JPH025075Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、ターボ・タービンの焼き付きを防ぐ
ため、イグニツシヨン・スイツチを切つた後も定
められた時間に亘つてはエンジンのアイドリング
を継続させるターボ・チヤージヤ搭載車用アイド
リング遅延装置の改良に関する。

〈従来の技術〉 昨今、ターボ・チヤージヤを搭載する車輌がか
なり普及してきた。このターボ・チヤージヤに使
用するタービンは、走行中、10万〜15万回転／分
にも及び超高速回転をなし、その温度も900℃以
上となる。

そこでこうしたタービンを冷却するため、この
種ターボ・チヤージヤ搭載車では、オイル・ポン
プによりエンジン・オイルを当該タービンに循環
的に供給しているが、イグニツシヨン・スイツチ
を切つてエンジンが止まれば当該オイル・ポンプ
も停止する。

そのため特に、それまでターボを効かせて走行
していた直後に停車し、直ちにエンジンを切つた
ような場合には、タービンは慣性により幾らか回
転を続けているので、上記のようにエンジン停止
に伴つて直ちにオイルの供給が絶たれると、焼き
付きを起こし兼ねない虞れがあつた。

そこでこうした点に鑑み、従来からも本出願人
の手により、第５図に示すような対策回路が考え
られていた。

この第５図に示す回路は、イグニツシヨン・ス
イツチを切つた後も、設定した時間分はエンジン
をアイドリング状態に保つもので、その動作は次
のようになつている。

車輌搭載のバツテリ１から公知既存のエンジン
駆動装置４への電源線路中に介在している通常の
イグニツシヨン・スイツチ２を開くと、＃１トリ
ガ装置１１からトリガパルスが送出され、これを
受けた制御回路９からは断続器３のドライバ・ト
ランジスタ６へ駆動電流が流される。

これにより当該断続器３が動作してそのメイク
接点３ａが閉じられると、イグニツシヨン・スイ
ツチ２を切つたにも拘らず、この接点３ａを含む
経路でエンジン駆動回路４へは引続き駆動電力が
与えられ、エンジンはまだ回転を続ける。

しかし一方で、断続器ドライバ・トランジスタ
６への駆動電流供給開始と略ゞ同時に、タイマ回
路５にも制御回路９から始動信号が与えられるた
め、この時点から当該タイマ５により時間の計測
が始められている。

このタイマに設定されている時間を経過する
と、当該タイマからのタイム・アツプ・パルスに
より、＃２トリガ回路１０が第二のトリガパルス
を発生し、これを受けた制御回路９では、それま
で断続器ドライバ・トランジスタ６に送出してい
た駆動電流を停止し、またタイマをリセツトす
る。

従つて断続器３のメイク接点３ａが開き、エン
ジンはその時点で停止する。

以上の動作からして、この第５図に示す回路
は、タイマ回路５に設定されている時間に亘り、
イグニツシヨン・スイツチを切つた後もエンジン
の回転を続け得る機能を有することが分かる。

しかして、上記した遅延機能における遅延時間
は、最も簡単には或る特定の時間に固定設定され
るが、それにより実用的にやや進んだ形態として
は、第５図に示すように、複数の時間設定用のス
イツチSa，Sb，Sc，Sdを設け、これらを運転者
が選択的に任意操作することにより、何段階かに
分けての時間設定を可能ならしめたものがある。

また、制御系が所定通り動作しなかつた場合に
エンジンを確実に停止させるためには、上記構成
に加えて保護回路７が設けられる場合もある。

この保護回路７は、タイマ回路５からタイム・
アツプ・パルスが出力されたにも拘わらず、断続
器３のブレーク接点３ｂが開いていないときに
は、ドライバ・トランジスタ６へ未だ駆動電流が
供給されている異常事態と看做し、スイツチン
グ・トランジスタ８を稼動させてドライバ・トラ
ンジスタ６のベースを接地に落とす等して当該ド
ライバ・トランジスタ６を強制的にカツト・オフ
するものである。

〈考案が解訣しようとする問題点〉 上記構成のような従来のアイドリング遅延装置
においては、固定であるにしろ、何段階かに可変
設定できるようになつているにしろ、その時々に
定められているタイマ設定時間はタービン状態の
如何には無関係である。

そのため、例えばタービン温度が十分低く、直
ちにエンジンを停止してもタービンに焼き付きを
起こす虞れがないときでも、設定した時間は経過
しないとエンジンは停止しない。

従つて、遅延用設定時間を固定する場合は、タ
ービンが最も熱せられている状態を想定して時間
を設定しなければならないから、タービンがそれ
程熱くはなつていなかつたときには、エンジンを
長い時間に亘つて無駄に回し続けることになる。
これは燃料消費率を良好に保とうとする昨今の傾
向とは相容れない。

対して、第５図示のように、設定時間を運転者
が可変にできるようにしたものでは、タービン状
態に応じてその時々で最適と思われる時間を設定
できるので、一応、上記の欠点はかなり低減され
はする。

しかし、この設定は運転者が行なうものであ
り、然もその時々の実際のタービン状態は運転者
が確実に把握できるものではなく、言わば勘に頼
るものであることを考ええると、実用的に完全に
満足の行く装置であるとは言えない。

イグニツシヨン・スイツチを切る前にその直前
の運転状況を常に思い起こし、それに応じた最適
なスイツチを選ぶということはかなり難しいし、
また面倒である。誤つて不必要な程に長い時間を
選択すれば、遅延時間が固定設定された上記の場
合と変わりなくなる。

本考案はこうした観点に立つて成されたもの
で、タービンの状態を電気的に監視し、当該ター
ビン状態とタイマ回路に設定する時間とを関係付
け、その時々のタービン状態に最適なアイドリン
グ遅延時間を自動設定できる装置を提供せんとす
るものである。

更に言えば、本考案は、タービンの温度と当該
タービンが稼動していた動作時間とが深い相関関
係にあり、動作していた時間が長い程、温度は高
くなる事実に着目し、イグニツシヨン・スイツチ
が切られた時点以前にあつてタービンが動作して
いた時間の長さに応じ、最適乃至最短のアイドリ
ング遅延時間を自動設定するというメカニズムに
より、燃料消費率を良好に保ちながらも確実にタ
ービンの保護を図らんとするものである。

〈問題点を解訣するための手段〉 本考案は上記目的を達成するため、 イグニツシヨン・スイツチを切つた後もタイマ
回路に設定した時間に亘つてはエンジンをアイド
リングし続けるターボ・チヤージヤ搭載車用のア
イドリング遅延装置であつて、 上記ターボ・チヤージヤのタービンの動作時間
を測定する回路と；該測定したタービン動作時間
に応じ、上記タイマ回路に設定する時間を可変に
するタイマ時間設定回路と；を有することを特徴
とするアイドリング遅延装置を提供する。

〈作用〉 上記構成におけるように、タービンが動作して
いた時間を測定するということは、等価的にター
ビン温度を測定することになる。従つて逆に言え
ば、タービン温度が高い程、動作時間測定回路に
より計測されたタービン動作時間は長いものとな
るし、低い程、短かいものとなる。

このようにして、タービン動作時間を測定した
結果に基き、本考案装置はタイマ時間設定回路に
より、その時間長さに応じてエンジンのアイドリ
ング時間を必要十分な短さとして訣定し、タイマ
回路とその時間に自動設定する。

従つて、運転者はその時々のタービンの温度状
態に特には気を配る必要がない。

また、時間の可変設定の方法は、検出したター
ビン動作時間長に応じて連続的に時間を可変設定
するアナログ的な手法でも良いし、タービン動作
時間長を幾つかの段階範囲に分け、各段階毎に適
当なタイマ時間を設定するデジタル的な手法でも
良い。

〈実施例〉 第１図は本考案の車輌用アイドリング遅延装置
の望ましい一実施例を示している。図中、先に述
べた第５図中に付したと同一の符号を付した構成
子は、当該従来例におけると同一乃至同様で良い
構成子を示している。従つて、第１図中、右手側
の回路部分は、第５図に示した従来回路におい
てタイマ回路のタイマ時間設定用手動スイツチ群
Sa〜Sdを除いたものと略ゞ同様の構成を採つて
いる。本考案において特徴のある回路部分は第１
図中、左手の回路部分である。

本考案により設けられた回路部分において、
ターボ・チヤージヤのタービンの動作時間を計測
するに際し、まずその前処理のため、次のような
回路系が設けられる。

本考案においては、特定のエンジン回転数以上
（例えば3000回転以上等）でターボが効く車輌用
を想定しているため、当該ターボが動作中である
か否かをエンジン回転数の如何に化体して判断す
る判断部２１を有している。そのためにエンジン
の回転数情報を取出すが、この実施例の場合、そ
の情報はイグニツシヨン・コイルのマイナス端子
２５に発生する第２図示のような火花点火信号を
元にして得ている。

即ち、波形成形回路２４により波形成形した火
花点火信号を、更にワン・シヨツト・パルス発生
回路２３で同じく第２図示のような定形パルスに
変換した後、周波数対電圧（Ｆ−Ｖ）変換回路２
２に通し、この周波数対電圧変換回路２２の出力
として、第３図示のようなエンジン回転数に略ゞ
比例した直流電圧値を得るようにしている。

従つて、ターボが効き出す回転数（第３図中、
点Ra）のときに対応する電圧値を基準電圧値Es
とし、この基準電圧値Esと上記周波数対電圧変
換回路２２の出力電圧値とをターボ作動断判部２
１中の比較器２１ａで比較すれば、基準電圧値
Esを逆相入力側に入力した場合、当該比較器２
１ａの出力が論理“Ｈ”を示しているときにター
ボが効いていると判断することができる。

このような前処理を施した後、次いで、ターボ
作動判断部２１の出力論理値を監視し、その論理
値が論理“Ｈ”を示している時間、即ちターボ・
タービンの動作している時間を時間測定回路２０
にて測定する。

このタービン動作時間は、、この実施例ではや
はり電圧に化体して測定され、特にキヤパシタ２
０ｂの両端電位として測定される。

即ち、ターボ作動判断部２１がターボの作動を
検出した場合、上記のように比較器２１ａの出力
が論理“Ｈ”になるから、これによりゲート乃至
アナログ・スイツチ２０ｃを開くようにし、電源
電圧でキヤパシタ２０ｂを適当な時定数で充電す
るように図る。このようにすると、ターボ作動判
断部２１の出力論理値が“Ｈ”になつてから、つ
まりターボが動作し始めてからの経過時間の長さ
に応じ、キヤパシタ２０ｂの両端電位は上昇する
ことになる。こうした関係は第３図Ｂ及び第４図
ＡからＤまでにも示されている。

但しこの実施例では回路の都合上、当該キヤパ
シタ両端電位を直接には取扱わず、一旦、作動増
幅器２０ｄに入れることにより、第３図Ｃ及び第
４図Ｅに示すように、経過時間が長くなるに従つ
て電圧値が低下する反転波形に変換している。

こうした時間測定回路２０の出力電圧信号は、
次いで後述のように、所定のサンプル・タイミン
グで所定のサンプル時間Tsに亘り、複数の比較
回路群に入力され、測定したタービン動作時間
Txがどの長さ範囲に入るかが決定される。

この実施例では、当該比較回路は＃１から＃３
までの三つあり、従つて検出されたタービン動作
時間は三つの基準時間と比較される。各時間は、
先にも述べたように対応する電圧信号に変換され
て取扱われるので、時間測定回路２０の出力電位
をExとすれば、この電位Exが＃１比較回路１６
の基準電位乃至閾値電位E1、＃２比較回路１７
の基準電位E2、＃３比較回路１８の基準電位E3
と各比較される。尚、この実施例では、三つの比
較回路１６〜１８の基準電位の大きさ関係は第３
図Ｃに併示するようになつている。即ち、E1＜
E2＜E3である。

このような回路構成の下での本回路の動作例を
説明する。

イグニツシヨン・スイツチ２が切られると、既
述した従来例に関しての説明におけると同様、第
４図Ｈに示すように、＃１トリガ回路１１の出力
にはそれまでの論理“Ｈ”から一定時間Tsに亘
り論理“Ｌ”になつた後、再び論硫“Ｈ”に戻る
トリガパルスが発生する。

このトリガパルスはフリツプ・フロツプで構成
された制御回路９の一方の入力に与えられ、出力
端子９ａ側に論理“Ｈ”の出力を生ずる。

これにより、断続器３のドレイバ・トランジス
タ６がターン・オンし、断続器のメイク接点３ａ
が投入される。従つて、車輌搭載の既存のバツテ
リ１からこのメイク接点３ａを介して公知既存の
エンジン駆動装置４に駆動電力が与えられ、イグ
ニツシヨン・スイツチが切られたにも拘らず、エ
ンジンは尚、回転を続ける。

同時に制御回路９中の他方の出力が論理“Ｈ”
から“Ｌ”に反転するに従い、その立ち下がりで
タイマ回路５が稼動し、時間の計測を始める。

タイマ回路５はその時間設定入力端子Piに受け
る入力情報（この実施例の場合、時間設定用抵抗
の抵抗値）に応じて設定時間Toを可変にするが、
この点は後の説明に回し、ここでは或る特定の設
定時間Toが与えられているものとすると、当該
設定時間を経過することにより、当該タイマ回路
５の出力には第４図Ｎに示すように単発性のタイ
ム・アツプ・パルスが現れる。

このタイム・アツプ・パルスは、第４図Ｏに示
すように、＃２のトリガ回路１０をして第二のト
リガパルスを発生させ、この第二トリガパルスは
制御回路の二出力９ａ，９ｂの論理値関係を逆転
するように働く。

そのため、導通していたドライバ・トランジス
タ６はターン・オフし、第４図Ｐに示すように断
続器のメイク接点３ａが開いてエンジン駆動装置
４への電力供給が絶たれ、この時点で始めてエン
ジンは停止する。

タイム・アツプ・パルスが出力されたのにも拘
らず、ドライバ・トランジスタ６のベースに駆動
電流が供給され続ける等していた場合は、設けて
あると望ましい保護回路７の入力部の二つのナン
ド・ゲートの全入力７ａ，７ｂ，７ｃがこの時点
で論理“Ｈ”になることから、出力７ｄが論理
“Ｈ”となり、トランジスタ８がターン・オンさ
れる。

その結果、ドライバ・トランジスタ６のベース
は強制的に接地に落とされ、強制的にターン・オ
フされて断続器のメイク接点も強制的に開かれ、
確実なエンジン停止が保証される。

以下、イグニツシヨン・スイツチの再投入後、
再遮断される毎に、上記動作が同様に繰返されて
いく。

しかして、本考案の装置では、その度毎のタイ
マ回路５の最適な時間設定のため、イグニツシヨ
ン・スイツチ遮断から＃１トリガ回路１１の出力
にトリガパルスが現れるに伴い、既述の回路部分
において次の動作が生起する。

上記した＃１トリガ回路１１の論理“Ｌ”に向
かうトリガパルスにより、インバータ２０ｆを介
して時間測定回路２０中のアナログ・スイツチ乃
至ゲート２０ｅが開かれる。このゲートの開いて
いる時間は当該トリガパルスが論理“Ｌ”になつ
ている時間Tsであり、従つてこの時間Tsは、時
間測定回路２０が測定したタービン動作時間Tx
のサンプル時間Tsである。

当該ゲート２０ｆが開くと、これにより、それ
までのタービン動作時間の長さTxを表す電圧値
Exが時間測定回路２０から既述の各比較回路１
６〜１８の反転入力に与えられる。

ここでは第３図Ｃに示すように、特定のエンジ
ン回転数Raにおける機能開始時点taからのター
ビン動作時間Txが二つの基準時間T3、T2の間
にあつてT3＜Tx＜T2であり、従つて時間測定
回路２０の出力電圧値ExがE2＜Ex＜E3であつた
としよう。

こうした仮定条件下では、第４図Ｈ，Ｉ，Ｊに
示すように、この電位Exよりも低い基準電位E1
を持つ＃１比較回路１６を＃２比較回路１７の出
力が論理“Ｌ”に反転し、サンプル時間Tsを経
過した後、論理“Ｈ”に戻る一方、電位Exより
も高い基準電位E3を持つ＃３比較回路１８の出
力は論理“Ｈ”を維持する。

従つて、＃１比較回路１６に対応した＃１のタ
イマ時間設定回路１３と＃２比較回路１７に対応
する＃２のタイマ時間設定回路１４に各設けられ
たフリツプ・フロツプ回路１３ａ，１４ａが各状
態反転を起こし、出力を論理“Ｈ”にして、この
出力論理により第４図Ｋ，Ｌ，Ｍに示されるよう
に、対応するゲート１３ｂ，１４ｂを開く。

これにより、各時間設定回路１３，１４，１５
中の各時間設定用抵抗１３ｃ，１４ｃ，１５ｃの
中、抵抗１３ｃ，１４ｃがタイマ回路の時間設定
用情報入力Pi，Pi間に並列に接続され、もつて当
該タイマはこの並列合成抵抗値に対応する時間に
設定される。

同様にして、例えば検出したタービンの動作時
間Txが最も短かい基準時間T3よりも短かかつた
場合には、対応する検出電位Exは第三基準電位
Exよりも大きくなるので、三つの抵抗１３ｃ〜
１５ｃの全ての並列合成抵抗値が時間設定情報入
力Pi，Piに与えられ、最も短かい予定の時間に設
定される。逆に基準時間T2よりも長かつた場合
には、検出電位Exは第一基準電位E1しか越えな
いので、抵抗１５ｃのみがタイマ５の時間設定に
関与し、より長い時間に設定する。

こうして設定された時間に基いてタイマ回路５
が遅延動作を行なうことは既述した通りである
が、タイム・アツプ・パルスの出現により＃２ト
リガ回路１０の出力にトリガパルスが現れると、
このパルスは各タイマ時間設定回路１３〜１５の
内部フリツプ・フロツプ１３ａ〜１５ａのリセツ
トパルスとしても利用される外、リセツト回路１
９のインバータ１９ａにも印加され、バツフア１
９ｂを介してキヤパシタ蓄積電荷放電用のトラン
ジスタ１９ｃをターン・オフさせ、キヤパシタ２
０ｂを初期状態に戻すためにも用いられる。

従つて、イグニツシヨン・スイツチが再投入さ
れ、車輌が運転された後、用を終えて再びイグニ
ツシヨン・スイツチが切られた場合には、上記し
た時間設定動作と全く同様の動作が再び繰返さ
れ、その回の走行で使用されたタービンの動作時
間Txの長さに応じて適当なるタイマ時間設定が
なされる。

尚、この実施例では検出時間範囲を三つの閾値
で四つの群に分けているが、この数は二つ以上で
あれば増すも減らすも任意である。場合によつて
はアナログ電子ボリユームを採用する等してアナ
ログ的に無段階の時間可変設定を図ることもでき
る。

また、ターボが効いているか否かを判断するの
にエンジン回転数を取出しているが、その取出し
方は図示以外でも任意の方法によることができる
し、場合によつて殆んどの回転数領域でターボが
動作するような車輌を対象とするときには、判断
部２１を不要とすることも考えられる。いづれに
しても図示された回路構成自体は全くの一例であ
つて、これに限定されるものでは決してない。

〈考案の効果〉 本考案によれば、ターボ・チヤージヤのタービ
ン動作時間に相関を採つてイグニツシヨン・スイ
ツチを切つてからのエンジン・アイドリング時間
を自動的に可変設定することができる。

従つて、タービンが稼動した時間が短かく、温
度もそれ程上がつていないのに、長時間に亘つて
画一的にエンジンをアイドリングさせ続ける従来
の欠点は回避され、燃料消費量を最小限度に抑え
ることができる。

また、運転者はこうしたタービンの運転時間乃
至その温度がそれに最適な遅延時間は気にする必
要がないから、煩雑な操作から逃れることができ
る。勿論、従来のような手動設定の常として、
往々にして起こり得る誤設定の虞れもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の車輌用アイドリング遅延装置
の望ましい一実施例の回路概略構成図、第２図は
エンジン回転数情報を得るための説明図、第３図
は第１図回路装置におけるターボ・タービン動作
時間と各変換電圧との関係の一例の特性図、第４
図は第１図示回路装置の動作を説明する各部波形
図、第５図は従来における車輌用アイドリング遅
延装置の概略構成図、である。 図中、１はバツテリ、２はイグニツシヨン・ス
イツチ、３は断続器、４はエンジン駆動装置、５
はタイマ回路、６は断続器のドライバ・トランジ
スタ、７は保護回路、９は制御回路、１０，１１
はトリガ回路、１３，１４，１５はタイマ時間設
定回路、１６，１７，１８は比較回路、２０はタ
ーボ・タービンの動作時間測定回路、２１はター
ボ作動断判部、２２は周波数対電圧変換回路、２
５はイグニツシヨン・コイルのマイナス端子、で
ある。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 イグニツシヨン・スイツチを切つた後もタイマ
   回路に設定した時間に亘つてはエンジンをアイド
   リングし続けるターボ・チヤージヤ搭載車用のア
   イドリング遅延装置であつて、 上記ターボ・チヤージヤのタービンの動作時間
   を測定する回路と；該測定したタービン動作時間
   に応じ、上記タイマ回路に設定する時間を可変に
   するタイマ時間設定回路と；を有することを特徴
   とするアイドリング遅延装置。