KR100602773B1

KR100602773B1 - 차량용 계기 구동회로

Info

Publication number: KR100602773B1
Application number: KR1020040065443A
Authority: KR
Inventors: 큐우모카츠유키; 와다류지
Original assignee: 덴소풍성전자(주)
Priority date: 2003-09-09
Filing date: 2004-08-19
Publication date: 2006-07-20
Also published as: KR20050026333A; JP2005083926A

Abstract

지침 계기 및 발광 다이오드를 직접 구동시켜서 외부 회로구성을 간략화하는

것을 가능하게 한다.

지침을 회전 구동시켜서 정보를 표시하는 복수의 지침계기(2A~2C)를 각각 구동하는 복수의 출력회로(1152~1159) 및 출력 단자를 갖고, 이러한 출력회로(1152~1159)의 출력에 맞추어서 각 지침계기(2A~2C)를 구동하는 집적회로화된 제어회로(1)을 갖춘 차량용 계기 구동회로이며, 제어회로(1)의 출력단자의 일부가 계시표시용 발광 다이오드(3A~3D)에 직접 접속되며, 이러한 출력 단자에 대응하는 출력회로(1158, 1159)의 출력 전류에 의하여 직접 구동되는 것을 특징으로 한다.

구동회로, 발광 다이오드, 지침계기, 레벨

Description

차량용 계기 구동회로{The meter of driving circuit for cars}

도 1은 본 발명의 하나의 실시 형태로서, 차량용 계기 구동회로를 나타내는 회로구성도이다.

도 2는 지침 계기를 구성하는 교차 코일 구동식을 표시한 설명도이다.

도 3의 (a), (b)는 출력회로(115)를 구성하는 각 H브릿지 회로(1152, 1153)을 나타낸 회로도이다.

도 4의 (a), (b)는 출력회로(115)를 구성하는 각 H브릿지 회로(1158, 1159)를 이용해서 발광 다이오드(3A~3D)를 구동하는 회로이다.

도 5의 (a), (b), (c), (d)는 복수의 발광 다이오드(3A~3D)를 조합해서 각 단계(레벨)을 표시하는 설명도이다.

도 6은 종래의 차량용 계기 구동회로를 표시하는 회로구성도이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1. 제어회로

2A, 2B, 2C. 지침계기

3A, 3B, 3C, 3D. 발광 다이오드

5. 정전압회로

6. 차량탑재 밧데리

7. 이그니션(ignition)스위치

10. 차량 내 LAN

115. 출력회로

1152~1159. H브릿지 회로

본 발명은 지침(指針) 계기 및 발광 다이오드를 구동하는 차량용 계기 구동회로에 관한 것이다.

교차 코일 구동식 또는 스텝 모터 구동식 지침 계기를 구동하는 계기 구동회로에는 다양한 것들이 알려져 있다.

(예를 들면, 특허문헌 1. 특허 공개 (1996)-285894호 공보, 특허문헌 2. 특허 공개 (1998)-19598호 공보 참조)

도 6에는 지침 계기를 구동하는 출력회로를 합해서 집적 회로화 시킨 마이크로 컴퓨터로 구성된 제어회로(1)를 포함하는 계기 구동회로의 하나의 예를 나타낸 것이다.

이러한 제어회로(1)는 지침계기(2A~2D)의 구동 외에도, 차내 LAN(10)에서 정보를 받아서 발광 다이오드(3A, 3B)를 작동시키고, 예를 들면 브레이크 장치나 에어백 장치 등의 이상 상태 또는 정상상태를 알려주고 있다.

도 6이 나타내고 있는 마이크로 컴퓨터로 구성된 제어회로(1)에서는, 지침계기(2A~2D)를 구동하는 출력단자(101)가 비교적 큰 전류(예를 들면 약 30 mA)가 흐를 수 있도록 특정 용도를 목적으로 구성되어 있으나, H 또는 L레벨 신호(ON, OFF신호)를 발생하는 통상적인 출력단자(102)는 비교적 작은 전류밖에 흐르지 않는다.

그렇기 때문에 제어회로(1)에서 출력신호에 맞추어서 발광 다이오드(3A, 3B)를 구동시키기 위해서는, 트랜지스터(311, 321) 및 저항(312, 313, 322, 323)등으로 이루어진 외부에서 증폭 회로를 설치해서 전류를 증폭시킬 필요가 있다.

이것은 결국 외부 부품 수의 증가를 초래하게 된다.

본 발명은 상기의 문제점을 비추어보고 지침 계기 및 발광 다이오드를 직접 구동시켜서 외부 회로의 구성을 간략화하는 것이 가능하도록 하는 차량용 계기 구동회로를 제공하는 것을 목적으로 했다.

위의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 아래의 기술적인 수단을 채용한

다.

청구항 1에 기재된 발명에 의하면, 지침을 회전 구동시켜서 정보를 표시하는

복수의 지침 계기를 각각 구동시키는 복수의 출력 회로 및 그 출력 단자를 갖고, 이러한 출력 회로의 출력에 맞추어서 각 지침 계기를 구동하는 집적회로화된 제어회로를 갖춘 차량용 계기 구동회로이며, 제어회로 출력 단자의 일부가 계기 표시용의 발광 다이오드에 직접 접속되고, 그 출력 단자에 대응하는 출력 회로의 출력 전류에 의하여 직접 구동되는 것을 특징으로 한다.

그에 따라 출력 회로의 출력을 증폭 시키기 위하여 트랜지스터나 저항 등으로 이루어진 외부에 설치하는 증폭 회로가 불필요하게 되고, 코스트 다운이 가능하게 된다.

청구항 2에 기재된 발명에 의하면, 제어회로는 아날로그로 표시하는 지침계기 구동용도를 목적으로 형성된 회로 기판부로 구성된 것으로, 예를 들어 제어회로가 복수의 집적회로 소자로 구성되는 경우에도 동일한 적용이 가능하게된다.

청구항 3에 기재된 발명에 의하면, 회로기판부는 집적회로화 된 마이크로 컴퓨터로 구성된 것으로, 제어회로가 복수의 출력 회로를 포함하여 집적회로 소자로 구성되는 경우에 효과적으로 적용이 가능하게 된다.

청구항 4와 5에 기재된 발명에 의하면, 회로기판부에 안정화 전압을 공급하는 정전압 회로를 설치하고, 계기 표시용 발광 다이오드는 이러한 정전압 회로의 출력측과 제어회로의 출력 단자의 일부와의 사이에 직렬관계로 접속되는 것을 특징으로 한다.

그에 따라, 계기 표시용의 발광 다이오드에 더하여 전압 레벨이 안정화되고, 발광 다이오드에 대한 부(負)서지(전압이나 낙뢰등에 의하여 발생하는 이상전압, 정보)보호용 다이오드 등을 생략하는 것이 가능해진다.

그리고 발광 다이오드 자체의 휘도의 편차를 억제하는 것이 가능해진다.

청구항 6과 7에 기재된 발명에 의하면, 지침 계기는 교차 코일 구동식 또는 스텝 모터 구동식으로 구성되며, 출력 회로는 마이크로 컴퓨터와 함께 집적회로화 되어서 지침 계기를 구동하는 H브릿지(다리) 회로를 갖는 것을 특징으로 한다.

따라서 회로기판부에 장착되어 있는 회로 소자수를 감소해나가면서, 복수의 지침 계기를 구동시키는 것이 가능하게된다.

이하, 본 발명의 하나의 실시 형태를 도면에 따라 설명하겠다.

도 1은 차량용 계기 구동회로의 전체를 나타내는 회로구성도이다.

제어회로(1)는 아날로그로 표시하는 지침계기 구동용도를 목적으로 형성된 전용 마이크로 컴퓨터(일명 커스텀 마이콘)이며, 통상적으로 1칩에 집적회로화 되어있다.

지침 계기(2A~2C)는 교차코일 구동식 또는 스텝 모터 구동식으로 구성되었으며, 본 예에서는 스피드 모터(차 속도), 타코 메터(엔진 회전 수), 연료계(잔존 연료량), 수온계(엔진 냉각 수온)중, 최소한 차 속도를 포함한 3항목을 표시한다.

이러한 4가지의 항목은 차량에서 기본 표시 항목에 속하며, 본 예에서는 제어회로(1)(커스텀 마이콘)는 적어도 4항목이 표시 가능하게 되도록 출력회로(115)가 이미 설정되어 있다.

발광 다이오드(3A~3D)는 차량 내의 LAN(10)에서 정보를 받아서 점등, 소등 또는 점멸작동하고, 예를 들면 브레이크 장치나 에어백 장치 등의 각 검출항목의 이상상태 또는 정상상태를 승차한 사람에게 알린다.

여기에서 전류제한 저항(31~34)에 의하여 각 발광 다이오드(3A~3D)로 흘러가는 전류를 조정하고, 점등할 때의 휘도를 적정하게 하고 있다.

계기(4)는 제어 회로(1)에서 출력되는 H또는 L레벨 신호(ON, OFF신호)에 맞추어서 작동하는 각종 기기이다.

정전압 회로(5)는 차량 탑재 밧데리(6)에서 밧데리 전압을 받아서 안정화 전압(정전압 Vc)를 발생하고, 제어회로(1) 및 발광 다이오드(3A~3D)의 에노드측으로 공급하고 있다.

다이오드(8A, 8B)는 항상 제어회로(1)에 전류를 공급하기 위한 OR로 구성되어 있으며, 또한 이그니션(ignition)스위치(6)의 ON, OFF신호를 제어회로(1)로 출력이 가능하도록 하고 있다.

또한 다이오드(8A, 8B)는 역류를 방지하는 역할과 발광 다이오드(3A~3D)의 구동 경로로 부서지 전압이 가해지는 것을 방지하는 역할(즉, 도 6에 나타나는 종래 회로중의 보호 다이오드(11)와 동일한 역할)을 갖고 있다.

백업용 콘덴서(9)는 차량 탑재 밧데리(6)에 의한 전원 라인이 일시적으로 전압이 저하했을 경우에 정전압 회로(5)측의 작동을 보상한다.

차량 내의 LAN(10)은 예를 들어 브레이크 장치나 에어백 장치, 또는 인슈트먼트(Instruments )판넬이나 도어 주변에 설치된 보디 전장품 관계 및 엔진 관계 등의 복수의 제어장치를 접속해서 상호 각종 통신, 제어를 함으로써 그 통신신호의 일부(예를 들어 차량 속도, 엔진 회전 수, 잔존 연료량, 엔진 냉각수 온도 등에 관계하는 신호)가 제어 회로(1)로 입력된다.

또한 검출단계로부터의 검출 정보의 입력에 대해서는, 차량 내의 LAN(10)을 통하지 않고 직접 제어회로(1)로 입력이 되도록 구성해도 좋다.

제어회로(1)는 커스텀 마이콘의 주요부에 속하는 CPU111, ROM112, RAM113, 입출력 회로(114), 및 H 또는 L레벨 신호(ON, OFF신호)를 발생하는 비교적 작은 전류밖에는 흐르지 않는 통상의 출력회로(116) 이에도 아날로그 표시하는 지침계기 구동용도용으로 비교적 큰 전류(예를 들면 약 30 mA)가 흐르는 전용 출력회로(115)로 이루어져있다.

본 예에서는 이러한 제어회로(1)은 커스텀마이콘으로 구성되었고, 회로 기판부를 구성하는 도시되어 있지 않은 리지드 프린트 기판이나 후렉시블프린트 기판에 이러한 커스텀마이콘과 같이 정전압 회로(5) 및 발광 다이오드(3A~3D)나 전류제한 저항(31~34)과 기타의 것들이 장착되어 있다.

본 예의 경우, 이러한 출력 회로(115)는 지시계기(2A~2C)로써 도 2에 나타나 있듯이 교차코일 구동식 또는 스텝 모터 구동식 계기를 구동하기 위하여 적어도 8개의 H브릿지 회로(1152~1159)로 구성하였다.

또한 스텝모터 구동식 계기의 경우에는 도 2는 스테이터의 각 코일(4극)을 나타내며, 마주 보고있는 위치에 속하는 곳에 2개의 코일이 각각 동극성(同極性)으로 려자(코일 전류를 통해서 자속을 발생시키는 것)되어 구성되어 있다.

H브릿지 회로(1152~1159)의 개수는 커스텀 마이콘을 제작할 때에 각종 차량에서의 기본 표시항목의 개수에 근거하여 결정되며, 본 예에서는 4항목(차량 속도, 엔진 회전수, 잔존 연료량, 엔진 냉각수 온도)으로 간주하고, 8개로 설정되어 있다.

구동회로(1151)는 CPU111로부터 지시를 받아서 각 H브릿지 회로(1152~1159)를 구동한다.

또 H브릿지 회로란 단일 전류로 코일 등의 구동부에 가해지는 전압의 방향을 교체하는 회로를 의미한다.

덧붙여서 도 3의 (a), (b)에 표시하는 H브릿지 회로는, 도 1에 있는 지시계기(2A)를 구동하는 회로(1152, 1153)를 나타내고 있다.

이러한 H브릿지 회로(1152)는 4개의 MOS 트랜지스터(1152a~1152d)가 브릿지 회로 모양으로 접속되고, 입력단자 a1, b1, c1, d1의 입력 신호에 맞추어서, 양쪽 출력 단자X1, Y1은 H,L 또는 L, H중의 신호 레벨로 절환되어서 구동된다.

H브릿지 회로(1153)도 동일하게 절환되면서 구동되며, 양쪽 H브릿지 회로 (1152, 1153)의 조합에 의하여 코일 등의 구동부에 가하는 신호를 펄스 폭 변조하며, 지시 계기(2A)의 회전축을 회전시켜서 원하는 지침표시를 가능하게 한다.

여기에서 소형이나 중소형 차종 등에 속하는 경우, 기본표시 항목의 모든 것을 메터 판넬로 표시하지 않고, 예를 들면 엔진 회로수의 표시를 하지 않는 경우가 자주 있다.

이 경우에도 계기구동 회로의 회로 부품의 종류를 억제하기 위하여, 제어회 로(1)에는 공통 커스텀 마이콘을 이용하는 경우가 많다.

그런 경우 2개의 H브릿지 회로(1158, 1159) 및 출력 단자 X7, Y7, X8, Y8 이 미사용인 상태로 된다.

본 예에서는 차종에 따라서는 미사용 H브릿지 회로 및 출력단자가 있을 것 그리고 H브릿지 회로가 비교적 큰 전류구동 능력을 갖고 있다는 점에 착안하고, 이러한 미사용의 H브릿지 회로 및 출력 단자를 다른 용도로 유효하게 이용하는 것이다.

본 예에서는 위에서 기술한 것처럼 각 검출항목의 이상 상태 또는 정상상태를 차량에 타고 있는 사람에게 보고하기 위한 발광 다이오드가 비교적 큰 구동전류를 필요로하기 때문에 구동 회로로 미사용의 H브릿지 회로를 이용하고 있다.

도 4의 (a), (b)는 도 1의 H브릿지 회로(1158, 1159)를 이용한 발광 다이오드(3A~3D)의 구동회로의 상세 예를 나타낸 것이다.

이러한 예에서는 다이오드(3A)를 2개의 MOS트랜지스터(1158a, 1158b)로 구동하며, MOS트랜지스터(1158b)를 ON, MOS 트랜지스터(1158a)를 OFF함으로써 발광 다이오드(3A)를 점등 표시하며, 양쪽 MOS트랜지스터(1158a, 1158b)를 ON함으로써 발광 다이오드(3A)를 감광(減光) 표시하게 하며, 또한 MOS 트랜지스터(1158b)를 OFF함으로써 발광 다이오드(3A)를 소등시킬 수 있다.

이것은 다른 발광 다이오드(3B~3D)에서도 동일하며, 각 2개의 MOS 트랜지스터(1158c, 1158d, 1159a, 1159b, 1159c, 1159d)를 적절하게 구동함으로써 점등, 감광, 소등 및 점멸의 각 표시가 가능하다.

따라서 도 1에 표기했듯이 구성함으로써 다음과 같은 이점이 있다.

(1) 아날로그로 표시하는 지침계기 구동 용도를 목적으로 형성된 커스텀 마이콘에 내장된 지침계기 구동용 출력회로(115) 및 출력 단자 X1, Y1~X8, Y8중, 미사용 출력회로 및 출력단자의 일부를 이용한 검출항목 표시용의 발광 다이오드(3A~3D)를 직접 구동시킬 수 있기 때문에 트랜지스터나 저항 등으로 이루어진 외부에 설치하는 증폭회로가 불필요하며, 코스트 다운이 가능하게 된다.

(2) 발광 다이오드(3A~3D)의 전원으로 정전압회로(5)의 안정화 전압Vc를 이용하고, 이러한 안정화 전압Vc와 제어회로(1)의 출력단자 X7, Y7, X8, Y8과의 사이에 발광 다이오드(3A~3D)를 직접 접속할 것, 그리고 다이오드(8A, 8B)를 만들게 되므로써 발광 다이오드(3A~3D)에 대한 부서지 보호용 다이오드(예를 들면 도 6에 표기한 종래 회로중의 다이오드(11))가 불필요하게 된다.

(3) 발광 다이오드(3A~3D)의 전원으로 정전압회로(5)의 안정화 전압Vc를 이용하게됨으로써 밧데리 전압이 차량 상태 등에 의하여 변동하더라도 그 영향을 방지할 수 있으며, 발광 다이오드(3A~3D)의 휘도의 편차를 억제하는 것이 가능하게 된다.

또 도 1에 표기한 실시 형태에서는, 각 발광 다이오드(3A~3D)는 각 표시항목의 상태를 각각 표시하는 구성이었지만, 이러한 4개를 1개의 표시항목의 표시로 사용하고, 표시 항목 상태나 레벨을 단계적으로 표시하도록 구성해도 좋다.

도 5의 (a), (b), (c), (d)에 표기한 실시형태에서는, 각 발광 다이오드(3A~3D)가 각 단계(레벨)를 표시하는데 이용되고, 발광 다이오드의 점등, 점멸, 소 등의 3가지 상태를 조합함으로써 8단계의 상태를 표시하도록 하고 있다.

(a)에서는 4개 모두 점등, (b)에서는 1개의 발광 다이오드(3D)가 점멸하고 나머지 3개가 점등, (c)에서는 1개의 발광 다이오드(3D)가 소등하고 나머지 3개가 점등, (d)에서는 1개의 발광 다이오드(3D)가 소등, 1개의 발광 다이오드(3D)가 점멸하고 나머지 2개가 점등, ....,결국엔 4개 모두 소등되고, 8단계의 조합으로 표시가 가능하게 된다.

또한 본 실시형태에서는 제어회로(1)가 커스텀 마이콘으로 구성되고, 이러한 커스텀 마이콘 내에 형성된 미사용 출력회로(1158, 1159)를 유효하게 이용하고 있는데, 본 발명은 커스텀 마이콘 내에 출력회로(1158, 1159)가 형성되는 경우에 한정하지 않고, 출력회로(1152~1159)가 커스텀 마이콘으로부터 분리되어서, ⅠC(집적회로 소자) 출력회로로써 커스터 마이콘과 함께 회로기판부 내에 장착되는 경우에도 적용이 가능하다.

또한 본 실시형태에서는 지침계기(2A~2C)로 교차코일 구동식 또는 스텝 모터 구동식의 양쪽 예를 정리해서 설명했으나, 지침계기(2A~2C)가 스텝 모터 구동식경우에는 제어회로(1)를 구성하는 커스텀 마이콘 출력 회로로써 지침계기에 사용하는 스텝모터의 극수(極數)에 맞춘 려자 코일 수에 맞춘 개수의 코일 구동회로가 집적회로화 되게된다.

또 미사용 코일 구동회로 및 출력단자를 표시 구동회로로써 이용하게 된다.

본 발명은 상기에서 보는 바와 같이 차량용 계기 구동회로에 있어서, 지침 계기 및 발광 다이오드를 직접 구동시켜서 외부 회로의 구성을 간략화하는 것이 가능하도록 하는 효과가 있다.

Claims

지침을 회전 구동시켜서 정보를 표시하는 복수의 지침계기를 각각 구동하는 복수의 출력 회로 및 그 출력 단자를 갖고, 전기(前記) 출력 회로의 출력에 맞추어서 전기한 각 지침 계기를 구동하는 집적회로화된 제어 회로를 갖춘 차량용 계기 구동회로이며,

전기 제어회로의 전기 출력 단자의 일부가 계기 표시용의 발광 다이오드에 직접 접속되어서 전기 출력 단자에 대응하는 전기 출력 회로의 출력 전류에 의하여 직접 구동되는 것을 특징으로 하는 차량용 계기 구동회로.
전기 제어회로는 아날로그로 표시하는 지침계기 구동 용도를 목적으로 형성된 회로기판부로 구성되는 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재되어있는 차량용 계기 구동회로.
전기 회로기판부는 집적(集積)회로화된 마이크로컴퓨터로 구성되는 것을 특징으로 하는 청구항 2에 기재되어있는 차량용 계기 구동회로.
전기 회로기판부에 안정화 전압을 공급하는 정전압 회로를 만드는 것을 특징으로 하는 청구항 2 또는 3에 기재되어 있는 차량용 계기 구동회로.
전기 계기 표시용의 발광 다이오드는 전기 정전압 회로의 출력측과 전기 제어회로의 전기 출력단자의 일부와의 사이에 직렬관계로 접속되는 것을 특징으로하는 청구항 4에 기재되어 있는 차량용 계기 구동회로.
삭제
전기 지침 계기는 교차 코일 구동식 또는 스텝 모터 구동식으로 구성되며, 전기 출력 회로는 전기의 마이크로 컴퓨터와 함께 집적회로화 되어서 전기 지침 계기를 구동하는 H부리지(다리) 회로를 갖는 것을 특징으로 하는 청구항 3에 기재되어 있는 차량용 계기 구동회로.