JP2007331405A - 自動車の電気回路安定化装置及び該装置を備えた自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】 自動車の電気回路に接続して該自動車の性能を改善する新規の自動車の電気回路安定化装置及び該装置を備えた自動車を提供する。
【解決手段】 自動車の電気回路に接続するための接続部を介して該電気回路から受電する受電線と、該受電線を介して前記電気回路からノイズを消去するマイコン制御のノイズフィルターとを備え、該ノイズフィルターは、前記受電線に流れる電気回路の作動電流を検出する作動電流検出手段と、前記受電線から受電して前記ダミー抵抗にＤＣ電圧を印加するダミー負荷用電源手段と、前記ダミー抵抗を流れるダミー負荷電流を制御するダミー負荷電流制御手段と、前記マイコンに制御電圧を印加する制御電源手段と、前記マイコンに設定電流値を設定する設定手段を備えたことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車のバッテリー、電子回路を含む電気回路に接続して該自動車の性能を改善するようにした新規の自動車の電気回路安定化装置及び該装置を備えた自動車に関する。

近年、電気回路を利用した自動車は、快適な生活のための必需品として広く使われており、その性能の発達には著しいものがある。

これら自動車の電気回路には、ヒューズ、配線用の金属線、昇降圧回路部品、コンピュータ用部品、点火コイル、点火プラグなど、種々の回路部品が使われている。これら各回路部品には、高性能化、高品質化、低価格化、低消費電力化など、多くの改良が加えられている。

たとえば、ガソリンを燃料に用いる自動車についてみると、ユーザーの要望やメーカーの技術競争の結果、燃費はかなり向上し、スタートダッシュもかなりよくなり、エンジン音もある程度静かになるなど、多くの進歩がある。また、カークーラー、カーステレオ、カーナビなどについても、かなりよくなっている。また、ディーゼル車の性能も、ユーザーの要望やメーカーの技術競争の結果、かなり改善されてきている。

このように自動車の機能、性能、品質はかなり向上しているが、さらにエンジン音が静かな自動車、さらに燃費の良い自動車、さらにスタートの良い自動車を求めるユーザーの声が強く、そのために改良が続けられている。

しかしながら、依然として、ユーザーの要望を満たすには至っておらず、さらに燃費の良い自動車、さらにエンジン音が静かな自動車、さらにスタートダッシュの良い自動車を求めるユーザーが多く、より充分な性能アップを達成するためには未だ改善の余地がある。

前記のような現状にあって、最近、前記の要望に応える製品として、電解コンデンサーと抵抗を用いてノイズを少なくすることで、バッテリーが不足している電流を補いつつ、点火・電気系統部分に電気を供給することにより、性能をアップするようにした形式のものが、インターネット上で種々開示されている（以下、開示例装置という）。

この開示例装置は、かなり性能アップができている点では優れていることを認めることができたが、運転の状況、機器・部品の特性等により変動する電流の大・小変化に即応した、点火・電気系統部分への電気供給が充分に果たされていない。具体的には、例えば、エンジンの回転数が約２０００ｒｐｍを超える比較的大きな電流が電気回路に流れる状態では、電解コンデンサー及び抵抗による前記性能アップ機能が充分に果し得ない状態になってしまうという問題があった。

ところで、運転の際には、エンジンの回転数が２０００ｒｐｍ以上になる状況すなわち急激な加速、急激な発進、急な坂道等の運転及び高速運転をする状況になる場合が比較的多い。この場合すなわち２０００ｒｐｍ以上の運転の場合には性能アップ機能が果たされないから、結果として、運転の全時間に亘って性能アップ機能を行わない分、トータル的にみた場合の効率は悪くなっていた。

そこで、本発明者は、エンジンの回転数が２０００ｒｐｍ以下は勿論のこと２０００ｒｐｍ以上たとえば７０００ｒｐｍ以上になっても前記性能アップを果たす自動車の電気回路安定化装置及び該装置を備えた自動車を提供する。

結局、本発明は、エンジンの回転数１０００〜７０００ｒｐｍ以上もしくはそれ以上の全域に亘って性能アップ機能を果たしうるようにされた自動車の電気回路安定化装置及び該装置を備えた自動車を提供することを目的とする。

本発明の課題とするところは、前記開示例装置に比較してさらにより顕著な、a.燃費の低減化、b.エンジンのパワーアップ、c.エンジン始動性の向上、d.バッテリーの寿命アップ、e.カークーラー、カーステレオ、カーナビ等電気系統の性能アップ、f.排ガスのクリーン化、等ができる新規の自動車の電気回路安定化装置及び該装置を備えた自動車を提供することにある。

前記目的を達成するために、請求項１に係る自動車の電気回路安定化装置は、自動車の電気回路に接続するための接続部を介して該電気回路から受電する受電線と、該受電線を介して前記電気回路からノイズを消去するマイコン制御のノイズフィルターとを備えたことを特徴とする。

したがって、この請求項１に係る自動車の電気回路安定化装置は、これを自動車の電気回路すなわち、動作タイミングのバラツキや、スイッチングノイズ、負荷変動ノイズ、高調波ノイズ等ノイズ及び当該ノイズによる乱調の発生原因を少なからず有しているトランジスタ・ダイオード・その他等スイッチング素子、機械的スイッチ及び点滅ランプ等が多く使用された電動部、発光部、音響部等から構成されている電気回路に接続して使用した状態にあっては、前記マイコン制御のノイズフィルターが機能して前記電気回路から前記全域に亘ってノイズを消去することができるから、その分電気回路の性能がアップされ、自動車の性能を改善できる。なお、本文中でいう負荷変動ノイズとは、消費電力の変動に伴って生じる雑音等のことである。

また、マイコン制御のノイズフィルターは、エンジンの回転数１０００〜８０００ｒｐｍの全域に亘って性能アップ機能を果たすように構成することは、マイコンのソフト論理により比較的容易に可能であるから、実施が容易である。

請求項２に係る自動車の電気回路安定化装置は、請求項１記載の自動車の電気回路安定化装置に関し、前記接続部が、自動車のシガーライターソケット、シガーライタープラグからなることを特徴とする。

したがって、シガーライターソケットとシガーライタープラグを接続状態にする簡単容易な操作だけで使用できる構成にすることが可能であり、自動車を改造せずに使用できる。

請求項３に係る自動車の電気回路安定化装置は、請求項１記載の自動車の電気回路安定化装置に関し、前記接続部が、自動車のバッテリーのプラス側ターミナルへの接続端子と、同バッテリーのマイナス側ターミナルへの接続端子であることを特徴とする。

したがって、バッテリーのターミナルと接続端子を接続状態にする操作だけで使用できる構成にすることが可能であり、自動車を改造せずに使用できる。

請求項４に係る自動車の電気回路安定化装置は、請求項１〜３のいずれか一つの請求項記載の自動車の電気回路安定化装置に関し、前記ノイズフィルターは、ダミー負荷を有し、このダミー負荷はマイコンにより、前記受電線に流れる電流値が設定電流値より高い状態になったときには前記受電線から隔離しうるようにされ、低い状態になったときには接続状態に戻りうるようにされたことを特徴とする。

したがって、前記ダミー抵抗によれば、ノイズフィルターの最小動作電流を確保することができ、自動車の電気回路の電流が小さい場合でも前記ノイズフィルター４をスムーズ且つ確実に機能させることができる。

請求項５に係る自動車の電気回路安定化装置は、請求項１〜４のいずれか一つの請求項記載の自動車の電気回路安定化装置に関し、前記ノイズフィルターは、前記受電線に流れる電気回路の作動電流を検出する作動電流検出手段と、前記受電線から受電して前記ダミー抵抗にＤＣ電圧を印加するダミー負荷用電源手段と、前記ダミー抵抗を流れるダミー負荷電流を制御するダミー負荷電流制御手段と、前記マイコンに制御電圧を印加する制御電源手段と、前記マイコンに設定電流値を設定する設定手段を備えたことを特徴とする。

したがって、自動車の電気回路に発生したノイズを効率よく除去できるのみならず前記設定手段を任意に操作して設定電流値をマイコンに設定することができるから、例えば自動車の排気量６００ＣＣ、１０００ＣＣ、１５００ＣＣ、２０００ＣＣ、３０００ＣＣ等のような各クラスの自動車に適合する設定電流値をマイコン１１の内部に任意に設定できるから、例えば修理工場等専門家が車種に合わせる変更等をする等の場合に都合がよい。

請求項６に係る自動車の電気回路安定化装置は、請求項１〜５のいずれか一つの請求項記載の自動車の電気回路安定化装置に関し、前記ノイズフィルターは、カレントトランス、バリスタおよび整流器を含むことを特徴とする。

したがって、これらカレントトランス、バリスタ、整流器が有する高調波ノイズ等ノイズの侵入阻止機能によってマイコン１４への高調波ノイズ等ノイズの侵入を効果的に抑制でき、前記マイコン１４の乱調惹起を阻止できる。

請求項７に係る自動車は、請求項１〜６のいずれか一つの請求項記載の自動車の電気回路安定化装置を備えたことを特徴とする。

請求項７によれば、前記請求項１〜６の効果を備えた高性能な新規の自動車を提供することができる。

前記例のようなマイコン制御のノイズフィルターを、一例として、自動車のシガレットライター（タバコに点火するための衆知の部品）用の端子に接続することができるように作成し、これをガソリン車、ハイブリッド車、ディーゼル車など各種の自動車のシガレットライター用の接続端子に挿入して該自動車の電気回路に接続し、自動車の性能の変化を調べた。その結果、次のことがわかった。

本発明に係る電気回路安定化装置は、前記自動車の電気回路に用いたときには、自動車の発進特性の改善、燃費の低減、エンジン音の低下、乗り心地を害する不快な振動と音の低減、有害排気ガスの低減等の改善をもたらし、発進特性など自動車の基本的性能と音響部の性能と発光部の性能等の著しい向上をもたらすという大きな効果を発揮することがわかった。すなわち、本発明に係る電気回路安定化装置による自動車よれば、a.燃費の低減化、b.エンジンのパワーアップ、c.エンジン始動性の向上、d.バッテリーの寿命アップ、e.カークーラー、カーステレオ、カーナビ等電気系統の性能アップ、f.排ガスのクリーン化等ができる。

そして、本発明を実施した場合、従来は高級車として評価されていなかったクラスの乗用車の性能を高級車のような性能に高めることができるという大きな効果を発揮できるから、結果として、性能の優れた自動車を安価に提供することができるという大きな効果を発揮する。

本発明による自動車の性能向上は著しいものがあり、本発明は、自動車産業の発展ならびに自動車を利用する産業の発展に大きく寄与するものであり、自動車による環境汚染を改善する効果をもたらすものである。

図１及び２に示す本発明の第１実施の形態に係る自動車の電気回路安定化装置は、シガーライターソケット１にシガーライタープラグ２を差し込んで接続状態にするだけの簡単な操作で使用できるように構成されている。すなわち、マイコン制御のノイズフィルター４を自動車３の電気回路５に接続して当該電気回路５のノイズを消去することにより安定状態を確保して自動車３のバッテリー（図示せず）を含む電気系統（電気回路５）の性能アップを達成するようにしたものである。なお、マイコン制御のノイズフィルター４は、使用し易くする及び流通性を良くする等のために一つのケース６に納めたユニット製品にされ、当該ユニット製品からコード７を出してその先端に前記シガーライタープラグ２を設けた構成にされている。

前記ノイズフィルター４は、前記自動車３のバッテリーから供給されるＤＣ１２Ｖ電圧をシガーライターソケット１、シガーライタープラグ２およびコード７を介して電気的に接続状態にされる受電線９を有し、ダミー抵抗１０及びマイコン（高機能ワンチップマイコン）１１等が内蔵されている。そして、該ノイズフィルター４は、エンジンの回転数１０００〜８０００ｒｐｍの全域に亘って性能アップ機能を果たすように、前記マイコン１１を用いたソフト論理により制御される。

次いで、前記ノイズフィルター４について、より詳しく説明する。

前記ノイズフィルター４は、前記受電線９に流れる前記電気回路５の作動電流を検出する作動電流検出手段１２と、前記受電線９から受電して前記ダミー抵抗１０にＤＣ１２Ｖの電圧を印加するダミー負荷用電源手段１３と、前記ダミー抵抗１０を流れるダミー負荷電流を制御するダミー負荷電流制御手段１４と、前記マイコン１１等へ＋５Ｖの制御電圧を印加する制御電源手段１５と、前記マイコン１１に制御値を設定する設定手段１６を備えているものである。

そして、前記作動電流検出手段１０は、カレントトランス１８とバリスタ１９と整流器２０と平滑回路２１により構成され、電流検出信号をマイコン１１に送るようにされたものである。

前記ダミー負荷用電源手段１３は、バリスタ２２と整流器２３により構成され、受電線９からバリスタ２２を介して整流器２３の入力側に受電し、出力側からＤＣ１２Ｖの電圧を前記ダミー抵抗１０に印加しうるようにされたダミー負荷回路２４を形成する。

前記ダミー負荷電流制御手段１４は、ＦＥＴ２５と該ＦＥＴ２５の開閉制御回路２６により構成され、マイコン１１から送出された制御信号を開閉制御回路２６を介してＦＥＴ２５に送り、これにより前記ダミー負荷回路２４を開閉しうるようにされたものである。

前記開閉制御回路２６には、詳しく説明しないがパルス幅制御回路（ＰＷＭ）が利用されている。またＦＥＴ２５の代わりに他のバイポーラ型トランジスタ等スイッチング素子を採用することができる。

前記のようにＦＥＴ２５が使用されたときには、バイポーラトランジスタの場合に比較して回路構成を単純になって有利である。

前記制御電源手段１５は、ダミー負荷用電源手段１３における整流器２３のＤＣ１２Ｖ側から入力して＋５Ｖの制御電圧を得て前記マイコン１１等へ供給しうるようにされたものである。さらに、この制御電源手段１５には、マイコン１１等への制御電圧供給をオープン状態にしないようにする等のための保護抵抗２７が設けられている。

前記設定手段１６は、自動車の排気量６００ＣＣ、１０００ＣＣ、１５００ＣＣ、２０００ＣＣ、３０００ＣＣ等のような各クラスの自動車に適合する設定電流値をマイコン１１の内部に任意に設定しうるように設けられている。なお、この設定手段の変更は、例えば車種変更等の場合にメーカー、修理工場等専門家が行うようにされている。なお、該変更は、ユーザーが行う構成にすることができる。

また、前記マイコン１４は、メモリ（図示せず）を有する。このメモリは、マイコン１４を動作させるためのプログラムやデータが記憶され、電源が切れている場合でも、記録されたプログラムやデータは消滅しないようにされている。

前記マイコン１４は、前記作動電流検出手段１０から検出電流が受け、この受けた検出電流の値が設定電流値より低い状態になった場合には制御信号を開閉制御回路２６に送って前記ダミー負荷回路２４を閉じ状態にし、高い状態になった場合には開き状態にするようになっている。すなわち、本発明に係るノイズフィルターは、低負荷の時にダミー電流が流れるようにしてあるので電力損失が少ないという利点がある。

さらに、前記マイコン１１は、前記保護抵抗２７により、前回終了時の情報を利用して再起動するホットスタートの状態となる。

次に、以上のように構成された本発明の実施の形態に係るノイズフィルタ４の動作について説明する。

前記自動車３のバッテリーから供給されるＤＣ１２Ｖの電力は、シガーライターソケット１、シガーライタープラグ２およびコード７を介して受電線９に入力される。

前記ダミー抵抗１０は、ノイズフィルター４の最小動作電流を確保するために設けたものである。したがって、自動車３の電気回路の電流が小さい場合でも前記ノイズフィルター４は、機能することができる。

また、前記マイコン１１は、カレントトランス１８によるノイズ侵入阻止機能、ダミー抵抗回路の切り離しによるノイズ侵入阻止、バリスタ１９、２２および整流器２３等によるノイズ侵入阻止機能によりマイコン１１へのノイズ侵入が抑制されるので、前記マイコン１１は乱調を惹起することがない。

さらに、前記マイコン１１には、前記作動電流検出手段１２から検出電流が送られ続け且つ前記制御電源手段１５から電源電圧が送られ続けられうるようにしてある。これにより、前記マイコン１１は、機能し続けて前記電気回路５の電流値信号を確実に得ることができる。

なお、前記マイコン１１は、その受電および受信中には、予め設定されている設定値と前記検出値との差を刻々と算出すると共にこれら算出した値を次々に短時間の平均値として連続して求める作業を行うことでその時の動作点電流平均値を演算（監視）し、この動作点電流平均値に基づいて電気回路に流れる電流の大小に応じた適切なノイズ消去を電流自動追従制御するようにしてある。したがって、エンジンの回転数１０００〜８０００ｒｐｍの全域に亘って、エンジンの回転数の増減に応じた最適なノイズ消去ができる。

なお、前記のマイコン１１は、基本的には公知の手段により前記各機能を行うようにプログラミングされている。

図３に示す本発明の第２実施の形態に係る自動車の電気回路安定化装置は、自動車３のバッテリーのプラス側ターミナル（図示せず）への接続端子２８及び同バッテリーのマイナス側ターミナル（図示せず）への接続端子２９をコード３０、３１を介して設け、これら接続端子２８、２９をバッテリーのプラス・マイナス側ターミナルに連結することで受電する構成にした点が、前記第１実施の形態と異なっているものであって、その他は同様であるので、ここでは、その詳細な説明及び図示は省略する。

本発明に係る自動車の電気回路安定化装置は、前記受電線９の入力側端３２、３３を、たとえば、スイッチやリレーなどのような使用時あるいは不使用時に解放端になるように構成されている自動車３の電気回路５の配線に接続しても自動車の性能を改善することができる。したがって、このような使用を可能にする構成にされたものにも本発明は及ぶものとする。

なお、本発明に係る自動車の電気回路安定化装置は、スイッチやリレーなどのような使用時あるいは不使用時に解放端になるように構成されている自動車の電気回路の配線に接続された状態で使用されるものであるから、仮に作動不能の状態になるような事態になっても前記自動車の電気回路の機能に悪影響を及ぼすことがないものである。すなわち、自動車は、前記事態になったときには、本発明に係る電気回路安定化装置を装備していない以前の本来の運転走行を安全に続行する。

本発明の第１実施の形態を示す概念図である。 同じく外観図である。 本発明の第２実施の形態を示す外観図である。

符号の説明

１ シガーライターソケット
２ シガーライタープラグ
３ 自動車
４ ノイズフィルター
５ 電気回路
６ ケース
７ コード
９ 受電線
１０ ダミー抵抗
１１ マイコン
１２ 作動電流検出手段
１３ ダミー負荷用電源手段
１４ ダミー負荷電流制御手段
１５ 制御電源手段
１６ 設定手段
１８ カレントトランス
１９ バリスタ
２０ 整流器
２１ 平滑回路
２２ バリスタ
２３ 整流器
２４ ダミー負荷回路
２５ ＦＥＴ
２６ 開閉制御回路
２７ 保護抵抗
２８、２９ 接続端子
３０、３１ コード
３２、３３ 入力側端

Claims (7)

1. 自動車の電気回路に接続するための接続部を介して該電気回路から受電する受電線と、該受電線を介して前記電気回路からノイズを消去するマイコン制御のノイズフィルターとを備えたことを特徴とする自動車の電気回路安定化装置。
2. 前記接続部が、自動車のシガーライターソケット、シガーライタープラグからなることを特徴とする請求項１記載の自動車の電気回路安定化装置。
3. 前記接続部が、自動車のバッテリーのプラス側ターミナルへの接続端子と、同バッテリーのマイナス側ターミナルへの接続端子であることを特徴とする請求項１記載の自動車の電気回路安定化装置。
4. 前記ノイズフィルターは、ダミー負荷を有し、このダミー負荷はマイコンにより、前記受電線に流れる電流値が設定電流値より高い状態になったときには前記受電線から隔離しうるようにされ、低い状態になったときには接続状態に戻りうるようにされたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つの請求項記載の自動車の電気回路安定化装置。
5. 前記ノイズフィルターは、前記受電線に流れる電気回路の作動電流を検出する作動電流検出手段と、前記受電線から受電して前記ダミー抵抗にＤＣ電圧を印加するダミー負荷用電源手段と、前記ダミー抵抗を流れるダミー負荷電流を制御するダミー負荷電流制御手段と、前記マイコンに制御電圧を印加する制御電源手段と、前記マイコンに設定電流値を設定する設定手段を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つの請求項記載の自動車の電気回路安定化装置。
6. 前記ノイズフィルターは、カレントトランス、バリスタおよび整流器を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つの請求項記載の自動車の電気回路安定化装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一つの請求項記載の自動車の電気回路安定化装置を備えたことを特徴とする自動車。
   

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