JP4702285B2 - 車両のシフト時期指示装置 - Google Patents

Description

発明の所属分野
この発明は、車両のシフト時期指示装置に関する。

日本国特許庁が１９９２年に発行したＪＰ０４−２１０１５９Ａには、排気通路に触媒を有するエンジンに手動変速機が連結されている車両において、運転席に最適なシフトアップの時期を指示するシフトアップ指示ランプを備え、エンジンの水温等によりエンジンの暖機完了前か否かをみて、エンジンの暖機完了前にはシフトアップ時期の指示をエンジンの暖機完了後よりも高回転速度側に設定することにより、触媒へと流れる排気の度を高めて、触媒の早期活性化を図るものが開示されている。
発明の概要
しかしながら、例えばエンジンの暖機完了後に設定される１速から２速へのシフトアップ指示ランプが点灯される車速に対して、エンジンの暖機完了前である場合には高めに設定されることから、これがドライバーへ違和感を与える可能性を考慮する必要がある。
そこで本発明は、ドライバーへ違和感を与える状況にあってはこれを低減することを目的とする。この目的のため、本発明は、ドライバーからの変速指示に応じて、指示変速段に変速される変速機を備えた車両に適用され、車両速度に応じて所定の変速段へのシフトアップを指示する時期をドライバーへ指示する、シフトアップ時期指示装置において、車両の速度情報を検出する速度情報検出手段と、エンジンの暖機完了前であるか否かを判定する暖機完了前判定手段と、ドライバーへ指示するシフトアップ車速を、エンジンの暖機完了前である時にエンジンの暖機完了後である時より高い側に変更するシフトアップ車速変更手段と、前記シフトアップ時期指示手段は、車両が前記シフトアップ車速変更手段で設定した車速となったときシフトアップ時期をドライバーに指示すると共に、もしくは、エンジンの暖機完了後に設定されるシフトアップ車速を越えて所定時間経過したとき、エンジンの暖機完了前判断により高い側に変更されたシフトアップ車速に達していない場合でも、手動変速機のシフトアップ時期になったことを指示するシフト時期指示手段と、を含む。
この発明の詳細並びに他の特徴や利点は、明細書の以降の記載の中で説明されるとともに、添付された図面に示される。

図１は、本発明の一実施形態を示す車両の概略構成図である。
図２は、表示装置の制御を説明するためのフローチャートである。
図３は、１速より２速へのシフトアップ車速ＶＳＰ１２及びそのシフトアップ車速ＶＳＰ１２に到達した後に１速より２速へのシフトアップを指示するまでの所定の遅れ時間Ｄ１２の特性図である。
図４は、第１実施形態の作用を説明するための波形図である。
図５は、第２実施形態の１速より２速へのシフトアップを指示するまでの遅れ時間Ｄ１２の特性図である。
図６は、表示装置の変形例を示す。
図７は、第３実施形態のモニターの制御を説明するためのフローチャート。
好ましい実施例の説明
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。図１はガソリン噴射エンジンに手動変速機が連結された車両の概略図である。
運転者の要求するトルクはアクセルセンサ３２により検出されるアクセル開度（アクセルペダルの踏み込み量）により分かるので、エンジンコントローラ３１では、このアクセル開度と、クランク角センサ３３により検出されるエンジン回転速度Ｎｅとに基づいて要求トルクを算出し、この要求トルクが得られるように目標空気量と目標当量比を決定し、目標空気量が得られるようにスロットル装置２２を介してエンジンに吸入される吸入空気量を制御し、目標当量比が得られるようにインジェクタ２１を介して燃料噴射量を制御する。
上記のスロットル装置２２は、吸気絞り弁２３と、この吸気絞り弁を駆動するスロットルモータ２４などからなり、目標空気量が得られるように吸気絞り弁２３により調量される空気は、吸気コレクタ２に蓄えられた後、吸気マニホールド３を介して各気筒の燃焼室５に導入される。
目標当量比が得られるように決定された燃料噴射量は各気筒の吸気ポート４に配置された燃料噴射弁２１より、所定のタイミングで吸気ポート内に向けて間欠的に供給される。具体的にはエアフローメータ３４により検出される吸入空気量と、クランク角センサ３３により検出されるエンジン回転速度に応じてエンジン１回転当たりに必要な基本燃料噴射量を算出し、この基本燃料噴射量に目標当量比を乗算して燃料噴射量を求めている。
吸気ポート４に噴射された燃料は、空気と混合して混合気を作り、この混合気は吸気弁１５を閉じることで燃焼室５内に閉じこめられ、ピストン６の上昇によって圧縮され、点火プラグ１４により着火されて燃焼する。この燃焼によるガス圧がピストン６を押し下げる仕事を行い、このピストン６の往復運動はクランクシャフトの回転運動へと変換される。燃焼後のガス（排気）は排気弁１６が開いたとき排気通路８へと排出される。
排気通路８には三元触媒９を有する。三元触媒９は排気の空燃比が理論空燃比を中心とした狭い範囲にあるとき、排気に含まれるＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘを同時に効率よく除去できる。このため、エンジンコントローラ３１では三元触媒９の上流に設けたＯ２センサ３６からの信号に基づいて空燃比をフィードバック制御する。
以上のような構成のエンジンに、前進５速の変速段を有する手動変速機５１が連結され、この手動変速機５１の変速段により決まる変速比で駆動軸５２の回転速度が定まり、この駆動軸の動力は最終的に図示しない車輪へと伝えられて車両が走行する。
手動変速機５１をいずれの変速段で運転すれば走行燃費が最適になるのかの情報を運転者に伝えることができれば、その情報に合わせた変速を運転者自身が行うことで、走行燃費を最適にすることができる。このため、運転室にはシフトアップ時期を指示する表示装置５３を備える。この表示装置５３は４つの指示灯５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄからなり、１速より２速へのシフトアップ車速ＶＳＰ１２に到達してから所定の遅れ時間Ｄ１２が経過したとき、１速より２速へのシフトアップ時期になったことを第１指示灯５３ａ（シフトアップ時期指示手段）が点灯して指示するようになっている。また、２速より３速へのシフトアップ車速ＶＳＰ２３に到達してから所定の遅れ時間Ｄ２３が経過したとき、２速より３速へのシフトアップ時期になったことを第２指示灯５３ｂが点灯して指示する。同様にして、３速より４速へのシフトアップ車速ＶＳＰ３４に到達してから所定の遅れ時間Ｄ３４が経過したとき、３速より４速へのシフトアップ時期になったことを第３指示灯５３ｃが点灯して、４速より５速へのシフトアップ車速ＶＳＰ４５に到達してから所定の遅れ時間Ｄ４５が経過したとき、４速より５速へのシフトアップ時期になったことを第４指示灯５３ｄが点灯して指示する。
エンジンの暖機完了後に用いる上記のシフトアップ車速ＶＳＰ１２、ＶＳＰ２３、ＶＳＰ３４、ＶＳＰ４５及び所定の遅れ時間Ｄ１２、Ｄ２３、Ｄ３４、Ｄ４５は予め適合しておく。
さて、上記の触媒９は活性状態でないと排気中の有害成分を効率よく浄化できないので、エンジンの冷間始動時には触媒９を早期に活性化する必要がある。そのため、エンジンの暖機完了前には、シフトアップを指示する時期をエンジンの高回転速度側に設定したほうが触媒に導入される排気の温度が高くなり、触媒の早期活性化が図れることが知られていることから（特開平４−２１０１５９号公報参照）、エンジンの暖機完了前には、特に１速より２速へのシフトアップ車速ＶＳＰ１２をエンジンの暖機完了後より高くし、かつシフトアップ車速ＶＳＰ１２に到達してから１速より２速へのシフトアップをするまでの所定の遅れ時間Ｄ１２をエンジンの暖機完了後より長くすることが考えられる。
しかしながら、エンジンの暖機完了前といっても、始動時温度が−２０℃のときもあれば２０℃のときもあったりするなど始動時の水温（始動時の状態）により触媒９が活性化するまでの時間が大きく相違するので、エンジンの暖機完了前だからといって、１速より２速へのシフトアップ車速ＶＳＰ１２及び所定の遅れ時間Ｄ１２を一律に適合したのでは、シフトアップ車速ＶＳＰ１２及び遅れ時間Ｄ１２を適合したときの始動時水温より低い始動時に、その適合値が合わず、その適合値のシフトアップ車速が低すぎると共にその適合値の遅れ時間が短すぎ、触媒９の早期活性化を十分に行わせることができなくなる。その一方で、シフトアップ車速ＶＳＰ１２及び遅れ時間Ｄ１２を適合したときの始動時水温より高い始動時には、その適合値のシフトアップ車速が高すぎると共にその適合値の遅れ時間が長すぎることになり、触媒９は既に活性化しているのに不要に２速へのシフトアップを遅らせることになり走行燃費が悪くなる。
そこで第１実施形態では、１速より２速へのシフトアップ車速ＶＳＰ１２及びそのシフトアップ車速ＶＳＰ１２に到達してからの所定の遅れ時間Ｄ１２を始動時の水温（始動時の状態）に応じて設定する。
エンジンコントローラ３１により実行されるこの制御を図２のフローチャートにより詳述する。
図２は一定時間毎（例えば１００ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行する。図２において、ステップ１においてスタータスイッチ（図示しない）からの信号に基づいてクランキングの開始であるか否かをみる。スタータスイッチからの信号がＯＮであればクランキングの開始であると判断し、ステップ２に進み、そのとき水温センサ３５により検出される水温、つまり始動時水温ＴＷＩＮＴに基づいて、１速より２速へのシフトアップ車速ＶＳＰ１２及び所定の速度を超えた後に１速より２速へのシフトアップを指示するまでの遅れ時間Ｄ１２を設定する。
ここで、シフトアップ車速ＶＳＰ１２及び遅れ時間Ｄ１２の設定の例を図３に示すと、エンジンの暖機完了後にはシフトアップ車速ＶＳＰ１２が１５ｋｍ／ｈ、かつ遅れ時間Ｄ１２が１ｓｅｃであったとすると、エンジンの暖機完了前において、始動時水温ＴＷＩＮＴが低いほどシフトアップ車速ＶＳＰ１２を高くし、かつ始動時水温ＴＷＩＮＴが低いほど遅れ時間Ｄ１２を長くする。例えば、始動時水温が２０℃のときにはシフトアップ車速ＶＳＰ１２を２０ｋｍ／ｈと、エンジン暖機完了後の値である１５ｋｍ／ｈよりも高くし、かつ遅れ時間Ｄ１２を３ｓｅｃと、これまたエンジン暖機完了後の値である１ｓｅｃより長くする。さらに、始動時水温が２０℃よりも低い０℃になると、シフトアップ車速ＶＳＰ１２を２５ｋｍ／ｈまで高くし、かつ遅れ時間Ｄ１２を５ｓｅｃへと長くする。
図２に戻り、ステップ５ではクランク角センサ３３により検出されるエンジン回転速度Ｎｅと車速センサ３８により検出される実車速ＶＳＰとに基づいて運転者の選択するであろう変速段を推定する。例えば、エンジン回転速度Ｎｅと実車速ＶＳＰとをパラメータとする、運転者の選択しそうな傾向の変速マップを予め作成しておき、その変速マップを検索して運転者の選択するであろう変速段を推定する。
ステップ６ではその推定の結果より１速を選択しているか否かをみる。１速が選択されていると推定されるときにはステップ７に進んで実車速ＶＳＰと、ステップ２において始動時水温ＴＷＩＮＴに基づいて設定されているシフトアップ車速ＶＳＰ１２とを比較する。実車速ＶＳＰがそのシフトアップ車速ＶＳＰ１２に到達していれば、ステップ８へと進んで表示装置の第１指示灯５３ａを点灯し、１速より２速へのシフトアップ時期になったことをドライバーへ教示する。実車速ＶＳＰがシフトアップ車速ＶＳＰ１２に到着していなければステップＳ９に進んで、エンジン暖機完了後の値である１５ｋｍ／ｈと比較する。実車速ＶＳＰが１５Ｋｍ／ｈに到達していなければ、ステップ１２、１３に進んでタイマＴをゼロにリセットし、表示装置の第１指示灯５３ａを消灯状態に保ち、今回の処理を終了する。
実車速ＶＳＰがエンジン暖機完了後のちである１５ｋｍ／ｈを超えていれば、ステップ１０に進んでタイマＴをゼロよりカウントアップする。このタイマＴは実車速ＶＳＰがエンジン暖機完了後のシフトアップ車速である１５Ｋｍ／ｈに到達してからの経過時間を計測するためのものである。
ステップ１２ではタイマＴと遅れ時間Ｄ１２とを比較する。実車速ＶＳＰがエンジン暖機完了後のシフトアップ車速である１５Ｋｍ／ｈに到達した直後にはタイマＴが遅れ時間Ｄ１２より小さいことからステップ１３に進み、表示装置の第１指示灯５３ａを消灯状態に保ち、今回の処理を終了する。
次回以降も実車速ＶＳＰがシフトアップ車速ＶＳＰ１２以下であっても、エンジン暖機完了後のシフトアップ車速である１５Ｋｍ／ｈ以上になっていれば、ステップ１０でのタイマＴのカウントアップの操作が繰り返されるので、やがてタイマＴが遅れ時間Ｄ１２を超える。このときにはステップ８よりステップ１１へと進んで表示装置の第１指示灯５３ａを点灯し、１速より２速へのシフトアップ時期になったことを指示する。
一方、１速の選択中でないと推定されるときにはステップ６よりステップ１４へと進み、２速より３速へのシフトアップ車速ＶＳＰ２３、実車速ＶＳＰがこのシフトアップ車速ＶＳＰ２３に到達してから２速より３速へのシフトアップを指示するまでの所定の遅れ時間Ｄ２３、３速より４速へのシフトアップ車速ＶＳＰ３４、実車速ＶＳＰがこの車速ＶＳＰ３４に到達してから３速より４速へのシフトアップを指示するまでの所定の遅れ時間Ｄ３４、４速より５速へのシフトアップ車速ＶＳＰ４５、実車速ＶＳＰがこの車速ＶＳＰ４５に到達してから４速より５速へのシフトアップを指示するまでの所定の遅れ時間Ｄ４５に基づいて、表示装置の第２、第３、第４の各指示灯５３ｂ、５３ｃ、５３ｄの消灯、点灯の制御を行う。
本実施例においては、上記のシフトアップ車速ＶＳＰ２３、ＶＳＰ３４、ＶＳＰ４５及び所定の遅れ時間Ｄ２３、Ｄ３４、Ｄ４５はいずれも固定値である。
上記のように、エンジンの暖機完了前には、始動時水温ＴＷＩＮＴに応じ、始動時水温ＴＷＩＮＴが低くなるほどシフトアップ車速ＶＳＰ１２を高くしかつ所定の遅れ時間Ｄ１２を長くしているのは、始動時水温ＴＷＩＮＴが低いほど触媒９の活性化までの時間が長引くことに対応させるためである。一方、触媒９が活性化した後は、走行燃費を考慮したシフトタイミングをドライバーに指示することが好ましい。
そこで、クランキングの開始でない、つまりクランキング後であるときにはステップ１よりステップ３に進み触媒温度センサ３７により検出される触媒温度ＴＣＡＴと所定の触媒活性温度Ｔ０とを比較する。触媒温度ＴＣＡＴが触媒活性温度Ｔ０以上（触媒活性状態）になると、ステップ３よりステップ４へと進んで１速より２速へのシフトアップ車速ＶＳＰ１２及び所定の遅れ時間Ｄ１２をエンジン暖機完了後の値、つまり通常設定値に戻し、ステップ５〜１２の操作を行って、エンジン暖機完了後の通常時におけるシフトアップ時期の指示を行う。
一方、触媒温度ＴＣＡＴが触媒活性温度Ｔ０未満（触媒未活性状態）であれば、ステップ５〜１２の操作を行って、エンジン暖機完了前におけるシフトアップ時期の指示を行う。
本実施例においては、エンジン暖機完了条件を、触媒９の温度から触媒が活性化したか否かの判定で行うようにしたが、実施形態はこのものに限られない。例えば、エンジンの運転条件（エンジンの負荷と回転速度）に基づいてエンジン出口あるいは触媒入口の排気温度ＴＥＸＨを推定し、その排気温度ＴＥＸＨに基づいて触媒９が活性化したか否かを判定するようにしてもかまわない。また、エンジンの冷却水の温度から、エンジン始動直後から所定温度上昇したことをもってエンジン暖機完了と判断してもよい。
以上の制御フローにより、エンジン暖機完了後においては、車速が１５Ｋｍ／ｈを超えると第１指示灯５３ａの消灯から点灯への切換りに即応して、運転者が手動変速機５１の変速段を１速より２速へとシフトアップすれば走行燃費のよい走行を行うことができる。エンジン暖機完了前であれば、始動時水温に応じて決められるシフトアップ車速ＶＳＰ１２、たとえば２０Ｋｍ／ｈとしている。その車速を超えるまで、第１指示灯５３ａの消灯から点灯への切換えられないため、冷機時に対応してエンジン回転数を高めにすることをドライバーへ指示することができる。また、２０Ｋｍ／ｈに到達しなくても１５Ｋｍ／ｈを超えて所定時間経過すれば第１指示灯５３ａの消灯から点灯への切換えがなされる。これにより、たとえば１８Ｋｍ／ｈで走行を続けてた場合、通常走行で指示される１５Ｋｍ／ｈを超えたのに変速指示がいつまでたっても指示されないといった違和感をドライバーへ与えることを防止できる。

ここで、第１実施形態の作用を図４を参照しながら説明すると、図４は始動時水温ＴＷＩＮＴは同じ２０℃でありながら、エンジンの暖機完了後に車両の走行を開始したときの触媒温度ＴＣＡＴの変化（２点鎖線参照）と、エンジンの始動後直ぐ車両の走行を開始したときの触媒温度ＴＣＡＴの変化（実線参照）との違いをモデル的に示している。モデルであるので、車速は直線的に上昇させている。また、最下段は１速より２速へのシフトアップ時期の指示がどうなるのかを示し、このうち実線がエンジンの始動後直ぐ車両の走行を開始したときの、また２点鎖線がエンジンの暖機完了後に車両の走行を開始したときのものである。
ｔ０のタイミングでエンジンを始動すると、触媒温度ＴＣＡＴは上昇していく。１速より２速へのシフトアップ車速ＶＳＰ１２は始動時水温ＴＷＩＮＴにより定まり、この場合に始動時水温ＴＷＩＮＴは２０℃であることからシフトアップ車速ＶＳＰ１２は２０ｋｍ／ｈへとエンジン暖機完了後の通常時の値である１５ｋｍ／ｈよりも高くされる。
エンジンの始動後直ぐのｔ１のタイミングで車両の走行を開始したときには、エンジン暖機完了後の通常時の値である１５Ｋｍ／ｈよりも高い２０Ｋｍ／ｈまで変速指示がだされないため、ドライバーがこのタイミングまで変速をしなかった場合、触媒温度ＴＣＡＴが実線で示したように上昇を早めることができ、ｔ３のタイミングで活性化温度Ｔ０に達し、触媒９は活性化を完了したと判断されることから、ｔ３のタイミングでシフトアップ車速ＶＳＰ１２が２０ｋｍ／ｈより１５ｋｍ／ｈへと戻される。そして、このｔ３のタイミングでは実車速ＶＳＰがシフトアップ車速ＶＳＰ１２である１５ｋｍ／ｈを超えていることから、ｔ３のタイミングで第１指示灯５３ａが点灯して１速より２速へのシフトアップ時期になったことが指示される（最下段の実線参照）。また、触媒温度ＴＣＡＴが１点鎖線で示すように上昇した場合、シフトアップの指示は車速が２０Ｋｍ／ｈを超えるｔ４となる。また、図４のタイムチャートでは示していないが、１５Ｋｍ／ｈと２０Ｋｍ／ｈの間で車速が維持され、ｔ３とｔ４間の時間が長くなっても、始動時水温ＴＷＩＮＴで設定される遅れ時間Ｄ１２を経過すると、車速２０Ｋｍ／ｈを超えなくても第１指示灯５３ａが点灯して１速より２速へのシフトアップ時期になったことが指示される。このことにより、ドライバーに対して、通常シフトアップ指示が出される１５Ｋｍ／ｈを超えたのにいつまでたってもシフトアップ指示が出されない、といった違和感を与えることを防止できる。 一方、ｔ６のタイミングで車両の走行を開始するときには、それ以前でエンジンの暖機が完了する。すなわち、触媒温度ＴＣＡＴが２点鎖線のように徐々に上昇してｔ５のタイミングで触媒９の活性化を完了することから、ｔ５のタイミングでシフトアップ車速ＶＳＰ１２が２０ｋｍ／ｈより１５ｋｍ／ｈに戻される（最上段の破線参照）。このため、その後のｔ６のタイミングで車両の走行を開始すると、実車速ＶＳＰがｔ７のタイミングでシフトアップ車速ＶＳＰ１２（＝１５ｋｍ／ｈ）に到達し、所定の遅れ時間Ｄ１２である１ｓｅｃ後のｔ８のタイミングで、第１指示灯５３ａが点灯して１速より２速へのシフトアップ時期になったことが指示される（最下段の２点鎖線参照）。 このように、本実施形態によれば、１速より２速へのシフトアップ車速ＶＳＰ１２と、エンジン暖機完了後に設定されるシフトアップ車速ＶＳＰ１２（１５Ｋｍ／ｈ）に到達してから１速より２速へのシフトアップを指示するまでの所定の遅れ時間Ｄ１２とを、始動時水温ＴＷＩＮＴ（始動時の状態）に応じて設定するので、運転者が表示装置の第１指示灯５３ａ（シフトアップ時期指示手段）の指示に従った１速より２速へのシフトアップを行う限り、始動時水温ＴＷＩＮＴの相違によらず触媒９の早期活性化を確実に行わせることができる。１速より２速へのシフトアップを指示するまでの時間のカウントはエンジン暖機完了後に設定されるシフトアップ車速ＶＳＰ１２（１５Ｋｍ／ｈ）近傍であればよく、たとえば１６Ｋｍ／ｈであってもよい。また、本実施形態ではその他のシフトアップについては固定としたが、１速より２速へのシフトアップ時と同様エンジン始動状態に応じてシフトアップ車速や遅れ時間を設定するようにしてもよい。 本実施形態によれば、触媒９の活性化が完了したとき、１速より２速へのシフトアップ車速ＶＳＰ１２及び所定の遅れ時間Ｄ１２をエンジン暖機完了後の値に戻すので、触媒９が活性化を完了しているのに１速より２速へのシフトアップを遅らせることによる走行燃費の悪化を防ぐことができる。 次に、図５は第２実施形態で、第１実施形態の図３と置き換わるものである。第２実施形態のフローチャートは図示しないが、図２と同様である。 ただし、シフトアップ時期の指示のしかたが第１実施形態と相違している。すなわち、第２実施形態は、１速より２速へのシフトアップ条件が成立してから１速より２速へのシフトアップ時期を指示するまでの遅れ時間Ｄ１２が経過したとき、１速より２速へのシフトアップ時期になったことを指示するシフトアップ時期指示手段を備える場合に、１速より２速へのシフトアップ時期を指示するまでの遅れ時間Ｄ１２を、図５に示したように始動時水温ＴＷＩＮＴ（始動時の状態）に応じて設定するようにしたものである。図５より、始動時水温ＴＷＩＮＴが低くなるほど、シフトアップ条件が成立してから１速より２速へのシフトアップをするまでの遅れ時間Ｄ１２を長くしている。 このように、エンジンの暖機完了前に、シフトアップ条件が成立してから１速より２速へのシフトアップをするまでの遅れ時間Ｄ１２を、始動時水温ＴＷＩＮＴに応じて長くしているのは、始動時水温ＴＷＩＮＴが低いほど触媒９の活性化までの時間が長引くことに対応させるためである。 こうして、第２実施形態によれば、１速より２速へのシフトアップ条件が成立してから１速より２速へのシフトアップを指示するまでの遅れ時間Ｄ１２を、始動時水温ＴＷＩＮＴに応じて設定するので、運転者がシフトアップ時期指示手段の指示に従った１速より２速へのシフトアップを行う限り、始動時水温ＴＷＩＮＴの相違によらず触媒９の早期活性化を確実に行わせることができる。 また、第２実施形態においても、触媒９の活性化が完了したとき、上記の遅れ時間Ｄ１２をエンジン暖機完了後の値に戻すことで、触媒９が活性化を完了しているのに１速より２速へのシフトアップ時期を遅らせることによる走行燃費の悪化を防ぐことができる。 図６は表示装置５３の変形例であり、先の２つの実施形態のいずれにも適用可能である。 この表示装置５３は、指示灯５４と時間表示窓５５とを備えている。表示装置５３の指示灯５４は１つであり、１速より２速へのシフトアップ時期、２速より３速へのシフトアップ時期、３速より４速へのシフトアップ時期および４速より５速へのシフトアップ時期にこの指示灯５４を点灯して運転者にシフトアップを指示する。 時間表示窓５５は、触媒９が未活性であるときに使用され、始動時に設定した遅れ時間Ｄ１２を表示する。始動時水温ＴＷＩＮＴが低いときは時間表示窓５５に表示される数字が大きくなるので、運転者は指示灯５４が遅れ気味に点灯することを容易に理解することができ、その指示に従いやすくなる。 なお、タイマＴのカウントアップ中にＤ１２−Ｔ（すなわち遅れ時間Ｄ１２の残り時間）を表示するようにしてもよい。このような表示を行えば、指示灯５４がなかなか点灯しないことに違和感を感じて運転者が表示装置５３を見たときにシフトアップ時期（指示灯５４点灯）までの残り時間を伝えることでき、適切なタイミングでのシフトアップ操作をより助けることができる。
図７は第３実施形態のフローチャートで、モニター（表示装置）を制御するためのものである。このフローは一定時間毎（例えば１００ｍｓｅｃ毎）に実行する。 上記第１実施形態のように、エンジンの暖機完了前に触媒９の早期活性化のため１速より２速へのシフトアップ車速ＶＳＰ１２や遅れ時間Ｄ１２をエンジンの暖機完了後と異ならせるようにしたとき、運転者にとっては、エンジンの暖機完了前にはエンジンの暖機完了後よりも第１指示灯５３ａの点灯が遅れるため１速より２速へのシフトアップ時期になるのが遅いと感じる可能性が若干残る。そして、この違和感により、運転者がエンジンの暖機完了前に第１指示灯５３ａの点灯（１速より２速へのシフトアップ時期）を待つことなく１速より２速へとシフトアップしてしまったのでは、触媒９の早期活性化を実質的に図ることができなくなる。 そこで第３実施形態は、第１、第２のいずれかの実施形態を前提とし、運転席にメッセージ（伝言）を文字表示可能なモニターを設けておき、第１指示灯５３ａ（シフト時期指示手段）の指示通りに１速より２速へのシフトアップがされているか否かを判定し、この判定結果より第１指示灯５３ａの指示通りに１速より２速へのシフトアップがされているときにはそのことが意味するメッセージを、また第１指示灯５３ａの指示通りに１速より２速へのシフトアップがされていないときにはそのことが意味するメッセージを運転席のモニターに表示させることで、エンジンの暖機完了前とエンジンの暖機完了後とで１速より２速へのシフトアップ車速ＶＳＰ１２が異なることによる運転性能上の違和感を軽減する。 なお、第１指示灯５３ａの状態とメッセージとを同時に（視線を移動させることなく）見ることができるようにシフトアップ時期指示装置５３とモニターとを隣接配置するとよい。
さらに、第１指示灯５３ａ（シフト時期指示手段）の指示通りに１速より２速へのシフトアップ時期まで待機しているときにそのことが意味するメッセージを、また第１指示灯５３ａ（シフト時期指示手段）の指示通りに１速より２速へのシフトアップ時期まで待機していないときにそのことが意味するメッセージを運転席のモニターに表示させることで、触媒が早期活性化する機会を増やす。 図７においてステップ２１、２２、２３、２５は第１指示灯５３ａの指示通りに１速より２速へのシフトアップ時期まで待機しているか否かを判定する部分である。ステップ２１では触媒センサ３７により検出される触媒温度ＴＣＡＴと所定の触媒活性温度Ｔ０とを比較する。触媒温度ＴＣＡＴが触媒活性温度Ｔ０未満（触媒未活性状態）のときにはステップ２２に進みシフトアップ時期指示装置の第１指示灯５３ａが消灯しているか否かみる。 第１指示灯５３ａが消灯しているときには、エンジンコントローラ３１は触媒９の早期活性化を図るため運転者に１速より２速へのシフトアップ時期まで待つように指示していると判断し、ステップ２３に進んで、実際のギア位置と１速とを比較する。
ここで、実際のギア位置は、自動変速機に設けられるインヒビタースイッチと類似のスイッチを設けることによって検出する。あるいは、実車速ＶＳＰとエンジン回転数Ｎｅとの比により実際のギア位置を推定するようにしてもかまわない。 実際のギア位置が１速にあれば運転者は第１指示灯５３ａの指示に従って１速より２速へのシフトアップ時期を待っていると判断し、ステップ２４で運転席のモニターに“触媒暖機中”とのメッセージを文字により表示して今回の処理を終了する。この“触媒暖機中”とのメッセージは第１指示灯５３ａの指示通りに１速より２速へのシフトアップ時期まで１速のままで待機しているときにそのことが意味するメッセージである。この“触媒暖機中”とのメッセージをみて運転者はなぜ１速のまま２速へのシフトアップ時期まで待っていなければならないかを理解するので、１速より２速へのシフトアップ時期を待つことに心理的な抵抗感がなくなる。 これに対して実際のギア位置が１速になければ、運転者は第１指示灯５３ａの指示に従って１速より２速へのシフトアップ時期を待つことをしてないと判断し、ステップ２５で実際のギア位置がＲ（リバース）位置にないことを確かめた後、ステップ２６で運転席のモニターに“環境悪化”とのメッセージを文字により表示して今回の処理を終了する。この“環境悪化”とのメッセージは第１指示灯５３ａの指示通りに１速より２速へのシフトアップ時期まで１速のまま待機していないときにそのことが意味するメッセージである。この“環境悪化”とのメッセージをみて運転者が実際のギア位置を１速に戻せば、次回よりステップ２１、２２、２３よりステップ２４へと進んで運転席のモニターに“触媒暖機中”とのメッセージが文字により表示される。 実際のギア位置がＲ位置にあるときにはステップ２５よりステップ２７に進み運転席のモニターに何も表示しない。ステップ２１、２２で触媒９が未活性状態にありかつ第１指示灯５３ａが点灯しているときにはこうした事態はあり得ないと判断し、ステップ２２よりステップ２７に進み運転席のモニターに何も表示しない。 一方、ステップ２１、２８、２９、３１、３４、３５は第１指示灯５３ａの指示通りにシフトアップされているか否かを判定する部分である。触媒９が活性化したときにはステップ２１よりステップ２８に進んで第１指示灯５３ａをみる。第１指示灯５３ａが点灯しているときには触媒９の早期活性化を終了して１速より２速へのシフトアップ時期になっている、つまり運転者に１速より２速へのシフトアップを指示していると判断し、ステップ２９で実際のギア位置と２速を比較する。実際のギア位置が２速にあれば運転者は第１指示灯５３ａの指示に従って１速より２速へとシフトアップされていると判断し、ステップ３０で運転席のモニターに“燃費良好”とのメッセージを文字により表示して今回の処理を終了する。この“燃費良好”とのメッセージは第１指示灯５３ａの指示通りに１速より２速へとシフトアップされているときにそのことが意味するメッセージである。 これに対して実際のギア位置が２速になければ、運転者は第１指示灯５３ａの指示に従って２速へのシフトアップを行っていないと判断し、ステップ３１で実際のギア位置がＲ位置にないことを確かめた後、ステップ３２で運転席のモニターに“環境悪化”とのメッセージを文字により表示して今回の処理を終了する。すなわち、この“環境悪化”とのメッセージは第１指示灯５３ａの指示通りに１速より２速へとシフトアップされていないときにそのことが意味するメッセージである。この“環境悪化”とのメッセージをみて運転者が実際のギア位置を１速より２速へとシフトアップしあるいは３速や４速より２速へとシフトダウンすれば、次回よりステップ２１、２８、２９よりステップ３０と進んで運転席のモニターに“燃費良好”とのメッセージが文字により表示される。 実際のギア位置がＲ位置にあるときにはステップ３１よりステップ３３に進み運転席のモニターに何も表示しない。 ステップ２８で第１指示灯５３ａが消灯しているときにはステップ３４、３５に進み、図２のステップ５、６と同様にして１速を選択中か否かをみて、１速を選択中であれば、ステップ３６に進んで、運転席のモニターに“燃費良好”とのメッセージを文字により表示する。すなわち、この“燃費良好”とのメッセージは第１指示灯５３ａの指示通りに１速より２速へのシフトアップ時期を待機しているときにそのことが意味するメッセージである。 上記ステップ２１では触媒温度ＴＣＡＴに基づいて触媒９が未活性状態であるか否かを判定したが、水温センサ３５により検出される始動時水温ＴＷＩＮＴに基づいて触媒９が未活性状態であるか否かを判定するようにしてもかまわない。例えば、始動時水温ＴＷＩＮＴが所定値（例えば５０℃）以下の場合に触媒９が未活性状態であると判定する。なお、所定値は５０℃に限定されるものでなく、適合により設定する。 上記ステップ２４では“触媒暖機中”を文字により表示したが、これに代えてあるいは加えて以下のようにすることができる。
〈１〉“触媒暖機中”に代えて“環境対策中”などと文字により表示する。 〈２〉“触媒暖機中”や“環境対策中”の文字の背景色を赤にする。 〈３〉触媒９が活性化するまでに必要な時間がわかる場合は、その時間をモニターに同時にカウントダウン表示する。 〈４〉“触媒暖機中”や“環境対策中”の文字表示に代えてこれらを音声により運転者に伝えるかあるいは音声でも運転者に伝える。 上記ステップ３０では“燃費良好”の文字表示を行ったが、これに加えて以下のようにすることができる。 〈５〉“燃費良好”の文字の背景色を青にする。 〈６〉“燃費良好”の文字表示に代えてこれを音声で運転者に伝えるかあるいは音声でも運転者に伝える。
上記ステップ２６、３２で“環境悪化”の文字表示を行ったが、これに代えてあるいは加えて以下のようにすることができる。 〈７〉“環境悪化”に代えて“指示通り走行してください”などと文字により表示して運転者に指示灯５３ａによる指示に従ったギア変更を促す。 〈８〉“環境悪化”や“指示通り走行してください”の文字の背景色や文字そのものを点滅させて、運転者に指示灯５３ａによる指示に従ったギア変更を促す。 〈９〉“環境悪化”や“指示通り走行してください”の文字表示に代えてこれらを音声で運転者に伝えるかあるいは音声でも運転者に伝える。 ここで、第３実施形態の作用を説明する。 第３実施形態によれば、第１指示灯５３ａ（シフトアップ時期指示手段）の指示通りにシフトアップされているときにはそのことが意味するメッセージである“燃費良好”を、また第１指示灯５３ａの指示と通りにシフトアップされていないときにはそのことが意味するメッセージである“環境悪化”を運転席のモニター（表示装置）に指示するので（図７のステップ２１、２８、２９、３０及びステップ２１、２８、３４、３５、３６、またステップ２１、２８、２９、３１、３２）、エンジンの暖機完了前と暖機完了後とで１速より２速へのシフトアップ車速ＶＳＰ１２や所定の遅れ時間Ｄ１２が異なることによる運転上の違和感を軽減することができる。また、第３実施形態（請求項１に記載の発明）によれば、運転者への意識付けが可能となり、これにより第１指示灯５３ａ（シフトアップ時期指示手段）による指示通りにシフトアップされる可能性が高まる。 第３実施形態のように、図７のステップ３０において燃費に有利なことを運転席のモニターに表示することで、燃費を重視する運転者であれば、第１指示灯５３ａ（シフトアップ時期指示手段）による指示通りにシフトアップするようになるものと期待される。 第３実施形態のように、図７のステップ３２において環境に悪いことを運転席のモニターに表示することで、環境保全を重視する運転者であれば、第１指示灯５３ａ（シフトアップ時期指示手段）による指示通りにシフトアップするようになるものと期待される。
１速走行での触媒９の早期活性化中に、第１指示灯５３ａ（シフトアップ時期指示手段）の指示に運転者が従わずに１速より２速へとシフトシフトアップ時期になる前に１速より２速へとシフトアップすれば、エンジン回転速度Ｎｅが落ちて排気温度が下がってしまい触媒９の早期活性化の処理が不十分な結果に終わることになるが、第３実施形態によれば、１速より２速へのシフトアップ時期になっていない場合に、、第１指示灯５３ａ（シフトアップ時期指示手段）の指示通りに１速より２速へのシフトアップ時期まで待機しているときにはそのことが意味するメッセージである“触媒暖機中”を、また第１指示灯５３ａの指示通りに１速より２速へのシフトアップ時期まで待機していないときにはそのことが意味するメッセージである“環境悪化”を運転席のモニター（表示装置）に表示させるので（図７のステップ２１、２２、２３、２４、またステップ２１、２２、２３、２５、２６）、運転者に対してシフトアップ時期まで待つ動機付けとなり、そのぶん触媒９が早期活性化する機会を増やすことできる。 第３実施形態のように、図７のステップ２４において環境に配慮していることを表示することで、環境保全を重視する運転者であれば、第１指示灯５３ａ（シフトアップ時期指示手段）による指示通りにシフトアップするようになるものと期待される。 第３実施形態のように、図７のステップ２６において環境に悪いことを運転席のモニターに表示することで、環境保全を重視する運転者であれば、第１指示灯５３ａ（シフトアップ時期指示手段）による指示通りにシフトアップするようになるものと期待される。 第３実施形態では、エンジンの暖機完了前とエンジンの暖機完了後とで１速より２速へのシフトアップ時期のみを異ならせる場合を前提として述べたが、他の変速段へのシフトアップ時期（２速より３速への、３速より４速への、４速より５速への各シフトアップ時期）を異ならせている場合にも適用がある。
適用産業分野
以上のようにこの発明は、エンジン暖機状態に応じてドライバーへ最適なタイミングでのシフトタイミングを指示することができるので、ドライバーの変速操作によって変速を行う変速装置を備えた車両において、燃費向上や触媒の早期活性化を図ることができる。この発明は、特に手動変速機や自動変速機であってもドライバーの指示によって変速を行うマニュアルモードを備えた変速機を備えた車両に適用することで好ましい効果をもたらす。
この発明の実施例が包含する排他的性質あるいは特徴は以下のようにクレームされる。

Claims (7)

1. 車両速度に応じて所定の変速段へのシフトアップ時期をドライバーへ指示するシフトアップ時期指示装置において、
   車両の速度情報を検出する速度情報検出手段と、
   エンジンの暖機完了前であるか否かを判定する暖機完了前判定手段と、
   ドライバーへ指示するシフトアップ車速を、エンジンの暖機完了前である時にエンジンの暖機完了後である時より高い側に変更するシフトアップ車速変更手段と、
   車両が前記シフトアップ車速変更手段で設定した車速となったとき、もしくは、エンジンの暖機完了後に設定されるシフトアップ車速を越えてから所定時間が経過したとき、手動変速機のシフトアップ時期になったことを指示するシフト時期指示手段と、
   を含むことを特徴とするシフトアップ時期指示装置。
2. 請求項１に記載のシフトアップ時期指示装置において、
   前記暖機完了前判定手段は、始動時のエンジン水温を検出するエンジン水温検出手段を備え、
   前記シフトアップ車速変更手段は、始動時の水温が低いほどドライバーへ指示する前記シフトアップ車速を高い側に変更することを特徴とするシフトアップ時期指示装置。
3. 請求項１に記載のシフトアップ時期指示装置において、
   前記暖機完了前判定手段は、始動時のエンジン水温を検出するエンジン水温検出手段を備え、
   前記シフト時期指示手段は、始動時の水温が低いほど前記所定時間を長くすることを特徴とするシフトアップ時期指示装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかひとつに記載のシフトアップ時期指示装置において、
   エンジン排気中の有害物質を浄化する触媒を更に備え、
   前記暖機完了前判定手段は、前記触媒の活性化前に暖気前であると判定することを特徴とするシフトアップ時期指示装置。
5. 請求項４に記載のシフトアップ時期指示装置において、
   前記暖機完了前判定手段は、前記触媒の活性化完了を、排気温度または触媒温度に基づいて判定することを特徴とするシフトアップ時期指示装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれかひとつに記載のシフトアップ時期指示装置において、
   前記所定時間を表示する時間表示手段を更に含むことを特徴とするシフトアップ時期指示装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれかひとつに記載のシフトアップ時期指示装置において、
   前記シフトアップ車速変更手段が、ドライバーへ指示するシフトアップ車速を、エンジンの暖機完了前である時にエンジンの暖機完了後である時より高い側に変更している時、その旨を表示するメッセージ表示手段を更に含むことを特徴とするシフトアップ時期指示装置。

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