JPS59156832A - 最適シフト時期表示装置 - 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、最適シフト時期表示装置に係り、特に、手動
変速機と電子制御燃料ＵＱ躬式エンジンを備えた自動車
に用いるのに好適な、最適シフト時期表示装置に関でる
。

近年、石油賃源の枯渇と共に自動車等の車両にお１プる
燃料潤費量の低減が社会的な要３ｉとなっている。一般
に自動車における燃料消装置は、エンジンの燃費性能だ
けでなく、運転者の運転方法によっても大幅に変化する
ため、自動車に関する知識を十分に持っていない一般の
運転者に、現走行状態に過したＭ適な運転方法を指示す
る装置が望まれている。このような目的で、従来から、
エンジンの吸気管負圧を指針としてエンジン負荷を表示
する、いわゆるエコノミーメータ、或いは、車両の単位
走行距離当りの燃料潤費泄（誼／ｋ）を締出して表示す
る、いわゆるクルーズコンビュータ等が実用化されてい
るが、これらの方法では、いずれも、運転者に［ではど
うすればよいのか？」の情報を与えることかできなかっ
たため、燃費節約の動床が必ずしも十分でないという欠
点を有して　い　）こ　。

そこで、例えば、エンジン回転速度とエンジン負圧に応
じて、諷械的にシフト方向を表示したり、或いは、予め
、燃費性能と走行性能とを考慮しｌ〔、エンジン回転速
度又は車両の走行速度及びエンジン負荷に対応する最適
ギヤ位置をメモリに記憶しておき、例えはエンジン回転
速度と車両の走行速度より算出８れる現在のギヤ位置を
最適ギヤ位置と比較し、異なる場合には、最適ギヤ位置
を表示する８Ｍが考えられている。

しかしながら、従来は、例えば前者の装置においては、
エンジンＢ）Ｊ　’Ａ中は不正確な清報しか寿られない
ｊ；め、エンジン冷却水温が所定温度以上となった暖機
後にシフト指示を行うようにされており、又、後者にお
いては、暖（幾中も暖は後と同一のシフト時期表示を行
うようにされていたため、前者の場合には、暖機中のｌ
ｌｉ！！ｉ費向上を図ることができず、又一方、後者で
は、暖機中は、エンジンオイルの粘性が高く、エンジン
出力が不十分となるため、走行性能の悪化を招き、結局
、燃費性能も悪化するという問題点を有していた。

本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
ので、エンジン暖機中においても適切なシフト時期表示
を行うことができ、従って、＠機中の走行性能を確保し
つつ燃費向上を図ることができる最適シフト時期表示装
置を提供することを目的とする。

本発明は、最適シフト時期表示装置において、第１図に
その要旨を示す如く、 エンジン回転速度を検出するための回転速匁センサと、 エンジン負荷を検出するための負荷センサと、エンジン
の暖機状態を検知づるための暖機状態検知手段と、 エンジン暖機中はエンジン回転速度から所定値を引いた
見かけのエンジン回転速度を求める油算手段と、 暖機中は、見かけのエンジン回転速度とエンジン負荷に
応じて、シフトアップ指示信号或いは／及びシフトダウ
ン指示信号を出力し、一方、＠機後は、￥隙のエンジン
回転速度とエンジン負荷に応じて、シフトアップ指示（
へ号或いは／及びシフトダウン指示信号を出力するデー
タ処理手段と、該データ処理手段の出力に応じて、運転
者にシフトアップ指示或いは／及びシフトダウン指示を
与えるためのシフト指示手段と、 を備えることにより、前記目的を達成したものである。

本発明によれば、エンジン出力の不充分な暖（幾中は、
暖８後に比べ、所定ｆａだけ高回転側でシフト指示が出
されるので、走行性を確保しつつ、燃費面上を図ること
ができる。

以下図面を参照して、本発明に係る最適シフト時期表示
装荷が配置された、手動変速機と吸入空気量感知式の電
子制御燃料噴射式エンジンを杓づる自＃ＪＪ串の実施例
を詳細に説明覆る。

本実施例は、第２図に示１ような、 大気を取入れるためのエアクリーナ１２、該エアクリー
ナ１２により取入れられた吸入空気の流１を検出づるた
めのエア７０−メータ１４、該エアフローメータ１４に
内蔵された、吸入空気の温度を検出りるための吸気温セ
ンサ１６、吸気管１８の途中に設けられたスＵットルボ
デイ１９に配設され、運転席に配設されたアクセルペタ
ル（図示省略）と連動して回動づるようにされた、吸入
空気の流量を制御するためのスロットルバルブ２０、該
スロットルバルブ２０の開度を検出するための、スロッ
トルバルブ全開時にオンとなるアイドルスイッチを含む
スロットルセンサ２２、吸気干渉を防止づるためのサー
ジタンク２４、吸気マニホルド２６に配設された、エン
ジン１０の各吸気ボートに向けて加圧燃料を噴射するた
めのインジェクタ２８、エンジン１０の燃焼至１０ａ内
に導入された混合気に負犬τるための点火ノラグ２９、
排気ン二ホルド３０に配設された、排気ガス中の＠紫濃
度から空燃比を検知づるためＩｉａ素濃度センサ（以下
０２センサと称（る）３２、点火」イル３３で発生され
た部属の点火２次伯号を、１ンシン各気筒の点火プラグ
２９にｉ！Ｉｉ！電するための、エンジン１０のクラン
ク軸の回転と連動して回転Ｊるデストリピユータ軸３４
ａを有づるデストリピユータ３４、該デストリピユータ
３４に内Ｍされた、前記デストリピユータ軸３４ａの回
転に応じて、エンジン回転信号であるクランク角信号を
出力するクランク角センサ３６、エンジン１０のシリン
ダブロック１０ｂに配設された、エンジン冷却水温を検
知づるための水温センサ３８、後出手動変速機４４の出
力軸と車速計４６を接続しているスピードメータケーブ
ル４８の回転速度から申画の走行速１盗を検出づるため
の車速センサ４０、前記エアフローメータ１４出力の吸
入空気流−と前記クランク角センサ３６出力のクランク
角信号から求められるエンジン回転速度に応じて、エン
ジン１工程当りの基本噴射量を算出覆ると共に、これを
ＭＩＪ記スロットルセンサ２２出力、前記０２ピンサ３
２出力の空燃比、前記水流センサ３８出力のエンジン冷
却水温等に応じて増減量補正することによって、燃料噴
射量を決定して、前記インジェクタ２８に開弁時間信号
を出力する・重子制御ユニット（以下ＥＣＵと称する）
４２からなる吸入空気流量感知式の電子制御燃料１１Ｎ
銅式エンジン１０と、 車両の走行状態に合わせて変速操作を行うための手動変
速機４４と、 を協えた自動車において、 運転席に配設されたクラッチペダル５２の踏込み状態か
ら、クラッチ操作の有無を検出づるｌ；めのクラッチス
イッチ５４と、 最適シフト時期にシフトノ５向を表示づるだめの、運転
席に配設されたシフト方向指示ランプ５６と、シフト方
向を前記シフト方向指示ランプ５６に表示した際に、そ
の確認音を発生づるためのスピーカ５８と、 を設けると共に、前記ＥＣＵ４２に、 エンジン暖機中はエンジンＩ！１４１転速洩から所定醸
Ｘを引いた見かけのエンジン回転速度を求める演算機能
と、 エンジン回転速度及びエンジン負荷に対応しτ、シフト
アップ領域及びシフトダウン領域が設定８れた記憶機能
と、 ＠機中は、児かけのエンジン回転速度とエンジン負荷に
応じて、前記シフト方向指示ランプ５６にシフトアップ
指示（ｊ号及びシフトダウン指示１８号を出力し、一方
、暖機後は、寅際のエンジン回転速度とエンジン負荷に
応じ゛Ｃ１前記シフト方向指示ランプ５６にシフトアッ
プ指示信号及びジットダウン指示１ム号を出力するデー
タ処理機能と、を持たせたものである。

前記所定１１８×としでは、走行性を確保しつつ、燃費
同−Ｆを図る余地のある値が選ばれている。

前記ＥＣＵ４２は、第３図に詳細に示づ如く、各種演算
処理を行うための、例えばマイクロプロセッサからなる
中央処理ユニット（以下ＣＰＵと称−４る）６０と、 前記１ノ２ノロ−メータ１４、吸気温センサ１６、水温
センサ３８、スロットルセンサ２２、ｔｆ速センサ４０
等から入力される信号を、デジタル信号に変換して順次
取込むための、ンルチブレクサ機能及びアナログ−デジ
タル変換機能を有づる入力ポートロ２と、 前記０２センサ３２、クランク角センサ３６、クラッチ
スイッチ５４等から人力されるデジタル１ム号を取込む
と共に、Ｃ）’Ｕ６０における演算結果に応じて、前記
インジェクタ２８、シフト方向指示ランプ５６、スピー
カ５８等に制御信号を出力するための、バッファ機能を
有りる入出カポ−トロ４と、 制御プログラムヤ各榛データ等を記憶するためのリード
オンリーメモリ（以下ＲＯＭと称する）６６と、 Ｃ）’ｔＪ６０における演算データ等を一時的に記憶覆
るだめのランダムアクセスメモリ（以下ＲＡＭと称Ｊる
）６８と、 （段間停止時にも補助電源から′給゛磁されて８ピ忙を
保持できるバックアップ用ｌ（ＡＭ７．０と、前記各構
成機器局を接続する」モンバス７２こ、から構成されて
いる。

従って、本発明に係る最適シフト回期表示装置は、電子
制御燃料＠躬装置に既に煽えられている、クランク角セ
ンサ３６、該クランク角センサ３６と共に負荷センサを
構成づるエアフローメータ１４、スロットルセンサ２２
、水濡センサ３８、車速センサ４０、ＩＥ　ＣＵ　！　
２と、新たに付加されたクラッチスイッチ５４、シフト
方向指示ランプ５６、スピーカ５８から構成され、更に
、前記ＥＣＵ４２には、エンジン暖機中はエンジン回転
速度から所定値を引いた見か【プのエンジン回転速度を
求める演算機能と、エンジン回転速度及びエンジン負荷
に対応して、例えば第４図に示すようなシフトアップ領
域へ及びシフトダウン領域Ｂが設定されｌ；記憶機能と
、暖機串は、見かけのエンジン回転速度とエンジン負荷
に応じて、前記シフト方向指示ランプ５６にシフトアッ
プ指示信号及びシフトダウン指示信号を出力し、一方、
暖機後は、実際のエンジン回転速度とエンジン負荷に応
じて、前記シフト方向指示ランプ５６にシフ］−アッゾ
指示１ム号及びシフトダウン指示信号を出力づるデータ
処理機能とが付加されている。

以下作用を説明うる。

まず、電子制御燃料噴射装置の動作について簡単に説明
すると、ＥＣＵ’４２は、エアフローメータ１４出力の
吸入空気流ＩＱと、クランク角センサ３６出力のクラン
ク角１５号から算出されるエンジン回転速度Ｎにより、
次式を用いて、基本噴射時間ＩＰを算出づる。

ＴＰ＝に−Ｑ／Ｎ・・・（１） ここでＫは定数である。

更に、各センサからの信号に応じて、次式を用いて、□
前記基本噴射時間］Ｐを補正りることにより、有効噴射
時間Ｔ’ＡｔＪ１を算出づる。

１−　Ａ　Ｕ　１−　Ｆ　−−ｒ　Ｐ・・・（２）ここ
で、Ｆは各種補正を行うための補正係数である。

このようにして求められる有効ｎ）４躬時間ＴＡＵ１に
、噴射処理に除しＣ１次式に示す如く、バッテリ電圧が
低下した際のインジェクタ２８の応答遅れ時間に対応Ｊ
る無効噴射時間ＴＡＵＶを加えることによって、噴射時
局−ｒ　Ａ　ｕを算出りる。

Ｔ　Ａ　Ｕ　＝　１−　Ａ　Ｕ　１　＋　１−　Ａ　Ｕ
　Ｖ・・・〈３）この噴射時間ＴＡＬＩに対応づる開弁
時間信号がインジェクタ２８に出力され、エンジン回転
とｌ１＝ｉＪ期してインジェクタ２８が噴射特開１−　
Ａ　Ｕだけ開かれて、エンジンの吸気マーホルト２６内
に燃料が噴射される。

一方、本実加剰にお（プる最適シフト時期表示は、第５
図に示すような制御プログラムに従って実行される。

即ち、電源スィッチのオンとともにトＣ１１Ｊ４２が動
作を開始し、エンジン始動後所定のタイミング係号（例
えば６０秒に一１哀出力されるタイン信号）によって、
本ルーチンの処理が実行される。

↓ま体向には、まず、ステップ１０１で、前記スロット
ルセンサ２２出力のスロットル開度θの銑込みが行われ
、ＣＰＬＩ６０によってＲＡＭ６８に記憶される。次い
でステップ１０２に進み、スロットル開１哀θがＯであ
るが否かが判定される。判定結果が否である場合１こは
、ステップ１０３に進み、前記クラッチステッチ５４の
出力に応じて、クラッチスイッチ５４がオンであるか否
かが判定される。該ステップ１０３における判定結果が
否である場合、即ち、クラッチ５２が操作中でない場合
には、ステップ１０４に進み、前記車速センサ４０の出
力に応じて′ＬＪｉ速■を読込む。次いでステップ１０
５に進み、読込まれた車速Ｖが０であるか否かを判定す
る。判定結果が否である場合、即ち、重両が走行中であ
る一合には、ステップ１０６に進み、前記クランク角セ
ンサ３６出力より求められたエンジン回転速度Ｎを読込
むと共に、ステップ１０７で、既に燃料噴射時間］ＡＵ
の計算詩に障出されているエンジン１回転当りの吸入空
気量Ｑ／Ｎをエンジン負荷として読込む。次いでステツ
１１０８に進み、例えば前記水温センサ３８で検知され
るエンジン冷却水温ｈ（所定値以下であることから、エ
ンジン暖機中であるが否が゛を判定する。判定結果が圧
である場合には、ステップ１０９に進み、前出ステップ
１０６で読込まれたエンジン回転速度Ｎから所定値Ｘを
引いた値を見かけのエンジン回転速度Ｎとする。ステッ
プ１０９終了後、或いは、前出ステップｉ０８の判定結
果が否である場合には、ステップ１１０に道゛み、予め
ｔ（０Ｍ６６に記憶されている、前出第４ド１に丞した
ようなシフトマツプを使って、最適シフト指示情報をサ
ーチし、ＲＡＭ６８に一時記憶する。例えば、前出ステ
ップ１０６で読込まれた実際のエンジン回転迷電Ｎ（＠
機後）又は前出ステップ１０９で求められた見かけのエ
ンジン回転速；哀Ｎ＜ＮＪａ中）がＮ１であり、前出ス
テップ１０７で読込まれたエンジン１回転当りの吸入空
気ｕＱ／ＮがＬｌである場合には１．シフトアップ、一
方、実際のエンジン回転速度Ｎ（暖機後）又は見か番プ
のエンジン回転速度Ｎ（暖機中）が同じＮ１であっても
、エンジン１回転当りの吸入空気！Ｑ／ＮがＬｌである
場合には、シフトせずといった、最適シフト指示情報を
サーチする。

次いでステップ１１１に進み、最適シフト指示情報がシ
フｌ−ダウンであるか否かを判定する。判定結果が正で
ある一合には、ステップ１１２に進み、前記シフト方面
指示ランプ５６にシフトダウン表示指令１５号を出力し
で、シフトダウン指示ランプ（下向きの矢印「↓」）を
点灯する。

−ｈ、前出ステップ１１４における判定結果が否である
場合には、ステップ１１３に進み、最適シフト指示情報
がシフトアップであるか合かを判定りる。判定結果がＩ
Ｅである場合には、ステップ１１４に進み、前出ステッ
プ１０８と同様にしで、エンジン暖機中であるか否かを
判定する。判定結末が正である場合には、ステップ１１
５に進み、現在のエンジン１転速度（見かけのエンジン
回転速度）Ｎに所定値Ｘを加えることによって、実際の
エンジン回転速度Ｎを求める。ステップ１１５終了後、
或いは前出ステップ１１４の判定結果が否である場合に
は、ステップ１１６に進み、実際の：Ｉンジン回転速１
哀Ｎと中速Ｖの比（以下Ｎ／Ｖ比と称す゛る）を算出ｊ
る。次いでステップ１１７に進み、算出されノ：　Ｎ　
／’　Ｖ比が、予めＩ（０Ｍ６６に記憶されている、最
高速ギア位置に対応するＮ／■比（Ｎ／Ｖ）ｏであるか
否かを判定づる。

判定結果が否である場合即ち、最高速ギア位置以外のギ
ア位置で走行中である場合には、ステップ１１８に進み
、前記シフト°方向指示ラン／’５６にシフトアップ表
示指令＋＝号を出力して、シフトアップ指示ランプ（ト
向き矢印１’丁Ｊ）を点灯する。

該ステップ１１８或いは前出ステップ１１２終了後、Ｗ
」ち、シフト方面指示ランプ５６のシフトアップ指示ラ
ンプ或いはシフトダウン指示ランプの何れかが点灯され
た岡には、ステップ１１９に進み、前記スピーカｂ８に
ｉ認音発生用のイｈ＠を入力して、スピーカ５８から確
認用の発信音を発生させる。これにより、運転者は現在
のギア位置から表示されている最適シフト方向への変速
操作を促されることになり、今回のシフト方向指示処理
は終ｆする。

尚、スピーカ５８から発するｂｌｌ　Ｆ、ｌ音としでは
、シフトアラＩをすべき場合と、シフトダウンをすべき
場合で音色を変えれば、運転者は、シフト方向指承うン
ノ５６の表示を兄なくても、シフトアップ又はシフトダ
ウンの何れの操作を行うべきかを知ることが可能となり
、運転者が、容易に且つ安全にシフト時期及び方向を知
ることが司能となる。

一万、前出ステップ１０２．１０３．１０５．１１７の
判定結果が正Ｃあるか、或いは、前出ステップ１１３の
判定結果が否である場合には、スロットルパル１２０が
閉じられた減速中、クラッチ操作中、車両停止中、シフ
トダウン領域、シフトノアツブ領域の何れにもない状態
、又は、最高速ギア位置による走行中でシフトアップ指
示信号を出力する必要がない一合であると判断して、ス
テー　ツブ１２０に進み、シフト方面指示ランプｂ６を
点灯したり、或いは、スピーカ５８から確認音を発生す
ることなく、このルーチンを終了づる。

本実施例においては、本発明を吸入空気り感知式の電子
制御燃料＠嗣式エンジンを備えた自動車に適用し、負荷
センサを、吸入空気流礒を検出（るエアフローメータと
、エンジン回転速１哀を検出する回転速度センサで代用
４るようにしているので、別体の＠狗センサが不要であ
る。尚、エンジン負荷を検知する方法は、これに限定さ
れず、例えば、萌配電子制御燃料噴射式ｌンジンにお１
ブる基本噴射時間−Ｉ　Ｐからエンジン負荷を検知する
ように構成りることも可能である。或いは、別体のエン
ジン負荷センサを設けたり、他の方法でエンジン負狗を
検出Ｊることにより、本発明を、一般の内燃機関を備え
た車両にも同様に運用Ｊることが可能である。

又、本実施例におい（は、変速猥のギア位置にかかわら
ず、共通化された単一のデータンツブを使用覆るように
しＣいるので、ＲＯＭ　６６のメモリ容量が少なくてよ
い。尚データマツプの数は一種類に限定されない。

更に、本実施例においては、スロットルバルブが閉じら
れている時、クラッチ操作中、又は、車両停止中は、シ
フトアップ指示及びシフトダウン指示を行わないように
しているので、異常指示や、心髄のない指示が行われる
ことなく、運転者に信頼性の高い情報を与えることかで
きる。

又、本実施例におい°Ｃは、最高速ギア位置による走行
中は、シフトアップ指示を行わないようなしてい菰ので
、必要のない指示が行われることがなく、運転者に信頼
性の高い情報を与えることができる。

史に、本実施例においては、シフト方向指示ラシフト方
向を指示するだけでなく、 同時にスピーカ５８からＮｌ認音を発生づるようにして
いるので、運転−４よ、容易に且つ迅速に最適シフト時
期を知ることかできる。

゛ジンが暖機中 であることを、エンジン冷却水温が所定（ｉ６以下であ
ることから検知するようにしていたが、エンジンが暖機
中であることを検知する方法はこれに限定されず−１例
えば、エンジン油温が所定値以下であること、０２セン
サ出力が所定値を越えでいないこと、或いは、燃料噴射
量のフィードバック制御が始まっていないこと等から検
知Ｊることも可能である。

又、前記実施例においては、データマツプにシフ１−ア
ップ領域及びシフトダウン領域が共に設定され、最適シ
フト時期表示装置によりシフトアップ指示及びシフトダ
ウン指示が共に行われるようにされでいたが、一般に通
常の運転者は、シフトアップが、遅れ気味であり、しか
もシフトアップが遅れた揚台に、燃費性能に対する影呼
が大きいことを考處して、前記データマツプにシフトア
ップ領域のみを設定し、シフトダウン指示のみを運転者
に与えるように構成しで、最適シフト時期表示装置の槙
或を簡略化することも可能である。

以十説明したとおり、本発明によれば、」ンジン出力の
不充分な暖機中であっても、該暖機過程に適したシフト
時期表示を行うことができ、従って、暖機中でも走行性
能を確保しつつ燃費性能を向上ｊることができるという
優れｌζ効果を有（る。

【図面の簡単な説明】

第１１８１は、本発明に係る最適シフト時期表示装置の
髄旨構成を示すゾロツタ線図、第２図は、本発１１Ｊｊ
か採１０された、電子制御燃料１Ｉｊ１割式エンジンと
手動変速機を備えた自動車の実施例の装部構成を示す、
一部ブロック線図を含む断面図、第３図は、前記実施例
で用いられている電子制御ユニットの構成を示タブロッ
ク線図、第４図は１、同じく、［ンジン回転速度及びエ
ンジン負荷に対応して、シフトアップ領域及びシフトダ
ウン領域が設定されたデータマツプを示す縮図、第５図
は、同じく、ｉ適シフト時期を表示するだめの制御プロ
グラムを示−４流れ図である。 １０・・・エンジン、　　　１４・・・１アフロ−メー
タ、２０・・・スロットルバルブ、 ２２・・・スＵットルセンサ、 ２８・・・インジェクタ、　３６・・・クランク角セン
サ、３８・・・水温センサ、 ４２・・・嗣子制御ユーット（、’ＥＣＵ）、４４・・
・手動変速機、　　５４・・・クラッチスイッチ、５６
・・・シフト方向指示ランプ、 ５８・・・スピーカ。 代理人　　高　　矢　　　論 （ばか１名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジン回転速度を検出するための回転速度セン
   サと、 エンジン負荷を検出づるための負荷センサと、エンジン
   の暖機状態を検知するための＠機状態検知手段と、 エンジン暖機中はエンジン回転速度から所定値を引いた
   見かけのエンジン回転速度を求める演算手段と、 １１ｔ５１１中は、児かけのエンジン回転速度とエンジ
   ン負荷に応じて、シフトアップ指示（ｉ号或いは／及び
   シフトダウン指示信号を出力し、一方、＠機□後は、実
   際のエンジン回転速度とエンジン負荷に応じで、シフト
   アップ指示信号或いは／及びシフトダウン指示信号を出
   力づるデータ処理手段と、該データ処理手段の出力に応
   じて、運転者にシフトアップ指示或いは／及びシフトダ
   ウン指示を与えるためのシフト指示手段と、 を備えたことを特徴とする最適シフト時期表示装置。