(57)【要約】本発明は、燃焼機関４により駆動される車両用のエンジン回転計に関するものである。このエンジン回転計は、実際のエンジン回転数を示すように構成された第１指示装置１および１３と、燃焼機関４の作動中に車両から排出される少なくとも１種類の排出ガスの最小排出量がどのエンジン回転数で、あるいはどのエンジン回転数域で得られるかを示すように構成された第２指示装置７ａ、７ｂ、８ａおよび１４とを含む。このエンジン回転計はまた第３指示装置８ａおよび１５を含み、第３指示装置は、実際の回転数における排出ガスの排出量を示すように構成されている。これにより、運転者は、排出ガス排出量が事実上最小となるように車両を運転することができる。
2004526099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼機関（４）により駆動される車両用のエンジン回転計であって、実エンジン回転数を示すように構成された第１指示装置（１，１３）を有するエンジン回転計において、
第２指示装置（７ａ，７ｂ，８ａ，１４）をさらに有しており、該第２指示装置は、燃焼機関（４）の動作中の車両からの少なくとも１種類の排出ガスの最小排出量が得られる回転数または回転数域を示すように構成されていることを特徴とするエンジン回転計。
【請求項２】
実エンジン回転数での前記排出ガスの排出量を示すように構成された第３指示装置（８ｂ，１５）をさらに有することを特徴とする請求項１に記載のエンジン回転計。
【請求項３】
前記第１指示装置が、可動に配置された指示要素（１）を含み、該指示要素（１）が、目盛りを付された経路（２）に沿って実回転数値を示すように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエンジン回転計。
【請求項４】
前記第２指示装置が、前記経路（２）に沿って固定的に設けられた指示要素（７ａ，７ｂ，７ｃ，８ａ）を含み、該指示標識（７ａ，７ｂ，７ｃ，８ａ）は、前記排出ガスの最小排出量が得られる回転数または回転数域を示すことを特徴とする請求項３に記載のエンジン回転計。
【請求項５】
前記第３指示装置が少なくとも１つの発光素子（８）を含み、該発光素子（８）が、異なる色によって、実回転数での前記排出ガスの排出レベルを指示することを特徴とする請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載のエンジン回転計。
【請求項６】
前記発光素子が発光ダイオード（８）であることを特徴とする請求項５に記載のエンジン回転計。
【請求項７】
制御ユニット（６）が、エンジン回転数と伝達エンジン出力とに関する情報を受信するように構成されており、その後前記制御ユニット（６）は、現在のエンジン出力における前記排出ガスの最小排出量が得られる回転数または回転数域内を示すように前記第２指示装置（８ａ，１４）を作動させることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のエンジン回転計。
【請求項８】
画像面と、ポインタ（１３）の形式の第１指示要素とを有するディスプレー（１２）をさらに含み、前記画像面上における前記ポインタの位置が、実エンジン回転数と伝達エンジン出力とを指示することを特徴とする請求項７に記載のエンジン回転計。
【請求項９】
前記ディスプレー（１２）がグラフ（１４）の形式の第２指示装置を含み、該グラフ（１４）は、前記排出ガスの最小排出量が得られる、伝達エンジン出力の関数である回転数または回転数域を示すことを特徴とする請求項８に記載のエンジン回転計。
【請求項１０】
前記ディスプレー（１２）が少なくとも１つの輪郭線（１５）の形式の第３指示装置を含み、該輪郭線（１５）が、エンジン出力域を前記排出ガスの特定の排出量に結びつけていることを特徴とする請求項９に記載のエンジン回転計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文に記載された車両用のエンジン回転計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンからの種々の排出ガスの排出量は、原則としてエンジンの回転数とともに変化するが、伝達エンジン出力等の他の要因によっても変化する。オットー・サイクル・エンジンでは、二酸化炭素、水、一酸化炭素、未燃焼炭化水素類、窒素酸化物等の排出ガスが燃焼中に発生する。またディーゼル・エンジンでは、前記排出ガスに加えて、硫黄酸化物や炭素粒子が発生する。環境保護の上で重要なことは、多少の差はあれ、健康に有害な前記排出ガスの排出量を出来るだけ低減するように車両を駆動することである。車両からの種々の排出ガスの排出量は燃焼機関の特性によって変化するが、排出ガス・フィルタ装置の特性によっても変化する。したがって排出ガスの排出量は、異なる車両間でかなり異なる。この理由から、運転者にとって、排出ガスの排出量を事実上最適に低減するように車両を運転することは難しかった。
【０００３】
ＵＳ４，２４４，２１０、ＵＳ４，５２３，４５７、およびＤＥ１９６２１８９６は、車両のエンジン回転計を示しており、これらは、最小燃料消費量が得られるエンジン回転数を指示する様々な種類の指示装置を有している。いくつかの種類の排出ガスは、燃料消費量に事実上比例する量だけ発生する。例えば二酸化炭素は、燃料消費量に事実上比例する量だけ発生する。多くの種類の排出ガスは、異なる運転条件に関連する量だけ発生する。例えば一酸化炭素や窒素酸化物の発生は、酸素が局所的に不足した場合に促進され、炭化水素類は、高温時や酸素過剰な場合に発生し、ディーゼル・エンジンの可視煤煙（炭素粒子）は、エンジン出力が高い場合、および酸素の余剰分が不足している時に発生する。これらの排出ガスの排出量は、燃費が最小になるエンジン回転数とはかなり異なるエンジン回転数で最小となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、少なくとも１種類の排出ガスの排出量が最小レベルとなる推奨運転条件を、例示的且つ簡単な態様で車両の運転者に指示するように設計されたエンジン回転計を提供することにある。これにより、運転者は、排出ガスの排出量が事実上最小になるように車両を運転することが可能になる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的は、請求項１の特徴部分で言及された内容によって特徴づけられる冒頭に挙げたエンジン回転計により達成される。燃焼機関の燃焼工程中に発生する排出ガス量は原則的にエンジン回転数に関係する。したがって排出ガスの排出量が事実上最小になる回転数または回転数域を比較的高い精度で指示することができる。そのような回転数または回転数域は、当該車両について行われた測定、または対応する型式のエンジンおよび対応する排出ガス・フィルタ装置を有する車両について行われた測定に基づくものとすることができる。都合よくは、第２指示装置が、異なる幾つかの排出ガスに対して、そのような回転数または回転数域の明確な指示を提供する。代替的に、幾つかの排出ガスの加重最小総排出量が得られる回転数または回転数域が指示されるてもよい。そのような回転数または回転数域は、異なる種類の排出ガスの危険度に応じて重み付けされている。それゆえ、車両から排出される異なる種類の排出ガスを予測するために、異なる排出ガスを除去する排出ガス・フィルタ装置の性能もまた考慮されねばならない。第２指示装置は、車両を最小排出ガス排出量で駆動可能な推奨エンジン回転数を、運転者が周囲の交通状況に注意を奪われることなく感知できるように設計されねばならない。したがってこのエンジン回転計は、前記第１および第２の指示装置により、実エンジン回転数と推奨エンジン回転数との差を指示する。エンジン回転数のこの差を知ることで、運転者はこの差を縮小するように車両の運転を調節することができる。この差は、運転者が変速機の新しいギヤを選択し、それによってエンジン回転数を推奨回転数により良く対応させることによって縮小されるのが好ましい。またオートマチック変速機の場合は、ギヤの切替えにより全ての時間に亘って排出ガス最小排出量が達せられるような態様で制御されるのが好ましい。
【０００６】
本発明の１つの好適実施例によれば、エンジン回転計が第３の指示装置を有しており、この指示装置は、回転数実際値（実回転数）での前記排出ガスの排出量を指示するように構成されている。この場合、運転者は、排出量実際値と最小排出量とを知ることにより、車両の運転を推奨回転数が達成されるように調節すれば、前記排出ガスの排出量をどの程度低減できるか知ることができる。したがって排出ガス排出量を僅かしか低減できない場合には、大幅に低減できる場合ほど、車両を変えることは重要ではない。
【０００７】
本発明の１つの好適実施例によれば、前記第１指示装置は、可動に構成された指示要素を含み、この指示要素が、エンジン回転数の実際値を示すように構成されている。多くの従来のエンジン回転計は、旋回可能なポインタ（あるいは指針）を有し、このポインタの外端が、円形経路に沿って記された回転数の実際値を指すように構成されている。代替方式によれば、前記第２指示装置が、前記経路に沿って固定的に設けられた少なくとも１つの指示標識を含み、この指示標識によって、どの回転数で、またはどの回転数域内で少なくとも１種類の排出ガスの最小排出量が達せられるかが示される。例えばこの指示標識は、排出ガスの最小排出量が達成される回転数域に沿って延びる適切に着色された経路を含む。その場合、異なる排出ガス毎の適当な回転数域を示すように数個の指示標識を設けることが好ましい。運転者はそのような固定的に設けられた指示標識によって、車両が推奨回転数域内の回転数で運転されているか否かを簡単に観察できる。
【０００８】
本発明の１つの好適実施例によれば、前記第３指示装置が少なくとも１つの発光素子を含んでおり、この発光素子が、異なる色の光を発することにより、エンジン回転数実際値での前記排出ガスの排出量が指示される。例えば排出量が満足のゆく値である場合に緑の光が発せられ、完全には満足できない値である場合に黄色の光が発せられ、許容できない排出量である場合に赤い光が発せられる。これによって、運転者は、前記排出ガス排出量の簡単且つ明瞭な指示を得る。前記発光素子は、発光ダイオードであることが好ましい。発光ダイオードは半導体材料を有していてもよく、それによって電流が半導体に導通した時に異なる色で発光する。例えば半導体材料のリン化ガリウムを含む発光ダイオードにより、赤、緑、黄の光が発せられる。
【０００９】
本発明の別の好適実施例によれば、制御ユニットが、エンジン回転数と伝達エンジン出力に関する情報を受け取るように構成されており、情報を受けた後、制御ユニットは第２指示装置を起動することにより、エンジン出力実際値での前記排出ガスの最小排出量がどの回転数でまたはどの回転数域内で達せられるかを示すように構成されている。伝達エンジン出力は、例えばエンジンの燃料消費量を知ることで推定される。伝達エンジン出力は、燃料消費量を知ることで、実際のエンジンの種類毎に記憶された測定値に照らして推定される。あるいはまた、エンジン出力は適当なパラメータを測定することで検出される。例えばこの検出は、車両の駆動トレーンの一部でトルクの実際値を測定するトルクセンサによって行われる。トルク測定値を知ることによってエンジン出力が検出される。この場合、伝達エンジン出力の実際値も考慮されるので、前記排出ガスの最小排出量が得られる回転数域を高精度で決定することができる。好ましくは、制御ユニットは、前記排出ガスの排出量を指示するために、前記第３指示装置をも起動するように構成されている。制御ユニットは、この場合、エンジン回転数と伝達エンジン出力との双方を考慮に入れ、その結果前記排出ガスの排出量が高精度で検出される。
【００１０】
本発明の別の好適実施例では、エンジン回転計が、画像面とポインタ形式の第１指示装置とを有するディスプレーを含み、画像面上におけるポインタの位置が、エンジン回転数の実際値と伝達エンジン出力とを示す。運転者は、この場合、簡単且つ視認可能な形式で、ポインタ位置からエンジン回転数実際値と伝達エンジン出力とを知ることができる。前記ディスプレーは、どの回転数で、またはどの回転数域で、前記排出ガスの最小排出量が達成されるかを示すグラフ形式の第２指示装置を含むことが好ましい。エンジン回転数実際値が推奨回転数からどの程度外れているかが、ポインタ位置とグラフとの間隔により、明瞭に画像面に示される。グラフの伸長部分は、伝達エンジン出力の関数であるどの回転数で前記排出ガスの最小排出量が得られるかを示している。ポインタがグラフから比較的大きい間隔の位置にあるような態様で車両を運転した場合には、変速機内の新たなギヤに切替えるべきことが、運転者に明確に示されたことになる。ディスプレーは、前記排出ガスの特定の排出量を生じる複数の出力域を結ぶ少なくとも１つの輪郭線の形式の第３指示装置を含むことが好ましい。好ましくは、数個の輪郭線が異なる特定排出量毎に記されることで、運転者は、ポインタによって示される排出量実際値とグラフによって示される最小排出量との差について、比較的高精度の情報を得ることができる。ポインタとグラフとの間により多くの輪郭線を設けることで、より適切なギヤに切替えることによって前記排出ガスの排出量がどの程度低減されるかが示される。
【実施例】
【００１１】
以下で、本発明の好適実施例を、実例として、添付図面を参照して説明する。
【００１２】
図１には、従来式の基本構造を有するエンジン回転計が示されている。このエンジン回転計は、その中心部に旋回可能に結合された内端と、回転数値を指示するために円形経路２に沿って可動に構成された外端とを有するポインタ１を含んでいる。円形経路２には、エンジン回転数の値を指示する示度が記載されている。エンジン４の回転数を測定するために、センサ３が備えられている。センサは、例えばタコメータであり、タコメータは、エンジン４のクランク軸に固定結合されたフライホイール５の回転数を測定する。センサ３は、回転数値に対応する信号を制御ユニット６に送る。制御ユニット６は、センサ３により測定された回転数に対応する位置へポインタ１を旋回運動させる。エンジン回転計は、経路２の一部に沿って延びる事実上並置された３つの指示標識７ａ〜７ｃをさらに含む。指示標識７ａ〜７ｃは、３種の異なる排出ガスを表すものである。経路２に沿った指示標識７ａ〜７ｃの伸長部分は、エンジン４の各種排出ガスの排出量が最小となる回転数域を示している。例えば、指示標識７ａは、排出される不燃焼炭化水素量が最小となる回転数域を示し、指示標識７ｂは、排出される一酸化炭素量が最小となる回転数域を示し、指示標識７ｃは、排出される窒素酸化物量が最小となる回転数域を示している。したがってこの場合、車両は、前記３種類の排出ガスの排出量を最小化するには、エンジン回転数１２００〜１３００ｒ／ｍｉｎの範囲内で運転されるのが適切である。前記３種類の排出ガスの排出量は、エンジンの特性によって、また使用する排気フィルタ装置の種類によって変化する。したがって別の車両の対応する指示標識７ａ〜７ｃでは、前記排出ガスの最小排出量が達成される回転数域は異なる。
【００１３】
図２は、複数の発光ダイオード８が、前記経路２に沿って１列に配置されたエンジン回転計を示している。各発光ダイオード８は、小さな回転数域を示している。これらの発光ダイオード８は、３種の異なる色、すなわち緑、黄、赤を発するように半導体材料を含んでいる。図１の実施例と同じく、センサ３は、この場合もまたエンジン４の回転数を測定する。センサ３は、回転数値に対応する信号を制御ユニット６に発信する。制御ユニット６は、センサ３により測定された回転数に対応する位置へポインタを旋回運動させる。この場合、制御ユニット６には、エンジン４へ供給された燃料量を測定する燃料計９からも情報が送られる。供給された燃料量と、記憶ユニット１０に記憶されたエンジン特性に関するデータとを知ることで、制御ユニット６は、車両駆動のためにエンジン４が出した出力の値を検出する。制御ユニットはまた、記憶ユニット１０に記憶されたデータを利用して、その伝達エンジン出力での排出ガスの最小排出量がどの回転数域内で得られるを決定する。排出ガスの排出量はエンジン出力によって変化するので、この場合、エンジン回転数のみを考慮した場合より高い精度で前記回転数域を決定することができる。制御ユニット６は、最小排出量が得られる回転数に対応する発光ダイオード８ａを起動する。発光ダイオード８ａは、その場合、緑の光を発する。制御ユニットはまた、回転数実際値に対応する発光ダイオード８ｂをも起動する。その場合、発光ダイオード８ｂは、表示される排出ガス排出量が最小排出量に事実上合致する場合には、緑の光が発せられ、排出レベルが完全には満足のゆかない場合には、黄の光が、排出量が許容し得ない値の場合は、赤い光が、それぞれ発せられる。したがって運転者は、排出ガス排出量を減少させるために新しいギヤに切替えるべき場合には、発光ダイオード８ｂの色により明瞭な指示を得る。エンジン回転計は、スイッチ要素１１を含み、このスイッチ要素は、異なる種類の排出ガスの切替えを可能にするように異なる位置に設定することができる。スイッチ要素１１が第１位置に設定されると不燃焼炭化水素排出量が示され、第２位置に設定されると二酸化炭素の排出量が、第３位置に設定されると窒素酸化物の排出量が、それぞれ示される。
【００１４】
図３は、画像面を有するディスプレー１２を示している。画像面は、伝達エンジン出力を示す垂直軸と、エンジン回転数を示す水平軸とを含んでいる。ポインタ１３は、画像面上に位置を取るように構成され、その位置により、運転者は、エンジン回転数実際値と伝達エンジン出力に関する情報を与えられる。画像面上にはグラフ１４が延びている。グラフ１４は、排出ガスの最小排出量が得られる際に出されるエンジン出力の関数であるエンジン回転数を示している。複数の輪郭線１５は、前記排出ガスの排出量が等しい別々の出力域を結んだものである。輪郭線１５は、閉鎖ループを形成し、この閉鎖ループに沿って事実上一定の排出ガス排出量が得られる。最も内側の閉鎖ループを形成する輪郭線１５は、排出ガス最小排出量が達せられる出力域を含んでいる。最も内側のループを取り囲む複数の郭線１５は、各ループ毎に、増加する排出量を示している。図１および図２の実施例に対応した方法で、センサ３は、エンジン４の回転数を測定する。センサ３は、制御ユニット６へ回転数値に対応した信号を発する。制御ユニット６はまた、エンジン４へ供給された燃料量を測定する燃料計９からの情報を受信する。供給された燃料量と、記憶ユニット１０に記憶された使用エンジン４の特性に関するデータとを知ることで、制御ユニット６は、エンジン４が出した出力の値を決定する。制御ユニット６は、ディスプレー１２上のポインタ１３の位置を決定し、この位置によって、運転者は、エンジン回転数実際値と伝達エンジン出力との情報を得ることができる。エンジン回転計はこの場合もまたスイッチ要素１１を有しており、このスイッチ要素は、異なる種類の排出ガス間で切替えができるように異なる位置に設定可能である。排出ガスの炭化水素をディスプレー１２に表示するように選択した場合、グラフ１４は、炭化水素の最小排出量が達成されるところに示される。さらに、輪郭線１５は、炭化水素の排出量が等しい出力域をディスプレー上に指示する。排出ガスの最小排出量を達成するため、運転者は、ポインタ１３が出来るだけグラフ１４に近づくように車両を運転するべきである。ポインタ１３とグラフ１４との間隔を縮小させるために、図３に示した例では、運転者は、ポインタ１３とグラフ１４との間隔が縮小するように、変速機内のギヤを、より低速のギヤに切替えることが好ましい。しかしながら、この場合には、輪郭線１５がポインタ１３とグラフ１４との間に存在しないので、ギヤの変更は必ずしも必要ではない。ここでは、排出ガスの排出量は、車両のギヤを低速に入替えることによって適度に低減されるだけである。
【００１５】
図３にはまた、異なる種類の排出ガスの排出量を測定するように構成された測定装置１６が略示されている。制御ユニット１６は、前記排出ガスの排出量に関する情報を受け取り、それらの値をエンジン回転数およびエンジン出力に関する値と共に記憶する。以前の記憶値と測定値とに差がある場合は、記憶ユニット１０に記憶された値が修正される。その結果、この場合、制御ユニット６は、特定車両について、測定された実際値を使用し得る。
【００１６】
本発明は、記述の実施例に限定されるものではなく、特許請求範囲の枠内で自由に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施例によるエンジン回転計を示す図である。
【図２】本発明の第２実施例によるエンジン回転計を示す図である。
【図３】本発明の第３実施例によるエンジン回転計を示す図である。
【国際公開パンフレット】
2004526099.tif 000003
2004526099.tif 000004
2004526099.tif 000005
2004526099.tif 000006
2004526099.tif 000007
2004526099.tif 000008
2004526099.tif 000009
2004526099.tif 000010
2004526099.tif 000011
2004526099.tif 000012
2004526099.tif 000013
2004526099.tif 000014
2004526099.tif 000015
2004526099.tif 000016
【国際調査報告】
2004526099.tif 000017
2004526099.tif 000018
2004526099.tif 000019