DE2852547C2 - Digitaltachometer, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

60

Die Erfindung bezieht sich auf einen Digitallachometer, insbesondere für Kraftfahrzeuge, zur digitalen Anzeige einer Winkel- oder einer linearen Geschwindigkeit, mit einem Impulserzeuger für eine der anzuzeigenden Geschwindigkeit proportionale Impulsfolge, die durch den Schaltkreis des Tachometers für eine auf

65 wenigstens zwei verschiedene Maßeinheiten umschaltbare digitale Anzeige ausgewertet wird.

Aus der Literaturstelle IBM Technical Disclosure Bulletin VoI 17 No. 9 Feb. 1975, Seite 2570, 2571 ist es für die Verhältnisse eines dabei für Fahrräder vorgesehenen Digitaltachometers der vorgenannten Art bekannt, allein dadurch zwischen einer Anzeige der Fahrgeschwindigkeit in Kilometern pro Stunde und einer solchen in Meilen pro Stunde überzuwechseln, daß entsprechend mehr oder weniger als Zeitschalter benutzte Schaltmagneten an den Fahrradspeichen für eine Veränderung der Zählzeit befestigt werden. Aus der US-PS 30 39 685 ist daneben eine Zähleinrichtung zum Zählen der Impulse eines Impulsgebers über eine vorbestimmte Zeitdauer bekannt, wobei es über eine Umschaltung der Zeitbasis möglich ist, eine Veränderung der Zählanzeige zu erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Digitaltachometer der eingangs genannten Art so auszubilden, daß er mit einer einfachen Ausbildung seines Schaltkreises für die wahlweise digitalen Anzeigen in wenigstens zwei unterschiedlichen Maßeinheiten geeignet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schaltkreis ein einem binär kodierten Dezimalzähler vorgeschaltetes Steuertor umfaßt, das außer einem Eingang für die geschwindigkeitsproportionalen Impulse einen weiteren Eingang für Zählzeitimpulse sowie einen die Weiterleitung der geschwindigkeitsproportionalen Impulse a:i den mit der digitalen Anzeige verbundenen Dezimalzähler während einer Zählperiode steuernden dritten Eingang aufweist, und daß an die für die Erzeugung der Zählzeitimpulse vorgesehene Einrichtung eine mittels eines Umschalters für die wahlweise Zuführung von wenigstens zwei die digitale Anzeige in voneinander abweichenden Fortschaltschritten steuernden Spannungen unterschiedlichen Potentials umschaltbare Anschlußleitung angeschlossen ist.

Es wird damit ein Digitaltachometer geschaffen, bei dem die digitale Anzeige mit der Erzeugung von Zählzeitimpulsen im Schaltkreis als Voraussetzung dafür gekoppelt ist, durch eine Beeinflussung dieser Zählzeitimpulse mit wenigstens zwei verschiedenen Spannungen die digitale Anzeige für unterschiedliche Fortschaltschritte steuern zu können. Der Einbau des betreffenden Umschalters bereitet dabei einen kaum nennenswerten Mehraufwand und erlaubt es, herstellerseitig einen solchen Digitaltachometer beispielsweise in Kraftfahrzeuge einzubauen, die für eine Lieferung in Länder mit unterschiedlichen Maßsystemen vorgesehen sind, ohne daß es dafür wie bislang erforderlich wäre, entsprechend verschieden ausgeführte Tachometer einzubauen.

Weitere zweckmäßige und vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen erfaßt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Perspektivansicht eines Impulserzeugers gemäß einer für einen Digitaltachometer nach der Erfindung geeigneten Ausführungsform und

Fig. 2 den Schaltkreis dieses Digilaltachometers gemäß einer für Kraftfahrzeuge geeigneten Ausführungsform.

Die Einzelheiten der Schaltung, die aber den durch die Ansprüche umrissenen Gegenstand hinausgehen, bilden keinen Teil der Erfindung.

Der Impulserzeuger 10 In der Ausführungsform gemäß Fig. 1 umfaßt einen Rahmen 12 sowie eine Scheibe 14, die zum Antrieb durch eine übliche Tachometerwelle angeordnet ist. Die Tachometerwelle Ist an eine Lager-

10

15

20

25

welle 16 der Scheibe 14 anschließbar, wobei für die Tachometerwelle vorzugsweise eine Antriebsübersetzung verwirklicht ist, bei der die Scheibe 14 mit 1000 Umdrehungen je gefahrener Meile gedreht wird.

Die Scheibe 14 ist vorzugsweise mit 96 Schlitzen 18 versehen, die über ihren Umfang mit einem gleichen gegenseitigen Abstand angeordnet sind. Der Scheibenrand faßt zwischen zwei Vorsprung: eines optischen Gebers 20 ein, der aus einer an dem einen Vorsprung montierten Diode sowie einem an dem anderen Vorsprung montierten Transistor gebildet ist und eine bekannte Ausführung haben kann, gemäß welcher drei Anschlußklemmen 22, 24 und 26 vorgesehen sind. Wenn folglich die Scheibe 14 gedreht wird, dann werden dabei ihre Schlitze 18 abwechselnd in den Lichtstrahl gebracht, der von der Diode an dem einen Vorsprung zu dem Transistor an dem anderen Vorsprung ausgestrahlt wird, so daß dieser Lichtstrahl wiederholt unterbrochen und wieder freigegeben wird, je nachdem, ob ein Zwischenbereich zwischen den Schlitzen 18 oder einer der Schlitze diesen Lichtstrahl schneidet. Es werden folglich an dem mit der Anschlußklemme 24 verbundenen Kollektor des Transistors des Gebers 20 entsprechende Spannungsimpulse erzeugt, die bei der hier angenommenen Drehzahl der Scheibe 14 und deren Anzahl von Schlitzen 18 eine Gesamtzahl von 96 000 Impulsen je gefahrener Meile ergeben, was somit einer Frequenz von 26,66 Impulsen je Sekunde für jede in der Stunde gefahrene Meile entspricht. Werden diese Verhältnisse an dem Impulserzeuger 10 in das metrische System transferiert, dann entsprechen den 96 000 Impulsen je gefahrener Meile 59 652 Impulse je gefahrenem Kilometer, was wiederum dner Frequenz von 16,57 Impulsen je Sekunde für jeden in der Stunde gefahrenen Kilometer entspricht.

Einer Frequenz von 26,66 Impulsen in der Sekunde entspricht andererseits ein Impuls alle 37,5 Millisekunden, so daß also jeder Impuls, der über solche 37,5 Millisekunden andauert, einer in der Stunde gefahrenen Meile entspricht. In gleicher Weise entsprechen die 16,57 Impulse je Sekunde einem Impuls über 60,35 Millisekunden, so daß folglich auch hier jeder Impuls, der über die Zeitdauer von diesen 60,35 Millisekunden andauert, einem in der Stunde gefahrenen Kilometer entspricht. Der Impulserzeuger 10 ist folglich so ausgeführt, daß mit ihm der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges proportionale Impulse erzeugt werden, die über den Geber 20 bzw. die eine Anschlußklemme 24 abgenommen werden.

Der Schaltkreis eines Digitaltachometers, der mit einem Impulserzeuger 10 der vorbeschriebenen Ausführungsform vereinigt werden kann, ist vorzugsweise in einer gedruckten Schaltkreislechnik ausgeführt und hat den in Fig. 2 gezeigten Aufbau. Der Tachometer kann die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges entweder in Meilen per Stunde oder in Kilometern per Stunde digital anzeigen, indem sein Schaltkreis eine dafür vorgesehene Umschaltmöglichkeit aufweist. Dieser Schaltkreis des Digitaltachometers arbeitet grundsätzlich so, daß die der Fahrgeschwindigkeit proportionalen Impulse an eine Torschaltung des Schaltkreises ingeliefert werden, die durch einen ein Zeitintervall erzeugenden Stromkreis gesteuert wird, wobei das Zeltintervall durch ein Zählsignal dargestellt ist, das die Anzahl der von der Fahrgeschwindigkeit abhängigen Eingangsimpulse zählt, die einem synchronen, binär kodierten Dezimalzähler zugeleitet werden. Die von diesem Zähler am Ende einer Zähl-Periode gespeicherte Zahl wird dann zur Anzeige gebracht, um darüber eine der Fahrgeschwindigkeit entsprechende Digitalanzeige zu erhalten.

45

50 Der Digitaltachometer bzw. sein Schaltkreis 30 umfaßt am maßgeblichen Eingang eine Diode .2Oo und einen Transistor 206, die beide den Bauelementen des Gebers 20 bei dem beschriebenen Impulserzeuger 10 entsprechen. Hierbei erscheint an der Anschlußklemme 24, die mit dem Kollektor des Transistors 206 verbunden ist, einp Rechteckwelle, bei der die Frequenz der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges proportional ist. Die Proportionalität bzw. die Frequenz dieser Rechteckwellen kann dabei auch andere Werte annehmen, als für den Impulserzeuger 10 vorstehend angegeben ist.

Die an der Anschlußklemme 24 abgenommenen Impulse werden einem Steuertor 40 zugeleitet, das für ihre Weiterleitung nur während einer wiederholt auftretenden Zählperiode eingerichtet ist. Diese Zählperiode ist durch einen Stromkreis bestimmt, der die Elemente 42 bis 78 umfaßt. Dabei ist das Element 78 dieses Stromkreises ein NAND-Tor, in dessen Ausgangsleitung 80 ein Impuls der Wellenform 82 erscheint, der eine Impulsdauer von nur wenig mehr als 37,5 bzw. 60 Millisekunden hat in Abhängigkeit davon, ob der Tachometer für 3ine digitale Anzeige der Fahrgeschwindigkeit in Meilen pro Stunde oder in Kilometer pro Stunde eingeschaltet ist.

Der Impuls dieser Impulsdauer wird über die Ausgangsleitung 80 des NAND-Tores 78 dem Steuertor 40 zugeführt und bestimmt damit die Zeitdauer, über welche das Steuertor 10 für die Weiterleitung der Impulse eingeschaltet bleibt, die ihm über die Anschlußleitung 39 von der Anschlußklemme 24 zugeführt werden, und diese Impulse werden über die Ausgangsleitung 83 des Steuertores 40 einem synchronen, binär kodierten Dezimalzähler zugeführt, der die Bauelemente 90, 92 und 94 umfaßt. Jeder Impuls, der diesem synchronen BCD-Zähler zugeführt wird, entspricht dabei einer in der Stunde gefahrenen Meile bzw. einem in der Stunde gefahrenen Kilometer wiederum in Abhängigkeit davon, für welche digitale Anzeige der Tachometer eingeschaltet ist, wobei die Zählperiode oder -dauer bestimmt ist durch die Impulsdauer der Impulse 82 in der Ausgangsleitung 80 des NAND-Tores 78. Am Ende jeder Zählperiode, die folglich mit der Unterbrechung der Impulse 82 in der Ausgangsleitung 80 des NAND-Tores 78 identisch ist, werden drei nu>- kurz andauernde Impulse aufeinanderfolgend an den Ausgängen von drei NAND-Toren 84, 86 und 88 erzeugt, die Steuersignale ergeben, deren funktionelie Bedeutung nachfolgend noch näher ausgeführt wird.

Der die Elemente 90, 92 und 94 umfassende BCD-Zähler ist ein 9-Bii-Zähler mit den Ausgangsklemmen AO, BO. CO, DO, Al, Bl, Cl, Dl und Al. Diese Ausgangsklemmen des BCD-Zählers sind an entsprechende Eingangsklemmen eines 9-Bit-Schalters angeschlossen, der aus den Elementen 96, 98 und 100 aufgebaut ist, von denen die Elemente 96 und 98 zwei 4-Bit-Schalter sind und das Element 100 nur ein Viertel eines weiteren 4-Bit-Schalters ist, um somit für die neun Bits des BCD-Zählers die entsprechende Aufnahmekapazität zu erhalten. Die vier Ausgangsklemmen der beiden Schalter 96 und 98 sind jeweils mit den entsprechenden Eingangsklemmen eines BCD-Dekodier Treibers 102 bzw. 104 verbunden, während die eine Ausgangsklemme des Schalters 100 mit der entsprechenden einen Eingangsklemme eines Display-Treibers 106 verbunden Ist. Die Ste:>erleitung des Display-Treibers 106 steuert ein Einfachsegment 110 einer digitalen Anzeige 108, während die Steuerleitungen der beiden BCD-Dekodler-Trelber 102 und 104. die jeweils sieben solche Steuerleitungen

umfassen, jeweils weitere sieben Segmente 114 bzw. 112 dieser digitalen Anzeige 108 steuern. Das durch den Display-Treiber 106 gesteuerte Segment 110 hat unter den drei Anzeigen die größte Bedeutung, während die sieben Segmente 114, die durch den BCD-Dekodier-Treiber 102 gesteuert werden, die geringste Bedeutung haben. Die digitale Anzeige 108 zeigt die Fahrgeschwindigkeit in Meilen pro Stunde oder in Kilometer pro Stunde in Abhängigkeit davon an, wie der Schaltkreis des Tachometers eingeschaltet ist. Da bezüglich der digitalen Anzeige der Fahrgeschwindigkeit in Meilen pro Stunde vorauszusetzen ist, daß diese Anzeige im Regelfall für Fahrgeschwindigkeiten von weniger als 100 Meilen pro Stunde vorgenommen wird, so werden dafür nur die durch die BCD-Dekodler-Treiber 102 und 104 gesteuerten Segmente 114 und Ϊ1Ζ benötigt. Andererseits wird das durch den Display-Treiber 106 gesteuerte Segment 110 noch zusätzlich für eine Anzeige von Fahrgeschwindigkeiten von mehr als 100 Kilometer pro Stunde benötigt. Sofern der Tachometer für eine digitale Anzeige von Fahrgeschwindigkeiten von mehr als 200 Meilen oder Kilometern pro Stunde ausgelegt werden soll, ist es dann nur erforderlich, anstelle des Display-Treibers 106 und des damit gesteuerten Einfachsegments 110 eine den BCD-Dekodier-Treibern 102 und 104 sowie den damit gesteuerten Segmenten 114 und 112 entsprechende Anordnung zu verwirklichen.

Die digitale Anzeige 108 ist in bekannter Weise ausgebildet, und zwar vorzugsweise vakuumfluoreszierend, und auch die BCD-Dekodler-Treiber 102 und 104 sowie die damit verbundenen 4-Bit-SchaIter 96 und 98 und die 9-Bit-Zähler 90 und 92 können ebenfalls eine solche bekannte Ausbildung haben. Der Schalter 100 kann anstelle einer bekannten Ausbildung als ein Viertel eines 4-Bit-Schalters auch eine ebenfalls übliche Ausbildung als ein Flip-Flop Typ D haben, so wie es für das Element 94 des BCD-Zählers verwirklicht ist, für das andererseits auch ein ebenfalls übliches Viertel eines BCD-Zählers verwendet werden kann.

Der Schaltkreis 30 des Tachometers umfaßt weiterhin einen 4-Bit-Komparator 116, der für einen Größenvergleich der vier am wenigsten bedeutenden Bits im Ausgang des BCD-Zählers mit den vier am wenigsten bedeutenden Bits im Ausgang des 4-Bit-Schalters 96 eingerichtet ist Diese vier Bits im Ausgang des 4-Bit-Schalters 96 steuern die sieben Segmente 114 der digitalen Anzeige 108, so daß entsprechend die vier Ausgangsleitungen des 4-Bit-Schalters 96 sowie dessen mit den Ausgangsklemmen AO. BO, CO und DO des 9-Bit-Zählers 90 verbundene Eingangsleitungen mit dem 4-Bit-Komparator 116 verbunden sind. Dessen Ausgangsleitung 118 ist an ein NUR-Tor i2ö angeschlossen, das mit seinem Ausgang 121 den Eingang eines Index-Zählers bildet, welcher die Flip-Flops Typ D122 und 124 sowie ein weiteres NOR-Tor 126 umfaßt.

Der Index-Zähler mit den Elementen 122, 124 und 126 ist dazu eingerichtet, um eine Weiterleitung des in dem BCD-Zähler gespeicherten Zählerstandes 10 an den Ausgang des angeschlossenen Schalters zu verhindern, ausnehmlich jedoch dann, wenn der 4-Bit-Komparator 116 eine Anzeige dafür vermittelt, daß die am Ausgang des 4-Bit-Schalters 96 erhaltene Information unterschiedlich zu dem in dem BCD-Zähler gespeicherten Zählerstand ist, und zwar unter Zugrundelegung von vier aufeinanderfolgenden Zählperioden, von denen jede durch die Impulsdauer der in der Ausgangsleitung 80 des NAND-Tores 78 erhaltenen Impulse abhängig ist. Die beiden Elemente 122 und 124 des Index-Zählers sind folglich als Viererzähler ausgebildet, so daß am Ende einer jeden Zählperlode am Eingang des 4-Blt-Schalters 96 ein bezüglich dessen Ausgang unterschiedlichen 4-Bit-Impuls erhalten wird und damit der 4-Bit-Komparator 116 den angeschlossenen Indexzähler um eine Zählstufe welterschallet. Wenn der Indexschalter dann um vier Zählstufen weitergeschaltet ist, dann erst wird der die Elemente 96, 98 und 100 umfassende 9-Bit-Schaller betätigt, um das Ausgangssignal des die Elemente 90, 92 und 94 umfassenden BCD-Zählers an die Treiber 102, 104 und 106 weiterzuleiten, die mit ihren Steuerleitungen die Segmente 110, 112 und 114 der digitalen Anzeige 108 steuern. Nur dann erfährt also die digitale Anzeige 108 eine Veränderung, also eine Anpassung der Anzeige an eine veränderte Fahrgeschwindigkeit, wobei folglich diese Anpassung voraussetzt, daß durch den 4-Bü-Kuniparator 116 vier aufeinanderfolgende Vergleiche unterschiedlich ausgefallen sind. Wenn daher der 4-Blt-Komparator 116 beispielsweise anzeigt, daß an dem Schalter 96 kein Unterschied zwischen den vier Bits in den Eingangsleitungen und denjenigen in den Ausgangsleitungen auftritt, dann werden damit die Elemente 112 und 124 des Indexzählers auf Null zurückgestellt, so daß in diesem Fall die Folge unterbrochen wird, die zu einer Änderung der digitalen Anzeige 108 führen kann. Es ist folglich in dieser Einzelheit eine Vorkehrung dafür getroffen, daß nur geringe Schwankungen der Fahrgeschwindigkeit zu keiner Änderung in der digitalen Anzeige führen können, während andererseits größere Abweichungen von einem Augenblickswert dazu führen, daß dann diese digitale Anzeige der Fahrgeschwindigkeit auf Grund der großen Ansprechempfindlichkeit des Schaltkreises eine praktisch augenblickliche Anpassung erfahren. Es sei hierbei noch festgehalten, daß anstelle solcher vier aufeinanderfolgender Vergleiche auch eine größere oder kleinere Anzahl von Vergleichen zugrunde gelegt werden kann, um eine Veränderung der digitalen Anzeige auszulösen, jedoch hat sich diese Zahl für die Verhältnisse der digitalen Anzeige der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges in der Erprobung bis jetzt am zweckmäßigsten erwiesen.

Der Schaltkreis 30 wird aus einer Gleichstromquelle versorgt, deren Pluspol an eine Eingangsklemme 29 des Schaltkreises angeschlossen ist. Aus dieser Eingangsklemme fließt der Strom über einen Widerstand 27 an die Diode 20a des optischen Gebers 20, so daß gegen die Basis von dessen Fototransistor 20ö ein Lichtstrahl ausgerichtet wird, der jedoch jeweils nur dann die Basis des Fototransistors 20b erreicht, wenn ein Schlitz 18 der Scheibe 14 des Impulserzeugers 10 eine Ausrichtung auf diesen Lichtstrahl erfährt. An der an den Kollektor des Transistors 20i> angeschlossenen Anschlußklemme 24 erscheint folglich eine Impulsfolge, die der für eine digitale Anzeige durch den Tachometer vorgesehenen Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges proportional ist.

Diese über die Anschlußklemme 24 abgenommene Impulsfolge wird den beiden Eingängen eines NAND-Tores 32 zugeleitet, wobei dessen einem Eingang ein Inverter 34 sowie ein Kondensator 36 vorgeschaltet ist, so daß dann, wenn an der Anschlußklemme 24 ein Impuls niedriger Spannung auftritt, der Kondensator 36 aufgeladen und an den mit ihm verbundenen Eingang des NAND-Tores 32 eine »logische Schaltspannung« weitergeleitet wird, unter welcher im folgenden jede

^6; Spannung verstanden werden soll, die bezüglich der Erdspannung einen positiven Wert hat bzw. in jedem Fall größer ist als die im folgenden so bezeichnete »logische Nullspannung«, unter welcher im Vergleich zu dieser

logischen Schallspannung eine Spannung verstanden sein soll, die gleich oder zumindest annähernd gleich der Erd spannung Ist. Wenn diese logische Schallspannung an den einen, mit dem Kondensator 36 verbundenen Eingang des NAND-Tores 32 angeliefert wird, dann wird in dessen Ausgangsleitung 33 ebenfalls diese logische Schallspannung erhalten, da dann an dem anderen Eingang des NAND-Tores 32 die maßgebliche Niedrigspannung anliegt, die aus der angeschlossenen Anschlußklemme 24 zugeleitet wird. Wenn andererseits die aus dieser Anschlußklemme 24 zugeleitete Impulsfolge einen hohen Spannungswert aufweist, dann bewirkt der Inverter 34 eine Entladung des Kondensators 36, wobei noch vor dem Beginn dieser Entladung in der Ausgangsleitung 33 des NAND-Tores 32 eine Niedrigspannung erseheini, die ebenfalls der Impulsiölge entspricht, die über die angeschlossene Anschlußklemme 24 zugeleitet wird. In die Ausgangsleilung 33 des NAND-Tores 32 ist ein weilerer Inverter 38 eingebaut, und erst das invertierte Signal wird dem Steuerlor 41) zugeleitet.

Das Steuertor 40 ist ein NAND-Tor mit fünf Eingängen, von denen der eine Eingang aus der Anschlußklemme 24 mil einer der Fahrgeschwindigkeit proportionalen Impulsfolge versorgt wird. Die anderen vier Eingänge dieses NAND-Tors sind dazu eingerichtet, die Weiterleitung dieser Impulsfolge an die Ausgangsleitung des Steuertores 40 entweder sicherzustellen oder zu verhindern. So ist ein zweiter Eingang 155 des Steuertors 40 an den Ausgang eines vier Eingänge aufweisenden NAND-Tors 156 angeschlossen, wobei dieser Eingang 155 normal auf die logische Schaltspannung eingestellt ist und folglich nicht verhindert, daß die über die Anschlußleitung 39 zugeleitete Impulsfolge an das unmittelbar angeschlossene Element 98 des BCD-Zählers weitergeleitet wird. Der eine Eingang 154 des NAND-Tores 156 ist jedoch mit dem Pol 153 eines Umschalters 152 verbunden, mittels welchem der Schaltkreis für eine digitale Anzeige der Fahrgeschwindigkeit entweder in Meilen pro Stunde oder in Kilometer pro Stunde einstellbar ist, und wenn nun die Kontaktzunge dieses Umschalters 152 in der in Fig. 2 gezeigten Stellung angeordnet ist, die für eine digitale Anzeige der Fahrgeschwindigkeit in Meilen pro Stunde maßgeblich ist, dann wird an den Eingang 154 des NAND-Tores 156 ebenfalls eine logische Schaltspannung weitergeleitet, indem dann über einen Widerstand 151 ein Anschluß an den Pluspol der Gleichstromquelle besteht, während andererseits diese logische Schaltspannung durch die logische Nullspannung ersetzt ist, wenn die Schaltzunge des Umschalters 152 in ihre zweite Schaltstellung umgestellt ist, in der dann für eine digitale Anzeige der Fahrgeschwindigkeit in Kilometern pro Siunde eine Verbindung des Eingangs 154 des NAND-Tores 156 mit der Erdspannung besteht. Die drei übrigen Eingänge des NAND-Tores 156 sind an die Ausgangsklemmen AQ, CO und Dl der beiden Zähler 90 und 92 angeschlossen, so daß in der Ausgangsleitung des NAND-Tores 156 immer dann eine logische Nullspannung in der in F i g. 2 gezeigten Schaltstellung des Umschalters 152 erscheint, wenn der Zählerstand des BCD-Zählers einer Fahrgeschwindigkeit, von 85 Meilen pro Stunde entspricht, so daß dann sowie auch bei jeder höheren Fahrgeschwindigkeit das Steuertor 40 »geschlossen« wird und die über die Anschlußleitung zugeleitete Impulsfolge nicht mehr an den BCD-Zähler zur Weiterleitung kommt. Es ist folglich hier eine Vorkehrung dafür getroffen, daß die digitale Anzeige der Fahrgeschwindigkeit in Kilometern pro Stunde nicht höher ausfallen kann, selbst wenn die tatsächliche Fahrgeschwindigkeit höher sein sollte als diese 85 Kilometer pro Stunde.

Wenn die Schaltzunge des Umschalters 152 in die für eine digitale Anzeige der Fahrgeschwindigkeit in Kilo's meiern pro Stunde maßgebliche Stellung gebracht ist und dabei dann also an den Eingang 154 des NAND-Tores 156 eine logische Nullspannung angeliefert wird, dann wird an den Eingang 155 des Steuertores 40 ständig eine logische Schaltspannung weitergeleitet. Ein dritter ίο Eingang 159 des Sleuertores 40 ist indessen an ein weiteres NAND-Tor 158 angeschlossen, das über sechs Eingänge an die sechs Ausgänge Λ0, SO, CO, Ai, BX und Al der Elemente 90, 92 und 94 des BCD-Zählers angeschlossen ist. Der BCD-Zähler kann damit maximal auf einen !5 Zählerstand gebracht werden, der einer Fahrgeschwindigkeit von 137 Kilometern pro Stunde entspricht, w?s bei der digitalen Anzeige der Fahrgeschwindigkeit In Meilen pro Stunde genau dem Wert von 85 Meilen pro Stunde entspricht. Ist diese Fahrgeschwindigkeit von 137 KiIometern pro Stunde erreicht, dann erscheint am Eingang 159 das Steuertors 40 eine logische Nullspannung, so daß in entsprechender Weise wieder keine weitere Impulsfolge aus dem Eingang 39 des Steuertors 40 an den angeschlossenen BCD-Zähler weitergeleilet wird.

Der Zählerstand des BCD-Zählers bleibt folglich auf diesen Wert fixiert, selbst wenn die Fahrgeschwindigkeit höher sein sollte, so daß dann auch keine Anpassung in der digitalen Anzeige erfolgt.

Das Element 42 des die Zeitintervalle bzw. Zählperioden erzeugenden Stromkreises ist vorzugsweise ein piezoelektrischer Keramikschwinger üblicher Ausbildung und ist mit zwei Kondensatoren 44 und 46, einem Widerstand 48 und einem Inverter 50 so zusammengeschaltet, daß in seiner Ausgangsleitung 51 ein Impuls der Frequenz 515 KHz erhalten wird. Dieser Impuls wird über einen Inverter 52 einem Abwärtszähler 54 zugeleitet, der vier programmierbare Eingänge Dl, D2, D3 und D4 aufweist, und dieser Abwärtszähler 54 wird immer dann in Abhängigkeit von den über diese Eingänge zugeführten Spannungen mit einer binären Zahl zurückgestellt, wenn ein für eine entsprechende Freigabe einstellbarer weiterer Eingang PE dieses Abwärtsschalters 54 von dessen Ausgang 0 eine logische Schaltspannung erhält. Wenn die Schaltzunge des Umschalters 152 die in Fig. 2 dargestellte Stellung einnimmt, dann wird die logische Schaltspannung über einen Inverter 157 den beiden Eingängen Dl und D3 des Abwärtszählers 54 zugeleitet, so daß der Abwärtszähler 54 eine Abwärtszählung der ihm zugeführten logischen Schaltspannung um den Teilerfaktor 10 vornimmt. In der anderen Schaltstellung des Umschalters 152 wird die logische Schaltspannung

'lllutoaLll anvil * 11*1 i~iiigaiigi*ii ui»3 nutratu^aiiioia -r-i zugeführt, so daß dieser dann eine Abwärtszählung um den Teilerfaktor 16 vornimmt.

^5S Die Flip-Flops Typ D 56 bis 76 bilden eine Reihenanordnung von Geräten, die einen Teilerfaktor 2 erfüllen. Solange dem Eingang Cl des Abwärtszählers 54 über den Inverter 52 ein Impuls der Größe 515 KHz zugeleitet wird, erscheint in der an den Ausgang Q des Flip-Flops

^fct} 76 angeschlossenen Ausgangsleitung 77 eine logische Nullspannung während 19,9 Millisekunden, und anschließend erfahren alle weiteren Eingänge des NAND-Tores 78, die jeweils mit dem Ausgang Q der weiteren Flip-Flops 74, 72, 70,68 und 66 verbunden sind,

⁴^ einen Wechsel der logischen Schaltspannung zur logischen Nullspannung in einem jeweiligen Zeitabstand, der progressiv der Hälfte des jeweils vorausgehenden Zeitabstandes entspricht. Als Ergebnis davon wird der

Impuls 82 in der Ausgangsleilung 80 des NAND-Tores 78 erzeugt, der eine Dauer von etwa 39,1 Millisekunden hat, solange der Umschalter 152 die dargestellte Schaltstellung einnimmt, andererseits jedoch eine Dauer von etwa 62,6 Millisekunden besitzt, wenn der Umschalter 152 In die Stellung umgeschaltet Ist, In der eine digitale Anzeige der Fahrgeschwindigkeit in Kilometern pro Stunde erfolgt.

Um die Fahrgeschwindigkeit exakt anzeigen zu können, müßte der Impuls 82 in der Ausgangsleitung 80 des NAND-Tores 78 eigentlich eine Dauer von nur 37,5 bzw. 60,35 Millisekunden haben. Indem die tatsächliche Impulsdauer jedoch etwas größer gewählt wird als diese exakt errechneten Werte, wird damit die digitale Anzeige der Fahrgeschwindigkeit entsprechend höher ausfallen als es der tatsächlichen Fahrgeschwindigkeit entspricht, was jedenfalls günstiger ist als wenn diese digitale Anzeige niedriger ausfallen würde im Verhältnis zu der tatsächlichen Fahrgeschwindigkeit.

Der Zählzeitimpuls 82 wird über die Anschlußleitung 80 dem Sleuertor 40 zugeführt, womit gewährleistet ist, daß die über die Anschlußleitung 39 aus der Anschlußklemme 24 des Gebers 20 zugeleitete Impulsfolge in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit dem BCD-Zähler zugeleitet wird. Jeder dem BCD-Zähler zugeleitete Impuls entspricht einer pro Stunde gefahrenen Meile bzw. einem pro Stunde gefahrenen Kilometer in Abhängigkeit von der Schaltstellung des Umschalters 152, so daß am Ende einer Zählperiode durch den BCD-Zähler eine binär kodierte Dezimalzahl gespeichert wird, die der Fahrgeschwindigkeit entspricht. Der 4-Bit-Komparator 116 bestimmt, ob diese Zählung unterschiedlich oder gleich der digitalen Anzeige ist, die zum betreffenden Zeitpunkt über die Segmeme 110, 112 und 114 zur Anzeige kommt, und sofern hierbei eine Gleichheit mit der durch den BCD-Zähler bestimmten Zahl vorliegt, dann erscheint eine logische Schaltspannung in der Ausgangsleitung 118 des 4-Bit-Komparators 116, die andererseits durch eine logische Nullspannung ersetzt ist, wenn bei diesem Vergleich eine Abweichung festgestellt wird.

Wie oben bereits erwähnt wurde, erscheint am Ende der Zählperiode, die durch den Zählzeitimpuls 82 festgelegt ist, ein kurz andauernder Impuls am Ausgang des NAND-Tores 84 sowie weitere ähnliche Impulse an dem Ausgang 87 des NAND-Tores 86 und an dem Ausgang 89 des NAND-Tores 88. Unter diesen Impulsen wird derjenige am Ausgang des NAND-Tores 84 dem einen Eingang des NOR-Tores 120 zugeleitet, an dessen zweiten Eingang der 4-Bit-Komparator 116 mit seiner Ausgangsleitung 118 angeschlossen ist. Sofern der 4-Bit-Komparator 116 einen Unterschied in der digitalen Anzeige gegenüber dem Zählergebnis des BCD-Zählen; ermittelt und folglich in seiner Ausgangsleitung 118 eine logische Nullspannung erscheint, dann ist dieses NOR-Tor 120 für eine Weiterleitung von Impulsen gesperrt. In der Ausgangsleitung 121 des NOR-Tores 120 erscheint jedoch dann andererseits ein Steuerimpuls, wenn durch den 4-Bit-Komparator 116 eine Gleichheit festgestellt und folglich dann über die Verbindungsleitung 118 eine logische Schaltspannung dem NOR-Tor 120 zugeleitet wird, und dieser Steuerimpuls wird dann zur Rückstellung der beiden Flip-Flops 122 und 124 des Indexzählers benutzt.

In der Ausgangsleitung 87 des NAND-Tores 86 wird ein Freigabeimpuls erzeugt, der über ein angeschlossenes NAND-Tor 126 nur dann in dessen Ausgangsleitung 127 weitergeleitet wird, wenn in den beiden Flip-Flops 122 und 124 des Indexzählers eine Viererzählung gespeichert ist. Wenn ein solcher Freigabeimpuls in der Ausgangsleitung 127 des NAND-Tores 126 auftritt, dann wird er von dort weilergeleitet an die Zähleingänge Cl der drei Schalter 96, 98 und 100, was zur Folge hat, daß die in dem BCD-Zähler gespeicherte und der Fahrgeschwindigkeit entsprechende Zahl dann an die Ausgänge der Schalter 96, 98 und 100 weitergeleitet und unter Vermittlung der Treiber 102, 104 und 106 durch die Segmente 114, 112 und 110 der digitalen Anzeige 108 zur Anzeige gebracht wird. Der am Beginn jeder Zählperlode in der Ausgangsleitung 80 des NAND-Tores 78 auftretende Übergang zwischen der logischen Nullspannung und der logischen Schaltspannung ergibt dabei im übrigen einen Zählimpuls Tür das Flip-Flop 122. indem die Leitung 80 an den betreffenden Zähleingang Cl dieses Flip-Flops angeschlossen ist. so daß insgesamt vier solche Übergänge benötigt werden, um in der Ausgangsleitung 127 des NAND-Tores 126 diesen über die Anschlußleilung 87 zugeleiteten Freigabeimpuls zur Weiterleitung an die drei Schalter 96, 98 und 100 zu erhalten. Sollte in der Ausgangsleitung 121 des NAND-Tores 120 ein über die Verbindungsleitung 118 mit dem 4-Bit-Komparator 116 zugeleiteter Vergleichsimpuls noch eher erscheinen als diese Viererzählung in dem Indexzähler abgeschlossen ist, dann wird der Indexzähler rückgestellt.

Sobald der Freigabeimpuls in der Ausgangsleitung 87 des NAND-Tores 86 aufgetreten ist, stellt dann anschließend der in der Ausgangsleitung 89 des NAND-Tores 88 erscheinende Impuls kurzer Dauer den 3CD-Zähler über den Inverter 91 sowie dessen Ausgangsleitung 93 zurück, und derselbe Impuls wird andererseits auch über die Leitung 95 dem Zähleingang Cl des Flip-Flops 150 zugeleitet, um für eine synchrone Impulsauswertung im Schaltkreis 30 zur Verfugung zu stehen.

Bis zu diesem Zeitpunkt liegt an der Ausgangsklemme Q des Flip-Flops 150 eine logische Schaltspannung, während an dem Ausgang Q des Flip-Flops 150 eine logische Nullspannung liegt. Wenn dann ein Zählimpuls dem Zähleingang Cl des Flip-Flops 150 zugeleitet wird, dann tritt an dem Ausgang Q eine Wandlung in eine logische Schaltspannung auf, die an den einen Eingang der beiden NAND-Tore !44 und 146 weitergeleitet wird, von denen der andere Eingang des einen NAND-Tores 146 an die Leitung 130 angeschlossen ist, über die eine Zuleitung der an der Ausgangsklemme 24 abgenommenen Eingangsimpulse vorgenommen wird. Der Ausgang des NAND-Tores 146 erfährt folglich einen ständigen Wechsel zwischen einer logischen Nullspannung und einer logischen Schaiispannung.

Zwischen den Pluspol der Gleichstromquelle und einer Masseleitung des Schaltkreises 30 ist weiterhin noch eine Reihenschaltung aus einem Widerstand 138 und einem Kondensator 136 geschaltet. Zu dem Kondensator 136 ist die Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors 134 parallel geschaltet, und die Basis dieses Transistors 134 ist an den Ausgang eines Inverters 132 angeschlossen, der in die Leitung 130 eingebaut ist. Andererseits ist der Kollektor des Transistors 134 über zwei in Reihe angeord-

^6C nete Inverter 140 und 142 an den zweiten Eingang des NAND-Tores 144 angeschlossen, dessen Ausgang gemeinsam mit dem Ausgang des NAND-Tores 146 an die beiden Eingänge eines NAND-Tores 148 angeschlossen ist. Der Transistor 134 wird folglich wiederholt durch

⁶- die Eingangsimpulse ausgelöst, die über die Leitung 130 nach einer Wandlung durch den Inverter 132 seiner Basis zugeleitet werden, womit dann jeweils der Kondensator 136. der seine Aufladung über den Widerstand 138

erfährt, entladen wird. An den beiden Eingangen des NAND-Tores 148 erscheinen folglich gleichzeitig Impulse, wobei dann jeder in dessen Ausgangsleitung 149 weitergeleitete Impuls dem für die Rückstellung maßgeblichen Eingang R des Fllp-Flops 150 zugeleitet s wird.

Jeder an dem Eingang R des Fllp-Flops 150 erscheinende Rückstellimpuls löst einen Übergang in eine logische Nullspannung am Ausgang Q sowie einen_ Übergang in eine logische Schaltspannung am Ausgang Q des Flip-Flops 150 aus. Die am Ausgang Q liegende logische Schaltspannung wird über die Leitung 147 dem einen Eingang des Steuertors 40 zugeleitet und fallt damit zusammen mit der Zuleitung des der Fahrgeschwindigkeit entsprechenden Eingangsimpulses über die andere Anschlußleitung 39, so daß folglich der Beginn der Zählperiode synchronisiert ist mit dem Auftreten eines Eingangsimpulses in der Anschlußleitung 39 an das Steuertor 40.

Sollte die Impulsfolge bzw. die Zeitdauer zwischen zwei in der Leitung 130 aufeinanderfolgenden Einzelimpulsen größer sein als die Zählperiode, dann würde die durch das Flip-Flop 150 bewirkte synchrone Impulsauswertung unterbrochen werden, wäre nicht davon auszugehen, daß in der Leitung 149 immer noch ein Impuls erscheint, der zur Rückstellung des Flip-Flops 150 ausreicht. Das Steuertor 40 bleibt deshalb auch weiterhin geöffnet, selbst wenn die Fahrgeschwindigkeit auf weniger als eine Meile bzw. einen Kilometer in der Stunde abfallen sollte, was unter dem Gesichtspunkt von Wichtigkeit ist, daß die digitale Anzeige 108 tatsächlich nur dann eine Nullgeschwindigkeit anzeigt, wenn das Fahrzeug steht.

Wenn die Fahrgeschwindigkeit Null ist, werden über die Anschlußklemme 24 des Impulserzeugers 10 dem Schaltkreis 30 keine auszuwertenden Eingangsimpulse zugeleitet. In Abhängigkeit von der Drehstellung der Scheibe 14 kann dabei die Eingangsspannung entweder hoch oder niedrig sein, wobei in beiden Fällen eine logische Schaltspannung an der Ausgangsleitung 33 des NAND-Tores 32 liegt, die auch über die Anschlußleilung 39 dem Steuertor 40 zugeleitet wird, das jede digitale Anzeige verhindert. Wenn an der Anschlußklemme 24 nur eine niedrige Eingangsspannung für den Schaltkreis 30 liegt, dann herrscht in der Ausgangsleitung 33 des NAND-Tores 32 eine logische Schaltspannung vor, weil der eine Eingang des NAND-Tores 32 mit einer logischen Nullspannung beaufschlagt ist. Ist indessen die Eingangsspannung hoch, dann bewirkt der Inverter 34 eine Wandlung in eine logische Nullspannung zur Weiterleitung an den anderen Eingang des NAND-Tores 32, womit auch in diesem Fall in der Ausgangsleitung 33 eine logische Schaltspannung erscheint.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Digitaltachomeier, insbesondere für Kraftfahrzeuge, zur digitalen Anzeige einer Winkel- oder einer linearen Geschwindigkeit, mit einem Impulserzeuger für eine der anzuzeigenden Geschwindigkeit proportionale Impulsfolge, die durch den Schaltkreis des Tachometers für eine auf wenigstens zwei verschiedene Maßeinheiten umschaltbare digitale Anzeige ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis (30) ein einem binär kodierten Dezimalzähler (90, 92, 94) vorgeschaltetes Steuertor (40) umfaßt, das außer einem Eingang für die geschwindigkeitsproportionalen Impulse einen weiteren Eingang für Zählzeitimpulse (82) sowie einen die Weiterleitung der geschwindigkeitsproportionalen Impulse an den mit der digitalen Anzeige (108) verbundenen Dezimal-Zähler (90, 92, 94) während einer Zählperiode steuernden dritten Eingang aufweist, und daß an die für die Erzeugung der Zählzeitimpulse (82) vorgesehene Einrichtung (42 bis 78) eine mittels eines Umschalters (152) für die wahlweise Zuführung von wenigstens zwei die digitale Anzeige (108) in voneinander abweichenden Fortschaltschritten steuernden Spannungen unterschiedlichen Potentials umschaltbare Anschlußleitung (154) angeschlossen ist.

2. Digiialtachometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden mittels des Umschalters (152) umschaltbaren Spannungen für eine digitale Geschwindigkeitsanzeige nach dem metrischen und nach dem anglo-amerikanischen Maßsystem, wie in Kilometer bzw. in Meilen pro Stunde, festgelegt sind.

3. Digitaltachometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Erzeugung der Zählzeitimpulse (82) vorgesehene Einrichtung (42 bis 78) einen Zeitgeberimpulse erzeugenden Oszillator (42) und einen die Zeitgeberimpulse in die Zählzeitimpulse wandelnden Abwärtszähler (54) umfaßt, an welchen die für die Zuführung der Spannungen unterschiedlichen Potentials vorgesehene Leitung (154) angeschlossen ist.

4. Digitallachometer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Zuführung der Spannungen unterschiedlichen Potentials vorgesehene Leitung (154) mit einer die Fortschaltung der digitalen Anzeige (108) auf einen für jede der beiden Spannungen bestimmten Höchstwert begrenzenden Schallanordnung (156, 158) verbunden ist.

5. Digitaltachometer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltanordnung eine Torschaltung (156, 158) umfaßt, die außer einem an die für die Zuführung der Spannungen unterschiedlichen Potentials vorgesehene Leitung (154) angeschlossenen Eingang mit den Ausgängen des Dezimalzählers (90, 92, 94) verbundene weitere Eiingänge umfaßt sowie mit Ihren Ausgängen an das Steuertor (40) angeschlossen Ist.