Alpina B12方向盤換檔系統改裝(E38 Steptronic Shift mode modification- This modify will allow you to enter Steptronic M mode by push single paddle (Up Shift or Down Shift), pushing Both at the same time will Exit M Mode)
文章很長, 沒耐心的可以直接看Demo Video:
其實BMW 原廠的設計還算是非常先進的接近二十年前的車款就有手自排的變速箱設計, 也就是所謂的Steptronic 功能, 有許多車友自行改裝了方向盤換檔的機構, 下面這一篇算是寫得很詳細的, 大家可以參考一下, 這個也是許多車友熱門的改裝項目之一:
http://www.bimmerboard.com/forums/posts/462216/
如果在台灣想改, 我記得社團內之前有車友PO過文章, 可以搜尋一下, 如果自己沒有能力DIY, 我在網路上也有找到一家廠商有這樣的服務, 不過這家我沒有去過, 品質及價格有興趣的車友們請自己判斷一下, 網址如下:
http://www.gennexmotorsport.com/main.php?id=70&car=2
還好Alpina在一出廠的時候就已經把這個功能整合到方向盤上面了, 請看下面的圖片:
由照片中可以看到方向盤的左右各有個箭頭的標示, 其實按鍵是做在反面, 因此可以直接在方向盤上面操作升降檔, 既然Alpina 原廠就已經把方向盤換檔的功能都已經做好了, 那我們還要改裝什麼東西呢? 因為Alpina 原廠的設計這個方向盤上的按鍵是須要與排檔桿來搭配使用的, 也就是說要使用方向盤上的換檔按鍵之前必須先手動把排檔桿向左方撥, 切入M/S Mode 之後才能在方向盤上控制升降檔, 這整個操作的方式我是覺得只做了半調子, 應該有改進的空間, 我的想法如下:
1:在自排模式下按方向盤左或右任一按鍵一小段時間之後切入M/S Mode, 不須要撥動排檔桿
2:進入M/S Mode 之後, 單獨按右鍵可以升檔, 單獨按左鍵可以降檔
3: 如果已經在M/S Mode 之下再雙手同時按方向盤左右的升降檔按鈕一小段時間之後退出M/S Mode
這樣不須要雙手離開方向盤去撥動排檔桿, 整個使用經驗應該會更好.
因此這次的改裝就是要做一個線路來控制這個切換的功能, 除了上面所談的切換方式之外還有一些設計上的細節先整理一下, 之後再來解釋線路圖:
1:自排模式下按方向盤左或右的升降檔按鈕(單一個按鈕)一小段時間(T=0.15~0.2sec, 這些時間都可以調整)之後切入M/S Mode, 系統進入M/S mode 的時候會有”ㄅㄧ”的提示音, 駕駛人聽到”ㄅㄧ”聲之後表示系統已經切換成M/S Mode 就可以放開升降檔按鈕, 同時排檔座上M/S指示燈亮起表示進入Steptronic Mode, 不須要撥動排檔桿.
2:進入M/S Mode 之後, 單獨按右鍵可以升檔, 單獨按左鍵可以降檔.
3:如果系統已經在M/S Mode 之下再雙手同時按方向盤左右的升降檔按鈕之後就會退出M/S Mode, 系統退出M/S mode 的時候也會有”ㄅㄧ”的提示音, 駕駛人聽到”ㄅㄧ”聲之後表示系統已經切換為正常的自排模式了, 此時 M/S Mode 的指示燈就會熄滅, 同時駕駛人就可以放開升降檔按鈕, 不須要撥動排檔桿, 在升檔與降檔雙鍵同時按下的狀況, 考慮人手雖然是同時按但還是會有一點點的時間差, 因此只要是在一定的時間差(T=0.15~0.2 sec)之內被偵測到雙鍵同時按下, 就會被視為是同時按下, 只要偵測到雙鍵同時按的狀況, 這個切換控制線路就不會把升檔或是降檔的訊號送給系統.
4:以上所描述的第1~3點的動作方式, 都是要在車輛排檔位於D檔的時候才會有做用, 只要車輛排檔切換到其他的檔位之後, 切換電路自動歸零退回標準的檔位切換方式, 所以離開D檔之後如果要再進入M/S Mode, 必須要重新再切換一次.
5:整個切換電路有個切換控制電路的總開關, 這個開關有打開, 切換電路才會動作, 開關沒有打開, 所有電路回歸原廠的接法, 而且都是透過機械式的接點連接, 絕對沒有經過電路的零件, 確保最高的可靠度, 這個開關的用途是確保萬一電路有任何問題無法使用, 駕駛人可以立刻切換為原廠模式, 確保行車安全.
在開始設計電路之前先做幾個實驗, 第一先模擬不動排檔是否可以進M/S Mode, 請先看原車的線路, 我們要做個模擬的開關接在X1561的PIN腳上:
先拿回收場拆回來的排檔座研究一下, 沒問題再上車實做, 請看下面的照片:
因為不想破壞原廠的線組所以由回收場拆了一組公母頭來做轉接
接上之後模擬測試果然是可以做動, 不過有個小問題但不影響功能等一下會說明:
另外因為我們要接到12V CMOS Logic, 為了避免訊號位準不同損壞車輛所以也先量測一下電壓, 如下圖, 開關有ON, OFF 的狀態都量, 量完之後還好, 電壓位準是12V 的
接下來要量另一個訊號, 因為我們要判斷目前是否在D檔, 因此D檔的燈號我們須要轉換一下送進我們的線路, 先用回收場拆的面板, 由X1599 PIN5 焊線出來接到我們在麵包板上的線路, 看看動作是否正常, 如下:
測試之後正常, D檔為Low, 其他檔位是High. 至於我說的小問題, 就是發現B12車上的S227 排檔位置開關竟然少一條線, 但還是可以動, 副作用是進M/S mode時原本的D檔LED也會亮, 不過我覺得也是一種指示的方式, 所以沒有再深入研究了.
這幾個訊號沒問題之後就可以開始設計線路了, 因為有一些與時間相關的線路, 所以出動示波器, 先把這些零件數值確定後面好做事:
再來談一下實做的方式, 因為是放在車輛上使用, 所以一定是以行車安全為最優先的考量, 上面說的一些東西如果要用一個小的微處理器來做應該是很簡單的, 不過考慮在車上的狀況, 最好是可以用工業規格或是軍事規格的零件來做, 這樣的可靠度才會最高, 不過一般在零售市場上要買到這一類規格的東西是挺困難的, 而且要寫程式須要開發工具, 我只是DIY一次也不常用還要花錢買一組開發工具對我來講不是很划算, 所以這次採用CD4000系列的CMOS Logic IC來實現我的設計, CMOS Logic 的好處是可以直接吃12V 的電壓, 這樣抗雜訊的效果也會最好, 所以就決定用這個老方法來實現這個切換電路, 不過如果以成本角度來看這個方式絕對不是最有效率的做法, 不過我們DIY只做一個, 這個問題不是重點, 電路有點小複雜, 我解釋大架構, 對電路圖有興趣的我再找我好了, 放在Blog 上的圖因為壓縮的太兇, 可能沒辦法看清楚, 簡單講就是用個D Type FF 來做切換, 按單鍵的時候如果還沒有進入M/S Mode 就會設定, 雙鍵同時按就是要把D Type FF 清除掉, 其他的就是一些按鍵除跳動的線路, 還有進出M/S Mode 的提示音線路, 一些與時間常數相關的我都有寫, 想研究的人再自己慢慢研究, 不過版權所有, 如果有人想要商業化應用請務必要通知我, 一般個人自用我無條件分享, 如果要用我的智慧財產去賺錢這又另當別論了, 線路圖如下:
講到按鍵除跳動的線路, 之前沒加這個害我第一版失敗, 因為我在按右鍵的時候不知道什麼問題, 左鍵的部份也會有一個很短暫的訊號, 所以害我第一版白做工, 浪費了一天的時間, 下面是第一版的PCB, 其實這個有改過一次, 所以最後一張IC有疊在一起, 因為板子不夠大了, 只好向上發展:
不過真正測試前排檔座也要修改, 開關LED, Buzzer 都要上, 還要把幾根要接出來的訊號也焊上, 這些在線路圖上都有:
這個是回收場拆來的, 有破裂的部份先處理一下:
零件上身, Buzzer, Switch, LED:
為了讓Buzzer聲音出得來, 先挖兩個小孔, 太大聲再貼起來:
線路焊好的狀況:
上半部特寫:
X1193, X1599 的接線:
可以上車測試的組件:
不過就如之前講的有按鍵彈跳的問題, 所以為了確定解法有效先用麵包板跳線測一下, 確定之後再來改:
確定之後就再做一次苦工, 這次學乖了, 板子用大一點的:
下面是在車外做模擬測試, 避免把我的B12給搞掛掉:
反面, 線還不少, 焊了好幾個鐘頭:
X1561的轉接頭之前焊太醜, 全部拆開重焊, 順便清潔一下內部, 避免接觸不良:
最後臨時又補了一小塊電路, 加了一個繼電器, 讓這個電路不做動的時候把一些訊號切斷, 這樣影響系統的可能會降到最低, 這個修改已經畫在上面的線路當中了.
再來就是如何上車了, 先裝個外殼, 因為反面電線很多, 所以用個泡綿墊在下面, 避免震動造成問題:
再來就是找地方放這個BOX, 最後決定放在中央扶手下方的置物盒(卡帶盒):
再來把標籤印好貼上, 線路也要標示一下, 因為有三個一樣的接頭, 插錯可能會 燒機器
排檔座下面的線路用泡棉保護一下:
上車組回去, X1561的轉接頭要固定好:
組完之後的狀況如下:
實際運做的狀況, 請看下面的Youtube:
這個線路理論上所有Steptronic 的架構應該是都可以使用的, 只是細節須要再確定一下, 另外有興趣想改裝的車友特別提醒, 這個改裝有一定的難度, 如果您要做類似的修改, 請確定您有足夠的能力再來進行, 國外似乎有一家公司有最類似的功能, 不過價格高昂, 可以看一下:
http://www.motivemods.com/BMWRetrofitKits-PaddleShiftKits-p/mm-pa-3.htm
以上報告, 謝謝收看!
留言列表
