электронный спидометр
Классы МПК: | G01P1/08 шкалы, стрелки, световые или акустические индикаторы, например в автомобильных спидометрах G01P3/10 путем включения индикаторных элементов, например стрелок, на определенный промежуток времени G01C22/00 Измерение расстояний, пройденных по земле людьми, животными, транспортными средствами, а также любыми движущимися твердыми телами, например с помощью шагомеров, педометров, спидометров |
Автор(ы): | |
Патентообладатель(и): | Жданов Михаил Анатольевич, Булдаков Валерий Алексеевич, Соловьев Алексей Александрович, Пунгин Николай Александрович, Чернов Михаил Алексеевич |
Приоритеты: |
подача заявки:
2000-09-07 публикация патента:
20.06.2002 |
Изобретение относится к автомобильным измерительным приборам, предназначенным для оценки и индикации скорости движения и пройденного пути. Спидометр содержит датчик импульсов, схему формирования управляющих сигналов и указатель скорости, а также делитель частоты с регулируемым коэффициентом, счетчик пути и индикатор. Указатель скорости выполнен в виде набора из N неподвижных стрелок, расположенных радиально одна возле другой по кругу слева направо через угловой интервал, соответствующий максимально допустимой ошибке дискретности отсчета скорости, и N источников света. Схема формирования управляющих сигналов содержит последовательно соединенные формирователь сигнала временного интервала, схему совпадения, счетчик числа импульсов и дешифратор кода счетчика числа импульсов с числом выходов, равным числу стрелок N. Каждый из выходов дешифратора соединен с соответствующим источником света, а каждый источник света объединен с одной стрелкой. Устройство характеризуется расширенной областью применения, повышенной точностью и сниженными габаритами и массой. 3 з.п.ф-лы, 3 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
1.Электронный спидометр, содержащий датчик импульсов, схему формирования управляющих сигналов и указатель скорости, последовательно соединенные делитель частоты с регулируемым коэффициентом, счетчик пути и индикатор, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, повышения точности и снижения габаритов и массы, указатель скорости выполнен в виде набора из N неподвижных стрелок, расположенных радиально одна возле другой по кругу слева направо через угловой интервал, соответствующий максимально допустимой ошибке дискретности отсчета скорости![электронный спидометр, патент № 2183836](/images/patents/287/2183002/916.gif)
![электронный спидометр, патент № 2183836](/images/patents/287/2183002/916.gif)
![электронный спидометр, патент № 2183836](/images/patents/287/2183002/916.gif)
![электронный спидометр, патент № 2183836](/images/patents/287/2183002/916.gif)
![электронный спидометр, патент № 2183836](/images/patents/287/2183002/8226.gif)
где К - число импульсов датчика на 1 км пути;
N = Vмакс/
![электронный спидометр, патент № 2183836](/images/patents/287/2183002/916.gif)
где Vмакс - максимальное значение скорости на шкале спидометра, км/ч. 2. Электронный спидометр по п.1, отличающийся тем, что в набор N стрелок введен цилиндрический диск из светопроводящего материала с вмонтированными в него светоотражающими, светонепроницаемыми перегородками, закрывающими три поверхности цилиндрического сектора, кроме лицевой и торцевых, светофильтр и диск с совокупностью масок, каждая из которых имеет прозрачное окно в форме стрелки на черном фоне сектора, повторяющего форму лицевой поверхности сектора цилиндрического диска, причем цилиндрический диск, светофильтр и диск из совокупности N масок соединены без зазора наложением друг на друга снизу вверх (к наблюдателю). 3. Электронный спидометр по п.2, отличающийся тем, что светофильтр выполнен в виде диска из материала, пропускающего свет источника света в узком диапазоне длин волн. 4. Электронный спидометр по п.2, отличающийся тем, что диск с N масками снабжен шкалой с оцифрованными делениями.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области автомобильного транспорта и может быть использовано для оценки и индикации скорости движения и пройденного пути автотранспортным средством. Спидометры обеспечивают индикацию скорости движения путем преобразования сигналов датчика, устанавливаемого на вторичном валу двигателя. Известны спидометры (авт. заявка 94019766б дата опубл. 1996.01.10), в которых применяются импульсные датчики, выполняемые чаще в виде бесконтактных электрических датчиков импульсов вращения вала, импульсы далее поступают на вход преобразователя и далее на показывающий прибор. Преобразователь и показывающий прибор работают в режиме измерения, при этом прибор проградуирован пропорционально скорости движения, по нему можно оценивать скорость движения транспортного средства. Наряду с оценкой скорости в спидометры вводят счетчики пути, на вход которых поступают сигналы того же импульсного датчика, что обеспечивает оценку и пройденного пути и делает спидометр более универсальным прибором. Известен универсальный спидометр (авт. заявка 97102669б дата опубл. 1999.03.20), содержащий устанавливаемый без специального привода на вторичный вал датчик, включающий ротор и статор - электромагнитный формирователь импульсов; схему формирования управляющих сигналов; счетчик пути и указатель скорости, причем схема формирования управляющих сигналов содержит усилитель-ограничитель, параллельно соединенный через ждущий генератор с регулируемой длительностью импульса с указателем скорости, а через делитель частоты и ждущий генератор с постоянной длительностью импульса с дискретным приводом счетчика пути. В данном устройстве, выбираемом в качестве прототипа, при предлагаемом составе схемы формирования управляющих сигналов, выполняющей преобразование сигналов датчика импульсов для указателя скорости, в качестве указателя скорости (показывающего прибора) может использоваться индикатор стрелочного типа, который содержит неподвижную шкалу с делениями, оцифрованными контрольными значениями цифр, и подвижную стрелку, размещенную на оси электромеханической головки. Электромеханические индикаторы, применяемые в указателях скорости, имеют большую температурную погрешность (из-за наличия катушки индуктивности и возвратной пружины в электромеханической головке), низкую устойчивость к механическим воздействиям (колебания стрелки или механические разрушения при вибрации и ударах), низкую технологичность сборки, так как после сборки, как правило, требуются высокоточная настройка вращающихся механических частей, балансировка стрелки и калибровка. Электромеханические индикаторы имеют в составе моточные узлы, магниты, их применение увеличивает в целом вес спидометра и его габариты. Заявляемое изобретение направлено на создание электронного спидометра, достигаемый при этом результат - расширение области применения, повышение точности показаний и уменьшение габаритов и массы спидометра. В известном устройстве, содержащем датчик импульсов, указатель скорости и схему формирования управляющих сигналов. последовательно соединенные делитель частоты с регулируемым коэффициентом деления, счетчик пути, для достижения указанного результата указатель скорости содержит набор из N неподвижных стрелок, расположенных радиально одна возле другой по кругу слева направо через угловой интервал, соответствующий максимально допустимой ошибке дискретности отсчета скорости![электронный спидометр, патент № 2183836](/images/patents/287/2183002/916.gif)
![электронный спидометр, патент № 2183836](/images/patents/287/2183002/916.gif)
![электронный спидометр, патент № 2183836](/images/patents/287/2183002/916.gif)
![электронный спидометр, патент № 2183836](/images/patents/287/2183002/916.gif)
![электронный спидометр, патент № 2183836](/images/patents/287/2183257/215.gif)
где К - число импульсов датчика на 1 км пути;
![электронный спидометр, патент № 2183836](/images/patents/287/2183002/916.gif)
![электронный спидометр, патент № 2183836](/images/patents/287/2183002/916.gif)
N = Vмакс/
![электронный спидометр, патент № 2183836](/images/patents/287/2183002/916.gif)
где Vмакс - максимальное значение скорости на шкале спидомера, км/ч;
N - число стрелок. N стрелок указателя скорости содержит диск из светопроводящего материала с вмонтированными в него светоотражающими, светонепроницаемыми перегородками, закрывающими три поверхности цилиндрического сектора диска, кроме лицевой и торцевых, образуя N световодов, светофильтр в виде диска из материала, пропускающего свет источника света в узком диапазоне длин волн с тем, чтобы при внешнем освещении стрелки были мало заметны, но при подсветке одной стрелки она была ярко засвечена, и диск с совокупностью N масок, каждая из которых имеет прозрачное окно в форме стрелки на черном фоне сектора, повторяющего форму лицевой поверхности сектора цилиндрического диска, причем N световодов, светофильтр и диск из совокупности N масок соединены без зазора наложением друг на друга снизу вверх (к наблюдателю) и каждая маска совмещена с соответствующим световодом. Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается конструкцией указателя скорости и составом узлов схемы формирования управляющих сигналов. Прежде всего, область применения предлагаемого электронного спидометра расширяется за счет исключения механически перемещаемых деталей и замены их неподвижными электронными и механическими элементами в указателе скорости, что позволяет использовать предлагаемые спидометры не только на автотранспортных средствах, но и на танках, бронетранспортерах и пр. В предлагаемом спидометре повышена точность показаний скорости за счет исключения температурной составляющей погрешности и составляющей, вызванной колебаниями стрелки при внешних механических воздействиях (вибрации, удары транспортного средства)[1]. Основная погрешность электронного спидометра может быть оценена ошибкой дискретности указателя скорости, например, при выборе N= 50 основная погрешность составляет не более 2% от верхнего предела показаний. Электронный спидометр имеет меньшие габариты и массу, так как последние параметры в основном зависят от указателя скорости. В предлагаемой реализации его объем уменьшен примерно в 2 раза, толщина в 5 раз, масса в 3 раза. Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 представлена структурная схема, где обозначения следующие:
1 - датчик импульсов;
2 - схема формирования управляющих сигналов;
3 - формирователь сигнала временного интервала;
4 - схема совпадения;
5 - счетчик числа импульсов;
6 - дешифратор кодов счетчика;
7 - указатель скорости, в котором Л - левая крайняя стрелка, засвечиваемая от 0 - выхода дешифратора, П - правая крайняя стрелка, засвечиваемая от N - выхода дешифратора, Об - общий вывод с дешифратора;
8 - делитель частоты;
9 - счетчик пути;
10 - индикатор пути. На фиг.2 показана конструкция указателя скорости электронного спидометра, где обозначения следующие:
11 - цилиндрический диск из светопроводящего материала с перегородками;
12 - светофильтр;
13 - диск с N масками и шкалой;
14 - места установки перегородок;
15 - источники света. На фиг. 3 показан внешний вид электронного спидометра, где обозначения следующие:
10 - индикатор пути;
13 - диск с N масками и шкалой;
15 - источники света;
16 - подсвеченная стрелка. Электронный спидометр (Фиг.1) содержит датчик импульсов (1), подключенный к схеме формирования управляющих сигналов (2) и к делителю частоты (8), последовательно соединенные делитель частоты (8), счетчик пути (9) и индикатор (10) пути, последовательно соединенные схему формирования управляющих сигналов (2) и указатель скорости (7). Схема формирования управляющих сигналов (2) содержит последовательно соединенные схему совпадения (4), счетчик числа импульсов (5) и дешифратор (6), а также формирователь сигнала временного интервала (3), выход которого подсоединен ко второму входу схемы совпадения (4). Указатель скорости содержит набор N стрелок, расположенных одна возле другой слева направо через угловой интервал и N источников света с двумя выходами каждый, причем каждый из выходов дешифратора (6) соединен с первым входом соответствующего источника света, второй вход которого соединен с общим выводом дешифратора (6). Конструкция указателя скорости (фиг.2) состоит из цилиндрического диска (11) из светопроводящего материала с перегородками, светофильтра (12), диска с масками и шкалой (13) и N источников света (15). В цилиндрический диск (11) из светопроводящего материала вмонтированы перегородки, закрывающие три поверхности цилиндрического сектора диска (11), и в каждый такой отдельный сектор установлен источник света. При технической реализации в качестве источников света использовались светоизлучающие диоды. Диск (11), светофильтр (12) и диск с масками и шкалой (13) соединены вместе без зазора путем наложения друг на друга. Назначение основных устройств схемы формирования управляющих сигналов (2) следующее. Формирователь сигналов временного интервала (3) служит для формирования сигналов длительностью
![электронный спидометр, патент № 2183836](/images/patents/287/2183002/916.gif)
![электронный спидометр, патент № 2183836](/images/patents/287/2183002/916.gif)
![электронный спидометр, патент № 2183836](/images/patents/287/2183002/916.gif)
![электронный спидометр, патент № 2183836](/images/patents/287/2183002/916.gif)
![электронный спидометр, патент № 2183836](/images/patents/287/2183002/916.gif)
![электронный спидометр, патент № 2183836](/images/patents/287/2183002/916.gif)
![электронный спидометр, патент № 2183836](/images/patents/287/2183002/916.gif)
![электронный спидометр, патент № 2183836](/images/patents/287/2183002/916.gif)
![электронный спидометр, патент № 2183836](/images/patents/287/2183002/916.gif)
![электронный спидометр, патент № 2183836](/images/patents/287/2183002/916.gif)
![электронный спидометр, патент № 2183836](/images/patents/287/2183002/916.gif)
![электронный спидометр, патент № 2183836](/images/patents/287/2183002/916.gif)
![электронный спидометр, патент № 2183836](/images/patents/287/2183002/916.gif)
1. Спидометры автомобильные с электроприводом. Общие технические условия. ГОСТ 12936-82. Госкомитет по стандартам. Москва, 1982, 1997г.
Класс G01P1/08 шкалы, стрелки, световые или акустические индикаторы, например в автомобильных спидометрах
Класс G01P3/10 путем включения индикаторных элементов, например стрелок, на определенный промежуток времени
Класс G01C22/00 Измерение расстояний, пройденных по земле людьми, животными, транспортными средствами, а также любыми движущимися твердыми телами, например с помощью шагомеров, педометров, спидометров