專利名稱:有記憶功能的數(shù)字式汽車里程表的制作方法
本實用新型涉及一種汽車用的數(shù)字式里程表，特別是能將汽車行駛過的時速數(shù)值記錄下來，即增加了一種記憶功能的數(shù)字式汽車里程表。
現(xiàn)有的汽車里程表、只具備①即時速度的顯示，②行駛里程的總累計這兩種功能。其結(jié)構(gòu)是由下述的各電子元器件相互之間聯(lián)接成的各電子線路而組裝成的。具體結(jié)構(gòu)(參見圖一)是由傳感器、計數(shù)輸入控制門、十進計數(shù)器、鎖存器、譯碼驅(qū)動器、顯示屏依次串聯(lián)相接，其計數(shù)輸入控制門的輸入端受晶體振蕩經(jīng)360次分頻器串閘門雙穩(wěn)后輸出的閘門信號(時標)所控制，其十進計數(shù)器的清零端和鎖存器的控制端分別由來自閘門雙穩(wěn)的信號脈沖經(jīng)延時2和延時1輸出后所控制，其傳感器輸出的另一端經(jīng)50次分頻器、2次分頻器、10次分頻器、脈沖放大驅(qū)動至里程總累計(電磁計數(shù)器)依次相串聯(lián)接。
本實用新型的任務是要提供一種改進的汽車里程表，它不但具有即時速度顯示和行駛里程總累計這兩種功能，而且還增有行駛過的時速記憶功能。具體地說是能將汽車行駛過的(車身所在之地往后的)0至80米之內(nèi)的0米、5米、10米、20米、30米、40米、50米、60米、70米、80米各點上的時速數(shù)值一一地記錄下來。隨著車身的不斷前行，每行5米其記錄數(shù)值更新一次，只保留車后0至80米之內(nèi)的記錄。有此功能可將停車前或事故前的車輛運行狀況作記錄，以此約束司機違章，以減少事故，給交通民警在處理違章及事故時提供依據(jù)。
本實用新型的任務是以如下方式完成的主要以串入并出式的移位寄存器來實現(xiàn)記憶功能。移位寄存器加裝在現(xiàn)有里程表的鎖存器與譯碼驅(qū)動器之間，把鎖存器中鎖存的車速數(shù)值暫存在移位寄存器中，使得即時車速的數(shù)值不丟失而乃能保留下來。具體結(jié)結(jié)構(gòu)是(參見圖一)其傳感器、計數(shù)輸入控制門、十進計數(shù)器、鎖存器、移位寄存器、讀出選擇控制門、譯碼驅(qū)動器、顯示屏依次相串聯(lián)接，其計數(shù)輸入控制門的輸入端受晶體振蕩360次分頻器串閘門雙穩(wěn)后輸出的閘門信號(時標)所控制，其計數(shù)器的清零端和鎖存器的控制端分別由來自閘門雙穩(wěn)的信號脈沖經(jīng)延時1輸出后所控制，其傳感器輸出的另一端經(jīng)50次分頻器、2次分頻器、10次分頻器、脈沖放大驅(qū)動至里程總累計(電磁計數(shù)器)依次相串聯(lián)接，其移位寄存器的5米和10米移位控制端，分別與50次分頻器的輸出端和2次分頻器的輸出端各自相聯(lián)，其讀出選擇控制門的十個控制端，分別與單刀十擲波段開關的刀轉(zhuǎn)換觸點相接。
以下結(jié)合附圖對本實用新型的結(jié)構(gòu)及工作原理作進一步地詳細描述。
圖一是本實用新型的結(jié)構(gòu)原理方框圖。
圖二是本實用新型取得0.36秒時標、閘門信號、鎖存信號、行路脈沖，5米和10米移位信號的電路原理圖。
圖三、圖四、圖五分別是本實用新型個位數(shù)、十位數(shù)、百位數(shù)的輸入控制門、十進計數(shù)器、鎖存器、移位寄存器、讀出選擇控制門、波段開關、譯碼驅(qū)動器、顯示屏部分電路原理圖。
圖六是本實用新型閘門信號、鎖存信號、清零信號的波型順序圖。
圖七是本實用新型里程總累計的放大驅(qū)動、電磁計數(shù)器部分電路原理圖。
圖八是本實用新型自保式電源部分電路原理圖。
為了便于說明工作原理，現(xiàn)將本實用新型的各分立部分歸納為五個電路單元，分別為一、傳感器單元，二、測量單元，三、數(shù)字暫存單元，四、讀出選擇控制顯示單元，五、電源供給單元，具體各單元的劃分如下傳感器單元包括有磁轉(zhuǎn)盤、磁頭和電脈沖放大整形電路等。(參見圖二)測量單元包括有①構(gòu)成時標電路的晶體振蕩和360次分頻器及閘門雙穩(wěn)。②輸出鎖存信號和清零信號的延時1和延時2。③8421代碼的十進計數(shù)器和鎖存器。④實現(xiàn)行路里程總累計的50次分頻器、2次分頻器、10次分頻器、脈沖放大驅(qū)動、電磁計數(shù)器。(參見圖一、圖二、圖七)數(shù)字暫存單元包括有D型觸發(fā)器拼成的串入并出式的移位寄存器。(參見圖一、圖三、圖四、圖五)讀出選擇控制顯示單元包括有讀出選擇制門、譯碼驅(qū)動器、顯示屏、和與讀出選擇控制門相聯(lián)的波段開關(參見圖一、圖三、圖四、圖五)。電源供給單元包括送往所有電路部分所需的電源，其結(jié)構(gòu)參圖八。
本實用新型的工作過程如下以第一單元實現(xiàn)行路米數(shù)與電脈沖的轉(zhuǎn)換。(即行路0.1米輸出一個電脈沖)再通過第二單元把行路的脈沖與時標作比，(即把在時標所限的那段時間內(nèi)輸出的電脈沖數(shù)進行計數(shù))便可得出時速了，若把總的脈沖數(shù)作累計，則可得行路公里數(shù)的累計值。得到的時速數(shù)值，在移位信號的促進下送到第三單元存在相應的寄存器內(nèi)暫存。若要查詢或顯示某一時刻地點的行駛速度的數(shù)值，則通過第四單元的選擇控制開關，調(diào)出相應的數(shù)值，直接顯示出來。第五單元則是提供本儀表的工作電源部分，它不但是有穩(wěn)壓功能。而且還具有開關自保的特點，不會因行車的途中關電門(鑰匙門)而把儀表斷電失去記憶數(shù)值，即一但開啟電門，即自保供電。如需停電，則必須按動特設的停電按扭。
本實用新型各單元的工作原理如下第一單元傳感器，是把行路米數(shù)轉(zhuǎn)換成電脈沖的轉(zhuǎn)換器。由磁轉(zhuǎn)盤，磁頭和電脈沖放大，整型電路等組成。它的任務是把汽車行駛的米數(shù)，轉(zhuǎn)換成電脈沖數(shù)。磁性轉(zhuǎn)盤裝有16對磁極，轉(zhuǎn)盤軸與汽車變速箱上的軟軸接口軸相連，而隨車輪成正比的轉(zhuǎn)動，磁頭在接近轉(zhuǎn)盤的位置，拾得變化的磁場，感應出電脈沖。再經(jīng)三極管放大、倒相，及斯密特觸發(fā)器整型，輸出標準的方波脈沖。參見圖二通過計算得知現(xiàn)有里程表的軟軸每轉(zhuǎn)一周，汽車行路1.6米，據(jù)此這里設有16對磁極。磁盤每轉(zhuǎn)一周相應地可得16個正極電脈沖，正相當于每行路0.1米，便得一個電脈沖。由此實現(xiàn)行路米數(shù)與脈沖的轉(zhuǎn)換。
第二單元為測量單元就是一個數(shù)字轉(zhuǎn)數(shù)表電路(或稱數(shù)字頻率計)該單元有4個部分①時標電路。②取得閘門信號，延時鎖存信號，和延時清零信號的雙穩(wěn)電路。③8421代碼的十進計數(shù)器電路。④行路總里程累計的電磁計數(shù)器及電路部分。以此來實現(xiàn)對車速的測量、和里程行路總累計。以下將各部分詳解。
時標電路提到時速，就要有時間的概念，因為時速通常是以公里／小時來表示。為了測量的方便所需，將時速換算成以下關系式。
1公里／小時＝ (1000米)/(3600秒) ＝ (0.1米)/(0.36秒)
N公里／小時＝ (N×1000米)/(3600秒) ＝ (N×0.1米)/(0.36秒)由上關系式中可以得出在0.36秒的時間內(nèi)，行路0.1米，時速便是1公里／小時。若在0.36秒內(nèi)行路N個0.1米，時速便是N公里／小時。而0.1米恰等于一個電脈沖數(shù)，所以只要把電脈沖數(shù)作記數(shù)，并用0.36秒為時標加以限制，所計數(shù)的結(jié)果便是時速了。儀表的時標為此而設為0.36秒，它的獲得是由一晶振為1000赫的振蕩源，經(jīng)兩塊C186和一塊D觸發(fā)器進行360次分頻而得的周期為0.36秒，頻率為2.78赫的測速用時標(參看圖二)電路中的(DW1)穩(wěn)壓管，提供晶體振蕩器的工作電壓為6伏，斯密特觸發(fā)器(H)用來整形并作電平轉(zhuǎn)換。
上述的時標脈沖，控制一閘門信號，去限制計數(shù)時間。當閘門信號正半周時，閘門(y0－1)開放，允許行路脈沖通過，去往計數(shù)器。到時標所限的時間(0.36秒)關閘門，信號變負，停止通過脈沖。門y0－1，y0－2，y0－3，分別是串在個位，十位，百位數(shù)，各計數(shù)器輸入端上的閘門。為了連續(xù)不斷地去測量，就必須有使計數(shù)器灰復工作的清零信號。即在每次測定后，清零一次。為了不讓測量的結(jié)果顯示，不受變動的計數(shù)脈沖影響而跳動，還必須對計數(shù)器的輸出端鎖定。即只有當送數(shù)脈沖到來時才把數(shù)送出去，顯示或寄存。這樣便應有一個鎖存信號。上述的閘門信號，清零信號和鎖存信號，是由雙D觸發(fā)器(C103)組成雙穩(wěn)電路來獲得的。工作過程可參看波型圖六。原理見圖二。
總之對計數(shù)器來講、不論是在開始工作前，或是再一次計數(shù)前，都必須進行清零。以免兩次結(jié)果疊加，但在每次計完數(shù)，尚未清零時，還要先把測量結(jié)果鎖定，送數(shù)給寄存器，或譯碼顯示。所以送數(shù)鎖定信號的到來要先與清零信號。即清零信號的到來是比鎖存信號延遲一些時間。鎖存的延時時間由C1和R1決定，清零信號時間延遲由R3和C3決定，各信號脈沖寬度，分別由C2、R2和C4、R4決定。參見圖二。
計數(shù)器部分分別有個位，十位、百位數(shù)計數(shù)器。最高計數(shù)為199。(因?qū)嶋H應用中量程為199公里／小時是足以夠用)。為簡化電路所見，百位數(shù)，因最大數(shù)為1，用一D觸發(fā)器進行0或1的計數(shù)即可，而個位，十位數(shù)分別是用C186－6，和C186－7組成的8421代碼的十進計數(shù)器，三者相連，則可對行路脈沖的計數(shù)。參見圖三、圖四、圖五、第三車速數(shù)值的暫存(移位寄存器)行路里程總累計單元計數(shù)器每次測得的最后結(jié)果(車速數(shù)值)都要送入寄存器中存放。此寄存器必須有特殊的功能。即能把行駛在某一地點時的即時車速數(shù)值，存入與所處某地點的位置相對應的地趾中。以備查詢。當車身繼續(xù)前進時(位置與地點發(fā)生改變)。此寄存器還應能將原存的數(shù)值，移存到下一個與其所處地點相對應的寄存器內(nèi)。
例如某汽車在加速行駛中，設某一時該地點為0點，該點的車速為30公里／小時，(即車身在0米處的即時速度)。寄存器將該值存入0米處的寄存器中。由于車身是前進著的，又行進10米時，其車速增至35公里／小時，此時此刻的數(shù)值，(即35公里／小時)將代替原來(30公里／小時)數(shù)值，存在零米處的寄存器中。而原來的30公里／小時，由于車身的前行，已變成駛過的，離車身10米處那點上的時速數(shù)值，而被移送到10米處的寄存器中去了。車身每前進10米便進行一次移位，總之，隨著車身的前行，各寄存器將不斷地存入新值，也在不斷地向下一個寄存器移送舊值，一個數(shù)只能被移送9次。(即從0米處到5米，10米，20米，30米，40米，50米，60米，70米，80米)再次移位將被溢出寄存器，故只保留0～80米之內(nèi)的記錄數(shù)值。這里的寄存器，就是一組8421代碼的具有移位功能的，多輸出端的移位寄存器。本實用新型便是用四鎖定D觸發(fā)器(C451)編成8421代碼的寄存器，而又串接成十位串入，并出的移位寄存器。以此來實現(xiàn)對汽車駛過的0～80米各點的時速數(shù)值的寄存和移存。以至能在固定的寄存器中查出相應的數(shù)值。
上述的定米數(shù)移位動作，是在移位信號的促進下進行的，也就是說，車身每前行一定米數(shù)，如10米時，(即傳感器輸出100個脈沖)便產(chǎn)生一次移位信號脈沖。這里為了提高儀表的記錄精度(接近線性)故在離車身5米處設一測試點。為此還有一個5米一次移位信號脈沖。5米，10米兩移位脈沖，都是由行路脈沖經(jīng)分頻器所得。5米移位脈沖是由兩塊任意進制計數(shù)器C186－3，C186－4組成的50分頻器所得。10米移位脈沖則是在50分頻后，再經(jīng)D觸發(fā)器C103－4進行二分頻(計100次分頻)而得。為了累計行路總里程，該表設置一電磁計數(shù)器，每行進0.1公里動作計數(shù)一次，此動作信號是由10米移位信號上，再經(jīng)C186－5的10分頻(計1000次分頻)經(jīng)放大增率后驅(qū)動電磁計數(shù)據(jù)，而動作。參見圖七。共6位數(shù)分布，設99999.9為最高計數(shù)。
第四讀出選擇控制及顯示單元本單元包括，讀出選擇控制門、譯碼驅(qū)動器、及顯示部分。讀出選擇控制就是一個轉(zhuǎn)動刀點上接有高電位(“1”電平)的單刀十擲波段開關。去分別控制各寄存器的輸出端上的讀出門(參圖三、圖四、圖五)。門的輸出端都與譯碼器的輸入端相連。當?shù)饵c轉(zhuǎn)接到某組門的輸入控制端上時，便把某門“打開”將相對應的寄存器內(nèi)的存數(shù)送出顯示。例如若查駛過的(離車身往后)5米外那點時速時，應將開關撥至5米標志的檔位上，5米處寄存器的輸出門因接“1”電平，而打開，存數(shù)便送至譯碼去顯示出來。每組控制門是用與非門C036串反相器C033組成。譯碼是8421代碼的四線七段譯碼器CT4003與驅(qū)動器在同一塊內(nèi)。顯示字屏是由鉮化鎵發(fā)光二極管組成的七段字跡。HDR－1型數(shù)碼管所構(gòu)成。HDR－1型數(shù)碼管，具有亮度高、抗震、壽命長等特點，故此應用。(參圖三、圖四、圖五)接于譯碼器輸入端的電阻RQ1－RQ4是拑位電阻，平時將譯碼器拑于“0”位。
第五單元電源供給電路此單元是一個具有自保供電開關的穩(wěn)壓電源。(見圖八)可控硅管T1組成開關自保電路，C01為開啟觸發(fā)可控制下的電容，三極管BG0－1是調(diào)整管。穩(wěn)壓管，DW提供基準電壓。C02C03為濾波而設。K0為斷電按扭開關。只因使用上的特殊要求，才特設一自保開關電路來供電。是由行車途中常有息火停車，而關電門的時候，這樣則會失去時速記憶，為防此故，則在開關前端電路上，接一可控硅管，引出本表的電源。當?shù)谝淮伍_啟電門時，經(jīng)電容C01來一脈沖觸發(fā)可控硅而自保供電。途中若再有關電門等，都不會將儀表斷電、若特需停電，則可按動特設的斷電按扭K0，方可斷掉電源。
此項技術是現(xiàn)時所沒有的、不論是國內(nèi)，或是國外的汽車上都沒有按裝過此類儀表。實施本實用新型的益處主要是對交通安全極為有利，其次是由此表的構(gòu)造所定，壽命長于現(xiàn)有里程表數(shù)十倍。因為行路脈沖轉(zhuǎn)換器(即傳感器)是直接按裝在變速箱體之上，用一很短的直軸直接把動力傳給轉(zhuǎn)換器(傳感器)。去掉了現(xiàn)時沖極易損壞的軟軸，從而減去了因此而花費的工時及維修費用，又由于是數(shù)字式儀表、故而有很高的精度和穩(wěn)定度，顯示直觀，本實用新型可直接取代現(xiàn)有里程表。
權利要求
1.一種汽車用的數(shù)字式里程表，是由傳感器、計數(shù)輸入控制門、十進計數(shù)器、鎖存器、譯碼驅(qū)動器、顯示屏依次串聯(lián)相接，計數(shù)輸入控制門的輸入端受晶體振蕩經(jīng)360次分頻器串閘門雙穩(wěn)后輸出的閘門信號(時標)所控制，十進計數(shù)器的清零端和鎖存器的控制端分別由來自閘門雙穩(wěn)的信號脈沖經(jīng)延時2和延時1輸出后所控制，其傳感器輸出的另一端經(jīng)50次分頻器、2次分頻器、10次分頻器、脈沖放大驅(qū)動至里程總累計依次相串聯(lián)接，按上述聯(lián)接后的電路統(tǒng)裝而成，其特征在于在所述的鎖存器和譯碼驅(qū)動器兩者之間加入了一組串聯(lián)著的移位寄存器和讀出選擇控制門，還有與讀出選擇控制門相并接的單刀十擲波段開關。(參見圖一、圖三、圖四、圖五)。
2.如權利要求
1所述汽車用的數(shù)字式里程表，其特征在于，所述移位寄存器是由D型觸發(fā)器的集成電路塊拼成的串入并出式的移位寄存器。
專利摘要
本實用新型是一種具有記憶功能的數(shù)字式汽車里程表，能把汽車行駛過的(80米)之內(nèi)的時速數(shù)值一一記錄下來，隨時可查，并以數(shù)字顯示。隨著車身的前進、記憶寄存器也在不斷地換新和清除數(shù)據(jù)，只保留車身往后80米之內(nèi)的時速數(shù)值。有此功能，對交通民警的測查“超速車”工作十分方便而有利。由此可約束好開違章超速車的駕駛員，從而減少事故，若有事故發(fā)生，由此表可查出事故前是否違章及有無制動等多項原始可靠的依據(jù)來。
文檔編號G01C22/00GK86205220SQ86205220
公開日1987年11月18日 申請日期1986年7月11日
發(fā)明者關廣生 申請人:關廣生導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan