エンジン出力連動型エアコン制御基盤(ローバーミニ、ミニクーパー自作電装パーツ)

ローバーミニ、ミニクーパーのエアコン使用時馬力損失をGテックで計測

夏は暑いです。
ミニクーパー(mini cooper)はエアコンガンガン効かせて走ってますが、どうも車の力がなくなります。
ここぞというとき?は、そのつどミニクーパーのエアコンのスイッチを切ってやらないといけませんし。
そこで、実際どれぐらいミニクーパーの馬力損失があるのかGテックで計測してみました。ローバーミニクーパーのエアコンによる馬力損失計測結果画像
シフトライトは3500RPMに設定
メインラン:エアコンなし ラン1:エアコンあり
街中での常用回転までしかまわしていませんが、3500RPMで1割以上馬力の損失があります
非力なミニクーパーでは痛いですね・・・・・(計測馬力はあくまで目安です)
そこで、今後の課題、エンジンパワーがほしいときだけミニクーパーのエアコンがOFFになるパーツを作ります。この機構だけなら水銀スイッチの組み合わせで十分だとの友人からの指摘ですが、せっかくミニクーパーのエアコンの制御をするなら、冬場の窓の曇りも自動で取れるようにしたいので湿度センサーとも組み合わせてトータルなオートエアコンにしたいです。
冬場、暖房と冷房同時にかけてミニクーパーのウインドウの曇りを取ってるのですが、すぐに曇らなくなる代わりに寒くなるので切ったり入れたりめんどくさいので・・・・・・
そのために今後はPIC16F877A をマイコンの勉強しながら使っていきたいです。

大学の授業での発表も一応終わり、PICマイコンの課題は一息つきました。
そろそろミニクーパー実装用のパーツ製作に取り掛かります。
まず、ミニクーパーのヒーターファンとエアコンスイッチのラインの電流を測ってみました。
ヒューズBOXでの電流はエアコンスイッチ(エアコンファンとは別)で4A、 ヒーターファンは6A近く流れていたので秋月電子にMOSFETを発注。
スイッチング回路はミニクーパーのヒューズを取り外してそこに割り込ませます。(むろんヒューズ自体は機能させますが)
ミニクーパーの加速時にエアコンをOFFするタイミングは負圧センサーで判断しますが、センサーとしてよりもスイッチとしての役割でしかないのでPICを使わずにアナログ回路のみで構成してみます。ローバーミニクーパーのエアコン制御用コンパレーター回路画像
3端子レギュレーターと オペアンプ(楽天市場) です。
コンパレータIC買ったのですが、今まで使ってきたオペアンプでコンパレータ機能にしたほうが楽だったので変更^^;
負圧センサーの出力がミニクーパーのアイドリング時1.5v 負荷時2.7vで変動するので基準電圧の設定をその間でアジャストできるように可変抵抗を使ってあります。基準電圧の付近でスイッチング素子への信号が切り替わります。
MOSFETが届いたらテスト予定です

あけましておめでとうございます^^; 今年もミニクーパーをよろしくお願いします。
正月休みを利用して少し作業を進めました。ほったらかしにしていたわけではないですが、時間が取れなくて進んでいなかったローバーミニのエアコン制御パーツの続きです。
ミニクーパー室内のヒューズBOXのヒューズを差し替えてスイッチング回路を割り込ませます。ローバーミニクーパーのエアコン制御スイッチング素子検証回路画像
以前製作したコンパレータ回路とMOSFETのスイッチング素子を組み合わせました。
模範回路は
「続 トランジスタ回路の設計」p222 オープンドレイン回路です。ていうか、これしか使えない^^;
使用した素子は2SK447、コンパレータの信号でミニクーパーのエアコンのオンオフがこの素子で機能しましたが・・・・ヒートシンクが小さすぎるのかかなり熱くなるのでもう少し大きなものをつけてみます。
一応電力考えて素子を選んだのですが、発熱の対策をどのように考えるか勉強したことないので・・・
まあ、わからないことがあるから面白いんですよ。

だいぶほったらかしにしていたミニクーパーのエアコン制御パーツですが、締め切り期日を設定しました。
5月28日のガレージミニマムさん主宰のタカスサーキットタイムアタックに間に合わせるために作業を再開します。
ミニクーパーがエンジン出力状態でエアコンをOFFにするための切り替え回路はすでに製作しましたが、今度はじっさいエンジン負荷の状態を判断するための負圧センサーを用意します。
中古で手に入れたデンソウ製の負圧センサーです。TOYOTAの型番が入ってますね・・・・
(TOYOTA SENSOR ASSY,VACUUM 89420-12010 100798-1160 DENSO JAPAN)
AFRマイコン制御で使用したものとほとんど一緒だと思いますが
・・・・・端子に・・・・V(電源)G(アース)O(出力)の記載がないよ・・・・トヨタ仕様か?
闇雲に動作テストするのもあれなので、仕様の判明している負圧センサーと端子間の抵抗値を比べてみるとピン配置一緒でした^^。
蓑虫クリップで仮配線してセンサー単体の動作チェックをします
ミニクーパーの電気工作で重宝するのはジャンクDOSVから取っておいた電源です。
12V、5Vの定電圧源なので車の電装品や自作回路のテストに電源用意しなくてもいいので楽です。
電装品の動作電圧についてですが、一般カー用品は12vですが、センサー、アクチュエーター関係は必ずしもそうではありません。(低いと思ったほうがいい?)
流用を考えるときに仕様が不明な場合は電圧を低いものから試したほうがいいです。
ちなみにこの負圧センサーは動作電圧5Vでした。
口で吸って負圧をかけてやると出力電圧が変動します。
大気圧で0.75Vからの変動なので、この電圧にあわせて切り替え回路の基準電圧を設定してやればOKかな・・・・すこし増幅してやったほうがいい場合もありますが、その辺は現物あわせで^^;

以前予告していたミニクーパーのエンジン出力時だけエアコンを自動停止させるパーツですが、一応最終バージョンが完成しました。
筐体は実装テスト後いい具合にします。
前回はFET素子に直接ミニクーパーのエアコンコンプレッサー電磁クラッチ駆動電流を流したらものすごく発熱したので、今回は自動車用汎用リレーを使用しました。
オペアンプLM358を使ってコンパレータ回路を組み、ミニクーパーのエンジン出力時の負圧センサーの電圧変動でリレーをオンオフします。
リレー駆動には前回のMOSーFET2SK447をそのまま使いました。
例によってアレな配線ですが・・・・
オペアンプIC LM358、3端子レギュレターLM7808(オペアンプ駆動用8V出力)、LM7805(負圧センサー駆動用5V出力)コンパレータ基準電圧設定用 可変抵抗+抵抗、発振防止のパスコンなどで構成されています。
回路図はテスト終了後書きます
ミニクーパー車体の負圧ラインからセンサー取り付けように分岐させて、電源はヒューズボックスのアクセサリーから取り出します。エアコンコンプレッサ電磁クラッチラインのヒューズからこの機構を割り込ませます。
まあ、ミニクーパーへの実装テストがまだなので明日試しますね (続く)

前回完成したはずのミニクーパーエアコン制御パーツ、実装したらいろいろ問題が浮上しました。
天気がいい日は、エアコンがんがん効かせて部屋で半田付けに限りますよ(←引きこもり
まず、ミニクーパーのヒューズボックスラインから直接エアコンコンプレッサの電磁クラッチを切ろうとすると、間に入れたリレーがチャキチャキチャキとチャタリングのようになってとてもいけません。(ミニクーパーの制御上の問題というよりも、リレー単体を組み込んでこのようになるのでここでの改良はやめにしました)
そこで、おとなしくミニクーパーのエアコン操作パネルからONOFFスイッチのラインを見つけてそいつを制御基盤でコントロールしてやります。
取り出しにくいと思ったら・・・・・ミニクーパーのカーステレオをはずしたら簡単にでてきました。
ミニクーパーのエアコンONで通電するラインを見つけて切断し、制御装置のリレーにつなぎ換えます。
電源とグランドはミニクーパーのカーステレオラインにつなげて装着完了!
はじめからこの方法にすればよかったORZ
ごちゃごちゃですがとりあえずメインの基盤を絶縁物でぐるぐる巻きにして1DINに放り込みます。
早速試乗
これ、マジで商品にしても売れますよ
今日はいい天気で普通に走っていてもミニクーパーの水温85度、油温80度
この状態でエアコンがんがんに効かせても出力時だけOFFになるのでミニクーパーのパワーロスをまったく感じさせません(まあ、当たり前ですが)
市内一回りしてきましたが、ミニクーパーのエアコンの効きが悪くなった感じもしませんし(いつものように効きすぎ)快適さを失わずに走り回れます^^
安上がりな方法は傾斜スイッチと組み合わせる場合もありますのでこれなら完全組み込みできますね。
ただ、負圧センサー利用のほうが踏み込んだときの立ち上がりがいいと思われますが・・・・比べてみないことにはなんともいえませんね。
いまの基盤はチャタリング対策なしなので微妙な負荷でチャキチャキいう場所があるので 今後調整したほうがいいかな・・・・
あと、ミニクーパーの電磁クラッチの耐久性にどの程度影響するのかは不明です(日本製だからだいじょうぶかな?)
楽しくて山のほうまで行って来ましたが、展望台って看板があったので歩いて上ってみたら頂上の休憩小屋にカップルが1組いました。
どっと疲れが出たので帰宅して昼ねORZ

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