JP5111928B2 - 運転状態表示装置及び鞍乗型車両 - Google Patents

Description

本発明は、燃費を計測することなく省エネルギー運転であるか不経済運転であるかを監視し省エネルギー運転と不経済運転の少なくともいずれか一方の状態であることを認識できる表示を行う運転状態表示装置及び鞍乗型車両に関する。

燃費とは、車両の燃料消費率のことであり、燃料の1リットルあたりの走行距離や、一定の距離をどれだけの燃料で走れるかを指す。平地を一定速度で走行した場合の定地燃費と、実際の公道走行を想定して、発進停止を含めたモード燃費がある。

従来において、燃費計を装備し燃費を表示して運転者に省エネルギー運転を促すことは自動車では一般に行われている。

燃費計は、車速信号とインジェクタ信号とをマイクロコンピュータへ割り込み信号として入力し、この割り込み入力で内部タイマーの値をカウントして、車速や走行距離、インジェクタの燃料噴射量をリアルタイムで高速演算し現在の燃費として高精度表示する。

１秒毎の瞬間燃費をデジタル表示する燃費計を備えると、停止中は燃費はゼロ、エンジンブレーキで走っているときは、燃費は無限となるなど、アクセルの踏み方がダイレクトに瞬間燃費として反映され、省エネルギー運転や燃費向上効果が一瞬でわかる。

特許文献１には、インストルメントパネル内に設ける表示窓に走行距離、ガソリン料金、燃費を表示することが開示されている。しかし、これによれば、運転している時点での運転状態が、燃料消費量が少ない省エネルギー運転をしているのか、燃料消費量の多い不経済な運転をしているのかを判断することができない。また、急加速、急減速等の運転状態を知って安全運転に役立てることができない。

例えば、エンジンブレーキ中は燃料噴射しないので燃費は非常に良くなる。また、ギアチェンジをするときエンジン回転が一瞬落ちて燃料噴射が減少し、車速はほとんど変わらないので、計算上は燃費が良くなる。また停車してしまうと車が進まないのにアイドリングの燃料を消費するので燃費は悪くなる。しかし、こうした燃費の変化を表示しても、トータルな運転が省エネルギー運転であったかどうかは運転者にとって全く不明である。すなわち、燃費は路面状況や交通の混雑度、信号の設置数などにより相対的に変わるものであるので、エンジンブレーキ中や下り坂では燃費が良くなり、上り坂や急発進、アイドリング時では燃費が悪くなり、それらの状況を燃費計で知り得ても、省エネルギー運転であったかどうかは不明である。

そこで、特許文献２には、車速センサからの速度データを受けて加速度を計算し、１回の運転走行を複数の区間に分けて該区間毎の加減速等の運転状態を急加速、急減速が行われた際に減点するように採点して、走行時の加減速の度合いを常時モニターして急加速、急減速が行われた際に減点するように採点して点数表示するとともに、任意のガソリン等の燃料単価や燃費を入力可能とし、燃料消費量、燃料金額を表示し、さらに不適切なアクセル、ブレーキ操作が行われた際は表示を点滅させるなどして警告表示を行うことが開示されている。

他方、自動二輪車等の鞍乗型車両では、運転者に省エネルギー運転を促す表示は行われていない。
特開２００４−９３４９１号公報 特開２００７−２２５０５号公報

しかしながら、特許文献２の自動車の運転状態表示装置を自動二輪車等の鞍乗型車両に装備する場合、自動車の運転に比べ、急激な加減速運転を体感するのでこのときに省エネルギー運転であるか否かの点数表示を見る余裕はない。また、不適切なアクセル、ブレーキ操作が行われた際に点滅表示するなどの警告表示は、運転する上で煩わしく、鞍乗型車両への装備は好ましくない。

また、自動二輪車等の鞍乗型車両において燃費を測定し、運転状態を表示するためには、燃料流量計又は荷重計等を組み込む必要がある。このため、コストがアップし計測機器のスペースが必要となる。

そこで、この発明は、燃料流量計等の設置を必要とせず、省エネルギー運転であるか不経済運転であるかを監視し省エネルギー運転と不経済運転の少なくともいずれか一方の状態であることを認識できる表示を行う運転状態表示装置及び鞍乗型車両を提供することを課題とする。

かかる課題を達成するために、請求項１に記載の発明は、鞍乗型車両の運転について、少なくとも、アイドリングと、加速運転と、一定速運転と、減速運転とを含む動作モードを省エネルギー運転又は不経済運転の度合いに比例して各運転動作モード毎に評価点を付けてリード可能に記憶してある不揮発メモリと、前記鞍乗型車両のエンジンのクランク軸の回転と関係する信号を入力して回転速度と加速度を算出して動作モードを特定する動作モード特定手段と、前記動作モード特定手段により特定される動作モードに対応する前記不揮発メモリに記憶されている評価点をリードすることを微小時間毎に反復し、所定時間経過するまで前記評価点をリードする度に加算する加算手段と、前記加算手段により算出された加算値が省エネルギー運転又は不経済運転のいずれの領域にあるかを判断する判断手段と、前記判断手段の結果に基づいて、省エネルギー運転又は不経済運転が行われたことを一定時間表示する表示手段とを備えた運転状態表示装置としたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の運転状態表示装置を備えた鞍乗型車両としたことを特徴とする。

本発明の請求項１、２によれば、燃料流量計等の設置を必要とせず、エンジンのクランク軸の回転と関係する信号を用いて演算することができ、発進停止を含めたモード燃費と対応するように、一定時間走行したときの、アイドリングと加速運転と一定速運転と減速運転等のトータルな運転を行った結果が省エネルギー運転となったか否かを運転者に単純に分かるようにして運転者に省エネルギー運転を促すことができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

まず、構成を説明する。この実施の形態の鞍乗型車両に装備した運転状態表示装置の概略のブロック図を図１に示す。

この鞍乗型車両の運転状態表示装置１０は、自動二輪車等の鞍乗型車両のエンジン１１のクランク軸１２の回転と関係する信号として、該クランク軸１２により回転駆動されるマグネトウ（＝鞍乗型車両の発電制御装置（図示しない）を構成する磁石式三相交流発電体である）１３に近接して設けられる磁気センサ１４によりマグネトウ１３の回転周期信号を取り出し、この回転周期信号をマイクロコンピュータ１５のＩ／Ｏポートに割り込み信号として入力するように構成されている。

マイクロコンピュータ１５は、不揮発メモリ１５ａに、自動二輪車等の鞍乗型車両の運転について、アイドリングと、加速運転と一定速運転と減速運転等の動作モードを省エネルギー運転又は不経済運転の度合いに比例して各運転動作モード毎に評価点を付けてリード可能に記憶してある。

不揮発メモリ１５ａは、マイクロコンピュータ１５の内部に備えるＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリ等に限定されず、外部の不揮発メモリでも良い。この実施の形態では、不揮発メモリ１５ａには、自動二輪車等の鞍乗型車両の運転について、上記の各動作モードを、不経済運転の度合いの大きい程、評価点を大きく付けてリード可能に記憶してある。

この評価点は、例えば、低速度の一定速度で約１５分間かかる運転コースを低速度の一定速度で運転し、次に、同じ運転コースを中速度の一定速度で運転し、さらに次に、同じ運転コースを高速度の一定速度で運転し、それぞれの運転において、燃料消費量を正確に計測して、燃料消費量の相違から低速度、中速度、高速度について、評価点の差を付ける。

続いて、低速度の一定速度の運転に急加速を多く加えた運転を行って、燃料消費量を正確に計測して、燃料消費量の増大に合わせて急加速について、評価点を付ける。このようにして、加速、減速、急減速についても評価点を付ける。アイドリングは、走行距離がないので不経済運転の極にあるが、赤の交通信号により停車を余儀なくされるので、評価点を最も大きくするのは適切ではない。

そこで１例として、評価点の大きい順に、急加速運転＝１０、急減速運転＝８、加速運転＝７、アイドリング＝５、高速度一定速運転＝４、中速度一定速運転＝３、低速度一定速運転＝２、減速運転＝１の動作モードに分けられているものとする。なお、この評価点は固定的なものではない。

マイクロコンピュータ１５は、エンジン１１のクランク軸１２の回転と関係する信号を入力して回転速度と加速度を算出して動作モードを特定する動作モード特定手段（後述する図３のステップＳ１〜Ｓ５のソフトウエア部分）と、動作モード特定手段により特定される動作モードに対応する不揮発メモリ１５ａに記憶されている評価点をリードすることを微小時間毎に反復し、所定時間経過するまで前記評価点をリードする度に加算する加算手段（後述する図３のステップＳ５〜Ｓ７のソフトウエア部分）と、加算手段により算出された加算値が省エネルギー運転又は不経済運転のいずれの領域にあるかを判断する判断手段（後述する図３のステップＳ８、Ｓ１０のソフトウエア部分）と、前記判断手段の結果に基づいて、省エネルギー運転又は不経済運転が行われたことを一定時間表示する表示手段（後述する図３のステップＳ９、Ｓ１１のソフトウエア部分）とを備えている。

マイクロコンピュータ１５について、より詳しく説明する。
マイクロコンピュータ１５は、例えば５分間経過する毎に、該５分間の運転について動作モードの変遷を記憶して点数評価し随時加算し、該５分間の運転が省エネルギー運転であったか否かを判断して、省エネルギー運転であったときには、表示信号を出力する。

マイクロコンピュータ１５は、例えば１秒間毎に入力する回転周期信号をカウントして回転速度と加速度を演算し動作モードを特定し、動作モードに対応したコードを付与し、このコードによって、前記不揮発メモリの番地を特定し、この番地に記憶されている評価点をリードしてきて、１秒間経過する毎に評価点を加算することを反復し、さらに一定時間、例えば１５分間経過したら、この１５分間の合計加算値を省エネルギー運転に値する評価点（第１の閾値）よりも小さいか否かを判断して、小さいときは、省エネルギー運転であったものと判断して、省エネルギー運転が行われたことを表示する表示信号を出力する。この場合、マイクロコンピュータ１５は、例えば、電流を抵抗１６を介して青色の発光ダイオード１７、アース１８に５秒間断続的に流すようになっている。

さらに、マイクロコンピュータ１５は、前記の１５分間の合計加算値を省エネルギー運転に値する評価点（第１の閾値）よりも小さいか否かを判断して、大きいときは、続いて、前記の１５分間の合計加算値を不経済運転に値する評価点（第２の閾値）よりも大きいか否かを判断して、大きいときは、不経済運転であったものと判断して、不経済運転が行われたことを表示する表示信号を出力する。この場合、マイクロコンピュータ１５は、例えば、電流を抵抗１９を介して赤色の発光ダイオード２０、アース１８に５秒間断続的に流すようになっている。

従って、運転者は、青色の発光ダイオード１７が点滅発光したのを見たときは、直前１５分間の運転が急加速運転や急減速の頻度が少なく、或いは、アイドリングの時間が短くて、省エネルギー運転であったことが分かり、また、赤色の発光ダイオード１９が点滅発光したのを見たときは、直前１５分間の運転が、急加速運転や急減速の頻度が多く、或いは、アイドリングの時間が長くて、不経済運転であったことが分かる。

図２（ａ）は、鞍乗型車両の一つの運転例について速度線図を示す。この速度線図を用いて、マイクロコンピュータ１５が、この運転例について各動作モードに対応した評価点を１秒毎に加算することについて説明する。

この運転例では、アイドリング（評価点Ａでｔ１秒）→急加速（評価点Ｂでｔ２秒）→高速一定（評価点Ｄでｔ３秒）→減速（評価点Ｈでｔ４秒）→中速一定（評価点Ｅでｔ５秒）→減速（評価点Ｈでｔ６秒）→低速一定（評価点Ｆでｔ７秒）→加速（評価点Ｃでｔ８秒）→中速一定（評価点Ｅでｔ９秒）→急減速（評価点Ｇでｔ１０秒）→アイドリング（評価点Ａでｔ１１秒）となる。

従って、この運転例では、動作モードの評価点と頻度との関係は、図２（ｂ）に示す一覧表のようになる。マイクロコンピュータ１５は、Ａ・ｔ１＋Ｂ・ｔ２＋Ｄ・ｔ３＋Ｈ・ｔ４＋Ｅ・ｔ５＋Ｈ・ｔ６＋Ｆ・ｔ７＋Ｃ・ｔ８＋Ｅ・ｔ９＋Ｇ・ｔ１０＋Ａ・ｔ１１の合計加算値を算出する。

そして、マイクロコンピュータ１５は、この合計加算値が予め走行テストによって求めて不揮発メモリ１５ａの記憶してある第１の閾値と比較して小さいときは省エネルギー運転であったものと判断し、また、この合計加算値が第２の閾値と比較して大きいときは不経済運転であったものと判断する。図２（ａ）に示す運転例では、急加速の頻度が一度しかないので、必ずしも不経済運転にならず、アイドリングの秒数が大きいときに、不経済運転になるように評価点が配分される。また、アイドリングが短くて、急加速、急減速がないときは、省エネルギー運転になるように評価点が配分される。

図３は、マイクロコンピュータ１５のＣＰＵが実行する制御手順を示すフローチャートである。

プログラムをスタートすると、まず、時間をカウント開始し（ステップＳ１）、次いで、磁気センサ１４が取り出したマグネトウ１３の回転周期信号を割り込み入力し（ステップＳ２）、回転周期信号をカウントして回転速度と加速度とをそれぞれ算出し（ステップＳ３）、該回転速度と該加速度を、ＲＯＭに記憶されている回転速度の区分範囲及び加速度の区分範囲と照合して、急加速運転、急減速運転、加速運転、アイドリング、高速度一定速運転、中速度一定速運転、低速度一定速運転、減速運転の中の一つの動作モードを特定し、この動作モードに対応した評価点を記憶しているＲＯＭのメモリ番地を特定するための番地コードを付与する（ステップＳ４）。

続いて、ステップＳ５では、前記付与した番地コードにより、ＲＯＭのメモリ番地を特定しそこに記憶されている評価点をリードして加算部に入力して加算する。

続いて、ステップＳ６では、ステップＳ１で時間をカウント開始してから、加減速の度合いを適切に検出できる微小時間（例えば、このフローチャートでは１秒間）が経過したか否かを判断する。１秒間経過したら、次に、省エネルギー運転であるか否かを判断するための運転経過時間として、例えばステップＳ１において時間をカウント開始してから１５分間が経過したか否かを判断する（ステップＳ７）。

ステップＳ７において、１５分間経過しないと判断したときは、上記のステップＳ１〜Ｓ６を反復する。従って、１秒経過する毎に、上記のステップＳ１〜Ｓ６を反復する。これにより、１５分間経過するまでは、１秒経過する毎に、上記ステップＳ５において、ＲＯＭからリードした評価点を加算することになる。

ステップＳ７において、１５分間経過したと判断したときは、ステップＳ８に移る。ステップＳ８では、１５分間に加算部で評価点を加算した合計値と省エネルギーと認められる第１の閾値（この値よりも小さいときに省エネルギーと認められる）と比較し小さいか否かを判断する。

ステップＳ８において、合計値が第１の閾値よりも小さいと判断したときは、加算部の合計値は零に戻して、電流を抵抗１６を介して青色の発光ダイオード１７、アース１８に５秒間断続的に流す（ステップＳ９，図１参照）。

また、ステップＳ８において、合計値と第１の閾値と比較して、合計値が第１の閾値よりも大きいと判断したときは、ステップＳ１０に移る。

ステップＳ１０では、ステップＳ５で１５分間に評価点を加算した合計値と不経済運転と認められる第２の閾値（この値よりも大きいときに不経済運転と認められる）と比較し小さいか否かを判断する。

ステップＳ１０において、合計値が第２の閾値（＞第１の閾値）よりも大きいと判断したときは、加算部の合計値は零に戻して、電流を抵抗１９を介して赤色の発光ダイオード２０、アース１８に５秒間断続的に流す（ステップＳ１１，図１参照）。

ステップＳ１０において、合計値が第２の閾値よりも小さいと判断したときは、加算部の合計値は零に戻して、上記のステップＳ１に戻る。

このフローチャートでは、直前１５分間の運転が、省エネルギー運転であったときは、青色の発光ダイオード１７を点滅発光し、また、不経済運転であったときは、赤色の発光ダイオード２０を点滅発光する。省エネルギー運転と不経済運転のいずれでもない平常運転のときは、発光ダイオードを点滅発光しないこととなっている。

従って、運転者は、青色の発光ダイオード１７が点滅発光したのを視認したときには省エネルギー運転であったことが分かり、直前１５分間の運転が急加速運転や急減速の頻度が少なかったことを認識でき、また、赤色の発光ダイオード２０が点滅発光したのを視認したときには不経済運転であったことが分かり、直前１５分間の運転が急加速運転や急減速の頻度が多かったことを認識できる。

この実施の形態によれば、アイドリングと、加速運転と、一定速運転と、減速運転等の鞍乗型車両の運転動作モードを省エネルギー運転の度合いから各運転動作モード毎に点数を付けて不揮発メモリに登録しておいて、エンジンのクランク軸の回転速度と関係する信号を入力して回転速度と加速度を算出して運転動作モードを特定し、前記ＲＯＭに登録された該特定した運転動作モードに対応する点数をリードすることを微小時間毎に反復し、所定時間経過するまで前記リードした点数を積算し、この積算値が省エネルギー運転側の領域の値であるときは、省エネルギー運転が行われたことを一定時間表示するようにしたので、燃料流量計等の設置を必要とせず、一定時間走行してアイドリングと加速運転と一定速運転と減速運転等のトータルな運転を行った結果が省エネルギー運転であったか不経済運転であったかが運転者に分かるようにして運転者に省エネルギー運転を促すことができ、鞍乗型車両の燃料消費量の低減、排ガス排出量の低減、運転者の安全運転の認識向上に繋がる。

本発明は、上記一実施の形態に限られるものではなく、その趣旨と技術思想の範囲を逸脱しない範囲でさらに種々の変形が可能である。

例えば、省エネルギー運転と不経済運転のいずれでもない平常運転のときは、青色と赤色の発光ダイオード１７，２０を点滅発光させるようにしても良い。或いは、橙色の発光ダイオードを設けて点滅発光させるように構成しても良い。なお、発光ダイオードは高輝度のものを採用するのが好ましい。

上述した実施の形態によれば、省エネルギー運転と不経済運転の両方の場合について、発光ダイオードを点滅発光させて運転者に運転状況を知らしめることとしているが、本願発明は、省エネルギー運転と不経済運転の何れか一方の場合について、発光ダイオードを点滅発光させて運転者に運転状況を知らしめるように構成されていれば足りる。なお、運転者に運転状況を知らしめる表示手段は、発光ダイオードの点滅発光に限定されない。
上述した実施の形態とは異なり、省エネルギー運転となる一定速運転の動作モードの時は評価点が大きく、不経済運転となる急加速運転、急減速運転、アイドリングの動作モードの時は評価点を小さく設定して、合計値が第１の閾値よりも大きいときに省エネルギー運転となり、合計値が第２の閾値（＜第１の閾値）よりも小さいときに不経済運転となる構成としても良い。

上記実施の形態では、前記鞍乗型車両のエンジンのクランク軸の回転と関係する信号をマグネトウから取り出すが、このマグネトウは、鞍乗型車両に装備される発電制御装置を構成するマグネトウを用いる。この発電制御装置は、例えば、内燃機関のクランク軸の回転により回転駆動され、交流電流を発電する磁石式発電体と、交流電流を直流に整流しかつ発電量を制御した発電電流を電気機器に供給する発電電流制御手段と、電気機器に関し発電電流制御手段と並列接続されたバッテリとを具備し、発電電流制御手段は、整流部と制御部とを具備し、制御部は、整流部を制御しかつ整流部より出力する発電電流を電気機器の負荷電流に応じて変動制御するように構成する。

本願発明の実施の形態の鞍乗型車両に装備した運転状態表示装置の概略のブロック図である。 （ａ）は、鞍乗型車両の一つの運転例について速度線図を示す。（ｂ）は、（ａ）図の運転例に係る動作モードの評価点と頻度との関係を示す一覧表である。 マイクロコンピュータのＣＰＵが実行する制御手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 鞍乗型車両の運転状態表示装置
１１ エンジン
１２ クランク軸
１３ マグネトウ
１４ 磁気センサ
１５ マイクロコンピュータ
１５ａ 不揮発メモリ
１７，２０ 発光ダイオード（表示手段）

Claims (2)

1. 鞍乗型車両の運転について、少なくとも、アイドリングと、加速運転と、一定速運転と、減速運転とを含む動作モードを省エネルギー運転又は不経済運転の度合いに比例して各運転動作モード毎に評価点を付けてリード可能に記憶してある不揮発メモリと、
   前記鞍乗型車両のエンジンのクランク軸の回転と関係する信号を入力して回転速度と加速度を算出して動作モードを特定する動作モード特定手段と、
   前記動作モード特定手段により特定される動作モードに対応する前記不揮発メモリに記憶されている評価点をリードすることを微小時間毎に反復し、所定時間経過するまで前記評価点をリードする度に加算する加算手段と、
   前記加算手段により算出された加算値が省エネルギー運転又は不経済運転のいずれの領域にあるかを判断する判断手段と、
   前記判断手段の結果に基づいて、省エネルギー運転又は不経済運転が行われたことを一定時間表示する表示手段とを備えたことを特徴とする運転状態表示装置。
2. 請求項１に記載の運転状態表示装置を備えたことを特徴とする鞍乗型車両。

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