KR101907364B1 - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

내연 기관의 기관 압축비를 변경 가능한 가변 압축비 기구(20)를 구비하고, 현재의 기관 압축비의 상태를 표시하는 디스플레이(40)를 설치한다. 예를 들어 연비가 좋은 기관 압축비로 운전하고 있으면, 차량의 가속 시라도 불필요하게 표시가 전환되지 않고, 연비가 좋은 운전 상태임을 운전자에게 인식시킬 수 있다. 한편, 예를 들어 액셀러레이터 페달의 급격한 답입 조작에 의해 연비가 좋은 운전 상태로부터 연비가 나쁜 운전 상태로 전환되면, 이에 수반하여 기관 압축비의 표시도 변화한다.

Description

표시 장치
본 발명은 기관 압축비를 변경 가능한 가변 압축비 기구를 구비한 수송 기기에 사용하는 표시 장치에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 차속에 기초하여 구해지는 차량(이동체)의 이동 거리와 연료 소비량에 기초하여, 소정의 짧은 시간에 있어서의 순시의 연비를 연산하고, 이 순시의 연비를 디스플레이에 표시하는 기술이 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제2011-257429호 공보
그러나, 상기 순시의 연비는, 액셀러레이터 조작이나 차속의 변화에 따라 빈번하게 변동된다는 점에서, 실제로는 연비가 좋은 운전 영역에서 운전하고 있음에도 불구하고, 액셀러레이터 조작에 따라 기관 부하나 기관 회전수가 연비 악화 방향으로 약간 변화한 경우에도 연비의 변화가 표시되어 버려, 운전자에게 위화감을 주거나, 운전자에게 연비가 나쁜 운전이라고 오인될 우려가 있다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이다. 즉 본 발명은, 내연 기관의 기관 압축비를 변경 가능한 가변 압축비 기구를 구비한 수송 기기에 사용하는 표시 장치이며, 기관 압축비의 상태를 표시하는 디스플레이를 갖고 있다.
일반적으로 기관 압축비는, 예를 들어 기관 요구 토크나 연료 분사량 등에 비하여, 기관 부하나 기관 회전수에 따라 섬세하게 설정하지 않으므로, 기관 부하나 기관 회전수가 약간 변화해도 기관 압축비는 변화하지 않는다. 즉, 기관 부하나 기관 회전수가 약간 변화해도 기관 압축비의 표시는 변화하지 않으므로, 예를 들어 연비가 좋은 기관 압축비로 운전하고 있으면, 차량의 가속 시라도 불필요하게 표시가 전환되지 않고, 연비가 좋은 운전 상태임을 운전자에게 계속해서 인식시킬 수 있다.
한편, 예를 들어 액셀러레이터 페달의 급격한 답입에 의해 연비가 좋은 운전 상태로부터 연비가 나쁜 운전 상태로 전환되면, 이에 수반하여 기관 압축비가 변화하고, 기관 압축비의 표시도 변화한다는 점에서, 연비가 좋은 운전을 유념하고 있는 운전자에 대하여, 액셀러레이터의 지나친 답입을 인식시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 운전자에게 기관 압축비의 상태를 표시함으로써, 운전자에게 기관 압축비의 상태를 인식시킬 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 터보 과급기를 구비한 내연 기관을 간략적으로 도시하는 구성도이다.
도 2는, 상기 실시예의 가변 압축비 기구를 간략적으로 도시하는 구성도이다.
도 3은, 기관 압축비의 설정 맵을 도시하는 설명도이다.
도 4는, 고압축비 상태 (A) 및 저압축비 상태 (B)에 있어서의 기관 압축비의 상태를 나타내는 디스플레이를 도시하는 설명도이다.
이하, 도시된 실시예에 의해 본 발명을 설명한다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예가 적용되는 차량용 내연 기관(1)에는, 배기 통로(4)와 흡기 통로(3)의 사이에, 배기 에너지를 이용하여 흡기를 과급하는 터보 과급기(2)가 설치되어 있다. 내연 기관의 출력은 자동 변속기(8)에 의해 변속되어 구동륜으로 전달된다.
제어부(6)는, 각종 기관 제어를 기억 및 실행하는 기능을 갖고 있으며, 기관 회전수 센서(11)나 스로틀 상류의 대기압을 검출하는 대기압 센서(12) 등으로부터 입력되는 신호에 기초하여, 스로틀 밸브(13), 연료 분사 밸브(14) 및 점화 플러그(15) 등으로 제어 신호를 출력하여, 스로틀 개방도, 연료 분사량, 연료 분사 시기 및 점화 시기 등을 제어한다. 또한, 제어부(6)는, 과급압 센서(5)에 의해 검출되는 과급압에 기초하여, 과급압 조정 기구로서의 배기 바이패스 밸브(7)의 개방도를 조정함으로써, 과급압을 원하는 목표 과급압으로 제어한다.
도 2는, 복링크식 피스톤-크랭크 기구를 이용한 가변 압축비 기구(20)를 도시하고 있다. 또한, 이 기구는 일본 특허 공개 제2006-226133호 공보 등에도 기재된 바와 같이 공지이므로, 간단한 설명에 그친다. 내연 기관의 기관 본체의 일부를 구성하는 실린더 블록(21)에는, 각 기통의 피스톤(22)이 실린더(23) 내에 미끄럼 이동 가능하게 끼워 맞춤되어 있음과 함께, 크랭크 샤프트(24)가 회전 가능하게 지지되어 있다. 가변 압축비 기구(20)는, 크랭크 샤프트(24)의 크랭크 핀(24A)에 회전 가능하게 설치되는 하부 링크(25)와, 이 하부 링크(25)와 피스톤(22)을 연결하는 상부 링크(26)와, 실린더 블록(21) 등의 기관 본체측에 회전 가능하게 지지되는 제어축(27)과, 이 제어축(27)에 편심되어 설치된 제어 편심 축부와 하부 링크(25)를 연결하는 제어 링크(28)를 갖고 있다. 피스톤(22)과 상부 링크(26)의 상단은 피스톤 핀(30)을 통하여 상대 회전 가능하게 연결되고, 상부 링크(26)의 하단과 하부 링크(25)는 제1 연결 핀(31)을 통하여 상대 회전 가능하게 연결되고, 제어 링크(28)의 상단과 하부 링크(25)는 제2 연결 핀(32)을 통하여 상대 회전 가능하게 연결되고, 제어 링크(28)의 하단은 제어축(27)의 제어 편심 축부에 회전 가능하게 설치되어 있다.
제어축(27)에는 액추에이터로서의 구동 모터(33)가 연결되어 있고, 이 구동 모터(33)에 의해 제어축(27)의 회전 위치를 변경ㆍ유지함으로써, 하부 링크(25)의 자세의 변화를 수반하여, 피스톤 상사점 위치나 피스톤 하사점 위치를 포함하는 피스톤 스트로크 특성이 변화하여, 기관 압축비가 변화한다. 따라서, 상기 제어부(6)(도 1 참조)에 의해 구동 모터(33)를 구동 제어함으로써, 기관 운전 상태에 따라 기관 압축비를 제어할 수 있다. 구체적으로는, 가변 압축비 기구(20)에 의해 변경되는 실제의 기관 압축비에 상당하는 실압축비를 검출하는 디바이스로서, 이 실압축비에 대응하는 제어축(27)의 회전 위치를 검출하는 제어축 센서(34)(도 1 참조)가 설치되고, 제어부(6)는, 이 제어축 센서(34)에 의해 검출되는 실압축비에 기초하여, 실압축비를 목표 압축비의 근방으로 유지하도록 구동 모터(33)를 피드백 제어한다.
도 3은, 기관 압축비(목표 압축비)의 설정 맵을 도시하는 설명도이다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 기관 압축비는, 기관 토크 즉 기관 부하와 기관 회전수에 기초하여 설정되고, 기관 부하가 낮을 때, 혹은 기관 회전수가 낮을 때에는, 열 효율의 향상에 의한 연비 향상을 도모하기 위해, 기관 압축비를 높게 하는 한편, 기관 부하가 높을 때, 혹은 기관 회전수가 높을 때에는, 노킹이나 프리이그니션의 발생을 억제하는 등의 목적으로, 기관 압축비를 낮게 한다. 즉, 기관 부하나 기관 회전수가 높아질수록, 기관 압축비를 낮게 한다.
도 4는, 본 실시예에 따른 표시 장치를 구성하는 디스플레이(40)를 도시하는 설명도이다. 이 디스플레이(40)는, 운전자에 의해 시인할 수 있는 위치에 배치되는 것이며, 예를 들어 운전자 전방의 인스트루먼트 패널이나 대시보드에 배치되거나, 혹은 내비게이션 시스템의 디스플레이와 공용하여 사용된다. 디스플레이(40)에는, 제어축 센서(34)에 의해 검출되는 실압축비, 및 과급압 센서(5)에 의해 검출되는 과급압의 제어 신호가 제어부(6)로부터 입력된다.
압축비 표시부(41)(Comp.ratio)는, 예를 들어 도시하는 바와 같이 세로로 긴 복수단의 바 그래프형의 것이며, 현재의 기관 압축비의 상태를 나타내는 커서(42)가 상하로 이동한다. 이 커서(42)는, 기관 압축비가 고압축비로 될수록 하측으로 이동하고, 기관 압축비가 저압축비로 될수록 상측으로 이동한다. 여기서, 기관 압축비가 고압축비로 될수록, 열 효율이 향상되어 연비가 향상되고, 에너지 절약임을 알 수 있도록, 압축비 표시부(41)의 하측에 에너지 절약을 나타내는 에코 문자(43)(Eco)가 표시됨과 함께, 기관 압축비가 저압축비로 될수록, 고출력임을 알 수 있도록, 압축비 표시부(41)의 상측에 고출력을 나타내는 고출력 문자(44)(Power)가 표시되어 있다. 또한, 기관 압축비의 상태를 알기 쉽도록 압축비 표시부(41) 내의 계층의 색조도 변경되어 있으며, 예를 들어 압축비 표시부(41)의 상측(저압축비측)으로 향함에 따라 고출력을 연상시키는 적색에 가까운 색조로 되고, 압축비 표시부(41)의 하측(고압축비측)을 향함에 따라 에너지 절약을 연상시키는 녹색에 가까운 색조로 되도록, 색조가 단계적으로 변경되어 있다.
또한, 이 디스플레이(40)에는, 기관 압축비의 상태에 추가하여 과급 상태를 함께 표시하는 과급압 표시부(45)가 병설되어 있다. 이 과급압 표시부(45)는, 복수단의 원 그래프형의 미터이며, 과급압이 상승할수록, 발광 부분(46)이 시계 방향의 방향으로 주위 방향으로 연장되어 가고, 과급압이 저하할수록, 발광 부분(46)이 반시계 방향으로 주위 방향으로 줄어들어 간다. 미터 상에는 시계 방향의 순으로 「-1」, 「0」, 「1」, 「2」의 눈금이 표시되어 있다. 「0」은 대기압 상당의 압력이고, 「-1」은 -100kPa(부압)이고, 「1」은 100kPa, 「2」는 200kPa의 압력이다. 본 실시예에서는, 과급기(2)와 가변 압축비 기구(20)를 병용하고 있기 때문에, 저압축비측에서는 과급압을 200kPa 정도까지 충분히 높이는 것이 가능하게 되어 있고, 과급압 표시부(45)에 의해 과급압을 함께 표시함으로써, 고출력 상태를 강조하여 인식시킬 수 있다.
또한, 도 4의 (A)는 고압축비, 저과급압의 상태를 도시하고, 도 4의 (B)는 저압축비, 고과급압의 상태를 도시하고 있다.
[1] 이상과 같이 본 실시예에서는, 내연 기관의 기관 압축비를 변경 가능한 가변 압축비 기구(20)를 구비하고, 현재의 기관 압축비의 상태를 표시하는 디스플레이(40)를 설치하고 있다. 일반적으로 기관 압축비는 기관 부하나 기관 회전수에 따라 과도하게 섬세하게는 설정하지 않으므로, 기관 부하나 기관 회전수가 약간 변화해도 압축비는 변화하지 않고, 즉 기관 압축비의 표시가 빈번하게 전환되는 일은 없다. 따라서, 연비가 좋은 기관 압축비로 운전하고 있으면, 차량의 가속 시라도 에너지 절약의 운전임을 운전자에게 인식시킬 수 있다. 이에 의해, 에너지 절약의 운전을 유념하고 있는 운전자에 대하여, 액셀러레이터 페달의 지나친 답입을 억제시킬 수 있다.
[2] 또한, 내연 기관의 기관 부하가 낮을 때, 혹은 기관 회전수가 낮을 때에는, 열 효율을 향상시켜 연비의 향상을 도모하기 위해, 기관 압축비를 높게 하고 있다.
[3] 그리고, 압축비 표시부(41)의 고압축비측에는 에너지 절약을 나타내는 표시가 마련되어 있다. 따라서, 운전자는 에너지 절약(에코)을 연상시키는 표시로부터 벗어나지 않도록 의식하여 액셀러레이터 조작을 유념함으로써, 연비가 좋은 운전을 행할 수 있다.
[4] 기관 부하가 높을 때, 혹은 기관 회전수가 높을 때에는, 노킹이나 프리이그니션의 발생을 억제하기 위해, 기관 압축비를 낮게 한다.
[5] 그리고, 압축비 표시부(41)의 저압축비측에는 고출력을 나타내는 표시가 마련되어 있다. 이에 의해, 고출력의 운전 상태임을 운전자에게 인식시킬 수 있다. 또한, 이러한 고출력의 운전 상태가 운전자의 의사와 상이한 경우에, 운전자에게 액셀러레이터 개방도를 완화시킬 수 있다.
[6] 더불어, 본 실시예에서는, 흡기를 과급하는 과급기(2)가 설치되고, 또한 상기 디스플레이(40)에는, 기관 압축비의 상태에 추가하여 과급 상태를 함께 표시하는 과급압 표시부(45)가 설치되어 있다. 이와 같이 가변 압축비 기구(20)와 과급기(2)를 병용하는 경우, 저압축비측에서는 과급압을 200kPa 정도까지 충분히 높이는 것이 가능하게 되어 있고, 과급압 표시부(45)에 의해 과급압을 함께 표시함으로써, 고출력 상태를 운전자에게 강조하여 인식시킬 수 있다.
이상과 같이 본 발명을 구체적인 실시예에 기초하여 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 다양한 변형ㆍ변경을 포함하는 것이다. 예를 들어, 디스플레이 상에 있어서의 압축비나 과급압의 표시 형태는 상기 실시예의 것에 한정되지 않고, 예를 들어 아날로그 표시기 등의 다른 표시 형태여도 된다. 또한, 상기 실시예에서는, 현재의 기관 압축비의 상태를 제어축 센서로 검출하여 디스플레이에 표시하였지만, 이에 한정되지 않고, 기관 부하나 기관 회전수 등으로부터 설정한 목표 압축비를 표시해도 상관없다. 또한, 상기 실시예에서는, 커서를 이동시켜 기관 압축비의 상태를 표시하였지만, 이에 한정되지 않고, 상기한 과급압 표시부와 같이 발광에 의해 표시시켜도 상관없다. 또한, 상기 실시예에서는, 수송 기기로서 차량에 적용한 사례를 설명하였지만, 항공기나 선박 등에 적용해도 상관없다.
1: 내연 기관
2: 터보 과급기
5: 배기 바이패스 밸브
20: 가변 압축비 기구
40: 디스플레이
41: 압축비 표시부
45: 과급압 표시부

Claims (6)

  1. 내연 기관의 기관 압축비를 변경 가능한 가변 압축비 기구를 구비한 수송 기기에 사용하는 표시 장치이며,
    기관 압축비의 상태에 따라 변화하는 에너지 절약의 정도를 표시하는 표시부를 디스플레이하는 디스플레이를 갖고, 상기 디스플레이는 상기 표시부의 근방에 상기 표시부가 기관 압축비의 상태를 나타내고 있음을 나타내는 표시를 갖고,
    상기 표시부의 고압축비측에는 에너지 절약을 나타내는 표시가 마련되어 있고, 또한 상기 표시부의 저압축비측에는 고출력을 나타내는 표시가 마련되어 있는,
    표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 내연 기관의 기관 부하가 낮을 때, 혹은 기관 회전수가 낮을 때에는, 기관 압축비를 높게 하는 제어부를 갖는, 표시 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 내연 기관의 기관 부하가 높을 때, 혹은 기관 회전수가 높을 때에는, 기관 압축비를 낮게 하는 제어부를 갖는, 표시 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 흡기를 과급하는 과급기를 구비하고,
    상기 디스플레이에 상기 기관 압축비의 상태에 추가하여 과급 상태를 함께 표시하는, 표시 장치.
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