KR102155940B1 - 주파수 제어를 이용한 자동차 성능향상 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 주파수 제어를 이용한 자동차 성능 향상장치에 관한것 으로써, 엔진이 구동하는 과정에서 발생하는 간섭 노이즈 및 기타 노이즈를 효과적 으로 제거하기 위한 것으로 차량의 전기, 전자 제어장치의 성능을 감소 시키는 간섭 노이즈가 발생할 때 A대역 소거 필터부 및 저주파 필터부, B대역 소거 필터부를 연결하여 간섭 노이즈 발생을 감소시켜 수명을 연장시킴과 아울러, 자동차 전원의 돌입전류를 제어하며, 양질의 전기를 공급하고 그로인해 차량 출력 및 토크 증강과 차체 진동, 소음을 감소시켜, 완전연소를 유도하여 성능을 향상 시킬 수 있는 주파수 제어를 이용한 자동차 성능 향상장치에 관한 것이다.
제네레이터(알터네이터)에서 전기를 생산하고, 그 생산된 전기가 원활하게 각 부품에 공급되어야 하는데, 제네레이터의 기능이 떨어져 전기를 제대로 생산하지 못하고, 전기가 생산된다고 하더라도 역전류 및 1차 전기와 2차 전기 사이에서 불필요하게 발생되어 전기적 흐름을 방해하는 간섭전기(방해전기)에 의해 제대로 원활하게 흐르지 못한다. 또 레귤레이터의 용량이 부족하여 그 기능을 다하지 못하고 각종 노이즈나 역전류를 제거해 주지 못하여 차량 출력 감소 뿐아니라 엔진 진동을 유발하는 문제점이 생기게 된다.
따라서 본 발명 장치는 노이즈를 획기적으로 제거하기 위하여 대역 소거 필터를 적용하고 양질의 부품을 채택하여 자동차가 필요로 하는 정격전압을 유지시켜 전기, 전자제어 장치, 센서등 전기계통의 효율을 높여 양질의 전기를 공급하여 자동차의 진동감소 및 성능을 향상 시킨다.
본 발명은 자동차 배터리 전원을 입력하는 입력 터미널; 상기 입력 터미널에 저용량 콘덴서와 코일을 병렬로 연결하여 전원에 생기는 노이즈 주파수를 선택적으로 제거하는 대역 소거 필터부; 상기 대역 소거 필터부에 병렬 연결된 고용량 콘덴서와 저용량 콘덴서를 통해 전원에 생기는 저주파 노이즈를 제거하는 저주파 필터부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이때, 대역 소거 필터부는 코일의 인덕턴스와 콘덴서의 컨덕턴스의 값을 모두 높게 가져가서 소거하는 대역의 주파수 범위를 저주파로 가져가는 것을 특성으로 한다.
본 특허에 관한 장치는 차량의 노후정도가 심할수록 이 기술의 효용 가치는 더욱 커질 것으로 판단되며, 자동차의 엔진 진동 현상 제거 외에 엔진 출력 증강, 불완전 연소 해소, 시동력 향상, 연비 향상효과, 각종 노이즈 제거, RPM 불안정 해소, 노킹 감소의 효과도 나타난다.

Description

주파수 제어를 이용한 자동차 성능 향상장치{Automobile performance improvement device using frequency control}
본 발명은 주파수 제어를 이용한 자동차 성능 향상장치에 관한 것으로 자동차 산업이 발전 할수록 많은 전자 장비를 탑제하여 자동차가 생산 되는데 그로인해 여러 형태의 복합적인 주파수 간섭을 일으킬수 있는 노이즈가 발생하여 차량의 효율이 떨어지고 성능 저하 원인이 생기는데 이를 개선 향상 시키는 부분으로 기술적 가치가 높은분야.
자동차는 전기장치, 센서, 전자 제어장치의 구동으로 인해 여러 복합적인 노이즈 즉 간섭 방해전기가 발생하여 자동차 성능을 저해하는 원인이 되고 그로인해 차량의 부품 내구성 및 효율 저하로 구동 엔진 및 모터 효율저하, 연료소모, 배기가스 및 매연증가등 여러 가지 문제점을 가지고 있으며, 특허 10-0755182,10-0813414 단일 주파수 특성의 특정 노이즈를 제거하는 방식과 a,b,c 필터의 단일 주파수 대역을 각각 설정하여 제거하는 방식으로 서로 다른 주파수 대역을 설정하여 간섭 노이즈를 제거하는 방식 이지만 설정이 까다롭고 a,b,c 필터가 각각 다른 주파수 대역 사이에 겹치게 설정되기 쉬우며 그로인해 효과가 떨어지는 단점이 발생할수 있는 기술
(문헌1) JP61231877 (문헌2) KR100755182 B1 (문헌3) KR1019970031309 A (문헌4) KR1020000074852 A (문헌5) KR200407973 Y1 (문헌6) KR100813414
저주파 필터부와 고주파 필터부로 구성된 필터에서 고려하지 못하는 유기적인 주파수 선정과 공진을 이용한 필터 성능 향상
대역 소거 필터부의 추가와 각 소자의 자기 공진 점을 고려한 설계를 통해, 필터의 성능을 극대화한다. 또한 대역 소거 필터부의 코일과 저용량 콘덴서의 공진 점의 변화를 통해 노이즈 감소 범위를 유연하게 조절한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 주파수 제어를 이용한 자동차 성능 향상장치에 의하면, 1)대역 소거 필터를 통해 특정 주파수에서 필터의 성능이 극대화 될 수 있으며, 2)기존의 고주파 필터부와 저주파 필터부로 구성된 필터에 비해 타겟 노이즈 감소 주파수 범위를 유기적으로 조절할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 주파수 제어를 이용한 자동차 성능 향상장치의 일실시예를 나타낸 블록 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 하나의 코일과 콘덴서로 이루어진 A대역 소거 필터부와 3개의 콘덴서로 이루어진 저주파 필터부 하나의 코일과 콘덴서로 이루어진 B대역 소거 필터부를 사용한 주파수 제어를 이용한 자동차 성능 향상장치를 상세히 나타낸 회로도.
도 3은 본 발명에 따른 하나의 코일과 콘덴서로 이루어진 2개를 직렬로 연결한 A대역 소거 필터부와 3개의 콘덴서로 이루어진 저주파 필터부 및 하나의 코일과 콘덴서로 이루어진 2개를 직렬로 연결한 B대역 소거 필터부를 사용한 주파수 제어를 이용한 자동차 성능 향상장치를 상세히 나타낸 회로도.
도 4는 본 발명에 따른 하나의 코일과 콘덴서로 이루어진 A대역 소거 필터부와 2개의 콘덴서로 이루어진 저주파 필터부, 하나의 코일로 이루어진 고주파 필터부 등이 포함된 주파수 제어를 이용한 자동차 성능 향상장치를 상세히 나타낸 회로도.
도 5는 본 발명에 따른 하나의 코일과 콘덴서로 이루어진 A대역 소거 필터부와 하나의 코일과 콘덴서로 이루어진 B대역 소거 필터부, 6개의 콘덴서로 이루어진 저주파 필터부를 사용한 주파수 제어를 이용한 자동차 성능 향상장치를 상세히 나타낸 회로도.
도 6은 본 발명에 따른 대역 소거 필터부를 1개 및 2개 직렬 연결한 경우에 대한 노이즈 감소율을 표시한 도표.
도 7은 본 발명에 따른 대역 소거 필터부에서 코일의 값을 변경한 경우에 대한 노이즈 감소율을 표시한 도표.
도 8은 본 발명에 따른 저주파 필터부에서 1개, 6개 병렬 대용량 콘덴서를 사용한 경우에 대한 노이즈 감소율을 표시한 도표.
도 9는 본 발명에 사용된 대용량 콘덴서와 저용량 콘덴서 및 코일의 주파수에 따른 임피던스를 표시한 도표.
도 10은 본 발명에 사용된 코일의 용량별 특성을 주파수에 따라 임피던스를 표시한 도표.
도 11은 본 발명에 따른 대역 소거 필터부를 사용한 경우와 본 발명 장치를 사용하지 않은 경우에 대한 노이즈 감소율을 표시한 도표.
본 발명에서는 코일과 콘덴서를 조합한 대역 소거 필터의 적용 및 조합을 통해 기존의 필터보다 노이즈를 효과적으로 제거한다.
코일의 인덕턴스와 콘덴서의 컨덕턴스의 값을 모두 높게 가져가서 소거하는 대역의 주파수 범위를 저주파로 가져가는 것을 특성으로 한다. 첨부된 도면에서는 저주파에서의 공진을 통한 대역 소거 필터로 예를 들었다. 저주파 부근의 대역이 소거되기 때문에 부하저항보다 높은 임피던스를 가지게 되어, 효율 면에서 일반적인 저주파 필터보다 우수한 성능을 보인다. 대역 소거 필터의 소거 대역을 넘어선 경우에는 콘덴서와 코일의 자기 공진에 의해 매우 낮은 임피던스를 가지게 된다. 따라서 소거 대역을 넘어선 부근의 주파수에서 노이즈 제거 성능이 매우 좋으며 이는 코일과 콘덴서의 적절한 값의 선택을 통해 유연하게 조절할 수 있다.
따라서 코일이나 인덕터로만 구성 된 기존의 필터부보다 해당 주파수 대역에서 우수한 성능을 보인다.
본 발명에서의 콘덴서를 이용한 저주파 필터부는 앞에서의 대역 소거 필터부의 단점을 보완할 수 있다. DC 전류가 흐르는 경우에, 코일을 통해 회로가 단락 된 상태로 동작을 할 수 있는데, 이를 직렬 연결된 콘덴서를 통해 DC 전류에서 개방 시킬 수 있다.
A대역 소거 필터와 저주파 필터부,B대역 소거 필터부의 조합을 통해, 기존의 라인 필터, 저주파 필터 및 고주파 필터로만 구성된 노이즈 제거 필터보다 특정 주파수 범위에서 매우 우수한 성능을 가지며, 이 주파수 영역은 코일과 콘덴서의 값 선택에 따라 유기적으로 조정할 수 있다.
도 6에서의 특징처럼 대역 소거 필터부는 1 MHz 이상의 대역에서 고주파 필터의 역할을 한다. 따라서, 고주파 필터부와 마찬가지로 돌입전류 및 스파크를 막아줄 뿐 아니라 저주파 대역에서의 노이즈 특성도 고주파 필터보다 우수하다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 대역 소거 필터부를 이용한 자동차 성능 개선장치는, 자동차 배터리의 +, -가 각각의 단자 A, B에 연결되어서 상기 배터리 전원을 입력하는 입력터미널; 상기 입력 터미널에 저용량 콘덴서 C1과 L1을 병렬로 연결하여 전원에 생기는 노이즈를 선택적으로 제거하는 대역 소거 필터부; 상기 A대역 소거 필터부 후단에 병렬로 연결된 콘덴서 C5,C2 및 직렬로 연결된 콘덴서 C3를 연결하여 전원에 생기는 저주파 노이즈를 제거하는 저주파 필터부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 저주파 필터부의 콘덴서 C5는 저주파 노이즈를 효율적으로 감쇄시키기 위해 1개 이상 병렬 연결하고 양질의 저저항 값을 갖는 고용량의 콘덴서인 것이 바람직하며, 콘덴서 C3,C2는 저주파의 고주파성 노이즈를 효율적으로 감쇄시키기 위해 저용량의 콘덴서인 것이 바람직하다.
또한 대역 소거 필터부의 코일 L1, L2는 일반 종래 제품에서 사용하는 비교적 고저항의 코일을 사용하지 않고 저저항 값을 갖는 양질의 코일을 사용하는 것이 바람직하다.
그리고 본 발명에서는 대역 소거 필터부의 코일 L을 1개 이상 직렬 및 병렬로 조합하여 불규칙 적인 전압변동으로 회로를 보호하는 역활과 코일의 저항을 줄이는 효과가 있다. 일반적으로 저항이 병렬로 다량 연결이 되면 그 저항이 가지고 있는 저항 값은 병렬 개수에 반비례하여 감소한다. 따라서 본 발명에서는 저저항 값을 갖는 양질의 코일을 사용함은 물론 코일을 1개 이상 직렬 및 병렬로 조합하여 회로를 보호하고 저항을 매우 줄여 배터리에서 공급되는 전압의 손실을 최소화 하는데 특징을 가진다.
이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다. 자동차 배터리의 +, -가 입력 터미널(Terminal)(10)의 단자 A, B에 연결되어서 배터리 전원을 입력한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 주파수 제어를 이용한 자동차 성능 향상장치를 일실시예를 나타낸 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 1개 대용량 콘덴서 및 2개 저용량 콘덴서를 이용한 저주파 필터부와 1개 저용량 콘덴서 및 1개 코일을 이용한 A대역 소거 필터부 1개 저용량 콘덴서 및 1개 코일을 이용한 B대역 소거 필터부를 사용한 주파수 제어를 이용한 자동차 성능 향상장치를 상세히 나타낸 회로도이다. 도 3은 본 발명에 따른 필터부에서 대역 소거 필터부를 직렬로 2번 연결한 주파수 제어를 이용한 자동차 성능 향상장치를 상세히 나타낸 회로도이며, 도 4는 본 발명에 따른 1개의 직렬 연결한 저용량 콘덴서 및 1개의 병렬 연결한 저용량 콘덴서 및 대용량 콘덴서를 이용한 저주파 필터부와 1개의 코일을 이용한 고주파 필터부를 사용한 주파수 제어를 이용한 자동차 성능 향상장치를 상세히 나타낸 회로도이다. 도 5는 본 발명에 따른 1개 저용량 콘덴서 및 1개 코일을 이용한 A대역 소거 필터부 3개 병렬 대용량 콘덴서,1개의 병렬 연결한 저용량 콘덴서,2개를 병렬 연결한 저용량 콘덴서를 이용한 저주파 필터부와 1개 저용량 콘덴서 및 1개 코일을 이용한 B대역 소거 필터부를 사용한 주파수 제어를 이용한 자동차 성능 향상장치를 상세히 나타낸 회로도이다.
도 6은 본 발명에 따른 대역 소거 필터부의 직렬 연결 개수에 따른 노이즈 감소율을 표시한 도표이고, 도 7은 본 발명에 따른 대역 소거 필터부에 사용되는 코일의 용량에 따른 노이즈 감소율을 표시한 도표이다.
도 8는 본 발명에 따른 자동차 배터리에 노이즈가 발생했을 때, 1개, 6개 병렬 대용량 콘덴서를 사용한 경우에 따른 노이즈 감소율을 표시한 도표이다.
도 10은 본 발명에 사용된 대용량 콘덴서와 저용량 콘덴서 및 코일의 주파수에 따른 임피던스를 표시한 도표이고, 도 11은 본 발명에 사용된 코일의 용량에 따른 임피던스를 표시한 도표이다.
도시된 바와 같이 본 고안은, 입력 터미널(10), A대역 소거 필터부(11), 저주파 필터부(12), B대역 소거 필터부(13)로 구성된다.
입력 터미널(10)은 자동차 배터리의 +, -가 각각의 단자 A, B에 연결되어서 상기 배터리 전원을 입력한다.
A대역 소거 필터부(11)는 상기 입력 터미널(10)에 병렬로 연결된 콘덴서 C1 및 코일 L1을 직렬로 연결하여 전원에 생기는 고주파 및 기타 노이즈를 제거한다.
저주파 필터부(12)는 A대역 소거 필터부(11)에 대용량 콘덴서 C5,C2를 병렬로 연결하고 C3는 직렬로 연결하여 전원에서 생기는 저주파 노이즈를 제거한다.
B대역 소거 필터부(13)는 저용량 콘덴서 C4 및 코일 L2는 고주파 및 기타 노이즈를 없애준다. 저주파 필터부(12)의 대용량 콘덴서 C5 및 소용량 콘덴서 C2,C3는 전원에 생기는 저주파 노이즈를 제거한다.
자동차 배터리의 용량을 볼 때 저주파 필터부(12)의 콘덴서 C5는 매우 큰 용량의 콘덴서가 필요하다. 용량이 클경우 콘덴서는 착탈시 돌입전류가 발생하고 전자기기의 손상을 주는 스파크가 생긴다. 이때 발생하는 돌입전류 및 스파크는 광장이 고주파의 노이즈를 포함하고 있다.
따라서, 본 발명에서는 대역 제거 필터부에 코일 L을 장치하여 돌입전류 및 스파크가 발생하는 것을 막아준다. 일반적으로 코일은 급격한 전압의 변화를 막는 역할을 한다. 즉, 코일을 사용하게 되면 자동차 배터리로부터 콘덴서로 유입되는 돌입전류를 막고 스파크가 발생하는 것을 막아주게 된다.
도 6에서의 특징처럼 대역 소거 필터부는 1 MHz 이상의 대역에서 고주파 필터의 역할을 한다. 따라서, 고주파 필터부와 마찬가지로 돌입전류 및 스파크를 막아줄 뿐 아니라 저주파 대역에서의 노이즈 특성도 고주파 필터보다 우수하다.
일반 코일의 경우 저항이 비교적 큰 코일을 사용하게 되는 데, 이는 배터리로 공급되는 전력을 소모하고 장치의 성능을 저해하는 원인이 된다. 따라서, 본 발명에서는 대역 제거 필터부의 코일 L은 일반 종래 제품에서 사용하는 비교적 고저항의 코일을 사용하지 않고, 도 10에 표시된 바와 같이, 저저항 값을 갖는 양질의 코일을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명 장치는 저용량 콘덴서와 코일을 사용한 A대역 제거 필터부, 고용량 콘덴서와 저용량 콘덴서를 사용한 저주파 필터부, 저용량 콘덴서와 코일을 사용한 B대역 제거 필터부를 사용하여 자동차 배터리에서 차량 전장품 및 전자제어 장치에 공급하는 전압에 발생되는 노이즈를 감소시키고, 전압을 안정화함으로서 자동차 출력 및 토그를 향상시켜 성능을 개선한다.
또한, 자동차 배터리 전압을 안정화함으로서 자동차 엔진의 점화 장치에 안정적인 전압을 공급하여 엔진이 원활히 점화될 수 있도록 하여 완전연소를 유도시킨다. 따라서, 엔진의 진동과 소음 아울러 차체 전반의 진동과 소음을 감소시키는 효과가 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구 범위 내에 있게 된다.
10 : 입력 터미널
11 : A대역 소거 필터부
12 : 저주파 필터부
13 : B대역 소거 필터부

Claims (6)

  1. 자동차 배터리의 +, -가 입력 터미널(TERMINAL)(10)의 단자 A, B에 연결되어서 배터리 전원을 입력하는 입력 터미널;
    상기 입력 터미널에 병렬 조합 회로인 저용량 콘덴서 C1와 코일L1을 직렬 연결하여 전원에 생기는 노이즈를 특정한 주파수 대역에서 제거하는 대역 소거 필터부A;
    대역 소거 필터부A 이후에 대용량 콘덴서 C5와 저용량 콘덴서 C2를 병렬 연결하고 대역 소거 필터부A와 대역 소거 필터부B 중간단에 저용량 콘덴서 C3를 직렬 연결하여 저주파 노이즈를 제거하는 저주파필터부;
    저주파 필터부 C3 이후에 코일 L2와 저용량 콘덴서 C4를 병렬로 연결하여 전원에 생기는 노이즈를 특정한 주파수에서 제거하는 대역 소거 필터부B를 포함한 것을 특징으로 하는 주파수 제어를 이용한 자동차 성능 향상장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    대역 소거 필터부A와 B는 주파수 설정값에 따라 병렬회로 구성인 코일L과 저용량 콘덴서C를 2개 직렬 연결하는 것을 특징으로 하는 주파수 제어를 이용한 자동차 성능 향상장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    대역 소거 필터부A와 B는 주파수 설정값에 따라 L을 1개 이상 병렬 연결하는 것을 특징으로 하는 주파수 제어를 이용한 자동차 성능 향상장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    대역 소거 필터부A의 주파수 설정값에 따라 대역 소거 필터부 B는 고주파 필터로 변경하고 콘덴서 C4를 제거할수 있는 주파수 제어를 이용한 자동차 성능 향상장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 저주파 필터부의 저용량 콘덴서 C2는 주파수 특성에 따라 제거 할수 있으며 B대역 소거 필터부는 A대역 소거 필터부의 공진점에 따라 고주파 필터로 변경하고 저용량 콘덴서 C4는 제거하여 사용할수 있는 것을 특징으로 하는 주파수 제어를 이용한 자동차 성능 향상장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    저주파 필터부 C5는 설정값에 따라 1개 이상 병렬 연결하는 것을 특징으로 하는 주파수 제어를 이용한 자동차 성능 향상장치.
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