JPS6047128B2 - 自動車の燃料消費量を最少にする速比段を指示する装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複数の速比段をもつ変速装置を備える、内燃エ
ンジン駆動自動車に係わるものである。

普通自動車の変速は運転者が音を聞きながら行うので、
特に市街地を走つているときは、所要出力に対し燃料消
費量を最少にするような速比段で走つていないことがし
ばしばある。

本発明の目的はそこで、そのような欠点を無く・するた
めの、安価で構造簡単な装置を提供することにある。

この目的をもつた本発明の指示装置は、 （ａ）エンジンの吸気マニホルドの負圧を表示する第１
電気信号を発する第１トランスジューサ、（ｂ）エンジ
ンの毎分回転速度を表示する第２電気信号を発する第２
トランスジューサ、（ｃ）ある負圧閾値を記憶する第１
メモリー、（ｄ）エンジンのある毎分回転速度閾値を記
憶する第２メモリー、（ｅ）該第１電気信号を該負圧閾
値と比較する第１コンパレータ、（ｆ）該第２電気信号
を該毎分回転速度閾値と比較する第２コンパレータ、（
ｇ）表示器、 （ｈ）該第１電気信号が該負圧閾値より高いことを該第
１コンパレータが示したときと、該第２電気信号が該毎
分回転速度閾値より高いことを該第２コンパレータが示
したときの両方またはいずれかの場合該表示器を作動さ
せる回路。

を備えることを特徴とする。

本発明のその他の目的と長所は添付図面を参照にした以
下の説明からより明らかになろう。

第１図に示す座標グラフにおいて、横軸は段階的な変速
を行なう変速装置を備えた自動車の内燃エンジンの毎分
回転数を、そして縦軸はエンジンの出力を表わす。同グ
ラフにおいて曲線ａは、エンジンへのガス供給が最大の
とき、すなわち気化器の蝶形絞り弁またはチョーク弁が
完全に開放された状態のときのエンジン出力を示し、そ
して曲線ｆはそれぞれある一定の燃料供給量における出
力状態を示す。燃料の比消費量を最少にするには、同図
から明らかなように、出力が各曲線ｆの最高出力点を結
ぶ曲線ｇのところに来るようにしなければならない。そ
こて曲線ｇは、絞り弁の開度、および各出力に対する最
適な回転数を指示している。

しかしこのような条件は、普通の非連続的変速装置（す
なわち変速を段階的に行う変速装置を備えた自動車ては
、極めて特別な場合を除いては、成立しない。

一般的には、エンジンの稼動状態は曲線ｇの前後付近に
なる帯域内にあれば、いいとしなければならないであろ
う。自動車の使用効率を下げないためは、ある速比段か
ら次の速比段へ変速する過程でエンジン出力を変えては
ならないから、上記帯域の輻はそれら速比段の関数にな
る。

ここで自動車の変速装置が前進速比５段、後進速比１段
の変速を行うものであるとしよう。この楊合、第２図の
曲線Ｂ，ｃ，ｄ，ｅが曲線ａから得られる。各出力値に
おいて、毎分回転数に、変速装置の継続する２つの速比
段の間の変速比を掛けることによつて、各曲線の点が得
られる。すなわちそれら曲線は、エンジンの各出力のレ
ベルまたは値が一定である場合その稼動状態を最適帯域
−内に維持するような、変速切換え、すなわち第１速比
段から第２速比段へ（曲線ｅ）、第２段から第３段へ（
曲線ｄ）、第３段から第４段へ（曲線ｃ）、第４段から
第５段へ（曲線ｂ）の切換えを行う場合の回転数を示す
。いうまでもなく速比段が１段であれば、曲線Ｂ，ｃ，
ｄ，ｅは１本の曲線になる。

しかし速比段が１段でない場合、その各最適帯域を求め
ることは困難な問題となり、これを解決するのには複雑
な装置の助けを借りなければならない。問題を簡単にす
るため、最適稼動の１つの平均的帯域を、曲線ａと、曲
線Ｂ，ｃ，ｄ，ｅ群の中間的な曲線ｈとの間にとること
にする。

この最適帯域を第３図にＡで示す。

この帯域は最大給気出力曲線ａ１エンジンの最低回転数
に対応する垂直線、曲線ｈの上方のセグメントＹＺｌお
よび変速時のエンジンが最低回転数以下になるのを防ぐ
のに適正な回転数を示す垂直線ＸＹで囲まれた帯域であ
る。この状態において曲線ｈは帯域Ａを限定し、従つて
各出力値について、速比のいかんに拘らず、より上段の
速比への変速を行う場合の回転数を示す。

セグメントＸＹは容易に求められるが、ある自動車につ
いての曲線ｈのセグメントＹＺを求めるには小型電子計
算機のような複雑な装置が必要である。

第４図には、吸気マニホルドの負圧の１連の定数に対応
する、毎分回転数と出力の関係を示す１群の曲線ｍを示
す。

この図から解かるように、これら曲線は出力曲線に非常
に良く近似しており、そして特にｍ１で示す破線の曲線
は曲線ｈのセグメントＹＺに殆んどそのまま（少なくと
も呼称出力の約５０％に相当する、値Ｐ１未満の出力値
については）被さる。この曲線は第５図にも出てくる。
曲線ｈとｍ１が殆んど合致する低出力値は自動車の市街
地交通において、すなわち一般的に出力が比較的制限さ
れるような条件のところで使われる。そこで曲線ｍ１と
直線セグメントＹＸを取上げる何等がの簡単な装置を自
動車に装備することにより、出力値Ｐ１とＰ２の間に出
力において燃料消費量を最少にして行えるような変速装
置の操縦様式を運転者に知らせることができよう。

ある自動車について第１図ないし第５図に関して説明し
てきたような方法で、第５図の曲線ｍ１に対応する吸気
マニホルドの負圧定数における出カー毎分回転数曲線が
決定されたら、曲線ｍ１の負圧値および曲線ｈのセグメ
ントＸＹに対応する毎分回転数の値ｎェをメモリーに入
れる。

吸気マニホルドの負圧値と毎分回転数が適当なトランス
ジューサにより電気信号に変換して発信される。

これら信号は電子処理回路に送られ、そこでそれら信号
が、記憶されている閾値より高いか否かによつて、その
回路は応作する。

それら信号が閾値より高ければ、エンジンは第５図のＢ
で示す斜線区域内て稼動していることが解かる。エンジ
ン回転数がｎ１より高く且つ吸気マニホルドの負圧が記
憶値より高ければ、自動車に装備した信号装置が作動し
て、運転者に（もし最低消費量にしたいのなら）上段の
速比に切換えをする必要があることを知らせる。

ノ このことは全て、自動車の運転に全く支障なく、そ
して運転者の決定次第で行われる。例えば加速ペダルを
いつぱいに踏込んだ場合には全て最大給気出力曲線ａ上
の点になり、従つて該装置によつて自動車の最大加速が
規制されることはないのである。

この装置は単に燃料消費量を最少にする運転様式を運転
者に表示するだけである。

本発明の他の特徴によれば、走行条件によりエンジンが
最低速度で稼動しなければならなくなつたとき、低い速
比段へ切換えする必要があることを運転者に指示する別
の信号装置が備えられる。

このためにエンジンの最低回転状態に対応する毎分回転
数■がメモリーに入れられ、そして回転数がその閾値以
下になつたことを運転者に表示できる。以下、本発明の
装置の１つの実施例を説明する。

第６図の概略図において、先述したような負圧閾値（第
５図の負圧曲線ｍ１に示したような値）の比較数値トラ
ンスジューサ２がＡＮＤゲート４の第１入力３に接続し
ている。

ゲート４の第２入力６は１群のスイッチ１２，１４，１
６，１８，２０に接続する。これらスイッチについては
後述されよう。エンジン回転速度の電気信号を受けるタ
コメーター２２は、エンジンの回転数に比例した電圧信
号を、２つのコンパレータ２６と２８のそれぞれの第１
入力２４と２５に送る。

これらコンパレータには先に述べたような閾値、すなわ
ち第５図の値ｎ１と式が記憶されている。コンパレータ
２６と２８の第２入力３０と３２はそれぞれ抵抗３４と
３６接続している。

コンパレータ２６の出力はＡＮＤゲート４の第３入力３
８に接続し、またコンパレータ２８の出力はＡＮＤゲー
ト４２の第１入力４０と接続している。ＡＮＤゲート４
２はこれの第２入力４４に、後述する終端変速により作
動されるスイッチ４５を通して、このスイッチが開いた
ときＲｌＪレベル、そして閉じたときＲＯＪレベルの論
理信号を受ける。ＡＮＤゲート４と４２の出力はタイマ
ー回路４６および２つのＡＮＤゲート５２と５４の第１
入力４８と５０に送られる。

ＡＮＤゲート５２，５４の第２入力５６ａと５８はタイ
マー回路４６の出力を受ける。ＡＮＤゲート５４の出力
はＡＮＤゲート５７の第１入力５６に接続されている。
このＮ１ゲート５７の第２入力にはオシレータ５８から
発しられる信号が送給される。ゲート５７の出力は０Ｒ
ゲート６０の第１入力５９に送られ、そしてこのゲート
６０の第２入力はＡＮＤゲート５２の出力と接続してい
る。

この出力はまた電力装置６２に接続し、この電力装置は
第１表示器６４に接続している。ＡＮＤゲート５４の出
力は第２表示器６８と接続の電力装置６６に送られる。

０Ｒゲート６０の出力は電力装置７０につながれ、そし
てこれはスイッチ７２を介して発音信号器７４に接続さ
れる。

表示器６４と６８は例えば自動車の計器盤に組込まれる
ランプとし、そして例えば表示器６４は青ランプ、表示
器６８は赤ランプのようにして、相互に異なる表示をす
るようにされよう。ここに記述してきた装置の操作態様
を以下に説明する。吸気マニホルドに接続している閾値
数値トランスジューサ２は、そのマニホルドの負圧が、
メモリーに記憶させてある負圧閾値より高いかまたは高
くないかを表示する。

この表示はレベルＲｌＪまたはＲＯＪの論理信号の形で
出てくる。この信号は、速比段が既に高速の方へ掛けら
れているか、あるいは変速レバーが中位点または後進段
にあるか、あるいはブレーキ・ペダルが踏まれているか
、あるいは加速ペダルが緩められているかを示す信号と
共に、ＡＮＤゲート４に送られる。本発明の装置はそれ
ら諸条件のどれか１つでも検証されれば作動しない。そ
れら条件は、変速装置、ブレーキ・ペダル、および加速
ペダルにそれぞれに連結されているスイッチ１２，１４
，１６，１８，２０によつて得られるもので、それらス
イッチは閉じたとき、上記条件のいずれかが検証されて
いることを示すＲＯＪ信号をＡＮＤゲート４に送る。

閾値コンパレータ２６は、タコメータ２２からこのコン
パレータに送られる毎分回転数に比例した信号が閾値ｎ
１より高い場合、論理レベルｒ１ョの出力信号を発する
。

閾値コンパレータ２８は、タコメータ２２から受ける上
記信号が閾値式より低い場合、論理レベル１しの出力信
号を発する。

第１の場合の出力信号はＡＮＤゲート４に達し、青ラン
プ６４に至るライン（青ランプ・ラインと称することに
する）を通つてそのランプを点灯し、エンジンを最適燃
料消費条件で稼動させながら高い速比段へ変速切換えを
行う時期であることを運転者に知らせる。

第２の場合の出力信号は、赤ランプ・ライン上てＡＮＤ
ゲート４２に入り、赤ランプ６８を点灯して、エンジン
が最低速度以下になつているから下の速比段に切換える
時期であることを運転者に知らせる。

ＡＮＤゲート４２にはまたスイッチ４５から来る信号が
入る。

このスイッチは、第１速比段に掛けられているときに閉
じて″０ョレベルの論理信号を出し、その第１段にある
とき装置が作動するのを防止する。というのは、その第
１速比で走行しているときには、低に速比段に切換えら
れないからである。ＡＮＤゲート４と４２がＲＬレベル
の論理出力信号を発すれば、装置は赤ラインと青ライン
上で作動に入る。

ＡＮＤゲート４と４２の出力信号はタイマー（例えば単
安定タイマー）および同時にゲート５２と５４に入る。
これらゲートは、上記タイマー回路によつて調節される
時間、ゲート４と４２の状態を新たに確保する。上記２
つの条件を、２つのランプ６４，６８の表示に加えて、
さらに発音報知器７４で示したい場合には、ＡＮＤゲー
ト５４の出力信号を別のＡＤゲート５７に送る。

このゲート５７はまたオシレータ５８からの信号を受け
る。こうして赤ランプ点灯信号は変調されて０Ｒ回路６
０へ送られ、ここから電力装置７０を介して発音報知器
７４に達し、変調された音を発生する。青ラインにおい
て上速比段へ切換える時期を表示しなければならない場
合、ＡＮＤゲート５２の信号が直接０Ｒ回路６０に送ら
れ、そして電力装置７０を介して発音報知器７４に送ら
れ、連続的に発音させる。

スイッチ７２は運転者が任意に報知器７４を切れるよう
にするためのものである。

本発明はなお多くの変化形が可能なことはいうまでもな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の装置の基本となる理論を
示すための図表、第６図は本発明の装置の実施例の電子
回路図を示す。 ２・・・トランスジューサ、４，４２，５２，５４，５
７・・・ＡＮＤゲ゛一ト、１２，１４，１６，１８，２
０・・・スイッチ、２２・・・タコメータ、２６，２８
・・・コンパレータ、４６・・・タイマー回路、５８・
・・オシレータ、６０・・・０Ｒゲート、６２，６６，
７０・・・電力装置、６４，６８・・・表示ランプ、７
４・・・発音報知器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 段階的な変速を行う変速装置を備えた内燃エンジン
   で駆動される自動車に装備されて、燃料消費量を最少に
   する速比段を運転者に指示するための装置において、（
   ａ）エンジンの吸気マニホルドの負圧を表示する第１電
   気信号を発する第１トランスジューサ、（ｂ）エンジン
   の毎分回転速度を表示する第２電気信号を発する第２ト
   ランスジューサ、（ｃ）ある負圧閾値を記憶する第１メ
   モリー、（ｄ）エンジンのある毎分回転速度閾値を記憶
   する第２メモリー、（ｅ）該第１電気信号を該負圧閾値
   と比較する第１コンパレータ、（ｆ）該第２電気信号を
   該毎分回転速度閾値と比較する第２コンパレータ、（ｇ
   ）表示器、（ｈ）該第１電気信号が該負圧閾値より高い
   ことを該第１コンパレータが示したときと、該第２電気
   信号が該毎分回転速度閾値より高いことを該第２コンパ
   レータが示したときの両方またはいずれかの場合該表示
   器を作動させる回路を備えることを特徴とする指示装置
   。 ２ 特許請求の範囲第１項の指示装置において、−該変
   速装置の非常に高い速比段が掛かつていることを表示す
   る信号を出すスイッチ要素、−該変速装置のレバーが中
   位位置にあることを表示する信号を出すスイッチ要素、
   −後進段が掛かつていることを表示する信号を出すスイ
   ッチ要素、−ブレーキ・ペダルが踏まれていることを表
   示する信号を出すスイッチ要素、−加速ペダルが緩めら
   れていることを表示する信号を出すスイッチ要素、−こ
   れら表示信号の少なくとも１つがある場合指示装置の作
   動を中止させる装置をさらに備えることを特徴とする指
   示装置。 ３ 特許請求の範囲第１項の指示装置において、−該第
   ２メモリーに記憶の閾値より低い第２毎分回転速度閾値
   を記憶する第３メモリー、−該第２電気信号を該第２毎
   分回転数閾値と比較する第３コンパレータ、−第２表示
   器、 −該第１電気信号が該第２毎分回転数閾値より低いこと
   を該第３コンパレータが示したとき該第２表示器を作動
   させる回路をさらに備えることを特徴とする指示装置。 ４ 特許請求の範囲第３項の指示装置において、−第１
   速比段が掛かつていることを表示する信号を出す装置、
   −この表示信号がある場合該第２表示器の作動を中止さ
   せる装置をさらに備えることを特徴とする指示装置。 ５ 特許請求の範囲第１項または第３項の指示装置にお
   いて、２つの該表示器が自動車の計器盤に設けられるラ
   ンプで構成されることを特徴とする指示装置。 ６ 特許請求の範囲第１項または第３項の指示装置にお
   いて、２つの該表示器が発音報知器および、一方の該表
   示器が作動するとき該報知器により変調された音を、そ
   して他方の該表示器が作動するとき連続音を発する装置
   を備えることを特徴とする指示装置。 ７ 特許請求の範囲第１項ないし第６項の任意１項の指
   示装置において、負圧のトランスジューサーとコンパレ
   ータになる装置が、１群の外部スイッチから来る信号を
   送られるゲート回路に接続され、エンジンの毎分回転数
   検出装置が第１と第２閾値コンパレータ回路に接続され
   、該第１閾値コンパレータ回路の出力信号は該第１ゲー
   ト回路に送られ、該第２コンパレータ回路の出力信号は
   第２のゲート回路に送られ、この第２ゲート回路にはま
   た外部スイッチからの信号が送られ、該第１と第２ゲー
   ト回路の出力信号はタイマー回路と第３および第４ゲー
   ト回路に送られ、これら第３と第４ゲート回路にはまた
   該タイマー回路の出力信号が送られ、該第３ゲート回路
   の出力信号は第１電力装置とＯＲゲートに送られ、該第
   ４ゲート回路の出力信号はオシレータが接続した第５ゲ
   ート回路に送られ、該第５ゲート回路の出力信号は第２
   電力装置と接続したＯＲゲートに送られ、該第２電力装
   置はスイッチを介して発音報知器に接続し、該第４回路
   の出力信号は第３電力装置に接続し、該第１と第３電力
   装置はそれぞれ、２つの異なる発光信号を出すランプに
   接続されることを特徴とする指示装置。 ８ 特許請求の範囲第７項の指示装置において、該負圧
   トランスジューサーコンパレータ装置が閾値数値トラン
   スジューサで構成されることを特徴とする指示装置。 ９ 特許請求の範囲第７項の指示装置において、該ゲー
   ト装置がＡＮＤゲートで構成されることを特徴とする指
   示装置。