(57)【要約】【課題】  自動車走行などにおける燃費の大幅な改善に寄与し得、簡単な構造で、容易に実現することができる新規な燃費表示技術を提供する。【解決手段】  温度センサー（排気ガス温度検出手段）２０、温度センサー２０により検出された排気ガス温度データを処理するデータ処理器（データ処理手段）２１、データ処理器により処理されたデータに基づき燃費状態を表示する表示器２２からなる燃費表示装置ａとした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガス温度検出手段と、
前記排気ガス温度検出手段により検出された排気ガス温度データを、該排気ガス温度データのみに基づき燃費状態データに換算して表示器へ送るデータ処理手段と、
前記データ処理手段から送られる燃費状態データに基づき燃費状態を表示する表示器と、を少なくとも備えたことを特徴とする自動車エンジンの燃費表示装置。
【請求項２】
前記データ処理手段による燃費状態データへの換算が、前記排気ガス温度検出手段により検出された排気ガス温度データにおける一定時間毎の最高温度を抽出し、その最高温度を燃費状態データとして順次表示器へ送る処理であることを特徴とする請求項１記載の自動車エンジンの燃費表示装置。
【請求項３】
前記一定時間が３〜１０秒の範囲内であることを特徴とする請求項２記載の自動車エンジンの燃費表示装置。
【請求項４】
前記データ処理手段による燃費状態データへの換算が、前記排気ガス温度検出手段により検出された排気ガス温度データを燃費の一次式として換算するものであることを特徴とする請求項１記載の自動車エンジンの燃費表示装置。
【請求項５】
エンジンスロットルの開閉度合いの調整を運転者に促すための報知手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の自動車エンジンの燃費表示装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項記載の自動車エンジンの燃費表示装置を備えた自動車。
【請求項７】
自動車エンジンの排気ガス温度を検出し、該排気ガス温度データのみ基づき、前記排気ガス温度をデータ処理手段により燃費状態データに変換して、前記自動車エンジンの燃費状態を表示することを特徴とする自動車エンジンの燃費表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、自動車走行におけるエンジンの燃費（燃料消費率）を改善する技術に関し、詳しくは、自動車エンジンの燃費表示装置、これを備えた自動車、燃費改善方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  今日、自動車走行におけるエンジンの燃費を改善するべく、様々な提案がなされている。例えば、吸・排気バルブの少なくとも一方を遅閉じとし、圧縮工程におけるポンピグロスを小さく抑えることで燃費の改善を図るようにしたＤＯＨＣエンジンが従来から知られている（特許文献１など参照）。【０００３】  このように、エンジンや吸・排気系統などの自動車エンジンの機械的な改良による燃費改善効果は最大で２％前後と言われている。一方、近年における温室効果ガス排出削減への取り組みなどに対応するため、より大幅な燃費改善が求められている。このため、エンジンの改良に加え、運転者の自動車操作（たとえばアクセル開度の調整）も燃費に大きく影響するといわれており、注目されている。【０００４】  すなわち、自動車の機械的な改良による燃費改善には限界があり、最終的には運転者が急加速をしないように心がけるいわゆるエコドライブが、燃費の大幅な改善に最も効果的であるとの報告もなされており（非特許文献１など参照）、燃費計の活用が注目されている。例えば、最近では、燃費計（例えば特許文献２など参照）を搭載した自動車が開発されている。【０００５】
【特許文献１】  特開平１１−１３２０６７号公報
【特許文献２】  特開平６−２７８５０５号公報
【非特許文献１】  社団法人  自動車技術会  学術講演会前刷集  Ｎｏ．６６−０８「エコドライブにおける燃費改善要因の解析（第二報）」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  しかし、従来の燃費計は、特許文献２などに開示されるように構造がきわめて複雑であり、燃費計を備えていない車に後付けで搭載するのは困難な場合が多いという問題があった。また、従来の燃費計は構造が複雑なため高価であり、高級車には搭載されつつあるが、業務用車や大衆車への搭載は進んでいない。
一方、前述したように、燃費の大幅な改善にはエコドライブが効果的であることから、既存の自動車にも搭載できるように構造が簡単で容易に設置可能な燃費計が要望されている。【０００７】  本発明はこのような従来事情に鑑みて成されたもので、その目的とする処は、自動車走行などにおける燃費の大幅な改善に寄与し得、簡単な構造で、後付けで容易に設置することができる、新規な燃費表示装置、表示方法等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  以上の目的を達成するために、本発明者は鋭意研究を重ねた結果、エンジンの排気ガス温度と燃費との相関関係を利用するという新たな知見を見出し、本発明を完成するに至った。【０００９】  すなわち、本発明に係る自動車エンジンの燃費表示装置は、
排気ガス温度検出手段と、
前記排気ガス温度検出手段により検出された排気ガス温度データを、該排気ガス温度データのみに基づき燃費状態データに換算して表示器へ送るデータ処理手段と、
前記データ処理手段から送られる燃費状態データに基づき燃費状態を表示する表示器と、を少なくとも備えたことを特徴とする。【００１０】  前記データ処理手段による燃費状態データへの換算として、例えば、前記排気ガス温度検出手段により検出された排気ガス温度データにおける一定時間毎の最高温度を抽出し、その最高温度を燃費状態データとして順次表示器へ送る処理をあげることができる。
ここで、より的確に燃費状態を把握しようとすることを考慮すれば、前記一定時間は、３〜１０秒の範囲内であるとよい。【００１１】  また、前記データ処理手段による燃費状態データへの換算は、例えば、前記排気ガス温度検出手段により検出された排気ガス温度データを燃費の一次式として換算するものであってもよい。【００１２】  また、スロットルの開閉度合いの調整を運転者に促すための報知手段（注意喚起手段）を備えているとよい。これは、表示器に表示をさせてもよいし、表示器にさらに音や音声による報知手段を加えてもよいし、また、表示器と別体としてもよい。
表示器としては、例えば、燃費の度合いを数値、指数、色などで表示するアナログ式またはデジタル式の表示器をあげることができる。
報知手段の具体例として、例えば、表示器に表示される燃費の度合いにおける閾値を予め設定しておき、その閾値を超えるとブザー音や音声などで報知する音による報知手段をあげることができる。また、表示器において、燃費の度合いが前記閾値より低い場合は青色の表示とする又は青色の表示領域内にあるようにし、一方、燃費の度合いが前記閾値を越えた場合は、赤色の表示とする又は赤色の表示領域内にあるようにするなどといった、色による報知手段をあげることができる。【００１３】  本発明に係る自動車エンジンの燃費表示方法は、自動車エンジンの排気ガス温度を検出し、該排気ガス温度データのみ基づき、前記排気ガス温度をデータ処理手段により燃費状態データに変換して、前記自動車エンジンの燃費状態を表示することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】  以上説明したように本発明は、自動車走行時におけるエンジンの排気ガス温度データのみに基づいて燃費を表示するので、従来の燃費計のように燃料給油量、燃料噴射量、走行距離、走行速度といった複数のデータをもとに算出する必要がなく、簡単な構成で燃費状態を表示することができる。よって、各種の自動車に燃費計を簡単、安価に設置することができ、エコドライブの促進による燃費の大幅な改善はもとより、温室効果ガス排出削減などにも寄与し得るなど、多くの効果が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】  以下、実施形態例を図面に基づいて説明する。
図１は自動車のエンジン周りを表す模式図で、図中の符号１は自動車エンジン、ａは燃費表示装置を示す。【００１６】  本例の自動車エンジン１はたとえばディーゼルエンジンであって、使用燃料は軽油である。吸気口３から吸気管４に吸入される外気は、吸気管４中のスロットル弁５によって、エンジン出力調整のためその吸入量が制御され、吸気マニホールド６へ吸入されるようになっている。吸気マニホールド６は複数に分岐しており、外気はこれらを経由して燃焼室２で圧縮される。燃焼室２では、不図示の燃料噴射弁から噴射された燃料が外気とともに燃焼する。この燃焼によって生じた排気ガスは、排気マニホールド８でまとめられ、排気管７の中途部にある触媒コンバータ９及びサイレンサー１０を通過し排気口１２から排気される。なお、サイレンサー１０の排気側に黒鉛除去装置１１が設置される場合がある。また、自動車エンジンはディーゼルエンジンに限るものではなく、ガソリンエンジンであっても構わない。【００１７】  燃費表示装置ａは、排気ガス温度検出手段としての温度センサー２０、温度センサー２０により検出された排気ガス温度データを処理するデータ処理手段としてのデータ処理器２１、該データ処理器２１から送られてくるデータに基づき燃費状態を表示する表示器２２を備えている。【００１８】  温度センサー２０は、複数に分岐している排気マニホールド８の集合部の排気側付近に設置されていて、エンジン１から排気される排気ガスの温度（排気温度）を検出し、その検出温度を、データ処理器２１に送るようになっている。温度センサー２０の設置個所は、排気ガスが生成される燃焼室２より排気側であれば排気ガス温度を測定できるのでどこでもよいが、エンジン１の燃焼状態をよく反映するためエンジン１に近い方が望ましい。また、排気マニホールド８の集合部より排気側の方がエンジン１の全体の状態を把握しやすく安定した温度測定ができるので、望ましい。【００１９】  データ処理器２１は、温度センサー２０から送られてくる排気ガス温度の、５秒毎の最高温度を抽出し、その最高温度を燃費状態に変換して燃費状態データとし、順次表示器２２へ送る処理手段としてのマイクロコンピュータを内蔵している。データ処理器２１による前記変換の処理は、例えば、燃費（ｙ）を排気ガス温度（ｘ）の一次式（ｙ＝Ａ＋Ｂｘ）として換算する処理をあげることができる。【００２０】  表示器２２は、例えば、データ処理器２１から送られてくる５秒毎の燃費状態データを時系列で順次表示する表示装置からなる。本例では図２に示すように、データ処理器２１から送られてくる各燃費状態データを棒グラフ化して表示するカラー画像表示装置により表示器２２を構成している。【００２１】  またこの表示器２２は、エンジンスロットルの開閉度合いの調整を運転者に促すための注意喚起手段を備えている。詳しくは、燃費状態データ２３における、燃費指数（画像表示装置の縦軸）２００未満の領域２４は青色で表示され、２００を超えて３００までの領域２５は黄色で表示され、３００を超える領域は赤色で表示されるようになっている。
なお、注意喚起手段としては、注意音発生装置を別途備え、燃費指数が２００を超えた場合、３００を超えた場合にそれぞれ注意音や警告音、音声などを発生するよう構成することもできる。【００２２】  図３には、表示器２２’の他例を示す。この表示器２２’は、データ処理器２１から送られてくる５秒毎の燃費状態データを、表示盤２７上に描かれた燃費指数を指す指針２８でアナログ表示するメータ式の表示装置からなる。この表示装置は、カラー画像表示装置上の画面にメータを表示するものであってもよい。またこの表示器２２’も、エンジンスロットルの開閉度合いの調整を運転者に促すための注意喚起手段を備えている。詳しくは、表示盤２７における、燃費指数２００未満の領域２４を青色とし、２００を超えて３００までの領域２５を黄色とし、３００を超える領域を赤色としている。
なお、この表示器２２’においても、注意喚起手段として、注意音発生装置を別途備え、燃費指数が２００を超えた場合、３００を超えた場合にそれぞれ注意音や警告音などを発生するよう構成することもできる。【００２３】  以上の構成になる本例の燃費表示装置ａによれば、自動車エンジン１の排気ガス温度を温度センサー２０で検出し、この排気ガス温度のみに基づき、データ処理器２１でデータ処理を行って燃費状態データを得、この燃費状態データを表示器２２にて燃費状態として表示する。
運転者は、表示器２２に表示される燃費状態を確認しながら運転するので、燃費指数が高い場合、スロットルの開閉度合いを絞るように運転操作をし、燃費改善を意識した運転を行うことができる。例えば、本発明者が実際の車走行により試験を行った結果、燃費を２０％前後改善することができた。
また本例の燃費表示装置ａは、温度センサー２０、データ処理器２１、表示器２２からなる簡単な構成であって、既存の自動車への取り付けも容易である。よって、燃費計を備えていない大衆車、業務用車などの各種自動車に、後付けでも容易に設置することができる。【００２４】（測定試験）
以下、本発明を裏付けるために行った測定試験について説明する。
試験車両として、排気量４２００ｃｃの三菱自動車社製の小型貨物自動車（エンジン形式４Ｄ３３：ディーゼルエンジン、燃料：軽油）を用いて、走行中におけるエンジン排気温度と燃料消費量を測定した。結果を図４にグラフとして示す。【００２５】  図４において横軸は時刻（時：分）を示し、試験開始からの時間の経過が分かるようになっている。
また、図の（ａ）は試験車両におけるエンジンの排気温度（℃）であり、図の（ｂ）は同エンジンにおける燃料の消費量（流量：ｃｃ／ｍｉｎ）である。
また、図の（ｃ）は、排気温度データ（同図中に一点鎖線で示す）を燃費の一次式として換算した燃費状態データ（同図中に実線で示す）を重ねて表している。【００２６】  図５に、上記した測定データの解析結果のグラフを示す。横軸（Ｘ）は排気温度、縦軸（Ｙ）は燃料の消費量である。
解析の結果、一次式（ｙ＝Ａ＋Ｂｘ）として、
ｙ＝５．７３５＋０．０３７ｘ        相関係数（ｒ）＝０．６１１
を導き出すことができた。
この結果から、自動車エンジンにおける排気温度と燃料消費量が燃費表示装置として利用できる十分良い相関関係にあることが証されている。【００２７】  以上、本発明の実施形態の例を図面、測定試験に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇において各種の変更が可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態の一例に係るエンジン周りを示す模式図。
【図２】燃費表示装置における表示器の一例を示す概略図。
【図３】表示器の他例を示す概略図。
【図４】測定試験結果を示すグラフ。
【図５】解析結果を示すグラフ。
【符号の説明】
【００２９】  １：自動車エンジン
ａ：燃費表示装置
２０：温度センサー
２１：データ処理器
２２、２２’：表示器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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