DE2852548C2 - Digitaltachometer, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Digitaltachometer, insbesondere für Kraftfahrzeuge zur digitalen Anzeige einer Winkel- oder einer linearen Geschwindigkeit, mit einein Impulserzeuger für eine der anzuzeigenden Geschwindigkeit proportionale Impulsfolge, die durch den Schaltkreis des Tachometers für die digitale Anzeige durch eine Zählung der geschwindigkeitsproportionalen Impulsfolge während bestimmter Zeitintervalle ausgewertet wird.

Bei einem aus der US-PS 37 35 387 bekannten Digitaltachometer der vorgenannten Art ist zur Verhinderung eines Flackerns der digitalen Anzeige nur der Ziffer mit dem niedrigsten Stellenwert ein die geschwindigkeitsproportionale Impulsfolge liefernder Frequenzmodulator über eine durch die Zählimpulse in einer der am höchsten tolerierbaren Rate des Wechsels in der Gesamtanzeige folgegesteuerte Schalteinrichtung direkt an einen von den analogen Eingangsimpulsen binäi kodierte Aiisgangsimpulse liefernden Wandler angeschlossen, der weiter über ein Register mit der digitalen Anzeige verbunden ist. Das Register bzw. dessen beide Ein- und Ausgänge, die für die Weiterleitung der Ziffer mit dem niedrigsten Stellenwert eingerichtet sind, ist durch eine so ausgebildete Vergleichsschaltung gesteuert, daß nur dann ein Wechsel der an der digitalen Anzeige jeweils angezeigten Ziffer mit dem niedrigsten Stellenwert stattfindet, wenn bei einem Vergleich der Polaritäten während einer Zählpcriode das von dem Wandler angelieferte Eingangssignal des Registers gleich ausfällt wie das betreffende, für die Anzeige dieser bestimmten Ziffer genutzte Ausgangssignal bzw. wenn die Polaritäten dieser beiden miteinander verglichenen Impulse ein geradzahliges Vielfaches betragen. Es sind dabei gleichzeitig in der Vergleichsschaltung Maßnahmen verwirklicht, die den folglich nur dann eintretenden Wechsel in der Anzeige der Ziffer mit dem niedrigsten Stellenwert verzögern lassen, womit insgesamt ein vergleichsweise doch sehr aufwendiger Schaltkreis geschaffen ist, um dabei sogar nur im Umfang der Ziffer mit dem niedrigsten Stellenwert eine einwandfreie Ablesbarkeit der digitalen Anzeige sicherzustellen. Sollen noch weitere Ziffern mit entsprechend höheren Stellenwerten in gleicher Art und Weise für eine einwandfreie Ablesbarkeit überwacht werden, dann ist ein entsprechend vervielfachter Aufwand in der Bereitstellung je einer Vergleichsschaltung für die beiden Ein- und Ausgänge des Registers für jede weitere überwachte Ziffer erforderlich, was dann /u einer Baugröße des Digitaltachomelcis führt, die beispielsweise für die speziellen Hinbauverhältnisse bei einem Kraftfahi zeug keine praktikable Lösung darstellt.

Ein unter diesen Aspekten ebenfalls nicht zu vertretender hoher Aufwand bei der Ausbildung des Schaltkreises liegt auch vor bei den Digitaltachometern

gemäß der US-PS 39 62 567, wo in Abwandlung dieses Prinzips die geschwindigkeitsproportionalen Impulse zuerst durch einen über eine Logikschaltung zeitgesteuerten Zähler gezählt werden, um nach einer bestimmten Zeitdauer an einen an diesen Zähler angeschlossenen Speicher übergeben zu werden, welcher der digitalen Anzeige vorgeschaltet ist. Zur Verhinderung eines Flackerns dieser Anzeige ist außerdem ein weiterer Zwischenzähler vorgesehen, der so gesteuert ist, daß er nur unter bestimmten Schaltbedingungen die Übergabe der gezählten Impulse aus dem einen Zähler in den Speicher zuläßt und damit die Beeinflussung der digitalen Anzeige ergibt.

Der Erfindung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, einen Digitaltachometer der eingangs genannten Art im Umfang seines Schaltkreises besonders für die Verhältnisse vergleichbar einfacher auszubilden, daß für mehr als nur eine Ziffer der digitalen Anzeige jedes Flackerns bei nur geringen Änderungen jede, augenblicklich angezeigten Fahrgeschwindigkeit verhindert und also eine entsprechend einwandfreie Ablesbarkeit so lange beibehalten wird, wie entsprechend größere Abweichungen von einer solchen steten Fahrgeschwindigkeit eine angepaßte Änderung der digitalen Anzeige erlauben sollen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Digitaltachometer der eingangs genannten Art der Schaltkreis ein einem binär kodierten Dezimalzähler vorgeschaltetes Steuertor umfaßt, das außer einem E'ngang für die geschwindigkeitsproportionalen Impulse einen weiteren Eingang für Zählzeitimpulse sowie einen die Weiterleitung der geschwindigkeitsproportionalen Impulse an den Dezimalzähler während einer Zählperiode steuernden dritten Eingang aufweist, daß der zur Zählung seiner Eingangsimpulse und deren Wandlung in binär kodierte Ausgangsinipulse ausgebildete Dezimalzähler mit seinen Ausgängen an entsprechende Eingänge eines in Abhängigkeil von Schaltimpulsen für eine Weiterleitung der ihm zugeleiteten, binär kodierten Impulse fortschaltbaren Schalters gemeinsam mit dessen weiter mit der digitalen Anzeige verbundenen Ausgängen an einen am F.nde jeder Zählperiode die binären Eingangs- und Ausgangsimpulse des Schalters miteinander vergleichenden Komparator angeschlossen ist, und daß die Ausgangsleitung des !Comparators mit einem die Schaltimpulse ^rür den Schalter nur dann liefernden Indexzähler verbunden ist, wenn am Ende jeder einer Vielzahl von Zählperioden ein Unterschied der miteinander verglichenen Impulse auftritt.

Es wird damit ein Digitahachometer geschaffen, bei dem die digitale Anzeige nur dann durch den vorgeschalteten Dezimalzähler verändert wird, wenn mittels des !Comparators eine Verschiedenheit der E'ngangs- und Ausgangsimpulse des zwischengeschalteten Schalters festgestellt wird. Dabei darf diese Verschiedenheit jedoch nicht durch einen maßgeblichen Augenblickswert verursacht sein sondern muß vielmehr das Ergebnis von mehreren aufeinanderfolgenden Vergleichsmessungen sein, die mittels des Indexzählers erfaßt werden, der nur dann den zwischen den Dezimalzähler und die digitale Anzeige /wischengeschalteten Schalter für eine Weiterleitung der geschwindigkeitsproportionalen Impulse für eine entsprechende Veränderung der digitalen Anzeige betätigen läßt, wenn diese vorbestimmte Anzahl einandc entsprechender Vergleichsmessungen, bei denen ein Abweichen der Eingangs- und Ausgangsimpulse des Schalters festgestellt wird, erreicht ist.

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

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

F i g. 1 eine Perspektivansxht eines Impulserzeugers gemäß einer für einen Digitaltachometer nach der Erfindung geeigneten Ausführungsform und

Fig. 2 den Schaltkreis dieses Digitaltachometers

i» gemäß einer für Kraftfahrzeuge geeigneten Ausführungsform.

Die Einzelheiten der Schaltung, die über den durch die Ansprüche umrissenen Gegenstand hiausgehen, 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 Lagerwelle 16 der Scheibe 14 anschließbar, wobei für die Tachometerwelle vorzugsweise eine Antriebsübersetzung verwirklicht ist, bei der die Scheibe 14 mit OOC 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 Vorsprünge eines optischen Gebers 20 ein, der aus einer an dem einen Vorsprung montierten Diode sowie einem an dem anderen

i" 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

r> 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 Spaiinungsimpulse 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 .',omit 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 einer 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

bo 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

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

Der Digitaltachometer bzw. sein Schaltkreis 30 umfaßt am maßgeblichen Eingang eine Diode 20,i und einen Transistor 20£>, 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 20b verbunden ist, eine 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 Sieuertor 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 eine 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 NAN D-Tores 78 dem Steuertor 40 zugeleitet und bestimmt damit die Zeitdauer, über welche das Steuertor 40 für die Weiterleitung der Impulse eingeschaltet bleibt, die ihm über die Anschlußicitur.g 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 nur kurz andauernde Impulse aufeinanderfolgend an den Ausgängen von drei NAN D-Toren 84, 86 und 88 erzeugt, die Steuersignale ergeben, deren funktionclle Bedeutung nachfolgend noch näher ausgeführt wird.

Der die Elemente 90, 92 und 94 umfassende BCD-Zähler ist ein 9 Bit-Zähler mit den Ausgangsklem-"· men AO. BO. CO. DO. A 1. B 1, C 1, D 1 und A 2. Diese Ausgangsklemmen des BCD-Zählers sind an entsprechende Eingangsklemmen eines 9 Bit-Schallers angeschlossen, der aus den Elementen 96, 98 und 100 aufgebaut ist, von denen die Elemente % und 98 zwei 4

i<> 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 % und 98 sind jeweils mit den

'"i entsprechenden Eingangsklemmen eines BCD-Dekodier-Treibcrs 102 bzw. 104 verbunden, während die eine Ausgangsklemme des Schalters 100 mit der entsprechenden einen Eingangsklemme eines Display-Treibers 106 verbunden ist. Die Steuerleitung des Display-Trei-

-¹¹ bers 106 steuert ein Einfachsegment 110 einer digitalen Anzeige 108, während die Steuerleitungen der beiden BCD-Dekodier-Treiber 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

^J" 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-Dekodier-Treiber 102 und 104 gesteuerten Segmente 114 und 112 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 btriiutigt. Sofern der Tachometer für L-inc digitale Anzeige von Fahrgeschwindigkeiten von mehr als 200 Meilen oder Kilometern pro Stunde

⁴> 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 entsprechenden Anordnung zu verwirklichen.

Die digitale Anzeige 108 ist in bekannter Weise ausgebildet, und ?war vorzugsweise vakuumfluoreszierend. und auch die BCD-Dekodier-Treiber 102 und 104 sowie die damit verbundenen 4 Bit-Schalter 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 Größenver gleich der vier am wenigsten bedeutenden Bits im Ausgang des BCD-Zählers mit den vier am wenigstens 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 NOR-Tor 120 angeschlossen, das mit seinem Ausgang 121 den Eingang eines Index-Zählers bildet, welcher die Flip-Flops Typ D 122 und 124 sowie ein weiteres NOR-Tor 126umfaßt.

Der Index-Zähler mit den Elementen 122,124 und 126 ist dazu eingerichtet, um eine Weiterleitung des in dem BCD-Zählers gespeicherten Zählerstandes 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 Zählperiode am Eingang des 4 Bit-Schalters 96 ein bezüglich dessen Ausgang unterschiedlichen 4 Bit-Impuls erhalten wird und damit der 4 Bit-Komparator 116 den angeschlossenen Indexzähler um eine Zählslufe weiterschaltet. Wenn der Indexschalter dann um vier Zählstufen weitergeschaltet ist, dann erst wird der die Elemente 96, 98 und 100 umfassende 9 Bit-Schalter betätigt, um das Ausgangssignal des die Elemente 90, 92 und 94 umfassenden BCD-Zählers an die Treiber 102, iO4 und 106 weiterzuleiten, die mil 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 Bit-Komparalor 116 vier aufeinanderfolgende Vergleiche unterschiedlich ausgefallen sind. Wenn daher der 4 Bit-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 122 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 Fahrge-

Schaltkreises angeschlossen ist. Aus dieser Eingangsklemme fließt der Strom über einen Widerstand 27 an die Diode 20,-j des optischen Gebers 20, so daß gegen die Basis von dessen Fototransistor 206 ein Lichtstrahl ausgerichtet wird, der jedoch jeweils nur dann die Basis des Fototransistors 20b erreicht, wenn ein Schlitz 18 der Scheibe 14 des Inipulserzeugers 10 eine Ausrichtung auf diesen Lichtstrahl erfährt. An der an den Kollektor des Transistors 20b 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 vuigeschalUH 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 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 Schaltspannung eine Spannung verstanden sein soll, die gleich oder zumindest annähernd gleich der Erdspannung ist. Wenn diese logische Schaltspannung an den einen, mit dem Kondensator 36 verbundenen Eingang des NAND-Tores 32 angeliefert wird, dann wird folglich in dessen Ausgangsleitung 33 ebenfalls diese logische Schaltspannung 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 erscheint, die ebenfalls der Impulsfolge entspricht, die über die angeschlossene Anschlußklemme 24 zugeleitet wird. In die Ausgangsleitung 33 des NAND-Tores 32 ist ein weiterer Inverter 38 eingebaut, und erst das invertierte Signal wird dem Steuertor 40 zugeleitet.

Das Steuertor 40 ist ein NAND-Tor mit fünf Eingängen, von denen der eine Eingang aus der Anschlußklemme 24 mit einer der Fahrgeschwindigkeit proportionalen Impulsfolge versorgt wird. Die anderen vier Eingänge dieses NAND-Tors sind dazu eingerich-

schwiiidigkeit zu keiner Änderung in der digitalen ;et, die Weiterleitung dieser Impulsfolge an die

Anzeige führen können, während andererseits größere Abweichungen von einem Augenblickswert dazu führen, daß dann diese digitale Anzeige der Fahrgeschwiiidigkeit auf Grund der großen Ansprechempfindiichkeit 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 zu Grunde 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 Ausgangsleiiung 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

öo zugeleitete Impulsfolge an das unmittelbar angeschlossene Element 90 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

t>5 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 F i g. 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 weitergeleitei, 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 Schahzunge des Umschalters 152 in ihre zweite Schaltstellung umgestellt ist, in der dann für eine digitale Anzeige der Fahrgeschwindigkeit in Kilometern pro Stunde 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 AO, CO und D 1 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 Weilerleitung 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 Kilometern pro Stunde maßgebliche Stellung gebracht ist und dabei dann also an den Eingang 154 des NANO-Tores 156 eine logische Nullspannung angeliefert wird, dann wird an den Eingang 155 des Steuertores 40 ständig eine logische Schaltspannung w eitergeleitet. Ein dritter Eingang 159 des Steuertores 40 ist indessen an ein weiteres NAND-Tor 158 angeschlossen, das über sechs Eingänge an die sechs Ausgang·? A 0. /JO. ("0. A I. B1 und .4 2 der Elemente 90, 92 und 94 des BCD-Zählers angeschlossen ist. Der BCD-Zähler kann damit maximal auf einen Zählerstand gebracht werden, der einer Fahrgeschwindigkeit von 137 Kilometer pro Stunde entspricht, was bei der digitalen Anzeige der Fahrgeschwindigkeit in Meilen pro Stunde genau dem Wen von 85 Meilen pro Stunde entspricht. 1st diese Fahrgeschwindigkeit von 137 Kilometern pro Stunde erreicht, dann erscheint am Eingang 159 des Steuertors 40 eine logische Nullspannung, so daß in entsprechender Weise wieder keine weitere Impulsfolge aus dem Eingang 39 des Sleuertors 40 an den angeschlossenen BCD-Zähler weitergeleitet wird. Der Zählerstand des BCD-Zählers b'eibi folglich auf diesen Wert fixiert, selbst wenn die Fahrgeschwindigkeil 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 DX. D 2, D 3 und D 4 aufweist, und dieser Abwärtszähler 54 wird immer dann in Abhängigkeit von den über diese Eingänge zugeführten Spannungen mit einer binären

Zahl rückgestellt, wenn ein für eine entsprechende Freigabe einstellbarer weiterer Eingang PE dieses Abwärtsschalters 54 von dessen Ausgang O eine logische Schaltspannung erhält. Wenn die Schaltzunge des Umschalters 152 die in F i g. 2 dargestellte Stellung einnimmt, dann wird die logische Schaltspanming über einen Inverter 157 den beiden Eingängen Dl und Di des Abwärtszählers 54 zugeleitet, so daß folglich der Abwärtszähler 54 eine Abwärts/ählung der ihm zugeführten logischen Schaltspannung um den Teilerfaktor 10 vornimmt. In der anderen Schahstelliing des Umschalters 152 wird die logische Schallspannung indessen allen vier Eingängen des Abwärtszahlers 54 zugeführt, so daß dieser dann eine Abwärtszählung um den Teilerfaktor 16 vornimmt.

Die Flip-Flops Typ D 56 bis 76 bilden eine Reihenanordnung von Geräten, die einen Teilerfaktor 2 erfüllen. Solange dem Eingang Clues Abw ärtszählers 54 über den Inverter 52 ein Impuls der Größe 515 kHz zugeleitet wird, erscheint in der an den Ausgang Q des Flip-Flops 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, einen Wechsel der logischen Schallspannung /ur logischen Nullspannung in einem jeweiligen Zeitabstand, der progressiv der Hälfte des jeweils vorausgehenden Zeitabstandes entspricht. -Ms Ergebnis davon wird der Impuls 82 in der Ausgangsleitung 80 des NAND-Tores 78 erzeugt, der eine Dauer von etwa 39.1 Millisekunden hai, solange der Umschalter 152 die dargestellte Schaltstellung einnimmt, andererseits icdoch eine Dauer von etwa b2.b 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 tatsachlichen Fahrgeschw indigkeit.

Der Zählzeitimpuls 82 wird über die Anschlußleilung 80 dem Steuertor 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 15Z 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 Segmente 110,112 und 114 zur Anzeige kommt, und sotern 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 BCDZählers ermittelt und folglich in seiner Ausgangsleitung 118 eine logische Nullspannung erscheint, dann ist dieses NOK-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 Indexzahlers eine Viererzählung gespeichert ist. Wenn ein solcher Freigabeimpuls in der Ausgangsleitung 127 des NAND-Tores 126 auftritt, dann wird er von dort weitergeleitet an die Zahleingänge Oder drei Schalter 96,98 und 100. was zur Folge hat. dall die in dem BCD-Zahler gespeicherte und der Fahrgeschwindigkeit entsprechende Zahl dann an die Ausgänge der Schalter 96,98 und 100 weiiergelcitet und unier Vermittlung der Treiber 102, 104 und 106 durch die Segmente 114, 112 und 110 der digitalen Anzeige 108 zur Anzeige gebracht wird. Die am Beginn jeder Zählperiode in der Ausgangsleitung 80 des NAND-Tores 78 auftretende Übergang zwischen der logischen Nullspannung und der logischen Schaltspannung ergibt dabei im übrigen einen Zählimpuls für das Flip-Flop 122. indem die Leitung 80 an den betreffenden Zahleingang C/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 Anschlußleitung 87 zugeleiteten Freigabeimpu's 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 üb 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 BCD-Zähler über den Inverter 91 sowie dessen Ausgangsleitung 93 zurück, und derselbe Impuls wird andererseits auch über die Leitung 95 dem Zähleingang C/des Flip-Flops 150 zugeleitet, um für eine synchrone Impulsauswertung im Schaltkreis 30 zur Verfügung zu stehen.

Bis_zu diesem Zeitpunkt liegt an der Ausgangsklemme Q des Flip-Flops 150 eine logische Schaltspannung,

während an dem Ausging 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 144 und 146 weitcrgeleitet wird, von denen der andere Eingang des einen NAND-Tores 146 an die Leitung 130 angeschlossen ist, über die eine Zuleitung der an der Ausgangsklemmc 24 abgenommenen Eingangsimpulse vorgenommen wird. Der Ausgang des NAND-Tores 146 erfährt folglich einen ständigen Wechsel zwischen einer logischen Nullspannung und einer logischen Schaltspannung.

Zwischen den Pluspol der Gleichstromquelle und einer Masseleilung des Schaltkreises 30 ist weiterhin noch eine Reihenschaltung aus einem Widerstand 138 und einem Kondensator i36 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 angeordnete 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 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 seino Aufladung über den Widerstand 138 erfährt, entladen wird. An den beiden Eingängen des NAND-Tores 148 erscheinen folglich gleichzeitig impulse, wobei dann jeder in dessen Ausgangsleitung 149 weitergeleitete Impulse dem für die Rückstellung maßgeblichen Eingang R des Flip-Flops 150 zugeleitet wird.

Jeder an 'Jem Eingang R des Flip-Flops 150 erscheinende Rückslcllimpuls löst einen Übergang in eine logische Nullstellung 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 fällt damit zusammen mit der Zuleitung des der Fahrgeschwindigkeit entsprechenden Eingangsimpulses über die andere Anschlußleitung 39, so daß folglich dor Beginn der Zählerperiode synchronisiert ist mit dem Auftreten eines Eingangsimpulses in der Anschiußleitung 39 an das Steuertor 40.

Sollte die Impulsfolge bzw. die Zeitdauer zwischen zwei in der Leitung i3ö aufeinanderfolgenden Einzeiimpulsen 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 Einsaiiesimpulse

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 Anschlußleitung 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 Ausgangslei-

tung 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 (7)

Patentansprüche:

1. Digitaltachometer, 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 die digitale Anzeige durch eine Zählung der geschwindigkeitsproportionalen Im- in pulsfolge während bestimmter Zeitintervalle ausgewertet v/ird, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis (30) ein einem binär kodierten Dezimalzähler (90,92,94) vorgeschaltetes Steuertor (40) umfaßt, das außer einem Eingang (39) für die geschwindigkeitsproportionalen Impulse einen weiteren Fingang (80) für Zählzeitimpulse (82) sowie einen die Weiterleitung der geschwindigkeitsproportionalen Impulse an den Dezimalzähler (90, 92, 94) während einer Zählperiode steuernden dritten Eingang (155) aufweist, daß der zur Zählung seiner Eingangsimpulse und deren Wandlung in binär kodierte Ausgangsimpul.se ausgebildete Dezimalzähler (90, 92, 94) mit seinen Ausgängen an entsprechende Eingänge eines in Abhängigkei' von 2ί Schaltimpulsen für eine Weiterleitung der zugeleiteten, binär kodierten Impulse fortschaltbaren Schalters (96,98, 100) sowie gemeinsam mit dessen weiter mii der digitalen Anzeige (108) verbundenen Ausgängen an einen am Ende jeder Zählperiode die w binären Eingangs- und Ausgangsimpulse des Schalters (96, 98, 100) miteinander vergleichenden Komparator (116) angeschlossen ist, und daß die Aiisgangsleitung (118) des Komparaiors (116) mit einem die Schaltimpulse für den Schalter (96,98,100) i^r> nur dann liefernden Indexzähler (122, 124) verbunden ist, wenn am Ende jeder einer Vielzahl von Zählperioden ein Unterschied der miteinander verglichenen Impulse auftritt.

2. Digitaltachometer nach Anspruch 1, dadurch 4n gekennzeichnet, daß dem Eingang (39) für die geschwindigkeitsproportionalen Impulse des Steuertors (40) eine Einrichtung (32 bis 38) vorgeschaltet ist, welche beim Auftreten von Impulsen einer zeitlich unveränderlichen Größe eine ⁴^ Betätigung des Steuertors (40) für eine von einer Nullanzeige abweichende digitale Anzeige verhindert.

3. Digitaltachometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem dritten Eingang (155) des Steuertors (40) eine den Beginn jeder Zählperiode mit den geschwindigkeitsproportionalen Impulsen synchronisierende Einrichtung (150) sowie eine weitere Einrichtung (132 bis 148) vorgeschaltet ist, die eine Beendigung dieser ^r>^r> Synchronisierung verhindert, wenn die Folgezeit der geschwindigkeitsproportionalen Impulse länger als die Zählperiode ist.

4. Digitaltachometer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Indexzähler ^ω (122, 124) wenigstens einen Binärzähler (122, 124) umfaßt, der mit einem Rückstelleingang (R) an den Komparator (116) angeschlossen ist.

5. Digitaltachometer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Indexzähler ^ (122, 124) durch die dem Steuertor (40) zugeleiteten Zählzeitimpulse (82) fortgeschaltet wird.

6. Digitaltachomeier nach Anspruch 4 oder 5,

dadurch gekennzeichnet, daß der Indexzähler (J22, 124) zwei Flip-Flops Typ D (122, 124) in einer Kaskadenschaltung umfaßt.

7. Digitaltachometer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der digitalen Anzeige (108) eine mit den entsprechenden Ausgängen des Schalters (96, 98, 100) verbundene Dekodiertreiberschaltuiig (102, 104, 106) vorgeschaltet ist.