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  4WD モニター
     後軸への動力伝達状況について、4WDソレノイド信号をモニターし3連LEDで表示させる
1.4WDソレノイド系
  駆動力配分は4WDクラッチを操作する4WDソレノイドにより行われている
  この4WDソレノイドへの信号(パルス波)をモニターしてやることとした
2.信号ピックアップ
  左前ドア下のスカッフプレートを外し、配線ケーブルを出す
  黄矢印の1本だけ太めの黒ラインが4WDソレノイド系のシールド線だ

3.シールド線中からプラス側を取り出す
  シールド線にカッターナイフを4cm程縦に入れてSLC+の白ラインを引っ張り出す

4.被覆の一部を剥く
  導線を傷つけないよう慎重に作業を進める
  銅線の径は思ったより太めであることから、流している電流もそれなりに大きいのか?
5.分岐用圧着端子を作る
  ギボシ端子の頭を切断したものを利用する
  エレクトロタップを使用するより遙かに省スペースでコストも安く、信頼性も高い

6.分岐ラインを圧着する
  オリジナルラインとともに圧着する
  ビニルテープで確実に被覆して納める

7.さらに外側を被覆する
  分岐部を確実に保護しておく
  分岐の延長ラインにはシールド線を使用する
  運転条件を変えて分岐信号を測定してみた

  なお、上の太い黒ラインはCDチェンジャー系で、下の太い黒ラインはサウンドシャキット
  
8.回路図
  LB1411は10点LED用レベルメータードライバ(珍しいことにこのチップではVccは#15へ供給する)
  LEDへ供給する定電流は#14「Iled」からアースへ接続する抵抗により一元決定され、この抵抗値はVcc値(3〜10V)により3.3〜20kΩとする
  LEDの輝度を可変できるようにするため3.3kΩにシリーズで可変抵抗(いずれも10kΩであればOK)を接続してやる

9.ユニット組立
  パーツの配置は左の回路図と殆ど同じ
  安定化電源に接続した机上でのテストは良好

  LB1411の中身は10個のコンパレータを連ねており、なんとも原始的ではある

  (見た目 V10エンジン風…?)

10.LED表示部
  手持ちの超高輝度LEDを使用した(10個揃ったLEDの在庫がこれしかなかった)
  これで約¥1.5k、価格が約1/10位の極フツーのLEDで十分である
11.電源
  今回新たに3端子レギュレターをかましている
  出力9Vを発する7809を用いた
  理由は1411がコントロールする入力のMAXはVccであるとのアナウンスから、入力MAXの10Vに近づけるため 
12.3端子レギュレター
  出力は概ね1Aってとこ
  今回のユニットの消費電流は数十mAであることから他へも電源供給できる
  出力側(右側)には2Aのヒューズを入れてある
  入力はシガレットライターからとし、絶縁目的でホットボンドを充填しておく


13.車両へセット
  仮接続により作動を確認する
  撮影のため、ボリュームで輝度を最大にしているのと、その発光範囲の正面から撮影(好みに応じて調整可能)
  ブレーキを踏んだ停止状態でドライブにシフトし、このときLEDが8個点灯する位置に入力制御ボリュームを調整する
14.ストールさせる
  左のセッティングにするとストールさせたときに4WD最大駆動状態を示す、LEDが10個全て点灯する
  (写真上にマウスポインタを置くとLEDが10個点灯します)
15.3連LEDに変更
  10連あると表示は面白いが、スッキリ明快感が薄く、LED格納の場所を選ぶため表示LEDは3個が妥当と感じ、変更(赤矢印先のゴミみたいなもの)
  この3個の内訳は、1411中でD1,D5,D10であり、走行状態を想定してみると、@タイトコーナーや自動的に制御される燃費稼ぎ2駆状態では点灯なし(後輪トルク配分”ゼロ”)、A定速走行中はD1のみ点灯(後輪トルク配分”弱”)、B発進・加速時はD1及びD5が点灯(後輪トルク配分”中”)、Cスリップ率が高いフル4WD(直結)状態ではD1,D5及びD10が点灯(後輪トルク配分”強”)とした


16.アップ&フル4WD
  全点灯による撮影のためブレーキを踏んでアクセルを開けたところ

  LEDは段付きφ2(中間でφ5に拡大している)で1個¥0.03kの普通輝度(若干、よたっているがご愛敬ということで…)
  抵抗値は3.3kのままで組んだために暗い(330×3=990が適切)  
  安全運転のため(?)、作成した本人すら気付かない輝度まで落ちてしまった(ちょっと寂しいが夜間は十分でしょうか)

17.おまけ「簡易モニター」
  「四駆状態ですよっ」というだけのLED1灯モニターであればツェナーを使用してスイッチングだけで実現可能
  この場合、ツェナーは6〜8Vのものが良い
  ボリュームで点灯させるポイントをセッティングできる
  これだと部品代は¥0.5kくらいでしょうか
  

18.回路図 : PICバージョン
  PIC12F675のA/Dコンバータ(AD変換)を利用
  Vdd(実測値:5.80V)をリファレンスとして設定(VCFG=0)し、ほぼ1/2に分圧した電圧の絶対値をデジる
  ANSEL及びADCON0の両レジスタセットによりGP4をアナログポート(AN3)に設定している
  変換後のリザルトは、ADRESHに吐き出す左側上位8ビットを使用し、256メッシュ(約23mVステップ)で取得させている(十分過ぎる)
  なお、入力のSLC+はパルス波なので積分して利用する

19.PICユニット
  分圧比を容易に可変できるようトリマーを使用した(ソース上でも対応できるのでたぶん意味なし)
  4WD信号の電圧は、ピークで約10Vなので、これに合わせてADRESH値を4段階にて判別させている

20.AD変換の机上チェック
  GP4入力部のトリマーを操作して仮に入力電圧を下げて作動チェック(入力電圧値は約11Vにセット)
  ADRESH値をD'50'刻みとし、50(=1.15V:GP4)以下であればLEDは全て点灯させない

21.ステップ2
  ADRESH値とLEDの関係
   D'50' 以下 … LED点灯 ゼロ
   D'51'〜D'100' … 1個点灯
   D'101'〜D'150' … 2個点灯
   D'151'(3.45V)以上 … 3個点灯
22.ステップ3
  トリマーの角度が少しずつ均等に異なり、GP4点で1.15V、分圧前の入力点では約2.5V刻みとなる(0/2.5/5/7.5)

23.インプレッション等

 【レベルメーターバージョン】
  パーツ代はLEDを除くと¥1k以下でした。(レギュレター含む。)
  ただし、新たに購入したパーツは1チップ1411(¥0.3k?)ぐらいでした。
  これまでの作業時間は延べ13時間位でしょうか。

  作動は構想どおりで、「ん〜 ホント四駆になってるなってる」というところが確認できますので、滑りやすい雨の日や冬場の雪道で実戦するのが楽しみです。(これが無いと、いつ4WDになっているか不明。)
  気付いた点としては、エンジンを始動した直後にイニシャルチェックが入り、一瞬、LEDがフルに点灯するのは意外なことでしたが、発進準備のサインのようで目を引かれます。
  また、タイトコーナーリングブレーキ現象を回避する4WDオフ状態のため、左折時等には点灯していないことや、安定した定速直進状態を続けていると突然、消灯してフロントドライブのみになっていたりと、一般道では視線を奪われてしまうため危険です。

  このユニットは応用が広く、電圧の変化が得られる信号を発生するところに、アイディア次第でさまざまなモニターとして活用することができます。
  例えば、@VVT−iの作動状況、Aスロットル開度、B燃料噴射インジェクター開度、Cエアフローセンサー信号、DTEMSの作動状況、Eステアリングアングル、FTRCによるスリップ状況など。
  表示する10連LEDは1セットで、入力をロータリースイッチ(エンコーダー)で切り替えてやることができればユニットは1個でOKですね。

 【PICバージョン】
  PIC12F675というADコンバータ内蔵8ピン小型マイコンの練習として作成してみました。(パーツ代は¥1k以下。)
  4WDモニタの作動状況はほぼ同じです。
  PICマイコンを利用する最大のメリットは、電圧の変化状況モニタであればプログラムソースを変更すること等により、このユニット1つでさまざまなシーンに応用できるという点です。


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