JP2009220678A

JP2009220678A - エンジン回転数表示装置

Info

Publication number: JP2009220678A
Application number: JP2008066259A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Ajimoto; 恵介鯵本
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2008-03-14
Filing date: 2008-03-14
Publication date: 2009-10-01
Anticipated expiration: 2028-03-14
Also published as: JP5005586B2

Abstract

【課題】メータ上に表示されるエンジン回転数の不要な変動を抑制するとともに、ドライバに対して有用なエンジン回転数の変動をレスポンスよく表示することができるエンジン回転数表示装置を提供する。
【解決手段】ＴＣＵ７は、エンジン回転数センサ２１からの信号に基づいてエンジン５０の実回転数ＮＥを演算するのみならず、動力伝達系６０の駆動情報に基づいてエンジンの推定回転数（仮想回転数ＮＥｉ、目標回転数ＮＥｔ）を演算し、自動変速機６１の状態に応じて、実回転数ＮＥ或いは、推定回転数の少なくとも何れか一方を選択的に用いてメータ用回転数ＮＥｍを演算する。これにより、タコメータ６上に表示されるエンジン回転数の不要な変動を抑制するとともに、ドライバに対して有用なエンジン回転数の変動をレスポンスよく表示することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動変速機を備えた車両に好適なエンジン回転数表示装置に関する。

従来より、自動車等にはエンジン回転数を表示するエンジン回転数表示装置が設けられている。これらの多くは、エンジン回転数センサ等からの入力信号に基づき、所定判定時間内におけるエンジン回転パルスのパルス間隔を計測して、エンジン回転数を演算し、タコメータ上に表示させることが一般的である。

この種のエンジン回転数表示装置において、ドライバに対して違和感なくエンジン回転数を表示するための技術として、例えば、特許文献１には、アイドル回転数に近い低回転時にはカウンタ設定値を大きく設定し、中高回転時にはカウンタ設定値を小さく設定し、エンジン回転数の増加に応じて判定時間が短縮するように制御することにより、低回転時にエンジン回転数のバラツキや回転数センサの検出精度のバラツキ等に起因する表示器（タコメータ）の回転数表示の変動を防止するとともに、高回転時にはアクセル操作に伴うエンジン回転数の早い変化に対する応答性を確保する技術が開示されている。
特開平１−１５４１９５号公報

ところで、この種のエンジン回転数表示装置では、エンジン回転数センサ等からの入力信号に基づくエンジン回転数の演算処理の遅れや、演算したエンジン回転数を表示する際の応答性等に起因して、タコメータ上に表示されるエンジン回転数の挙動は、実回転挙動に対して遅れが生じる。このような挙動の遅れは、通常の走行時には特に問題とならないが、例えば、回転数変化の大きい変速時等においては、ドライバ等が体感する加減速感やエンジン音等の変化に対して表示上のエンジン回転数を十分に追従させることが困難となり、違和感を与える虞がある。

これに対処し、例えば、特許文献１に開示された技術において、中高回転時のカウンタ設定値をさらに小さく設定して判定時間のさらなる短縮を図ることも考えられるが、このような判定時間の設定を行うと、変速時等以外の軽微な実回転数変化に対しても表示上の回転数が過剰に反応してしまい、却ってドライバ等に違和感を与える虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、メータ上に表示されるエンジン回転数の不要な変動を抑制するとともに、ドライバに対して有用なエンジン回転数の変動をレスポンスよく表示することができるエンジン回転数表示装置を提供することを目的とする。

本発明は、エンジンから駆動輪までの動力伝達系に自動変速機を備えた車両に搭載され、エンジン回転数センサからの信号に基づいてエンジンの実回転数を演算する実回転数演算手段と、前記動力伝達系の駆動情報に基づいてエンジンの推定回転数を演算する推定回転数演算手段と、前記自動変速機の状態に応じて、前記実回転数或いは前記推定回転数の少なくとも何れか一方を用いてメータ表示に供するメータ用回転数を演算するメータ用回転数演算手段とを備えたことを特徴とする。

本発明のエンジン回転数表示装置によれば、メータ上に表示されるエンジン回転数の不要な変動を抑制するとともに、ドライバに対して有用なエンジン回転数の変動をレスポンスよく表示することができる。

以下、図面を参照して本発明の形態を説明する。図面は本発明の一実施形態に係わり、図１はエンジン回転数表示装置の概略構成を示す機能ブロック図、図２はメータ用回転数演算ルーチンを示すフローチャート、図３はエンジンの実回転数とメータ用回転数との関係の一例を示すタイミングチャート、図４は変速比とトルク比及び容量係数との関係を示す図表、図５はロックアップクラッチ締結時における目標回転数の変化の一例を示すタイミングチャート、図６は各変速段における車速と目標差回転数との関係を示す図表である。

図１に示すように、本実施形態のエンジン回転数表示装置１は、エンジン５０から駆動輪７０までの動力伝達系６０に自動変速機６１を備えた車両に搭載されている。ここで、エンジン５０は、例えば、電子制御式のスロットルバルブ５１を備えて構成されている。また、自動変速機６１は、例えば、ロックアップクラッチ６２ａ付きのトルクコンバータ６２と、多段式（例えば、前進４段、後進１段）の変速機部６３とを備えて構成されている。

エンジン回転数表示装置１は、例えば、コンビネーションメータ５上に配設された指針式のタコメータ６と、トランスミッション制御ユニット（ＴＣＵ）７に設定されたタコメータ制御部８とを有する。

タコメータ制御部８は、エンジン回転数センサ２１から入力される信号に基づいてエンジン５０の実回転数を演算する実回転数演算手段としての実回転数演算部１０と、動力伝達系６０の駆動情報に基づいてエンジン５０の推定回転数を演算する推定回転数演算手段としての推定回転数演算部１１と、自動変速機６１の状態に応じて実回転数或いは推定回転数の少なくとも何れか一方を選択的に用いてメータ表示に供するメータ用回転数を演算するメータ用回転数演算手段としてのメータ用回転数演算部１２と、を有する。

ここで、エンジン回転数センサ２１は、電磁ピックアップ等の磁気センサで構成され、エンジン５０のクランクシャフト５２に軸着するシグナルロータ（図示せず）に対設されている。シグナルロータの外周には角度判別用突起が突設されており、エンジン回転数センサ２１は、角度判別用突起を検出する毎にパルス信号の出力を行う。例えば、４気筒エンジン５０において、エンジン回転数センサ２１は、角度判別用突起によるパルス信号を１/２回転毎（１８０°ＣＡ毎）に出力する。本実施形態において、エンジン回転数センサ２１からのパルス信号はエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）２０を通じて実回転数演算部１０に入力され、実回転数演算部１０は、エンジン５０の実回転数ＮＥを表すパラメータとして、例えば、エンジン回転数センサ２１によるパルス信号の出力周期（実出力周期）を演算する。

推定回転数演算部１１は、動力伝達系６０の駆動情報に基づき、エンジン５０の推定回転数として、例えば、仮想回転数ＮＥｉと、目標回転数ＮＥｔとを演算する。

具体的には、推定回転数演算部１１には、動力伝達系６０の駆動情報として、タービン回転数センサ２２及び車速センサ２３からのパルス信号が入力され、推定回転数演算部１１は、これらの信号に基づき、タービン回転数ＮＴ及び車速ＶＳＰを演算する。また、推定回転数演算部１１には、実回転数演算部１０で演算されたエンジン５０の実回転数ＮＥが入力されるとともに、スロットル開度センサ２４からの信号に基づいてＥＣＵ２０で推定されたエンジントルクＴｒｑが入力される。

そして、推定回転数演算部１１は、タービン回転数ＮＴ及びエンジントルクＴｒｑをパラメータとし、タービントルクＴｔについて示す以下の（１）式に基づいて、理論上のエンジン回転数である仮想回転数ＮＥｉを演算する。
Ｔｔ＝Ｔｒ×Ｔｒｑ＝Ｃ×ＮＥ^２ …（１）
ここで、（１）式中のＴrはトルク比であり、このトルク比Ｔrは、速度比Ｅ（＝ＮＥ／ＮＴ）をパラメータとして、予め設定されたマップ等（例えば、図４参照）から求められる。また、（１）式中のＣはトルクコンバータ６２の容量係数であり、この容量係数Ｃは、速度比Ｅ（＝ＮＥ／ＮＴ）をパラメータとして、予め設定されたマップ等（例えば、図４参照）から求められる。また、上述の（１）式及び速度比Ｅの算出に係るＮＥには、未知数として仮想回転数ＮＥｉが代入される。以上の関係から、推定回転数演算部１１は、回帰計算により、仮想回転数ＮＥｉを演算する。

また、推定回転数演算部１１は、例えば、実回転数ＮＥ、タービン回転数ＮＴ、及び車速ＶＳＰをパラメータとして、目標回転数ＮＥｔを演算する。例えば、図５に示すように、推定回転数演算部１１は、基本的には、ロックアップクラッチ６２ａの解放時には実回転数ＮＥを目標回転数ＮＥｔとして設定し、ロックアップクラッチ６２ａのフル締結時にはタービン回転数ＮＴを目標回転数ＮＥｔとして設定する。また、推定回転数演算部１１は、例えば、ロックアップクラッチ６２ａの解放状態からフル締結状態へと移行するスリップ締結時には、タービン回転数ＮＴに所定の目標差回転数ΔＮを加算した値を目標回転数ＮＥｔとして設定する。ここで、例えば、図６に示すように、ＴＣＵ７には、変速段毎に車速ＶＳＰに応じた目標差回転数ΔＮを設定するためのマップが格納されており、推定回転数演算部１１は、現在の車速ＶＳＰ及び変速段に基づいて、目標差回転数ΔＮを可変設定する。なお、スリップ締結制御時において、ロックアップクラッチ６２ａに対する制御油圧は、目標回転数ＮＥｔに基づき、ＴＣＵ７にてフィードバック制御される。このことからも明らかなように、推定回転数として演算される目標回転数ＮＥｔは、特に、ロックアップクラッチ６２ａのスリップ締結時においては、理想的なエンジン回転数となっている。

次に、メータ用回転数演算部１２によるメータ用回転数演算処理について、図２に示すメータ用回転数演算ルーチンのフローチャートに従って説明する。このルーチンは、所定間隔毎に実行されるもので、ルーチンがスタートすると、メータ用回転数演算部１２は、先ず、ステップＳ１０１において、現在、自動変速機６１の変速中であるか否かを調べ、自動変速機６１の変速中ではないと判定した場合、ステップＳ１０２に進み、ロックアップクラッチ６２ａが締結されているか否かを調べる。

そして、ステップＳ１０２において、ロックアップクラッチ６２ａが締結されていないと判定した場合、すなわち、ロックアップクラッチ６２ａが解放されていると判定した場合、メータ用回転数演算部１２は、ステップＳ１０３に進み、実回転数ＮＥ或いは仮想回転数ＮＥｉの何れか小値をメータ用回転数ＮＥｍとして設定した後、ステップＳ１１４に進む。ここで、仮想回転数ＮＥｉは、実回転数ＮＥに比べて変動が少なく、比較的安定した挙動を示す。従って、例えば、ラフアイドル等の不用意なエンジン回転変動が発生した場合には、回転数変動の小さい仮想回転数ＮＥｉがメータ用回転数ＮＥｍとして適宜設定されることとなり、タコメータ６上にエンジン回転数を安定的に表示することが可能となる。その一方で、例えば、ドライバが意図的にアクセルＯＦＦした場合等には、速やかにエンジン回転数を低下させる方が違和感が少ない為、実回転数NEまたは仮想回転数ＮＥｉのいずれか、回転が大きく低下した方がメータ用回転数ＮＥｍとして適宜設定されることとなり、アクセルＯＦＦ等によるエンジン回転数の落ち込みをタコメータ６上に的確に表示することが可能となる。

また、ステップＳ１０２において、ロックアップクラッチ６２ａが締結されていると判定した場合、メータ用回転数演算部１２は、ステップＳ１０４に進み、目標回転数ＮＥｔをメータ用回転数ＮＥｍとして設定した後、ステップＳ１１４に進む。このようにメータ用回転数ＮＥｍに目標回転数ＮＥｔを用いることにより、特に、ロックアップクラッチ６２ａのスリップ締結時には、タコメータ６上に理想的な挙動でエンジン回転数の推移を表示することが可能となる。

また、ステップＳ１０１において、自動変速機６１の変速中であると判定した場合、メータ用回転数演算部１２は、ステップＳ１０５に進み、現在の変速中のフェーズがイナーシャ相であるか否かを調べる。

そして、ステップＳ１０５において、現在の変速中のフェースがイナーシャ相ではないと判定した場合（すなわち、現在の変速中のフェーズがトルク相であると判定した場合）、メータ用回転数演算部１２は、ステップＳ１０６に進み、現在の変速がアップシフトであるか否かを調べ、現在の変速がダウンシフトであると判定した場合には、ステップＳ１０７に進み、ロックアップクラッチ６２ａが締結されているか否かを調べる。

そして、ステップＳ１０７において、ロックアップクラッチ６２ａが締結されていないと判定した場合（すなわち、ロックアップクラッチ６２ａが解放されていると判定した場合）、メータ用回転数演算部１２は、ステップＳ１０８に進み、実回転数ＮＥ或いは仮想回転数ＮＥｉの何れか大値をメータ用回転数ＮＥｍとして設定した後、ステップＳ１１４に進む。これにより、ダウンシフト変速時のトルク相において、エンジン回転数が上昇した場合には、実回転数NEまたは仮想回転数ＮＥｉのいずれか、回転が大きく変化した方がメータ用回転数ＮＥｍとして適宜設定されることとなり、タコメータ６上にエンジン回転数の上昇をレスポンスよく表示することが可能となる。その一方で、変速制御上等の何らかの理由によりエンジン回転数が一時的に下降した場合には、回転数変動の小さい仮想回転数ＮＥｉがメータ用回転数ＮＥｍとして適宜設定されることとなり、タコメータ６上のエンジン回転数が下降側に変化することによるドライバーの違和感が抑制される。

また、ステップＳ１０７において、ロックアップクラッチ６２ａが締結されていると判定した場合、メータ用回転数演算部１２は、ステップＳ１０９に進み、実回転数ＮＥ或いは目標回転数ＮＥｔの何れか大値をメータ用回転数ＮＥｍとして設定した後、ステップＳ１１４に進む。ここで、上述のように、ロックアップクラッチ６２ａのスリップ締結は目標回転数ＮＥｔに基づいてフィードバック制御されることから、基本的には、実回転数ＮＥは、目標回転数ＮＥｔに追従して変動することとなる。従って、ダウンシフト変速時のトルク相において、ロックアップクラッチ６２ａがスリップ締結されている場合には、実回転数NEまたは目標回転数ＮＥｔのいずれか、回転が大きく変化した方をメータ用回転数ＮＥｍとして適値設定する事となり、タコメータ６上にエンジン回転数の上昇をレスポンスよく表示することが可能となる。

また、ステップＳ１０６において、現在の変速がアップシフトであると判定した場合、メータ用回転数演算部１２は、ステップＳ１１０に進み、ロックアップクラッチ６２ａが締結されているか否かを調べる。

そして、ステップＳ１１０において、ロックアップクラッチ６２ａが締結されていないと判定した場合、メータ用回転数演算部１２は、ステップＳ１１１に進み、実回転数ＮＥ或いは仮想回転数ＮＥｉの何れか小値をメータ用回転数ＮＥｍとして設定した後、ステップＳ１１４に進む。これにより、アップシフト変速時のトルク相において、エンジン回転数が下降した場合には、回転数変動の大きい実回転数ＮＥがメータ用回転数ＮＥｍとして適宜設定されることとなり、タコメータ６上にエンジン回転数の下降をレスポンスよく表示することが可能となる。その一方で、変速制御上等の何らかの理由によりエンジン回転数が一時的に上昇した場合には、回転数変動の小さい仮想回転数ＮＥｉがメータ用回転数ＮＥｍとして適宜設定されることとなり、タコメータ６上のエンジン回転数が上昇側に急変することが抑制される。

また、ステップＳ１１０において、ロックアップクラッチ６２ａが締結されていると判定した場合、メータ用回転数演算部１２は、ステップＳ１１２に進み、実回転数ＮＥ或いは目標回転数ＮＥｔの何れか小値をメータ用回転数ＮＥｍとして設定した後、ステップＳ１１４に進む。これにより、アップシフト変速時のトルク相において、ロックアップクラッチ６２ａがスリップ締結されている場合には、目標回転数ＮＥｔがメータ用回転数ＮＥｍとして適宜設定されることとなり、タコメータ６上にエンジン回転数の下降をレスポンスよく理想的な挙動で表示することが可能となる。その一方で、エンジン回転数の下降側への変動が目標回転数ＮＥｔよりも早い場合には、実回転数ＮＥがメータ用回転数ＮＥｍとして適宜設定されることとなり、タコメータ上にエンジン回転数の下降をレスポンスよく表示することが可能となる。

また、ステップＳ１０５において、現在の変速中のフェーズがイナーシャ相であると判定した場合、メータ用回転数演算部１２は、ステップＳ１１３に進み、変速先のギヤ段でのタービン回転数ＮＴに、イナーシャ相開始時の実回転数ＮＥから変速元のギヤ段でのタービン回転数ＮＴを減算した値を加算することでメータ用回転数ＮＥｍを設定した後、ステップＳ１１４に進む。このように、エンジン回転数が急変するイナーシャ相においては、変速先のギヤ段でのタービン回転数ＮＴをベースとして、実回転数ＮＥと変速元のギヤ段でのタービン回転数ＮＴとに基づいてメータ用回転数ＮＥｍを設定することにより、変速時におけるエンジン回転数の変動を効果的に演出することが可能となる。

ステップＳ１０３、Ｓ１０４、Ｓ１０８、Ｓ１０９、Ｓ１１１、Ｓ１１２、或いは、Ｓ１１３からステップＳ１１４に進むと、メータ用回転数演算部１２は、演算したメータ用回転数ＮＥｍに対し、例えば、変化量制限、１次遅れフィルタ等によるなまし処理を行った後、ルーチンを抜ける。

このような実施形態によれば、エンジン回転数センサ２１からの信号に基づいてエンジン５０の実回転数ＮＥを演算するのみならず、動力伝達系６０の駆動情報に基づいてエンジンの推定回転数（仮想回転数ＮＥｉ、目標回転数ＮＥｔ）を演算し、自動変速機６１の状態に応じて、実回転数ＮＥ或いは、推定回転数の少なくとも何れか一方を選択的に用いてメータ用回転数ＮＥｍを演算することにより、タコメータ６上に表示されるエンジン回転数の不要な変動を抑制するとともに、ドライバに対して有用なエンジン回転数の変動をレスポンスよく表示することができる。

この場合、例えば、エンジン５０の推定回転数として回転数変動が比較的小さく安定的に推移する仮想回転数ＮＥｉを演算し、自動変速機６１の所定の駆動状態において、仮想回転数ＮＥｉと実回転数ＮＥとを選択的に用いてメータ用回転数ＮＥｍを設定することにより、実回転数ＮＥを演算するための判定時間を短縮等した場合にも、メータ用回転数ＮＥｍの過剰な変動等を抑制しつつ、ドライバにとって有用なエンジン回転数の変動をレスポンスよく表示することができる。

また、例えば、エンジン５０の推定回転数としてロックアップクラッチ６２ａの制御目標値でもある目標回転数ＮＥｔを演算し、自動変速機６１の所定の駆動状態において、目標回転数ＮＥｔ単独、或いは、目標回転数ＮＥｔと実回転数ＮＥとを選択的に用いてメータ用回転数ＮＥｍを設定することにより、特に、ロックアップクラッチ６２ａのスリップ締結時等におけるエンジン回転数の変動をレスポンスよく理想的な挙動で変化させることができる。

また、例えば、エンジン回転数が最も大きな変速時のフェーズ（イナーシャ相）においては、変速先でのタービン回転数ＮＴをベースとして、実回転数ＮＥ等に基づいてメータ用回転数ＮＥｍを演算することにより、実際のエンジン回転数の挙動に対してタコメータ６上に表示されるエンジン回転数の挙動を実際のエンジン回転数の挙動に対して素早く変化させることも可能となり、変速制御の遅れを視覚的に補完してスポーティ感を演出することが可能となる（例えば、図３参照）。

なお、上述の実施形態においては、エンジン回転数表示装置を、変速機部が多段式の自動変速機を動力伝達系に備えた車両に適用した一例に付いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、変速機部が無段式の自動変速機を動力伝達系異備えた車両等に適用することも可能である。

エンジン回転数表示装置の概略構成を示す機能ブロック図メータ用回転数演算ルーチンを示すフローチャートエンジンの実回転数とメータ用回転数との関係の一例を示すタイミングチャート変速比とトルク比及び容量係数との関係を示す図表ロックアップクラッチ締結時における目標回転数の変化の一例を示すタイミングチャート各変速段における車速と目標差回転数との関係を示す図表

符号の説明

１ … エンジン回転数表示装置
５ … コンビネーションメータ
６ … タコメータ
８ … タコメータ制御部
１０ … 実回転数演算部（実回転数演算手段）
１１ … 推定回転数演算部（推定回転数演算手段）
１２ … メータ用回転数演算部（メータ用回転数演算手段）
２１ … エンジン回転数センサ
２２ … タービン回転数センサ
２３ … 車速センサ
２４ … スロットル開度センサ
５０ … エンジン
５１ … スロットルバルブ
５２ … クランクシャフト
６０ … 動力伝達系
６１ … 自動変速機
６２ … トルクコンバータ
６２ａ … ロックアップクラッチ
６３ … 変速機部
７０ … 駆動輪
Ｃ … 容量係数
Ｅ … 速度比
ＮＥ … 実回転数
ＮＥｉ … 仮想回転数（推定回転数）
ＮＥｔ … 目標回転数（推定回転数）
ＮＥｍ … メータ用回転数
ＮＴ … タービン回転数
Ｔr … トルク比
Ｔｒｑ … エンジントルク
Ｔｔ … タービントルク
ＶＳＰ … 車速
ΔＮ … 目標差回転数

Claims

エンジンから駆動輪までの動力伝達系に自動変速機を備えた車両に搭載され、
エンジン回転数センサからの信号に基づいてエンジンの実回転数を演算する実回転数演算手段と、
前記動力伝達系の駆動情報に基づいてエンジンの推定回転数を演算する推定回転数演算手段と、
前記自動変速機の状態に応じて、前記実回転数或いは前記推定回転数の少なくとも何れか一方を用いてメータ表示に供するメータ用回転数を演算するメータ用回転数演算手段とを備えたことを特徴とするエンジン回転数表示装置。
前記メータ用回転数演算手段は、少なくとも、自動変速機の変速時のフェーズに応じて前記メータ用回転数の演算方法を異ならせることを特徴とする請求項１記載のエンジン回転数表示装置。
前記自動変速機はロックアップクラッチ付きのトルクコンバータを有し、
前記メータ用回転数演算手段は、少なくとも、前記ロックアップクラッチの締結状態に応じて前記メータ用回転数の演算方法を異ならせ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数表示装置。
前記メータ用回転数演算手段は、演算したメータ用回転数になまし処理を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のエンジン回転数表示装置。