かれんこパパのブログ一覧

年末休暇を取ってから本日で一週間が過ぎようとしている。なんとなくあっという間に時間が過ぎている様な感じもするが、実は、26日から息子、孫の３人で、田舎の北海道へ３泊4日で旅行して来たので、そのせいもあるのだろう。今年は、例年より雪も多かったが、極端な吹雪に見舞われる事なく楽しいひと時を過ごすことが出来た。

さて、本題に入ろうと思うが、今回もちょっとだけディープなマニアックネタとなるため、ご興味の無い方は、速攻でスルー願うw

今回調査した内容は、キーによるリモート操作を行う際に、その無線信号を車両側で認識するための受信部、アンテナダイバーシティモジュール関連について調査内容を纏めてみた。このモジュールは、リアウィンドウ上部、ちょうど、ルーフテールランプの辺りのインテリア側に実装されており、リアウィンドウに張り巡らされた、全てのアンテナ（AM, FM, VICS, TV, FBDなど）を各機器で処理するための電気信号へ変換している役割を担っている。



FBD（たぶんドイツ略語）は、リモートコントロールサービスを意味し、キーから送られた315MHz（日本仕様）の変調信号を復調してCASへ送る機能を司る。ただし、この無線の変調方式にも、いくつか種類がある。通常、同一システムであれば、同じ仕様であると考えてしまうが、どうやら、E系については、知っているだけでも２種類存在することがわかった。



E9xのデビュー当時から使用されるCA（コンフォート）キーを例に取っても上図の様に３種類のキーが存在し、当時は、無線認証の関係で、LP（低出力）タイプが日本仕様としてリリースされ、その後、HP（高出力）タイプが補完的にリリース。認証取得が完了後、当時はUSAタイプと称された通常パワーのキーが日本でもリリースされたと想像している。（あくまでも想像範囲〜笑）

それぞれのキータイプは、中古品を購入し、簡易的なリバースエンジニアリングで、各部の違いを調査、確認を行った。（あまりの変○さに、引かないでねw）また、先述した、無線方式であるが、初期のLP、HPタイプは、ASK（Amplitude Shift Keying）で、USAタイプ（後に標準となる？）は、FSK（Frequency Shift Keying）となるが、当初なぜ、無線方式を分けたかは不明であるが、想像するに、無線認証の関係があったのではなかろうか。



その他、ASKとFSKの違いには、上図の様なメリットデメリットがあり、もちろん、後発のFSKタイプは、消費電流やノイズに対する点が優れていると言える。

それらの特徴を踏まえ、アンテナダイバーシティモージュール（以降、アンテナアンプ）について、実験を行ってみた。実験にあたっては、ちょうど、今年初めに、非CAキーのクローンを調査している際に、安価で購入した中古のアンテナアンプがあったので、それを使ってみた。購入したタイプは、ネット検索のパーツリストから互換品であることを確認し購入。

実は先日、試しに愛車のものと交換してみたのだが、リモートコントロール操作は、全く動かず。。中古品である事から一旦、車両での調査を断念し、ベンチ環境での確認準備を進める事にした。ただし、ここで気が付いたのは、先述した、無線方式である。送信側であるキーの変調方式が、愛車ではASKであるが、復調側である、アンテナアンプについては互換品とだけ謳ってあって、変調方式については、特に記述がない。また、ネットの調査でも変調方式までを言及する記述は見当たらなかった。

そこで、本体ケースを開けて、基盤部に実装されてある、受信デバイスを見つけ、品番を確認し、ネットから見つけたデーターシートを確認すると、デバイス自体に、変調方式を選べる、設定がある事に気がついた。回路を辿ってゆくと、中古で購入したアンテナアンプは、FSKの設定であった。要するに、愛車キーの変調方式と合わないので、当然、受信することすら出来ないという事がわかった。



復調デバイス以外は、LPタイプのアンテナアンプと基本同じ構成をしている様なので、変調方式を変えてみて、どう変化するかをベンチ環境にアンテナアンプの接続を追加して動作を確認してみた。



上図のアンテナアンプのCAS側へ接続される信号部にて、アンテナアンプが、キーから送信された電波信号を正しく復調できるかを確認してみる。



すると、オリジナルのFSK設定のままだと確認できなかった信号が、ASKの設定だと、上図の様にコントロール信号波形が、ランダムに発生する事が確認できた。残念ながら、ドアのロックアンロックまでは、現在のベンチ環境では、確認できなかったが、上記波形と、リモートキー操作にて、Wake-up信号が解除されたリレー音が、モジュール側から聞こえたので、ほぼ動作としては間違いないだろう。

さて、実験内容と結果はここまで。。

最後に、この実験で分かったことは、アンテナアンプのタイプが違っていても、モジュール内デバイスの無線変調方式を変えさえすれば、リモートコントロール動作は、なんら問題なく動くのではないかと言うことである。

一方で、送信側となるキーの場合であるが、こちらもデバイスチップには、変調方式を変えられるモードセレクターがあるが、送信側だけに、出力パワーの関係もあり、変調方式を変えるという行為は、電波法の観点から、たとえ実験であっても避ける事にした。

最後までお読み頂いた方々、ありがとうございました〜（＾＾）
皆さん、良いお年を♪

前回ブログ同様、こちらの内容は、かなりマニアックなので、途中お読みになって興味の無い内容だと気付いた際には素早くスルー願う。。笑）

＊　＊　＊

ジャンク品で入手した、LCIテールライトを只単に解体しただけでは、投資金額には見合わない(とは言っても格安で入手w)為、シーケンシャルウィンカーへのレトロフィットを実験してみた。

シーケンシャルウィンカーを実現するためには、少なくとも左右それぞれに複数のライト(LED)が必要であるが、E90LCIにおいては、15個のLEDから構成されているため、それが可能ではと考えた。

ウィンカーのLEDが進む方向へ、いかに自然に流れるかが肝となるため、肉眼での残像現象は、①LEDのブロック数と②流れるスピードで大きく変わってくるので、色々と試して見ることにした。



そのため、今回の回路構成は、純正のLED群はそのまま活かす事にしたが、純正の回路が、シーケンシャルな動きを邪魔するため、完全に切り離しを行った。

そして、上記、①②の組み合わせが大事なので、それを容易に変えるために、マイコン(Arduino)を使って、回路を組んでみた。



動画にすると、肉眼の残像現象が微妙に再現できないが、まぁ、悪くはない実験結果となった。さぁ、実際の車両に組み込むかどうかは、好みが分かれるかなw

＊車検対応バージョンはこちらｗ

まず初めに、こちらの内容は、かなりマニアックなので、途中お読みになって興味の無い内容だと気付いた際には素早くスルー願う。。笑）

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愛車E90のヘッドライトをLCI化した際に、リアテールライトの方もLCI化を想定した動作をするようになったので、従来のテールランプのままでは、構造上どの様な違いがでるのか気になっていた。

そんな時、つい先日、オクでテールライト(外側)のバックライト不点灯品がジャンク扱いで売られていたので、早速ポッチって、リバースエンジニアリングをしてみる事にした。

全貌を知る事は、安心を買うことでもあるので、あまり考えず、とにかく、解体してみる事にした。



このLCIテール、裏を見ると一見、ねじ止めしてあるので、裏側に隠れている基盤は簡単に外せるのかと思いきや、テールレンズの殻割をしない限り不可能な様である。

殻割と言ってもヘッドライトの様に、ブチルゴム製のもので接着しているのではなく、完全に硬質の接着剤であるため、内部の部品を修理して戻すと言った事はかなり困難を極める。

今回は、ジャンク品なので、完全に割り切って、無理やり殻割をして内部の基盤を取り出してみる事にした。



そして、実際の基板上の部品配線状況をテスターで追って、先ずは回路図を起こしてみた。

はい、何を隠そう完全に、変態の域であるwｗ



その後は、作った回路図を見ながら、電気的な挙動を確認したり、各回路毎の電気的な動きをテスターで確認してみた。

その結果から分かったことを纏めてみると以下のようになった。また、前期(非LCI)との大きな違いは、ウィンカー部だったので、今回はそこに着目した。



LCIテールウィンカーは、合計15個のLEDを使っていて、それぞれが3個ずつ直列接続をしている。どれか一つのLED障害となると、直列接続している3つが全て断状態となる。

一方でそれ以外の正常なLEDは、本来なら、並列接続となっているためそのままの状態を保つと思うのだが、ここが、このサーキットを組んでいる理由の一つだと思うのだが、残されたLED全ての光量が激減してしまうのだ。

電流計からも分かった事だが、正常な時は約250mAで、障害直後、約20mAと電流制限が掛かかり、LEDが減光状態になってしまう。おそらく、電流が極端に流れない為、システム側のFRMにより、ハイフラ状態にさせてしまう事が想定される。

検証結果から、LED断障害時の考えられる一連の流れは、何れかのLEDが切れると、①ウィンカー全体を暗めにして、障害ヵ所をビジュアル的に確認できるようにし、②システム的に警告灯の発報やハイフラ動作へと移行すると想定している。

まぁ、こんな感じのつまらない検証レポートは、これで終わりｗ

E9x系後期(LCI)へお乗りの方は、何らかの参考にして頂けたら幸いです。。

本日、半月ほど前から、取り組んでいた、シフトライトのベースが完成した。

シフトライトとは、エンジンが毎分最大回転数にほぼ達したことをドライバーへ知らせるために、車両メータ付近に取り付けるもので、基本的には、サーキットで使用される事を目的としている警告ランプであるのはご存知の方も多いだろう。

そのシフトライトの信号元となるのが、RPM信号（Revolution Per Minute、毎分回転数）であり、ピストンの点火するタイミングの信号を拾ったもので、4サイクルエンジンだと、クランクシャフトが1気筒あたり2回転で1工程が完了するので、6気筒エンジンだと、1回転で3点火となる。


＜写真はウェブより拝借＞

欧州車だと、BMWも同様で、基本的にOBD2の端子の一つに割り当てられており、大体が+12Vのパルス信号で出力されている。

計算式はこんな感じで、周波数がわかればいい。
　　　周波数（Hz）＝ RPM（毎分回転数）/ 60（毎秒換算）x 3（点火数）

シフトライトとしては、表示したい回転数を段階的に設定（例えば、最小、最大、レブリミット警告）出来ればいいので、そんな複雑な仕組みは必要にならないと思う。

今回は、海外で既に設計している方の情報を基に、マイコンでプログラミングを使ったものに挑戦してみた。アルディーノというイタリア製のもので、日本でも広く使用されている様だ。



昨年、海外のコミュニティーの方々とStop&Goの機能に挑んだ際に、使用していた同類のもので、プログラミングには、ほんの少し慣れていたこともあり、今回はそんな時間はかからなかった。（ただし、昨年のStop＆Goは断念。。涙）

と言う事で、完成した、動画を掲載してみたので、興味ある方は是非ご覧頂きたい。イグニッションON時のギミックもしっかり機能している。



動画は検証のため、レブリミットを3,500RPM辺りに仮設定している。

さて、こちら、何に使うのかは、次回のお楽しみだ。。って楽しみにしているのは自分だけ？～爆）

今年の5月に、DCC(ブレーキ制御)を更に上のACC(＋追従制御)へのアップグレードを行いかなりの満足感を得ていたが、所詮、自動運転とはいえない、レベル１相当。使っていくうちに色々と不便な面が見え始めた。

不便と感じる一番は、非Stop＆Goであること。渋滞等で22km/h辺りまで速度が落ちると、「ポ～ン」という警告音と共に、クルコン制御が解除される。そして、再度ACC ONするには、30km/hまでスピードを上げる必要有り。

これは、たぶん、当時においては、性能上の限界があったのか、もしくは、クルコンの規制が理由だったのかもしれないが、とにかく、ACCが、30km/hでONで、22km/hでOFFは、非常に使いづらい。

そこで、色々と海外フォーラムを徘徊し、調べてみたところ、先人も同じことで悩み、色々と挑戦していた様だｗ 結論から言うと、ACC2への解除スピードを22km/h以下に落とす事は、動作を不安定にさせる様で、10～20km/h周辺では、LDMモジュールがエラーを吐き出し、ACCを強制的に止めてしまった。

そんな事を踏まえつつ、コーディングのパラメーターを変更しながら実験してゆくうちに分かったことは、変更可能なレベルが、LDMモジュールにて、ACC ONスピードをデフォルト値より、低く設定出来ることであった。（この変更は、ACCで活きてくるが、設定自体は、DCCでも可能なはず。）


ACC ONの設定値は、ACC解除スピードが、22km/hである事から、それ以下には理論上設定しても意味が無いため、同じ値をとって、22km/hへ設定。渋滞などで、22～30km/hが新たな、ACCの制御開始可能範囲となっただけでも、かなり勝手は改善される。

昨今のレベル2搭載の車両とは比較にならないが、これも自己満足の域かなｗ

＊　＊　＊

そういえば、今年、ACC導入後の6月から9月までの約3カ月間、海外フォーラムの仲間とStop＆Goの機能実現に向けて、WS的な活動を行ってきた。

パワートレイン制御のPT-CANに、マイコンを挟んで、本来の機能を誤魔化して、Stop＆Goを実現させる計画だったのだが、本来、ACCの設定が無い、4気筒エンジンでは、うまく行ったが、6気筒は、元々の制御系を司るDMEやDSCの機能が邪魔をしていたのか、結果的に断念することになった。

まぁ、もっと時間をかければできるレベルまでは行ったのだが、費用(時間)対効果から諦める事に。。

＊　＊　＊

今年初め辺りから、続々とレベル3を搭載した車両が各メーカーからリリースされ始めてきているが、レベル3以降は、ドライバーではなく、システムが主体となる機能。そうなって来ると、道路などのインフラ整備にもまだまだ課題がありそうな気がする。


＜出典：国土交通省＞

運転を愉しむという観点からは、そんな、自動運転に拘る必要はないかもしれないが、ロングドライブなど、状況によっては、非常に便利な機能。。これからも注目してゆきたい。