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2018年8月 6日 (月)

デジタル信号

メガーヌのリバース信号に留まらず、最近の多くの自動車、特に輸入車は、基本的にボディコントロールモジュール(BCM)などと呼ばれるユニットが車体にCAN-busと呼ばれるシリアルバス配線で、CAN信号でデバイスを高速と低速の2線式差動電圧方式で動かしています。ちなみにエンジンやトランスミッションなどはまた別のCANラインがあります。

以前、といってもだいぶ前ですが昔流行ったスロットレーシング(スロットカー)で、同じレールの上を違う速度で走らせたり、レーンチェンジが出来たりすることが出来るのがデジタル信号というような事を書きましたが、今回そこを少し詳しく書きましょう

僕が初めてPCに触った時、まだウインドウズは3.1と呼ばれる、

Dos20_screenshot

コマンドでジョブをさせる、MS/DOSと呼ばれる仕組みのもので、レコードのような5.5インチの記憶媒体に書き込む、昔のワープロが賢くなったような感じのものでした。
コマンドプロンプトと呼ばれるドライブの記号から入る入力で、どこかHTML入力に似ていると思っていただければいいでしょう。

今も、バイアスの設定などで見ることができますね。あまりそういうことをやるヒトも少なくなりましたが・・・・

真っ黒な画面に文字の羅列では面白くないのですが、ウインドウズ95ができて劇的に変化します。画面が賑やかに画像となって出てきたのです
しかし裏側には必ず文字、数字の羅列があり、様々なプログラミング言語により動いているのです。ま、僕は詳しいことは知りませんが・・・

かつての自動車は大変にアナログで、スイッチとバッテリー、そしてライトなどの動作機械が配線によって繋がれ、直接大電流なものを動かすと発火の恐れなどがあり危険なので、リレーやヒューズで動作させていました。
これは多くの皆さんが分かるところで、直流電気で必ず+と-が存在して、ひとつのループがあって作動するメカニズムなわけです。

最近の自動車は多くをコントロールユニット(ECU)が電気部品の作動をコントロールしています。
バス通信は割りと古くから自動車には使われていて、34のセドグロやプレジデントなどもエアコンなど部分的にデジタル通信させて動かしていました。
機能を持たせば持たすほど配線量は増えて、作動部品の数だけECUが必要になり、配線は雑多の一途を辿ります。すると、重量が重くなったり、故障の遠因や原因になったり、今日の求められる自動車像から遠くなってしまいます。

そこで使われたのが、CAN通信 コントローラー・エリア・ネットワークです。
細かい話は難しいので、割愛しますが、コマンドで動かす昔のコンピューターと同じです。
CAN信号は行き先、コマンド、終了信号を連れて、目的のデバイスに行くのです。

同じ配線でつないだ部品たちの中で、動かしたい部品だけをコマンド操作で動かす。例えばLEDウインカーで流れるように点滅するウインカー

Column19602

10個のLEDを並べて、端から1つずつ点灯/消灯を繰り返せば流れるように点灯させられますが、順番に点灯するようアナログ回線で作ると結構な部品数と基板が必要になります。
ところがLEDにそれぞれチップを持たせて同期させ、一つの配線上に10個のLEDを並べ、1番目のLED点灯とコマンドの付いた電気を流すと、全部に電流が流れているにも関わらず、そのひとつだけが点灯する仕組み、これがデジタル配線と思ってくれればよいと思います。

またそのウインカー情報を共有したり、ABSが拾う車速をナビなどで共有したり、ハンドルを切るのと同時にその方向を照らすアダプティブヘッドライトなど、コマンドでコントロールする電装系をつなぐループをCAN-busといいます。そしてコマンドを管理し、人間が扱うスイッチに応じて信号を各デバイスに送る役割をしているのが、ボディコンピューターすなわちBCMです。自動車業界ではこれ全体を通信とざっくり呼んでいるのです。

CANについてもっと詳しいことはこちらをどうぞ
https://ja.wikipedia.org/wiki/Controller_Area_Network

また自動車用の仕組みはここで分かり易く解説しています。
http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/0806/16/news124.html

しかし、この通信方法と言うかコマンドの種類は決まっているものばかりではなく、メーカーごとに採用しているコマンドが違います。

これを解読しないと送られる信号が見えず、うまく行かないのです。
信号の出るところは分かりますし、オシロスコープで波形も見れるでしょう。しかしそれが何の情報までは分かりません。

そこで、信号を可視化できる便利な部品がCAN-busアダプターなのです。

前回の記事と今回の記事でなんとなく分かりましたか?
自動車は常に進歩しているのです。だから昔ながらの考えでいたらダメです。
電装を甘く見ていると大やけどの元になります。
もうプラスマイナスだけ考えちゃだめですよ。

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コメント

知らない世界を教えて頂けると
勉強になりますね。ブログを読む楽しみが増えます。
コンピューターの世界から見れば
まだ、アナログ的なシームにいる感じですけれど
コンピューターのデバイス管理を踏襲しているようです。
この先、スマホのマップで行先を指定すれば
自動的に連れて行ってくれたりする時代が来たりして。
楽になるのは良いですが、楽しくないなぁ・・・


昔、未来の絵で、向かい合わせのシートしか無い自動運転の自動車が書いてあったのを思い出しますが、それが現実になろうとしている今、楽である、安全である、便利であるといろいろな見方があるのですが、
ふと思ったのですよ

自動運転では絶対に制限速度や交通ルール厳守だけでなく交通倫理、道徳なども加味されると思うのですよ。

それって、道路に教習車が溢れることと同じようになると思うのですがいかがでしょう?
実際に運転している側にとってはうっとうしいと思いますけどねえ。
でも、さすがに自動運転のクルマは交通違反はしないでしょう?

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