JP4556762B2 - 車両の運転状態表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、運転者が低燃費領域を維持するための運転を行えるように、エンジンの運転状態を表示する装置に関する。

従来から、エンジンが経済運転状態、すなわち低燃費領域で運転されていることを運転者に対して知らせるためにランプを点灯する装置が知られている。しかしながら、これらのランプは低燃費領域では点灯、高燃費領域では消灯、という２種の表示を切り替えるのみであるため、運転者は現在の運転状態が低燃費領域と高燃費領域との境界に対してどのような位置にあるのかを知ることができない。このため、低燃費領域から外れないように運転するための積極的な活用には適さないという問題があった。

そこで、特許文献１には、現アクセル開度で得られるエンジン回転数に係る情報表示と関連付けて、エンジン負荷レベルに応じて変動する経済運転の度合を表す経済運転度情報を複数段表示する装置が開示されている。具体的には、エンジン回転数表示の近傍に、低燃費領域及び高燃費領域を表す表示を設け、現在のエンジン回転数からどの程度回転が上昇すると低燃費領域から外れるかを運転者が認識できるようにしている。
特開２０００−２６４０９３号

しかしながら、特許文献１に記載の表示装置は、現在のエンジン回転数を確認し、低燃費領域と高燃費領域との境界を確認した後で、あとどの程度の余裕があるかを運転者が判断しなければならない。したがって、運転者が現在の運転状態が低燃費領域であるのか否か、そして高燃費領域に突入するまでどの程度の余裕があるのかを、運転者が瞬時に認識ことは難しかった。

そこで、本発明では、低燃費領域から高燃費領域に近づいていることを運転者が瞬時に認識できるようにすることを目的とする。

本発明の車両の運転状態表示装置は、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、現在の走行状態が前記エンジンの運転特性に基づいて予め設定した低燃費領域、高燃費領域、前記２つの領域の境界領域のいずれの領域にあるかを前記運転状態検出手段の検出値に基づいて判定するエンジン燃費判定手段と、現在の走行状態が車両に搭載する変速機の伝達効率特性に基づいて予め設定した低燃費領域、高燃費領域、前記２つの領域の境界領域のいずれの領域にあるかを前記運転状態検出手段の検出値に基づいて判定する変速機燃費判定手段と、車両の走行状態を運転者に表示する表示灯と、を備え、前記表示灯は、前記エンジン燃費判定手段及び変速機燃費判定手段がいずれも前記低燃費領域であると判定したときには点灯、いずれか一方もしくは両方が前記高燃費領域であると判定したときは消灯、いずれか一方が前記境界領域かついずれか他方が前記低燃費領域もしくは境界領域であると判定したときは点滅することを特徴とする。

本発明によれば、運転者は低燃費走行状態であること、及び低燃費走行中に高燃費走行状態へ近づいていること、を認識することができる。これにより、不意なアクセル操作により高燃費走行状態に突入すること防止でき、低燃費走行を維持しやすくなる。

以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は第１実施形態のシステムの概略を表すブロック図である。

１〜３はそれぞれ運転状態検出手段としてのエンジン回転数センサ、アクセル開度センサ、車速センサであり、４はこれら各センサの検出信号に基づいて現在の運転状態を判定する燃費判定部である。燃費判定部４はエンジン燃費判定手段としてのエンジン燃費判定部４ａと、変速機燃費判定手段としてのトランスミッション燃費判定部（以下、Ｔ／Ｍ燃費判定部という）４ｂとで構成され、それぞれの判定部は、後述するマップを用いてエンジン及びトランスミッションがどのような燃費領域にあるかの判定を行う。

エンジン燃費判定部４ａは、エンジンがどのような燃費状態で運転されているか（以下、「エンジン燃費状態」という）を判定するものである。

Ｔ／Ｍ燃費判定部４ｂは、現在の運転状態においてトランスミッションの伝達効率がどのような状態になっているか（以下、「トランスミッション燃費状態」という）を判定するものである。なお、車両全体としての燃費は、トランスミッションの伝達効率が低い場合には悪化し、伝達効率が高い場合には良化する。

そして、ランプ表示回路５では燃費判定部４の判定結果に基づいて表示灯としてのランプ６の表示パターンを決定する。具体的には、低燃費運転状態であれば点灯、高燃費運転状態であれば消灯、低燃費状態から高燃費状態へ変化する境界付近であれば点滅、という３パターンの表示を行う。

なお、ランプ６は、例えばスピードメータやエンジン回転計、その他警告灯等が納まるメーターパーネル内等のように、運転者が点灯、点滅等を認識しやすい部分に配置する。

ここで、エンジン燃費判定部４ａ、Ｔ／Ｍ燃費判定部４ｂでの判定に用いるマップ及びランプ６の点滅パターンについて説明する。

図２はエンジン燃費判定部４ａでの判定に用いるマップ（以下、エンジン燃費判定マップという）であり、縦軸は各センサ１〜３の検出値から求まるエンジントルク、横軸はエンジン回転数である。図中のランプ点灯領域及びランプ点滅領域はエンジンが低燃費運転状態である領域を表し、ランプ消灯領域はエンジンが高燃費運転状態である領域を表しており、低トルク・低回転側から高トルク・高回転側に向けてランプ点灯領域、ランプ点滅領域、ランプ消灯領域となっている。

ランプ点滅領域とは、ランプ点灯領域内のランプ消灯領域との境界付近に設けた領域であり、エンジンの燃費状態としては低燃費運転状態に属する。ただし、このランプ点滅領域にあると判定された場合であっても、後述する制御ルーチンによりランプ消灯領域からランプ点灯領域への過渡であると判定された場合はランプを点滅ではなく消灯させ、ランプ点灯領域からランプ消灯領域へ向けての過渡であると判定された場合のみランプ６を点滅する。

なお、図２のランプ点灯領域及びランプ消灯領域は車両に搭載するエンジンの出力特性等に定まるものである。そして、点滅領域は、運転者が現在点滅領域にあることを認識してから低燃費運転を維持するための対応をとるのに十分な時間をとれるように、エンジンの出力特性等に応じて設定する。

図３はＴ／Ｍ燃費判定部４ｂでの判定に用いるマップ（Ｔ／Ｍ燃費判定マップ）であり、縦軸をアクセル開度、横軸をエンジン回転数としてトランスミッションの運転領域を表したものである。図中のランプ点灯領域及びランプ点滅領域は低燃費運転となる領域（低燃費運転領域）、すなわち伝達効率が高い状態にあることを表し、ランプ消灯領域は高燃費運転となる領域（高燃費運転領域）、すなわち伝達効率が悪い状態を表している。ランプ点滅領域はエンジン燃費判定マップと同様に、ランプ点灯領域のランプ消灯領域との境界付近に設けた領域であり、低燃費領域から高燃費領域に向う過渡の場合のみ点滅させる。

図３に示したように、低燃費運転領域と高燃費運転領域との境界となるアクセル開度は、アイドル付近の低エンジン回転数では略一定であり、それ以上のエンジン回転数では所定エンジン回転数まではエンジン回転数の上昇に略比例して大きくなり、前記所定エンジン回転数を超えると再び一定になっている。

なお、図３のランプ点灯領域及びランプ消灯領域はトランスミッションの変速パターンやロックアップ特性によって定まるものである。そして、点滅領域は運転者が現在点滅領域にあることを認識してから低燃費運転を維持するための対応をとるのに十分な時間をとれるように、トランスミッションの変速パターンやロックアップ特性に応じて設定する。

次に本実施形態の制御ルーチンについて図４を参照して説明する。

本実施形態ではエンジン及びトランスミッションのそれぞれについて燃費判定を行い、これらの判定結果に基づいてランプの点灯、点滅、消灯を決定する。以下、ステップに従って説明する。

ステップＳ１ではエンジン回転数センサ１、アクセル開度センサ２、車速センサ３等の運転状態を検出するためのセンサの検出値を読み込む。

ステップＳ２では、車速センサ３の検出結果に基づいて、車速条件が成立しているか否かの判定を行う。具体的には車速が予め設定した速度以上であるか否かの判定を行う。判定の結果、車速条件を満たしている場合にはステップＳ３に進み、満たしていない場合にはＳ１２に進んでランプ６を消灯し点灯フラグＦ＝０とする。

ステップＳ３では、ステップＳ１で読み込んだ検出値に基づいてエンジン燃費判定マップを検索し、エンジン運転領域がランプ点灯領域内であるか否かを判定する。点灯領域内の場合はステップＳ４に、点灯領域でない場合にはステップＳ７に進む。

ステップＳ４では、Ｔ／Ｍ燃費判定マップを検索し、トランスミッションの運転領域がランプ点灯領域もしくは点滅領域であるか否かの判定を行う。点灯領域もしくは点滅領域の場合にはステップＳ５に進み、そうでない場合にはステップＳ１２に進んでランプ６を消灯し点灯フラグＦ＝０とする。

ステップＳ５では、トランスミッションの運転領域が点灯領域内であるか否かの判定を行う。点灯領域内の場合にはステップＳ６に進みランプを点灯して点灯フラグＦ＝２とし、点灯領域ではない場合にはステップＳ９に進む。

ステップＳ７では、エンジン運転領域がランプ点滅領域内であるか否かの判定を行う。点滅領域内である場合にはステップＳ８に進み、点滅領域内ではない場合にはステップＳ１１に進みランプ６を消灯する。

ステップＳ８では、トランスミッションの運転領域がランプ点灯領域もしくは点滅領域であるか否かの判定を行う。点灯領域もしくは点滅領域の場合にはステップＳ９に進み、点灯もしくは点滅領域でない場合にはステップＳ１１に進みランプ６を消灯する。

ステップＳ９では現在ランプが点灯もしくは点滅中であるか否かの判定を行う。ランプ点灯もしくは点滅中の場合にはステップＳ１０に進みランプ６を点滅させて点灯フラグＦ＝１とし、点灯もしくは点滅中でない場合にはステップＳ１１に進みランプ６を消灯して点灯フラグＦ＝０とする。

上記のように、ランプ６はエンジン及びトランスミッションのいずれもが低燃費運転領域にある場合にのみランプ６は点灯し、また、いずれか一方でも消灯領域にある場合には消灯する。

そして、エンジンもしくはトランスミッションのいずれか一方が点滅領域、いずれか他方が点灯領域もしくは点滅領域であり、かつランプ点灯領域から点滅領域へと変化した場合にのみ点滅する。すなわち、エンジンもしくはトランスミッションの状態がランプ点滅領域であっても、消灯領域から点滅領域に変化した場合には、ランプ６を点滅させず、点灯領域に入ってから点灯させる。

図５、図６は、ともに本実施形態の制御を実行した場合の、エンジントルクもしくはアクセル開度とランプ６の状態の関係を表すタイムチャートである。

図５に示すように、ｔ０〜ｔ１間はランプ６が点灯した状態（Ｆ＝２）、すなわち低燃費運転領域で運転されており、この間エンジントルクもしくはアクセル開度が増大し続けている。そしてｔ１で点滅領域に入ると、点灯領域から点滅領域に入ったので点灯フラグＦ＝１となり、ランプ６は点滅状態となる。そしてｔ１以降もエンジントルクもしくはアクセル開度が増大し続けると、ｔ２で消灯領域、すなわち高燃費運転状態となり、点灯フラグＦ＝０となり、ランプ６は消灯する。

ここで、ｔ１〜ｔ２間のランプ６点滅状態のときに運転者がアクセル開度を小さくする等すれば、高燃費運転状態になることを防止することができる。

また、図６は図５とは逆に、ｔ０〜ｔ１間はエンジントルクもしくはアクセル開度が略一定のままの高燃費運転状態であり、ｔ１〜ｔ２間はエンジントルクもしくはアクセル開度は低下しているものの高燃費運転状態である。したがってｔ０〜ｔ２はランプ６は消灯した状態である。そしてｔ２で低燃費運転状態に突入すると、点灯フラグＦ＝２となり、ランプ６が点灯する。この場合、高燃費運転状態から低燃費運転状態への変化であるので、ランプ６は点滅することなく、消灯から点灯へ変化する。

仮に、低燃費運転状態から高燃費運転状態への変化、及び高燃費運転状態から低燃費運転状態への変化のいずれの場合にも、高燃費と低燃費の境界付近の運転領域でランプ６を点滅させると、運転者は現在の運転状態が低燃費運転状態もしくは高燃費運転状態のいずれに向っているのかを認識しにくくなる。しかし、本実施形態のように低燃費運転状態から高燃費運転状態に近づいているときのみ点滅させることにより、運転者はランプ６が点滅しているときは高燃費運転状態に近づいているということを瞬時に判断することができる。そして、この情報に基づいて、高燃費運転状態への突入を防止するための操作、例えばアクセルオフ等を行い、低燃費運転状態を維持することができる。

以上により本実施形態では、エンジンの運転状態に基づいて、現在車両が低燃費領域、高燃費領域、低燃費領域と高燃費領域の境界領域のいずれの領域で走行しているのかを判定し、低燃費領域の場合にはランプ６を点灯し、高燃費領域の場合にはランプ６を消灯し、低燃費と高燃費の境界領域の場合にはランプ６を点滅させるので、運転者は現在の車両の走行状態を容易に認識することが可能である。

点滅領域の大きさはエンジンの出力特性や変速機の変速パターン等に応じて設定するので、運転者がランプ６の点滅を確認してから低燃費走行維持のための操作を行う時間を確保して、不意に高燃費領域へ突入することを防止できる。

点滅領域であっても、高燃費領域から低燃費領域への過渡である場合にはランプ６を点滅しないので、ランプ６が点滅しているときは低燃費領域から高燃費領域へ近づいているということを認識することが可能である。

なお、エンジンが均質燃焼と成層燃焼とを走行負荷等に応じて切り換えるエンジンである場合であっても、低燃費運転を維持するための操作に貢献することができる。すなわち、例えばエンジン回転数に関連付けて低燃費領域及び高燃費領域を表示する方法では、燃焼状態が切り換わるとともに低燃費領域及び高燃費領域の表示も変化することになり、運転者は変化した後の領域表示を確認し、その後現在の回転数に基づいて高燃費領域までのマージンを確認しなければならないのに対して、本実施形態ではエンジンの燃焼状態が切り換わることによって点滅領域に突入した場合であっても、ランプ６の点滅により瞬時に認識することができる。

第２実施形態について説明する。

図７は本実施形態のシステムの概略図である。図１との違いは、第１の表示灯としてのエンジン運転状態表示用のランプ６ａと、第２の表示灯としてのＴ／Ｍ運転状態用のランプ６ｂの２つランプを備えることと、これにともなってランプ表示回路５もエンジン運転状態表示用の回路５ａとＴ／Ｍ運転状態表示用の回路５ｂの２つとなることである。

以下、図８、図９を参照して本実施形態の制御ルーチンについて説明する。図８はエンジン運転状態表示用ランプ６ａの制御ルーチンであり、図９はＴ／Ｍ運転状態表示用の制御ルーチンである。

ステップＳ２１、Ｓ２２、Ｓ２３は図４のステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３と同様なので説明を省略する。

ステップＳ２３でエンジン運転領域がランプ点灯領域内であると判定された場合には、ステップＳ２４でエンジン運転状態表示用ランプ６ａを点灯（点灯フラグＦ＝２）する。

ステップＳ２３でランプ点灯領域内ではないと判定された場合には、ステップＳ２５に進み、エンジン運転領域がランプ点滅領域内であるか否かの判定を行う。点滅領域内であると判定された場合にはステップＳ２６に進み、点滅領域内ではないと判定された場合にはすステップＳ２８に進みエンジン運転状態表示用ランプ６ａを消灯（点灯フラグＦ＝０）する。

ステップＳ２６では現在エンジン運転状態表示用ランプ６ａが点灯もしくは点滅しているか否かの判定を行い、点灯もしくは点滅している場合にはステップＳ２７に進み、エンジン運転状態表示用ランプ６ａを点滅（点灯フラグＦ＝１）させ、点灯もしくは点滅していない場合にはステップＳ２８に進み、エンジン運転状態表示用ランプ６ａを消灯（点灯フラグＦ＝０）する。

図９は図８におけるエンジン運転領域についての判定を、Ｔ／Ｍ運転状態についての判定に置き換えたものであるので、詳細な説明は省略する。

本実施形態のように、エンジンとトランスミッションについて個別に運転状態を表示することにより、エンジン及びトランスミッションのそれぞれについて、低燃費運転領域、高燃費運転領域、これら２つの領域の境界領域のいずれの状態にあるかを表示することができる。したがって、例えば、エンジンは低燃費運転領域にあるがトランスミッションは高燃費運転状態にある場合と、エンジン及びトランスミッションがともに高燃費運転状態にある場合とを運転者が区別することができる。

以上のように本実施形態では、第１実施形態と同様の効果に加え、さらにエンジン及びトランスミッションの燃費状態を個別に運転者に提供するランプ６ａ、６ｂを備えるので、運転者が得られる燃費状態に関する情報量が多くなり、低燃費走行を維持するための運転により大きく貢献することができる。

第３実施形態について説明する。

本実施形態は、システムの構成、制御ルーチンともに基本的には第１実施形態と同様であり、ランプ６の点滅のさせ方のみが異なる。具体的には、ランプ点滅領域内にあるときにランプ消灯領域に近づくほどランプ６の点灯時間を短くするよう制御する（消灯時間に対する点灯時間の割合が小さくなるように点滅させる）。これにより運転者が高燃費領域までのマージンを認識できるようにしている。

このような制御を行うために、図１０に示すような点灯時間を設定するためのステップを図４のステップＳ９とＳ１０の間に挿入する。

ステップＳ４１では、運転情報を検出する各センサの検出値に基づいて、現在の運転状態が点滅領域内のどの位置にあるのかを特定する。

ステップＳ４２では、ステップＳ４２で特定した運転状態に基づいて、図１１に示す点灯時間マップを検索することによって点灯時間を設定し、ステップＳ１０に進んで設定した点灯時間にしたがってランプ６を点滅させる。

なお、図１１の点灯時間マップは、縦軸に点滅時間、横軸に消灯領域までのマージンをとったもので、消灯領域に近づくほど点灯時間が短くなることを表している。

上記のような制御を行った場合のランプ６の表示状態とエンジントルクもしくはアクセル開度との関係を図１２のタイムチャートに示す。

図１２では、ｔ０〜ｔ１間はエンジントルクもしくはアクセル開度が増大し続けているものの、ランプ６は点灯した状態（点灯指令値：１）、すなわち低燃費運転状態である。

ｔ１で点滅領域に突入した後も、エンジントルクもしくはアクセル開度は増大し続け、ｔ２で高燃費運転状態に突入してランプ６は消灯（点灯指令値：０）する。このｔ１〜ｔ２間は、図１０に示した演算によって消灯領域に近づくほどランプ６の点灯時間は短くなるように設定される（点灯指令値：１〜０の間で補完）。

上記のように消灯領域に近づくほど点灯時間を短くすることで、運転者は消灯領域、すなわち高燃費運転領域までのマージンがどの程度あるのかを点滅時間から認識することが可能となり、これに応じて低燃費運転のための操作を行うことができる。

なお、図１１の点灯時間マップに替えて、点滅領域内を消灯領域までのマージンに応じて複数の領域に分割し、分割した領域毎に点滅時間を割り当てたマップを用いても同様の効果を得ることができる。

また、駆動源としてエンジンの他にモータを備え、低負荷域はモータで走行し、高負荷域ではエンジンを駆動させることによって補助的な出力を得るハイブリッド車両への適用も可能である。この場合は、モータのみで走行可能な領域をランプ点灯領域、エンジンが作動する領域をランプ消灯領域とすればよい。

これにより運転者はエンジン駆動領域に近づいていることをランプ６の点滅によって認識することができるので、エンジン駆動領域への不意な突入を防止することができる。

以上のように本実施形態では、第１、第２の実施形態と同様の効果に加えて、さらに、点滅領域内において高燃費領域に突入するまでのマージンが少なくなるほど、ランプ６の点滅表示中の点灯時間を短くするので、運転者が高燃費領域に突入するまでのマージンを認識することができる。

なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。

本発明は、エンジンの運転状態を運転者に表示する装置に適用可能である。

第１実施形態のシステムの概略図である。 エンジン燃費状態判定マップである。 Ｔ／Ｍ燃費状態判定マップである。 第１実施形態の制御ルーチンを表す図である。 エンジントルクもしくはアクセル開度とランプの表示状態の変化を表す図（その１）である。 エンジントルクもしくはアクセル開度とランプの表示状態の変化を表す図（その２）である。 第２実施形態のシステムの概略図である。 第２実施形態のエンジン運転状態表示用ランプの制御ルーチンを表す図である。 第２実施形態のＴ／Ｍ運転状態表示用ランプの制御ルーチンを表す図である。 点滅時間設定用の制御ルーチンを表す図である。 点灯時間設定用マップである。 エンジントルクもしくはアクセル開度とランプの表示状態の変化を表す図（その３）である。

符号の説明

１ エンジン回転数センサ
２ アクセル開度センサ
３ 車速センサ
４ 燃費判定部
４ａ エンジン燃費状態判定部
４ｂ Ｔ／Ｍ燃費状態判定部
５ ランプ表示回路
６ ランプ

Claims (5)

1. エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、
   現在の走行状態が前記エンジンの運転特性に基づいて予め設定した低燃費領域、高燃費領域、前記２つの領域の境界領域のいずれの領域にあるかを前記運転状態検出手段の検出値に基づいて判定するエンジン燃費判定手段と、
   現在の走行状態が車両に搭載する変速機の伝達効率特性に基づいて予め設定した低燃費領域、高燃費領域、前記２つの領域の境界領域のいずれの領域にあるかを前記運転状態検出手段の検出値に基づいて判定する変速機燃費判定手段と、
   車両の走行状態を運転者に表示する表示灯と、を備え、
   前記表示灯は、前記エンジン燃費判定手段及び変速機燃費判定手段がいずれも前記低燃費領域であると判定したときには点灯、いずれか一方もしくは両方が前記高燃費領域であると判定したときは消灯、いずれか一方が前記境界領域かつ他方が前記低燃費領域もしくは境界領域であると判定したときは点滅することを特徴とする車両の運転状態表示装置。
2. エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、
   現在の走行状態が前記エンジンの運転特性に基づいて予め設定した低燃費領域、高燃費領域、前記２つの領域の境界領域のいずれの領域にあるかを前記運転状態検出手段の検出値に基づいて判定するエンジン燃費判定手段と、
   現在の走行状態が車両に搭載する変速機の伝達効率特性に基づいて予め設定した低燃費領域、高燃費領域、前記２つの領域の境界領域のいずれの領域にあるかを前記運転状態検出手段の検出値に基づいて判定する変速機燃費判定手段と、
   前記エンジン燃費判定手段の判定結果を表示する第１の表示灯と、
   前記変速機燃費判定手段の判定結果を表示する第２の表示灯と、を備え、
   前記第１、第２の表示灯は、それぞれ前記低燃費領域であると判定されたときには点灯、前記高燃費領域であると判定されたときは消灯、前記境界領域であると判定されたときは点滅することを特徴とする車両の運転状態表示装置。
3. 前記境界領域の大きさは、使用するエンジン又は変速機の特性に応じて設定する請求項１または２に記載の車両の運転状態表示装置。
4. 前記表示手段は、車両の走行状態が前記境界領域であっても、高燃費領域から低燃費領域に向けての過渡状態である場合には点滅しない請求項１〜３のいずれか一つに記載の車両の走行状態表示装置。
5. 前記表示手段を点滅させる場合の点灯間隔を、前記高燃費領域に近い状態になるほど短く設定する請求項１〜４のいずれか一つに記載の車両の運転状態表示装置。

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