(57)【要約】  【課題】実際のエンジン回転数を応答よく回転数メータに表示させるようにしつつ、リーン空燃比で運転されているときに回転数メータに表示されるエンジン回転数が不必要に変動されてしまう事態を防止あるいは抑制する。  【解決手段】エンジン回転数を検出する回転数センサＳ１およびエンジン回転数を表示する回転数メータ２を有する。コントローラＵによって、エンジンの運転状態に基づいて、エンジンに供給される混合気の空燃比が、理論空燃比以下のリッチ空燃比と理論空燃比よりも大きいリーン空燃比とで切換えられる。コントローラＵは、回転数センサＳ１により検出されたエンジン回転数をなまし処理して、なまし処理後のエンジン回転数を回転数メータ２に表示させる。エンジンがリーン空燃比で運転されているときはリッチ空燃比で運転されている場合に比して、なまし度合いが大きくされる。【選択図】  図６
2020179801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン回転数を検出する回転数センサと、
エンジン回転数を表示する回転数メータと、
エンジンの運転状態に基づいて、エンジンに供給される混合気の空燃比を、理論空燃比以下のリッチ空燃比と理論空燃比よりも大きいリーン空燃比とで切換える空燃比制御手段と、
前記回転数センサにより検出されたエンジン回転数をなまし処理して、なまし処理後のエンジン回転数を前記回転数メータに表示させる表示制御手段と、
を備え、
前記表示制御手段は、エンジンが前記リーン空燃比で運転されているときは前記リッチ空燃比で運転されている場合に比して、なまし度合いが大きくされたエンジン回転数を前記表示メータに表示させる、
ことを特徴とする車両の表示装置。
【請求項２】
請求項１において、
エンジンの出力が、クラッチを介して駆動輪へ伝達されるようにされ、
前記表示制御手段は、前記クラッチの非締結時には締結時に比して、なまし度合いが大きくされたエンジン回転数を前記表示メータに表示させる、
ことを特徴とする車両の表示装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記リーン空燃比での燃焼が、気筒内の混合気の一部を火花点火により強制的にＳＩ燃焼させた後に気筒内の残りの混合気を自己着火によりＣＩ燃焼させるＳＰＣＣＩ燃焼とされている、ことを特徴とする車両の表示装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２において、
前記リッチ空燃比での燃焼および前記リーン空燃比での燃焼がそれぞれ、気筒内の混合気の一部を火花点火により強制的にＳＩ燃焼させた後に気筒内の残りの混合気を自己着火によりＣＩ燃焼させるＳＰＣＣＩ燃焼とされている、ことを特徴とする車両の表示装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、
前記表示制御手段は、前記リーン空燃比から前記リッチ空燃比への切換時点から所定期間遅延させて、エンジン回転数のなまし度合いを小さくする、ことを特徴とする車両の表示装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、
エンジンの出力が、クラッチおよび変速機を介して駆動輪へ伝達されるようにされ、
前記表示制御手段は、前記クラッチが締結されているときに、前記変速機の変速段が所定の変速段以上の高速段のときは該所定の変速段よりも低速段のときに比して、エンジン回転数のなまし度合いを大きくする、ことを特徴とする車両の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン回転数を表示する車両の表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両においては、エンジン回転数を表示する表示メータ（タコメータ、回転計）を有しているのが一般的である。特許文献１には、回転数センサで検出されたエンジン回転数をなまし処理して、なまし処理後のエンジン回転数を表示メータに表示させることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１−１５４１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、エンジンにあっては、混合気の空燃比を、エンジンの運転状態に応じて、理論空燃比以下のリッチ空燃比と理論空燃比よりも大きなリーン空燃比との間で切換えるものがある。特に、最近では、ＨＣＣＩ燃焼やＳＰＣＣＩ燃焼のように混合気を自己着火させるエンジンが提案されており、この場合空燃比が３０前後というように極めてリーンな空燃比とされる。なお、ＨＣＣＩ燃焼は、混合気が圧縮自己着火される燃焼形態であり、ＳＰＣＣＩ燃焼は、点火プラグによる着火を行った後、燃焼途中で残りの未燃混合気が自己着火する燃焼形態である。
【０００５】
一方、リーン空燃比で運転する場合、特に自己着火を行うために極端にリーンな空燃比で運転を行う場合、燃料噴射弁からの燃料噴射量が極めて少量となる。そして、少量の燃料噴射量を精度よく制御することが事実上難しいことから（燃料噴射弁に付与される噴射パルス幅信号に対して実際にエンジンに噴射される燃料噴射量のリニアリティが悪い低噴射パルス幅付近を使用するため、精度よく制御できない）、エンジン回転数の変動が大きくなる。すなわち、エンジンをリーン空燃比で運転しているときには、運転者がアクセル開度を一定に維持しているつもりでも、燃料噴射量の微妙な変動によって、エンジン回転数がかなり大きく変動することになる（例えば６０〜８０ｒｐｍ程度の変動）。
【０００６】
上述のように、アクセル開度を一定にしている状態で表示メータに表示されるエンジン回転数がかなり大きく変動すると、運転者は違和感を感じてしまうことになる。特に、エンジン回転数を応答よく表示メータに表示するために、表示されるエンジン回転数のなまし度合いを小さくした場合に、表示メータに表示されるエンジン回転数の変動の問題が顕著になる。
【０００７】
本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、実際のエンジン回転数を応答よく回転数メータに表示させるようにしつつ、リーン空燃比で運転されているときに回転数メータに表示されるエンジン回転数が不必要に変動されてしまう事態を防止あるいは抑制できるようにした車両の表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、請求項１に記載のように、
エンジン回転数を検出する回転数センサと、
エンジン回転数を表示する回転数メータと、
エンジンの運転状態に基づいて、エンジンに供給される混合気の空燃比を、理論空燃比以下のリッチ空燃比と理論空燃比よりも大きいリーン空燃比とで切換える空燃比制御手段と、
前記回転数センサにより検出されたエンジン回転数をなまし処理して、なまし処理後のエンジン回転数を前記回転数メータに表示させる表示制御手段と、
を備え、
前記表示制御手段は、エンジンが前記リーン空燃比で運転されているときは前記リッチ空燃比で運転されている場合に比して、なまし度合いが大きくされたエンジン回転数を前記表示メータに表示させる、
ようにしてある。
【０００９】
上記解決手法によれば、アクセル開度が一定の際にエンジン回転数の変動幅が小さいリッチ空燃比で運転されているときは、なまし度合いを小さくして、回転数メータに表示されるエンジン回転数を、実際のエンジン回転数の変化に応じて応答よく表示させることができる。また、アクセル開度が一定の際にエンジン回転数の変動幅が大きくなるリーン空燃比で運転されているときは、なまし度合いを大きくして、表示メータに表示されるエンジン回転数の変動を防止あるいは抑制して、運転者に対して違和感を与えないようにする上で好ましいものとなる。
【００１０】
上記解決手法を前提とした好ましい態様は、次のとおりである。
【００１１】
エンジンの出力が、クラッチを介して駆動輪へ伝達されるようにされ、
前記表示制御手段は、前記クラッチの非締結時には締結時に比して、なまし度合いが大きくされたエンジン回転数を前記表示メータに表示させる、
ようにしてある（請求項２対応）。この場合、クラッチの締結時には、エンジンと駆動輪と締結されることから大きな質量体としての車体との締結度合いが高い状態であって、エンジン回転数の変動が車体側で相当程度吸収されることになることから、クラッチの締結状態に応じた適切ななまし度合いとすることができる。
【００１２】
前記リーン空燃比での燃焼が、気筒内の混合気の一部を火花点火により強制的にＳＩ燃焼させた後に気筒内の残りの混合気を自己着火によりＣＩ燃焼させるＳＰＣＣＩ燃焼とされている、ようにしてある（請求項３対応）。この場合、ＳＰＣＣＩ燃焼では、空燃比が極端にリーンにされることから、エンジン回転数の変動という問題が大きくなるが、ＳＰＣＣＩ燃焼を行う場合において表示されるエンジン回転数の変動を防止あるいは抑制することができる。
【００１３】
前記リッチ空燃比での燃焼および前記リーン空燃比での燃焼がそれぞれ、気筒内の混合気の一部を火花点火により強制的にＳＩ燃焼させた後に気筒内の残りの混合気を自己着火によりＣＩ燃焼させるＳＰＣＣＩ燃焼とされている、ようにしてある（請求項４対応）。この場合、請求項３に対応した効果を得つつ、エンジンの広い運転範囲について燃費向上を図る上で好ましいものとなる。
【００１４】
前記表示制御手段は、前記リーン空燃比から前記リッチ空燃比への切換時点から所定期間遅延させて、エンジン回転数のなまし度合いを小さくする、ようにしてある（請求項５対応）。この場合、リーン空燃比からリッチ空燃比へと切換えられた時点から、エンジン回転数の変動が十分に小さくなる所定期間経過後になまあし度合いを小さくすることから、リッチ空燃比へ切換えられた直後においての表示されるエンジン回転数の大きな変動を防止あるいは抑制することができる。
【００１５】
エンジンの出力が、クラッチおよび変速機を介して駆動輪へ伝達されるようにされ、
前記表示制御手段は、前記クラッチが締結されているときに、前記変速機の変速段が所定の変速段以上の高速段のときは該所定の変速段よりも低速段のときに比して、エンジン回転数のなまし度合いを大きくする、
ようにしてある（請求項６対応）。この場合、クラッチ締結状態では、変速段が高速段ほど、車体との締結度合いが弱くなり、また定常走行される機会が多いものとなる。このことから、低速段での応答のよいエンジン回転数の表示を行いつつ、高速段において表示されるエンジン回転数が不要に変動されてしまう事態を防止あるいは抑制することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、実際のエンジン回転数を応答よく回転数メータに表示させるようにしつつ、リーン空燃比で運転されているときに回転数メータに表示されるエンジン回転数が不必要に変動されてしまう事態を防止あるいは抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】メータパネルの一例を示す図。
【図２】エンジンの駆動系統例を示す簡略図。
【図３】本発明の制御系統例を示す図。
【図４】エンジンの運転状態に応じた空燃比および燃焼形態の設定例を示す図。
【図５】なまし度合いに応じて表示されるエンジン回転数が変化する状況を示すタイムチャート。
【図６】本発明の制御例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、運転者の前方に装備されるメータパネルＭＰの一例を示す。このメータパネルＭＰは、車速を表示する車速メータ１と、エンジン回転数を表示する回転数メータ２と、燃料量やエンジンの冷却水温度等を示す複合メータ３（複合メータ３での表示内容は図示略）と、を有する。
【００１９】
回転数メータ２の指針が符号２ａで示される。特にアクセル開度が一定のときに、回転数メータ２表示されるエンジン回転数の変動が大きいと、指針２ａがかなり揺れ動くことになり、運転者に違和感を与えてしまうことになる。
【００２０】
図２は、エンジンの駆動系統例を示すものである。図中、１０はエンジン、１１は自動変速機である。自動変速機１１は、実施形態では、トルクコンバータ１２と多段変速歯車機構１３（例えば前進６段）と、から構成されている。トルクコンバータ１２は、ロックアップクラッチ１２ａを有している。エンジン１０の出力は、トルクコンバータ１２、多段変速歯車機構１３から、駆動シャフト１４を介して、駆動輪（図示略）へ伝達される。
【００２１】
エンジン１０は、実施形態では、ガソリンを燃料とする直列４気筒エンジンとされている。そして、エンジン１０は、過給機１５によって適宜過給が行われるようになっている。過給機１５は、実施形態では、エンジン１０により機械的に駆動されるスーパチャージャとされている。また、エンジン１０は、適宜一部の気筒（実施形態では２気筒）を休止させて、残りの気筒（２気筒）のみによる減筒運転を行うことが可能とされている。
【００２２】
図３は、本発明による制御系統例を示すものである。図中、Ｕは、マイクロコンピュータを利用して構成されたコントローラである。このコントローラＵには、エンジン回転数を検出する回転数センサＳ１と、アクセル開度を検出するアクセル開度センサＳ２とからの信号が入力される。また、コントローラＵによって、前述した回転数メータ２、自動変速機１１の他、点火プラグＳ１１および燃料噴射弁Ｓ１２が制御される。
【００２３】
図４は、エンジン１０が暖機状態であることを前提として、その運転状態に応じて、空燃比と燃焼形態とを切換えるためのマップの設定例を示すものである。このマップは、エンジン回転数とエンジン負荷（アクセル開度）とをパラメータとして設定されて、領域がＡ１〜Ａ５に区分けされている。
【００２４】
領域Ａ１は、空気過剰率λが１よりもはるかに大きい（例えば空燃比で３０前後）リーン空燃比で、ＳＰＣＣＩ燃焼が行われる領域である。領域Ａ２は、空気過剰率λ＝１のリッチ空燃比で、ＳＰＣＣＩ燃焼が行われる領域である。領域Ａ３は、空気過剰率λ≦１のリッチ空燃比で、ＳＰＣＣＩ燃焼が行われる領域である。領域Ａ４は、空気過剰率λ＝１のリッチ空燃比で、ＳＰＣＣＩ燃焼が行われる領域である。領域Ａ５は、空気過剰率λ≦１のリッチ空燃比で、ＳＩ燃焼（火花点火による拡散燃焼）が行われる領域である。減筒運転は、詳細は略すが、領域Ａ１のうち相対的に低回転かつ低負荷となる一部の領域で行われる。コントローラＵは、エンジンの運転状態に応じて、上述のような空燃比の切換制御を行う空燃比制御手段を構成すると共に、燃焼形態の切換を制御する燃焼形態制御手段をも構成している。
【００２５】
次に、コントローラＵによる制御のうち、エンジン回転数の変動に関連した部分に着目して説明する。なお、コントローラＵは、点火プラグＳ１１および燃料噴射弁Ｓ１２を制御して、空燃比の切換制御や燃焼形態の切換制御を行う。また、自動変速機１１を制御して、ロックアップクラッチ１２ａの断続制御や変速制御を行う。さらに、回転数センサＳ１で検出されるエンジン回転数を適宜なまし処理して、なまし処理後のエンジン回転数を回転数メータ２に表示させる表示制御手段の機能をも有している。
【００２６】
次に、図５のタイムチャートを参照しつつ、特にエンジン回転数のなまし処理に着目して説明する。まず、ｔ１時点よりも前の状態では、空燃比がリッチ空燃比でもって運転されている状態である。ｔ１時点で、空燃比がリッチ空燃比からリーン空燃比に切換えられる（例えば図４の領域Ａ２から領域Ａ１への移行）。ｔ１時点からｔ２時点まではリーン空燃比での運転が継続され、ｔ３時点で再びリッチ空燃比へと復帰される。
【００２７】
変速段は４速に維持されている。アクセル開度はほぼ一定に維持されている（開度１７．８６％〜１７．９８％の間での変動で、運転者がアクセル開度を一定に維持している操作状態に対応）。車速は、３０．４ｋｍ／ｈ〜３０．８ｋｍ／ｈの範囲で変動されている。
【００２８】
エンジン回転数の欄において、細い実線は、エンジン回転数のなまし処理無しの場合を示す。この場合、リーン空燃比（ｔ１時点〜ｔ２時点の間の範囲）で運転しているときのエンジン回転数は、ほぼ１０８５ｒｐｍ〜１１４５ｒｐｍの範囲で変動され、変動幅は略６０ｒｐｍ程度となっている。この略６０ｒｐｍ程度の変動幅を含むエンジン回転数をそのまま回転数メータ２に表示した場合、指針２ａがかなり大きく揺れ動き、運転者は違和感を感じる可能性が極めて高いものとなる。なお、リッチ空燃比で運転している場合は、エンジン回転数の変動幅はリーン空燃比で運転している場合に比して十分に小さく、特に問題は生じないものである。
【００２９】
一方、エンジン回転数の欄において、太い実線は、なまし処理有り（なまし度合いが大）の場合を示す。なまし処理有りの場合は、リーン空燃比で運転していても、エンジン回転数の変動幅が極めて小さいものとなり、指針２ａの揺れは事実上生じないものである（運転者が違和感を感じることがない）。
【００３０】
なまし処理が行われるリーン空燃比からリッチ空燃比へと切換えられた直後（ｔ３時点の直後）は、エンジン回転数の変動幅が小さい状態に遅れて収束することから、リッチ空燃比に切換えられた後は、所定の遅延期間（例えば０．５秒前後）は、なまし処理を継続しておくのが好ましいものである。
【００３１】
次に、なまし処理をどの程度行うかの制御例について、図６のフローチャートを参照しつつ説明する。なお、図６中、「なましレベル」がなまし度合いを示しており、なましレベルを示す数値が大きいほどなまし度合いが大きい（高い）ものである。
【００３２】
まず、Ｑ１においてデータ入力された後、Ｑ２において、現在リーン空燃比で運転されているか否かが判別される。このＱ２の判別でＮＯのときは、Ｑ３において、なまし無し（なましレベルが０）とされる。これにより、エンジン回転数の変化に応じて、回転数メータ２での指針２ａが応答よく変化されることになる。このとき、アクセル開度が一定でも、リッチ空燃比での運転であることから、エンジン回転数の変動幅そのものが小さいことから、指針２ａが大きく揺れ動くことがなく、運転者はなんら違和感を感じないものである。
【００３３】
上記Ｑ２の判別でＹＥＳのときは、Ｑ４において、ロックアップクラッチ１２ａがＯＦＦ（非締結状態）であるか否かが判別される。このＱ４の判別でＮＯのとき、つまりロックアップクラッチ１２ａがＯＮ（締結状態）であるときは、Ｑ５において、変速段が所定変速段（例えば４速）以上の高速段であるか否かが判別される。このＱ５の判別でＮＯのとき（低速段のとき）は、Ｑ６において、エンジン回転数のなましレベルが「１」とされる。一方、Ｑ５の判別でＹＥＳのときは、Ｑ７において、エンジン回転数のなましレベルが「２」とされる。
【００３４】
ロックアップクラッチ１２ａがＯＮ（締結状態）のときは、エンジン１０は駆動輪と締結されて、大きな質量体としての車体との締結度合いが高い状態であり、エンジン回転数の変動が車体側で相当程度吸収されることになる。そして、変速段が高速段ほど車体との締結度合いが弱くなり、かつ定常走行される機会も多くなることから、Ｑ５での判別によって、変速段に応じてなましレベルを相違させるようにしてある。また、低速段のときは、高速段のときに比して、アクセル開度の変化に対するエンジン回転数（および車速）の変化の度合いが大きくなることから、指針１２ａが敏感に動いても運転者は違和感を感じにくいものとなる。
【００３５】
前記Ｑ４の判別でＹＥＳのときは、Ｑ８において、アクセル開度があらかじめ設定された所定開度（例えば２０％）よりも大きいか否かが判別される。このＱ８の判別でＹＥＳのときは（アクセル開度が大のとき）は、Ｑ９において、エンジン回転数のなましレベルが「２」に設定される。また、Ｑ８の判別でＮＯのときは、Ｑ１０において、エンジン回転数のなましレベルが「３」に設定される。Ｑ８〜Ｑ１０の処理は、アクセル開度が小さいほど、燃料噴射量を精度よく制御することが難しくなってエンジン回転数の変動が大きくなるということで、アクセル開度に応じてなましレベルを相違させるようにしてある。
【００３６】
上述したＱ３、Ｑ６、Ｑ７、Ｑ９あるいはＱ１０で設定されたなましレベルでもって、回転数センサＳ１１で検出されたエンジン回転数がなまし処理されて、このなまし処理後のエンジン回転数が回転数メータ２に表示されることになる。
【００３７】
次に、エンジン回転数をなまし処理する具体的例について説明する。なお、以下の説明で用いる符号の意味は、次のとおりである。「Ｘ」は、回転数センサ２で検出されたエンジン回転数の今回値である。「Ｙ」は、回転数メータ２に表示させる今回値である。「Ｚ-1」は前回値であることを意味するものである。すなわち、「Ｚ-1Ｙ」は「Ｙ」の前回値であることを示し、「Ｚ-1Ｘ」は「Ｘ」の前回値であることを示す。
【００３８】
また、△Ｔは、回転数センサＳ１１によるエンジン回転数のサンプリング時間（サンプリング周期）である。ｔは、時定数である。Ｋはゲインであるが、後述する式（３）以下の式については、便宜的にＫ＝１として計算するようにしてある。
【００３９】
まず、回転数センサＳ１１で検出されるエンジン回転数について、ローパスフィルタの双一次変換する。連続型のｓ関数におけるローパスフィルタの伝達関数は次式（１）に示される。
【００４０】
【数１】
2020179801.tif 000003
【００４１】
連続型となるｓ関数を離散型となるｚ関数に変換する場合、この変換式が、次式（２）に示される。
【００４２】
【数２】
2020179801.tif 000004
【００４３】
式（２）を式（１）に代入することにより（便宜的にゲインＫ＝１としてある）。次式（３）が得られる。この式（３）を変形して、次式（４）が得られる。
【００４４】
【数３】
2020179801.tif 000005
【００４５】
【数４】
2020179801.tif 000006
【００４６】
式（４）中の一部を、式（５）で示すようにＡとＢとに置き換えることにより、式（６）が得られる。この式（６）に示す「Ｙ」が、なまし処理された後のエンジン回転数で、回転数メータ２に表示されるエンジン回転数となる。
【００４７】
【数５】
2020179801.tif 000007
【００４８】
【数６】
2020179801.tif 000008
【００４９】
以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能である。なまし処理の手法は従来既知の適宜の手法を採択することができる。例えば、回転数メータ２に表示する回転数を、回転数センサＳ１１で検出される複数の検出値の移動平均値としてもよく、移動平均の対象となる検出値の個数を増やすことによりなまし度合いを高めることができる。また、回転数メータ２に表示する今回の表示値を、前回の表示値に対する差分（変動分）が所定の制限範囲内となるようにをすることによって行うこともできる。具体的には、例えば、今回の表示値の前回の表示値からの変動幅を、所定回転数の範囲内に制限したり、前回の表示値の所定割合の範囲内に制限する等のことができる（上記所定回転数を小さくしたり、上記所定割合を小さくすることにより、なまし度合いが大きくなる）。さらに、なまし処理は、回転数メータ２に別途装備されたなまし処理用のコントローラによって行うこともできる。回転数メータ２は、アナログ表示に限らず、デジタル表示するものであってもよい。
【００５０】
ＳＰＣＣＩ燃焼される領域の一部あるいは全部を、ＨＣＣＩ燃焼とすることもできる。また、全ての運転領域でＳＩ燃焼されるものであってもよい。変速機としては、クラッチ付きの手動変速機であってもよい。この場合、図６に示すフローチャートは、Ｑ４での判別を、「ロックアップクラッチのＯＦＦ」に代えて、「クラッチのＯＦＦ」に変更すればよい。本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものであり、表示方法として把握することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、エンジン回転数を表示する回転数メータを有する車両に適用して好適である。
【符号の説明】
【００５２】
Ｕ：コントローラ
Ｓ１：回転数センサ
Ｓ２：アクセル開度センサ
Ｓ１１：点火プラグ
Ｓ１２：燃料噴射弁
ＭＰ：メータパネル
２：回転数メータ
２ａ：指針
１０：エンジン
１１：自動変速機
１２：トルクコンバータ
１２ａ：ロックアップクラッチ
１３：多段変速歯車機構
【図１】
2020179801.tif 000009
【図２】
2020179801.tif 000010
【図３】
2020179801.tif 000011
【図４】
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【図５】
2020179801.tif 000013
【図６】
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