JP6384614B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、機関圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構を備えた輸送機器に用いる表示装置に関する。

特許文献１には、車速に基づいて求められる車両（移動体）の移動距離と燃料消費量とに基づいて、所定の短い時間における瞬時の燃費を演算し、この瞬時の燃費をディスプレイに表示する技術が開示されている。

特開２０１１−２５７４２９号公報

しかしながら、上記の瞬時の燃費は、アクセル操作や車速の変化に応じて頻繁に変動することから、実際には燃費の良い運転領域で運転しているにもかかわらず、アクセル操作に応じて機関負荷や機関回転数が燃費悪化方向にわずかに変化した場合にも燃費の変化が表示されてしまい、運転者に違和感を与えたり、運転者に燃費が悪い運転であると誤認されるおそれがある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものである。すなわち本発明は、内燃機関の機関圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構を備えた輸送機器に用いる表示装置であって、機関圧縮比の状態を表示するディスプレイを有している。

一般的に機関圧縮比は、例えば機関要求トルクや燃料噴射量等に比して、機関負荷や機関回転数に応じてきめ細かく設定しないので、機関負荷や機関回転数がわずかに変化しても機関圧縮比は変化しない。つまり、機関負荷や機関回転数がわずかに変化しても機関圧縮比の表示は変化しないので、例えば燃費が良い機関圧縮比で運転していれば、車両の加速時であっても不必要に表示が切り換わらず、燃費が良い運転状態であることを運転者に認識させ続けることができる。

一方で、例えばアクセルペダルの急激な踏み込みにより燃費が良い運転状態から燃費が悪い運転状態に切り換わると、これに伴って機関圧縮比が変化し、機関圧縮比の表示も変化することから、燃費が良い運転を心がけている運転者に対し、アクセルの踏み過ぎを認識させることができる。

本発明によれば、運転者に機関圧縮比の状態を表示することで、運転者に機関圧縮比の状態を認識させることができる。

本発明の一実施例に係るターボ過給機を備えた内燃機関を簡略的に示す構成図。 上記実施例の可変圧縮比機構を簡略的に示す構成図。 機関圧縮比の設定マップを示す説明図。 高圧縮比状態（Ａ）及び低圧縮比状態（Ｂ）における機関圧縮比の状態を示すディスプレイを示す説明図。

以下、図示実施例により本発明を説明する。図１に示すように、この発明の一実施例が適用される車両用の内燃機関１には、排気通路４と吸気通路３との間に、排気エネルギーを利用して吸気を過給するターボ過給機２が設けられている。内燃機関の出力は自動変速機８により変速されて駆動輪へ伝達される。

制御部６は、各種機関制御を記憶及び実行する機能を有しており、機関回転数センサ１１やスロットル上流の大気圧を検出する大気圧センサ１２等から入力される信号に基づいて、スロットルバルブ１３，燃料噴射弁１４及び点火プラグ１５等へ制御信号を出力して、スロットル開度，燃料噴射量，燃料噴射時期及び点火時期等を制御する。また、制御部６は、過給圧センサ５により検出される過給圧に基づいて、過給圧調整機構としての排気バイパス弁７の開度を調整することにより、過給圧を所望の目標過給圧に制御する。

図２は、複リンク式ピストン−クランク機構を利用した可変圧縮比機構２０を示している。なお、この機構は特開２００６−２２６１３３号公報等にも記載のように公知であるので、簡単な説明にとどめる。内燃機関の機関本体の一部を構成するシリンダブロック２１には、各気筒のピストン２２がシリンダ２３内に摺動可能に嵌合しているとともに、クランクシャフト２４が回転可能に支持されている。可変圧縮比機構２０は、クランクシャフト２４のクランクピン２４Ａに回転可能に取り付けられるロアリンク２５と、このロアリンク２５とピストン２２とを連結するアッパリンク２６と、シリンダブロック２１等の機関本体側に回転可能に支持される制御軸２７と、この制御軸２７に偏心して設けられた制御偏心軸部とロアリンク２５とを連結する制御リンク２８と、を有している。ピストン２２とアッパリンク２６の上端とはピストンピン３０を介して相対回転可能に連結され、アッパリンク２６の下端とロアリンク２５とは第１連結ピン３１を介して相対回転可能に連結され、制御リンク２８の上端とロアリンク２５とは第２連結ピン３２を介して相対回転可能に連結され、制御リンク２８の下端は制御軸２７の制御偏心軸部に回転可能に取り付けられている。

制御軸２７にはアクチュエータとしての駆動モータ３３が連結されており、この駆動モータ３３により制御軸２７の回転位置を変更・保持することによって、ロアリンク２５の姿勢の変化を伴って、ピストン上死点位置やピストン下死点位置を含むピストンストローク特性が変化して、機関圧縮比が変化する。従って、上記の制御部６（図１参照）により駆動モータ３３を駆動制御することによって、機関運転状態に応じて機関圧縮比を制御することができる。具体的には、可変圧縮比機構２０により変更される実際の機関圧縮比に相当する実圧縮比を検出するデバイスとして、この実圧縮比に対応する制御軸２７の回転位置を検出する制御軸センサ３４（図１参照）が設けられ、制御部６は、この制御軸センサ３４により検出される実圧縮比に基づいて、実圧縮比を目標圧縮比の近傍に維持するように駆動モータ３３をフィードバック制御する。

図３は、機関圧縮比（目標圧縮比）の設定マップを示す説明図である。同図に示すように、機関圧縮比は、機関トルクすなわち機関負荷と機関回転数とに基づいて設定され、機関負荷が低いとき、あるいは機関回転数が低いときには、熱効率の向上による燃費向上を図るために、機関圧縮比を高くする一方、機関負荷が高いとき、あるいは機関回転数が高いときには、ノッキングやプレイグニッションの発生を抑制する等の目的で、機関圧縮比を低くする。つまり、機関負荷や機関回転数が高くなるほど、機関圧縮比を低くする。

図４は、本実施例に係る表示装置を構成するディスプレイ４０を示す説明図である。このディスプレイ４０は、運転者により視認できる位置に配置されるもので、例えば運転者前方のインストルメントパネルやダッシュボードに配置され、あるいはナビゲーションシステムのディスプレイと共用して用いられる。ディスプレイ４０には、制御軸センサ３４により検出される実圧縮比、および過給圧センサ５により検出される過給圧の制御信号が制御部６から入力される。

圧縮比表示部４１（Ｃｏｍｐ．ｒａｔｉｏ）は、例えば図示するように縦長の複数段のバーグラフ状のものであり、現在の機関圧縮比の状態を示すカーソル４２が上下に移動する。このカーソル４２は、機関圧縮比が高圧縮比となるほど下側へ移動し、機関圧縮比が低圧縮比となるほど上側へ移動する。ここで、機関圧縮比が高圧縮比となるほど、熱効率が向上して燃費が向上し、省エネルギーであることが分るように、圧縮比表示部４１の下側に省エネルギーを表すエコ文字４３（Ｅｃｏ）が表示されるとともに、機関圧縮比が低圧縮比となるほど、高出力であることが分るように、圧縮比表示部４１の上側に高出力を表す高出力文字４４（Ｐｏｗｅｒ）が表示されている。更に、機関圧縮比の状態が分かり易いように圧縮比表示部４１内の階層の色調も変更されており、例えば、圧縮比表示部４１の上側（低圧縮比側）へ向かうに従って高出力を連想する赤色に近い色調となり、圧縮比表示部４１の下側（高圧縮比側）へ向かうに従って省エネルギーを連想する緑色に近い色調となるように、色調が段階的に変更されている。

また、このディスプレイ４０には、機関圧縮比の状態に加えて過給状態を併せて表示する過給圧表示部４５が並設されている。この過給圧表示部４５は、複数段の円グラフ状のメータであり、過給圧が上昇するほど、発光部分４６が時計周りの方向へ周方向に延びていき、過給圧が低下するほど、発光部分４６が反時計周りの方向へ周方向に縮んでいく。メータ上には時計回り方向の順に「−１」，「０」，「１」，「２」の目盛りが表示されている。「０」は大気圧相当の圧力であり、「−１」は−１００ｋＰａ（負圧）であり、「１」は１００ｋＰａ，「２」は２００ｋＰａの圧力である。本実施例では、過給機２と可変圧縮比機構２０とを併用しているために、低圧縮比側では過給圧を２００ｋＰａ程度まで十分に高めることが可能となっており、過給圧表示部４５により過給圧をあわせて表示することで、高出力状態を強調して認識させることができる。

なお、図４（Ａ）は高圧縮比、低過給圧の状態を示し、図４（Ｂ）は低圧縮比、高過給圧の状態を示している。

［１］以上のように本実施例では、内燃機関の機関圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構２０を備え、現在の機関圧縮比の状態を表示するディスプレイ４０を設けている。一般的に機関圧縮比は機関負荷や機関回転数に応じて過度にきめ細かくは設定しないので、機関負荷や機関回転数がわずかに変化しても圧縮比は変化せず、すなわち機関圧縮比の表示が頻繁に切り換わることはない。従って、燃費の良い機関圧縮比で運転していれば、車両の加速時であっても省エネルギーな運転であることを運転者に認識させることができる。これによって、省エネルギーな運転を心掛けている運転者に対し、アクセルペダルの踏みすぎを抑制させることができる。

［２］また、内燃機関の機関負荷が低いとき、あるいは機関回転数が低いときには、熱効率を向上して燃費の向上を図るために、機関圧縮比を高くしている。

［３］そして、圧縮比表示部４１の高圧縮比側には省エネルギーを表す表示が設けてある。従って、運転者は省エネルギー（エコ）を連想させる表示から外れないように意識してアクセル操作を心掛けることで、燃費の良い運転を行うことができる。

［４］機関負荷が高いとき、あるいは機関回転数が高いときには、ノッキングやプレイグニッションの発生を抑制するために、機関圧縮比を低くする。

［５］そして、圧縮比表示部４１の低圧縮比側には高出力を表す表示が設けてある。これにより、高出力な運転状態であることを運転者に認識させることができる。また、このような高出力な運転状態が運転者の意思と異なる場合に、運転者にアクセル開度を緩めさせることができる。

［６］加えて本実施例では、吸気を過給する過給機２が設けられ、かつ、上記のディスプレイ４０には、機関圧縮比の状態に加えて過給状態を併せて表示する過給圧表示部４５が設けられている。このように可変圧縮比機構２０と過給機２とを併用する場合、低圧縮比側では過給圧を２００ｋＰａ程度まで十分に高めることが可能となっており、過給圧表示部４５により過給圧をあわせて表示することで、高出力状態を運転者に強調して認識させることができる。

以上のように本発明を具体的な実施例に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の変形・変更を含むものである。例えば、ディスプレイ上における圧縮比や過給圧の表示形態は上記実施例のものに限らず、例えばアナログ表示器等の他の表示形態であっても良い。また、上記実施例では、現在の機関圧縮比の状態を制御軸センサで検出してディスプレイに表示したが、これに限らず、機関負荷や機関回転数などから設定した目標圧縮比を表示しても構わない。また、上記実施例では、カーソルを移動させて機関圧縮比の状態を表示したが、これに限らず、上記した過給圧表示部のように発光によって表示させても構わない。また、上記実施例では、輸送機器として車両に適用した事例を説明したが、航空機や船舶等に適用しても構わない。

１…内燃機関
２…ターボ過給機
５…排気バイパス弁
２０…可変圧縮比機構
４０…ディスプレイ
４１…圧縮比表示部
４５…過給圧表示部

Claims (6)

1. 内燃機関の機関圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構を備えた輸送機器に用いる表示装置であって、
   機関圧縮比の状態に応じて変化する省エネルギーの程度を表示するディスプレイを有し、当該ディスプレイの近傍に当該ディスプレイが機関圧縮比の状態を示していることを示す表示を有する表示装置。
2. 上記内燃機関の機関負荷が低いとき、あるいは機関回転数が低いときには、機関圧縮比を高くする制御部を有する請求項１に記載の表示装置。
3. 上記ディスプレイは機関圧縮比の状態に応じて表示が変化する表示部を備え、上記表示部の高圧縮比側には省エネルギーを表す表示が設けてある請求項１または２に記載の表示装置。
4. 上記内燃機関の機関負荷が高いとき、あるいは機関回転数が高いときには、機関圧縮比を低くする制御部を有する請求項１〜３のいずれかに記載の表示装置。
5. 上記ディスプレイは機関圧縮比の状態に応じて表示が変化する表示部を備え、表示部の低圧縮比側には高出力を表す表示が設けてある請求項１〜４のいずれかに記載の表示装置。
6. 吸気を過給する過給機を備え、
   上記ディスプレイに上記機関圧縮比の状態に加えて過給状態を併せて表示する請求項１〜５のいずれかに記載の表示装置。

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