JPS58203253A - 車両用手動変速機のギヤシフト報知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、動力性能を維持しながら燃料消費の少ない経
済運転を行々うだめのギヤシフト情報を運転者に知らせ
るようにした車両用手動変速機のギヤシフト報知装置に
関する。

従来、車両用手動変速機のギヤシフト報知装置としては
、一般に行なわれているギヤシフト操作が車速に応じて
シフトアップ又はシフトダウンして（八ることから、例
えば第１図に示すよう（・二、車速に対するスロットル
開度（吸入負圧でも良い）の座標上で曲線Ｇ工〜ＧＩＩ
Ｉで分けられる各ギヤの選択領域を実車試験又は経験に
基づいて一義的に定め、寛速に対するスロットル開度か
いずれのギヤ選択領域に含捷れるかを判別してギヤシフ
ト情報を運転者に知らせることが考えられているつとこ
ろで、近年においては、エネルギ節減の見地から燃料消
費の少ない経済運転を行なえることが強く望すれている
。

しかしながら、第１図に示す車速に対するスロットル開
度で与えら九る特性に基づいたギヤシフ１”＜　　） ト情報は、主に適正な走行動力性能を得るためのギヤシ
フト情報でちり、この情報に従ってギヤシフトを行なっ
たとしても必ずしも燃料消費０少ない経済運転を行なう
ことができない。

一方、燃料消費の少ない経済運転を行なうためには、出
来るだけ高速のギヤ：・τシフトアップして運転するこ
とが知られているが、走行抵抗の大きい低速走行時にむ
やみに高速ギヤを選択すると、ギヤＤ選択が適正でない
ために軸トルクが不足してノッキングを起し易く、動力
性能を維持しながら経済走行を行なうことのできるギヤ
シフトがどつようフｚもつか判り難いという問題点があ
った。

本発明よ、このような従来の問題点に着目してなされた
もので、動力性能を保ちながら経済走行ので弯るギヤシ
フト情報を知らせるため、予め記憶したエンジン全性能
曲線図に基づいて現任の走行状態及びソフトアップした
状態における燃料消費量と走行抵抗に対する余裕馬力と
を求め、シフトアップしたときの余裕馬力が現在値以上
で且つ燃料消費量が現在値以下に低減するときにのみシ
フトアップを表示することにより、上記問題点を解決す
ることを目的としている。

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第２図は、本発明の一実施例を示したブロック図である
。

１丁、構成を説明すると、１はエンジンのクランクシャ
フトの回転数に比例した数のパルス信号等を出力するエ
ンジン回転数センサ、２はエンジン回転数センサ１より
出力されるパルス信号をエンジン回転数Ｎを表わすデジ
タル信号に変換するＡ／Ｄ変換益、３はアクセル操作に
応じたスロットルバルブの開度なポテンショメータ等に
より検出するスロットル開度センサ、４にスロットル開
度センサ３ｉ−ら出力されるスロットル開度に比例した
横用電圧をスロットル開度θを表わすテジタル物号とし
て出力する関数発生器、５は路面の勾配角又は車両の加
速度状態を検出する傾斜センサ、６は傾斜センサの出力
に基づいて路面傾斜αを表わすデジタル信号を出力する
関数発生器、７はギヤスイッチ等により／フトレバーの
操作位置を検（５） （４） 出するギヤ位置センサ、８は手動変速機の各ギヤ位ｔに
おけるシフトアップ時のギヤ比を各キャ毎に記憶し、ギ
ヤ位置センサ７の検出位置に基づいて対応するギヤ比を
出力するギヤ比メモリ、９はエンジン回転数センサ１で
検出したエンジン回転数Ｎとギヤ比メモリ８より読み出
されたギヤ比とに基づいて同一車速を保ちながらシフト
アップした時のエンジン回転数を 但し、　Ｎｏ；　現在のエンジン回転数Ｎ１；　　シフ
トアップしたときのエンジン回転数 ’　Ｉ　／　ｉ、　；ギヤ比 として演算する演算器である。

１０はベンチテスト等により予め得られたエンジン全性
能曲線を記憶したメモリであり、このメモリ１０に記憶
されるエンジン全性能曲線としては、例えば第３図に示
す特性曲線が記憶される。

第３図のエンジン全性能曲線は、エンジン回転数（６） １〜と軸馬力Ｈ俯座標軸とし、燃料消費量（・ンｈ）を
パラメータとする破線で示を燃料消費針カーブ、スロッ
トル開度０をパラメータとする細線で示すスロットル開
度カーブ、吸入負圧（Ｗ＋ｉＨ５’）をパラメータとす
る一点さ線で示す吸入負圧カーブ、及び路面傾斜に対す
る太い実線で示す走行抵抗曲線のそれぞれを表わしてい
るうこのようなエンジン全性能曲線図をメモリ１０に予
め記憶しておくことによ沙エンジン回転数センサ１で検
出される現在の走行状態にあ・けるエンジン回転数Ｎ。

、演算器９゛で演算されるシフトアップした状態でのエ
ンジン回転数Ｎ７、スロットル開度センサ３で検出され
たスロットル開度θ及び傾斜センサ５で検出された路面
傾斜αのそれぞれに基づいて、現在の走行状態における
走行抵抗曲線に対する余裕馬力Ｈ６及び燃料消費量Ｑ。

とシフトアップ状態に２ける走行抵抗曲線に対する余裕
馬力［（１及び燃料消費量Ｑ、を読み出すこと１例でき
る、１１はメモリ１０のエンジン全性能曲線図に基づい
て読み出される現在の汚行状態における余裕馬力Ｈ６，
燃料消費量Ｑ。とシフトアップした状態での余裕馬力Ｈ
１，燃料消費量Ｑ１とを比較する比較器であり、 ＨＯｆＨ＋且つ　Ｑ。＞Ｑ。

の条件を満足することを判別した時にシフトアップの指
令出力（Ｈレベル出力）をアンドゲート１４の一方の入
力に出力する。１５はアンドゲート１４を介して入力す
る比較器１１のシフトアップ指令を運転者に表示するシ
フトアップ表示器である。

一方、スロットル開度センサ３で検出したスロットル開
度θを出力する関数発生器４の出力は、微分回路１２に
与えられており、微分回路１２にｄθ おいてスロットル開度θの時間変化重石を演算し、比較
器１３の一方に入力している。比較器１３の他方には基
準値ε。が入力されており、比較器のときにはＬレベル
出力を生じてアントゲ−目４１：１ を禁止し、スロットル開度θの時間変化率が基準値ε。

以上となるスロットル開度の変化の大きい時には、シフ
トアップ条件が満足してもシフトアップ表示器１５によ
るシフトアップ表示を禁止するようにしている。又、比
較器１３の出力は判定器１６にも与えられており、この
判定器１６には燃料消費量演算器１９の出力が与えられ
ている。

燃料消費量演算器］９は燃料流量センサ１７の流量検出
出力とクロック発生器よりのクロノクツくルスを入力し
ており、燃料流量センサ１７としては例えば燃料噴射方
式をとるエンジンにおいては燃料噴射パルスを検出して
おり、クロック発生器１８よりのクロックパルスで定着
る一定時間、例えば１０秒間の燃料消費量Ｑｘを演算す
る。判定器１６は比較器１３がＨレベル出力を生ずるＱ
くε。

旧 のとき、すなわち、スロットル開度がほぼ一定に保たれ
ている時の燃料消費量演算器１９の演算消費量をＱｘを
メモリ１０に対し出力し、例えばＱ””　（Ｑｏ＋　Ｑ
ｘ　）／２となる燃料消費量の相加平均をもとめ、この
相加平均によりメモリ１０に記憶されているエンジン全
性能曲線図における燃料消費量カーブを修正するように
している。尚、（９） 燃料消費量の修正は、スロットル開度が一定で且つエン
ジン回転も一定であるときの燃料消費量に基づいて修正
するようにしても良い。

また、第２図のメモリ１０に記憶されているエンジン全
性能曲線図から求める余裕馬力Ｈ６，Ｈ５及び燃料消費
量Ｑ。＋　Ｑ　Ｈの読み出し及び判定器１６の出力に基
づいた燃料消費量カーブの修正は図示し力いマイクロコ
ンピュータの中央処理ユニットにか・けるプログラム演
算制御により実行される。

次に第４図の動作フローを参照して本発明の詳細な説明
する。

今、仮に手動変速機を３速に入れ、車速２５−、／Ｈ、
エンジン回転数Ｎ＝’ｉ　５００　ｒｐｍ、スロットル
開度θ二２７．５度で運転していたとすると、エンジン
回転数センサ１．クロノ）開［センサ３及びダヤ位置セ
ンサ７のそれぞれ！でよりエンジン回転数Ｎ。、スロッ
トル開度θ及びギヤ位置のそれぞれが検出され、更に傾
斜センサ５により路面傾斜αが検出され、ブロックａに
示すように各データの読み込みが行なわれる。この時ス
ロットル（１０） 開度センサ３で検出したスロットル開度θは微分比較器
１３に２いて基準値ε。と比較され、例えあったとする
と、比較器１３はＨレベル出力を生じ、アンドゲート１
４を許容状態にしている。すなわち、第４図の判別ブロ
ックｂに示すスロットル開度の時間変化重置の判別が行
なわｎ、ブロックＣに進む。このブロックＣではギヤ位
置センサ７の検出位置に基づいてギヤ比メモリ８に予め
記憶されている３速から４速へのギヤ比（’／ｉ、）が
読み出され、例えば”／　１ｏ＝＝　ｏ、　７３３とし
て演算器９に出力される。演算器９はギヤ比メモリ８か
ら読み出されたギヤ比（ｉ“／ｉ、）とＡ／Ｄ変換器２
より与えられているエンジン回転数ＮＯとに基づいて、
前記第（１）式の演算を実行し、同一車速を保ちなから
３速から４速へシフトアップした時のエンジン回転数１
〈、を演算する。すなわち、シ、、１□′。

フトアツプした時のエンジン回転数Ｎ、ばＮ、＝１５０
０　Ｘ　Ｏ，’７３３　＝　１１０　Ｏｒｐｍとして与
えられる。

次に第４図のブロックｄに進んでメモ’ＪＩＯＫ記憶し
ているエンジン全性能曲線図から現在の走行状態におけ
る余裕馬力Ｈ８及び燃料消費ｔＱ。

並びに４速にシフトアップした時の余裕馬力１（。

及び燃料消費量Ｑ１のそれぞれを求める。このメモリー
０からのデータ読み出しは、例えば第３図のエンジン全
性能曲線図を例に取ると、現在の走行状態においてエン
ジン回転数Ｎ。＝　１５０　Ｏｒｐｍ１スロットル開度
２７．５度であることからエンジン全性能曲線図に２け
る現在の運転状態はＡ点にある。一方、傾斜センサ５の
検出傾斜に基づいて得られる走行抵抗曲線は太い実線で
示すようになっていることから走行抵抗に一致する軸馬
力はＢ点にあり、従って現在の運転状態における走行抵
抗曲線に対する余裕馬力Ｈ１はＨ８＝　ＡＢで与えられ
る。又、Ａ点の運転状態における燃料消費量ＱはＱ。＝
　６．６−ｅ　／　ｈ付近にある。

、１１１：′・。

次に同一車速を保ちなから４速ヘシフトアツプした時の
エンジン回転数Ｎ、は、Ｎ、＝１１００ｒｐｍにあるこ
とからエンジン全性能曲線図における４速ヘシフトアツ
プした時の運転状態はＡ′点に移行する。

しかし乍らＡ′点の運転状態パ、ハクロットルバルプの
全開性能曲線より外側に、はずれているため、４速への
シフトアップにより現在の走行状態を保ったまま走行す
ることは困難であると判断し、シフトアップ後の余裕馬
力Ｈ１及び燃料消費ｔ　Ｑ　＋を求めることができない
ので比較器１１はンフトアツブ指令を出力せず、運転者
に対するシフトアップ表示７は行なわれ１い。

次に手動変速機が３速に選択され、車速３５に、ｍ／Ｈ
、エンジン回転数Ｎｏ　＝２’３００　ｒｐｍ、　ス。

ットル開度２０度で走行していたとすると、この走行状
態では演算器９により４速ヘンフトアツプした時のエン
ジン回転数Ｎ、がＮ＋　＝２３０　Ｑ　Ｘｏ、’６３　
＝　１７０　Ｏｒｐｍとして演算される。従って、メモ
リ１０においては第３図のエンジン全性能曲線図に示す
ように、現在の走行状態におけるエンジン回転数Ｎ。−
２３０Ｏｒｐｍとスロットル開度（１３） θ。−２０度で定まる０点の運転状態となり、この時の
走行抵抗曲線に対応する軸馬力はＤ点で与えられ、従っ
て兇在の走行状態における余裕馬力ＨｏＨＨｏ＝＝　Ｃ
Ｄで与えられ、且つ燃料消費量Ｑ。

はＱ。綽７．３　Ａ　／　ｈ付近となる。次に４速へシ
フトアップした時のエンジン回転数Ｎ１は、Ｎ、＝１７
０　Ｏｒｐｍであることからシフトアップによりエンジ
ン全性能曲線図に２ける運転状態はＣ′点に移行し、Ｃ
′点の運転状態における余裕馬力Ｈ３＝σｂ、及び燃料
消費量Ｑ、”＝−６，６矛／ｈがもとめられる。このよ
うにメモリ１０でもとめられた現在の走行状態及びシフ
トアップ後の走行状態における余裕馬力Ｈ６，Ｈｏ及び
−料消費量Ｑ。、Ｑ、は比較器１１に与えられる。比較
器１１では第４図の判別ブロックｅに示すように、現在
（ｔＬ　Ｈ９，Ｑｏとシフトアップした時の値ＨＩ、Ｑ
＋　との比較判別が行なわれ、第３図の０点からＣ′点
にシフトアップした時の運転状態ではシフトアップした
時の余裕馬力Ｈ２が現在の余裕馬力Ｈ９より大きく且つ
燃料消費量も低減しているので比較器］１は・ンフ（１
４） ドアノブの指令出力を生じ、この時アンドゲート１４は
比較器１３のＨレベル出力により許容状態にあることか
らシフトアップ表示器１５にシフトアップ指令が入力さ
れ運転者に対しシフトアップの表示を行なう。

一方、メモリ１０に記憶されている第３図に破線で示す
燃料消費量カーブは、燃料流量センサ１７の検出流量及
びクロック発生器１８のクロックパルスに基づいて燃料
消費量演算器１９で演算された燃料消費量に応じて修正
される。すなわち、比較器１３がＨレベル出力を生ずる
スロットル開度の時間変化率が基準値ε。以下となる一
定スロットル状態を判定器１６で判定し、判定器】６は
メモリ１０に対し演算された燃料消費量と共に修正指令
を出力し、メモリ１０に記憶されているエンジン全性能
曲線図の燃料消費量カーブを順次修正し、例えば車両の
走行距離が伸びてエンジンの燃料消費性能がかわった場
合に□、１電常に適正なシフト□ アップ情報を表示できるようにしている。

又、上記の実施例におけるシフトアップ表示に（１５） 従ってシフトアップした時に動力性能、すなわち一定走
行速度を保ちながら燃料消費量を低減するために（ｄエ
ンジン全性能曲線から求められているシフトアップ後の
運転状態におけるスロットル開度となるようにアクセル
操作を行なう必要があるノテ、エンジン全性能曲線図に
基づいてシフトアップ後の運転状態におけるスロットル
開度をもとめ、このスロットル開度を表示することによ
りシフトアップ前の走行状態と同等の余裕馬力を維持す
るために必要なアクセルの操作量をスロットル開度の表
示によね運転者に知らせるようにすることが望ましい。

更に上記の実施例でま、アクセル操作をスロットル開度
の検出により判断しているが、他の実施例としてエンジ
ンの吸入負圧を吸入負圧センサにより検出し、この吸入
負圧の検出値からアクセル操作の時間変化率及びシフト
アップ後のアクセル開度位置を表示す、、口ようにして
もよい。

１１゜ 以上説明してき先ように本発明によれば、その構成を予
め記憶したエンジン全性能曲線図に基づ（１６） いて現在の走行状態及び／フトアノプした状態における
燃料消費量と走行抵抗に対する余裕馬力をもとめ、シフ
トアップした時の余裕馬力がｆ、＋）任値以上で且つ燃
ｆ１消費量が現在値以下に低減する時にのみシフトアッ
プケ表示するようにしたため、走行動力性能を維持した
まま燃料消費を低減するギヤシフト情報を運転者に与え
ることかでへ、このギヤシフト情報に従ったギヤ操作を
行々うことで運転動力性能を行１つことなく燃料消費の
少ない経済走行運転を容易に行なうことができるという
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のギヤ選択特性を示したグラフ図、第２図
（ｄ本発明の一実施例を示したブロック図、。 第３図は本発明で用いるエンジン全性畔曲−図の一例を
示したグラフ図、第４図は本発明の動作フロー図である
。 １・・・エンジン回転数センサ ２・・・Ａ／Ｄ変換器　３・・・スロットル開度センサ
４．６・−・関数発生器　５・・・傾斜センサ（１７） ７・・・ギヤ位置センサ　８・・・ギヤ比メモリ９・・
−演算器　　　　１０・・・メモリ１１．１３・・・比
較器　１４・・−アンドゲート１５・・・シフトアンプ
表示器 １６・・・判定器　　　１７・・・・燃料流量センサ１
８・・・クロック発生器 １９・・・燃料消費量演算器 特許出　願人　　日産自動車株式会社 代理人　弁理士　土　橋　　　　皓 （１８）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 エンジンのスロットル開度又は吸入負圧、燃料消費量、
   及び路面傾斜に基づく走行抵抗の各々をパラメータとし
   たエンジン回転数に対する軸出力特性を予め記憶した記
   憶手段と、 エンジンのアクセル開度又は吸入負圧、エンジン回転数
   、ギヤ位置、及び路面傾斜の各々を検出する検出手段と
   、 該検出手段で検出したエンジン回転数とギヤ位置に基づ
   いてシフトアップしたときに同一車速を保つエンジン回
   転数を演算する演算手段と、該演算手段の演算回転数、
   及び前記検出手段で検出したアクセル開度又は吸入負圧
   、エンジン回転数並びに路面勾配の検出値に基づいて、
   現在及びシフトアップ後の走行抵抗に対する余裕馬力及
   び燃料消費量の各データを前記記憶手段の記憶内容から
   求めて出力するデータ出力手段と、該データ出力手段か
   ら出力した現在とシフトアップ後の余裕馬力及び燃料消
   費量の各データを現在とシフトアップ後でそれぞれ比較
   し、シフトアップ後の余裕馬力が現在値以上で且つシフ
   トアップ後の燃料消費量が現在値以下であることを判別
   したときに、シフトアップを指令する判別手段と、該判
   別手段の指令出力によりシフトアップを表示する表示手
   段と を有することを特徴とする車両用手動変速機のギヤシフ
   ト報知装置。 （２）前記判別手段は、スロットル開度の時間変化率が
   所定値以上のときに、シフトアップ指令の出力を禁止す
   る禁止手段を有する特許請求の範囲第１項記載の車両用
   手動変速機のギヤ報知装置。 （３）前記判別手段は、スロットル開度の時間変化率が
   所定値を下回っているときに、燃料消費量の検出値に基
   づいて前記記憶手段の燃料消費量をパラメータとするエ
   ンジン回転数に対する軸出力特性を修正する手段を有す
   る特許請求の範囲第１項記載の車両用手動変速機のギヤ
   シフト報知装置。