KR890002327B1

KR890002327B1 - 카 컴퓨터(car computer)

Info

Publication number: KR890002327B1
Application number: KR1019860002145A
Authority: KR
Inventors: 김진석
Original assignee: 삼성전자 주식회사; 정재은
Priority date: 1986-03-22
Filing date: 1986-03-22
Publication date: 1989-06-30
Also published as: KR870009289A

Abstract

내용 없음.

Description

카 컴퓨터(car computer)

제 1 도는 본 발명의 카 컴퓨터의 블럭도.

제 2 도는 제 1 도의 카 컴퓨터의 상세회로도.

제 3 도는 제 2 도의 거리센서의 상세도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 전원부 2 : 점화부

3 : 감지부 4 : 마이크로 프로세서

5 : 디코더 6 : 타이머

7 : 롬 8 : 병렬 인터페이스 어탭터

9 : 출력부 R1-R31 : 저항

D1-D12 : 다이오드 C1-C14 : 콘덴서

N1-N9 : 반전게이트 ST1-ST4 : 슈미트트리거

Q1-Q8 : 트랜지스터 SW1,SW2 : tmdnlcl

ND1-ND4 : 낸드게이트 F1,F2 : 플립플롭

REG : 레규레이터 FS : 연료흐름센서

LS : 그리센서 DIV : 필스발진기

DIS : 표시기

본 발명은 카 컴퓨터에 관한 것으로서, 자동차의 운행상태를 정확히 파악하여 미세한 변화도 감지하여 오차를 극소화시킴으로써 자동차의 최적의 상태를 제어할 수 있는 카 컴퓨터에 관한 것이다.

자동차는 현대사회의 필수적인 문명의 이기로 발전하였으며, 오늘날의 자동차는 단순한 기계장치만으로는 운전자의 욕구를 충족시키지 못하게 되었다. 특히 고속화, 안전화, 경제성 등의 관점에서 새로운 기기의 출현이 불기피하게 되었다.

종래의 자동차의 운전 표시장치는 기계적 장치를 이용하여 자동차의 속도차의 속도, 연료량등을 파악하고, 이를 전압, 전류의 양으로 변환시켜 릴레이나 모터를 구동하여 계기판에 표시하게 되어 있기 때문에 기계장치의 물리적인 힘이 전기적인 신호의 형태로 변화는 과정에서 발생하는 오차와 탄성력등에 의해 정확한 상태의 표시는 불가능하였을 뿐만 아니라 자동차가 고속화될수록 그 오차가 더욱 커지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 자동차의 운행 상태를 정확히 파악하여 미세한 변화도 감지하여 오차를 극소화시킴으로써 자동차의 최적의 상태로 제어할 수 있는 카 컴퓨터를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 자동차의 점화 스위치의 오프시 일정전압을 마이크로 프로세서에 계속 공급하여 시스템의 동작상태가 유지하도록 하는 전원부와, 점화스위치의 온시 전원부의 레귤레이터의 출력전압을 카 컴퓨터의 모든 시스템에 공급하는 점화부와, 연료상태와 구동거리를 감지하는 연료 흐름 센서와 거리 센서에서 검출된 신호를 병렬 인터페이스 어탭터에 인가하도록 하는 감지부와, 롬내에 내장된 시스템제어 처리 프로그램에 따라 모든 시스템을 제어하는 마이크로 프로세서와, 상기 마이크로 프로세서의 어드레스신호를 디코더하여, 롬 및 병렬 인터페이스 어댑터를 선택하는 디코더와, 마이크로 프로세서에서 출력되는 펄스를 이용하여 시간을 표시하도록 하고 병렬 인터페이스 어댑터에 신호를 인가하는 타이머와, 점화 스위치가 온 될때 실행하는 리세트 프로그램과 인터럽트가 발생할때 실행하는 마스커블 인터럽트 및 인터럽트 요구 프로그램이 내장된 롬과, 점화부와 감지부에서 출력된 신호를 인가하고, 마이크로 프로세서의 출력신호에 의해 제어되어 출력부를 구동하는 병렬 인터페이스 어댑터와, 상기 병렬 인터페이스 어댑터의 출력신호에 의해 구동되어 데이터를 표시하는 출력부로 이루어진 카 컴퓨터를 제공한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면에 따라 더욱 상세히 설명한다.

제 1 도는 본 발명의 카 컴퓨터의 블럭도로서, 마이크로 프로세서(4)의 동작상태를 유지하기 위하여 마이크로 프로세서(4)에 리플이 제거된 일정전압을 공급하는 전원부(1)와, 자동차의 점화 스위치를 온 시킬때 엔진이 점화되어 발생되는 전원을 카 컴퓨터의 모든 시스템에 공급하는 점화부(2)와, 자동차의 연료상태와 구동거리를 감지하여 병렬 인터페이스 어댑터(8)에 신호를 인가하는 감지부(3)와, 자동차가 정지시에는 전원부(1)에서 전원을 공급받아 모든 시스템의 상태를 나타내는 데이타를 저장하고 구동시에는 점화부(2)에서 전원을 공급받아 모든 시스템을 제어하는 마이크로 프로세서(4)와, 마이크로 프로세서(4)(이하, MPU라 칭한다.)에서 출력된 어드레스 신호를 받아 디코드하여 롬(7)과 병렬 인터페이스 어댑터(8)에 선택용 신호를 인가하는 디코어(5)와, MPU(4)에서 출력된 신호를 분리하여 일정시간을 나타낼 수 있도록 펄스를 병렬 인터페이스 어댑터(8)에 인가하는 타이머(6)와, 모든 시스템의 동작을 정해진 순서대로 처리하도록 MPU(4)에 의해서 읽혀지고 제어하는 프로그램이 내장된 삭제 및 프로그램 가능한 롬(Erasable and Programmable ROM)(7)과, 감지부(3)에서 전송된 신호를 인가하여 MPU(4)에 의해 제어되어 표시기(9)를 구동하는 병렬 인터페이스 어댑터(8)와, 병렬 인터페이스 어댑터(이하, PIA라 칭함)(8)에 의해서 구동되어 데이타를 표시기에 디스플레이하는 출력부(9)로 구성된다.

제 2 도는 상기한 본 발명의 블럭도에 대한 상세회로도로서, 전원부(1)는 전원전압을 MPU(4)에 인가하기 위하여 그 사이로 다이오드(D2)와, 병렬 연결되는 접지된 콘덴서(C5,C6)와, 리플(ripple)을 제거하여 일정 전압을 출력하는 레귤레이터(REG)와, 병렬연결되는 접지된 콘덴서(C9,C7)가 순서대로 연결되고, 레귤레이터(REG)애서 출력된 신호가 점화부(2)의 트랜지스터(Q8) 콜렉터에 인가되도록 연결된다.

점화부(2)는 자동차 엔진을 구동시키는 점화스위치(SW)가 "on"일때 전원전압을 모든 시스템에 공급하기 위하여 저항(R27)과 다이오드(D4) 및 접지된 콘덴서(C8)가 질렬로 트랜지스터(Q8) 베이스에 연결되고, MPU(4)에 플립플롭(F1)의 출력신호가 인가되도록 저항(R29)을 거친 전원전압이 슈미트 트리거(ST4)를 거쳐 플립플롭(F1)의 입력단(D)에 인가되도록 연결되고, 저항(R29)과 슈미트 트리거(ST4) 사이에는 다이오드(D3)와 저항(R28)이 접지되어 직렬로 연결된다.

감지부(3)는 연료가 흐르는 것을 감지하여 변환된 전기적 신호의 레벨에 따라 트랜지스터(Q1)가 도통되어 전원전압이 저항(R1)과 병렬 연결한 접지된 콘덴서(C1) 및 슈미트 트리거(ST1)를 거쳐 PIA(8)에 인가하도록 하는 연료 흐름센서(FS)와, 자동차의 구동되는 거리를 감지하여 유기되는 전기적 신호가 다이오드(D1)를 거쳐 트랜지스터(Q2)의 베이스에 인가되는 트랜지스터(Q2)가 도통되고 전원전압이 저항(R3)과 병렬연결한 접지된 콘덴서(C2) 및 슈미트 트리거(ST2)를 거쳐 PIA(8)에 인가하도록 하는 거리센서(LS)로 구성된다.

MPU(4)는 롬(7)에 내장된 프로그램에 따라 모든 시스템을 제어하는 반도체 소자이고, 디코더(5)는 MPU(4)에서 출력된 어드레스 신호를 디코드(Decode)하여 롬(7)과 PIA(8)을 선택하여 동작하도록 하는 낸드게이트(ND3,ND4)로 이루어진다.

타이머(6)는 MPU(4)에서 출력된 신호가 낸드게이트(ND2)를 거쳐 펄스발진기(DIV)에 인가되고, 펄스발진기(DIV)의 출력신호가 플립플롭(F2)의 입력단(D)에 인가되어 출력신호(Q)가 PIA(8)에 인가되도록 연결되며, 접지된 콘덴서(C3) 및 반전게이트(N1)를 거친 신호와 PIA(8)의 출력단(CB2)신호가 낸드게이트(ND1)에 입력되어 플립플롭(F2)의 동기단자(CK)와 MPU(4)의 입력단(NMI)에 출력신호가 인가되도록 연결된다.

삭제 및 프로그램 가능한 롬(Erasable and Programmable ROM)(7)은 어드레스 라인 11개로 2K 바이트(byte)용량을 갖고 MPU(4)에 의해서 읽혀져 모든 시스템의 동작을 제어하도록 하는 프로그램이 내장되고, PIA(8)는 점화부(2)와 감지부(3) 및 MPU(4)에서 출력된 신호에 의해 동작되고 출력부(9)를 구동하는 신호를 출력한다.

출력부(9)는 PIA(8)의 출력신호에 따라 구동되는 데, PIA(8)의 출력단(PB0-PB6)신호는 반전게이트(N10-N13) 및 저항(R19-R22)을 각각 거쳐 트랜지스터(Q4-Q7)의 베이스에 인가되고, 저항(R19-R22)을 거친 신호가 트랜지스터(Q4-Q7)의 에미터에 인가되어 표시기(DIS)를 구동하고, PIA(8)의 출력단(PB7)신호는 슈미트 트리거(ST3) 및 저항(R18)을 거쳐 트랜지스터(Q3) 베이스에 인가하여 도통됨에 따라 다이오드(D5-D12)를 거친 전원전압이 표시기(DIS)의 각 단자에 인가되고, PIA(8)의 출력단(PA0-PB7)신호는 각각 반전게이트(N2-N9) 및 저항(R9-R16)을 거쳐 표시기(9)의 각 단자에 인가하도록 연결하여 구성한다.

제 3 도는 감지부(3)의 거리센서(LS)의 상세도를 나타낸 것이다.

거리감지센서(LS)는 자동차의 트랜스미션축과 연결된 회전판(B) 주위에 홀 센서(C)를 장착하여 바퀴가 회전함에 따라 그에 상응하는 회전수를 증폭기(A)를 통해 출력하도록 하는 센서로서, 제 3 도에 도시되어 있다.

미설명 부호 E는 돌기부를 나타낸다.

거리감지센서(LS)는 종래 센서의 코일 대신 반도체 홀 효과를 이용한 홈 센서(C) 사용한 것으로서, 자계내에서 홀소자는 항상 일정한 기전력이 발생하기 때문에 출력전압은 회전속도가 변하여도 일정하게 유지된다.

바퀴가 회전함에 따라 홀소자(C)에 기전력이 발생하면 감지부(3)의 트랜스에 전압이 유기되어 트랜지스터(Q2)가 도통하므로 전원전압(Vcc)은 저항(R3) 및 트랜지스터(Q2)를 통해 접지단으로 흐른다.

홀소자(C)에 기전력이 발생하지 않으면 감지부(3)의 트랜스에 전압이 유기되지 않아 트랜지스터(Q2)가 오프되므로 전원전압(Vcc)은 저항(R3), 콘덴서(C2) 및 슈미트 트리거(ST2), PIA(8)을 거쳐 MPU(4)에 입력된다.

따라서, 바퀴가 회전함에 따라 그에 대응하는 회전수가 PIA(8)를 통해 MPU(4)에 입력되므로 MPU(4)는 회전수를 연산하여 거리가 얼마나 이동되었는가를 감지하게 된다.

한편 연료흐름센서(FS)는 연효흐름에 따라 수차의 날개가 회전하여 발광다이오드의 빛이 차단되고, 이 빛이 차단되는 횟수를 이용하여 유량을 측정하는 센서로서, 빛이 차단되면 포토 트랜지스터(Q1)가 오프되어 전원전압(Vcc)이 저항(R1)과 접지된 콘덴서(C1) 및 슈미트 트리거(ST1)을 통해 PIA(8)에 인가되므로 빛이 차단되지 않으면 포토트랜지스터(Q1)가 온되어 전원전압(Vcc)이 포토트랜지스터(Q1)를 통해 전원전압(Vcc)이 접지도 흐른다.

따라서, 빛이 차단되는 횟수가 PIA(8)를 통해 MPU(4)에 입력되므로 MPU(4)는 횟수를 연산하여 얼마의 연료량이 소비되었는가를 판단한다. 상기와 같은 구성된 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

자동차의 엔진을 구동하기 위하여 점화 스위치(SW1)를 온시키면, 트랜지스터(Q8)가 온되어 전원부(1)의 전원공급은 차단되고, 점화부(2)에서 전원이 인가된다. 이때, 점화부(2)의 플립플롭(F1)의 출력(Q)이 MPU(4)와 PIA(8)의 리세트(RESET)에 인가되어 MPU(4)와 PIA(8)가 리세트 된다. 따라서, 초기화된 MPU(4)는 모든 시스템의 동작 순서가 프로그램되어 내장된 롬(7)을 스캐닝하여 시스템을 제어하게 된다. 롬(7)에 내장된 동작순서에 따라, 먼저 연료 흐름센서(FS)와 거리감지센서(LS)는 연료흐름과 거리 이동 상태를 감지하고, 감지된 이 신호는 전기 신호로 변환되는데, 연료흐름에 대한 아날로그 전기신호는 슈미트트리거회로(ST1)를 통해 펄스로 되어 PIA(4)의 입력단자(CA2)에 인가되고, 거리 이동에 대한 아날로그 전기신호는 트랜지스터(Q2)와 슈미트 트리거(ST2)를 통해 펄스로 되어 PIA(8)의 입력단자(CA1)에 각각 인가된다. MPU(4)는 입력단자(D0-D7)를 통해 PIA(8)로 부터 입력되는 데이타를 연산하여 연료량과 이동거리를 판단하여 PIA(8)와 출력부(9)의 인버어터(N2-N9)와 저항(R9-R16)을 통해 표시기(DIS)의 각 단자(DP,A-G)에 각각 인가되므로 표시기(DIS)는 연료상태 및 주행거리를 나타내게 된다. 출력부(9)의 키스위치(SW1)는 PIA(8)의 출력을 스캐닝하는 디지트에 행렬형태로 묶여져 있다. 만약, 키스위치(SW2)중 어떤 하나의 키가 눌려지면, 이 신호는 PIA(8)의 입력단(PB0-PB2)를 통해 고속으로 읽혀진다. 이때, 상기 MPU(4)의 출력단자(A14,A15,VMA)에서 출력되는 어드레스 신호를 입력하는 디코더(5)는 어드레스 신호를 디코드하여 롬(7)의 칩인에이블단자(CE)과 PIA(8)의 칩 셀렉트단자(CS0,CS2)에 인가하여 두 반도체소자(7)(8)을 선택하게 된다.

예를들면 MPU(4) 출력단(A14,VMA)의 신호가 "0"하이일때 디코더(5)의 낸드게이트(ND4)를 거쳐 롬(7)의 칩인에이블단자(CE)에 로우신호가 인가되어 롬(7)을 칩인에이블시키므로써 롬(7)에 내장된 데이터를 MPU(4)에서 액세스(access)한다.

그리고 MPU(4)의 출력단(A15,VMA)의 신호에 따라 PIA(8)가 선택된다.

여기서, MPU(4)의 출력단(VMA)은 유용한 어드레스가 어드레스 버스에 있는가를 체크하는 신호를 나타낸다.

한편 점화부(2)의 스위치(SW1)가 "on"되어서 트랜지스터(Q4)가 도통되어 에미터에 나타난 전원전압이 저항(R29) 및 슈미트 트리거(ST4)를 거쳐 플립플롭(F1)의 출력신호에 따라 MPU(4)와 PIA(8)가 리세트된다.

그리고 MPU(4)의 출력단(E)신호는 타이머부(5)의 낸드게이트(ND2)와 디바이더 펄스발진기(DIV)를 거쳐 플립플롭(F2)에 인가되고, 플립플롭(F2)의 출력단(Q)신호는 PIA(8)의 입력단(CB1)에 인가되어서 자체 클럭펄스로 이용하여 시간을 체크하고, 자동차의 운행상태와 함께 출력부(9)의 표시기(DIS)에 나타낸다.

상기와 같은 동작은 롬(7)에 내장된 프로그램에 의해 수행되는데, 즉 리세트(reset), 논 마스커블 인터럽트(None-rrupt Maskable interrupt)(이하 NMI라고 한다), 인터럽트 리케스트(interrupt request)(이하 IRQ라고 한다) 프로그램에 의해 수행된다.

처음 점화스위치(SW1)가 "on"될때 리세트에 의하여 시작된 프로그램이 동작되어 MPU(4)의 입력단

중에서 어느 하나에 의해 인터럽트될 때까지 계속 실행되어 진다.

만일 인터럽트가 발생할때 즉, MPU(4)의 입력단

이 "0"(로우전압)이 되면 현재 계속 실행중인 리세트 프로그램이 중단되고 IRQ 프로그램 루틴이 실행된다.

상기 실행중인 IRQ 프로그램이 완료되면 MPU(4)는 인터럽트가 발생하지 않았다 하더라도 리스트 프로그램을 계속 실행한다.

그리고 IRQ 프로그램이 실행중인 MPU(4)의 입력단

에 "0"신호가 인가되면 MPU(4)는 즉시 NMI 프로그램을 실행하고 나서 잉여분의 IRQ 프로그램을 실행하고 다시 리세트 프로그램을 수행한다.

상술한 본 발명에 의하여 자동차에 카 컴퓨터를 설치하여 자동차의 운행상태의 정확한 파악과 정확한 제어에 의한 자동차의 수명연장 및 안정도를 증가시킬 수 있게 된다.

Claims

자동차의 점화스위치(SW₁)가 "off"시 일정전압을 마이크로 프로세서(4)에 계속 공급하여 시스템의 동작상태를 유지되도록 하는 전원부(1)와, 점화스위치(SW₁)가 "on"시에 전원부(1)의 레규레이터(REG) 출력전압을 카 컴퓨터의 모든 시스템에 공급하는 점화부(2)와, 연료상태와 구동거리를 감지하는 연료흐름센서(FS)와 거리센서(LS)에서 검출된 신호를 병렬인터페이스 어댑터에 인가하도록 하는 감지부(3)와, 롬(7)에 내장된 시스템 제어처리 프로그램에 따라 모든 시스템을 제어하는 마이크로 프로세서(4)와, 상기한 마이크로 프로세서(4)의 어드레스 신호를 디코드하여 롬(7) 및 병렬인터페이스 어댑터(8)를 선택하는 디코더(5)와, 마이크로 프로세서(4)에서 출력되는 펄스를 이용하여 시간을 표시하도록 하고 병렬인터페이스 어댑터(8)에 신호를 인가하는 타이머(6)와, 점화스위치(SW₁)가 "on"될때 실행하는 리세트 프로그램과, 인터럽트(interrupt)가 발생할 때 실행하는 마스커블 인터럽트(NMI) 및 인터럽트 리케스트(IRQ) 프로그램이 내장된 롬(7)과, 점화부(2)와 감지부(3)에서 출력된 신호를 인가하고, 마이크로 프로세서(4)의 출력신호에 의해 제어되어 출력부(9)를 구동하는 병렬 인터페이스 어댑터(8)와, 상기한 병렬인터페이스 어댑터(8)의 출력신호에 의해 구동되어 데이터를 표시하는 출력부(9)로 이루어진 것을 특징으로 하는 카 컴퓨터.