JP4891412B2 - タコメータおよびギヤ指示装置 - Google Patents

Description

本発明は、マニュアルまたはセミオートマチックタイプのマルチギヤトランスミッションを有する車両のためのタコメータおよびギヤ指示装置に関する。

自動車は普通、車両速度、エンジン速度つまり毎分回転数（ｒｐｍ）で測定されるエンジンクランクシャフト回転速度、エンジン潤滑油温度など、車両のいくつかのパラメータについての情報を提供する一連の計器を装備する。スピードメータ、タコメータ、温度計などの計器は、一般的に、車両ダッシュボードに配置されて、パラメータの瞬間状態を通常は視覚に訴える形でドライバに表示する。

車両計器に表示される情報と、交通状態、エンジン音など他の情報に基づき、一般的にステアリングホイール、ブレーキペダル、クラッチペダル、アクセルペダル、車両ギヤシフトなどの車両制御器に伝達されるべきなのはどのような入力かについて、車両ドライバは連続的な決定を行う。

ギヤシフトを行うことで、エンジンクランクシャフトと車両動力輪との間の適切なギヤ比を選択することにより、車両ドライバは車両速度に合わせてエンジン速度を調節する。シフトアップ、つまり高いトランスミッションギヤへのシフトにより、またはシフトダウン、つまり低いトランスミッションギヤへのシフトにより、ドライバは、車両エンジンを最適の動力およびトルク範囲で作動させ、また車両ドライバは、所与の車両速度および荷重において適切なエンジン速度でエンジンを作動させる。最適な動力およびトルク範囲にエンジンを維持できないと、早期のエンジン磨耗、過剰な燃費、そして汚染物質の不要な放出という結果を生じる。

最適な動力およびトルク範囲は経験的に測定され、車両ドライバが最適ギヤシフトを選択するのを助けるため、最適な動力およびトルクの範囲を示す曲線が車両ドライバに利用可能である。そのためギヤ選択は、ドライバの経験と、適切なギヤおよびこのギヤに入れる適切なタイミングとを検知するドライバの能力に大きく左右される。

言及しなければならない別の点は、大型車両が通常、多数のギヤを有するマニュアルトランスミッションを装備していることである。このため、万一、緊急事態に直面した場合には、未経験なドライバばかりでなく経験を積んだドライバにとってもギヤ選択プロセスは困難である。

そのため、ギヤ選択プロセスには改良の余地があると思われる。

欧州特許第０ ００７ ８８１号明細書 国際公開第２００５／０５６３４３号パンフレット

本発明の目的は、車両ドライバによる最適ギヤ決定を促して車両ドライバに最適ギヤを選択させる方法および表示装置を提案することである。

本発明は、（ｉ）目盛スケールの上でポインタを連続的に移動させることにより、車両エンジンの単位時間当たり回転数を指示するアナログタコメータ表示手段と、（ｉｉ）実際エンジン速度と実際車両速度とを表す入力信号を受信して、少なくとも一つの理想トランスミッション比に基づいて実際車両速度に対応する少なくとも一つの予定エンジン速度を決定するコンピュータ処理ユニットＣＰＵと、（ｉｉｉ）現在係合ギヤに対応する現在ギヤ番号がポインタの現在位置に隣接してデジタル表示されるとともに、少なくとも一つの理想ギヤに対応する理想ギヤ番号が目盛スケール上の対応の予定エンジン速度に隣接してデジタル表示される、目盛スケールに隣接するギヤインジケータディスプレイとを包含する、マルチギヤトランスミッションを有する車両のためのタコメータおよびギヤ指示装置に関連する。

より詳しく述べると、ギヤ指示器ディスプレイは、少なくとも現在および理想ギヤ番号を様々な位置に表示することが可能であり、実際エンジン速度および予定エンジン速度にしたがって現在ギヤおよび理想ギヤ番号の位置が決定される。

高度な実施例では、シフトダウンおよびシフトアップにそれぞれ対応する二つの理想トランスミッションギヤ比に対応する少なくとも二つの予定エンジン速度をＣＰＵが決定する。

さらに高度な実施例では、ＣＰＵが最適トランスミッションギヤ比を決定し、この最適ギヤ比に対応する番号（１６）が、目盛スケールの上で対応の予定エンジン速度に隣接してデジタル表示される。このような実施例では、所与のエンジン速度および車両速度に対する最適ギヤと、この最適ギヤに入れた場合の対応の最適エンジン速度とを決定するためと、最適ギヤと、この最適ギヤに入れることをドライバが決めた場合にそれがエンジン速度に与える影響とを車両ドライバに通知するための手段を、本発明は備える。本発明の効果は、最適ギヤばかりでなく最適ギヤに入れることでエンジン速度に生じる結果も表示することにより達成される、最適なギヤ入れの奨励である。

急ブレーキや衝突回避などの緊張状態でも車両ドライバの決定をさらに促すため、現在係合ギヤに対応する番号から最適ギヤに対応する番号までの方向を持つ矢印がギヤディスプレイに示される。

現在係合ギヤから最適ギヤに達するのに必要なギヤチェンジの数を示す数字が、矢印と関連して設けられてもよい。

高いトランスミッションギヤへのシフトであるか低いトランスミッションギヤへのシフトであるかを示すため数字に並置されるプラス＋またはマイナス−の符号をギヤディスプレイに含めることも考えられる。

実用的な観点から、最適ギヤおよび対応の最適エンジン速度が計算されるＣＰＵに接続されるエンジン速度センサおよび車両速度センサを装置が含む。

ＣＰＵは、マイクロプロセッサと、ＲＡＭメモリなどのデータメモリと、ＲＯＭメモリなどのプログラムメモリと、入出力インタフェースとを含む。

装置は、タコメータおよびギヤディスプレイがマトリックス表示手段に設けられるような構造を持つ。

本発明はまた、マルチギヤトランスミッションを有する車両のタコメータおよびギヤ指示装置においてギヤ情報を指示するための方法を含み、この装置は、
目盛スケールの上でポインタを連続的に移動させることにより、車両エンジンの単位時間当たり回転数を指示するアナログタコメータ表示器と、
実際エンジン速度と実際車両速度とを表す入力信号を受信して、少なくとも一つの理想トランスミッションギヤ比に基づいて実際車両速度に対応する少なくとも一つの予定エンジン速度を決定するコンピュータ処理ユニットＣＰＵと、
現在係合ギヤに対応する現在ギヤ番号と少なくとも一つの理想ギヤに対応する理想ギヤ番号とがデジタル表示されるギヤインジケータディスプレイと、
を包含し、
この方法は、それぞれ実際エンジン速度および予定速度と相関する少なくとも一つの表示位置座標を現在ギヤ番号および理想ギヤ番号にそれぞれ割り当てる段階を包含することを特徴とする。

次に、スケールに対する特定位置に対応の番号を表示するように、各ギヤ番号に割り当てられた座標が装置により表示される。

本発明による装置の実施例が装着された車両を概略的に示す。 本発明による装置の一部である最適ギヤディスプレイを示す。

続いて、添付図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。
図１は、車両の重要部分、つまりエンジン２、クラッチ３、ギヤボックス４、トランスミッション５、少なくとも４個の車輪６を概略的に示す。

車両は、エンジンクランクシャフトの速度を直接的または間接的に検出するエンジン速度センサ９にケーブルを介して接続されたタコメータ８を装備する。エンジン速度センサ９は、市販のホール効果センサが適当である。

図２に図示されているように、タコメータ８はエンジン動作範囲に対応する目盛スケール１０（ｒｐｍ）を有する。図の例では、スケール１０は０から３０００ｒｐｍの範囲を含む。ポインタ１１は、目盛スケール１０に沿って移動する。図の例では、速度エンジンセンサにより送られる信号にしたがって、ポインタが機械的／電気的に駆動される。機械的／電気的なポインタ１１に代わって、連続するＬＥＤまたはＬＣＤポインタも考えられる。他の表示システム、例えば、マトリックス内の連続ピクセルの選択的起動を通してすべての情報が表示されるコンピュータ表示技術で使用されるようなＬＣＤまたはプラズマディスプレイなど、多目的マトリックス表示手段が用いられる。このような場合、ポインタは、エンジン速度に比例する長さを持つ発光バーの端部である。

本発明によれば、車両は最適ギヤ指示装置１も装備する。装置は、マイクロプロセッサと、ＲＡＭメモリなどのデータメモリと、ＲＯＭメモリなどのプログラムメモリと、入出力インタフェースとを含むのが適当であるＣＰＵ１２を含む。

ＣＰＵ１２は、エンジン速度を検出するセンサに接続されるのが適当である。このセンサは、車両タコメータ８に接続される既存の速度センサでよい。

ＣＰＵ１２はまた、例えば車軸に装着される車両速度センサ７にも接続される。車両速度センサ７は例えば、市販のホール効果センサでよい。車両速度センサ７は、車両に設けられて機械的または電気的にスピードメータに接続される既存の速度センサでよい。

最適ギヤ比、ゆえに最適ギヤは、例えばエンジン速度と車両速度とを含むいくつかのパラメータと相関してＣＰＵ１２により計算される。このような最適速度を決定するアルゴリズムの例は、特許文献１または特許文献２に見られる。ＧＰＳなどの車両位置把握手段とデジタルマップのおかげで、道路のカーブ、傾斜、交差点、制限速度など、車両前方の走行ルートのいくつかのパラメータをシステムが予想できる、いわゆる「エレクトロニック・ホライゾン」システムの使用が、最適速度決定には有効である。これらのパラメータはＣＰＵに提供されて最適速度決定アルゴリズムで使用される。最適ギヤ比および車両速度が分かると、ＣＰＵ１２は、最適エンジン速度、すなわち最適ギヤに入れた時のエンジン速度も計算する。

例えばＬＣＤまたはＬＥＤディスプレイであり、本発明による装置１の重要な特徴であるギヤディスプレイ１４に、ＣＰＵ１２が接続されている。ギヤディスプレイは、独自のＣＰＵを有するかＣＰＵ１２により制御される。実際、ギヤディスプレイはタコメータとともに多目的マトリックス表示手段に設けられると好都合である。

ギヤディスプレイ１４の重要な特徴の一つは、ギヤディスプレイ１４がタコメータ８に隣接していることである。より正確には、ギヤディスプレイはタコメータ８の目盛スケール１０に隣接している。図の実施例では、タコメータ８は線形であり、そのためギヤディスプレイも線形で、タコメータ８の目盛スケール１０と平行である。しかしより一般的なケースである円形のタコメータでは、ディスプレイはタコメータの周囲に同心状に配置される。

本発明の別の面によれば、ギヤディスプレイは少なくとも二つのギヤ番号を異なる位置で表示でき、各番号の位置そのものが可変である。各ギヤ番号の位置は、対応するエンジン速度に左右される。

ギヤインジケータは、いくつかの個別の表示要素を包含し、その各々が、旧来のスペードメータインジケータのように、例えば機械的／電気的に独立して移動可能である。この時、各表示要素の位置は例えば、各表示手段の位置座標と相関して設けられる。この位置座標そのものは、対応のエンジン速度と相関している。

ＣＰＵ１２により送られるデータにしたがって、ギヤディスプレイ１４はタコメータ８の目盛スケール１０と関連して二種類の情報を指示する。

第一にギヤディスプレイ１４は、実際ギヤに対応する番号１５（例えば１２速ギヤボックスの場合、通常は一つまたは二つの数字で構成される）をポインタ１１に隣接してデジタル表示することにより、現在エンジン速度に隣接して現在係合ギヤを示す。

第二にギヤディスプレイ１４は、ＣＰＵ１２によって計算された最適エンジン速度に対応する最適ギヤに対応する番号１６をスケール１０の目盛に隣接してデジタル表示することにより、最適ギヤを示す。本発明の主な効果は、最適ギヤが何であるかばかりでなく、エンジン速度に応じた最適ギヤに入れることで得られる利点を車両ドライバに示すことである。

基本的に、本発明による装置は、実際ギヤおよび最適ギヤに対応する番号１５，１６を、対応のエンジン速度を指示するポインタとして使用することと考えられる。要するに、実際には２種類の論理情報を含む１種類の視覚的情報を形成するように、ポインタと対応のギヤ番号とが統合されるか少なくとも非常に近くに関連して設けられるのである。本発明のこの面により、ドライバに必要なのは１種類の視覚的情報を確認することのみであり、２種類の視覚的情報を確認してこれらを心の中で結びつけなければならない場合よりも、これがすばやく安全であることは言うまでもない。

本発明による最適ギヤ指示装置１は、ドライバがエンジン速度への影響を見て取ることができ、潜在的な利点を予測できるため、最適なギヤ入れを強く奨励することになる。または反対に、現実の出来事に対するドライバの評価に基づいて、ＣＰＵによって決定されたものと異なる結論にドライバが達することもある。

最適速度に達すると、ギヤディスプレイ１４はポインタ１１に隣接して表示される単一の番号を示す。そのためドライバは、不要な種類の情報によって気を散らされることがない。

本発明の変形例として、ギヤディスプレイ１４は、現在係合ギヤを表す番号１５から最適ギヤを表す番号１６までの方向を持つ矢印１８を示す。現在係合ギヤから最適ギヤに達するのに必要なギヤチェンジの数を指す数字１９が、矢印１８と関連して設けられる。高いトランスミッションギヤへのシフトか、低いトランスミッションギヤへのシフトかを表示すように、プラス＋またはマイナス−の符号２０が数字１９に並置される。

比較的複雑でない実施例では、最適ギヤ計算ユニットを設けずに、または少なくとも上記の装置により最適ギヤを表示せずに本発明を実施することも可能である。

この比較的複雑でない実施例では、理想ギヤに対応する少なくとも一つの他のギヤ番号、例えば現在比に最も近いギヤ比（アップとダウンのいずれかだが両方が好ましい）を装置が表示し、この理想ギヤ番号は、目盛スケールの上で対応の予定エンジン速度に隣接してデジタル表示される。例えば、車両が１８００ｒｐｍで５速走行している時には、同じ車両速度であれば、エンジン速度は、例えば４速では１９５０ｒｐｍ、５速では１６５０ｒｐｍであると、ＣＰＵは計算するだろう。このような場合、本発明による装置は、スケール上の１８００のマークに隣接して「５」の数字、１９５０ｒｐｍマークに隣接して「４」の数字、１６５０マークに隣接して「６」の数字を指示する。この時にドライバは、自分の置かれた状況ではどのギヤが最適であるかと、最適ギヤ比に入れるのに実施する必要があるのはいかなるシフトであるかを分析および判断する作業を行うだけでよい。二つ以上の理想ギヤが同時に表示されてもよいことは言うまでもない。いずれにしても、表示されるギヤ比の数は、対応する予定速度が、妥当なエンジンの作動条件に対応する所定の範囲内であるものに少なくとも制限される。

この上記の実施例が最適ギヤ計算アルゴリズムと組み合わされると、例えば異なるサイズまたは異なるカラーで表示されることにより、最適ギヤが他のギヤ番号の中で強調される。

例えば燃費に関するもの（例えば緑色で強調される）、有効パワーに関するもの（例えば赤で強調される）など、いくつかの最適ギヤが計算される、高度な最適ギヤアルゴリズムも使用できる。

本発明は、上述したタイプの装置でギヤ情報を指示するための方法にも関連する。このような方法は、それぞれが実際エンジン速度および予定速度の関数である少なくとも一つの表示位置座標を、現在ギヤ番号と理想ギヤ番号にそれぞれ割り当てる段階を包含する。各ギヤ番号に割り当てられた座標は次に、スケールに対する特定位置に対応の番号を表示するように装置によって表示される。

本発明は、上に記載され図面に描かれた例示的実施例には限定されず、以下の特許請求項の範囲内で変形が可能である。例えば、マルチギヤマニュアルトランスミッション、またはドライバがギヤシフトまたはホイール装着のギヤチェンジコントロールを手で操作しなければならないが、クラッチペダルを踏む必要はないいわゆるセミオートマチックトランスミッションを有する車両において、本発明を実施することが可能である。

１ 最適ギヤ指示装置
２ エンジン
３ クラッチ
４ ギヤボックス
５ トランスミッション
６ 車輪
７ 車輪速度センサ
８ アナログタコメータ表示器
９ エンジン速度センサ
１０ 目盛スケール
１１ ポインタ
１２ コンピュータ処理ユニット ＣＰＵ
１４ ギヤインジケータディスプレイ
１５ 現在ギヤ番号
１６ 理想ギヤ番号
１８ 矢印
１９ 数字
２０ 符号

Claims (11)

1. マルチギヤトランスミッションを有する車両のタコメータおよびギヤ指示装置であって、
   目盛スケール（１０）の上でポインタ（１１）を連続的に移動させることにより、車両エンジンの単位時間当たり回転数を指示するアナログタコメータ表示器（８）と、
   実際エンジン速度と実際車両速度とを表す入力信号を受信し、少なくとも一つの理想トランスミッションギヤ比に基づいて該実際車両速度に対応する少なくとも一つの予定エンジン速度を決定するコンピュータ処理ユニットＣＰＵ（１２）と、
   現在係合ギヤに対応する現在ギヤ番号（１５）が、前記ポインタ（１１）の現在位置に隣接してデジタル表示されるとともに、
   前記少なくとも一つの理想ギヤに対応する理想ギヤ番号（１６）が、前記目盛スケールの上で前記対応の予定エンジン速度に隣接してデジタル表示される、
   前記目盛スケール（１０）に隣接するギヤインジケータディスプレイ（１４）と、
   を包含し、
   前記ギヤインジケータディスプレイが、少なくとも前記現在および理想ギヤ番号（１５，１６）を様々な位置に表示することが可能であり、
   前記現在ギヤおよび理想ギヤ番号（１５，１６）の前記位置が、前記実際エンジン速度および前記予定エンジン速度にしたがって決定され、
   前記現在係合ギヤに対応する現在ギヤ番号（１５）の位置は前記ポインタ（１１）とともに可変である、装置。
2. シフトダウンおよびシフトアップにそれぞれ対応する二つの理想トランスミッションギヤ比に対応する少なくとも二つの予定エンジン速度を前記ＣＰＵ（１２）が決定することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記ＣＰＵ（１２）が最適トランスミッションギヤ比を決定することと、該最適ギヤ比に対応する番号（１６）が前記目盛スケールの上で前記対応の予定エンジン速度に隣接してデジタル表示されることとを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
4. 前記現在係合ギヤを表す番号から前記最適ギヤを表す番号への方向を持つ矢印（１８）を前記ギヤディスプレイ（１４）が含むことを特徴とする、請求項３に記載の装置。
5. 高いトランスミッションギヤへシフトするか低いトランスミッションギヤへシフトするかを指示するため、前記ギヤディスプレイ（１４）がプラス＋またはマイナス−の符号（２０）を表示することを特徴とする、請求項３または４に記載の装置。
6. 前記現在係合ギヤ（１８）から前記最適ギヤに達するのに必要なギヤチェンジの数を指示する数字（１９）を前記ギヤディスプレイ（１４）が含むことを特徴とする、請求項４または５に記載の装置。
7. 前記タコメータおよび前記ギヤディスプレイがマトリックス表示器に設けられることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載の装置。
8. 前記ＣＰＵ（１２）がエンジン速度センサ（９）および車両速度センサ（７）に接続されることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれかに記載の装置。
9. マイクロプロセッサと、ＲＡＭメモリなどのデータメモリと、ＲＯＭメモリなどのプログラムメモリと、入出力インタフェースとを前記ＣＰＵ（１２）が含むことを特徴とする、請求項１乃至８のいずれかに記載の装置。
10. マルチギヤトランスミッションを有する車両のタコメータおよびギヤ指示装置においてギヤ情報を指示するための方法であって、
    目盛スケール（１０）の上でポインタ（１１）を連続的に移動させることにより車両エンジンの単位時間当たり回転数を指示するアナログタコメータ表示器（８）と、
    実際エンジン速度と実際車両速度とを表す入力信号を受信して、少なくとも一つの理想トランスミッションギヤ比に基づいて該実際車両速度に対応する少なくとも一つの予定エンジン速度を決定するコンピュータ処理ユニットＣＰＵ（１２）と、
    現在係合ギヤに対応する現在ギヤ番号（１５）と、前記少なくとも一つの理想ギヤに対応する理想ギヤ番号（１６）とがデジタル表示され、前記現在係合ギヤに対応する現在ギヤ番号（１５）の位置は前記ポインタ（１１）とともに可変であるギヤインジケータディスプレイ（１４）と、
    を包含し、
    前記実際エンジン速度および前記予定速度と相関する少なくとも一つの表示位置座標を、前記現在ギヤ番号および前記理想ギヤ番号にそれぞれ割り当てる段階を包含することを特徴とする、
    方法。
11. 次に、前記スケールに対する特定位置に対応の番号を表示するように、各ギヤ番号に割り当てられた前記座標が前記装置により実行されることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。

Images