JP5005586B2 - エンジン回転数表示装置 - Google Patents

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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。

本発明の一形態に係るエンジン回転数表示装置は、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、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ものである。

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 …(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 (3)

  1. 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
    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エンジン回転数表示装置。
  2. 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に記載のエンジン回転数表示装置。
  3. 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または請求項2に記載のエンジン回転数表示装置。
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