JPH0517989B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は高速段へのギアチエンジが必要である
ことを車両運転者に報知する方法に係り、エンジ
ンの速度を測定しておいてこれを或る比較用の値
と比較し、もし１方の値が他方の値を越えると、
信号が運転者に送られる様にしたものである。

又、本発明はエンジン及び多くのシフト位置を
もつた手動ギアボツクスを含む変速機より成り、
然も回転計及び計算手段をも有し車両の運転者に
エンジン速度超過の信号を与えるための装置にも
係る。

［従来型の説明］ この型式の方法及び装置は、ドイツ国特許公開
公報第2926070号によつて公知であり、例えば若
干のフオルクスワーゲン、パサトに用いられてい
る。この公知の装置は次のように作動する。エン
ジン速度が或一定値、およそ2000rpmを越えると
報知灯であるLEDが点く。この信号は運転者が
燃料節約が出来るようにギアをシフトすべきこと
を意味する。もし既に最高速ギアに噛合つている
ならば何も信号が出ない。

公知のこの装置は、エンジンの寿命及び燃料節
約の両方の見地から、不必要な高速度でエンジン
を回転することを防ぐと云う課題を解決しようと
したものである。

少数の熟練した運転者は多くの経験からあらゆ
る場合に対処してできる限り高速ギアをもつて運
転することに何の困難もないが、他の大多数の運
転者にとつてこれが著しく困難であるとされてい
る。多くの車は回転計を備えてはいるが、多くの
運転者にはほとんど利用してない。

［発明により解決すべき課題］ 公知技術の不利な点は、ギアボツクスにおける
各段間のギア比の増加量は一様ではなくて、高速
ギアになる程少なくなることである。もし運転者
がそれぞれのギア位置で一定のrpmでギアチエン
ジすると、これに伴なうギアチエンジ後のエンジ
ン速度は、どのギアが選ばれたかによつて異なる
ものである。

例：フオルクスワーゲン（VW）パサト車使用 2000rpmのエンジン速度に達した時にギアをチ
エンジするものとすると次の結果となる。

15Km／ｈ 第１速 2000rpm 第２速1118rpm 27Km／ｈ 第２速 2000rpm 第３速1333rpm 41Km／ｈ 第３速 2000rpm 第４速1407rpm エンジン速度が低く過ぎると車両を不調にし、
特に負荷が大きい場合は低rpmで運転することは
好ましくない。というのは場合によつてはエンジ
ンを損傷することになるからである。これに対す
る公知の解決策は、エンジン速度が過度に高くな
らない中に早めに指示を与えることと、或るギア
比の間をシフトアツプした時にエンジン速度を過
度に低くしてしまうおそれとの間で妥協すること
を必要として来た。

本発明の１つの目的は、この不利な点を除くに
あり、現在のエンジン速度ではなく高いギアが選
ばれた場合に得られるであろうエンジン速度を第
一に考慮に入れて運転者にギヤ比をチエンジする
よう報知することである。

［課題の解決手段］ これら及び他の目的は、本発明によれば、請求
の範囲に規定された特徴を有する方法及び装置に
よつて達成されるものである。

本発明の好適な態様によれば、エンジン速度と
車両速度との両方を測定すること、及び、これら
の間の商をそれぞれのギア位置についての所与の
値と比較することとの組合せを用いる。理論的に
はこの商は各ギア位置毎に常に同じである筈であ
る。

しかし、もしエンジン速度が発電機を経て測定
される場合は、もし発電機とエンジンとの間でベ
ルトが滑つていると、実際のエンジン速度が測定
されない。それ故にこのようにして測定されたエ
ンジン速度と車両速度との商はギア比毎に決めら
れていた商とは異なる。かような不一致を知るの
は初期に不調を発見出来るから良いことである
が、不調はまたクラツチにも存在しうるものであ
り、従つてこの不一致の指示は車両を手入れすべ
きことの早期の警報となる。

本発明の特別の態様によれば、本発明による装
置を学習型にすることがてきる点にある。このこ
とはコンピユータ装置が適切に取付られた後、オ
ペレータの助けなしに特定の操作によりエンジン
速度と車両速度（又は発電機速度及び車両速度）
との間の商が設定されることを意味する。マイク
ロ−コンピユータは基本データを得れば後は計算
を行なう。

この解決策の利点は、コンピユータ装置が単一
種で済むことであり、車種が異なつても修正する
必要がないことである。装置は大きな修正を行な
うことなく車に取り付け得、また変速機のギア
比、タイヤ寸法などのような重要データすら確か
めることなく、どんな車両にも取付けることがで
きる。

本発明の主要な目的は、ギアシフトが必要な時
に運転者に信号を与えることであるから、エンジ
ン速度が通常状態下で高すぎると見えてもギアシ
フトの必要がないと云う状態をも考慮すべきであ
る。例えば冷えているエンジンは低いエンジン速
度で無理に回わすべきではない。それ故にエンジ
ンが冷えている時にはギアシフトアツプのための
信号を排除する機能を付加することが適当であ
る。このことはエンジンにサーモスイツチを接続
することにより、或はエンジンのチヨーク制御装
置から信号を受信することによつて行なうことが
できる。

特別の実施態様によれば、加速度計及び現在速
度信号の助けによつて、車両が上り坂又は下り坂
を走行しているか否かを知ることができ、またこ
の場合に坂の勾配に従つてシフトの指示又は設定
エンジン速度の上昇又は低下を防止する。また例
えば燃料消費（Kg／ｈ）の瞬間値によつてシフト
ポイントを変える様にしてエンジンの負荷を考慮
に入れることもできる。

ギアシフトアツプ即ち高速のギアにシフトする
場合に、すべてのギア段に対して同じ最小速度を
越えないように装置を設定するのではなく、第３
及び第４のギアに対するよりも低いエンジン速度
で第２ギア端までシフトせしめる様、或る一定の
差を設けておくことができる。

例えば、第２ギアにおけるエンジン速度が
1400rpmより大きくなるであろう時に第１ギアか
ら第２ギアへのシフトを行ない、第３ギアにおけ
るエンジン速度が1450rpmより大きくなるであろ
う時に第２ギアから第３ギアへシフトし、また第
４ギアにおけるエンジン速度が1500rpmより大き
くなるであろう時に第３ギアから第４ギアへシフ
トするように装置を設定することができる。

本装置作動の前提条件は、各ギア比の選択に対
してエンジン速度と車両速度との間の一定関係で
あるから、クラツチペダルを踏み込んだ時に信号
を止めることが望ましい。またアクセルペダル上
の踏圧がない時を感知する１つのセンサーを配置
し、それによつて信号を止め、従つてエンジンブ
レーキ中はシフト用信号をなくすことも望まし
い。

他の考えられる異常な状態は、もし運転者がギ
ア中立位置にをおき、走行中にクラツチペダルを
放した場合である。装置を働かしたままにしてお
くと明らかに誤りとなり、またもしすべり感知器
が用いられていると、極端なすべりが表示され明
らかに誤りとなる。

これを避ける方法は中立ギア選択位置の感知器
を設けることである。この状態はかように全く異
常であるから、この状態では信号を発することに
ならない様プログラムにフイルタを設けるだけで
充分足りる。

［実施例］ 第１図は本発明の第１実施態様を示し、第２図
は本発明の第２実施態様を示す。本発明の実施態
様を、本発明の原理に従つて配置されたマイクロ
プロセツサを示す第１図について説明する。

標準マイクロプロセツサ（例えば
Motorola6805）は速度計又は走行距離計（オド
メータ）に結合された入力２を有する。ギアボツ
クスとかプロペラシヤフトとか直接駆動接続され
た車両の１つの車輪の速度を測定することが望ま
しい。速度信号はシヤフトに取付けられた永久磁
石などを感知する磁気センサから得ることがで
き、シヤフトが回転するたびごとに１つのパルス
が送られる様にする。

車の発電機からのパルス信号はマイクロプロセ
ツサの入力３に結合される。交流発電機の場合に
は、電流パルスは整流する前に取出し、直流発電
機の場合にはその回転中の発生電圧を用いること
ができる。当業者には明らかであるが、両方の場
合共適切なパルス整形の後、発電機従つてエンジ
ンの回転速度に直接比例するパルス繰返し率をも
つた連続パルスが作られる。また例えばエンジン
シヤフト上のマグネツトと固定磁気センサとによ
る装置とか点火装置を利用した装置により、エン
ジンの実際の回転速度を感知することもできる。
しかし発電機からの感知の方がベルトのすべりを
検知することができる付加的な利点があるため望
ましい。

マイクロプロセツサは今や２つの速度の間の比
（商）を計算するがこれは当業者には十分周知の
演算であつて、ここに説明の必要がなかろう。得
られた値は一連のすなわち車両のギアボツクス中
のギア毎にその商と比較され、即座にどのギア段
が現在噛合つているかを検知することができる。

第３図は本発明により達成される２つの機能を
示すフローチヤートである。

第１はクラツチ故障其の他の原因による、車両
速度対エンジン回転速度比の変化によるエンジン
回転速度と車両速度との間のスリツプの検出にあ
り、第２は第３図の下方部分に示すギアチエンジ
をなす適正時期の決定である。

本発明の１つの目的は、ギアチエンジ後のエン
ジン速度が或一定の最小rpm以上であろう時には
直ちにギアチエンジが促されるように面倒をみる
ことであるが、ギア位置各々について最大rpmが
記憶装置中に記憶されており、この最大rpmはシ
フトアツプギアチエンジ後に達する前記最小rpm
に相当するものである。

現在エンジン速度は係合しているギアに対する
前記最大rpmと比較され、もし実際のエンジン速
度がその最大rpmを越えると報知灯６を点けるこ
とになる。

本発明の好ましい実施例においては、エンジン
速度は、次高段のギア比を現在噛み合つているギ
ア段のギア比で割り算した値に相当するギア比減
少係数に乗ぜられる。これは上記次高段ギアが選
択された時に得られるであろうエンジン速度を表
わす。この手順は第３図において最後の２つのブ
ロツクに示す。

第３図には前述した本発明の他の目的即ちエン
ジンと駆動系との間にスリツプがあるのを検出す
る目的にも沿つたフローチヤートをも示す。しか
しながら、もしライン４，５（第１図参照）の１
つの信号が作動されると報知灯６は点かない。こ
れらのラインはアクセルペダルを離したこと及び
クラツチペダルを踏んだことをそれぞれ信号する
ものである。

特に有利な実施例によれば、本装置は学習型即
ち汎用性がありこれを第３図上段に示す。これは
種々のギア位置についての商が、運転中に種々の
ギアと噛合せることによる全く簡単な特定の設定
操作で設定されることを意味する。手動設定手段
７（第１図）は、マイクロプロセツサを読取りモ
ードに置くことができ、運転中に商を計算するの
と同じ方法でギアごとに設定することができる。

これは第３図の上方の段、エンジンrpm対車速
の商の計算段及びこの後段のスリツプフラツグの
セツト段に示し、各ギア毎に行われる。

他の有利な特徴によれば、もし運転中に測定さ
れた商が記憶装置中に読み込まれた商と異なる場
合は常に点灯する特別なランプ８（第１図）が設
けられている。このことは、一般的に、すべりす
なわちクラツチのすべり又は発電機ベルトのすべ
りの結果として、エンジン速度と車両速度とが一
致しないことを意味する。ランプ８がつく時は、
運転者はメカニツクの診断を求めるべきである。

さらに細部を改良した実施態様を第２図につい
て説明する。

この場合はMotorola MC6801にマイクロプロ
セツサが用いられている。このマイクロプロセツ
サに関する詳細については、“M6801，８−Bit
Single Chip Microcomputer，Reference
Manual”を参照されたい。このプロセツサユニ
ツトは４シリンダ、４ストロークエンジン搭載の
Volvo Model760乗用車に取付けられた。

アクセルペダスイツチＡはアクセルペダルが踏
まれた時に閉じ、クラツチペダルスイツチＢはク
ラツチペダルが踏まれエンジンとギアボツクスと
の間が実際に切り離される直前に閉じる。エンジ
ン速度信号はイグニシヨンシステム、望ましくは
その一次回路から信号をとり、各シリンダの点火
の度に１つのパルスを生じかくしてエンジン１回
転毎に２つのパルスが生ずる。

入力ｄが、俗に“15番”と呼ばれるワイヤから
の12ボルトの点火用電圧源に接続され、これはエ
ンジンが回転している時に作動される。

速度計システムからの走行距離信号は入力ｅへ
と送られる。Volvo760型乗用車は、後軸差動装
置中に12ケの歯を備えた１つの歯車及び車両の後
輪の各回転に対して12ケのパルスを生ずるセンサ
ーが取付けてある。この例においては速度計に用
いられているこのパルス列が走行距離信号として
も用いられている。

以上説明した本発明作用を前記したフオルク
ス・ワーゲン・パサトを実例にとり、グラフを用
いて具体的に説明する。

第４図はこの実例の車速対エンジン回転数のグ
ラフであり４つのギア1st，2nd，3nd，4th夫々に
つき原点を通り夫々勾配の異なる４本の直線が画
ける。今これらのＸ軸となす角を夫々α₁，α₂，
α₃，α₄とすると夫々の直線の勾配はtanα₁，
tanα₂，tanα₃及びtanα₄と表わされるが、これら
が前記したエンジン回転速度と車両速度との商に
相当する。各ギア毎のこれらの商は車載コンピユ
ータ（第１図、マイクロプロセツサ１）を手動設
定スイツチ７により読取りモードにセツトし、車
両の運用前例えば新車試走時にこれらの値を記憶
しておく。車両の運用走行時においてはマイクロ
プロセツサは常に現在エンジン回転速度と走行速
度との商を計算し前記記憶せられた商と比較する
ことにより現在噛み合つているギアがどれである
かを判別即ち検知する。比較の結果一致する商が
なければ、伝達系にスリツプがあると判断する。

現在ギア段がどれであるかが判定されたら次に
現在のエンジン回転数のまま、次高段にシフトし
た時にどの位のエンジン回転数に低下するかを計
算する。

例えば第４図において今第１段ギアで2450rpm
で運転している場合は、底辺OBを共通する三角
形OAB，OCBについて三角法によりｘの長さを
求めることになり ｘ＝2450rpm×tanα₂／tanα₁を計算すればよい。

然るにtanα₂，tanα₁は夫々第２段ギアのギア
比、第１段ギアのギア比に相当するので前記した
ギア比減少係数に現在エンジン回転速度を乗ずれ
ば次高段のエンジン回転速度1400rpmが求めら
れ、この求めた値が記憶せられている次高段ギア
運転の最小値以上であれば、ギア比チエンジすべ
き報知をなすのである。本実施例においては前述
したように最小値は第２段ギアについては
1400rpm、第３段ギアについては1450rpm、第４
段ギアについては1500rpmと50rpmの差を設けて
あり各ギア間のチエンジ推移は破線矢印で示す。

第３図は、マイクロプロセツサに与えられたプ
ログラムの詳細を示すフローチヤートであり、特
許請求の範囲記載の本発明の実施の際に利用する
ものである。当業者は本明細書より本発明の原理
のかなり多くの変型をなし得ることは明らかであ
ろうし、またかような専門的応用の全ては本発明
の特許請求の範囲にすべて包含されるものと信ず
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施態様を示す図であ
る。第２図は本発明の第２実施態様を示す図であ
る。第３図は第２図に示す回路により実施せられ
る機能を示したフローチヤートである。第４図は
本発明作用の実例を具体的に説明するグラフであ
る。 １……マイクロプロセツサ、２……走行速度計
からの入力端子、３……発電機からのパルス入力
端子、６……ギア比チエンジ報知灯、７……手動
設定スイツチ、８……スリツプ報知ランプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 車両の運転者にギア比チエンジを報知する方
   法に於いて： 上記車両エンジンによりベルト駆動される発電
   機からの検出パルスによりエンジン回転速度を測
   定し、 上記ギア比のどれが現在選ばれているかを検知
   し、 上記測定されたエンジン回転速度を上記選択さ
   れているギア比と高次段のギア比との商（ギア比
   減少係数）を表わす値に乗じ、 上記次高段ギア比についてのエンジン回転速度
   を決定し、 上記次高段ギア比に対するエンジン回転速度を
   所定レベルと比較し、 上記次高段ギア比についてのエンジン回転速度
   が上記所定レベルを越えたら運転者にギア比をチ
   エンジするように報知する事を特徴とする報知方
   法。 ２ 上記現在ギア比の検知は、車両の走行速度を
   測定し、そして上記エンジン回転速度と上記車両
   走行速度との商を決定する事に依り為される事を
   特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載の報知
   方法。 ３ 上記商をそれぞれのギア比について望ましい
   商を表わす複数個の記憶値の中の１つの商と比較
   し、 上記商が上記の望ましい商とならない場合は上
   記車両が故障であると判断しその旨運転者に報知
   する事を特徴とする前記特許請求の範囲第２項記
   載の報知方法。 ４ 車両エンジンに結合されたギアボツクスのギ
   ア比をチエンジするよう運転者に報知する装置に
   おいて： エンジン回転速度を測定するタコメータ、 測定された車両走行速度と上記タコメータによ
   り測定されたエンジン回転速度とが入力され選択
   されているギア比を検知するコンピユータユニツ
   トであつて該コンピユータユニツトは各ギア比に
   ついて複数個の係数を記憶しており、これら係数
   は或るギア比と次段のギア比との比をそれぞれ表
   わし、上記選択されているギア比に対応する上記
   記憶された係数の１つを上記エンジン回転速度に
   乗じ、次段のギア比が選択された時のエンジン回
   転速度を決定し、更に上記コンピユータユニツト
   はこの次段におけるエンジン回転数が所定の最小
   値以上の時はギア比を変えるべき報知信号を発す
   る様なコンピユータユニツト、及び、 上記ギア比を変えるべき報知信号を受けギア比
   チエンジを指示する信号表示器とを具備する事を
   特徴とする報知装置。 ５ 上記コンピユータユニツトに接続された車両
   走行速度検出手段を具備する特許請求の範囲第４
   項記載の報知装置において 上記コンピユータユニツトは車両走行速度とタ
   コメータにより測定されたエンジン回転速度との
   商を各ギヤ比毎に予め記憶しておき、 上記コンピユータユニツトは現在の車両走行速
   度とタコメータにより測定されたエンジン回転速
   度との商を計算し、 この計算した商と上記各ギヤ比毎に予め記憶せ
   られた商とを比較し、 上記計算した商がこの記憶せられた商以上にな
   つた場合を運転者に報知することを特徴する報知
   装置。 ６ エンジンタコメータがエンジンからベルトを
   経て回転される発電機から信号を受け、上記コン
   ピユータユニツトが上記エンジン回転速度対車両
   走行速度の計算された商と選択されたギア比に対
   応する予め定められた商との間の偏差を計算し、
   偏差があつた時はエラー信号を発する事を特徴と
   する前記特許請求の範囲第５項に記載の装置。 ７ 上記コンピユータユニツトがマイクロコンピ
   ユータと設定手段とを具備して成り、運転中、選
   択されたギア比各々について、車速でエンジン回
   転速度を割算した商を入力記憶する学習モードに
   設定出来る事を特徴とする前記特許請求の範囲第
   ４項記載の装置。 ８ エンジンの冷えている事を感知し上記ギア比
   チエンジ信号を禁止するセンサを具備する事を特
   徴とする前記特許請求の範囲第４項記載の装置。 ９ エンジン回転速度を変更する負荷センサを備
   え、これが高負荷時にギア比チエンジを指示する
   事を特徴とする前記特許請求の範囲第４項記載の
   装置。 １０ 上記負荷センサが加速度計である事を特徴
   とする前記特許請求の範囲第９項記載の装置。 １１ 上記負荷センサがエンジンの瞬間的燃費を
   感知する様に配備されている事を特徴とする前記
   特許請求の範囲第９項記載の装置。 １２ クラツチの作動位置、ギアボツクスの中立
   位置及びアクセルペダルの解放位置を感知するセ
   ンサがギア比チエンジ信号を禁止する様に接続さ
   れている事を特徴とする前記特許請求の範囲第４
   項記載の装置。