JPH0736098Y2 - 内燃機関用のアイドリング継続装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、車両搭載の内燃機関で
あって過給器（ターボチャージャ）を搭載する機関に対
し、イグニッションスイッチをオフにしても直ちに停止
させることなく、適当なる時間の間はアイドリング状態
を継続させる装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】過給器を搭載する内燃機関においては、
長時間、特に高速運転をした後には、イグニッションス
イッチを切っても直ちに停止させることなく、しばらく
の間はアイドリングを継続させた方が良いということが
言われている。過給器のタービンを焼き付きから保護す
るためである。そこで、従来からも、購入した車両に対
し、後から取り付けることのできる電装部品の一つとし
て、「ターボタイマ」等と呼ばれるアイドリング継続装
置が市販されている。

【０００３】図２は、そのようなアイドリング継続装置
の従来例の一つを示している。説明すると、内燃機関の
運転中は、車両搭載のバッテリ２からの直流出力電流
は、当然のことながらこのときには閉じているイグニッ
ションスイッチ１を介し、機関の運転を続けさせるため
のイグニッションコイル３や、各種電装品群４に供給さ
れている。しかるに、イグニッションスイッチ１が開か
れると、イグニッションコイル３や電装品群４への電源
供給ラインの電圧（Ａ点電圧）は低下するが、この低下
の程度が所定値以上になると、このことが電圧低下検出
回路５により検出され、タイマ回路６をそのときから一
定時間の間オンさせて、当該時間の間、スイッチング素
子７をオンとし、リレー８に通電してその接点Ｓ８を閉
じさせる。したがって、後述する動作上の問題が発生し
なければ、イグニッションコイル３には当該オンとなっ
た接点Ｓ８を介し、タイマ回路６に設定されている時間
を経過するまで、バッテリ２からの電力が供給され続
け、機関はアイドリング状態で回り続けることができ、
タイマ回路６に設定されている時間を途過した所でスイ
ッチング素子７がオフとされ、リレー８の通電が解かれ
てその接点Ｓ８が開くことで、自動的に停止される。

【０００４】ところが、この図２に示されるアイドリン
グ継続装置では、図３に示されているように、イグニッ
ションスイッチ１が開かれてタイマ回路６がオンとなっ
てから、実際にリレーに通電され、その接点Ｓ８が閉じ
ることにより、再度、図２中のＡ点にバッテリ電圧が生
ずるまでには、往々にして、１０ｍＳから３０ｍＳ程度
のタイムラグが生じ易い。特にこれは、車両搭載のオー
ディオ機器の種類の如何等、用いている電装品群４に見
込まれる等価的な容量分（バッテリ電力を一時保持する
コンデンサとして機能する）が変動すると大きく変動す
る。そのため、場合によってはイグニッションスイッチ
３への供給電力がかなり長い時間、低下することによ
り、実質的には機関回転数が大きく低下するか、停止し
てしまい、アイドリング継続の目的を達成し得ない場合
が多発した。

【０００５】そこで、こうした問題点を解決するため、
図４に示されているような回路例も提案された。この動
作は次の通りである。イグニッションスイッチ１を閉じ
ると、直ちに第一のスイッチング素子７１がオンとさ
れ、これはイグニッションスイッチ１が閉じている間、
オン状態を続ける。したがって、第一のリレー８１もオ
ン状態となり、その接点Ｓ８１が閉じ、複数個のダイオ
ードを直列に接続したダイオード列Ｄがイグニッション
スイッチ１に対して並列に入るようになる。しかし、明
らかな通り、当該イグニッションスイッチ１がオンとな
っている限り、ダイオード列Ｄと接点Ｓ８１との直列回
路は両端短絡となって何等機能せず、イグニッションコ
イル３や各種の電装品群４へは、閉じているイグニッシ
ョンスイッチ１を介して直接にバッテリ電力が供給され
る。

【０００６】しかるに、使用者がイグニッションスイッ
チ１を開くと、ダイオード列Ｄと接点Ｓ８１との直列回
路が機能し始め、この経路を介して（各ダイオードはバ
ッテリ電圧に関し、順方向に挿入されている）イグニッ
ションコイル３や電装品群４への電力供給が続けられ
る。すなわち、少なくともイグニッションスイッチ１が
開いたからといって、図２に示した従来例に認められる
ような、イグニッションコイル３や電装品群４に関する
電源電圧がその間、大きく低下するようなタイムラグは
生じない。

【０００７】一方、順方向となっているダイオード列Ｄ
中の各ダイオードには、周知のように順方向オン電圧Ｖ
_F が見込まれ、したがって、電源電圧のオーダに比べる
と一つ一つでは一桁以上、小さいが、複数個のダイオー
ドを直列に接続したダイオード列Ｄとしては、その両端
に数Ｖオーダの電圧降下を見込むことができる。

【０００８】そこで、図４に示される回路では、電位差
検出回路９により、ダイオード列Ｄの両端の電位差が所
定の値以上となったことを検出して、この時点からタイ
マ回路６を稼働させ、第二スイッチング素子７２をオン
とし、第二リレー８２に通電して、その接点Ｓ８２を閉
じさせる。すると、イグニッションコイル３や電装品群
４への給電は、この第二接点Ｓ８２を介して保証される
一方で、ダイオード列Ｄと接点Ｓ８１の直列回路は、再
びその両端が短絡されたことになり、両端電位差が消失
する。したがって、タイマ回路６に設定されている時間
を途過し、第二スイッチング素子７２がオフとされてリ
レー８２への通電が断たれ、接点Ｓ８２が開かれたタイ
ミングで、第一スイッチング素子７１もオフ状態とされ
るので、イグニッションコイル３や電装品群４への給電
が断たれることにより、機関は自動停止する。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】上記のように、図２に
示した従来例はともかく、図４に示した従来例の構成で
あるならば、イグニッションスイッチが開かれてからリ
レー接点が閉じるまでのタイムラグはない。しかし、こ
の図４に示される従来例には、次のような大きな欠点が
ある。

【００１０】第一に、回路構成が複雑に過ぎることがあ
る。第二に、複数個を直列にした半導体ダイオード列Ｄ
とその順方向電圧降下が回路動作上、重要な要件となっ
ていることである。すなわち、図４の回路構成では、イ
グニッションスイッチ１がオフとなってから第二のリレ
ーの接点Ｓ８２がオンとなるまでは、イグニッションコ
イル３や電装品群４への供給電流は、全て、このダイオ
ード列Ｄを通過せねばならない。しかし、車両の如何に
より、あるいはまた、搭載する電装品群の数や種類によ
り、それらの消費する電力は大幅に変わる。例えば、大
電力を消費する電装品群をほとんど持たないか、持って
いてもほとんど稼働させていない場合には、当該ダイオ
ード列Ｄを通過する電流の大きさも、少なければ５０ｍ
Ａ程度から、多くてもせいぜい２００ｍＡ未満に収まる
ことが多い。一方、電装品群も多岐に亙り、しかもそれ
らをフル稼働させているような状況下では、１５Ａ以上
もの電流を流さねばならないこともある。ということ
は、用いる半導体ダイオードには、少なくとも如何なる
車両でもその動作を保証するため、最大の使用電流を考
慮し、極めて大容量で高価、大型なものを用いねばなら
ないことになる。これは全く不経済である。

【００１１】それのみならず、電位差検出回路９の動作
に関しても、その制度は保証し得ない。なぜなら、一般
に半導体ダイオードの順方向電圧Ｖ_F には、通電量と周
囲温度による変動がある。例えば１５Ａ級の大容量ダイ
オードの場合、最大電流が流れているときには内部抵抗
分も利いてきて、その順方向電圧降下は１．５Ｖ程度に
なるのに対し、たかだか１００ｍＡ程度しか流れていな
いときには、０．３Ｖ程度となり、５倍もの開きがあ
る。さらに、周囲温度に対しても敏感で、この差は益々
広がる傾向にある。

【００１２】そのため、バッテリ電圧の変動（１２〜１
５Ｖ程度）をも考慮し、上記のダイオード列Ｄの両端電
位差の変動をも考慮すると、どこでイグニッションスイ
ッチのオフと判断するのか、電位差検出回路における検
出しきい値の設定が極めて困難になり、この点で誤動作
を生ずるおそれが残される。このように、図４に示され
るような従来例でも、構成を複雑にし、高価な半導体ダ
イオードを複数個用い、さらにはリレーの数も一つ多く
使っている割りに、信頼性の高い装置とは必ずしもなっ
ていない。むしろ、車両のおかれる種々の環境を考える
と、採用し難い方式である。本考案はこのような観点に
立ち、できるだけ簡素な構成で、かつ、信頼性の高い、
内燃機関用のアイドリング継続装置を提供せんとするも
のである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本考案は、上記目的を達
成するため、まず、イグニッションスイッチがオンとな
るとオンとなり、オフとなるとオフとなるスイッチング
素子と、このスイッチング素子がオンとなっていると
き、車両搭載のバッテリからの給電を受け、その接点を
閉じるリレーとを設ける。次に、これまでは、図２，４
に示されているように、内燃機関の運転を続けるための
イグニッションコイル３や各種電装品群４は全て、イグ
ニッションスイッチ１を介して車両搭載のバッテリ２か
ら給電を受けるように配線されていたのを変更し、少な
くともイグニッションコイルに関しては、イグニッショ
ンスイッチを通すことなく、上記で設けたリレーの接点
を介してバッテリから給電するように配線する。その上
で、イグニッションスイッチのオフを検出して当該検出
時点からアイドリング継続に必要な所定の時間、上記の
スイッチング素子をオン状態に保つ制御信号を発生する
主タイマ回路と、イグニッションスイッチがオフとなっ
た瞬間からこの主タイマ回路が制御信号を発生するまで
の相対的に短い時間の間、スイッチング素子をオン状態
に保つ補助タイマ回路とを設ける。

【００１４】

【実施例】図１には、本考案に従って構成されたアイド
リング継続装置の一実施例が示されている。これにはま
ず、従来の装置と比べて、特徴的な配線経路がある。す
なわち、イグニッションコイル３や、図示実施例の場合
にはさらに電装品群４も、従来におけるように、イグニ
ッションスイッチ１を介して車両搭載のバッテリ２から
給電を受けるように配線されてはおらず、バッテリ２か
らリレー１５の接点Ｓ１５を介して選択的に給電される
ようになっている。これが、本考案の構成を簡素化させ
た一つの理由である。

【００１５】そこで以下、図示実施例の動作を追いなが
らさらに各部の構成につき説明するに、イグニッション
スイッチ１の投入に伴い、図示実施例ではｎｐｎトラン
ジスタであるスイッチング素子１４のベースにバッテリ
電位が与えられ、これがオンとなると、当該トランジス
タ１４の主電流通路（エミッタ−コレクタ間）に直列に
入っているリレー１５にバッテリ２からの給電が行われ
て、その接点Ｓ１５が閉じる。したがって、イグニッシ
ョンコイル３や各種電装品群４にも、当該閉じた接点Ｓ
１５を介し、バッテリ２からの給電が行われて、機関
（図示せず）は運転を開始することができる。換言すれ
ば、アイドリング継続装置が関与する必要のない、イグ
ニッションスイッチ１がオンとなるに伴う動作について
は、本考案により、上記のような配線経路をの変更を施
しても、何等問題がない。

【００１６】これに対し、オンとなっていた状態からイ
グニッションスイッチ１をオフとすると、バッテリ２か
ら直接にトランジスタ１４のベースへベース電流が流し
込まれることはなくなるが、まず補助タイマ回路１３が
稼働し、少なくともある一定持間の間は当該補助タイマ
１３の働きにより、トランジスタ１４はオン状態を保つ
ことが保証される。

【００１７】この一方で、イグニッションスイッチ１が
開かれるとオフとなる第二のスイッチング素子（図示の
場合はこれもｎｐｎトランジスタ）１０を利用し、スイ
ッチオフ検出回路１１が当該イグニッションスイッチ１
のオフ遷移を検出し、主タイマ回路１２に対し、稼働指
令を与える。スイッチオフ検出回路１１は、トランジス
タ１０のコレクタ電位の変化またはインピーダンスの変
化を検出するような回路として公知技術により当業者で
あれば任意に組むことができる。

【００１８】スイッチオフ検出回路１１から稼働指令の
与えられた主タイマ回路は、そのときから機関のアイド
リング継続に必要な時間に応じた設定時間に亙り、スイ
ッチング素子１４をオン状態に保つ制御信号、すなわ
ち、図示実施例の場合には所定の電位レベル以上の電圧
信号を発する。スイッチング素子１４がＭＯＳトランジ
スタの場合には、その制御入力は上記ベースに代えてゲ
ートとなるので、主タイマ回路１２は制御信号として、
所定の電位レベル以上のゲート電圧信号を発生する。

【００１９】しかるに、既述した補助タイマ回路１３
は、イグニッションスイッチ１がオフとされてからスイ
ッチオフ検出回路１１がその旨検出し、主タイマ回路１
２を稼働させて、当該主タイマ回路１２の出力にトラン
ジスタ１４をオン状態に保ち得る制御信号が表れるまで
の僅かな時間の間、スイッチング素子１４をオン状態に
保つことが保証できれば良い。したがって、この補助タ
イマ回路１３に関するタイマ設定時間は、長くても数十
ｍＳ程度で良いので、図１中に模式的に併示しているよ
うに、当該補助タイマ回路１３は、積分コンデンサＣを
含む時定数回路として簡単に構成することもできる。つ
まり、当該コンデンサＣと並列に抵抗Ｒを設ければ、そ
れらの時定数に応じた時間分、トランジスタ１４をオン
状態に保つことができる。そのため、イグニッションス
イッチ１が開かれてから主タイマ回路１２に出力が表れ
るまでの間、仮にタイムラグの生ずることがあっても、
補助タイマ回路１３のバックアップにより、トランジス
タ１４及びこれによりドライブされるリレー１５は通電
状態を維持でき、その接点Ｓ１５も閉じたままの状態を
維持できるから、機関運転を続けるためのイグニッショ
ンコイル３にはバッテリ電力を供給し続けることができ
る。

【００２０】その後、主タイマ回路１２に設定されてい
るタイマ時間を途過すると、その時点で始めて、トラン
ジスタ１４がオフとされ、リレー１５の通電が解かれて
接点Ｓ１５が開き、イグニッションコイル３への通電も
絶たれて、ここで自動的に内燃機関が停止する。

【００２１】以上、本考案の一実施例に基づき説明した
が、本考案の要旨構成に即する限りは、任意の改変を認
めることができる。補助タイマ回路１３も、図示の場合
は簡単で望ましい受動回路例が示されているが、限定的
ではなく、他の能動回路構成であっても良い。電装品群
４も、その全てがリレー接点Ｓ１５を介してバッテリ電
力の供給を受けるように配線されている必要も必ずしも
なく、必要なものについてのみ行えば良い。

【００２２】

【考案の効果】本考案によると、過給器付き内燃機関の
アイドリング継続装置として、高価、大型な半導体ダイ
オード列を使用したり、リレーの数を二つに増やすこと
なく、極めて簡単な回路構成により、イグニッションス
イッチのオフ直後からのタイムラグに起因する問題を克
服し、安価でありながら信頼性の高い装置を市場に提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に従って構成されたアイドリング継続装
置の一実施例における回路構成図である。

【図２】従来におけるアイドリング継続装置の一例の回
路構成図である。

【図３】図２に示される従来回路の誤動作発生に関する
説明図である。

【図４】従来におけるアイドリング継続装置の他の例の
回路構成図である。

【符号の説明】

１ イグニッションスイッチ， ２ バッテリ， ３ イグニッションコイル， ４ 電装品群， １１ スイッチオフ検出回路， １２ 主タイマ， １３ 補助タイマ， １４ スイッチング素子， １５ リレー， Ｓ１５ リレー接点．

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 イグニッションスイッチを切っても直ち
   には内燃機関を停止させず、所定の時間を経過した後に
   自動的に停止させる、内燃機関用のアイドリング継続装
   置であって；イグニッションスイッチがオンとなるとオ
   ンとなり、オフとなるとオフとなるスイッチング素子
   と、該スイッチング素子がオンとなっているとき、車両
   搭載のバッテリからの給電を受け、その接点を閉じるリ
   レーとを設け；イグニッションコイルへの給電線路は、
   上記イグニッションスイッチを介してではなく、上記リ
   レーの接点を介して行われるように配線すると共に；上
   記イグニッションスイッチのオフを検出して該検出時点
   からアイドリング継続に必要な所定の時間、上記スイッ
   チング素子をオン状態に保つ制御信号を発生する主タイ
   マ回路と、上記イグニッションスイッチがオフとなった
   瞬間から該主タイマ回路が上記制御信号を発生するまで
   の相対的に短い時間の間、上記スイッチング素子をオン
   状態に保つ補助タイマ回路とを設けたこと；を特徴とす
   る内燃機関用のアイドリング継続装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のアイドリング継続装置
   であって；上記スイッチング素子はベースまたはゲート
   を制御端子として有するトランジスタであり；上記主タ
   イマ回路の発する上記制御信号は、上記ベースまたはゲ
   ートに対し上記トランジスタをオン状態に保つ電位レベ
   ルを与える電圧信号であること；を特徴とする内燃機関
   用のアイドリング継続装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のアイドリング継続装置
   であって；上記補助タイマ回路は、上記トランジスタの
   ベースまたはゲートに接続された積分コンデンサを含む
   時定数回路であり、該ベースまたはゲートに対しての上
   記バッテリからの電位供給が失われても、該時定数に応
   じた時間の間、該トランジスタをオン状態に保つ回路で
   あって；該時定数は、上記イグニッションスイッチがオ
   フとされてから上記主タイマ回路が上記電圧信号を発生
   するまでの時間以上の間、該トランジスタをオン状態に
   保ち得る値に選ばれていること；を特徴とする内燃機関
   用のアイドリング継続装置。
4. 【請求項４】 請求項１，２または３に記載のアイドリ
   ング継続装置であって；車両搭載の電装品群の全部また
   は一部も、上記イグニッションスイッチを介してではな
   く、上記リレーの接点を介し、上記バッテリからの給電
   を受けるように配線されていること；を特徴とする内燃
   機関用のアイドリング継続装置。