JPS5929519A - 手動変速機付車両のシフトインジケ−タ - 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
済運転を行なうためのギヤシフト情報を運転者に知らせ
るようにした手動変速機付車両のシフトインジケータに
関する。

従来、この種のシフトインジケータとしては。

例えば第１図に示すようなものがある。

第１図において、１はエンジンの負荷状態を検出するた
めのスロットル開度センサ、２はエンジンの回転速度を
検出するエンジン回転速度センサ“でアシ、スロットル
開度センサ１による検出開度θは比較器３に入力され、
比較器３には所要の動力性能が得られるスロットル開度
の範囲を示す上限開度θＨと下限開度θＬが設定されて
おシ、スロットル開度センサ１よりの検出開度が下限開
度θＬと上限開度θＨの範囲内、−ｆ’なわちθＬ≦θ
≦θＨのとき比較器３はＨレベル出力を生ずる。

一方、エンジン回転速度センサ２の出力は比較器４に入
力され、比較器４には経済運転が可能となるエンジン回
転速度の上限Ｎｓ、例えばＮ　Ｓ　＝２００Ｏｒｐｍが
閾値として設定され、エンジン回転速度Ｎが閾値ＮＳ以
上、すなわちＮ≧ＮＳのとき比較器４ＦｉＨレベル出力
を生ずる。

比較器３，４の各出力はアントゲ−）５に入力され、ス
ロットル開度θがθＬ≦θ≦θＨで且つエンジン回転速
度ＮがＮ２Ｈ４のときアンドゲート５はＨレベル出力を
生じてシフトアップ指示器６を作動し、ランプ、ブザー
により運転者に対し７フトアツプを知らせるための表示
を行なう。

このようなシフトインジケータによる燃費の改善を第２
図のエンジン全性能曲線図について説明すると、まず第
２図のエンジン全性能曲線図から動力性観を損うことな
く経済運転を可能にするスロットル開度の範囲をθＬ＝
１０１〜θＨ＝４０チとして第１図の比較器３に設定し
、また経済運転の上限となるエンジン回転速度ＮＳをＮ
　Ｓ＝２００Ｏｒｐｍとして比較器４に設定しておく。

いま仮りに車両の走行に必要なパワーが１０ｐｓであり
、このときのエンジン回転速度Ｎ、がＮ、＝２０００ｒ
ｐｍ　であったとすると、第２図のＡ点で示す運転状態
にあり、Ａ点における燃料消費量は一点鎖線で示す等燃
費率カーブから約３５０Ｃｇ／ｐｓ・ｈ〕にある。

このＡ点における運転状態は、スロットル開度θ、がθ
Ｌ≦θ、≦θＨであり、且つエンジン回転速度Ｎ、もＮ
、≧ＮＳ　を満足するため、第１図における比較器３，
４がＨレベル出力を生じ、シフトアップ指示器６にシフ
トアップの表示が行なわれる。そこで、このシフトアッ
プ表示に従って、運転車がシフトアップ操作を行なった
とすると１、シフトアップしたときのギア比の変化率か
らシフトナツプ後のエンジン回転速度はＮ！に下り、同
じパワー１０ｐｓが得られる運転状態は等パワーカーブ
上のＢ点に移行する。このシフトアップ後のＢ点におけ
る燃料消費は３００（，９／ｐｓｌｌ）に下り。

シフトアップ指示に従ったシフト操作で動力性能を損な
うことなく経済運転を実現することができる。

ところで、このようなシフトインジケータの表示に従っ
て例えば１速から５速まで順次シフトアップしたときの
パターンは例えば第３図のタイムチャートに示すように
なる。このシフトパターンにおいて、エンジン回転速度
がシフトアップを指令する閾値ＮＳ、例えばＮｓ＝２０
０Ｏｒｐｍに到達するまでの時間は低速ギア側はど短か
くなる。

そのため、加速時にシフトアップを行なう場合。

従来のシフトインジケータでは低速ギア時のシフトアッ
プ指示が短時間で行なわれ１例えばシフトアップ指示に
従って１速から２速にシフトアップすると、直ちに３速
への７フトアツプが指示され。

このような短時間に行なわれるシフトアップ指示に運転
者のシフトアップ操作が追従できず、結果的にシフトア
ップ指示に従わなくなることで燃費を改善するために行
なうシフトインジケータの機能が充分に活用されない恐
れがあった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑入て々されたも
ので、シフトアップ操作が追従できるシフトアップ指示
を行なって容易に燃費の改善効果が得られることを目的
とし、この目的を実現するために、エンジンの回転加速
度を検出し、シフトアップを指令するエンジン回転速度
を判別する閾値をエンジン回転加速度に応じて所定割合
で増加させて低速ギア側におけるシフトアップ指示を゛
遅らせるようにしたものである。

以下本発明を図面に基づいて説明でる。

第４図は本発明の基本構成を示したブロック図である。

まず、構成を説明すると、１はスロットル開度センサで
あり、ポテンショメータと定電圧源との組み合わせでな
る。

２にエンジン回転速度センサであり１例えば点火コイル
の点火パルス信号を電圧に変換するＦ−■コンバータが
用いられる。

３１−ｊ、スロットル開度センサ１の検出開度θを入力
した比較器であり、経済運転を可能にするスロットル開
度の下限値θＬと上限値θＨを設定しており、スロット
ル開度センサの検出開度θがθＬ〜θＨの範囲内にある
時比較器３はＨレベル出力を生ずる。又、４はエンジン
回転速度センサ２の検出速度Ｎを入力した比較器であり
、後の説明で明らかにする閾値設定器１２によるシフト
アップを必要とするエンジン回転速度の閾値ＮＳが設定
されており、エンジン回転速度センサ２の検出速度Ｎが
閾値ＮＳ以上となった時に比較器４はＨレベル出力を生
ずる。比較器３，４の出力はアンドゲート５に入力され
、アンドゲート５は比較器３゜４が１（レベル出力を生
じている時、すなわちスロットル開度がθＬ≦θ≦θＨ
て且つエンジン回転速度がＮ≧ＮＳの条件が満たされて
いる時にシフトアップ指令としての１（レベル出力を生
じる。

６は、アンドゲート５よりのシフト指令によＱ作動して
運転者にシフトアップを指示するシフトアップ指示器で
あり、ランプもしくはブザー　等によりシフトアップを
指示−する。

このような構成は、従来のインジケータと同じであるが
本発明では、これに加えてエンジン回転速度センサ２の
検出速度Ｎを微分してエンジン回転加速度合を検出する
微分器１０と、微分器１０よりの検出回転加速度合に基
づいて比較器４に対するエンジン回転速度の閾値Ｎｓを
演算して設定する１＠値設定器１２が設けられている。

この閾値設定器Ｊ２による閾１［Ｎ　ｓ　（１）演算と
しては、固定的に定めた閾値ＮＯに検出回転加速度べを
に倍した値を加え合わせることにより求める。

すなわち、［シ匂１１１１設定器１２に於ける閾］１な
ＮＳはＮ５＝ＮＯ＋ｋＮのｆｉ　７Ｅにより求められる
。

尚、には任意に定めた比例定数でちる。

第５図は第４図の基本構成に於ける比較器３，４微分器
１０．及び閾値設定器１２について具体的な回路４°Ｒ
成を持って不した本発明の一笑施例を表わす回路ブロッ
ク図でちる。

第５図に於いて、まず比較器３はオペアンプＡ、。

Ａ、を用いた所謂ウィンドコンバレータラ構成し。

オペアンプＡ、のプラス入力端子に峨抗Ｒ，ＩＲ２の分
圧電圧で定まるスロットル開度の上限θＨに対応した甚
準甫田Ｖ　　を設定し、スロットル開θＨ 度センサ１の検出電圧Ｖθが基慈屯圧ＶθＨ以下ノ時に
Ｈレベル出力を生ずる。又、オペアンプＡ。

のマイナス人力°端子には抵抗Ｒ，，Ｒ４の分圧ｔ（（
圧で定器るスロットル開度の下限値θＬに対応した基準
電圧Ｖθ１が設定されておシ、スロットル開度センサ１
の検出電圧Ｖθが基準電圧■ＯＬ以上の時、オペアンプ
Ａ２はＨレベル出力を生ずる。

オペアンプＡ、、Ａ、の出力は、アンドゲート７に与え
られ、アンドゲート７の出力に、アンドゲート５の一方
に入力されている。

次に比較器４にオペアンプＡ、を用いたランプくレータ
でなり、プラス入力端子に抵抗Ｒ，を介してエンジン回
転速度センサの検出電圧ＶＮを入力するとともに、マイ
ナス入力端子に水準電圧として抵抗Ｒ８を介して閾値設
定器１２の出力を入力しており、エンジン回転速度セン
サ２の検出電圧ＶＮが閾値設定器１２よシの基準電圧以
上となった時にオペアンプＡ３はＨレベル出力を生じる
。

一方、微分器１０は、オペアンプＡ４を用いた微分回路
と、オペアンプＡ８を用いたインバータで構成され、エ
ンジン回転速度センサ２の検出電圧ＶＮを抵抗Ｒ？Ｐコ
ンデンサＣでなる微分回路を介してオペアンプＡ４のマ
イナス入力端子に接続シ、オペアンプＡ４の出力には検
出電圧Ｖ　Ｎ　Ｏ）増加割合、−ｊ＆わちエンジン回転
加速度に比例したマイナスの加速度検出電圧−ｖｋＭが
出力され。

この加速度検出電圧は、オペアンプＡ、で反転されてプ
ラスの電圧として閾値設定器１２に入力されている。閾
１［ｆｆ定器１２は、６Ｄ算器として作動１−るオペア
ンプＡ６　と、インバータとして作動するオペアン−／
’Ａ？を有し、オペアンプＡ６のマイナス入力端子には
抵抗ＲＩ３を介して微分器１０よりの加速□□□検出電
圧ｖｋ良ｙ：ｚｚ与えられると共に抵抗Ｒ，，、Ｒ，、
の分圧電子で定まる同市的に定めた閾（直ＮＯに対する
一定電圧ＶＮｏ　　が抵抗Ｒ２４を介して与えられ、オ
ペ了ンプＡ、Ｈ加算出カー（ＶＮＯ＋ｖｋＭ〕を生じ、
この加算出力はオペアンプＡ？で反転されて（ＶＮｏ＋
ＶｋＮ）として比較器４に基準電圧として与えられる。

次に本発明の詳細な説明する。

まず、本発明のシフトインジケータを使用−「る手動変
速機として例えば次表−１に示すギア比及びシフトアッ
プによるギア比変化率が定められていたとする。

表−１ このように手動変速機のギア比及びギア比変化率が足ま
ったら１次に閾値設定器１２の演算に用いる固定的なエ
ンジン回転数の閾値Ｎｏを決定する。

この固定的な閾値Ｎｏの決定は、前記表−１に於いてギ
ア比変化率が最大となる１速から２速へのシフトアップ
を行々った時のエンジン回転数Ｎｕがエンジンが安定し
て出方することのできる最低回転速度１’Ｊ　ｍ　ｉ　
ｎを下回らないように設定する。すなわち同一車速、同
−出力を保ちながらシフトアップするためのシフトアッ
プ前の回転速度ＮＯとシフトアップ後のエンジン回転速
度ＮＬＩとの間には。

の関係があるので１例えはエンジンの最低回転速度Ｎｍ
ｉｎ＝１１０Ｏｒｐｍ　　（！：すると、閾値設定器１
２　４に設ｆｆ−ｆる固定的な閾値ＮｏをＮｏ＝２０’
ＯＯｒｐｍとすれば、１速から２速へのシフトアップに
よる最も大きなギア比変化率の時に２速へシフトアップ
した後のエンジン回転速度ＮｕはＮ　ｕ　＝　１１２５
ｒｐｍ　　となり、最低回転速度Ｎ　ｍｉｎ　＝　１１
０Ｏｒｐｍ以上となる条件を満足する。

次に閾値設定器１２に於ける閾値ＮＳの演算に用いる比
例定数ｋを例えばｋ　＝　０．９に定めると。

Ｎ５＝Ｎｏ＋ｋＮ＝２０００＋０．９Ｎの演算式が定ま
る。この閾値ＮＳの演算式によるエンジン回転加速度Ｎ
に対する閾値ＮＳの関係は第６図のグラフに示″′ｆよ
うに与えられる。

尚、エンジン回転加速度Ｎ（ｒ］）ｍ／Ｓ）Ｈ例えば１
速でＮ、＝６００．２速でＮ、　＝４００　、３速でＮ
５＝２００　、４速でＮ４＝１００として与えられる。

このように閾値設定器１２に確定した閾値Ｎｓの演算式
を設定した状態で車両を発進させ、１速から５速までシ
フトインジケータのシフトアップ指示に従ってシフト操
作を行なったとすると第７図の実線で示すシフトパター
ンが得られる。

丁なわち、手動変速機を１速に入れて加、速を行なうと
、この時のエンジン回転加速度Ｎ；＝、６００ｒｐｍ／
ｓが微分器１０で検出され、閾値設定器１２による閾値
ＮＳ、の演算によ、９Ｎｓ１　＝２５４０ｒｌ）ｍが比
較器４に閾値として設定される。

従ってエンジン回転速度センサ２の検出速度Ｎが閾値Ｎ
Ｓ１に達した時比較器４がＨレベル出力を生じ、比較器
３においてスロットル開度θがθＬ≦θ≦θＨが満足さ
れていることを条件にアンドゲート５がＨレベル出力を
生じ、シフトアップ指示器６が作動して運転者にシフト
アップを指示する。このシフトアップ指示に従った２速
へのシフトアップが行なわれると、１速がら２速へのギ
ア比変化率に応じてエンジン回転速度が下がシ、２速に
シフトアップした時のエンジン回転加速度、Ｎ　ｔが微
分器１０で検出され、閾値設定器１２に於ける閾値Ｎｓ
、＝２３６　Ｏｒ　ｐｍ　　が演算されて比較器４に設
定される。

以下同様にしてシフトアップ毎に閾値ＮＳ、、ＮＳ４設
定され、エンジン回転速度Ｎが閾値Ｎｓ、　、Ｎｓ。

に達する毎にシフトアップの指示が行なわれる。

このようにエンジン回転加速度に応じてＰ九定の割合で
シフトアップを指令するエンジン回転速度の閾値Ｎｓが
増加することにより第７図に破線で示す一定の閾値ＮＳ
、例えばＮｓ＝２００Ｏｒｐｍでシフトアップを指示し
た場合に比べ、本発明のシフトインジケータによれば回
転加速度の大きい低速ギア側はどシフトアップを指令す
るための閾値が高くなり、破線で示￥従来のシフトパタ
ーンに対し、実線で示す本発明のシフトパターンにょる
シフトアップ指示の方が低速側に於けるシフトアップ指
示を行なう時間間隔を充分長くしており、エンジンの回
転加速度が高くともシフトアップ操作が十分追従するこ
とのできるシフトアップ表示を行なっている。尚、上記
の実施例に、オペアンプを用いた演算制御回路を例に取
るものであったが、マイクロコンピュータ等のプログラ
ム制御によっても、本発明のシフトインジケータによる
シフトアップ表示を行なうことができる。

ごのマイクロコンピュータのプログラム制御によるシフ
トアップ表示で用いるエンジン回転速度検出信号の微分
値、すなわち１回転加速度に、一定のサンプリング周期
毎にマイクロコンピュータに入力されることから完全な
実時間処理とはならずに、サンプリング周期の一周期前
のデータとなるがサンプリング周期を充分短くてること
により。

上記の実施例に於けるアナログ処理と本質的に同じシフ
トアップ表示が可能である。

又、上記の実施例は、エンジンの負荷状態を検出する手
段として、スロットル開度センサを用い量を検出するセ
ンサを使用しても良い。

更に本発明は、単にガソリンエンジンだけでなくガソリ
ンエンジンと同様な傾向を持つエンジン全性能曲線図が
得られるディーゼルエンジンについてもそのまま適用す
ることができる。

以上説明してきたように本発明によれば、シフトアップ
を指令するエンジン回転速度を判別する為の閾値として
、エンジン回転加速度に応じて所定割合で増加する閾値
を演算して設定するようにしたため、エンジン回転加速
度が高（なる低速ギア側に於けるシフトアップ指示の時
間間隔をシフトアップ指示に追従したシフトアップ操作
ができるように長くすることができ、低速ギア側でシフ
トアップ指示の時間間隔が短かすぎることにより、シフ
トアップ操作が追従できなく々ることを確実に防止し、
シフトアップ指示に従ったシフトアップ操作が容易に行
なえるようにすることでシフトインジケータの利用価値
を高め、燃費の改善度合いが高い経済運転を容易に実現
することかできるという効果が得られる。

尚、エンジン回転加速度に応じた閾値の増加は高速ギア
側に於いては、同市的に足めている従来の閾値付近にあ
ることから、低速ギア１ｉｌｉｌでは燃費改善の度合い
が低（とも高速ギア側では従来と同等の燃費改善効果を
得ることができ、トータル的に見て燃費改善の効果に十
分に得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示したブロック図、第２図はシフトア
ップによる燃費改善の効果を示したエンジン全性能曲線
図、第３図は従来のシフトインジケータによるシフトパ
ターンの一例を示したタイムチャート図、第４図は本発
明の基本構成を７］＜シたブロック図、第５図は本発明
の主要部を具体的に示した本発明の一実施例を表す回路
ブロック図、第６図は本発明によるエンジン回転速度を
判別する閾値の回転加速度に対する関係を示したグラフ
図、第７図は本発明のシフトアップ指示に従ったシフト
パターンを従来例と対比して示したタイムチャート図で
ある。 １・・・スロットル開度センサ　２・・・エンジン回転
速度センサ ３．４・・・比較器　　　　　５，７・・・アンドゲー
ト６・・・シフトアップ指示器］０・・・微分器１２・
・・閾値設定器　　　Ａ、〜Ａ、・・・オペアンプ特許
出願人　　日産自動車株式会社 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 エンジン負荷センサの検出値が予め足めた範囲内内にあ
   るとき出力する負荷状態判別手段と。 エンジン回転速度センサの検出速度が設定閾値以上のと
   き出力するエンジン回転判別手段と、上記エンジン回転
   速度センサの検出速度を徽分してエンジン回転加速度を
   検出する加速度検出手段と。 該加速度検出手段の検出加速度に応じて所定の割合で増
   加する閾値を演算し、該演算閾値を上記エンジン回転判
   別手段の閾値に設定する閾値設定手段と。 上記負荷判別手段及びエンジン回転判別手段の両方の出
   力が得られたときにシフトアップを指令する指令手段と
   。 該指令手段の指令出力で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手動変速機付車両のシフ
   トインジケータ。