汽车行驶里程表的工作原理与电路结构

传统的车速里程表是机械式的，典型的机械式车速里程表（图8-3）主要由永久磁铁、感应罩（铝罩）、磁屏（铁护罩）、游丝、指针与刻度盘、计数轮、蜗轮蜗杆和主动轴等组成。汽车停驶时，铝罩在盘形游丝弹簧的弹力作用下，使指针指向刻度盘的“0”位置。当汽车行驶时，主动轴带动永久磁铁旋转，磁力线在铝罩上就会产生涡流，涡流产生的磁场与永久磁铁的旋转磁场相互作用就会产生转矩，这个转矩克服游丝弹簧的力矩就会使铝罩沿着永久磁铁转动的方向转动一定的角度与游丝弹簧的弹力平衡。与此同时，铝罩通过针轴带动指针转过一个与车速成正比的角度，从而在刻度盘上指示出相应的车速。车速越高，永久磁铁旋转越快，铝罩上的涡流越强，转矩越大，铝罩带动指针偏转的角度越大，指示的车速也就越高。汽车行驶时，钢缆软轴带动主动轴转动，并经三对蜗轮蜗杆驱动里程表右边的第一数字轮转动。第一数字轮上所刻的数字为1/10km。在两个相邻的数字轮之间，既通过自身的内齿进行齿轮传动，又通过进位数字轮进行进位传动，从而形成1∶10的传动比。即在右侧数字轮转动一周，数字由“9”翻转到“0”的同时，其进位数字轮便使左侧相邻的数字轮转动1/10周，形成十进位递增关系。当汽车行驶时，就可累计出行驶里程数。

随着电子技术的发展，很多轿车都已采用电子式车速里程表，其工作过程如图8-4所示。首先通过信号采集电路获得车速里程信号（PWM脉宽调制信号或总线信号），然后控制单元（MCU）对信号进行数据处理，最后输出运行命令。一方面通过步进电动机驱动模块使电动机带动车速表指针运转，将车速值在仪表板上指示出来；另一方面，MCU直接驱动段码式LCD显示屏，将计算出的新里程值显示在屏幕上，同时每隔一定的里程（一般为1km），MCU就将里程数据存储到自身集成的或外部只读存存器（EEPROM）内，以防数据丢失。

车速里程表信号通常是CAN、K或LIN总线发送的特殊PWM信号。信号发送单元可以是ABS控制器（信号来自ABS轮速传感器）、变速器控制单元（信号来自输出轴上的车速传感器）、行驶记录仪等可检测车速的控制单元，接收方一般是作为显示单元的仪表或者其他需要车速的控制单元。

图8-3 机械式车速里程表

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图8-4 电子式车速里程表工作原理

电子式车速里程表的电子电路主要包括稳压电路、单稳态触发电路、恒流源驱动电路、64分频电路和功率放大电路，如图8-5所示。车速表的指示精度由电阻R₁调节，初始工作电流由电阻R₂调节，电阻R₃和电容C₃用于电源滤波。

当汽车以不同车速行驶时，从电子电路接线端子6输出与车速成正比的电流信号，驱动车速表指针偏转，从而指示相应的车速。里程表由一个步进电动机及六位数字的十进位齿轮计数器组成。步进电动机是一种利用电磁铁的作用原理将脉冲信号转换为线位移或角位移的微型电动机。车速传感器输出的频率信号经过64分频后，再经功率放大器放大到具有足够的功率去驱动步进电动机，带动六位数字的十进位齿轮计数器工作，从而记录累计里程和单程里程。累计里程和单程里程的任何一位数字轮转动一圈，进位齿轮就会使其左边的相邻计数轮转动1/10圈。车速里程表上设有一个单程里程计复位杆，当需要清除单程里程时，只需按一下复位杆，单程里程计的4个数字轮就会全部复位为零。

图8-5 电子式车速里程表的内部电路结构