(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車および／または船舶用の電子式または電気機械式のホーンであって、
当該電子式または電気機械式のホーンによって発生される、電磁放射、伝導および／または結合によって生じるアウトバウンドの電気的干渉を除去するために、ホーン電源の入力端子と並列に接続される約２２０−１００００μＦの少なくとも１つのコンデンサを備える、ホーン。
【請求項２】
自動車および／または船舶用の電子式または電気機械式のホーンにおける電磁波干渉を除去する方法であって、
前記電子式または電気機械式のホーンによって発生される、電磁放射、伝導および／または結合によって生じるアウトバウンドの電気的干渉を除去するために、ホーン電源の入力端子と並列に、約２２０−１００００μＦの少なくとも１つのコンデンサを結合するステップを含む、方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つのコンデンサが、約５００−６０００μＦ、好ましくは約１０００−４０００μＦの全体容量を有する、請求項１記載の自動車および／または船舶用の電子式または電気機械式のホーン。
【請求項４】
前記少なくとも１つのコンデンサが、約４７０−６０００μＦ、好ましくは約１０００−４０００μＦの全体容量を有する、請求項２記載の自動車および／または船舶用の電子式または電気機械式のホーンにおける電磁波干渉を除去する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車および／または船舶のホーンに関し、特に、自動車が有するホーンにおけるＥＭＣ（電磁両立性:Electromagnetic Compatibility）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在のところ、世界中の自動車が有するホーンの９０％は電磁ホーンである。電磁ホーンは、製造コストが安いという利点を有すると共に、耐用年数が短いという欠点を有している。更には、電磁放射干渉に関する深刻な課題を有している。この欠点は、これまで、車両上に電子デバイスがある場合には深刻とされておらず、無視可能とされる。時代の進展と共に、車両搭載型の電子デバイスが、当初のラジオから、モータ制御、ブレーキ・アンチ・ロック、ステアリング・エンジン制御、ウィンドウおよびドア制御、エアコン制御、車体制御、および情報システム等の分野にわたり急速に増大してきた。使用の間、当初のホーンは、電磁波干渉に因るラジオおよびテレビへの干渉に加え、突然の車両ギア・シフト、および幾らかの車両モデルでのエアコンの突然のＯＮ／ＯＦＦを生じさせることがある。更により深刻なことに、ホーンが押されたときにＡＢＳブレーキ・システムに簡単に故障を生じさせる。つまり、運転の安全性に大いに影響される。
【０００３】
この目的のために、電子車両ホーンは、前世紀の１９８０年代に出現した。ＥＭＣの態様では、電子ホーンが電気機械式ホーンに比べて格段に改善されているにも拘わらず、電子ホーンのコスト上の制約および電子ホーンそれ自体の制約された空間に因り、ホーンが有する電磁気コイルによって発生される電磁波干渉を効果的に抑制することができない。その一方で、電磁ホーンは、幾らかの周波数点において、ホーン発振システムに異常を生じさせることになる。或いは、高周波数バルク電流注入干渉試験(high frequency bulk current injection interference test)を実施するときに、発振の停止によってホーンを損傷させることにさえにもなる。
【０００４】
車両搭載型の電気機器におけるＯＮ／ＯＦＦプロセスでは、例えば、モータまたはイグニション・システムがＯＮ／ＯＦＦされるときに、過渡的な干渉現象が配線束分布容量(wire bundle distribution capacitance)およびインダクタンスによって生じることがある。また、ホーンがＣＩＲＳ２５に従って試験されるときに、伝導性エミッション(Conducted Emission)および放射性エミッション(Radiated Emission)（即ち、放射された電磁波エミッション・ハラスメント試験）は、幾らかの周波数帯での制限外となる。ホーンは、ＩＳＯ７６３７規格に従うＢＣＩ干渉試験および干渉パルス注入試験の間でさえ、損傷を受けることがある。しかしながら、車両製造業者は他の選択肢は何ら有しない。ホーンＥＭＣの不遵守は、電子ホーンの製造産業において困難な課題となっている。
【０００５】
ホーンは全体的に囲まれた金属のシェル(shell)を有するので、ホーンのシェルは、試験時または車両での使用時を問わずアースされ、また、伝導性エミッションおよび放射性エミッションの約９５％は、ホーンの電源供給端子から漏出する。既存のホーンでのＥＭＣ試験では、伝導性エミッションおよび放射性エミッションは、深刻なことに、国際規格ＣＩＲＳ２５による制限外となる（図３）。このように、電子ホーンの製造業者は、ホーンが動作している間に発生する高周波電磁波干渉を緩和または抑制するための様々な方法を試用してきた。次のとおり、幾らかの一般的な方法がある。
【０００６】
第１の方法は次のとおりである。緩和のためにホーンが有する駆動用電磁石コイルの２つの端部、即ち、主要な干渉発生源においてコンデンサが使用される。この欠点は、コンデンサの容量がある程度増加するときに、駆動用ホーン電磁石のオーディオ・パルス・ストリングがコンデンサのバイパスによって通るのを可能とする。その結果、ホーンの駆動電流が増加される一方で、電磁石駆動電力は減少され、干渉抑制のアクションは有効には改善されずにホーンの音が減少される。この第１の方法を用いることができない。
【０００７】
第２の方法は次のとおりである。緩和のためにホーンが有する駆動電磁石コイルの２つの端部、即ち、主要な干渉発生源において、直列のコンデンサおよびレジスタが採用される。駆動用電磁石コイルのオーディオ・パルス・ストリングにおける、コンデンサおよびレジスタ・バイパスによりバイパスされる電流部分が減少される。つまり、ホーンの駆動電流が減少する。しかし、干渉抑制のアクションは有効には改善されない。つまり、第２の方法を用いることができない。
【０００８】
第３の方法は次のとおりである。緩和のためにホーンが有する２つの駆動電磁石コイルの端部に、過渡ダイオードまたはファスト・リカバリ・ダイオードが搭載される。しかしながら、ダイオード・スイッチの続流の影響に因り、ホーンの駆動電流が増加するが、電磁石駆動電力は低減して、ホーン電力消費は制限を超え、音は減少する。つまり、第３の方法を用いることができない。駆動電流の増分は、レジスタをダイオードに直列に接続することによってある程度は低減されるが、干渉抑制のアクションは有効には改善せず、第３の方法を用いることができない。
【０００９】
第４の方法では、ホーンの動作電流は２−６Ａであるので、従来の方法は、フィルタする電源入力端子において、インダクタおよび高周波数コンデンサ（１マイクロファラッド未満）並びにマグネットリングを付加することである。しかし、ボリュームが大きくなることに因り、それらをホーンに搭載することができない。干渉抑制のアクションはどれも有効に抑制されない。つまり、第４の方法を用いることができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記の方法に類似する全ての形態の方法は、最終的な分析では、コイルのカウンタｅｍｆを緩和するのに使用される。ＣＩＲＳ２５での干渉の不適任(disqualification)の課題は、緩和抑制法を使用することによって解決される。しかし、効果に乏しいために、ホーンのＥＭＣインデックスはＣＩＲＳ２５規格を常に遵守するわけではない。
本発明の目的は、上記の欠点を克服可能な回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の態様では、本発明の実施形態は、自動車および／または船舶用の電子式または電気機械式のホーンを提供する。約２２０−１００００マイクロファラッドの全体容量を有する少なくとも１つのコンデンサを備える。少なくとも１つのコンデンサはホーンの電源入力端子と並列に接続される。その結果、電磁放射、伝導および結合によって生じる電気的干渉を除去することができる。コンデンサの全体容量は、好ましくは約４７０−６０００マイクロファラッド、更に好ましくは約１０００−４０００マイクロファラッドである。
【００１２】
第２の態様では、本発明の実施形態は、自動車および／または船舶用の電子式または電気機械式のホーンを提供する。当該ホーンは、ホーン電源の両方の端子と並列に接続される少なくとも１つのコンデンサを備える。コンデンサの容量は十分に大きく、その結果、ホーンの動作周波数に対する内部抵抗は、特定の閾値よりも小さい。閾値は約２Ωであり、コンデンサの内部容量は好ましくは１Ωよりも小さく、更に好ましくは０．５Ω未満である。
【００１３】
第３の態様では、本発明の実施形態は、自動車および／または船舶用の電子式または電気機械式のホーンが電磁波干渉を除去する方法を提供する。当該方法は、ホーンの電源入力端子に並列の約２２０−１００００マイクロファラッドの全体容量を有する少なくとも１つのコンデンサを接続するステップを含む。その結果、電磁放射、伝導および／または結合によって生じる電気的干渉を除去することができる。コンデンサの全体容量は、好ましくは４７０−６０００マイクロファラッド、更に好ましくは約１０００−４０００マイクロファラッドである。
【００１４】
第４の態様では、本発明の実施形態は、自動車および／または船舶用の電子式または電気機械式のホーンが電磁波干渉を除去する方法を提供する。当該方法は、ホーン電源の２つの端部に並列に、少なくとも１つのコンデンサを接続するステップを含む。コンデンサの容量は十分に大きい。その結果、ホーンの動作周波数に対する内部抵抗は、特定の閾値よりも小さい。特定の閾値は約２Ωであり、コンデンサの内部容量は好ましくは１Ωよりも小さく、更に好ましくは０．５Ω未満である。
【００１５】
第５の態様では、本発明の実施形態は、自動車および／または船舶用の電子デバイスを提供する。当該電子デバイスは、約２２０−１００００μＦの全体容量を有する少なくとも１つのコンデンサを備え、電源の入力端子に並列に接続される。その結果、電磁放射、伝導および／または結合によって生じる電気的干渉を除去することができる。コンデンサの全体容量は、好ましくは約４７０−６０００マイクロファラッド、更に好ましくは約１０００−４０００マイクロファラッドである。
【００１６】
第６の態様では、本発明の実施形態は、自動車および／または船舶が有する電子デバイスが電磁波干渉を除去する方法を提供する。当該方法は、電源の入力端子と並列に接続される約２２０−１００００マイクロファラッドの全体容量を有する少なくとも１つのコンデンサを接続するステップを含む。その結果、電磁放射、伝導および／または結合によって生じる電気的干渉を除去することができる。
【００１７】
第７の態様では、本発明の実施形態は、自動車および／または船舶を提供する。当該自動車および／または船舶は、電子デバイスと、電子デバイスの電源の両方の端子と並列に、または、当該デバイスに電力を供給する列に結合されて、十分な容量を有する少なくとも１つのコンデンサと、を備える。コンデンサは約２２０−１００００マイクロファラッドの全体容量を有する。その結果、電磁放射、伝導および／または結合によって生じる電気的干渉を除去することができる。コンデンサの全体容量は、好ましくは約４７０−６０００マイクロファラッドであり、更に好ましくは約１０００−４０００マイクロファラッドである。
【００１８】
第８の態様では、本発明の実施形態は、電子デバイスを備える自動車および／または船舶が電磁波干渉を除去する方法を提供する。当該方法は、デバイスの電源供給の端子と並列に、または、デバイスに電力を供給する列に少なくとも１つのコンデンサを結合するステップを含む。その結果、電磁放射、伝導および／または結合によって生じる電気的干渉を除去することができる。コンデンサの全体容量は十分に大きい。全体容量は約２２０−１００００マイクロファラッドである。コンデンサの全体容量は、好ましくは約４７０−６０００マイクロファラッドであり、更に好ましくは約１０００−４０００マイクロファラッドである。
【００１９】
本発明の実施形態は、ＣＩＲＳ２５に従うホーンの試験の間に、伝導性エミッションおよび放射性エミッションの周波数帯部分が激しく限界を超えるという課題、また、ＢＣＩ干渉試験および干渉パルス注入試験の間にさえ損傷するという課題を有効に解決する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の実施形態における自動車のホーンである。
【図２】図２は、ＣＩＲＳ２５試験において、０．５３−１．７ＭＨｚの周波数帯において、２２０−１０００マイクロファラッドよりも大きいどのコンデンサもホーンの電源端子に付加されない試験パターンである。
【図３】図３は、ＣＩＲＳ２５試験において、０．５３−１．７ＭＨｚの周波数帯において、４４００マイクロファラッドのコンデンサがホーンの電源端に付加される試験パターンである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明は、図面および特定の実施形態と明らかに組み合わせることで詳細が明確および完全に特定される。説明する実施形態は本発明の実施形態一部に過ぎず全部でははい。本発明の実施形態に基づいて、如何なる創作的な動作をすることなく当業者によって得られる全ての他の実施形態が本発明の保護範囲内となるものである。
【００２２】
研究を通じて、車両用ホーンの製造業者の過去の解決策は全て、高周波数帯の電磁波放射において不適任となる課題を解決するために、高周波数抑制の緩和方法を採用する。しかしながら、主に、ホーンによって非常に低くなるように発生される伝導性エミッションおよび放射性エミッションにおける干渉レベル規格が、４２ｄＢｕＶのレベルを要求するので、その効果は常に乏しいものとなる。また、従来型の干渉除去デバイスが有する内部抵抗は、伝導性エミッションおよび放射性エミッションの低い振幅値を効率的に緩和するのに十分とは程遠い。
【００２３】
多数回の実証研究を通じて、２２０−１００００マイクロファラッドの１つ以上のコンデンサ（そのコンデンサは様々な種別、例えば電解コンデンサである。）がホーン電源の２つの端部に接続される限りにおいて、ＣＩＲＳ２５放射が制限外になるという課題について、異なる設計を有する電子ホーンが総合的に解決できるということを本出願人は発見した。また、放射性エミッション・ハラスメント試験、伝導性エミッション・ハラスメント試験、およびＢＣＩ（バルク電流注入）ハラスメント試験のようなインデックスが明白に改善されて、その結果、電子ホーンのＥＭＣにおける各インデックスが規格に従うことができる。コンデンサの全体容量は、好ましくは４７０ー６００００マイクロファラッド、更に好ましくは１００００ー４００００マイクロファラッドである。
【００２４】
コンデンサに関する容量性リアクタンスの計算式Ｘｃ＝１／（２πｆＣ）から、ホーン電源の２つの端部に接続されるコンデンサの容量が十分に大きく、また、ホーンの動作周波数（３００−６０００Ｈｚ）に対する内部容量が特定の閾値よりも小さい、（ｍΩ）未満のレベルである限りにおいて、ホーン電磁石内で発生する様々な伝導性エミッションおよび放射性エミッションの干渉は、ホーン内で有効に短絡し、および緩和できることが理解される。閾値は２Ωである。好ましくはコンデンサの内部容量は１Ωより小さく、更に好ましくは０．５Ω未満である。ＢＣＩによって生じる様々な干渉の抑制、伝導および結合は、ＣＩＲS２５およびＩＳＯ７６３７の要件を満たすことができる。ＢＣＩによって生じるさまざまな干渉上の抑制について、伝導および結合はＣＩＲＳ２５およびＩＳＯ７６３７の要件を満たすことができる。
【００２５】
図１は本発明の実施形態における自動車のホーンである。図１に示されるように、自動車のホーンはコイルＳＰを備える。発振回路ＯＳＣは電力増幅回路Ｔ１に駆動信号を供給する。電力増幅回路は強電流(power current)信号を発生し、強電流信号はコンデンサＣ２によってフィルタされた後にコイルＳＰが音を発生するのを可能にする。
【００２６】
少なくとも１つのコンデンサＣ１は、約２２０−１００００マイクロファラッドの全体容量を有し、電磁放射、伝導および／または結合によって生じる電気的干渉を除去するために、ホーン電源の入力端子に並列に接続される。他の例では、並列に接続された少なくとも１つのコンデンサの容量は十分に大きく、その結果、当該ホーンの動作周波数（３００−６００Ｈｚ）に対する内部抵抗をｍΩのレベルに減少することができる。
【００２７】
この例では、高周波数の低内部抵抗における４４００マイクロファラッドの電解コンデンサが適合され、その結果、電子ホーンＥＭＣの各インデックスは総合的に規格に従う。この電解コンデンサの改良は、コンデンサが１００００マイクロファラッドよりも大きい場合に非常に小さいものとなる。また、容量のボリュームおよびコストの要因に因り、ここに大きな意義は生じない。
【００２８】
図２は、ＣＩＲＳ２５試験において、２２０−１００００マイクロファラッドより大きいどのコンデンサも、０．５３−１．７ＭＨｚの周波数帯でホーン電源の端部に付加されていない試験パターンである。図２に示されるように、規格は、放射が４２ｄＢｕＶを超過しないことを要件とするが、実際のところは、最大値は８７ｄＢｕＶに達しており、制限を非常にオーバーしたものとなる。
【００２９】
図３は、ＣＩＲＳ２５試験において、４４００マイクロファラッドのコンデンサが０．５３−１．７ＭＨｚの周波数帯でホーン電源の端部に付加された試験パターンである。規格は、放射が４２ｄＢｕＶを超過しないことを要件とし、実際に最大値は１８ｄＢｕＶに達するのみであるから、効果は非常に明確である。
【００３０】
伝導性エミッションおよび放射性エミッションの干渉を除去する方法は、２２０−１００００マイクロファラッドの全体容量を有する１または複数のコンデンサを、車載型の端末の電子装置（デバイス）における２つの端部に接続することによるものである。当該方法は、電気機械式ホーンにおいて伝導性エミッションおよび放射性エミッションの干渉を除去するのに非常に有効であることに加え、様々な電子ホーンに広く適用される。そして、電気機械式ホーンの適用空間を広く拡張することができる。
【００３１】
当該方法はまた、様々な車載型の電子装置およびデバイスにおける伝導性エミッションおよび放射性エミッションの干渉を除去することにも適用することができる。本方法は更に、自動車における全ての車両電気器具装置に接続される結線束にも適用することができる。
【００３２】
他の実施形態では、自動車および／または船舶用の電気機械式ホーンにおいて、約２２０−１００００マイクロファラッドの全体容量を有するコンデンサは、ホーン電源の入力端子に接続される。その結果、電磁放射、伝導および結合によって生じる電気的干渉を除去することができる。コンデンサの全体容量は、好ましくは、約５００−６０００マイクロファラッドであり、更に好ましくは約１０００−４０００マイクロファラッドである。
他の実施形態では、本方法は、自動車および／または船舶の電子デバイスに適用することができる。約２２０−１００００マイクロファラッドの全体容量を有する少なくとも１つのコンデンサは、電源入力端子に並列に接続される。その結果、電磁放射、伝導および結合によって生じる電気的干渉を除去することができる。
【００３３】
他の実施形態では、電子デバイスを備える自動車および／または船舶において、少なくとも１つのコンデンサは電子デバイスの電源端部または回路に並列に接続される。コンデンサの容量は十分に大きく、また約２２０−１００００マイクロファラッドの全体容量を有する。その結果、電磁放射、伝導および結合によって生じる電気的干渉を除去することができる。
【００３４】
上記の特定の実施形態は更に、本発明における客観的な技術解決策および有益な効果を説明するものである。上記は本発明の単なる特定の実施形態に過ぎず，本発明の保護範囲を限定するものではない。また、本発明の趣旨および原理内でなされる如何なる修正態様、均等な代替物、および改良も、本発明の保護範囲内にあるべきものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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