JP2008126968A - 車両用表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】排気浄化用フィルタ装置に堆積した粒子状物質の堆積量を表示する車両用表示装置を提供する。
【解決手段】車両１は、走行距離を記憶するための距離記憶手段４６と、排ガス中の粒子状物質を捕集するための排気浄化用フィルタ装置５と、排気浄化用フィルタ装置５に堆積した粒子状物質の堆積量を求めるための堆積量検出手段２５とを備え、表示制御部４２は、常時は、距離記憶手段４６から走行距離を取得して、走行距離をセグメント表示部４１に数値で表示し、他方、粒子状物質の堆積量の表示が指示されたときは、堆積量検出手段２５から堆積量を取得し、その堆積量に応じた数のセグメント群６１を点灯させることで、堆積量を表示するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、排気浄化用フィルタに堆積した粒子状物質の堆積量を表示する車両用表示装置に関するものである。
一般に、ディーゼルエンジンから排出される排ガス中の粒子状物質(Particulate Matter、以下ＰＭという）を捕集するための装置として、例えば、ＤＰＤ（登録商標、Diesel Particulate Defuser）と呼ばれる各種フィルタを用いたパティキュレートの捕集装置がある。
このような捕集装置では、捕集されたＰＭによりフィルタが詰まると排ガスの排出が困難になることから、捕集されたＰＭを酸化除去することで（燃やすことで）、フィルタを再生するようにしている。
ＤＰＤの再生には、電気加熱、バーナー燃焼、燃料添加などの能動的(Active)再生方式と、自己再生方式（Self-regenerating system又は、受動的(Passive)再生方式とも呼ぶ）が知られている。
能動的再生方式では、ドライバーのスイッチ操作などにより再生が開始されるので、ドライバーに、フィルタにどの程度のＰＭが堆積しているかを知らせる必要がある。
そこで、従来、フィルタに堆積したＰＭの堆積量を表示する表示装置が知られている。
例えば、特許文献１には、ＤＰＤのＰＭ捕集、再生を行うにあたり、ＰＭの堆積量の多少によりウォーニングランプを点灯するものや、これを多段階にした６つのＬＥＤを順次点灯するようなものが提案されている。
また、ウォーニングランプを点灯や点滅させ、その点滅の速さ、間隔を変化させることで、ＤＰＤのＰＭ堆積量や再生状態を表示するものもある。
特開２０００−２４４４０号公報
しかしながら、上述した表示装置では、いずれもウォーニングランプやＬＥＤなどを追加しなければならないという問題があった。
また、特許文献１のＬＥＤを使用した表示を、他の表示器で行うことも考えられるが、そのためには、ＬＥＤを備えた表示器を用いる必要があるから、共用できる表示器が限定されてしまい、車両によっては専用の表示器を設けざるを得なくなる。
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、表示器を新たに追加することなく、排気浄化用フィルタ装置に堆積した粒子状物質の堆積量を表示することができる車両用表示装置を提供することにある。
上記目的を達成するために本発明は、複数桁の数値を表示可能であり、各桁ごとに数字を表示するセグメント群が設けられたセグメント表示部と、そのセグメント表示部に上記車両の走行距離を表示するための表示制御部とを備えた車両用表示装置において、上記車両は、走行距離を記憶するための距離記憶手段と、排ガス中の粒子状物質を捕集するための排気浄化用フィルタ装置と、その排気浄化用フィルタ装置に堆積した粒子状物質の堆積量を求めるための堆積量検出手段とを備え、上記表示制御部は、常時は、上記距離記憶手段から走行距離を取得して、その走行距離を上記セグメント表示部に数値で表示し、他方、粒子状物質の堆積量の表示が指示されたときは、上記堆積量検出手段から堆積量を取得し、その堆積量に応じた数のセグメント群を点灯させることで、該堆積量を表示するものである。
好ましくは、上記表示制御部は、堆積量を表示する際に、上記セグメント表示部の各桁のセグメント群の所定のセグメントを点灯させるものである。
好ましくは、上記車両は、上記排気浄化用フィルタ装置に堆積した粒子状物質を酸化して、該排気浄化用フィルタ装置を再生させるためのフィルタ再生装置を備え、上記表示制御部は、上記フィルタ再生装置により上記排気浄化用フィルタ装置が再生される際に、上記堆積量検出手段で検出された粒子状物質の堆積量に応じた数のセグメント群を点灯させることで、再生の進捗状況を表示するものである。
好ましくは、上記セグメント表示部のセグメント群は、左右方向に一列に並べて配置され、上記表示制御部は、再生の進捗状況を示すときに、左右いずれか一側のセグメント群から順に堆積量に応じた数だけセグメント群を点灯し、該点灯するセグメント群のうち最も他側のセグメント群を点滅させるものである。
好ましくは、異なる二色のいずれかを点灯可能で、上記表示制御部により表示が制御される堆積再生表示部を備え、上記表示制御部は、上記セグメント表示部に堆積量を表示するときに上記堆積再生表示部に一方の色を点灯させ、再生の進捗状況を表示するときに上記堆積再生表示部に他方の色を点灯させるものである。
好ましくは、上記セグメント表示部と上記堆積再生表示部とは、上記車両のインスツルメントパネルに、互いに近接させて配置されたものである。
本発明によれば、排気浄化用フィルタ装置に堆積した粒子状物質の堆積量を、表示器を新たに追加することなく、表示することができるという優れた効果を発揮するものである。
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
本実施形態の車両用表示装置は、ディーゼルエンジンなどの内燃機関の排気ガスを浄化するための排気浄化用フィルタ装置（排ガス処理装置）が装着された車両に適用される。
図１に基づき、車両の概略構造を説明する。
図１に示すように、車両１は、エンジン２（図例では、ディーゼルエンジン）と、そのエンジン２に新気（吸気）を導入するための吸気通路３と、エンジン２の排ガスを排出するための排気通路４と、排ガス中の粒子状物質（以下、ＰＭという）を捕集するための排気浄化用フィルタ装置５と、エンジン２を制御するための電子コントロールユニット（以下、エンジンＥＣＵという）６とを備える。
また、車両１のキャブ７（運転室）には、車両１の走行距離、および排気浄化用フィルタ装置５の状態をドライバーに示すための車両用表示装置８と、排気浄化用フィルタ装置５の手動再生を行うためのフィルタ再生実行スイッチ９とが設けられる。
エンジン２には、図示しない燃焼室が形成され、その燃焼室に臨ませて、燃料を噴射、供給するためのインジェクタ１１が設けられる。そのインジェクタ１１は、エンジンＥＣＵ６に接続され、そのエンジンＥＣＵ６により燃料噴射量および燃料噴射時期が制御される。
吸気通路３には、エンジン２に導入される新気量を調整するための吸気絞り弁１２が設けられる。その吸気絞り弁１２は、エンジンＥＣＵ６に接続され、そのエンジンＥＣＵ６により弁開度が制御される。吸気絞り弁１２は、例えば、開度が連続的に可変なスロットルバルブなどが考えられる。
排気通路４には、上流側（エンジン側）から順に、排気ブレーキ装置１３と、排気浄化用フィルタ装置５と、消音器１４とが設けられる。
排気ブレーキ装置１３は、排気通路４に設けられ空気圧で作動する排気絞り弁１５（例えば、スロットルバルブなど）と、その排気絞り弁１５にエアタンク１６から供給される空気圧を調整する制圧切替バルブ１７とを備える。
制圧切替バルブ１７は、エンジンＥＣＵ６に接続され、そのエンジンＥＣＵ６により開度が制御されて排気絞り弁１５への供給空気圧（弁開度）を調整する。
排気浄化用フィルタ装置５は、排気通路４に介設された筒状のケーシング２１と、そのケーシング２１内に収容されＰＭを捕集するフィルタ本体２２と、そのフィルタ本体２２の上流に配置された酸化触媒２３と、ケーシング２１内の温度を検出するための排気温検出手段（排気温センサ）２４、２４と、フィルタ本体２２に堆積したＰＭの堆積量を検出する堆積量検出手段２５とを備える。
フィルタ本体２２は、例えば、多孔質セラミックのハニカム構造を有し、そのハニカムの入口と出口とを交互に目封じした目封じ型セラミックハニカムなどが考えられる。
酸化触媒２３は、例えば、多孔質セラミックのハニカム構造を有する担持体に白金（Ｐｔ）などを担持させたものが考えられる。
排気温センサ２４は、複数設けられ、図例では、酸化触媒２３の上流と、その酸化触媒２３とフィルタ本体２２との間とのに各々配置される。それら排気温センサ２４、２４は、エンジンＥＣＵ６に接続され、そのエンジンＥＣＵ６に検出した排ガス温度を各々入力する。
本実施形態では、フィルタ本体２２のＰＭの堆積量を、フィルタ本体前後の差圧を基に求める。
具体的には、堆積量検出手段２５は、酸化触媒２３の上流とフィルタ本体２２の下流とのケーシング２１に各々接続された導通管３１と、その導通管３１に介設された差圧センサ３２とを備える。
差圧センサ３２は、エンジンＥＣＵ６に接続され、そのエンジンＥＣＵ６に検出した差圧を入力し、そのエンジンＥＣＵ６が、差圧センサ３２の差圧を基にフィルタ本体２２の堆積量を求める。
例えば、実験などによりＰＭの堆積量と差圧の関係が予め求められ、その関係がマップとしてエンジンＥＣＵ６内に格納され、そのマップと差圧センサ３２の差圧とを基にエンジンＥＣＵ６がＰＭの堆積量を求める。
以上のように構成された排気浄化用フィルタ装置５では、基本的には、フィルタ本体２２に捕集されたＰＭを酸化触媒２３の作用で連続的に酸化除去（燃焼）するという連続再生が行われるが、エンジン２の低負荷時など排ガス温度が低い場合には、再生が行われなくなる虞がある。
そこで、本実施形態の車両１には、排気浄化用フィルタ装置５を再生（あるいは再生促進）するためのフィルタ再生装置（６、１１）が設けられる。
そのフィルタ再生装置（６、１１）は、エンジンＥＣＵ６とインジェクタ１１とで構成され、エンジンＥＣＵ６が、インジェクタ１１の燃料噴射量および燃料噴射時期を制御して排ガスの温度を高めることで、排気浄化用フィルタ装置５を再生する。
エンジンＥＣＵ６は、インジェクタ１１、吸気絞り弁１２、排気ブレーキ装置１３の制圧切替バルブ１７などのアクチュエータ類に、制御信号を出力すべく接続される。
また、エンジンＥＣＵ６には、排気浄化用フィルタ装置５の排気温センサ２４および差圧センサ３２や図示しないエンジン回転センサ、アクセルペダルセンサなどのセンサ類が接続され、それらセンサ類から検出信号が入力される。
エンジンＥＣＵ６は、基本的には、エンジン２の運転状態（エンジン回転数、アクセル開度など）に基づいて、インジェクタ１１の燃料噴射量および噴射時期を決定、制御する。
本実施形態のエンジンＥＣＵ６は、フィルタ再生実行スイッチ９に接続され、そのフィルタ再生実行スイッチ９がオンされたときに、エンジンＥＣＵ６は、排気浄化用フィルタ装置５の再生させるため燃料噴射制御（以下、再生噴射制御という）を行う。
再生噴射制御は、例えば、燃料噴射時期の遅延、あるいは主噴射後のポスト噴射など、排ガス温度を上昇させる様々な制御が考えられる。その再生噴射制御にり排ガス温度が上昇することで、酸化触媒２３が活性化して、フィルタ本体２２に堆積したＰＭが酸化され排気浄化用フィルタ装置５（フィルタ本体２２）が再生される。
車両用表示装置８は、複数桁の数値を表示可能であり、各桁ごとに数字を表示するセグメント群６１（図３参照）が設けられたセグメント表示部４１（表示器、オドトリップディスプレイ）と、そのセグメント表示部４１に車両１の走行距離を表示するための表示制御部４２と、その表示制御部４２に、走行距離の表示と堆積量の表示との切り替えを指示するための切替スイッチ４３と、異なる二色のいずれかを点灯可能な堆積再生表示部（以下、堆積／進捗状況インジケータという）４４と、排気浄化用フィルタ関係データ取得部４５と、車両１の走行距離を記憶するための距離記憶手段をなす走行距離関係データ取得部４６とを備える。本実施形態では、表示制御部４２と排気浄化用フィルタ関係データ取得部４５と走行距離関係データ取得部４６とは、ＣＰＵとして一体的に、かつ相互に通信可能に構成されている。
切替スイッチ４３は、車両１のキャブ７などに配置される。切替スイッチ４３は、表示制御部４２に接続され、その表示制御部４２に、走行距離と堆積量とのいずれを表示するかを指示する信号（距離表示信号、堆積量表示信号）を入力する。
排気浄化用フィルタ関係データ取得部４５は、エンジンＥＣＵ６に接続され、そのエンジンＥＣＵ６から、エンジンＥＣＵ６が求めたフィルタ本体２２のＰＭの堆積量と、再生噴射制御が実行されているか否かを示す信号とが入力される。
走行距離関係データ取得部４６は、例えば、変速機の出力軸の回転数を検出する車速センサ（図１では各種センサ４７として示す）に接続され、その車速センサで検出された出力軸の回転数を基に走行距離（積算距離、区間距離）を求めて記憶する。
表示制御部４２は、セグメント表示部４１および堆積／進捗状況インジケータ４４に各々接続され、セグメント表示部４１の各セグメントや、堆積／進捗状況インジケータ４４を、点灯、消灯あるいは点滅させて表示を制御する。
堆積／進捗状況インジケータ４４は、緑色と橙色のいずれかを点灯可能であり、例えば、ＬＥＤなどが考えられる。
図２に示すように、車両１（キャブ７）のインスツルメントパネル５１には、スピードメータ５２とタコメータ５３と、セグメント表示部４１と、堆積／進捗状況インジケータ４４と、セグメント表示部４１が堆積量の表示に使用されていることをドライバーに知らせるためのＤＰＤインジケータ５４とが設けられる。
スピードメータ５２とタコメータ５３とは、左右に並べて配置される。また、セグメント表示部４１と堆積／進捗状況インジケータ４４とは、互いに近接させて、かつスピードメータ５２の下部に重ねて配置される。
図３に示すように、セグメント表示部４１は、アラビア数字を表示するための複数（図例では、６つ）のセグメント群６１と、小数点を表示するためのドットセグメント６２と、積算距離の表示中であることを示すオドインジケータ６３と、区間距離（ＡおよびＢの２つ）の表示中であることを示すトリップインジケータ６４とを有する。
セグメント群６１は、左右方向に一列に並べて配置され、ドットセグメント６２は、最も右側のセグメント群６１と、右から二番目のセグメント群６１との間に配置される。
各セグメント群６１は、７セグメントディスプレイであり、７つのセグメント７１−７７を「日」の字状に配置して構成される。すなわち、セグメント群６１は、左右に延びる上段、中段、下段の横セグメント７１−７３と、上段の横セグメント７１の両端から中段の横セグメント７２の両端に各々延びる２つの上側縦セグメント７４、７５と、中段の横セグメント７２の両端から下段の横セグメント７３の両端に各々延びる２つの下側縦セグメント７６、７７とを有する。
セグメント７１−７７は、例えば、ＬＥＤや液晶などが考えられ、各セグメント７１−７７が独立して制御される。
次に本実施形態の車両用表示装置８の作動を説明する。
まず、表示制御部４２は、常時は、走行距離関係データ取得部４６から走行距離を取得して、その走行距離を上記セグメント表示部４１に数値で表示する。その走行距離の表示と共に、表示制御部４２は、ＤＰＤインジケータ５４および堆積／進捗状況インジケータ４４を消灯させる。
次に、図４に基づき、車両用表示装置８による堆積量および再生進捗状況の表示の一例を説明する。
図４において、第１列は排気浄化用フィルタ装置５の状態を示し、第２列は、セグメント表示部４１の状態を示し、第３列は、ＤＰＤインジケータ５４の状態を示し、第４列は、堆積／進捗状況インジケータ４４の状態を示す。
まず、ドライバーが切替スイッチ４３を操作することにより、ＰＭの堆積量の表示が指示されたときは、表示制御部４２は、ＤＰＤインジケータ５４を点灯させると共に、エンジンＥＣＵ６が再生噴射制御を実行しているか否かを判断する。
エンジンＥＣＵ６が再生噴射制御を実行していない場合、表示制御部４２は、堆積／進捗状況インジケータ４４に緑色を点灯させると共に、排気浄化用フィルタ関係データ取得部４５を介して入力されたＰＭの堆積量に応じた数のセグメント群６１を点灯させることで、堆積量を表示する。
図４に示すように、本実施形態では、堆積量が０〜５段階の棒グラフ状に表示される。表示制御部４２は、基本的には、６つのセグメント群６１の内、左側の５つのセグメント群６１を使用する。
そこで、使用するセグメント群６１をドライバーに示すために、表示制御部４２は、堆積量を表示する際に、セグメント表示部４１において表示に使用する各桁のセグメント群６１の所定のセグメント（図例では、下段の横セグメント７３）を、常に点灯させる。
また、表示制御部４２は、左側のセグメント群６１から順に堆積量に応じた数だけセグメント群６１を点灯する。より具体的には、各セグメント群６１のセグメント７１−７７の内、中段および下段の横セグメント７２、７３と、下側の縦セグメント７６、７７を点灯させる。つまり、セグメント群６１を「ロ」字状に点灯させる。
一方、切替スイッチ４３が操作されたときに、エンジンＥＣＵ６が再生噴射制御を実行している場合、あるいは、堆積量を表示中に再生噴射制御が開始された場合、表示制御部４２は、堆積／進捗状況インジケータ４４に橙色を点灯させると共に、排気浄化用フィルタ関係データ取得部４５を介して入力されたＰＭの堆積量に応じた数のセグメント群６１を点灯させることで、再生の進捗状況を表示する。
再生の進捗状況を示すに際して、表示制御部４２は、堆積量の表示と同様に、左側のセグメント群６１から順に堆積量に応じた数だけセグメント群６１を「ロ」字状に点灯し、さらに点灯するセグメント群６１のうち最も右側のセグメント群６１を点滅させる。
これは、ＰＭ堆積量の表示変化は、再生の進捗状況の表示変化と比較して長時間であり、点滅表示させてしまうと運転者にとって煩わしいものになってしまう。そこで、再生の進捗状況を表示するときだけ点滅表示させることとした。
その再生の進捗状況を表示させる際、表示制御部４２は、下段の横セグメント７３を常に点灯させる。
また、表示制御部４２は、エンジンＥＣＵ６が求めたＰＭの堆積量を表示できない場合（例えば、異常数値の場合）などに、エラー表示を行うようになっている（図４において、第２列上から７行目参照）。
このように、本実施形態では、車両１に一般的に搭載されるオド・トリップメータに、排気浄化用フィルタ装置５のＰＭ堆積量および再生進捗状況を表示できるので、新たに表示器などの部品を追加することなく、標準の部品構成でソフトのみの対応により、排気浄化用フィルタ装置５の状態（ＰＭの堆積量および再生の進捗状況）を表示することができる。
つまり、走行距離に関するデータと、ＰＭの堆積量に関するデータとを、共通のセグメント表示部４１を用いて表示させることで、オド・トリップメータを有効利用することができる。
その結果、排気浄化用フィルタ装置５の状態を示す専用の表示装置を省略することができ、インスツルメントパネル５１の製造コストの低減やメータ類の配置の自由度を向上させることができる。
その他にも、ＰＭ堆積量に関するデータをセグメント群６１により段階的に表示するため、ＰＭ堆積量の多少によりウォーニングランプを点灯するものに比べて、より詳細な情報を知らせることができる。
また、車両１に一般的に搭載されるオド・トリップメータを有効利用することができるから、ＰＭ堆積量に関するデータを運転者が略正面から視認可能な位置に表示することができる。
また、切替スイッチ４３を設けることで、排気浄化用フィルタ装置５に関するデータを、ドライバーが所望の時期に知ることができる。
また、セグメント群６１を用いて段階的に表示を行うにあたり、その表示に使用する下段のセグメント７３を全て点灯させることで、変化するセグメント群６１のうち、排気浄化用フィルタ装置５に関するデータの最大と最小を規定するセグメント７３が常時点灯することとなり、利用者に変化量を分かりやすく表示することができる。
また、エンジンＥＣＵ６が再生噴射制御を実行するときには、その再生の進捗状況をドライバーに視認性よく示すことができる。
また、再生の進捗状況を表示する際に、右端のセグメント群６１を点滅させることで、ＰＭ堆積量のデータ表示と再生の進捗状況のデータ表示とに差異をもたせることができ、ドライバーに対し、どちらを表示中であるか効果的に識別させることができる。
また、堆積／進捗状況インジケータ４４の色を、ＰＭ堆積量の表示と再生の進捗状況の表示とで変えることで、利用者に、現在の表示がＰＭ堆積量に関するデータかフィルタ再生状況に関するデータかを容易に認識させることができる。
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されず、様々な変形例や応用例が考えられるものである。
例えば、上述したセグメント表示部４１は７セグメントディスプレイのものであるが、これに限定されず、１４セグメントディスプレイなどでもよい。
また、フィルタ再生装置は、様々なものが考えられ、例えば、排気浄化用フィルタ装置に設けられフィルタ本体を加熱するヒータなどでもよい。
図１は、本発明に係る一実施形態による車両用表示装置を示す。 図２は、本実施形態のインスツルメントパネルを示す。 図３は、本実施形態のセグメント表示部を示す。 図４は、本実施形態の車両用表示装置による堆積量および再生の進捗状況の表示を説明するための図である。
符号の説明
１ 車両
５ 排気浄化用フィルタ装置
８ 車両用表示装置
２５ 堆積量検出手段
４１ セグメント表示部
４２ 表示制御部
４６ 走行距離関係データ取得部（距離記憶手段）
６１ セグメント群

Claims (7)

  1. 複数桁の数値を表示可能であり、各桁ごとに数字を表示するセグメント群が設けられたセグメント表示部と、そのセグメント表示部に上記車両の走行距離を表示するための表示制御部とを備えた車両用表示装置において、
    上記車両は、走行距離を記憶するための距離記憶手段と、排ガス中の粒子状物質を捕集するための排気浄化用フィルタ装置と、その排気浄化用フィルタ装置に堆積した粒子状物質の堆積量を求めるための堆積量検出手段とを備え、
    上記表示制御部は、常時は、上記距離記憶手段から走行距離を取得して、その走行距離を上記セグメント表示部に数値で表示し、他方、粒子状物質の堆積量の表示が指示されたときは、上記堆積量検出手段から堆積量を取得し、その堆積量に応じた数のセグメント群を点灯させることで、該堆積量を表示することを特徴とする車両用表示装置。
  2. 走行距離の表示と堆積量の表示との切り替えを、上記表示制御部に指示するための切替スイッチを備えた請求項１記載の車両用表示装置。
  3. 上記表示制御部は、堆積量を表示する際に、上記セグメント表示部の各桁のセグメント群の所定のセグメントを点灯させる請求項１または２記載の車両用表示装置。
  4. 上記車両は、上記排気浄化用フィルタ装置に堆積した粒子状物質を酸化して、該排気浄化用フィルタ装置を再生させるためのフィルタ再生装置を備え、
    上記表示制御部は、上記フィルタ再生装置により上記排気浄化用フィルタ装置が再生される際に、上記堆積量検出手段で検出された粒子状物質の堆積量に応じた数のセグメント群を点灯させることで、再生の進捗状況を表示する請求項１から３いずれかに記載の車両用表示装置。
  5. 上記セグメント表示部のセグメント群は、左右方向に一列に並べて配置され、
    上記表示制御部は、再生の進捗状況を示すときに、左右いずれか一側のセグメント群から順に堆積量に応じた数だけセグメント群を点灯し、該点灯するセグメント群のうち最も他側のセグメント群を点滅させる請求項４記載の車両用表示装置。
  6. 異なる二色のいずれかを点灯可能で、上記表示制御部により表示が制御される堆積再生表示部を備え、
    上記表示制御部は、上記セグメント表示部に堆積量を表示するときに上記堆積再生表示部に一方の色を点灯させ、再生の進捗状況を表示するときに上記堆積再生表示部に他方の色を点灯させる請求項５記載の車両用表示装置。
  7. 上記セグメント表示部と上記堆積再生表示部とは、上記車両のインスツルメントパネルに、互いに近接させて配置された請求項６記載の車両用表示装置。
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