JP5712308B1 - Vehicle energy consumption rate improving apparatus and vehicle energy consumption rate improving method - Google Patents

Vehicle energy consumption rate improving apparatus and vehicle energy consumption rate improving method Download PDF

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Abstract

【課題】車両におけるエネルギー消費率の改善。【解決手段】エネルギー消費率改善装置10aは、制御部11、ヒューズボックス装着部12、バッテリ側配線13、接地配線14を備えている。制御部11とヒューズボックス装着部12とはバッテリ側配線13によって接続されている。ヒューズボックス装着部12はヒューズボックスにおけるヒューズ装着部に装着される。接地配線14の先端には接地端子141が結合されており車両のボディ(金属部分)に接続される。【選択図】図2An improvement in the energy consumption rate of a vehicle. An energy consumption improvement device includes a control unit, a fuse box mounting unit, a battery side wiring, and a ground wiring. The control unit 11 and the fuse box mounting unit 12 are connected by a battery side wiring 13. The fuse box mounting portion 12 is mounted on a fuse mounting portion in the fuse box. A ground terminal 141 is coupled to the tip of the ground wiring 14 and is connected to the vehicle body (metal part). [Selection] Figure 2

Description

本発明は、車両におけるエネルギー消費率を改善する技術に関する。   The present invention relates to a technique for improving an energy consumption rate in a vehicle.

内燃機関を動力源の全部または一部として備える車両においては、内燃機関の始動に際して車載バッテリが用いられる。また、車両走行時および停止時には、車載バッテリ、オルタネータによる発電によって車両の各種電装品に対する給電が実現されている。したがって、使用年数の経過と共に車載バッテリの性能が低下すると内燃機関の始動性が低下し、また、車両の各種電装品の作動状態が不安定になるという問題がある。   In a vehicle provided with an internal combustion engine as a whole or a part of a power source, a vehicle-mounted battery is used when starting the internal combustion engine. In addition, when the vehicle is running and when it is stopped, power is supplied to various electrical components of the vehicle by power generation using an on-vehicle battery and an alternator. Therefore, when the performance of the on-vehicle battery decreases with the passage of years of use, there is a problem that the startability of the internal combustion engine decreases and the operating state of various electrical components of the vehicle becomes unstable.

ここで、長期にわたりバッテリの状態を所定状態に保つためにバッテリに直接装着して用いられるバッテリ性能維持装置が実用化されている。   Here, in order to keep the state of the battery in a predetermined state over a long period of time, a battery performance maintaining device that is used by being directly attached to the battery has been put into practical use.

特許第3902212号公報Japanese Patent No. 3902212

しかしながら、従来のバッテリ性能維持装置は、鉛蓄電池の性能維持、すなわち、電池寿命を引き延ばすことを主たる目的としており、車両のエネルギー消費率の改善、車両に装着する際の問題点、車両への装着の利便性については考慮されていなかった。   However, the conventional battery performance maintenance device is mainly intended to maintain the performance of the lead-acid battery, that is, to extend the battery life, improve the energy consumption rate of the vehicle, problems when mounting to the vehicle, and mounting to the vehicle. The convenience of was not considered.

したがって、バッテリの性能低下を抑制し、車両のエネルギー消費率を改善するための技術が望まれている。なお、バッテリのみを走行用エネルギー源として用いる電気自動車においても、バッテリの充放電の繰り返しに伴うバッテリの性能低下の問題が同様にある。したがって、内燃機関を動力源として備える車両における燃料消費率、並びにモータを動力源の全部または一部として用いる車両の電力消費率の改善が求められている。   Therefore, there is a demand for a technique for suppressing a decrease in battery performance and improving the energy consumption rate of the vehicle. Even in an electric vehicle that uses only a battery as a travel energy source, there is a problem in that the performance of the battery decreases due to repeated charging and discharging of the battery. Therefore, there is a demand for improvement in the fuel consumption rate in vehicles equipped with an internal combustion engine as a power source, and the power consumption rate in vehicles using a motor as all or part of the power source.

本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、車両におけるエネルギー消費率の改善を目的とする。また、エネルギー消費率の改善に用いられる小型で車両への装着が容易な装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve at least a part of the above-described problems, and aims to improve the energy consumption rate in a vehicle. It is another object of the present invention to provide a small device that can be easily mounted on a vehicle and is used for improving the energy consumption rate.

上記課題の少なくとも一部を解決するために、本発明は以下の種々の態様を採る。   In order to solve at least a part of the above problems, the present invention adopts the following various aspects.

第1の態様は、車両用エネルギー消費率改善装置を提供する。第1の態様に係る車両用エネルギー消費率改善装置は、制御部であって、正極端子および負極端子と、前記正極端子を介して車載電源から取り出した電流を用いてパルス波形駆動信号を生成する駆動信号生成部と、前記正極端子を介して前記車載電源から取り出した電流を300mA以上の電流に調整するための抵抗部と、前記駆動信号生成部および抵抗部と接続され、前記生成されたパルス波形駆動信号に応じて動作するスイッチング部であって、前記パルス波形駆動信号の立ち下がりエッジに同期して、逆起電力および逆電流を前記車載電源に供給するスイッチング部とを備える制御部と、車両側のヒューズボックスに装着され、前記ヒューズボックスを介して前記車載電源の正極と前記制御部の前記正極端子とを電気的に接続するヒューズボックス装着部とを備える。   A 1st aspect provides the energy consumption rate improvement apparatus for vehicles. A vehicle energy consumption rate improving apparatus according to a first aspect is a control unit, and generates a pulse waveform drive signal using a positive electrode terminal and a negative electrode terminal, and a current extracted from an in-vehicle power supply via the positive electrode terminal. A drive signal generator, a resistor for adjusting the current extracted from the in-vehicle power supply via the positive terminal to a current of 300 mA or more, and the drive signal generator and the resistor connected to the generated pulse A switching unit that operates in response to a waveform drive signal, the control unit comprising a switching unit that supplies back electromotive force and reverse current to the in-vehicle power supply in synchronization with a falling edge of the pulse waveform drive signal; A fuse that is mounted in a fuse box on the vehicle side and electrically connects the positive electrode of the in-vehicle power source and the positive electrode terminal of the control unit via the fuse box. And a box's mounting portion.

第1の態様に車両用エネルギー消費率改善装置によれば、パルス波形駆動信号の立ち下がりエッジに同期して、逆起電力および逆電流が車載電源に供給されるので、車両におけるエネルギー消費率を改善することができる。また、車載電源における電極被膜の除去に要する時間の短縮させることが可能となり、車両におけるエネルギー消費率の早期改善を図ることができる。さらに、ヒューズボックス装着部を備えているので、車両用エネルギー消費率改善装置の車両への装着を容易化できる。   According to the vehicle energy consumption rate improving apparatus according to the first aspect, the counter electromotive force and the reverse current are supplied to the in-vehicle power source in synchronization with the falling edge of the pulse waveform drive signal. Can be improved. In addition, it is possible to shorten the time required for removing the electrode coating in the in-vehicle power source, and it is possible to improve the energy consumption rate in the vehicle at an early stage. Furthermore, since the fuse box mounting portion is provided, the mounting of the vehicle energy consumption rate improving device on the vehicle can be facilitated.

第2の態様は、車両用エネルギー消費率改善装置を提供する。第2の態様に係る車両用エネルギー消費率改善装置は、制御部であって、正極端子および負極端子と、前記正極端子を介して車載電源から取り出した電流を用いてパルス波形駆動信号を生成する駆動信号生成部と、前記正極端子を介して前記車載電源から取り出した電流を300mA以上の電流に調整するための抵抗部と、前記駆動信号生成部および抵抗部と接続され、前記生成されたパルス波形駆動信号に応じて動作するスイッチング部であって、前記パルス波形駆動信号の立ち下がりエッジに同期して、逆起電力および逆電流を前記車載電源に供給するスイッチング部とを備える制御部と、車両側のヒューズボックスを介して、前記正極端子と前記車載電源の正極とを電気的に接続させるための正極側車両接続部であって、前記車両側のヒューズボックスに装着されるためのヒューズ形状を有するヒューズボックス装着部を有する正極側車両接続部と、前記負極端子と前記車載バッテリの負極とを電気的に接続させるための負極側車両接続部とを備える。   A 2nd aspect provides the energy consumption rate improvement apparatus for vehicles. A vehicle energy consumption rate improving apparatus according to a second aspect is a control unit, and generates a pulse waveform drive signal using a positive electrode terminal and a negative electrode terminal, and a current extracted from an in-vehicle power supply via the positive electrode terminal. A drive signal generator, a resistor for adjusting the current extracted from the in-vehicle power supply via the positive terminal to a current of 300 mA or more, and the drive signal generator and the resistor connected to the generated pulse A switching unit that operates in response to a waveform drive signal, the control unit comprising a switching unit that supplies back electromotive force and reverse current to the in-vehicle power supply in synchronization with a falling edge of the pulse waveform drive signal; A positive-side vehicle connecting portion for electrically connecting the positive terminal and the positive electrode of the in-vehicle power source via a vehicle-side fuse box, A positive-side vehicle connecting portion having a fuse box mounting portion having a fuse shape for mounting to a fuse box, and a negative-side vehicle connecting portion for electrically connecting the negative electrode terminal and the negative electrode of the in-vehicle battery. .

第2の態様に車両用エネルギー消費率改善装置によれば、パルス波形駆動信号の立ち下がりエッジに同期して、逆起電力および逆電流が車載電源に供給されるので、車両におけるエネルギー消費率を改善することができる。また、車載電源における電極被膜の除去に要する時間の短縮させることが可能となり、車両におけるエネルギー消費率の早期改善を図ることができる。さらに、ヒューズボックス装着部を備えているので、車両用エネルギー消費率改善装置の車両への装着を容易化できる。   According to the vehicle energy consumption rate improving apparatus according to the second aspect, the counter electromotive force and the reverse current are supplied to the in-vehicle power source in synchronization with the falling edge of the pulse waveform drive signal. Can be improved. In addition, it is possible to shorten the time required for removing the electrode coating in the in-vehicle power source, and it is possible to improve the energy consumption rate in the vehicle at an early stage. Furthermore, since the fuse box mounting portion is provided, the mounting of the vehicle energy consumption rate improving device on the vehicle can be facilitated.

第1または第2の態様に係る車両用エネルギー消費率改善装置において、前記ヒューズボックス装着部は、前記車載電源の正極と接続されている、前記ヒューズボックスの車載電源側接続部に接続される正極側端子であって、前記正極端子と接続されている正極側端子と、電装品側と接続されている、前記ヒューズボックスの電装品側接続部に接続される電装品側端子とを備えても良い。この場合には、ヒューズの溶断に依存することなく、車両におけるエネルギー消費率を改善することができる。   In the vehicle energy consumption rate improving apparatus according to the first or second aspect, the fuse box mounting portion is connected to the positive electrode of the in-vehicle power source, and is connected to the in-vehicle power source side connecting portion of the fuse box. A positive terminal connected to the positive terminal, and an electrical component side terminal connected to the electrical component side connection part of the fuse box, the electrical terminal side being connected to the electrical component side. good. In this case, the energy consumption rate in the vehicle can be improved without depending on the fusing of the fuse.

第1または第2の態様に係る車両用エネルギー消費率改善装置において、前記ヒューズボックス装着部はヒューズを装着するためのヒューズ装着部を備えても良い。この場合には、既存のヒューズを装着することができると共に、ヒューズボックス装着部をヒューズ容量に関わらずヒューズボックスの所望の位置に装着することができる。   In the vehicle energy consumption improvement apparatus according to the first or second aspect, the fuse box mounting portion may include a fuse mounting portion for mounting a fuse. In this case, an existing fuse can be mounted, and the fuse box mounting portion can be mounted at a desired position of the fuse box regardless of the fuse capacity.

第1または第2の態様に係る車両用エネルギー消費率改善装置において、前記ヒューズボックス装着部はヒューズ素子を内蔵していても良い。この場合には、ヒューズボックスに対してヒューズボックス装着部を装着するだけで、車両に対する車両用エネルギー消費率改善装置の装着を完了することができる。   In the vehicle energy consumption rate improving apparatus according to the first or second aspect, the fuse box mounting portion may incorporate a fuse element. In this case, the mounting of the vehicle energy consumption rate improving device on the vehicle can be completed only by mounting the fuse box mounting portion on the fuse box.

第1または第2の態様に係る車両用エネルギー消費率改善装置において、前記駆動信号生成部は、前記車両用エネルギー消費率改善装置の上昇温度が所定温度以下となるパルス幅の前記パルス波形駆動信号を生成しても良い。この場合には、車両用エネルギー消費率改善装置(制御部)における発熱を抑制しつつ、車載電源における電極被膜の除去に要する時間の短縮させることができる。   In the vehicle energy consumption rate improving apparatus according to the first or second aspect, the drive signal generating unit has the pulse waveform driving signal having a pulse width at which the rising temperature of the vehicle energy consumption rate improving apparatus is equal to or lower than a predetermined temperature. May be generated. In this case, it is possible to reduce the time required for removing the electrode coating from the in-vehicle power source while suppressing heat generation in the vehicle energy consumption rate improving device (control unit).

第1または第2の態様に係る車両用エネルギー消費率改善装置において、前記駆動信号生成部は、既知のパルス幅Pwbaseに対する既知の上昇温度がTbaseであり、許容上昇温度をTmaxとする場合に、以下の式によって求められるパルス幅以下のパルス幅の前記パルス波形駆動信号を生成しても良い。この場合には、車両用エネルギー消費率改善装置(制御部)の上昇温度を許容上昇温度以下とすることができる。

Figure 0005712308
In the vehicular energy consumption rate improving apparatus according to the first or second aspect, the drive signal generation unit is configured such that when the known rising temperature with respect to the known pulse width Pwbase is Tbase and the allowable rising temperature is Tmax, You may generate | occur | produce the said pulse waveform drive signal of the pulse width below the pulse width calculated | required by the following formula | equation. In this case, the rising temperature of the vehicle energy consumption rate improving device (control unit) can be made equal to or lower than the allowable rising temperature.
Figure 0005712308

第1または第2の態様に係る車両用エネルギー消費率改善装置において、前記駆動信号生成部は、前記車載電源の出力電圧が高くなるに連れて、前記パルス幅が小さなパルス波形駆動信号を生成しても良い。この場合には、車載電源の出力電圧に応じて、車載電源におけうr電極被膜の除去時における発熱を抑制することができる。   In the vehicle energy consumption rate improving apparatus according to the first or second aspect, the drive signal generation unit generates a pulse waveform drive signal having a small pulse width as the output voltage of the in-vehicle power source increases. May be. In this case, heat generation at the time of removing the r electrode coating in the in-vehicle power source can be suppressed according to the output voltage of the in-vehicle power source.

第1または第2の態様に係る車両用エネルギー消費率改善装置において、前記駆動信号生成部は、周波数が15000Hz〜20000Hzであって、パルス幅が1μsec〜2μsecである前記パルス波形駆動信号を生成し、前記抵抗部は、前記車載電源から取り出した電流を300〜500mAの電流に調整しても良い。この場合には、車載電源における電極被膜の除去時における発熱を抑制しつつ、電極被膜の除去に要する時間の短縮させることができる。   In the vehicle energy consumption rate improving apparatus according to the first or second aspect, the drive signal generation unit generates the pulse waveform drive signal having a frequency of 15000 Hz to 20000 Hz and a pulse width of 1 μsec to 2 μsec. The resistor unit may adjust the current extracted from the in-vehicle power source to a current of 300 to 500 mA. In this case, it is possible to reduce the time required for removing the electrode coating while suppressing heat generation during the removal of the electrode coating in the in-vehicle power source.

第3の態様は、車両用エネルギー消費率改善方法を提供する。第3の態様に係る車両用エネルギー消費率改善方法は、車両用エネルギー消費率改善装置の正極端子と車載電源の正極とを電気的に接続させるためのヒューズ形状を有するヒューズボックス装着部を車両側のヒューズボックスに装着し、前記車両用エネルギー消費率改善装置の負極端子と前記車載バッテリの負極とを電気的に接続させるための負極側車両接続部を車体接地し、前記車両用エネルギー消費率改善装置によって、前記車載電源から取り出した電流を用いてパルス波形駆動信号を生成し、前記車両用エネルギー消費率改善装置によって、前記車載電源から取り出した電流を300mA以上の電流に調整し、前記車両用エネルギー消費率改善装置によって、前記パルス波形駆動信号の立ち下がりエッジに同期して、前記300mA以上の電流に起因する、逆起電力および逆電流を前記車載電源に供給することを備え、前記パルス波形駆動信号の生成、前記電流の調整、および前記逆起電力および逆電流の前記車載電源への供給を繰り返し実行することを備える。   A 3rd aspect provides the energy consumption rate improvement method for vehicles. According to a third aspect of the present invention, there is provided a vehicle energy consumption rate improving method in which a fuse box mounting portion having a fuse shape for electrically connecting a positive electrode terminal of a vehicle energy consumption rate improvement device and a positive electrode of an in-vehicle power source is provided on the vehicle side. Mounted on the fuse box of the vehicle, the vehicle body grounding is connected to the negative electrode side vehicle connection portion for electrically connecting the negative electrode terminal of the vehicle energy consumption rate improving device and the negative electrode of the in-vehicle battery, and the vehicle energy consumption rate improvement A pulse waveform drive signal is generated using the current extracted from the in-vehicle power source by the apparatus, and the current extracted from the in-vehicle power source is adjusted to a current of 300 mA or more by the vehicle energy consumption rate improving apparatus. The energy consumption rate improving device synchronizes with the falling edge of the pulse waveform driving signal to cause the 300 mA or more. Supplying a back electromotive force and a reverse current caused by the current of the current to the in-vehicle power source, generating the pulse waveform drive signal, adjusting the current, and supplying the back electromotive force and the back current to the in-vehicle power source. Comprising repeatedly executing the supply.

第3の態様に車両用エネルギー消費率改善方法によれば、パルス波形駆動信号の立ち下がりエッジに同期して、逆起電力および逆電流が車載電源に供給されるので、車両におけるエネルギー消費率を改善することができる。また、車載電源における電極被膜の除去に要する時間の短縮させることが可能となり、車両におけるエネルギー消費率の早期改善を図ることができる。さらに、ヒューズボックス装着部をヒューズボックスに装着すれば良いので、車両用エネルギー消費率改善装置の車両への装着が容易となり、車両におけるエネルギー消費率の改善の簡便化を図ることができる。   According to the third aspect of the vehicle energy consumption rate improving method, the counter electromotive force and the reverse current are supplied to the in-vehicle power source in synchronization with the falling edge of the pulse waveform drive signal. Can be improved. In addition, it is possible to shorten the time required for removing the electrode coating in the in-vehicle power source, and it is possible to improve the energy consumption rate in the vehicle at an early stage. Furthermore, since the fuse box mounting portion may be mounted on the fuse box, the vehicle energy consumption rate improving device can be easily mounted on the vehicle, and the improvement of the energy consumption rate in the vehicle can be simplified.

第3の態様に係車両用エネルギー消費率改善方法は、車両用エネルギー消費率改善プログラムとして実現され得ると共に、車両用エネルギー消費率改善プログラムが記録されたコンピューター読み取り可能な媒体として実現され得る。   According to the third aspect, the energy consumption rate improvement method for a vehicular vehicle can be realized as a vehicle energy consumption rate improvement program, and can also be realized as a computer-readable medium in which the vehicle energy consumption rate improvement program is recorded.

本実施例に係るエネルギー消費率改善装置が装着された車両の概略を示す説明図。Explanatory drawing which shows the outline of the vehicle with which the energy consumption rate improvement apparatus which concerns on a present Example was mounted | worn. 第1の実施例に係るエネルギー消費率改善装置の外観を概略的に示す説明図。Explanatory drawing which shows schematically the external appearance of the energy consumption rate improvement apparatus which concerns on a 1st Example. 第1の実施例に係るエネルギー消費率改善装置のヒューズボックス装着部の詳細な構成を示す説明図。Explanatory drawing which shows the detailed structure of the fuse box mounting part of the energy consumption rate improvement apparatus which concerns on a 1st Example. 第2の実施例に係るエネルギー消費率改善装置の外観を概略的に示す説明図。Explanatory drawing which shows schematically the external appearance of the energy consumption rate improvement apparatus which concerns on a 2nd Example. 第2の実施例に係るエネルギー消費率改善装置のヒューズボックス装着部の詳細な構成を示す説明図。Explanatory drawing which shows the detailed structure of the fuse box mounting part of the energy consumption rate improvement apparatus which concerns on a 2nd Example. 本実施例に用いられる一例としてのヒューズボックスの概略構成を示す説明図。Explanatory drawing which shows schematic structure of the fuse box as an example used for a present Example. 本実施例に係るエネルギー消費率改善装置が有する制御部の回路構成を機能的に示すブロック図。The block diagram which shows functionally the circuit structure of the control part which the energy consumption rate improvement apparatus which concerns on a present Example has. 本実施例に係るエネルギー消費率改善装置が備える波形整形回路の等価回路を示す説明図。Explanatory drawing which shows the equivalent circuit of the waveform shaping circuit with which the energy consumption rate improvement apparatus which concerns on a present Example is provided. 本実施例に係るエネルギー消費率改善装置が備えるパルス発生回路によって生成されたパルス波形駆動信号の一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of the pulse waveform drive signal produced | generated by the pulse generation circuit with which the energy consumption rate improvement apparatus which concerns on a present Example is provided. 本実施例に係るエネルギー消費率改善装置が備える波形整形回路によって生成されるのこぎり波形駆動信号の一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of the sawtooth waveform drive signal produced | generated by the waveform shaping circuit with which the energy consumption rate improvement apparatus which concerns on a present Example is provided. 本実施例に係るエネルギー消費率改善装置と車載バッテリとの間における電流変化を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the electric current change between the energy consumption rate improvement apparatus which concerns on a present Example, and a vehicle-mounted battery. 本実施例に係るエネルギー消費率改善装置を装着した燃費効果試験の結果を示す説明図。Explanatory drawing which shows the result of the fuel consumption effect test equipped with the energy consumption rate improvement apparatus which concerns on a present Example. 本実施例に係るエネルギー消費率改善装置を装着しない場合の燃費効果試験の結果を示す説明図。Explanatory drawing which shows the result of the fuel consumption effect test when not mounting | wearing with the energy consumption rate improvement apparatus which concerns on a present Example. 本実施例に係るエネルギー消費率改善装置によるバッテリ容量の改善結果を示す説明図。Explanatory drawing which shows the improvement result of the battery capacity by the energy consumption rate improvement apparatus which concerns on a present Example. 比較例としての硫酸塩被膜除去装置による鉛蓄電池の性能回復の検証結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the verification result of the performance recovery of the lead acid battery by the sulfate film removal apparatus as a comparative example. 本実施例に係るエネルギー消費率改善装置による鉛蓄電池の性能回復の検証結果を示す説明図。Explanatory drawing which shows the verification result of the performance recovery of the lead acid battery by the energy consumption rate improvement apparatus which concerns on a present Example. 比較例としての硫酸塩被膜除去装置の動作時における温度変化を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the temperature change at the time of operation | movement of the sulfate film removal apparatus as a comparative example. 本実施例に係るエネルギー消費率改善装置の動作時における温度変化を示す説明図。Explanatory drawing which shows the temperature change at the time of operation | movement of the energy consumption rate improvement apparatus which concerns on a present Example.

以下、本発明に係る車両用エネルギー消費率改善装置について、図面を参照しつつ、実施例に基づいて説明する。内燃機関のみを動力源とする内燃機関車両(以下、単に「通常車両」とも呼ぶ。)においては、車載バッテリによって内燃機関の始動が行われると共に、車載バッテリおよびオルタネータによって車両の各種電装品に対する給電が実現されている。オルタネータは内燃機関によって駆動されるため、内燃機関により出力される動力の一部はオルタネータの駆動により消費される。したがって、オルタネータの駆動は車両のエネルギー消費率に影響を及ぼす。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a vehicle energy consumption rate improving apparatus according to the present invention will be described based on examples with reference to the drawings. In an internal combustion engine vehicle (hereinafter also simply referred to as “normal vehicle”) that uses only the internal combustion engine as a power source, the internal combustion engine is started by the in-vehicle battery, and power is supplied to various electrical components of the vehicle by the in-vehicle battery and the alternator. Is realized. Since the alternator is driven by the internal combustion engine, a part of the power output by the internal combustion engine is consumed by the drive of the alternator. Therefore, the drive of the alternator affects the energy consumption rate of the vehicle.

そこで、車両の減速時を中心にオルタネータを駆動させることで車両のエネルギー消費率(燃料消費率)を向上させるための充電制御技術が実用化されている。エネルギー消費率の更なる改善の要求に応えるため、例えば、車両の停止・発進に応じて自動的に内燃機関を停止・始動させることによってアイドリング中の燃料消費を抑制するスタート・ストップ制御技術を搭載する通常車両、あるいは、内燃機関に加えてモータを備え、モータによって内燃機関の低効率走行領域を補い、また、車両制動時に発生するエネルギーを回収するハイブリッド車両が実用化されている。   Therefore, a charge control technique for improving the energy consumption rate (fuel consumption rate) of the vehicle by driving the alternator mainly during deceleration of the vehicle has been put into practical use. Equipped with start / stop control technology that suppresses fuel consumption during idling by, for example, automatically stopping / starting the internal combustion engine when the vehicle stops / starts to meet the demand for further improvement in energy consumption rate In general, a hybrid vehicle that includes a motor in addition to an internal combustion engine, supplements a low-efficiency travel region of the internal combustion engine by the motor, and recovers energy generated during vehicle braking has been put into practical use.

しかしながら、スタート・ストップ制御技術が搭載される通常車両においては、アイドリング中における燃料消費は抑制されるものの、スタート・ストップ制御が頻繁に実行される走行条件時、車載バッテリに対する充放電が短期間に繰り返し行われる結果、車載バッテリの負荷は高くなり、スタート・ストップ制御が実行されない場合と比較して車載バッテリの性能の低下の度合いは大きい。   However, in a normal vehicle equipped with start / stop control technology, fuel consumption during idling is suppressed, but charging / discharging to the in-vehicle battery is performed in a short period of time when the start / stop control is frequently executed. As a result of being repeatedly performed, the load of the in-vehicle battery becomes high, and the degree of deterioration of the in-vehicle battery performance is large as compared with the case where the start / stop control is not executed.

ハイブリッド車両においては、内燃機関の始動にモータ駆動用の大容量バッテリを用いることができるという相違はあるものの、内燃機関の始動停止の繰り返し、およびモータの駆動・回生制御の繰り返しに伴い大容量バッテリに対して充放電が繰り返し実行される点においては、通常車両における車載バッテリと同様である。   In a hybrid vehicle, although there is a difference that a large-capacity battery for driving a motor can be used for starting an internal combustion engine, a large-capacity battery accompanies repeated start / stop of the internal combustion engine and repeated driving / regenerative control of the motor. In the point that charging / discharging is repeatedly performed on the battery, it is the same as the vehicle-mounted battery in a normal vehicle.

本願の発明者は、いずれの車両においてもバッテリの性能が低下すると、充電効率および放電効率が低下し、車両のエネルギー消費率が低下するという知見を得た。以下に、当該知見に基づき、車載バッテリおよび大容量バッテリの性能低下を抑制または改善することによって、車両のエネルギー消費率を改善するためのエネルギー消費率改善装置について説明する。   The inventor of the present application has obtained the knowledge that, when the battery performance is lowered in any vehicle, the charging efficiency and the discharging efficiency are lowered, and the energy consumption rate of the vehicle is lowered. Below, based on the said knowledge, the energy consumption rate improvement apparatus for improving the energy consumption rate of a vehicle by suppressing or improving the performance fall of a vehicle-mounted battery and a high capacity | capacitance battery is demonstrated.

図1は本実施例に係るエネルギー消費率改善装置10が装着された車両50の概略を示す説明図である。車両50は、内燃機関51を動力源とする内燃機関車両であり、車両の一時的な停止・発進に応じて内燃機関51の停止・始動を自動的に実行するスタート・ストップ制御技術が組み込まれている車両であっても良い。   FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of a vehicle 50 equipped with an energy consumption rate improving apparatus 10 according to this embodiment. The vehicle 50 is an internal combustion engine vehicle that uses the internal combustion engine 51 as a power source, and incorporates a start / stop control technology that automatically executes stop / start of the internal combustion engine 51 in response to temporary stop / start of the vehicle. It may be a vehicle.

車両50は、内燃機関51の他に、オルタネータ52、4つの車輪55、ヒューズボックス20、車載バッテリ30、を備えている。車両50は、スタート・ストップ制御技術を備える車両であっても良く、スタート・ストップ制御技術を備えない車両であっても良い。   In addition to the internal combustion engine 51, the vehicle 50 includes an alternator 52, four wheels 55, a fuse box 20, and an in-vehicle battery 30. The vehicle 50 may be a vehicle having a start / stop control technology or a vehicle not having a start / stop control technology.

車載バッテリ30は、正極(端子)31と負極(端子)32を備え、本実施例においては鉛蓄電池型のバッテリである。正極31は、電力供給配線311を介してヒューズボックス20と接続されており、負極32は、アース線321を介して車両のボディに接地されている。図1の例では、車載バッテリ30は、エンジンルーム内に配置されているが、エンジンルーム以外のトランクルーム、車室内に配置されても良い。なお、本明細書において車載電源とは、繰り返し充放電可能なバッテリを意味する。   The in-vehicle battery 30 includes a positive electrode (terminal) 31 and a negative electrode (terminal) 32, and is a lead-acid battery in this embodiment. The positive electrode 31 is connected to the fuse box 20 via the power supply wiring 311, and the negative electrode 32 is grounded to the vehicle body via the ground wire 321. In the example of FIG. 1, the in-vehicle battery 30 is disposed in the engine room, but may be disposed in a trunk room other than the engine room or a vehicle interior. In the present specification, the on-vehicle power source means a battery that can be repeatedly charged and discharged.

ヒューズボックス20は、車載バッテリ30と電装品(図示せず)との間の電気的な経路上に配置され、電装品に対する過剰電流の流れ込みを防止するための複数のヒューズが収納される筐体である。ヒューズボックス20には、本実施例に係るエネルギー消費率改善装置10が装着されている。ヒューズボックス20には、電力供給配線21を介して車載バッテリ30の正極31から電力が供給され、供給された電力は、各電装品に接続されている複数の電装品側配線22を介して各電装品に供給される。図1の例ではヒューズボックス20は、車室内に配置されているが、車室以外のエンジンルーム内、トランクルーム内といった車両の他の位置に配置されても良い。ヒューズボックス20の詳細については図6を用いて後述する。   The fuse box 20 is disposed on an electrical path between the in-vehicle battery 30 and an electrical component (not shown), and houses a plurality of fuses for preventing an excessive current from flowing into the electrical component. It is. The fuse box 20 is equipped with the energy consumption rate improving apparatus 10 according to the present embodiment. Power is supplied to the fuse box 20 from the positive electrode 31 of the in-vehicle battery 30 via the power supply wiring 21, and the supplied power is supplied to each of the electrical component side wirings 22 connected to the respective electrical components. Supplied to electrical components. In the example of FIG. 1, the fuse box 20 is disposed in the passenger compartment, but may be disposed at other positions in the vehicle such as in an engine room and a trunk room other than the passenger compartment. Details of the fuse box 20 will be described later with reference to FIG.

オルタネータ52は、タイミングベルトを介して内燃機関51の出力軸であるクランクシャフトと機械的に接続されており、内燃機関51によって駆動され、車載バッテリ30を充電するための電力および車両の電装品に供給すべき電力を生成(発電)する。オルタネータ52のバッテリ側端子はバッテリ線521を介してバッテリの正極31と接続され、接地端子はアース線522を介して車両50のボディに接地されている。なお、オルタネータ52は、車両無負荷時・軽負荷時のみに発電を行うことによって内燃機関51の発電負荷を軽減するオルタネータであっても良い。また、オルタネータ52は、スタート・ストップ制御技術を備える車両においては、内燃機関51を再始動させるスタータ装置として機能しても良い。   The alternator 52 is mechanically connected to a crankshaft, which is an output shaft of the internal combustion engine 51, via a timing belt, and is driven by the internal combustion engine 51 to supply electric power for charging the in-vehicle battery 30 and vehicle electrical components. Generate (generate) power to be supplied. The battery-side terminal of the alternator 52 is connected to the positive electrode 31 of the battery via the battery line 521, and the ground terminal is grounded to the body of the vehicle 50 via the ground line 522. The alternator 52 may be an alternator that reduces the power generation load of the internal combustion engine 51 by generating power only when the vehicle is unloaded or lightly loaded. The alternator 52 may function as a starter device that restarts the internal combustion engine 51 in a vehicle having a start / stop control technology.

図2は第1の実施例に係るエネルギー消費率改善装置10aの外観を概略的に示す説明図である。エネルギー消費率改善装置10aは、制御部11、ヒューズボックス装着部12a、バッテリ側配線13、接地配線14を備えている。制御部11とヒューズボックス装着部12aとはバッテリ側配線13によって接続されている。なお、バッテリ側配線13には、制御部11への過剰電流の流入を防止するためにヒューズが備えられていることが望ましい。接地配線14の先端には車両のボディ(金属部分)に接続するための接地端子141が結合されている。なお、ヒューズボックス装着部12aおよびバッテリ側配線13は、包括的に正極側車両接続部と呼ぶこともできる。   FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing the appearance of the energy consumption rate improving apparatus 10a according to the first embodiment. The energy consumption rate improving apparatus 10 a includes a control unit 11, a fuse box mounting unit 12 a, a battery side wiring 13, and a ground wiring 14. The controller 11 and the fuse box mounting portion 12a are connected by a battery side wiring 13. It is desirable that the battery side wiring 13 is provided with a fuse in order to prevent an excessive current from flowing into the control unit 11. A ground terminal 141 for connecting to the vehicle body (metal part) is coupled to the tip of the ground wiring 14. Note that the fuse box mounting portion 12a and the battery side wiring 13 can also be collectively referred to as a positive side vehicle connection portion.

ヒューズボックス装着部12aは、ヒューズを装着するためのヒューズ装着部121、ヒューズボックス20の接続端子に係合するための2つの金属製端子122を備えており、例えば、ヒューズ60と同様の樹脂材料を用いてモールド成形により作製され。ヒューズボックス装着部12aは、エネルギー消費率改善装置10aをヒューズボックス20に装着するために用いられる端子部であり、第1の実施例に係るエネルギー消費率改善装置10aにおいては、ヒューズボックス20に装着されている既存のヒューズは外され、ヒューズ装着部121に装着されて用いられる。図3を参照してヒューズボックス装着部12aの詳細な構成について説明する。   The fuse box mounting portion 12a includes a fuse mounting portion 121 for mounting a fuse, and two metal terminals 122 for engaging with connection terminals of the fuse box 20, for example, a resin material similar to the fuse 60 It is produced by molding using The fuse box mounting portion 12a is a terminal portion used for mounting the energy consumption rate improving device 10a to the fuse box 20. The energy consumption rate improving device 10a according to the first embodiment is mounted on the fuse box 20. The existing fuse is removed and used by being mounted on the fuse mounting portion 121. A detailed configuration of the fuse box mounting portion 12a will be described with reference to FIG.

ヒューズボックス装着部12aの金属製端子122は、バッテリ側端子122aおよび電装品側端子122bである。バッテリ側端子122aは、ヒューズボックス20における電源供給端子21に接続され、電装品側端子122bは、ヒューズボックス20の電装品側配線22に接続される。なお、ヒューズボックス装着部12aは、制御部11と一体に形成されていても良い。この場合、少なくともバッテリ側配線13は外部に露出せず、制御部11とヒューズボックス装着部12aを含む筐体内部においてバッテリ側端子122aと制御部11の正側端子T1(後述)とを接続すれば良い。あるいは、バッテリ側端子122aと制御部11の正側端子T1とが内部配線(基板配線)によって結線されている場合には、バッテリ側配線13は備えられなくても良い。   The metal terminals 122 of the fuse box mounting portion 12a are a battery side terminal 122a and an electrical component side terminal 122b. The battery side terminal 122 a is connected to the power supply terminal 21 in the fuse box 20, and the electrical component side terminal 122 b is connected to the electrical component side wiring 22 of the fuse box 20. The fuse box mounting portion 12a may be formed integrally with the control portion 11. In this case, at least the battery side wiring 13 is not exposed to the outside, and the battery side terminal 122a and the positive side terminal T1 (described later) of the control unit 11 are connected inside the housing including the control unit 11 and the fuse box mounting unit 12a. It ’s fine. Or when the battery side terminal 122a and the positive side terminal T1 of the control part 11 are connected by the internal wiring (board | substrate wiring), the battery side wiring 13 does not need to be provided.

バッテリ側端子122aには、制御部接続部125を介して制御部11とヒューズボックス装着部12aとを接続するバッテリ側配線13が接続されている。バッテリ側端子122aの上側部にはヒューズ60の端子の一方61aを係合するためのヒューズ装着部123aが形成されている。電装品側端子122bの上側部にはヒューズ60の端子の他方61bを係合するためのヒューズ装着部123bが形成されている。   The battery side wiring 13 that connects the control unit 11 and the fuse box mounting unit 12a is connected to the battery side terminal 122a via the control unit connection unit 125. A fuse mounting portion 123a for engaging one terminal 61a of the fuse 60 is formed on the upper side of the battery side terminal 122a. A fuse mounting portion 123b for engaging the other terminal 61b of the fuse 60 is formed on the upper portion of the electrical component side terminal 122b.

バッテリ側端子122aと電装品側端子122bとは、ヒューズ60の端子61a、61bおよびヒューズ素子62を介して電気的接続される。なお、エネルギー消費率改善装置10aには、バッテリ側端子122a(制御部接続部125)から給電されるので、ヒューズ素子62が断線されたとしても正常に動作することができる。   The battery side terminal 122 a and the electrical component side terminal 122 b are electrically connected via the terminals 61 a and 61 b of the fuse 60 and the fuse element 62. Since the energy consumption rate improving apparatus 10a is supplied with power from the battery side terminal 122a (control unit connection unit 125), it can operate normally even if the fuse element 62 is disconnected.

図4は第2の実施例に係るエネルギー消費率改善装置10bの外観を概略的に示す説明図である。第2の実施例に係るエネルギー消費率改善装置10bは、ヒューズボックス装着部12bの形態が第1の実施例に係るエネルギー消費率改善装置10aにおけるヒューズボックス装着部12aと異なる他は同様の構成を備えている。したがって、同様の構成に対しては、第1の実施例に係るエネルギー消費率改善装置10aにおいて用いた符号と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。第2の実施例に係るエネルギー消費率改善装置10bは、制御部11、ヒューズボックス装着部12b、バッテリ側配線13、接地配線14を備えている。制御部11とヒューズボックス装着部12bとはバッテリ側配線13によって接続されている。接地配線14の先端には車両のボディ(金属部分)に接続するための接地端子141が結合されている。   FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing the appearance of the energy consumption rate improving apparatus 10b according to the second embodiment. The energy consumption rate improving device 10b according to the second embodiment has the same configuration except that the form of the fuse box mounting portion 12b is different from the fuse box mounting portion 12a in the energy consumption rate improving device 10a according to the first embodiment. I have. Therefore, the same code | symbol as the code | symbol used in the energy consumption rate improvement apparatus 10a which concerns on a 1st Example is attached | subjected to the same structure, and detailed description is abbreviate | omitted. The energy consumption rate improving apparatus 10b according to the second embodiment includes a control unit 11, a fuse box mounting unit 12b, a battery side wiring 13, and a ground wiring 14. The control unit 11 and the fuse box mounting unit 12b are connected by a battery side wiring 13. A ground terminal 141 for connecting to the vehicle body (metal part) is coupled to the tip of the ground wiring 14.

ヒューズボックス装着部12bは、ヒューズ60と同様の外形を有しており、バッテリ側端子122a、電装品側端子122b、およびヒューズ素子62を備えている。ヒューズボックス装着部12bは、通常のヒューズ60と同様にしてモールド樹脂成形によって作製され得る。ヒューズボックス装着部12bは、エネルギー消費率改善装置10bをヒューズボックス20に装着するために用いられる端子部である。第2の実施例に係るエネルギー消費率改善装置10bにおいては、ヒューズボックス20に装着されている既存のヒューズは外され、ヒューズボックス装着部12bがヒューズとして機能する。図5を参照してヒューズボックス装着部12bの詳細な構成について説明する。   The fuse box mounting portion 12b has the same external shape as the fuse 60, and includes a battery side terminal 122a, an electrical component side terminal 122b, and a fuse element 62. The fuse box mounting portion 12b can be manufactured by molding resin molding in the same manner as the normal fuse 60. The fuse box mounting portion 12b is a terminal portion used for mounting the energy consumption rate improving device 10b to the fuse box 20. In the energy consumption rate improving apparatus 10b according to the second embodiment, the existing fuse mounted on the fuse box 20 is removed, and the fuse box mounting portion 12b functions as a fuse. The detailed configuration of the fuse box mounting portion 12b will be described with reference to FIG.

ヒューズボックス装着部12bのバッテリ側端子122aは、ヒューズボックス20における電源供給端子21に接続され、電装品側端子122bは、ヒューズボックス20の電装品側配線22に接続される。   The battery side terminal 122 a of the fuse box mounting portion 12 b is connected to the power supply terminal 21 in the fuse box 20, and the electrical component side terminal 122 b is connected to the electrical component side wiring 22 of the fuse box 20.

バッテリ側端子122aには、制御部接続部123を介して制御部11とヒューズボックス装着部12bとを接続するバッテリ側配線13が接続されている。バッテリ側端子122aと電装品側端子122bとは、内蔵するヒューズ素子62を介して電気的接続される。なお、エネルギー消費率改善装置10bには、バッテリ側端子122aから給電されるので、ヒューズ素子62が断線されたとしても正常に動作することができる。   A battery side wiring 13 that connects the control unit 11 and the fuse box mounting unit 12b is connected to the battery side terminal 122a via the control unit connection unit 123. The battery side terminal 122a and the electrical component side terminal 122b are electrically connected via a built-in fuse element 62. Since the energy consumption rate improving apparatus 10b is supplied with power from the battery side terminal 122a, it can operate normally even if the fuse element 62 is disconnected.

図6は本実施例に用いられる一例としてのヒューズボックス20の概略構成を示す説明図である。ヒューズボックス20は、電力供給配線311を介して車載バッテリ30の正極31と接続されている給電端子21、ヒューズ60を装着するための複数の装着部23を備えている。各装着部23は、配線231を介して電源供給端子21と接続されている第1ヒューズ装着端子232、および電装品側配線22を介して各電装品と接続されている第2ヒューズ装着端子233を備えている。なお、以降の説明においては、第1および第2の実施例に係るエネルギー消費率改善装置10aおよび10bを包括的にエネルギー消費率改善装置10と記し、ヒューズボックス装着部12についても「a、b」の符号を用いることなく包括的に記すことがある。   FIG. 6 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a fuse box 20 as an example used in the present embodiment. The fuse box 20 includes a power supply terminal 21 connected to the positive electrode 31 of the in-vehicle battery 30 via the power supply wiring 311 and a plurality of mounting portions 23 for mounting the fuse 60. Each mounting portion 23 includes a first fuse mounting terminal 232 connected to the power supply terminal 21 via the wiring 231 and a second fuse mounting terminal 233 connected to each electrical component via the electrical component side wiring 22. It has. In the following description, the energy consumption rate improving devices 10a and 10b according to the first and second embodiments are collectively referred to as the energy consumption rate improving device 10, and the fuse box mounting portion 12 is also referred to as “a, b”. "May be comprehensively described without using the symbol". "

図6の例では、左最下端の装着部23aに、エネルギー消費率改善装置10が装着されている。具体的には、ヒューズボックス装着部12が装着部23aにされ、バッテリ側端子122aおよび電装品側端子122bがそれぞれ第1および第2ヒューズ装着端子232、233に接続されている。制御部11には、ヒューズボックス装着部12およびバッテリ側配線13を介して車載バッテリ30から電力が供給され、制御部11は、接地配線14を介して車両50のボディに接地されている。   In the example of FIG. 6, the energy consumption rate improving apparatus 10 is mounted on the mounting portion 23a at the lowermost left end. Specifically, the fuse box mounting portion 12 is used as the mounting portion 23a, and the battery side terminal 122a and the electrical component side terminal 122b are connected to the first and second fuse mounting terminals 232 and 233, respectively. The control unit 11 is supplied with electric power from the in-vehicle battery 30 through the fuse box mounting unit 12 and the battery side wiring 13, and the control unit 11 is grounded to the body of the vehicle 50 through the ground wiring 14.

図7を参照して本実施例に係るエネルギー消費率改善装置10が有する制御部11の構成について詳細に説明する。図7は、本実施例に係るエネルギー消費率改善装置10が有する制御部11の回路構成を機能的に示すブロック図である。制御部11は、硫酸塩被膜除去装置として機能し、電源回路111、パルス発生回路112、波形整形回路113、スイッチング回路114、保護回路115、正側端子T1および負側端子T2を備えている。正側端子T1にはバッテリ側配線13が結合されており、バッテリ側配線13を介してヒューズボックス装着部12と接続されている。正側端子T1は、車載バッテリ30の正極31から得られた電流を電源回路111に供給する駆動信号用電流線Ldを介して電源回路111と接続され、また、車載バッテリ30の正極31から得られた電流をスイッチング回路114に供給する電源電流線Lpを介してスイッチング回路114と接続されている。駆動信号用電流線Ldには、電源回路111から正側端子T1への電流の逆流を防止するためのダイオードD1が配置されている。電源電流線Lpには、スイッチング回路114から正側端子T1への電流の逆流を防止するためのダイオードD2、スイッチング回路114に供給される電流を所定値に調整するための抵抗R1が配置されている。なお、制御部11には、エネルギー消費率改善装置10が通電中(動作中)である場合に点灯する、例えば、発光ダイオードからなる表示灯116が備えられても良い。   With reference to FIG. 7, the structure of the control part 11 which the energy consumption rate improvement apparatus 10 which concerns on a present Example has is demonstrated in detail. FIG. 7 is a block diagram functionally illustrating the circuit configuration of the control unit 11 included in the energy consumption rate improving apparatus 10 according to the present embodiment. The control unit 11 functions as a sulfate film removal device, and includes a power supply circuit 111, a pulse generation circuit 112, a waveform shaping circuit 113, a switching circuit 114, a protection circuit 115, a positive terminal T1, and a negative terminal T2. A battery side wiring 13 is coupled to the positive side terminal T1 and is connected to the fuse box mounting portion 12 via the battery side wiring 13. The positive side terminal T1 is connected to the power supply circuit 111 via a drive signal current line Ld that supplies the current obtained from the positive electrode 31 of the in-vehicle battery 30 to the power supply circuit 111, and is also obtained from the positive electrode 31 of the in-vehicle battery 30. The generated current is connected to the switching circuit 114 via a power supply current line Lp that supplies the switching circuit 114. A diode D1 for preventing a backflow of current from the power supply circuit 111 to the positive terminal T1 is disposed on the drive signal current line Ld. The power supply current line Lp is provided with a diode D2 for preventing a backflow of current from the switching circuit 114 to the positive terminal T1, and a resistor R1 for adjusting the current supplied to the switching circuit 114 to a predetermined value. Yes. The control unit 11 may be provided with an indicator lamp 116 made up of, for example, a light emitting diode, which is turned on when the energy consumption rate improving apparatus 10 is energized (operating).

電源回路111は、信号線を介してパルス発生回路112と接続されており、パルス発生回路112は、信号線を介して波形整形回路113に接続されている。波形整形回路113は、信号線を介してスイッチング回路114に接続されており、スイッチング回路114は上述のように電源電流線Lpと接続されている。波形整形回路113には、保護回路115が接続されている。負側端子T2は接地配線14および接地端子141を介してボディに接地されている。なお、図7においては、スイッチング回路114のみ明示的に信号接地されているが、他の各回路についても同様に信号接地されていることは言うまでもない。   The power supply circuit 111 is connected to the pulse generation circuit 112 through a signal line, and the pulse generation circuit 112 is connected to the waveform shaping circuit 113 through a signal line. The waveform shaping circuit 113 is connected to the switching circuit 114 via the signal line, and the switching circuit 114 is connected to the power supply current line Lp as described above. A protection circuit 115 is connected to the waveform shaping circuit 113. The negative terminal T2 is grounded to the body via the ground wiring 14 and the ground terminal 141. In FIG. 7, only the switching circuit 114 is explicitly signal-grounded, but it goes without saying that the other circuits are similarly signal-grounded.

電源回路111は車載バッテリ30から供給される電圧(12V〜48V)を駆動信号用の電圧(制御回路電圧)である10Vに降圧するためのDC/DCコンバータである。電源回路111によって降圧された駆動信号用電流は、パルス発生回路112に供給される。パルス発生回路112は、電源回路111から供給された駆動信号用電流を用いて、スイッチング回路114を駆動するためのパルス信号波形を生成する回路であり、内部に発振器を備えており、予め定められたパルス幅の矩形波を予め定められた周波数個分有するパルス波形駆動信号を出力する。すなわち、予め定められたパルス幅の矩形波信号を予め定められた周期(1/周波数)で連続して出力する。   The power supply circuit 111 is a DC / DC converter for stepping down the voltage (12V to 48V) supplied from the in-vehicle battery 30 to 10V, which is a drive signal voltage (control circuit voltage). The drive signal current stepped down by the power supply circuit 111 is supplied to the pulse generation circuit 112. The pulse generation circuit 112 is a circuit that generates a pulse signal waveform for driving the switching circuit 114 using the drive signal current supplied from the power supply circuit 111. The pulse generation circuit 112 includes an oscillator inside and is predetermined. A pulse waveform drive signal having a predetermined number of rectangular waves having a predetermined pulse width is output. That is, a rectangular wave signal having a predetermined pulse width is continuously output at a predetermined period (1 / frequency).

本実施例におけるパルス発生回路112は、エネルギー消費率改善装置10の上昇温度が所定温度以下となるパルス幅のパルス波形駆動信号を生成する。より具体的には、周波数15000〜20000Hz、既知のパルス幅Pwbaseに対する既知の上昇温度がTbaseであり、許容上昇温度をTmaxとする場合に、以下の式によって求められるパルス幅以下のパルス幅のパルス波形駆動信号を生成する。   In this embodiment, the pulse generation circuit 112 generates a pulse waveform drive signal having a pulse width at which the rising temperature of the energy consumption rate improving apparatus 10 is equal to or lower than a predetermined temperature. More specifically, when the known rising temperature with respect to the frequency 15000 to 20000 Hz and the known pulse width Pwbase is Tbase, and the allowable rising temperature is Tmax, a pulse having a pulse width equal to or smaller than the pulse width obtained by the following equation: A waveform drive signal is generated.

Figure 0005712308
Figure 0005712308

具体的なパルス幅の値としては、1〜2μsecのパルス幅、より具体的には、1.4〜1.7μsec程度のパルス幅を有するパルス波形駆動信号を生成する。たとえば、既知のパルス幅Pwbase=1.6、既知の上昇温度Tbase=28℃であり、許容上昇温度Tmax=60℃の場合には、約3.4μsecが最大許容パルス幅となる。   As a specific pulse width value, a pulse waveform drive signal having a pulse width of 1 to 2 μsec, more specifically, a pulse width of about 1.4 to 1.7 μsec is generated. For example, when the known pulse width Pwbase = 1.6, the known rising temperature Tbase = 28 ° C., and the allowable rising temperature Tmax = 60 ° C., about 3.4 μsec is the maximum allowable pulse width.

波形整形回路113は、パルス発生回路112によって生成されたパルス波形駆動信号をのこぎり波形に整形して出力する。図8は本実施例に係るエネルギー消費率改善装置(制御部)が備える波形整形回路の等価回路を示す説明図である。図9は本実施例に係るエネルギー消費率改善装置(制御部)が備えるパルス発生回路によって生成されたパルス波形駆動信号の一例を示す説明図である。図10は本実施例に係るエネルギー消費率改善装置(制御部)が備える波形整形回路によって生成されるのこぎり波形駆動信号の一例を示す説明図である。   The waveform shaping circuit 113 shapes the pulse waveform drive signal generated by the pulse generation circuit 112 into a sawtooth waveform and outputs it. FIG. 8 is an explanatory diagram showing an equivalent circuit of a waveform shaping circuit provided in the energy consumption rate improving apparatus (control unit) according to the present embodiment. FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating an example of a pulse waveform drive signal generated by a pulse generation circuit included in the energy consumption rate improving apparatus (control unit) according to the present embodiment. FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating an example of a sawtooth waveform drive signal generated by a waveform shaping circuit included in the energy consumption rate improving apparatus (control unit) according to the present embodiment.

波形整形回路113は公知の回路であり、例えば、並列接続されている2つの抵抗R21、R22と、抵抗R22に並列接続されているキャパシタC1と、抵抗R22に直列接続されているダイオードD3を備えている。波形整形回路113によれば、図9に示すパルス波形を、図10に示すのこぎり波形に整形することができる。すなわち、立ち上がりは緩やかで、立ち下がりが急峻である波形を生成することができる。したがって、立ち下がりエッジをトリガとして作動する回路、例えばスイッチング回路114のスイッチ動作を迅速に実行させることができる。   The waveform shaping circuit 113 is a known circuit, and includes, for example, two resistors R21 and R22 connected in parallel, a capacitor C1 connected in parallel to the resistor R22, and a diode D3 connected in series to the resistor R22. ing. According to the waveform shaping circuit 113, the pulse waveform shown in FIG. 9 can be shaped into the sawtooth waveform shown in FIG. That is, it is possible to generate a waveform having a gradual rise and a steep fall. Therefore, a switch operation of a circuit that operates with a falling edge as a trigger, for example, the switching circuit 114 can be quickly executed.

スイッチング回路114は、整形されたパルス波形駆動信号によってオン、オフ動作を実現する回路であり、本実施例においては、オン動作時に電源電流線Lpを介してバッテリから電流を取り出し、オフ動作時にバッテリからの電流の取り出しを停止する。したがって、スイッチング回路114は、バッテリからパルス電流を流し出させることができる。スイッチング回路114としては、例えば、電界効果型トランジスタ(FET)、その他のスイッチング素子を用いることができる。   The switching circuit 114 is a circuit that realizes an on / off operation by the shaped pulse waveform drive signal. In this embodiment, the switching circuit 114 takes out a current from the battery via the power source current line Lp during the on operation, and the battery during the off operation. Stop taking out current from. Therefore, the switching circuit 114 can cause a pulse current to flow from the battery. As the switching circuit 114, for example, a field effect transistor (FET) or other switching element can be used.

保護回路115は、波形整形回路113から出力されるパルス波形駆動信号が常時ハイ状態(スイッチング回路114に対してオン動作を指示する信号レベル状態)となった場合に、抵抗R1を焼き切れ等の不具合から保護するための回路である。例えば、当業者にとって周知であるように、ツェナーダイオードとトランジスタを用いる回路によって実現される。   When the pulse waveform drive signal output from the waveform shaping circuit 113 is always in a high state (a signal level state instructing the switching circuit 114 to perform an ON operation), the protection circuit 115 burns out the resistor R1. It is a circuit for protecting from a malfunction. For example, it is realized by a circuit using a Zener diode and a transistor, as is well known to those skilled in the art.

抵抗R1はスイッチング回路114に供給される電源電流の値を調整するために用いれ、300〜500mAの電流値となるよう、使用対象となるバッテリBTの電圧に応じて抵抗値が選択される。以下では、500mAの電流が用いられる。   The resistor R1 is used to adjust the value of the power supply current supplied to the switching circuit 114, and the resistance value is selected according to the voltage of the battery BT to be used so as to have a current value of 300 to 500 mA. In the following, a current of 500 mA is used.

本実施例に係るエネルギー消費率改善装置10(制御部11)の動作について説明する。図11は本実施例に係るエネルギー消費率改善装置と車載バッテリとの間における電流変化を模式的に示す説明図である。エネルギー消費率改善装置10は、車載バッテリ30から供給される電流を用いて動作する。すなわち、車載バッテリ30から正側端子T1を介して取り出された電流は、駆動信号用電流線Ldを介して、各回路に供給される。   Operation | movement of the energy consumption rate improvement apparatus 10 (control part 11) which concerns on a present Example is demonstrated. FIG. 11 is an explanatory diagram schematically showing a current change between the energy consumption rate improving apparatus according to this embodiment and the in-vehicle battery. The energy consumption rate improving apparatus 10 operates using a current supplied from the in-vehicle battery 30. That is, the current extracted from the in-vehicle battery 30 via the positive terminal T1 is supplied to each circuit via the drive signal current line Ld.

既述のように、エネルギー消費率改善装置10は、パルス波形駆動信号に従って、バッテリからパルス状の電流を取り出すことができる。すなわち、スイッチング回路114がパルス波形駆動信号に従ってオンすることによって、抵抗R1によって500mAとされた電流がスイッチング回路114からグラウンドへと流れ込み、スイッチング回路114がパルス波形駆動信号に従ってオフすることによって、グラウンドに対する500mAとされた電流の流れ込みが停止される。この結果、パルス状の電流が車載バッテリ30から取り出される。エネルギー消費率改善装置10(スイッチング回路114)がパルス波形駆動信号の立ち下がりエッジに応じて電流の取り出しを停止すると、ヒューズボックス装着部12、バッテリ側配線13および接地配線14並びに車載バッテリ30および車載バッテリ30からヒューズボックス20間での各配線を含めたインダクタンス成分に起因する逆起電力および逆電流が発生し、車載バッテリ30に対して、エネルギー消費率改善装置10からみてマイナスの(車載バッテリ30からの取り出しをプラスとした場合)スパイク状の電圧および電流が印加される。例えば、車載バッテリ30に対して、図11に示すようなスパイク状の電流が印加される。本実施例では、スイッチング回路114に入力されるパルス波形駆動信号はのこぎり波形を有するように波形整形回路113によって整形されるので、スイッチング回路114はオン動作時には比較的緩やかにオン状態に移行するが、オフ動作時には瞬時にオフ状態に移行する。この結果、ピーク(高さ)が高く、幅の短いスパイク状電流および電圧を車載バッテリ30に提供することができる。車載バッテリ30に供給されるスパイク状の逆電流の値は、例えば、2〜3Aであり、使用電流(電源電流)が大きくなるに連れて大きな値を取る。なお、図11の電流波形は車載バッテリ30の電極に抵抗を直列に接続し、抵抗の両端の電圧波形を測定することによって得ることができる。   As described above, the energy consumption rate improving apparatus 10 can extract a pulsed current from the battery in accordance with the pulse waveform drive signal. That is, when the switching circuit 114 is turned on according to the pulse waveform drive signal, a current of 500 mA by the resistor R1 flows from the switching circuit 114 to the ground, and when the switching circuit 114 is turned off according to the pulse waveform drive signal, The current flow of 500 mA is stopped. As a result, a pulsed current is extracted from the in-vehicle battery 30. When the energy consumption rate improving apparatus 10 (switching circuit 114) stops taking out the current in response to the falling edge of the pulse waveform drive signal, the fuse box mounting portion 12, the battery side wiring 13, the ground wiring 14, the in-vehicle battery 30, and the in-vehicle battery 30 The back electromotive force and the reverse current due to the inductance component including each wiring between the battery 30 and the fuse box 20 are generated and are negative with respect to the in-vehicle battery 30 (in-vehicle battery 30 Spike-like voltage and current are applied). For example, a spike-like current as shown in FIG. In this embodiment, the pulse waveform drive signal input to the switching circuit 114 is shaped by the waveform shaping circuit 113 so as to have a sawtooth waveform, so that the switching circuit 114 shifts to the on state relatively slowly during the on operation. During the off operation, the state immediately changes to the off state. As a result, a spike-like current and voltage having a high peak (height) and a short width can be provided to the in-vehicle battery 30. The value of the spike-like reverse current supplied to the in-vehicle battery 30 is, for example, 2 to 3 A, and takes a larger value as the use current (power supply current) increases. The current waveform in FIG. 11 can be obtained by connecting a resistor in series to the electrode of the in-vehicle battery 30 and measuring the voltage waveform across the resistor.

このスパイク状の電流および電圧が車載バッテリ30の正極および負極に作用することで、正極および負極に析出した被膜(鉛蓄電池においては硫酸鉛被膜)が各電極から分子状に剥離、分離され、被膜によって覆われていた各電極の表面積のうち充電に関わる充電面積が初期の充電面積にまで回復される。電解液中に分離された分子状の被膜は、車載バッテリ30の充電時に分解され、鉛イオンおよび硫酸イオンとして電解液中に溶解する。また、充電時には車載バッテリ30の放電時に生成されるH2Oの生成も停止し、この結果、鉛蓄電池である車載バッテリ30の電解質比重が良好値である1.280に向かって回復する。 When the spike-like current and voltage act on the positive electrode and the negative electrode of the in-vehicle battery 30, the coating deposited on the positive electrode and the negative electrode (lead sulfate coating in a lead-acid battery) is peeled off and separated from each electrode in a molecular form. Of the surface area of each electrode covered by the charging, the charging area related to charging is restored to the initial charging area. The molecular coating separated in the electrolytic solution is decomposed when the vehicle-mounted battery 30 is charged, and is dissolved in the electrolytic solution as lead ions and sulfate ions. In addition, the generation of H 2 O generated during discharging of the in-vehicle battery 30 during charging is stopped, and as a result, the electrolyte specific gravity of the in-vehicle battery 30 that is a lead storage battery recovers toward a favorable value of 1.280.

検証結果
以下、本実施例に係るエネルギー消費率改善装置10並びに比較例としてのエネルギー消費率改善装置を用いない場合の検証結果について説明する。図12は本実施例に係るエネルギー消費率改善装置10を装着した燃費効果試験の結果を示す説明図である。図13は本実施例に係るエネルギー消費率改善装置10を装着しない場合の燃費効果試験の結果を示す説明図である。図14は本実施例に係るエネルギー消費率改善装置10によるバッテリ容量の改善結果を示す説明図である。
Verification result Hereinafter, the verification result when not using the energy consumption rate improvement apparatus 10 which concerns on a present Example and the energy consumption rate improvement apparatus as a comparative example is demonstrated. FIG. 12 is an explanatory diagram showing the results of a fuel consumption effect test in which the energy consumption rate improving apparatus 10 according to this embodiment is mounted. FIG. 13 is an explanatory diagram showing the results of a fuel efficiency test when the energy consumption rate improving apparatus 10 according to the present embodiment is not installed. FIG. 14 is an explanatory diagram showing a result of battery capacity improvement by the energy consumption rate improving apparatus 10 according to the present embodiment.

燃費効果試験は、試験車両として、平成9年製日産シルビア(型式E−S14、原動機型式SR20、総排気量1.99リットル、タイヤ空気圧前後共に200kPa)、測定機器として、シャシダイナモメータ:バンザイVST−3600−4W、燃料流量センサ:OVAL MODEL LS4150 1p/ccを用いて行った。また、使用したバッテリは、GSユアサ製、GS40B19Rである。
試験条件は10.15モード燃費計測プログラムを基準として、停止時にエンジン停止後直ちに再始動するモードを4回行うモードで行った。
In the fuel efficiency test, the 1997 Nissan Silvia (model E-S14, prime mover model SR20, total displacement 1.99 liters, 200 kPa both before and after tire pressure) was used as the test vehicle, and the chassis dynamometer: Banzai VST was used as the measuring instrument. -3600-4W, fuel flow rate sensor: OVAL MODEL LS4150 1p / cc. The battery used is GS 40B19R manufactured by GS Yuasa.
The test conditions were based on the 10.15 mode fuel consumption measurement program, in a mode in which the engine was restarted immediately after the engine was stopped when stopped.

1.装着前
天候:晴れ、気温:24〜25℃、湿度:64〜70%、大気圧:1037hPaの環境下、本実施例に係るエネルギー消費率改善装置10を装着せず、3回の計測を行った。図13に示すように計測の結果得られた燃料消費率は9.96〜10.33(km/L)の範囲であり、平均燃料消費率は10.13(km/L)であった。
1. Before installation Weather: Sunny, Temperature: 24 to 25 ° C., Humidity: 64 to 70%, Atmospheric pressure: 1037 hPa In the environment of 1037 hPa, the energy consumption rate improvement apparatus 10 according to the present example is not installed, and measurement is performed three times. It was. As shown in FIG. 13, the fuel consumption rate obtained as a result of the measurement was in the range of 9.96 to 10.33 (km / L), and the average fuel consumption rate was 10.13 (km / L).

2.装着後
本実施例に係るエネルギー消費率改善装置10をヒューズボックスに装着後7ヶ月経過後に、天候:晴れ、気温:28〜29℃、湿度:43〜48%、大気圧:1009hPaの環境下、3回の計測を行った。図12に示すように計測の結果得られた燃料消費率は10.70(km/L)の範囲であり、平均燃料消費率は10.70(km/L)であった。
2. After installation After the installation of the energy consumption rate improving apparatus 10 according to the present embodiment to the fuse box, after 7 months, the weather is fine, the temperature is 28 to 29 ° C., the humidity is 43 to 48%, and the atmospheric pressure is 1009 hPa. Three measurements were taken. As shown in FIG. 12, the fuel consumption rate obtained as a result of the measurement was in the range of 10.70 (km / L), and the average fuel consumption rate was 10.70 (km / L).

以上の通り、本実施例に係るエネルギー消費率改善装置10をヒューズボックスに装着することによって、5.7%の燃費向上が確認できた。   As described above, by attaching the energy consumption rate improving apparatus 10 according to the present example to the fuse box, it was confirmed that the fuel efficiency was improved by 5.7%.

バッテリ容量測定:
バッテリ容量測定は、1.の測定時および2.の測定時にそれぞれ満充電を行い、コールドクランキングアンペア(CCA)値をバッテリ劣化度の判定値として用いた。鉛蓄電池の性能を低下させる要因の一つとして、鉛蓄電池の正電極および負電極に発生する硫酸塩被膜(サルフェーション)が知られている。硫酸塩被膜は、鉛蓄電池を使用(放電)する際に、希硫酸電解質溶液と、正極(酸化鉛電極)および負極(鉛電極)とが以下の電気化学反応を起こすことによって両電極上に形成される。なお、充電時には逆向きの電気化学反応が生じる。
PbO2+4H++SO4 2-+2e-→PbSo4+2H2O (正極)
Pb+SO4 2-→PbSo4+2e- (負極)
正極および負極の表面(充電に寄与する電極表面)が硫酸塩(硫酸鉛)被膜によって覆われることによって、各電極と電解質溶液との間で生じる、所期の電気化学反応が阻害され、鉛蓄電池の充電性能および放電性能が低下してしまう。
Battery capacity measurement:
Battery capacity measurement is as follows: 1 and 2. Each battery was fully charged at the time of measurement, and a cold cranking ampere (CCA) value was used as a judgment value of the battery deterioration level. As one of the factors that degrade the performance of lead-acid batteries, sulfate coating (sulfation) generated on the positive and negative electrodes of the lead-acid battery is known. The sulfate coating is formed on both electrodes by using the following electrochemical reaction between the dilute sulfuric acid electrolyte solution and the positive electrode (lead oxide electrode) and negative electrode (lead electrode) when using (discharging) lead acid batteries. Is done. In addition, a reverse electrochemical reaction occurs during charging.
PbO 2 + 4H + + SO 4 2− + 2e → PbSo 4 + 2H 2 O (positive electrode)
Pb + SO 4 2− → PbSo 4 + 2e (Negative electrode)
The surface of the positive electrode and the negative electrode (electrode surface that contributes to charging) is covered with a sulfate (lead sulfate) coating, which inhibits the intended electrochemical reaction that occurs between each electrode and the electrolyte solution. The charging performance and discharging performance will be reduced.

図14に示すように、1.の測定時におけるバッテリ劣化度は、新品時容量に対して85%まで容量劣化していたが、2.の測定時におけるバッテリ劣化度は、新品時容量に対して97%まで容量回復していることが確認できた。すなわち、エネルギー消費率改善装置10を7ヶ月間装着した結果、バッテリの正負電極に付着した塩がほぼ除去されたことが確認できた。   As shown in FIG. Although the battery deterioration degree during the measurement of the battery was deteriorated to 85% of the capacity when new, It was confirmed that the battery deterioration degree at the time of the measurement was recovered to 97% of the capacity when new. That is, as a result of attaching the energy consumption rate improving apparatus 10 for 7 months, it was confirmed that the salt adhering to the positive and negative electrodes of the battery was almost removed.

以上述べた、本実施例に係るエネルギー消費率改善装置10による燃料消費率の改善は以下の理由による。バッテリの性能低下、すなわち、正負電極に対する塩の付着に伴うバッテリの内部抵抗の増大は、放電に対して電力ロスをもたらすため内燃機関の始動に際して多くの電力量が必要となる。例えば、正常なバッテリを用いる際には、250Ah程度の放電容量で内燃機関を始動できるものの、劣化したバッテリを用いる際には、400Ah程度の放電容量が必要となる。したがって、正常なバッテリと比較して、バッテリ容量を所定の容量まで回復するために必要な電力量も多くなりオルタネータの稼働期間が長くなる。   The fuel consumption rate improvement by the energy consumption rate improvement apparatus 10 according to the present embodiment described above is as follows. A decrease in battery performance, that is, an increase in the internal resistance of the battery due to the adhesion of salt to the positive and negative electrodes causes a power loss with respect to the discharge, so that a large amount of electric power is required when starting the internal combustion engine. For example, when a normal battery is used, the internal combustion engine can be started with a discharge capacity of about 250 Ah, but when a deteriorated battery is used, a discharge capacity of about 400 Ah is required. Therefore, compared with a normal battery, the amount of electric power required to restore the battery capacity to a predetermined capacity is increased, and the operation period of the alternator becomes longer.

また、内部抵抗の増大は、バッテリに対する充電に際しても抵抗となり、劣化したバッテリに対する充電時間は正常なバッテリに対する同量の電池容量を回復するために要する充電期間よりも長くなり、オルタネータを余分に稼働させなければならない。   The increase in internal resistance also becomes a resistance when charging a battery, the charging time for a deteriorated battery is longer than the charging period required to restore the same amount of battery capacity to a normal battery, and the alternator runs extra I have to let it.

通常車両においては、内燃機関51によって駆動されるオルタネータ52によって車載バッテリ30に対する充電が行われることは上述の通りである。したがって、オルタネータ52の稼働期間が長くなれば、車両の走行に要する燃料に加えて、内燃機関51がオルタネータ52を駆動するために燃料を消費する期間も長くなり、車両のエネルギー消費率、すなわち、燃料消費率が低下する。   In a normal vehicle, the on-vehicle battery 30 is charged by the alternator 52 driven by the internal combustion engine 51 as described above. Therefore, if the operation period of the alternator 52 becomes longer, in addition to the fuel required for running the vehicle, the period during which the internal combustion engine 51 consumes fuel to drive the alternator 52 becomes longer, and the energy consumption rate of the vehicle, that is, The fuel consumption rate decreases.

本実施例に係るエネルギー消費率改善装置10によれば、車載バッテリ30の性能低下を改善(回復)することができるので、オルタネータ52を余分に駆動することなく、車載バッテリ30の充電のために必要な燃料量を低減することができる。この結果、車両のエネルギー消費率、すなわち、本実証試験においては燃料消費率を向上させることができる。特にスタート・ストップ制御技術搭載車においては、内燃機関の再始動に際してセルモータ(スタータモータ)を駆動するために、例えば、300A前後の大電流を要し、車載バッテリ30に対する負荷は大きくなり、車載バッテリ30の性能劣化が促進される。このような条件下においても、本実施例に係るエネルギー消費率改善装置10によれば、車載バッテリ30の性能低下を抑制または防止することができるので、車両の燃料消費率を向上させることができる。   According to the energy consumption rate improving apparatus 10 according to the present embodiment, the performance degradation of the in-vehicle battery 30 can be improved (recovered), so that the in-vehicle battery 30 can be charged without extra driving of the alternator 52. The required amount of fuel can be reduced. As a result, the energy consumption rate of the vehicle, that is, the fuel consumption rate can be improved in this demonstration test. In particular, in a vehicle equipped with start / stop control technology, for driving a cell motor (starter motor) when restarting the internal combustion engine, for example, a large current of about 300 A is required, and the load on the in-vehicle battery 30 becomes large. 30 performance degradation is promoted. Even under such conditions, according to the energy consumption rate improving apparatus 10 according to the present embodiment, the performance degradation of the in-vehicle battery 30 can be suppressed or prevented, so that the fuel consumption rate of the vehicle can be improved. .

また、本実施例に係るエネルギー消費率改善装置10は、7ヶ月という短期間の間に、燃料消費率を向上させることが可能であり、また、車載バッテリ30の性能を回復させることができる。なお、後述のバッテリ回復に関する補足的な実証試験結果が示すように、本実施例に係るエネルギー消費率改善装置10は、装着してから3ヶ月後にはバッテリの性能を回復させる性能を有しており、車両のエネルギー消費率も7ヶ月よりも短い3ヶ月程度の期間において改善され得る。   Moreover, the energy consumption rate improving apparatus 10 according to the present embodiment can improve the fuel consumption rate within a short period of 7 months, and can restore the performance of the in-vehicle battery 30. As shown in the supplementary verification test results regarding battery recovery described later, the energy consumption rate improving apparatus 10 according to the present embodiment has the performance of recovering the performance of the battery three months after being installed. Thus, the energy consumption rate of the vehicle can be improved in a period of about 3 months, which is shorter than 7 months.

さらに、本実施例に係るエネルギー消費率改善装置10は、ヒューズボックス20のヒューズ装着部にそのまま装着できるヒューズボックス装着部12を備えているので、エネルギー消費率改善装置10を簡単に装着することができる。第1の実施例に係るヒューズボックス装着部12aは、ヒューズ取り付け部に121に既存のヒューズを装着して用いることが可能であるからヒューズ容量によって制限を受けることなくヒューズボックス20の任意の位置に装着することができる。第2の実施例に係るヒューズボックス装着部12bはヒューズを内蔵しているので、既存のヒューズの脱着を要することなく、さらに容易にエネルギー消費率改善装置10を装着することができる。   Furthermore, since the energy consumption rate improving apparatus 10 according to the present embodiment includes the fuse box mounting part 12 that can be directly mounted on the fuse mounting part of the fuse box 20, the energy consumption rate improving apparatus 10 can be easily mounted. it can. Since the fuse box mounting portion 12a according to the first embodiment can be used by mounting an existing fuse to the fuse mounting portion 121, it can be used at any position of the fuse box 20 without being limited by the fuse capacity. Can be installed. Since the fuse box mounting portion 12b according to the second embodiment incorporates a fuse, the energy consumption rate improving apparatus 10 can be mounted more easily without requiring the existing fuse to be removed.

以下、バッテリの性能低下の改善および防止の観点から、本実施例にエネルギー消費率改善装置10をバッテリに直接接続した場合に得られた各種の検証結果について補足的に説明する。   Hereinafter, various verification results obtained when the energy consumption rate improving apparatus 10 is directly connected to the battery according to the present embodiment will be described supplementarily from the viewpoint of improving and preventing the battery performance deterioration.

バッテリ性能回復:
図15は比較例としての硫酸塩被膜除去装置による鉛蓄電池の性能回復の検証結果を示す説明図である。図16は本実施例に係るエネルギー消費率改善装置による鉛蓄電池の性能回復の検証結果を示す説明図である。検証条件は以下の通り。
比較例:パルス周波数:20000Hz、電流値:200mA、バッテリ:GSユアサ製48Vバッテリ、
実施例:パルス周波数:20000Hz、電流値:500mA、バッテリ:GSユアサ製48Vバッテリ。
Battery performance recovery:
FIG. 15 is an explanatory view showing a verification result of performance recovery of a lead storage battery by a sulfate film removal apparatus as a comparative example. FIG. 16 is an explanatory diagram showing verification results of performance recovery of the lead storage battery by the energy consumption rate improving apparatus according to the present embodiment. The verification conditions are as follows.
Comparative example: pulse frequency: 20000 Hz, current value: 200 mA, battery: GS Yuasa 48V battery,
Example: Pulse frequency: 20000 Hz, current value: 500 mA, battery: 48V battery manufactured by GS Yuasa.

この検証によれば、本実施例に係るエネルギー消費率改善装置10によって比重値が回復することが確認され、上記したスパイク状電流による硫酸塩被膜の除去、溶解のメカニズムが立証される。   According to this verification, it is confirmed that the specific gravity value is restored by the energy consumption rate improving apparatus 10 according to the present embodiment, and the mechanism of removal and dissolution of the sulfate film by the spike-like current described above is proved.

図15に示す比較例では、平均電解液比重値の初期値は1.255であり、装着開始から34日経過後における平均電解液比重値は1.266、装着開始から87日経過後における平均電解液比重値は1.280である。一般的に、鉛蓄電池の比重値は1.28が良好値の目安とされており、87日経過後に達成している。一方、初期値に対する平均比重値の改善率、すなわち、比重増加率に着目すると、34日経過時点で1.0087、87日経過時点で1.0199となっており、約3ヶ月経過時点での比重増加率は1.0199に止まる。これに対して、本実施例では、平均電解液比重値の初期値は1.219であり、装着開始から20日経過後における平均電解液比重値は1.268である。一方、初期値に対する平均比重値の改善率に着目すると、20日経過時点で1.040となっており、約半月経過時点での比重増加率は1.040に達している。   In the comparative example shown in FIG. 15, the initial value of the average electrolyte specific gravity value is 1.255, the average electrolyte specific gravity value after 34 days from the start of installation is 1.266, and the average electrolyte after 87 days from the start of installation. The specific gravity value is 1.280. In general, the specific gravity value of a lead-acid battery is 1.28, which is a good value, and is achieved after 87 days. On the other hand, paying attention to the improvement rate of the average specific gravity value relative to the initial value, that is, the specific gravity increase rate, it is 1.0087 at the time of 34 days, 1.0199 at the time of 87 days, The specific gravity increase rate stops at 1.0199. In contrast, in this example, the initial value of the average electrolyte specific gravity value is 1.219, and the average electrolyte specific gravity value after 20 days from the start of mounting is 1.268. On the other hand, paying attention to the improvement rate of the average specific gravity value with respect to the initial value, it is 1.040 when 20 days have elapsed, and the specific gravity increase rate when 1.0 month has passed has reached 1.040.

実施例と比較例との相違は電流値にあり、電流値が大きな本実施例に係るエネルギー消費率改善装置10によれば、比較例の硫酸塩被膜除去装置に対して約1/3〜1/4の期間でバッテリの性能を回復させることができる。改善結果が得られるまでに要する期間が3〜4ヶ月といったように長い場合、装置ユーザは改善効果を有効に検証し難いという問題が生じるが、本実施例に係るエネルギー消費率改善装置10によれば、半月から1ヶ月程度で改善効果を検証することが可能となり、装置ユーザの要望に応えることができる。   The difference between the example and the comparative example lies in the current value, and according to the energy consumption rate improving apparatus 10 according to the present example having a large current value, about 1/3 to 1 with respect to the sulfate film removing apparatus of the comparative example. The battery performance can be recovered in a period of / 4. When the period required for obtaining the improvement result is as long as 3 to 4 months, there is a problem that it is difficult for the apparatus user to effectively verify the improvement effect. However, according to the energy consumption rate improving apparatus 10 according to the present embodiment, there is a problem. For example, it is possible to verify the improvement effect from about half a month to about a month and meet the demands of the device user.

バッテリに印加する電流値が大きい場合に、良好な改善結果を得られることは上記の検証結果によって示されたが、バッテリに印加する電流値を単に増大させると、硫酸塩被膜除去装置の動作時温度が上昇する(抵抗が損傷を受ける)という問題が生じる。   The above verification results show that a good improvement result can be obtained when the current value applied to the battery is large. However, when the current value applied to the battery is simply increased, the sulfate film removal device is in operation. The problem arises that the temperature rises (resistance is damaged).

温度変化:
図17は比較例としての硫酸塩被膜除去装置の動作時における温度変化を示す説明図である。図18は本実施例に係るエネルギー消費率改善装置10の動作時における温度変化を示す説明図である。検証は、エネルギー消費率改善装置10のケース本体および電流調整抵抗の温度を赤外線温度計で計測することによって行われた。図17に示す比較例は、パルス周波数:20000Hz、パルス波形駆動信号のパルス幅4μsecの条件のもと、硫酸権被膜除去装置のスイッチング回路に供給される電流を200mAから500mAに上昇させた結果得られた温度変化を示している。図18の結果から、電流値が増加するに連れて、ケース温度が上昇し、500mAではケース温度は47℃、上昇温度は19℃に達した。また、発熱源である抵抗の温度は114℃に達する。したがって、自動車のエンジンルーム内に配置されているバッテリまたはヒューズボックスに装着されて用いられる場合には、使用環境温度が60〜70℃程度の条件下で使用されることになり、抵抗の温度は150℃を大きく超えることとなり、一般的用途の抵抗を用いる場合、抵抗が損傷する可能性が高くなる。
Temperature change:
FIG. 17 is an explanatory view showing a temperature change during operation of the sulfate film removal apparatus as a comparative example. FIG. 18 is an explanatory diagram showing a temperature change during the operation of the energy consumption rate improving apparatus 10 according to the present embodiment. The verification was performed by measuring the temperature of the case main body and the current adjustment resistor of the energy consumption rate improving apparatus 10 with an infrared thermometer. The comparative example shown in FIG. 17 is obtained as a result of increasing the current supplied to the switching circuit of the sulfate film removal device from 200 mA to 500 mA under the conditions of the pulse frequency: 20000 Hz and the pulse width of the pulse waveform drive signal of 4 μsec. The measured temperature change is shown. From the results of FIG. 18, the case temperature increased as the current value increased. At 500 mA, the case temperature reached 47 ° C. and the increase temperature reached 19 ° C. In addition, the temperature of the resistance as the heat source reaches 114 ° C. Therefore, when it is used by being mounted on a battery or a fuse box arranged in the engine room of an automobile, it is used under the condition that the use environment temperature is about 60 to 70 ° C., and the resistance temperature is If the resistance for general use is used, the possibility that the resistance is damaged increases.

これに対して、本実施例に係るエネルギー消費率改善装置10は、パルス幅1.6μsec、周波数20000Hzのパルス波形駆動信号によって駆動される。図18に示す検証では、36Vバッテリ、48Vバッテリに対してエネルギー消費率改善装置10を装着し、スイッチング回路114に供給される電流として200mAと500mAの場合について検証を行った。   On the other hand, the energy consumption rate improving apparatus 10 according to the present embodiment is driven by a pulse waveform drive signal having a pulse width of 1.6 μsec and a frequency of 20000 Hz. In the verification illustrated in FIG. 18, the energy consumption rate improvement device 10 is mounted on 36V battery and 48V battery, and verification is performed for the case where the current supplied to the switching circuit 114 is 200 mA and 500 mA.

電源200mAの比較例では、36Vおよび48Vバッテリのそれぞれについて、ケース温度は31℃、34℃であり、上昇温度は6℃、8℃であった。これに対して、電流500mAの実施例では、36Vおよび48Vバッテリのそれぞれについて、ケース温度は32℃、35℃であり、上昇温度は5℃、8℃であった。したがって、図17に示す比較例では、19℃であった温度上昇を8℃まで低減することが可能となり、比較例における200mAの電流使用時と同等の温度上昇に抑制することを実現した。   In the comparative example with a power supply of 200 mA, the case temperatures were 31 ° C. and 34 ° C. and the rising temperatures were 6 ° C. and 8 ° C. for 36V and 48V batteries, respectively. In contrast, in the examples with a current of 500 mA, the case temperatures were 32 ° C. and 35 ° C., and the rising temperatures were 5 ° C. and 8 ° C. for 36V and 48V batteries, respectively. Therefore, in the comparative example shown in FIG. 17, it was possible to reduce the temperature rise of 19 ° C. to 8 ° C., and it was realized to suppress the temperature rise to the same level as when using a 200 mA current in the comparative example.

ここで、1.6μsecのパルス幅は、従来の温度上昇と同程度の温度上昇を実現するために選択された値に過ぎず、より温度上昇を低減するためには、より小さなパルス幅が用いられれば良く、温度上昇の低減要求が緩い場合には、より大きなパルス幅が用いられても良い。また、使用電流が500mA未満の場合には抵抗R1における発熱量も低下するので、より大きなパルス幅が用いられても良く、使用電流が500mAより大きい場合には抵抗R1における発熱量も増加するので、より小さなパルス幅が用いられることが望ましい。さらに、バッテリの電圧が高くなるに連れて、抵抗R1における発熱量も増大するので、バッテリの電圧が高くなるに連れて、より小さなパルス幅が用いられても良い。   Here, the pulse width of 1.6 μsec is only a value selected to realize a temperature increase comparable to the conventional temperature increase, and a smaller pulse width is used to further reduce the temperature increase. If the request for reducing the temperature rise is loose, a larger pulse width may be used. In addition, since the amount of heat generated at the resistor R1 decreases when the current used is less than 500 mA, a larger pulse width may be used, and when the current used is larger than 500 mA, the amount of heat generated at the resistor R1 also increases. It is desirable that a smaller pulse width be used. Further, since the amount of heat generated in the resistor R1 increases as the battery voltage increases, a smaller pulse width may be used as the battery voltage increases.

以上説明したように、本実施例に係るエネルギー消費率改善装置10によれば、従来200mAであった電流値を500mAとすることによって、バッテリの性能回復に要する期間を従来の1/3〜1/4の期間に短縮することができる。すなわち、従来の硫酸塩被膜除去装置よりも強力にバッテリの電極に析出した硫酸塩被膜を除去することができる。   As described above, according to the energy consumption rate improving apparatus 10 according to the present embodiment, the current value that was 200 mA in the past is set to 500 mA, so that the period required for the performance recovery of the battery is reduced to 1/3 to 1 in the conventional method. The period can be shortened to / 4. That is, the sulfate film deposited on the battery electrode can be removed more strongly than the conventional sulfate film removal apparatus.

また、500mAの電流を用いることによって問題となるエネルギー消費率改善装置10(抵抗R1)の温度上昇については、パルス波形駆動信号のパルス幅を従来の1/2.5程度である1.6μsecとすることによって、500mAの電流使用時におけるエネルギー消費率改善装置10の温度上昇を200mAの電流使用時と同等に抑制することができる。したがって、本実施例に係るエネルギー消費率改善装置10によれば、硫酸塩被膜除去時における発熱を抑制しつつ、硫酸塩被膜の除去に要する時間の短縮させることが可能であり、ヒューズボックス20がエンジンルーム内に配置されている場合であっても、エンジンルーム内の熱的環境およびエネルギー消費率改善装置10(制御部11)の発熱に伴う抵抗の損傷をもたらすことなく、車両のエネルギー消費率を改善することができる。   Further, regarding the temperature rise of the energy consumption rate improving apparatus 10 (resistor R1) which becomes a problem by using a current of 500 mA, the pulse width of the pulse waveform drive signal is 1.6 μsec, which is about 1 / 2.5 of the conventional one. By doing so, the temperature rise of the energy consumption rate improving apparatus 10 when using a current of 500 mA can be suppressed to the same level as when using a current of 200 mA. Therefore, according to the energy consumption rate improving apparatus 10 according to the present embodiment, it is possible to reduce the time required for removing the sulfate film while suppressing the heat generation at the time of removing the sulfate film. Even if it is arranged in the engine room, the energy consumption rate of the vehicle without causing damage to the resistance due to the thermal environment in the engine room and the heat generation of the energy consumption rate improving apparatus 10 (control unit 11). Can be improved.

・変形例:
(1)上記実施例では、車室内に備えられているヒューズボックス20を例にとって説明したが、ヒューズボックス20は、エンジンルーム、トランクルーム、サービスルームといった他の場所に備えられていても良い。この場合であっても、エネルギー消費率改善装置10は車両のエネルギー消費率を改善する(向上させる)ことが可能であり、また、ヒューズボックス装着部12によってヒューズボックス20に対して簡単に装着することができる。
・ Modification:
(1) In the above embodiment, the fuse box 20 provided in the passenger compartment has been described as an example. However, the fuse box 20 may be provided in other places such as an engine room, a trunk room, and a service room. Even in this case, the energy consumption rate improving apparatus 10 can improve (improve) the energy consumption rate of the vehicle, and can be easily mounted on the fuse box 20 by the fuse box mounting portion 12. be able to.

(2)上記実施例においては、エンジン51を動力源として備える通常車両を例にとって説明したが、車両50は、モータを動力源の一部または全部として用い得るハイブリッド車両、あるいは、モータ(バッテリ)のみを動力源として用いる電気自動車であっても良い。ハイブリッド車両の場合には、内燃機関の始動または再始動には、通常の電装補機用の車載バッテリまたは車両走行用の大容量バッテリが用いられるが、これら車載バッテリまたは大容量バッテリは、内燃機関によってオルタネータまたはモータジェネレータを駆動することによって充電される点においては、通常車両と同様である。したがって、車載バッテリまたは大容量バッテリと電気的に繋がっているヒューズボックスに対して、本実施例のエネルギー消費率改善装置10を装着すれば、発電(充電)のために内燃機関10において消費される燃料量を低減または削減することが可能となり、車両のエネルギー消費率を改善することができる。 (2) In the above embodiment, the description has been given by taking an example of a normal vehicle including the engine 51 as a power source. However, the vehicle 50 may be a hybrid vehicle that can use a motor as part or all of the power source, or a motor (battery). It may be an electric vehicle using only as a power source. In the case of a hybrid vehicle, an internal vehicle battery for an electrical accessory or a large capacity battery for vehicle travel is used for starting or restarting the internal combustion engine. It is the same as a normal vehicle in that it is charged by driving an alternator or a motor generator. Therefore, if the energy consumption rate improving apparatus 10 of this embodiment is attached to the fuse box that is electrically connected to the in-vehicle battery or the large capacity battery, it is consumed in the internal combustion engine 10 for power generation (charging). The fuel amount can be reduced or reduced, and the energy consumption rate of the vehicle can be improved.

電気自動車の場合には、内燃機関における燃料消費量を削減することはできないものの、大容量バッテリの性能低下を改善または防止することによって、回生時におけるバッテリ充電に際しての充電効率の向上、および走行用モータ駆動時における放電効率の向上を図ることが可能となり、結果として、電池容量回復に要するエネルギー量が削減され、電力消費率としてのエネルギー消費率、いわゆる電費を向上させることができる。   In the case of an electric vehicle, although the fuel consumption in the internal combustion engine cannot be reduced, the charging efficiency is improved when charging the battery during regeneration by improving or preventing the deterioration of the performance of the large capacity battery, and for driving It is possible to improve the discharge efficiency when the motor is driven. As a result, the amount of energy required for battery capacity recovery is reduced, and the energy consumption rate as the power consumption rate, so-called power consumption, can be improved.

(3)上記実施例においては、スタート・ストップ制御技術搭載車を前提に説明したが、スタート・ストップ制御技術を搭載しない非搭載車両においても同様に燃料消費率の向上を図ることができる。非搭載車においても、車載バッテリに対する充電はオルタネータによって実行されており、車載バッテリの性能低下を低減または防止することによって、発電(充電)のために内燃機関10において消費される燃料量を低減または削減することが可能となり、車両のエネルギー消費率を改善することができる。 (3) Although the above embodiment has been described on the assumption that the vehicle equipped with the start / stop control technology is used, the fuel consumption rate can be similarly improved in a vehicle not equipped with the start / stop control technology. Even in a non-mounted vehicle, charging to the in-vehicle battery is performed by an alternator, and the amount of fuel consumed in the internal combustion engine 10 for power generation (charging) is reduced or reduced by reducing or preventing performance deterioration of the in-vehicle battery. This makes it possible to reduce the energy consumption rate of the vehicle.

(4)上記実施例においては、車載バッテリ30として鉛蓄電池を例にとって説明したが、その他のバッテリ、例えば、リチウムイオンバッテリ、ニッケル水素バッテリといった種々のバッテリが用いられる場合にも、本実施例に係るエネルギー消費率改善装置10により、電極における被膜形成が抑制・防止、あるいは電極に形成されている被膜が除去され、車両のエネルギー消費率の改善効果が得られる。 (4) In the above embodiment, the lead-acid battery has been described as an example of the in-vehicle battery 30. However, the present embodiment also includes other batteries such as a lithium ion battery and a nickel metal hydride battery. With the energy consumption rate improving apparatus 10, the formation of a film on the electrode is suppressed / prevented, or the film formed on the electrode is removed, and an effect of improving the energy consumption rate of the vehicle is obtained.

(5)上記実施例におけるエネルギー消費率改善装置10の制御部11は、どのような態様によっても実現可能である。例えば、基板上に電源回路111、パルス発生回路112、波形整形回路113、スイッチング回路114および保護回路115がディスクリート部品によって実装されていても良く、あるいは、電源回路111、パルス発生回路112、波形整形回路113、スイッチング回路114および保護回路115の少なくとも一部が1チップ化されていても良い。少なくとも一部の回路が1チップ化される場合には、エネルギー消費率改善装置10の小型化が可能となり、ヒューズボックス20への装着がより容易になる。なお、1チップ化に当たっては、例えば、基板を4層化し、基板の寄生容量(高耐圧FETのドレイン端子と基板GND間の寄生容量)を削減するためにドレイン端子とGNDパターン間の空間を広げ、また、GNDパターンをくり抜いた構造を備えることが望ましい。また、1チップ化されたエネルギー消費率改善装置10の制御部11は、例えば、縦18〜16mm×横22〜20mm、厚さ4〜5mmの寸法、あるいは、より小さな寸法を有していることが望ましい。制御部11がこのような小さな寸法を有することによって、例えば、ヒューズボックス装着部12上に制御部11を配置したり、ヒューズ60と同等の寸法を有するエネルギー消費率改善装置10を作製することが可能となり、エネルギー消費率改善装置10を自在に配置することが可能となる。 (5) The control part 11 of the energy consumption rate improvement apparatus 10 in the said Example is realizable by what kind of aspect. For example, the power supply circuit 111, the pulse generation circuit 112, the waveform shaping circuit 113, the switching circuit 114, and the protection circuit 115 may be mounted on the substrate by discrete components, or the power supply circuit 111, the pulse generation circuit 112, the waveform shaping At least a part of the circuit 113, the switching circuit 114, and the protection circuit 115 may be integrated into one chip. When at least some of the circuits are integrated into one chip, the energy consumption rate improving apparatus 10 can be reduced in size, and can be more easily attached to the fuse box 20. In the case of one chip, for example, the substrate is divided into four layers, and the space between the drain terminal and the GND pattern is widened in order to reduce the parasitic capacitance of the substrate (the parasitic capacitance between the drain terminal of the high voltage FET and the substrate GND). It is also desirable to have a structure in which the GND pattern is hollowed out. Moreover, the control part 11 of the energy consumption rate improvement apparatus 10 made into 1 chip | tip has a dimension of 18-16 mm long x 22-20 mm wide, thickness 4-5 mm, or a smaller dimension, for example. Is desirable. When the control unit 11 has such a small size, for example, the control unit 11 can be arranged on the fuse box mounting unit 12 or the energy consumption rate improving apparatus 10 having the same size as the fuse 60 can be manufactured. It becomes possible, and it becomes possible to arrange | position the energy consumption rate improvement apparatus 10 freely.

(6)上記実施例におけるエネルギー消費率改善装置10では接地配線14および接地端子141は、ヒューズボックス20を介さずに車両50(ボディ)に接地(接続)されているが、ヒューズボックス20に車両50に接地されているヒューズボックス接地端子が備えられている場合には、ヒューズボックス接地端子に接続されれば良い。この場合には、車両50に対するエネルギー消費率改善装置10の装着をより容易にすることができる。 (6) In the energy consumption rate improving apparatus 10 in the above embodiment, the ground wiring 14 and the ground terminal 141 are grounded (connected) to the vehicle 50 (body) without passing through the fuse box 20, but the fuse box 20 is connected to the vehicle. When the fuse box grounding terminal 50 is provided, it may be connected to the fuse box grounding terminal. In this case, the energy consumption rate improving apparatus 10 can be more easily attached to the vehicle 50.

(7)上記実施例において、ヒューズボックス20に対して、エネルギー消費率改善装置10を装着するための装着部、すなわち、車載バッテリ30の正極31と接続されている電源端子および車両50に接地されているヒューズボックス接地端子を備える装着部、が設けられる場合には、ヒューズボックス装着部12にはバッテリ側配線13および接地配線14とそれぞれ接続されている端子が備えられていても良い。この場合には、ヒューズボックス20の装着部に対して、ヒューズボックス装着部12を装着するだけで、電源および接地の接続が完了し、車両50に対するエネルギー消費率改善装置10の装着を確実かつさらに容易にすることができる。 (7) In the above embodiment, the fuse box 20 is grounded to the mounting portion for mounting the energy consumption improvement device 10, that is, the power terminal connected to the positive electrode 31 of the in-vehicle battery 30 and the vehicle 50. When the mounting portion having the fuse box ground terminal is provided, the fuse box mounting portion 12 may be provided with terminals connected to the battery side wiring 13 and the ground wiring 14 respectively. In this case, by simply mounting the fuse box mounting portion 12 to the mounting portion of the fuse box 20, the connection of the power supply and the ground is completed, and the mounting of the energy consumption rate improving apparatus 10 to the vehicle 50 is ensured and further performed. Can be easily.

(8)上記実施例では、周波数20000Hzのパルス波形駆動信号を用いる例について検証したが、周波数は20000Hz未満であっても良く、20000Hzより高くても良い。 (8) In the above embodiment, the example using the pulse waveform drive signal having a frequency of 20000 Hz is verified, but the frequency may be less than 20000 Hz or higher than 20000 Hz.

(9)上記実施例では、電流値が500mAの場合を例にとって説明したが、300〜500mA、あるいは、500mAよりも大きな電流を用いても良い。 (9) In the above embodiment, the case where the current value is 500 mA has been described as an example, but a current larger than 300 to 500 mA or 500 mA may be used.

(10)上記実施例では、パルス発生回路112によって生成されるパルス波形駆動信号のパルス幅は一定であるが、スイッチ操作によって複数の値に変更可能であっても良い。また、上記実施例では抵抗R1は固定の抵抗値を有する抵抗であるが、スイッチ操作によって複数の値に変更可能な可変抵抗であっても良い。これらの場合には、バッテリの電圧に応じて、抵抗値を変更することによって、1つのエネルギー消費率改善装置10によって、複数のバッテリ電圧に対応することができる。また、バッテリの電圧に応じて、電流を適宜変更ができると共に、ユーザにおいて、使用環境に応じた所望の設定値を見出し、設定することが可能となり、エネルギー消費率改善装置10の使い勝手を向上させることができる。 (10) In the above embodiment, the pulse width of the pulse waveform drive signal generated by the pulse generation circuit 112 is constant, but it may be changed to a plurality of values by a switch operation. In the above embodiment, the resistor R1 is a resistor having a fixed resistance value, but may be a variable resistor that can be changed to a plurality of values by a switch operation. In these cases, by changing the resistance value according to the voltage of the battery, the single energy consumption rate improving device 10 can cope with a plurality of battery voltages. Further, the current can be appropriately changed according to the voltage of the battery, and the user can find and set a desired setting value according to the use environment, thereby improving the usability of the energy consumption rate improving apparatus 10. be able to.

以上、実施例、変形例に基づき本発明について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれる。   As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the Example and the modification, Embodiment mentioned above is for making an understanding of this invention easy, and does not limit this invention. The present invention can be changed and improved without departing from the spirit and scope of the claims, and equivalents thereof are included in the present invention.

10、10a、10b…エネルギー消費率改善装置
11…制御部
111…電源回路
112…パルス発生回路
113…波形整形回路
114…スイッチング回路
115…保護回路
116…表示灯
12、12a、12b…ヒューズボックス装着部
121…ヒューズ装着部
122…金属製端子
122a…バッテリ側端子
122b…電装品側端子
123a、123b…ヒューズ装着部
125…制御部接続部
13…バッテリ側配線
14…接地配線
141…接地端子
20…ヒューズボックス
21…電源供給端子
22…電装品側配線
23、23a…装着部
232…第1ヒューズ装着端子
233…第2ヒューズ装着端子
30…車載バッテリ
31…正極
311…電力供給配線
32…負極
321…アース線
50…車両
51…内燃機関
52…オルタネータ
521…バッテリ線
522…アース線
55…車輪
60…ヒューズ
61a、61b…端子
62…ヒューズ素子
C1…キャパシタ
D1、D2、D3…ダイオード
Ld…駆動信号用電流線
Lp…電源電流線
R1、R21、R22…抵抗
T1…正側端子
T2…負側端子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 10a, 10b ... Energy consumption rate improvement apparatus 11 ... Control part 111 ... Power supply circuit 112 ... Pulse generation circuit 113 ... Waveform shaping circuit 114 ... Switching circuit 115 ... Protection circuit 116 ... Indicator lamp 12, 12a, 12b ... Fuse box installation Part 121: Fuse mounting part 122 ... Metal terminal 122a ... Battery side terminal 122b ... Electrical component side terminal 123a, 123b ... Fuse mounting part 125 ... Control part connection part 13 ... Battery side wiring 14 ... Grounding wiring 141 ... Grounding terminal 20 ... Fuse box 21 ... Power supply terminal 22 ... Electrical component side wiring 23, 23a ... Mounting portion 232 ... First fuse mounting terminal 233 ... Second fuse mounting terminal 30 ... Vehicle battery 31 ... Positive electrode 311 ... Power supply wiring 32 ... Negative electrode 321 ... Ground wire 50 ... vehicle 51 ... internal combustion engine 52 ... ol Tanner 521 ... Battery wire 522 ... Earth wire 55 ... Wheel 60 ... Fuse 61a, 61b ... Terminal 62 ... Fuse element C1 ... Capacitor D1, D2, D3 ... Diode Ld ... Current line for drive signal Lp ... Power supply current line R1, R21, R22: Resistance T1: Positive terminal T2: Negative terminal

Claims (10)

車両用エネルギー消費率改善装置であって、
制御部であって、
正極端子および負極端子と、
前記正極端子を介して車載電源から取り出した電流を用いてパルス波形駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
前記正極端子を介して前記車載電源から取り出した電流を300mA以上の電流に調整するための抵抗部と、
前記駆動信号生成部および抵抗部と接続され、前記生成されたパルス波形駆動信号に応じて動作するスイッチング部であって、前記パルス波形駆動信号の立ち下がりエッジに同期して、逆起電力および逆電流を前記車載電源に供給するスイッチング部と
を備える制御部と、
車両側のヒューズボックスに装着され、前記ヒューズボックスを介して前記車載電源の正極と前記制御部の前記正極端子とを電気的に接続するヒューズボックス装着部とを備える、車両用エネルギー消費率改善装置。
A vehicle energy consumption improvement device,
A control unit,
A positive terminal and a negative terminal;
A drive signal generation unit that generates a pulse waveform drive signal using a current extracted from an in-vehicle power supply via the positive electrode terminal;
A resistor for adjusting the current taken from the in-vehicle power source through the positive terminal to a current of 300 mA or more;
A switching unit that is connected to the drive signal generation unit and the resistor unit and operates in accordance with the generated pulse waveform drive signal, wherein the counter electromotive force and the reverse voltage are synchronized with a falling edge of the pulse waveform drive signal. A control unit comprising a switching unit for supplying current to the in-vehicle power supply;
A vehicle energy consumption rate improving apparatus, comprising: a fuse box mounting portion that is mounted on a vehicle-side fuse box and electrically connects the positive electrode of the in-vehicle power supply and the positive electrode terminal of the control unit via the fuse box. .
車両用エネルギー消費率改善装置であって、
制御部であって、
正極端子および負極端子と、
前記正極端子を介して車載電源から取り出した電流を用いてパルス波形駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
前記正極端子を介して前記車載電源から取り出した電流を300mA以上の電流に調整するための抵抗部と、
前記駆動信号生成部および抵抗部と接続され、前記生成されたパルス波形駆動信号に応じて動作するスイッチング部であって、前記パルス波形駆動信号の立ち下がりエッジに同期して、逆起電力および逆電流を前記車載電源に供給するスイッチング部と
を備える制御部と、
車両側のヒューズボックスを介して、前記正極端子と前記車載電源の正極とを電気的に接続させるための正極側車両接続部であって、前記車両側のヒューズボックスに装着されるためのヒューズ形状を有するヒューズボックス装着部を有する正極側車両接続部と、
前記負極端子と前記車載電源の負極とを電気的に接続させるための負極側車両接続部と、
を備える、車両用エネルギー消費率改善装置。
A vehicle energy consumption improvement device,
A control unit,
A positive terminal and a negative terminal;
A drive signal generation unit that generates a pulse waveform drive signal using a current extracted from an in-vehicle power supply via the positive electrode terminal;
A resistor for adjusting the current taken from the in-vehicle power source through the positive terminal to a current of 300 mA or more;
A switching unit that is connected to the drive signal generation unit and the resistor unit and operates in accordance with the generated pulse waveform drive signal, wherein the counter electromotive force and the reverse voltage are synchronized with a falling edge of the pulse waveform drive signal. A control unit comprising a switching unit for supplying current to the in-vehicle power supply;
A positive-side vehicle connecting portion for electrically connecting the positive-electrode terminal and the positive electrode of the in-vehicle power source via a vehicle-side fuse box, and a fuse shape to be attached to the vehicle-side fuse box A positive-side vehicle connection portion having a fuse box mounting portion having
A negative electrode side vehicle connecting portion for electrically connecting the negative electrode terminal and the negative electrode of the in-vehicle power source ;
A vehicle energy consumption rate improving apparatus comprising:
請求項1または2に記載の車両用エネルギー消費率改善装置において、
前記ヒューズボックス装着部は、
前記車載電源の正極と接続されている、前記ヒューズボックスの車載電源側接続部に接続される正極側端子であって、前記正極端子と接続されている正極側端子と、
電装品側と接続されている、前記ヒューズボックスの電装品側接続部に接続される電装品側端子とを備える、
車両用エネルギー消費率改善装置。
The vehicle energy consumption rate improvement device according to claim 1 or 2,
The fuse box mounting part is
The positive terminal connected to the in-vehicle power supply side connection part of the fuse box connected to the positive electrode of the in-vehicle power supply, the positive terminal connected to the positive terminal,
An electrical component side terminal connected to the electrical component side connected to the electrical component side connection portion of the fuse box;
Vehicle energy consumption rate improvement device.
請求項1から3のいずれかに記載の車両用エネルギー消費率改善装置において、
前記ヒューズボックス装着部はヒューズを装着するためのヒューズ装着部を備える、車両用エネルギー消費率改善装置。
In the vehicle energy consumption rate improvement apparatus in any one of Claim 1 to 3,
The vehicle energy consumption rate improving apparatus, wherein the fuse box mounting portion includes a fuse mounting portion for mounting a fuse.
請求項1から3のいずれかに記載の車両用エネルギー消費率改善装置において、
前記ヒューズボックス装着部はヒューズ素子を内蔵している、車両用エネルギー消費率改善装置。
In the vehicle energy consumption rate improvement apparatus in any one of Claim 1 to 3,
A vehicle energy consumption rate improving device, wherein the fuse box mounting portion incorporates a fuse element.
請求項1から4のいずれかに記載の車両用エネルギー消費率改善装置において、
前記駆動信号生成部は、前記車両用エネルギー消費率改善装置の上昇温度が所定温度以下となるパルス幅の前記パルス波形駆動信号を生成する、車両用エネルギー消費率改善装置。
In the vehicle energy consumption rate improvement device according to any one of claims 1 to 4,
The vehicle energy consumption rate improvement device, wherein the drive signal generation unit generates the pulse waveform drive signal having a pulse width at which the rising temperature of the vehicle energy consumption rate improvement device is a predetermined temperature or less.
請求項6に記載の車両用エネルギー消費率改善装置において、
前記駆動信号生成部は、既知のパルス幅Pwbaseに対する既知の上昇温度がTbaseであり、許容上昇温度をTmaxとする場合に、以下の式によって求められるパルス幅以下のパルス幅の前記パルス波形駆動信号を生成する、車両用エネルギー消費率改善装置。
Figure 0005712308
The vehicle energy consumption rate improving device according to claim 6,
The drive signal generation unit generates the pulse waveform drive signal having a pulse width equal to or smaller than a pulse width obtained by the following equation when the known rising temperature with respect to the known pulse width Pwbase is Tbase and the allowable rising temperature is Tmax. A vehicle energy consumption rate improvement device that generates
Figure 0005712308
請求項7に記載の車両用エネルギー消費率改善装置において、
前記駆動信号生成部は、前記車載電源の出力電圧が高くなるに連れて、前記パルス幅が小さなパルス波形駆動信号を生成する、車両用エネルギー消費率改善装置。
The vehicle energy consumption rate improving device according to claim 7,
The vehicle energy consumption rate improving device, wherein the drive signal generation unit generates a pulse waveform drive signal having a small pulse width as the output voltage of the in-vehicle power supply increases.
請求項1から請求項7のいずれかに記載の車両用エネルギー消費率改善装置において、
前記駆動信号生成部は、周波数が15000Hz〜20000Hzであって、パルス幅が1μsec〜2μsecである前記パルス波形駆動信号を生成し、
前記抵抗部は、前記車載電源から取り出した電流を300〜500mAの電流に調整する、
車両用エネルギー消費率改善装置。
In the vehicle energy consumption improvement device according to any one of claims 1 to 7,
The drive signal generation unit generates the pulse waveform drive signal having a frequency of 15000 Hz to 20000 Hz and a pulse width of 1 μsec to 2 μsec,
The resistor unit adjusts the current taken from the in-vehicle power source to a current of 300 to 500 mA.
Vehicle energy consumption rate improvement device.
車両用エネルギー消費率改善方法であって、
車両用エネルギー消費率改善装置の正極端子と車載電源の正極とを電気的に接続させるためのヒューズ形状を有するヒューズボックス装着部を車両側のヒューズボックスに装着し、
前記車両用エネルギー消費率改善装置の負極端子と前記車載電源の負極とを電気的に接続させるための負極側車両接続部を車体接地し、
前記車両用エネルギー消費率改善装置によって、前記車載電源から取り出した電流を用いてパルス波形駆動信号を生成し、
前記車両用エネルギー消費率改善装置によって、前記車載電源から取り出した電流を300mA以上の電流に調整し、
前記車両用エネルギー消費率改善装置によって、前記パルス波形駆動信号の立ち下がりエッジに同期して、前記300mA以上の電流に起因する、逆起電力および逆電流を前記車載電源に供給することを備え、
前記パルス波形駆動信号の生成、前記電流の調整、および前記逆起電力および逆電流の前記車載電源への供給を繰り返し実行する、車両用エネルギー消費率改善方法。
A vehicle energy consumption improvement method,
A fuse box mounting portion having a fuse shape for electrically connecting the positive electrode terminal of the vehicle energy consumption improvement device and the positive electrode of the in-vehicle power source is mounted on the fuse box on the vehicle side,
Car body grounding a negative electrode side vehicle connection portion for electrically connecting the negative electrode terminal of the vehicle energy consumption improvement device and the negative electrode of the in-vehicle power source ,
The vehicle energy consumption rate improving device generates a pulse waveform drive signal using a current extracted from the in-vehicle power source,
By the vehicle energy consumption rate improving device, the current extracted from the in-vehicle power source is adjusted to a current of 300 mA or more,
Supplying the back electromotive force and the reverse current caused by the current of 300 mA or more to the in-vehicle power source in synchronization with a falling edge of the pulse waveform drive signal by the vehicle energy consumption rate improving device;
A vehicle energy consumption rate improvement method of repeatedly generating the pulse waveform drive signal, adjusting the current, and supplying the back electromotive force and reverse current to the in-vehicle power source.
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