Ｔ２と、第２の延長時間Ｔ２’との間の関係は、Ｔ１＜Ｔ２’＜Ｔ２となる。
【００８８】
このように、図３に示した例では、バッテリ電圧の落ち込みの程度に応じて、タイマ動作時間を段階的に延長することができるため、バッテリ電圧の落ち込みが僅かなときに必要以上にタイマ動作時間が延長されたり、バッテリ電圧が大きく落ち込んだときにタイマ動作時間が不足したりするのを防ぐことができる。
【００８９】
上記の各実施形態では、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。
【００９０】
例えば、時定数設定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電流制限用抵抗の一部を短絡する短絡用スイッチと、バッテリ電圧を検出して、バッテリ電圧が設定値以上であることが検出されているときに短絡用スイッチをオン状態に保持し、バッテリ電圧が設定値未満であることが検出されているときに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を備えた構成とすることもできる。
【００９１】
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Ｃ１の充電時定数を定める時定数設定用抵抗Ｒ２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。
【００９２】
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Ｒ20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３と抵抗Ｒ20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。
【００９３】
また比較器ＣＰ２の出力端子がトランジスタＱ２のベースに接続され、比較器ＣＰ２の非反転入力端子及び反転入力端子にそれぞれバッテリ電圧検出信号Ｖ１及び基準信号Ｖ２が入力されている。バッテリ電圧検出信号Ｖ１及び基準信号Ｖ２を発生する回路は図１に示した例と同様に構成されている。その他の点は図１の実施形態と同様である。
【００９４】
この例では、トランジスタＱ２により短絡用スイッチ７Ｃが構成され、抵抗Ｒ９ないしＲ12と、比較器ＣＰ２とにより、短絡用スイッチ制御回路が構成されている。
【００９５】
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Ｒ20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。バッテリ電圧が設定値以上で、バッテリ電圧検出信号Ｖ１が基準信号Ｖ２よりも大きいときには、比較器ＣＰ２の出力電圧がＨレベルであるため、比較器ＣＰ２は、トランジスタＱ２のオン動作に影響を与えない。
【００９６】
タイマ４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、バッテリ電圧が設定値以下に低下して比較器ＣＰ２の出力電圧がＬレベルになると、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。
【００９７】
【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バッテリ電圧が低下したときに、タイマがタイマ動作を行う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】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４】本発明の第３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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