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技術 表示装置

出願人 日産自動車株式会社
発明者 松岡一哉
出願日 2015年7月30日 (4年2ヶ月経過) 出願番号 2017-530556
公開日 2018年1月25日 (1年8ヶ月経過) 公開番号 WO2017-017827
状態 特許登録済
技術分野 機関出力の制御及び特殊形式機関の制御 車両用電気・流体回路 計器板
主要キーワード アナログ表示器 高出力状態 制御リンク 機関要求トルク 制御偏心軸 出力文字 輸送機器 高過給圧
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この項目の情報は公開日時点(2018年1月25日)のものです。
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図面 (5)

課題・解決手段

内燃機関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)を設ける。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操作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の表示も変化する。

概要

背景

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。

概要

内燃機関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)を設ける。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操作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の表示も変化する。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

内燃機関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する表示装置。

請求項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。

請求項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。

請求項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。

請求項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。

請求項6

吸気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。

技術分野

0001

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。

背景技術

0002

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。

先行技術

0003

特開2011−257429号公報

発明が解決しようとする課題

0004

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機関回転数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。

課題を解決するための手段

0005

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。

0006

一般的に機関圧縮比は、例えば機関要求トルク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。

0007

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。

発明の効果

0008

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。

図面の簡単な説明

0009

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。

実施例

0010

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。

0011

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。

0012

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。

0013

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。

0014

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。

0015

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。

0016

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。

0017

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。

0018

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。

0019

[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。

0020

[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。

0021

[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。

0022

[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。

0023

[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。

0024

[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。

0025

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、航空機船舶等に適用しても構わない。

0026

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

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