JPS6223825A - 自動車の変速時期指示装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は自動車の変速時期指示装置、即ち所要の走行性
を確保しながらエンジンの燃費が最良となるＪ：うに変
速機のシフト操作を運転者に指示する装置に関する。

（従　　来　　技　　術） 手動変速機を１ハ載した自動車における変速動作は、運
転者が所望の走行状態が１ｑられるように自己の判断に
従って行うものであるが、その変速時期が不適切なため
、例えばエンジンの運転領域が高変速段にシフトアップ
しても十分な駆動力が得られる領域にあるのに低変速段
で走行して、燃費を徒らに悪化させるといった場合があ
る。そこで、例えば特開昭５９−２６３３２号、同５９
−２９５１９号、同５９−２９５２０号公報等で開示さ
れているＪ：うに、燃費性能上、シフト操作を行った方
が望ましい場合にこれを運転者に指示するようにした変
速時期指示装置（上記公報ではシフ１−インジケータ）
が提案されている。これは、基本的には、エンジン回転
数が所定値１ス上であり目っスロットル間亀ないし］ニ
ンジン負荷が所定の上、下限値間の領域であって、燃費
を低減り−る上で変速段をシフトアップすべきであるエ
ンジンの運転領域を設定し、現実の運転状態がこの領域
に入った時にランプやブザー等を作動させて運転者にシ
フ１〜アップ操作を指示するように（）たものである。

イの場合に、上記のシフトアップを指示する運転領域は
、具体的には次のように設定される。つまり、今、例え
ば第６図の運転領域図にＡ’３　ｉする点Ａで示す状態
〈エンジン回転数Ｎ、負荷Ｐ）で運転しているものとし
、この状態で変速段をシフ１へ）アップし目つ車速か維
持されるようにアクセルペダルを踏込んで運転状態が点
［３で示１状態（］−ンジン回転数Ｎ′、負荷Ｐ’　）
に移行したものとする。

この詩、エンジン回転数がＮからＮ′に低下しても中速
を維持するだけのエンジン出力が得られなければならず
、また負荷がＰからＰ′に増大してもこの負荷Ｐ′に対
抗して車速を維持するエンジン出力が冑られなＬすれば
なら２ｔい。つまり、シフトアップ後の回転数Ｎ′が所
定負荷以下でありＨ″：）負荷［）′　が所定負荷以下
とならな１１れぽイ１らイ１いのであＦ）、この、Ｌ−
′）！ｒ制限からシフ１〜アツプ指示する領域のエンジ
ン回転数の上限値及び口前の上限値が設定されるのであ
る３、また、１ｅ　ｉｉｉの下限値は、低負荷状態での
減速運転時にジノ１−ｊ′ツノの指示が行われることが
ないにうに、減速運転ダ１域に移行Ｊる負荷の限Ｗに設
定されるのが通例である。イして、このようにして設定
された領域内でシフトアップ１れば、中速を一定車速に
維持しながら、［ンジン回転数の低下に伴うｒ−ンジン
各部の円動抵抗の減少ヤスロツｉ−ル聞麿の増大に伴う
ボンピング■スの低下等により、燃費を低減Ｊることが
できるのである。

然ｌ）でこのようなシフトアップの指示は、運転者かそ
の指示に従った時に、所要の運転状態が確保されるもの
で＜ｒければイ￥らないのであるが、シーツ］ヘアツブ
を指示する領域が画一的に設定されＣいると、自動車が
運転される際の１行条イ′１等によってエンジンの出力
特性が変化した場合に、運転者が要求する運転状態が得
られない場合が牛じ得る。例えば、高地での走行時にお
いては、−［ンジンに吸入される空気の密度の低下に起
因してエンジン出力も全般的に低下するので、シフ１〜
アツプ指示が行われる領域の負荷の−Ｌ限付近で指示に
従ってシフトアップ操作した時に、車速を維持しようと
してアクセルペダルを踏込んでも相荷の増大に対抗し得
るだＧＪのエンジン出力が得られず、そのため車速が低
下してしまうといった事態が生じるのである。このよう
な場合、運転者は再びシフ１〜ダウン操作を行わなけれ
ばならないことになって、指示の信頼性が損われること
になる。

（発　　明　　の　　目　　的） 本発明は、自動車の変速時期指示装置に関する上記のよ
うな実情に対処するもので、エンジンの出力特性が変化
した場合、特に高地走行時のように空気密度の低下によ
りエンジン出力が全般的に低下している場合においても
、そのエンジン出力特性に応じたシフトアップ指示領域
を設定することにより、常に適切なシフトアップ指示が
行われるようにする。これにより、この種の変速時期指
水装置の信頼性を向上さ１！、燃費の低減に１１ること
を目的とする。

（発　　明　　の　　構　　成） 即ち、本発明に係る自動中の変）朱時期指示装置は、第
１図に示すように、Ｔンジン同転数検出手段１によって
検出されたエンジン回転数と、回転数設定値発生手段２
によって発生された回転数設定飴とを回転数比較手段３
（こよって比較し、またエンジン負荷検出手段４にＪ：
つて検１１１されたエンジンｆ）荷と、０荷設定値発生
手段５によって発生されたｉ荷設定値とを負荷比較手段
６によって比較して、エンジン回転数が設定値より大ぎ
くｎつエンジン負荷が設定値より小さい時にランプやブ
ザー等のシフ１へアップ指示装置７にシフ１〜アツプ指
示を行わせるようにした構成において、エンジンに吸入
される空気の密度を検出する空気密度検出手段８を備え
、該検出手段８によって検出された空気密度が低いほど
」：記負荷設定値発生手段５によって発生される負荷設
定値を小さくするようにしたことを特徴とする。

６一 このような構成によれば、エンジンに吸入される空気の
密度が低く、そのためエンジン出力が全般的に低下して
いる時は、空気密度が高い場合に比較してシフトアップ
指示が行われる運転ｖ４域の負荷のに限値が低角向側に
移行することになる。

そのため、この領域内で指示に従ってシフトアップ操作
が行われるものとすれば、空気密度が低い場合には、該
操作が行われる際の負荷の」−限値が低くなり、これに
伴ってシフトアップ後の負荷も相対的に低くなる。従っ
て、空気密度の低下に伴ってエンジン出力が全般的に低
下していでも、このエンジン出力によってシフトアップ
後の負荷に対抗して車速を維持することが可能となる。

（発　　明　　の　　効　　果） このように本発明によれば、エンジン回転数が所定値以
上で且つエンジン負荷が所定値以下の領域で変速機のシ
フトアップを指示するようにした自動車の変速時期指示
装置において、エンジンに吸入される空気の密度の低下
に起因してエンジン出力が全般的に低下している場合に
、上記指示に従ってシフトアップ操作した詩に車速を維
持するのに必要な出力が得られなくなるといった不具合
が解消されることになる。これにより、空気密度が低い
高地或は高気温地域での走行時においても適切なシフト
アップ指示が行われるようになって、この種の指示装置
の信頼性が向上することになり、該装置の指示に従うこ
とによって常に所要の走行性を確保しながら燃費を低減
させることが可能となる。

（実　　施　　例） 以下、本発明の実施例について説明する。

第２図に示すように、エンジン１０には吸、排気弁１１
．１２を介して夫々燃焼室１３に通じる吸気通路１４と
排気通路１５とが設けられ、吸気通路１５には上流側か
らエアクリーナ１６、■アフローメータ１７、スロット
ルバルブ１８及び燃ｒ１噴射弁１９が備えられ、また排
気通路１５には、図示しないが、排気浄化装置や消音器
等が備えられている。

一方、このエンジン１０には上記燃料噴射弁１９からの
燃料噴射量を制御するコントロールユニッｉ・２０が備
えられている。このコン］−ロールコニット２０は、上
記■アフローメータ１７から出力される吸入空気量信号
ａと、エンジン回転数を検出する回転センサ２１から出
力されるエンジン回転数信号すと、点火装置（図示せず
）から出力されるイグニッション信＠Ｃとを入力し、上
記吸入空気量信号ａ及びエンジン回転数信号すに基いて
１サイクル当りの吸入空気量に対応する燃料噴射量を算
出すると共に、その噴射量に対応するパルス幅を有する
噴射パルス信号ｄを上記イグニッション信号Ｃに同期さ
せて燃料噴射弁１９に出力するようになっている。これ
により、該噴射弁１９から吸入空気量、即ち負荷に応じ
た量の燃料が噴射される。

また、このコントロールユニット２０は、エンジン１０
の冷却水温を検出する水温センサ２２からの水温信号ｅ
と、大気圧を検出する大気圧センサ２３からの大気圧信
号ｔと、変速機（図示せず）のギヤ位置が最高変速段で
ある５速位置であるか一〇− 否かを検出する５速スイツチ２４からの５速信号ｇと、
ギヤ位置がニューｌ−プル位置であるか否かを検出する
ニュートラルスイッチ２５からのニュー］・ラル信号り
と、クラッチ（図示せず）のＯＮ。

ＯＦＦ状態を検出するクラッチスイッチ２６からのクラ
ッチ信号ｉとを入力し、これらの信号ｅ〜ｉと、上記エ
ンジン回転数信号すと、上記燃料噴射弁１９に出力する
噴射パルス信号ｄとに基いて、所定の時期に当該自動車
の運転席に備えられたシフトアップインジケータランプ
２７にシフ］・アップ指示信号ｊを出力するようになっ
ている。ここで、上記５速信号０はギヤ位置が５速の時
にハイレベルとなり、ニュートラル信号りはギヤ位置が
ニュートラルの時にハイレベルとなり、またクラッチ信
号ｉはクラッチがＯＦＦの時にハイレベルとなる。

次に、コン１〜ロールユニツト２０における上記インジ
ケータランプ２７の制御部の構成を第３図により説明す
ると、該制御部３０には高負荷比較回路３１と、低負荷
比較回路３２と、回転数比較回路３３ど、これらの比較
回路３１〜３３の人々において比較の基準値として用い
られる高０召１設定値Ｔ１低負荷設定値−Ｆ′及び回転
数設定値ＩＲを夫々発生させて、これらの値を土８１［
各比較回路３１〜３３に夫々信号に、、ｆｆｉ、ｍとし
て出力する各設定値発生回路３４〜３６とが設けられＣ
いる。

そして、高負荷比較回路３１と低負荷比較回路３２には
エンジン負荷に対応ｊる上記の噴射パルス信号ｄが入力
されると共に、高負荷比較回路３１からは−［ンジン負
荷（＃４射パルス信１ｇ　ｄのパルス幅）が高負荷設定
値丁より小ざい時にハイレベルと４する信号ｎが出力さ
れ、低負荷比較回路３２からはエンジン負荷が低負荷設
定値Ｔ′より大きい時にハイレベルとなる信号Ｏが出力
ｉ％れるようになっている。また、回転数比較回路３３
には上記Ｔンジン回転数信号１）が入力されて、該（ｉ
月すが示すエンジン回転数が回転数設定値Ｒより大きい
口）にハイレベルとなる信号ｐが出力されるようになっ
ている。

ここで、上記高０荷設定値発生回路３４及び低負０ｊ［
設定値発生回路３５には−Ｉンジン同軒数信号ｌ）が人
力され゛（、高負荷設定（１ｔ１王及び低Ｃ１召１ｂＱ
定舶Ｆ′が第４図にラインＴ＋、■ｉで示り」、うに］
−ンジン回転数に対１６関数どしで設定される」、うｌ
こイア　−）　’（いるが、高ｔｌ　Ｍ設定（（白ライ
ン丁１（ま、シフ１へアップ操作に伴って史にｔ１荷が
増大しノ、一時に、この６１７＋イに対抗して中速を相
持するのに必曹イｉ−１ンジン出力が（ｑられる０６り
の一ト限値を示しＣおり、また低口前設定値ラインＩＩ
　＋は自動中が所謂半減速状態となるノー［１−ドライ
ンＣ゛あ−）Ｕ、該ツイン■１より低負荷側の領域ぐは
ジノ］・アップ操作が行われる可能性がないことを示Ｊ
ラインとされている。尚、回転数設定値ＲＩ；Ｌ　ｎ何
に応じて変化しないので回転数設定値ライン■１は一定
同転数の直線どなる。

然して下記のようにして設定された各設定値１−　。

Ｕ’　、Ｒ（１）ライン、Ｔ１．Ｕｌ、ｍｌは、最良の
条ｆｔ　’Ｆにおけるエンモレ出力特竹を基準どじ（設
定さｈｌＣものＣあって、Ｊレジン１０が十分暖機され
Ｃおらず、或は該エンジン１０に吸入される空気の密度
が低い場合には、■ンジン出力特ｆ１が全般的に低下す
るので、上記のラインＴ＋、Ｔ１１゜■１を夫々補正す
る必要が生じる。イこで、第３図に示す各設定値発生回
路３４．３５．３６には水温信号ｅと大気圧信号ｆどが
入力され、これらの信号ｅ、ｆが示す−冷却水温度、即
）５エンジン１０の暖機状態と、大気圧、即ちエンジン
１０に吸入される空気の密度とに応じて上記設定値ライ
ン１１〜■１を補正するようになっている。即ち、エン
ジン１０ｈ＜温間状態（十分暖機されている状態）にあ
り月つ空気密度が大きい時に「ンジン出力が最高となる
ので、この状態を基準として上記ラインＩ＋、］Ｔｔ、
ＨＩ＋を設定すると共に、以下、エンジン出力が低下す
る順番に従って、温間状態で空気密度が小さい時、冷間
状態（暖機が十分でない状態）で空気密度が大きい時、
冷間状態で空気密度が小さい時の各場合を設定し、これ
らの場合に夫々対応させて、高負荷設定値ラインについ
ては上記基準ラインＴ１を順次低負荷側に補正したライ
ン１２〜■４を設け、低負荷設定値ラインについ−ζ＋
；ｔ　Ｍ準うインＩＬ１を順次高０荷側に補正したうイ
ンＩＴ２−・■４を設け、Ｊ：だ回転数設定値ラインに
つい−Ｃは基準ラインＩバ１を順次高回転数側に補正し
たライン■２〜■４を設けるようになっている。

また、第３図に示Ｍ゛制御部３０に１よ、以上の構成に
加えて、上記各比較回路３１−３３の出力信号ｎ、ｏ、
ｐが人力されるＡ　Ｎ　＋）回路３７が設けられており
、更にト記５速信号０とニア、　−ｔ−ラル信号りとク
ラッヂ信号１とが入ツノされる０１７回路３８が設けら
れている。ぞ１ノで、該ＯＲ回路３８からは上記各信号
ｑ、ｈ、ｉが全てローレベルの時、即ち変速機のギヤ位
買が５速位置及びニコートラル位置でイｆく、１つクラ
ッチがＯＮの時にローレベルの信号ｑが出力され、これ
がハイレベルに反転された上で一ト記ＡＮＩ”）回路３
７に人力されるＪ：うになっている。また、このＡＮＩ
’）回路３７からは上記各比較回路３１−３３の出力信
号ｎ。

０、ｐが全てハイレベルでありＤつＯＲ回路３８の出力
信号ｑがローレベルの時にハイレベルの信号ｒが出力さ
れ、この信号ｒが増幅回路３９を介して上記シフトアッ
プ指示信号ｊとしてインジケータランプ２７に出力され
るＪ：うになっている。

次に、この実施例の作用を上記］ントロールコニット２
０にお（）るインジケータランプ制御部３０の作ａノを
示すフローチャー１へに従って説明するゎ先ず、例えば
通常の低地走行時であっＣエンジン１０が十分暖機され
ており且つ大気圧が高い場合、即ちエンジン出力特性が
最も高くなる場合について説明すると、］ンｌ〜ロール
コニツ１へ２０の制御部３０は、先ず、第５図のフロー
チヤードのステップＳ１で冷却水温が所定値より高いこ
とを判定し、次いでステップＳ２で大気圧が所定値にり
高いことを判定して、ステップＳ３で回転数設定値１で
として第４図に示す最も低回転数側に４ｒｌ置する回転
数設定値ライン■１に対応する第１設定値Ｒ１を設定す
る。そして、ステップＳ４で、実際のエンジン回転数と
この設定値Ｒ１とを比較する。その結果、エンジン回転
数が上記設定値Ｒ１より大きい時は、制御部３０はステ
ップＬ、）　５１　Ｓ６に従って再び冷却水温が所定値
より高いこと及び大気圧が所定値より高いことを判定し
た上でステップＳ７を実行し、高負荷設定値Ｔとして第
４図の最も高負荷側に位置する高角荷設定値ライン１１
上の第１設定値Ｔ１を設定し、また低負荷設定値Ｔ′ど
して最も低０荷側に位置する低負荷設定値ライン■１上
の第１設定値Ｔ＋’を設定する。

そして、ステップＳ８で燃料噴ｏ４弁１９に出力する噴
射パルス信号ｄのパルス幅、即ち現実のエンジン負荷が
上記第１高負荷設定値Ｔ１より小さく月つ第１低負荷設
定値Ｔ＋’　より大きいことを判定した時には、更にス
テップＳ９　、Ｓ１ｏ、Ｓｎを実行する。その結果、変
速機のギヤ位置がシフトアップが不可能な５速位置では
なく、またニコー１〜ラル位冒でもなく、更にクラッチ
がＯＮの状態であることが確認されれば、更にステップ
Ｓ　１２を実行し、シフトアップ指示信号ｊを出力して
インジケータランプ２７を点灯させる。ここで、−に記
スデップＳ４でエンジン回転数が第１回転数設定値Ｒ１
より小さいと判定された場合、ステップＳ８でエンジン
負荷が第１高負荷設定値Ｔ１よりも大ぎく又は第１低負
荷設定値Ｔ１′よりも小さいと判定された場合、更にス
テップ８９，８１０で変速機のギヤ位置が５速位置又は
ニュー１−ラル位置にあると判定された場合、及びステ
ップＳ１１でクラッチがＯＦＦの状態であると判定され
た場合は、ステップ８１２によるインジケータランプ２
７０点灯動作が行われない。つまり、エンジン１０が温
間状態にあり且つ該エンジン１０に吸入される空気密度
が大きくて、最も高いエンジン出力特性が得られる場合
においては、変速機及びクラッチがシフトアップ操作が
可能な状態にあるものとして、ｌレジン１０の運転状態
が第４図に実線で示す最も高負荷側の高負荷設定値ライ
ン■１、最も低負荷側の低負荷設定値ライン■１、及び
最も低回転数側の回転数設定値ライン■１に囲まれた領
域内にある時にシフトアップ指示が行われることになる
。

然してエンジン１０が温間状態にあっても、大気圧が所
定値より低いため上記の場合よりエンジ−１フー ン出力特性が全般的に低下する場合は、第５図のフロー
チャー１〜のステップＳ２からステップＳ１３゜Ｓ１４
が実行され、またステラ７Ｓ６からステップＳｔ５．Ｓ
＋６が実行されることにより、回転数設定値Ｒが上記の
場合より高回転側の第２回転数設定値Ｒ２とされると共
に、高負荷設定値Ｔが上記の場合より低負荷側の第２設
定値Ｔ２に、低負荷設定値Ｔ′が上記の場合より高負荷
側の第２設定値Ｔ２’　に夫々設定されることになる。

つまり、この場合は第４図の破線で示す設定値ライン１
２゜ＴＩ２．ｌｌ１２で囲まれた領域がシフトアップ指
示領域どなり１．上記の場合より該領域が−回り狭くな
る。

同様に、エンジン出力特性が更に低下するエンジン１０
の冷間時で大気圧が高い時は、ステップＳ１からステッ
プ３１７を経てステップ８１８．Ｓ１９が実行され、ま
たステップＳ５からステップ８２０を経てステップＳ２
１．Ｓ２２が実行されて、各設定値Ｒ，Ｔ、Ｔ’　とし
て夫々第３設定値Ｒ３，Ｔ３゜Ｔ３’が設定されること
により、シフトアップ指水領域が第４図の鎖線で示すラ
インＴ３．１Ｔ３゜■３で囲まれた更に狭い領域となる
。また、］ンジン出力特性が最も但クイ【るエンジン１
０の冷間時で且つ大気圧が低い時には、第５図のステッ
プ３２３、Ｓ２４及びステップＳ　２５　＋　８２６が
実行されることにより、シフ１〜アツプ指示領域は第４
図の点線で示す最も狭い領域、即ち最も低０荷側の高０
荷設定値ライン丁４、最も高負荷側の低負荷設定値ライ
ン■４及び最も高回転数側の回転数設定値ライン■４で
囲まれた領１或となる。

このようにして、エンジン出力特性の低Ｆに従ってシフ
１ヘアツブ指示領域が狭くなることにＪ：す、該領域内
で指示に従ってシフトアップ操作を行えば、車速を維持
すべくアクセルペダルを踏み込んでも、シフ１〜アツプ
後の負荷が相対的に低くなるので、エンジン出力が低下
しているにも拘らず車速を維持するのに必要な出力が得
られることになり、またシフトアップ後のエンジン回転
数も相対的に高くなるので、車速を維持Ｊ−るのに必要
な出力が得られることになる。また、エンジン出力の低
下に伴ってノーロードラインが高負荷側（ご移行しても
、シフ１〜アツプ指示領域の負荷の下限値もこれに伴っ
て高負荷側に移行するので、例えば自動車が減速４Ｔい
し半減速状態にある時にシフトアップ指示が行われると
いった不適切な指小が防１１される。イの結果、指示に
従ってシフトアップ操作を行えば、中速を維持しながら
燃費の良い運転状態が′４！１られることに（７る。

尚、この実施例ではシフトアップ指示領域を１区画する
高豹荷設定飴ライン、低０荷設定飴ライン及び同転数設
定値ラインの全てについＵ、エンジンの暖機状態と人気
圧（空気密Ｉα）とに応じた補正を行うようにしたが、
本発明は、空気密度が小さい時にシフトアップ後の］ニ
ンジン出力では所要の走行状態が得られなくなるといっ
た不具合を防山するため、シフ］・アップ領域の負荷の
ｌ−限飴を空気密度に応じて補正することを特徴と覆る
ものである。従って、エンジン回転数に関する補正及び
エンジンの暖機状態に関する補ｉｎを行わないものにつ
いても本発明に含まれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成を示すブ［］ツク図、第２〜
５図は本発明の実施例を示すもので、第２図は制御シス
テム図、第３図は］ン］〜［１・−ルコニッ］への変速
指示の制御部の構成を示すブロック図、第４図は該制御
部の作動による領域の疫１］１を示づ制御領域図、第５
図は該制御部の作Ｕ＋を示ずフローヂャート図である。 また、第６図はシフ１〜アツプ後作による運転状態の変
化を示す説明図である。 １０・・・エンジン、１７・・・Ｔンジン負荷検出手段
（エアフローメータ）、２１・・・］−ンジン回転数検
出手段（回転センサ）、２３・・・空気密度検出１段〈
大気圧センサ）、３１・・・負荷比較手段（高角前比較
回路）、３３・・・回転数比較手段（回転数比較回路）
、３４・・・負荷設定値発生手段（高負荷設定値発生回
路）、３６・・・回転数設定値発生手段（回転数設定値
発生回路）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　エンジン回転数検出手段と、該検出手段によっ
   て検出されたエンジン回転数を設定値と比較する回転数
   比較手段と、エンジン負荷検出手段と、該検出手段によ
   つて検出されたエンジン負荷を設定値と比較する負荷比
   較手段とを備え、エンジン回転数が設定値以上であり且
   つエンジン負荷が設定値以下の領域において変速機のシ
   フトアップを指示する自動車の変速時期指示装置であつ
   て、エンジンに吸入される空気の密度を検出する空気密
   度検出手段と、上記負荷比較手段においてエンジン負荷
   と比較される設定値として空気密度検出手段によって検
   出される空気密度が低いほど小さな設定値を発生させる
   負荷設定値発生手段とを備えたことを特徴とする自動車
   の変速時期指示装置。