Farthållare

I samband med bilbyte för några år sedan till en nyare bil uppstod problemet att den nyare bilen inte var utrustad med farthållare. För den som är van vid bekvämligheten med farthållare är ju det enda alternativet att förse bilen med en sådan. Tyvärr hade Ford inte tänkt att det skulle gå att montera en farthållare i den här bilen. På modeller med större motorer är det förberett för farthållare men om man väljer en modell med mindre motor, som ju är mer miljövänlig, finns inget sådan. Alltså får den som ska ha farthållare i en sådan bil fixa till det utan Fords medverkan. Det finns ju ett antal färdiga produkter på marknaden som kan anpassas till de flesta bilmodeller, i prisklasser från någon tusenlapp och uppåt. I detta fall fanns emellertid en farthållarenhet tillgänglig från föregående bil. Det enda problemet var att den var en Saab originaldel och därmed inte tänkt för andra bilmodeller…

Som tur var fanns viss information om inkoppling och data tillgänglig för både farthållarenhet och den nya bilen. Efter en del studerande av dessa dokument konstateras att det finns ett antal problem vad gäller inkoppling:

Kontrollspaken som passar i Saab har en helt annan inkoppling än den som Ford använder, dessutom saknas orginalspaken till farthållarmodulen. Ingen kontrollspak eller liknande finns heller i Forden.

Indikeringslampan i Forden lyser vid jordning av anslutning, medan farthållarenhetens utsignal är 12V när lampan ska vara tänd.

Inkoppling av brytare på broms- och kopplingpedal är inkompatibla mellan bilmärkena. Dessutom saknas kontaktelement i den brytare som sitter på Fordens kopplingspedal.

Och så det stora problemet; Styrpulserna som kommer från sensorer i hjulnaven och som styr farthållarens reglering är 5000 pulser per km i Forden medan farthållaren vill ha ca 17000 pulser per km. Styrpulserna kommer från givare som även används till annat i bilens kontrollsystem och kan inte modifieras.

Det stora problemet som uppstår är hur pulsomvandlingen mellan 5000 och 17000 pulser ska gå till. Helt klart är att det enklaste är att använda en liten enchipsprocessor som omvandlar pulserna, men exakt hur det ska gå till är inte klart. Det är oklart hur känslig farthållarmodulen är för variationer i pulsvidd t ex. Eftersom det rör sig om en omvandling som måste ske väldigt snabbt och tämligen exakt måste de beräkningar som ska till i processorn minimeras. Efter en del studerande av olika processorer faller valet på en PIC12F629, som är en liten åttapinnars IC, med tillräcklig kapacitet för den tänkta lösningen. För att minska beräkningarna konstateras att genom att använda en 8 MHz kristalloscillator kommer en pulsmätning med en av processorns timers att ge värden som direkt kan användas för att generera en utsignal. Efter lite ytterligare utvecklingsarbete och kretskonstruktion finns en lösning som ger fyra pulser för varje puls som kommer in. Detta är i och för sig lite väl mycket, men det ska inte innebära något problem i sig eftersom farthållarenheten vid tester i labbmiljö visar sig kunna hantera det pulsfrekvensområde som kan uppstå i farter mellan 30 och 140 km/h.

Innan några tester på väg kan göras måste dock problemet med kontrollspak lösas. Alternativet att köpa en lös spak som hör till någon annan farthållarmodell övervägs. Fords eget system innebär att farthållarknapparna är integrerade i ratten och att byta ratt skulle innebära en hel del arbete och kostnader som inte kändes motiverat. Däremot fanns det en fjärrstyrning till den fabriksmonterade stereon på rattens vänstersida. Riktigt vad tanken med den är är oklart eftersom stereon finns tillgänglig på instrumentpanelen. Alltså fanns här ett möjligt alternativ till farthållarstyrning.

Radiofjärrkontrollen är uppbyggd med en tvåtrådsanslutning där en intryckt knapp motsvaras av en ändring i resistans som radion kan känna av. Det måste alltså till någon form av nivådetektering som kan omvandlas till de signaler som styr farthållarenheten. Enklast är att använda en A/D-omvandlare och ännu en enchipsprocessor. En PIC12F675 fanns vara lämplig (denna är för övrigt identisk med den som valts för pulsomvandling bortsett från att den även har inbyggd analog till digitalomvandling). Lite kalkylerande av motståndsvärden och kretskonstruktion gav en relativt enkel uppställning där de olika knapparna detekteras och där processorn styr tre utgångar som ansluts till farthållarenheten och som styr denna.

En enkel transistorkoppling inverterar kontrollampans funktion och strömförsörjning till processorerna sker med en spänningsregulator av standardtyp (7805). Efter några tester med start vid -20º C (i frys) konstateras att elektroniken är klar och bör klara det mesta den kommer att utsättas för.

För att kunna montera farthållarenheten i bilen måste ett fäste göras, och en anslutning av vajern som styr gasen måste konstrueras. Efter en del funderande och tester framkommer en konstruktion som är både lätt och stabil. Vajern styr inte direkt på gasreglaget utan via gaspedalen. På detta sätt behöver inga ingrepp göras i motorn. Dessutom finns det mer plats för eventuella justeringar runt gaspedalen, även om begreppet plats är relativt när det gäller bilar.

En mikrobrytare med enhålsfäste monteras på pedalstället för att känna av om kopplingspedalen trycks ner. En omkoppling av ett par ledningar i pedalstället måste göras för att bromssignalen ska skickas ut till farhållarenheten. Praktiskt nog finns det en kabel avsedd för anslutning av farthållare i Forden, där bland annat spänning, styrpulser och anslutning till indikeringslampa finns tillgängligt. Lustigt egentligen att kabeln finns där när varken motor eller pedalställ är anpassat för farthållare. Slutligen ansluts den nykonstruerade anpassningselektroniken mellan bilens elsystem och farthållareenheten. Och så är det dags för en första provtur.

Det fungerar faktiskt! Genom att trycka på rätt knapp på radiofjärrkontrollen håller bilen hastigheten. Däremot är inte hastigheten tillräckligt jämn och dessutom upptäcks några problem som gör att farthållaren ibland kopplar ur utan anledning. Orsaken befinns vara att pulsomvandlingen inte är tillräckligt jämn och att det verkar kunna uppstå störningar i omvandlingen i vissa situationer.

Efter en del funderande har en möjlig lösning på problemet realiserats, nämligen utbyte av den ursprungliga processorn till en som har fler funktioner, i detta fall ytterligare en räknare som kan användas för pulsgenerering. Den nya processorn är en PIC12F683 som är pinkompatibel med den gamla, det behövs alltså inga ändringar i elektroniken för att byta processor. Den nya lösningen innebär att pulsomvandlingen blir betydligt stabilare och dessutom kan pulsomvandlingen nu ske nästan perfekt så att 5000 pulser in blir lite drygt 17000 ut. Efter ett par testkörningar och mindre finputsningar av styrprogrammet fungerar farthållningen perfekt. Och det gör den fortfarande efter flera års drift.

Skriv en kommentar

Du kan använda dessa HTML-taggar

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>