JPS58170633A - 車両用手動変速装置のシフトインジケ−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、車両用手動変速装置において動力性能を維持
した１１燃費効率が最喪となる最適運転状態へ移行させ
るギヤシフト情報を表示すると共に、ギヤシフト情報に
従ったシフト操作により改善される燃費の度合を表示す
るようにした車両用手動変速装置のシフトインジケータ
に関する。

従来、燃料経済性と動力性能の両者を満足する最適運転
状態へのギヤシフト操作を知らせる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（４１
１開昭５５−３１６６９）。

第１図において、ｌは１連、２速、３速又は４速へのギ
ヤシフト位置を検出するギヤ位置センナ、２はスロット
ル開ｒＬｇを検出するスロットル一度センサ、３はエン
ジン回転数Ｆ４Ｖｒ検出するエンジン回転数センサであ
り、記憶装置４にはエンジン全性能曲線図に基づいて予
め定めだスロットル開度θに対し最適運転状態を与える
エンジン關転数のシフトダウン限界値ＮＤとシフトアッ
プ限界値Ｎυが配憶きれている。従って１．スロットル
開度センサ２の検出開度−が記憶装置４に入力すると、
検出開度Ｏに対応している最適運転状態の境界を与える
シフトダウン限界値ＮＤ及びシフトアップ限界値Ｎｏが
読み出されて比較装置５に一方に入力するようになる。

比較装置５の他方にはエンジン回転数センサ３の検出回
転数Ｎが入力されており、そのため、比較装置５は、限
界値ＮＤ、Ｎυと検出値Ｎとを比較し、 Ｎ＜ＮＤ　　　　　　→シフトダウン Ｎ　Ｄ　＜　Ｎ　＜　Ｎｕ　　　→シフトせずＮｕ＜Ｎ
　　　　　　→シフトアンプ を判別出力し、表示装置６によりシフトアンプ又はシフ
トダウンのシフト方向を表示しく矢印表示等）、運転者
に最適運転状態へのシフト操作を指示するようにしてい
る。

このような従来のシフトインジータで最適運転状態への
シフトを表示するためにｈピ憶装置４に記憶σれている
スロットル開度θに対するエンジン回転数のシフトダウ
ン及びシフトアンプの限界値ＮＤ、Ｎυは、第２図に示
すエンジン全性能曲線図に基づいて定められている。す
なわち、第２図は横軸にエンジン回転数をとヤ、縦軸に
軸トルクをとった本ので、周知のように叫燃費（７／ｐ
　［ｈ）カーブ、岬燃料消費１カーブ、及び郷パワーカ
ーブが示され、このエンジン全性能＊＊図について燃費
が最良となる最適運転カーブＡが９壕や、仁の最適運転
カーブＡを挾んでＶ７）ダウｙ＠Ｄとシフトアンプ＠Ｕ
とが定められ石。この第２図におけるシフトダウンｉＩ
ｉ！１Ｄ及びシフトアップＩＩＵについてエンジン回転
？Ｎに対すゐスロットル開度θの関係を求めると、第３
図に示すよう表スロットル開度０に対するエンジン回転
数Ｎｔ与えるシフトダウン線り及びシフトアップ＠Ｕが
求まる。

従って、第１図のｌｅ憶装＠４社、第３図の特性を記憶
しており、例えばスロットル開度センサ２の検出一度θ
がθ＝５０％でらつえとすると、シフトダウン線り及び
シフトアップＩＩＵに基づいてシフトダウン限界値Ｎ、
とシフトアップ限界値Ｎ、とが読出される。

このとき、エンジン回転数センサ３の検出値ＮがＮ＝２
００Ｏｒｐｍでめったとすると、Ｎ、（Ｎｒあるから比
較装置５はシフトアップを判別出力し、表示装置６にシ
フトアンプ表示を行なうようにな９、このシフト表示に
従ったシフト多作を行なうことで動力性能を保ったまま
燃費効率が最良となり経済運転を行彦うことができる。

ところで、このような従来のシフトインジケータにあっ
ては、アンプシフト又はダウンシフトのいずれかを表示
して運転者にシフト操作を指示するようにしていたため
、例えば２速から４速へのシフトアップで最適運転状態
が得られるような場合には、シフトアンプの指示に従っ
て２速から３速ヘシフトアツプしてもシフトアンプ表示
は点灯したｉｔであり、シフト指示に従っているにもか
かわらず、２速の定行時と同じシフト表示であることか
らシフト指示に従ってシフト操作して屯燃費か改ＩＩ芒
れたかどうかが判り難く、そのためシフト指示に従った
シフト操作を行なわなくなることも予想され、シフトイ
ンジケータが充分に活用されないという問題点かあつ九
。

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされた
もので、動力性能及び走行性能ｆｌｌｌｌ持し７Ｉｊま
壕燃費効率が最良とがる最適運転状部へのギヤシフトを
表示するシフトインジケータに於いて、シフト指示に従
うことによる経済性の向上を判す易くするため、アンプ
シフト又はダウンシフトのギヤシフト情報と共に、該ギ
ヤシフト情報によるギヤシフトを打力ったときの燃費の
改４１度合管表示するようにして上舊己問題点を解決す
ることを目的としている。

以下、本発明を図面に基づいて峠明する。

第４図は、本発明の一夾施例を示し九ブロック図でおる
。

壕ず構成を説明すると、ｌＯはシフトレノ（−の操作位
置に設けたりミツトスインチによりギヤシフト位置を検
出するギヤ位置センナ、１１はスロットル軸と同軸回転
する可変抵抗器によりスロットル開度θに応じた電圧信
号を出力するスロットル開度センサ、１２はクラ／り軸
の回転数を検出してエンジン回転数ＮＫ対応する周波数
の〕くルス信号を出力するエンジン回転数センサ、１３
はスロットル開度が全閉位置近傍（０〜１０ｄｅｊｒ）
の時に接点を閉じるスロットル全閉スイッチ、１４はス
ロットル開度センサ１１で検出したスロットル開度＃に
対応する電圧信号をデジタル信号に変換す石Ａ／Ｄ変換
器である。

１５はマイクロコンピュータであり、ギヤ位置センサ１
０、ＮΦ変換器１４及びエンジン回転数センサ１２を入
力接続し、ギヤ位置、スロットル開度θ及びエンジン回
転数Ｎに基づいて予め設定されたギヤシフト情報及びギ
ヤシフトを行なった時の燃費の改善度合の記憶値を出力
する。このマイクロコンピュータ１５の出力するデータ
は、墓、〜謔、からなる８ビツトのデータであり、８ビ
ットデータａ、％ｌｉ、を出力するためにマイクロコン
ピュータ１５のメモリにはスロットル開度θ及びエンジ
ン回転数Ｎをアドレス情報としたシフト情報及び燃費改
善度合を表わす８ビツトのデータＭｌ”−’Ｉｇを設定
したテーブル情報Ａｉｊ（但し、ム、Ｊはアドレス位置
を示す正数）が記憶されている。

１６は、マイクロコンピュータ１５からの出力デーｐｍ
ｌ〜ｍ、に及びスロットル全閉スイッチ１３からの信号
に基づいて表示装置１７に設けている複数のランプを選
択点灯してシフト情報及び燃費の改善度合を表示する表
示ドライバである。

ここでマイクロコンピュータ１５０メ毫υに記憶されて
いるテーブル情報としては、例えば第５図に示すテーブ
ル情報となる。

すなわち、第５図の図のテーブル情報は、スロットル開
度θ、〜０ｎ及びエンジン回転数Ｎ、〜Ｎｍをアドレス
情報として各スロットル開腹及びエンジン回転数に、お
けるシフト情報及び蛤費改豐度合を表わすデータＡ１□
〜Ａｍｎ（以下「Ａ１」という）を記憶したもので、こ
のデ°−タλｉＪは第６図に示すように一１〜ａ、から
成る８ビツトのデータであり、ビット器、にアップシフ
トを表わし、ピッ）ａｙ〜ａ４がアップシフトにおける
燃費の改善度合を表わし、又、ビット−１がダウンシフ
トを表わし、ビット”ｌ＊”ｌがダウンシフトにおける
燃費の改善度合を表わす。

すなわち、ビットａ、〜ａ１で彦るテーブル情報Ａｉｊ
は次表−１のいずれかの内容を有する。

表　　−１ この表−１から明らかなように、エンジン回転数及びス
ロットル一度が燃費効率が最良となる最適運転状態にあ
るときには、キヤレツトの必要がｌいことからａ１〜ａ
・は全て“θ′″となシ、又、アップシフトが必要な場
合にはピッ）ａ−が＠１”となり、且つアップシフトに
よ〉改善されゐ燃費の改善度合に応じてピッ）ａｙ〜ａ
４が順次′″１″１″トナリダウンシフトについてはビ
ット論−が”１″となり、このダウンシフトにおける燃
費の改善度合に応じ順次−１＊”ｌが＠１″となる。

第７図は、第４図の実施例における表示ドライバ１６及
び表示装置１７の具体的な実施例を示したブロック図で
あり、マイクロコンピュータ１５よりのテーブル情報Ａ
ｉｊ＝ｍ、〜ａ、及びスロットル全閉スイッチ１３の出
力を入力した表示ドライバ１６はノアゲート１８、オア
ゲート１９、インバータ２０及びアンドグー）２１〜２
６で構成され、アンドゲート２１〜２６の各出力は表示
装置１７に設けたランプＬ、〜Ｌマに接続され、このラ
ンプＬ１〜Ｌνに対応して表示装置１７はギヤシフト方
向及び燃費の改善度合を表わす！−りＺｕｌ　〜４　、
Ｚｏｋ　、及びＺｄｌ〜２が設けられ、ギヤシフトの必
要がない時には２７゛プし１の点灯によりマークＺｏｋ
を点灯表示し、又、アップシフトの際には少なくともラ
ンプＬ、が点灯されてアンプシフトの方向を示す矢印と
を表わしたマークＺｕｌが点灯表示され、更に燃費の改
善度合に応じてランプＬ、〜Ｌ、が拳次点灯されてマー
クＺｕ２〜４１一点灯表示し、更にダウンシフトについ
ては少なくと本ランプＬ７が点灯されてダウンシフト方
向を示す矢印を表わすマークＺＤＩが点灯表示さね、且
つダウンシフトによる・−・費の改ｍＩ＆任に応じてラ
ンプＬｅｌ　も点灯されてマークＺ　ｎ　２を点灯表示
するよりにガる。

すなわち、表示装置１７においては矢印によるシフト方
向の表示と同時にこのシフトを行なった時に改善される
燃費の度合をランプの点灯表示数によって表わす。

次に第４図のマイクロコンピュータ１５のメモリに記憶
されているテーブル情報ＡＩｊについて詳細に説明する
。

第８図は、テーブル情１１Ａｉｊｔ−得るために用いる
エンジン全性能曲線図の一例を示したグラフ図である。

このエンジン全性能曲線図は自動車用エンジンのペンチ
実験によ抄得られる情報で、横軸にエンジン回転数Ｎを
、縦軸に軸トルクＴを取や、−例として郷燃費率（ｇ／
ｐｓ・ｈ）カーブ、スロットル開度カーブ及び婢パワー
カーブを描いたもので、この他に吸入空気量カーブ、郷
燃料消費量（／／ｈ）　＃を重ね合せて描くことができ
、更に実１１Ａで示す最適運転カーブが得られる。

第９図は、第８図におけるエンジン全性能曲線図を簡略
化して示した本ので、この第９図のエンジン全性能曲線
図について蒙速棲のシフト操作による燃費向上の原理を
説明する。

今、仮に手動変速機におけるギヤ比ｇ、を持つ中段のギ
ヤＧ１にて全性能曲線図のＢ点、すなわちエンジン回転
数Ｎ、及びスロットル開度Ｏ１で運転している場合を想
定する。この・Ｂ点での燃料消費率は岬燃費率カーブよ
り３００Ｊｉｌ／ｐｓｈである。

この１点の運転状態からギヤ比ｇ、を有する一段高速の
ギヤＧ、に閤−車速、同一、出力を維持しながらシフト
アンプした場合にはシフトアップしたＪｘ一 時の回転数Ｎ、はＮ、−Ｎｌで与えられゐた島 め、等パワーカープヒのＣ点に移行し、このためスロッ
トル開度が０．に下がゆ、この時の燃料消費率は２５０
９　／　ｐ　ｓ　ｈとなる。従って中段のギヤ（）、か
ら後段のギヤＧ、にシフトアップしたことにより、−費
の改養質合けｆｉ−１＝２０％となる。

このようにエンジン全性能曲線図の全範囲について特定
のギヤより一段高速のギヤへシフトアップ１２九時の燃
費改善度合を演算すると、例えば第枦図のようになる。

ｔＩｇｌＯ図において領域Ｚｏｋは燃費効率が最良とな
る最適運転状態を示し、この最適運転状７１１　Ｚ　ｏ
　ｋに対するシフトアンプによる燃費の改善度合を５％
毎に分け、０〜５％の改善領域をＺｕ、、５〜１０％の
改善領域をＺｕ、、１０〜１５％の改善領域をＺｕｌ、
更に１５％以上となる燃費改善の領域をＺ　ｕ　４　と
し、一方シフトダウンについても最適運転領域Ｚｏｋへ
のシフトダウンによる０〜５％の燃費改善度合をＺＤ１
５％以上の燃費改善領域をＺＴ）、としている。

この第１０図の燃費改善特性は、エンジン回転数と軸ト
ルクに対するものであるが、これを謔９図のエンジン全
性能曲線図と対応させてスロットル開度とエンジン回転
数に対する燃費の改ＩｆＩＩ特性を描くと第１１図のグ
ラフが得られる。

すなわち第１１１Ｚのグラフによれば、エンジンの運転
状態におけるスロットル開度−とエンジン回転数Ｎ及び
シフトアンプ又はシフトダウンによるギヤ比の変化率が
解れば、この運転状態から同一車速、同一出力でシフト
アップ又はシフトダウンした時の燃費改善率が段階的に
解るととになる。

このようにエンジン全性能曲線に基づいて得られ九第１
１図の特性曲線は、第４図の実施例におはるマイクロコ
ンピュータ１５のメモリに第５図に示したテーブル情報
Ａｉｊとして各ギヤ位置毎に記憶されている。

次に第１２図の動作フローを参照して作用を説明する。

まず第４図の実施例に示したマイクロコンピュータ１５
はｆ８１２図に示したブロック１〜ブロツクＣに従って
ギヤ位曹センサ１０．スロットル開度センサ１１及び回
転数センサ１２の各検出出力を順次読み込み、ブロック
ｄでエンジン回転数センナからのパルス信号に基づいて
エンジンの回転数へを算出し、ブロックＣに進んで各セ
ンナの検出出力に基づいてマイクロコンピュータ１５の
メモリに予め配憶されているテーブル情＠Ａｉｊを読み
出して出力する動作を繰り返している。

すなワチ、マイクロコンピュータ１５は、ギヤ位置セン
サ１０からのギヤ位置検出信号に基づいてギヤ位置毎に
予め記憶している第５図に示すデータテーブルを選択し
、選択したテーブルについてスロットル開度θＪ及びエ
ンジン回転数Ｎ１によりアドレスを指定してテーブルデ
ータＡｉｊｔ−読み出し、このテーブルデータＡＩｊは
第６図に示すように８ビツトの器、〜ａ、からなるデー
タであシ、このテーブルデータＡｉｊは表示ドライバ１
６に出力され、表示装置１７にシフト情報及び燃費改善
の度合を表示させる。

例エバ、マイクロコンピュータ１５において第１１図に
おける領ｗｔＺ　ｕ　ｓと判断された場合には、ｆｔ域
Ｚｕｓｒｃおけｂシフトアップによる燃費改善度合は１
０〜１５％であることから、前記表−１から明らかなよ
うに、マイクロコンビエータＩＳＯ出力データＪｉｍ　
１９　ａ６　Ｍｇ　１４　匂Ｍｌ　ａ、ｘ　１１１１０
０００が表示トライバ１６に与えられる０このように領
域Ｚｕｌを表わすデータａ＠”−ａ＠が表示ドライバ１
６に入力されると、第７図に示した表示ドライバ１６に
おいて、鳳・＝１　、５１　Ｂ−〇であることからノア
ゲート１８の出力は０”でオアゲート１９の出力も１０
″となり、との九めインバータ２０の出力が１″となっ
てアンドゲート２１〜２６のそれぞれを許容状態とし、
ＪＩｇ〜ａ、＝１であることからア／ドグート２１，２
２．２３の出力が１１”となって表示装置１７のランプ
Ｌ、、Ｌ、、Ｌ、のそれぞれを点灯し、マークＺｕｌ、
２．３のそれぞれを点灯表示する・その結果、運転者は
表示器１７のシフトアップを示す矢印でなるマークＺｕ
Ｉの点灯表示からシフトアップであることを知り、且つ
シフトアンプ方向にマークＺｓ３１〜３０３つが点灯し
ていることがら燃費の改善度合がどの程度であるかを直
ちに知ることができる。この表示器ｇＩｔ１７における
シフトアップ表示に応じて変速装置のアップシフト操作
ｔ−行なうと、マイクロコンピュータ１５においてシフ
トアップ後のテーブルデータＡｌｊが読み出され、シフ
トアップにより第１１図における最適運転状態を示す領
域Ｚｏｋに移行したとすると、マイクロコンピュータ１
５の邑カデータａ１〜ａｇのビットは全て＠　Ｏ１１と
なり、このため第６図の表示トライバ１６におけるノア
ゲート１８の出力が′ｌ”となってオアゲート１９の出
力も１″となり、インバータ２０による反転でアンドゲ
ート２１〜２６が麺止状態とされ、［９１時にオアゲー
）１９の出力で表示装置１７のランプＬ、が点灯してシ
フト操作を行なう必要のない最適運転状態を表わすマー
クＺｏｋを点灯表示する。尚、マークＺｏｋの点灯表示
はスロットル開度が全閉位璽となってスロットル全閉ス
イッチ１３の接点が閉じた時に本同様に行なわれる。

勿論、　Ｍ　ｌ　１図におけるシフトダウン領域ＺＤ。

又はＺＤ嘗が判別された場合のシフトダウン表示につい
てもシフトアップ時と同様にシフトダウン表示とシフト
ダウンを行なうことによる燃費の改１１度合とが同様に
表示される。

このように本発明のシフトイ／ジケータによれば、運転
中における経済走行をする丸めのギヤシフト情報及びギ
ヤシフトにより改善される燃費の度合を量的に知ること
ができ、例えばギヤシフトにより最適運転状特に移行す
ることができなくても燃費の改１１度合の表示が変化す
る・ことからギヤシフト支持に従ったギヤシフト操作に
より、燃費の改善が行なわれ・九ことを容易に知ること
ができ、又、シフト指示が行なわれても、ギヤシフトを
行なわない場合には燃費の改善されない度合が量的に解
るので経済走行のためのギヤシフト操作を促す効果が大
きい、又、山岳地帯を走行している時のように燃費のよ
い運転状態を選択できない場合にも、最適運転状１１１
に対する燃費の低下割合を量的に知ることができ、単に
シフトアンプもしくはシフトダウンのみを支持している
従来のシフトインジケータに比ベシフトインジケータの
表示に従つ走シフト棲作をより行ない易くしている。

尚、十配の実施例では、エンジンの運転状輯をスロット
ル開度により検出し７ているが吸入空気量や吸気管負Ｆ
ｆ：等を＃出してテーブル情報をｌ１ｌ−出すように１
−２でも、ＩＷ１様にシフト情報とシフトによるす費改
署の度合を表示することができる。又、上ＩＩＩ’の５
１１−施例でけシフトアンプを４段階、シフトダウンを
２段階に分けて表示するようにしていたが、本発明は、
この表示段ｌｖ数に制定されず、任意の表示段階数を選
択することができ、爽に段階表示によるデジタル的な表
示の他に燃費の改嵜度をメータ表示等によりアナログ的
に表示することもできる。

父、＋１の実施例におけるギヤ付随の検出手段としてリ
ミントスインチによるギヤスイッチ會使用しているが、
エンジン回転数と車速を検出してわ６１することにより
、ギヤ減速比を求め、このギヤ減速比に基づいてギヤ位
置を演算するようにしてもよい。ψに上記の実施例では
、シフト操作による燃費の改善割合を正味燃料消費率（
１１／ｐｓｈ）の比で求めているが、燃料消費量（１／
ｈ＞の差として求めるようにしてもよい。又、改善度合
゛を上記の実施例でＦｉ５％きざみに分けてい石が改善
度合の分割割合は任意の数値で良く、又、改＠峰合その
ものの演算値を表示するようにしても良い。更に又、マ
イクロコンピュータのメモリに記憶されているデータＡ
Ｉｊのビット構成としては上記の実施例における８ビン
）Ｋ限定されず、又、各ピントの本つ意味あいも適宜に
定めることができる。

以上曲間してきたように、本発明によれば、その構成を
動力性能及び走行性能を維持し九オを燃費効率が最良と
なる最適運転状態へのギヤシフトを表示するシアトイフ
ジケークにおいて、アンプシフト又はダウンシフトのギ
ヤシフト情報とともに、このギヤシフト情報に従ってギ
ヤシフトを行なった時の燃費の改善度合を表示、するよ
うにしたため、運転者に対し、最適運転状態を得る丸め
のギヤシフト情報に加えてギヤシフトを行なうことによ
る燃費の改善効果が容易に解るので運転者は積極的にシ
フト支持に従ったギヤ選択を行なうようになり、経済性
の高い運転走行を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図は従来装置の一例を示したブロック図、第２図は
シフト情報を得るためのエンジン全性能曲線図、第３図
は従来装置に用いるギヤシフト指示用のエンジン回転数
とスロットル開度の関係図、第４図は本発明の一実施例
を示したブロック図、第５図は第４図の実施例で用いる
テーブル情報の説明図、第６図は第５図のテーブルデー
タＡｉｊのビット構成図、第７図は第４図の実施例にお
ける表示ドライバ及び表示装置の具体的な実施例を示し
九回路ブロック図、第８図は本発明で用いるエンジン全
性能曲線図の一例を示したグラフ図、第９図はエンジン
全性能曲線の簡略グラフ図、第１０図はギヤシフトによ
る熱費改善度合をエンジン全性能曲線図について示した
グラフ図、第１１図は本発明のテーブル情報として用い
る燃費改善の度合をエンジン回転数とスロットル開度の
ｒ！Ａ係について示したグラフ図、１１４　ｉ　２図は
第４図の実施例におけるマイクロコンピュータの動作フ
ロー図・である。 ｌＯ・・・ギヤ位首センサ　　　　　　１１・・・スロ
ットル開度センす１２・・・エンジン回転数センサ １３・・・スロットル全閉スイッチ １４・・・Ａ／Ｄ変換器　　　　　　１５・・・マイク
ロコンピュータ１６・・・表示ドライバ　　　　１７・
・・表示装置１８・・・ノアゲー）　　　　　　１９・
・・オアゲート２０・・・インバータ　　　　　２１〜
２６・・・アンドゲートＬ、〜Ｌ、・・・ランプ 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 エンジン回転数およびエンジン負荷で定まるエンジン全
   性能曲線図における任意の運転状部から同一車速を維持
   したまま燃費効率が最東となる最適運転状態へのギヤシ
   フト情報と、該ギヤシフト情報に基づいてギヤシフトし
   たときの燃費改善度合との各々をギヤ位置毎に予め記憶
   した記憶手段と、 エンジン回転数センナ、エンジン負荷センサおよびギヤ
   位置検出器の各検出出力に基づいて、上記記憶手段に記
   憶しているギヤシフト情報及び燃費改善度合の各々を読
   み出す読出手段と、該訳出手段により読み出し九シフト
   情報及び燃費改善度合を表示する表示手段とを有する仁
   とを特徴とする車両用手動変速装置シフトインジケータ
   ０