JPH054537B2 - - Google Patents

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JPH054537B2
JPH054537B2 JP59145744A JP14574484A JPH054537B2 JP H054537 B2 JPH054537 B2 JP H054537B2 JP 59145744 A JP59145744 A JP 59145744A JP 14574484 A JP14574484 A JP 14574484A JP H054537 B2 JPH054537 B2 JP H054537B2
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JP
Japan
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gear
engine
shift
determined
driving force
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JP59145744A
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JPS6124621A (ja
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Masatoshi Shibuya
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Isuzu Motors Ltd
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Isuzu Motors Ltd
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Publication of JPH054537B2 publication Critical patent/JPH054537B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K23/00Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arrangement And Mounting Of Devices That Control Transmission Of Motive Force (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、所定の入力信号により負荷変動量を
演算処理し、消燃費運転のための最適のギヤ段、
シフト変更のタイミングを決定する、自動車のシ
フト変更指示装置に関する。
(従来技術及びその問題点) 最近の自動車には、運転者にギヤ操作方法(シ
フトアツプ、シフトダウン)を指示する装置が取
付けられているが、従来のシフト変更装置は積載
物の重量を考慮しないものであつたため、重量変
化の大きい貨物車等では、正確なシフト変更の判
定ができず、急坂路における走行安全性が確保で
きなかつたり、最適のギヤ段が選定されないため
燃費が改善されず経済運転ができない等の問題が
あつた。
このような問題に対処するために、特開昭56−
17725号公報に記載の技術(以下先行技術と略称
する)が提案されている。この先行技術において
は、概略第8図のブロツク図に示されたように、
タイマやメモリを内蔵する電子制御回路2に、車
速、スロツトル開度、積載重量、坂路勾配等の信
号が入力される。即ち、積載重量や坂道勾配等の
負荷変動量が電子制御回路に入力されることによ
り、車速に基づいて予め設定した基本パターンを
補正して、ギヤシフト指示装置6に出力信号を送
出するようにしている。
このように先行技術においては、負荷変動に応
じて基本パターンを補正しているので、変動要因
となる坂路の傾斜角を検出する必要がある。ま
た、補正量は、現実には各ギヤ段毎に大きく変化
するため、各ギヤ段毎に補正量を変えて入力しな
ければならず、複雑な処理装置が必要となり、実
用的ではなかつた。また、燃費の改善についても
十分とはいえなかつた。
(発明の目的) 従つて、本発明はシフト変更が可能かどうかを
判定するため、車速又はエンジン回転数の定刻で
の変化分、即ち自動車の加速度を演算し、得られ
た加速度と積載重量、及びエンジン駆動力から走
行抵抗に相当する量を演算処理により求め、その
走行抵抗に対し一定速で走行するための各ギヤ段
での燃料消費率の比較によりシフト変更で燃費の
改善が行なえるかどうかを判定して最適のギヤ
段、シフト変更のタイミングを決定するようにし
て、自動車の走行安全性を高めると共に省燃費運
転が行えるようにした、自動車のシフト変更指示
装置の提供を目的とするものである。
(発明の概要) 本発明の自動車のシフト変更指示装置は、エン
ジン回転数及びエンジン負荷に応じてエンジン駆
動力を求める手段と、車速又はエンジン回転数か
ら車両の加速度を検知し、これと車載重量のデー
タ、さらに前記エンジン駆動力から走行抵抗を演
算する手段と、他のギヤ段に変速した場合におけ
る、前記走行抵抗に見合うエンジン駆動力を発生
する状態での燃料消費率を求める手段とを備えて
いる。そして、前記燃料消費率が最小となるギヤ
段が現ギヤ段と異なるときは、ギヤ段等に応じて
決定される待機時間の後に、変速を指示する信号
を指示装置に出力することを特徴とするものであ
る。このように、車両の加速度からそのときの走
行抵抗を演算し、この走行抵抗に見合う駆動力を
発生させるエンジン状態での燃料消費率を、各ギ
ヤ段ごとに求めている。したがつて、走行性能を
確保しながら省燃費運転を指示することが可能と
なる。
(実施例) 次に、本発明の一実施例について図面により説
明する。第1図は本発明の概要を示すブロツク図
である。エンジン回転数、車速、ラツク位置又は
アクセルペダルの踏込量等によるエンジン負荷の
各信号は周知のセンサで検出され、タイマ、メモ
リを内蔵する電子制御回路2に入力される。ま
た、電子制御回路2には、運転者の操作により積
載重量申告ボリユウム4、フアイナルギヤ申告ス
イツチ5からの信号も入力される。電子制御回路
2は後に詳述する必要な演算処理を行ない、演算
処理結果に基づいてLED表示素子等が配列され
ているギヤシフト指示装置6に出力信号を送る。
LED表示素子はシフトアツプ、シフトダウンの
シフト変更指令を表示する。ギヤシフトの指令信
号は、圧電スピーカ等を用いる指示音スピーカ3
にも送られて音により運転者にギヤシフトを指示
する。
このように電子制御回路2、指示音スピーカ
3、積載重量ボリユウム4、フアイナルギヤ申告
スイツチ5は、省燃費運転指示装置1を構成す
る。第2図は、本発明によるシフト変更制御装置
の処理手順を示すフローチヤートである。このフ
ローチヤートについて説明する前に、電子制御回
路2で行なう本発明の基本的な演算処理について
説明する。電子制御回路2のメモリには、エンジ
ン回転数(rpm)をY軸としエンジン負荷、例え
ばラツク位置をアナログ電圧(V)としてX軸にと
り、Z軸にはこれに対応した軸平均有効圧PME
(Pressure Mean Effective)〔Kg/cm2〕の値を示
すパターンが第7図のように記憶されている。軸
平均有効圧PMEはエンジンの基本的なパラメー
タの一つであつて、後述するようにエンジン駆動
力に直接比例する量である。自動車の走行時のエ
ンジン回転数とラツク位置により、走行時の
PME値をメモリマツプから検索して、この時の
値をPMEaとする。車両が一定速で走行する場合
にエンジンが必要とするPME値をPMEcとする。
このPMEcとPMEaとを比較して、 PMEa>PMEc……(1)が成立すれば自動車は加
速しており、 PMEa<PMEc ……(2) が成立すれば自動車は減速していることになる。
ここで、加速又は減速による軸平均有効圧の変
化量△PMEを、 △PME=PMEa−PMEc ……(3) とすれば、 PMEc=PMEa−△PME ……(4) となり、△PME値を決定できれば走行抵抗に相
当する量、即ちPMEcを求めることができる。
第3図の走行性能特性図において、例えば4速
ギヤ段によりA点の駆動力FAを出力していると
きに、同一車速VAにおける走行抵抗をFLAとす
ると、加速度αは、車両総重量をMとすれば、 α=(FA−FLA)/M ……(5) と表わされる。ここで、駆動力FA、走行抵抗
FLAをエンジンの出力する軸平均有効PME値か
ら換算すると、 FA=K1・(PMEa)・(μf・μf) ……(6) FLA=K1・(PMEc)・(μf・μf) ……(7) が成立する。ただし、 K1:比例定数 μf:フアイナルギヤ比 μt:トランスミツシヨンのギヤ比 である。
一方、加速度αは、車速Vの一定時刻△Tごと
の変化分を△Vとすると、 α=K2・(△V/△T) ……(8) と近似できる。ただし、K2は比例定数とする。
また、エンジン回転数Nの△Tごとの変化分を△
Nとすると、 △V=K3・(△N)/(μf・μt) ……(9) となる。ただし、K3は比例定数とする。
以上より(4)式は、 PMEc=PMEa−〔K4・M・(△N/△T) ・(1/μf2・μt2)〕 ……(10) と表わせる。ここで、△T=1(s)とすると、 PMEc=PMEa−K5・K6・△N ……(11) と表わすことができる。ここで、K5は運転者が
申告する積載重量Mに比例する定数で、空荷から
定積までの値が定められる。K6は使用ギヤ段で
定まる定数である。なお、△T=1(s)でない場合
には定数K6は、 K6′=K6・(1/△T) ……(12) のように補正する。
各比例定数の厳密式は K1=η・v/4πR R:タイアの有効半径(cm) η:動力伝達効率 v:エンジンの総排気量(c.c.) K2=1/9.8×3.6 K3=2πR×60/105 K4=1.34×10-3×R2/v・△T K5=(車体重量)+M K6=1.34×10-3×R2/v となる。(11)式で求まる第3図の車速VAに対する
FLA、即ち、4速で走行抵抗とつりあい、一定
車速で車両が走行するためにエンジンが必要とす
る軸平均有効圧である。
他のギヤ段でも同一速度(VA)で、同じ走行
抵抗FLAとつりあい、一定車速で車両が走行す
るために、エンジンが必要とする軸平均有効圧
PME0および、エンジン回転数N0は、ギヤ比μの
関係より求められる。
N0=(μ0/μu)Nu ……(13) PME0=(μu/μ0)PMEc ……(14) ただし、 μu:使用ギヤ段のギヤ比 μ0:他のギヤ段のギヤ比 Nu:使用ギヤ段でのエンジン回転数 PMEc:使用ギヤ段で走行抵抗とつりあうために
必要な軸平均有効圧 つぎに、エンジン回転数と軸平均有効圧に対応
させて、燃料消費率SFC(Specific Fuel
Consumption)のパターンを予め第4図のよう
にメモリに記憶させておき、(13)、(14)で求めたN0
PME0より全ギヤ段における燃料消費率SFCをメ
モリマツプから検索する。
つぎに、各ギヤ段のエンジン回転数、軸平均有
効圧が使用するに適正(OK)か、不適(NG)
かを判定するため、予め第5図のようなデータマ
ツプより検索する。NGであればそのギヤ段の
SFC値を最大値に変更する処理をするが以下のギ
ヤ段判定において、対象外となる処理を行なう。
つぎに、燃料消費率SFC値が最小となるギヤ段
を判別し、そのギヤ段が現ギヤ段と等しければ
「OK」、異なれば「シフトアツプ」または「シフ
トダウン」の判定を行なう。以上の処理により、
駆動力不足もなく省燃費運転をするための基本的
な処理が行なわれる。
つぎに、第2図のフローチヤートについて説明
する。
(1) 省燃費運転指示装置1の初期化処理を行ない
(ステツプP1)、ついで一定時間、例えば65m
sの経過を待つて(ステツプP2)、音出力処理
に進む(ステツプP3)。ここで出力される音
は、ステツプP17で決定されたものである。
(2) 続いて第1図2の電子制御回路に入力された
ラツク位置のアナログ電圧をエンジン負荷信号
として使用するための処理をする。つぎに、ス
テツプP5でエンジン回転数Nが0のときには
以後の処理は行わず、ステツプP2に戻る処理
を行う。これはシフト変更の判定をエンジン作
動中にのみ行うためである。
(3) エンジン回転数Nが0でなく作動中の場合、
車速が0でないかどうかを判定する(ステツプ
P6)。車速が0のときには車両が停止している
ため、以後の処理は行わない。つぎに、使用ギ
ヤ段を判定する(ステツプP7)。ステツプP8
クラツチが接続されているか否かを判定する。
クラツチが接続されていない場合は、ステツプ
P9で、△N=0とし、ステツプP2へ戻る。
(4) クラツチが接続されている場合は、エンジン
負荷であるラツク位置信号L、エンジン回転数
Nより、走行時の軸平均有効圧PMEaの値を求
める(ステツプP10)。つぎに、エンジンブレー
キが使用されているか、アクセルが踏み込まれ
ているかを判定する(ステツプP11)。デイーゼ
ルエンジンではエンジンブレーキの使用時には
燃料を噴射していないので、シフト変更を指示
する必要がないのでステツプP2の処理に戻る。
PMEaがある定数値より小さければ、エンジン
ブレーキ使用中と判定し、大きければ、アクセ
ルが踏み込まれていると判定する。
(5) 続いて(11)式により走行抵抗につりあつて走行
するに必要な軸平均有効圧PMEcを求める(ス
テツプP12)。つぎに(13)式(14)式により他ギヤ段の
エンジン回転数N0、軸平均有効圧PME0を計算
する(ステツプP13)。得られたN0値および、
PME0値に対して各ギヤ段ごとの燃料消費率
SFC(i)=G(N、PME)をメモリマツプから検
索し、また、各ギヤ段N、PMEが適正値であ
るかどうかを判定し、SFCの値を調整する(ス
テツプP14)。さらに、燃料消費率が最小となる
ギヤ段を判別し、最小として判定されたギヤ段
が現在使用のギヤ段と等しければ、「使用ギヤ
段でOK」、異なつている場合には「シフトア
ツプ」または「シフトダウン」の判定をする
(ステツプP15)。SFCが最小となるギヤ段数よ
り、使用ギヤ段数が小さければ「シフトアツ
プ」、大きければ「シフトダウン」と判定する。
(6) ステツプP15の判定結果は、即時出力するも
のではなく、第6図に示すような△PMEの値
と使用ギヤ段により定まる待機時間を設け、適
切な指示が出るようにしている(ステツプ
P16)。待機時間には変速時の車速減をおぎなう
効果がある。待機時間の経過後、ギヤシフト指
示装置6に「シフトアツプ」または「シフトダ
ウン」のシフト変更指示信号を送る(ステツプ
P17)。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明の自動車のシフト
変更指示装置は、車速又はエンジン回転数の定刻
での変化分、即ち自動車の加速度を演算し、得ら
れた加速度と積載重量から負荷変動量を演算処理
により求めてシフト変更が可能かどうかを判定し
ているので、先行技術のような坂路勾配の信号が
不要となるので構成が簡単になる。
また、各ギヤ段での燃料消費率を比較すること
により、シフト変更で燃料の改善が可能かどうか
も判定して最適のギヤ段、シフト変更のタイミン
グを決定しているので、自動車の走行安全性を高
め、先行技術では得られない省燃費運転が行なえ
るという効果がある。
更に、各ギヤ段ごとに補正量を加えて負荷変動
量の補償を行なう必要もないので、シフト変更の
判定処理が簡略化できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の概略のブロツク図、第2図は
フローチヤート、第3図〜第7図は説明図、第8
図は従来例のブロツク図である。 1……省燃費運転指示装置、2……電子制御回
路、3……指示音スピーカ、4……積載重量申告
ボリユウム、5……フアイナルギヤ申告スイツ
チ、6……ギヤシフト指示装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 自動車の変速機のギヤ操作を運転者に指示す
    るシフト変更指示装置において、 エンジン回転数及びエンジン負荷に応じてエン
    ジン駆動力を求める手段と、 車速又はエンジン回転数から車両の加速度を検
    知し、これと車載重量のデータ、さらに前記エン
    ジン駆動力から走行抵抗を演算する手段と、 他のギヤ段に変速した場合における、前記走行
    抵抗に見合うエンジン駆動力を発生する状態での
    燃料消費率を求める手段と、 前記燃料消費率が最小となるギヤ段が現ギヤ段
    と異なるときは、所定の待機時間の経過後に、変
    速を指示する信号を指示装置に出力する手段とを
    有することを特徴とする自動車のシフト変更指示
    装置。
JP14574484A 1984-07-13 1984-07-13 自動車のシフト変更指示装置 Granted JPS6124621A (ja)

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