Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ОТОБРАЖЕНИЯ

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к устройству отображения для двигателя внутреннего сгорания, включающего в себя механизм переменной степени сжатия, выполненный с возможностью изменять степень сжатия двигателя для двигателя внутреннего сгорания.

Уровень техники

[0002] Патентный документ 1 описывает уровень техники для показа на дисплее мгновенной топливной экономичности транспортного средства в течение предварительно определенного короткого периода времени, при этом мгновенная топливная экономичность вычисляется на основе расхода топлива и расстояния движения транспортного средства, и при этом расстояние движения вычисляется на основе скорости транспортного средства для транспортного средства.

Документ(ы) предшествующего уровня

Патентный документ(ы)

[0003] Патентный документ 1: JP 2011-257429 A

Сущность изобретения

Проблема(ы), которая должна быть решена изобретением

[0004] Однако, мгновенная топливная экономичность колеблется часто в ответ на срабатывание акселератора или изменения скорости транспортного средства. Это может вызывать явление того, что срабатывание акселератора вызывает небольшое изменение в нагрузке двигателя или скорости вращения двигателя в направлении неблагоприятного влияния на топливную экономичность, и, тем самым, вызывает отображение неблагоприятного результата топливной экономичности, даже в то время как транспортное средство фактически движется в топливосберегающем рабочем диапазоне. Это может давать водителю странное ощущение или ложное распознавание, что водителю не удается вести транспортное средство в топливосберегающем рабочем режиме. Следовательно, все еще остается пространство для улучшения в таком устройстве для отображения на дисплее информации о топливной экономичности и т.д.

Средства решения проблем(ы)

[0005] Настоящее изобретение было выполнено, принимая во внимание вышеупомянутое. Согласно настоящему изобретению, устройство отображения для транспортного средства или т.п., снабженного механизмом переменной степени сжатия, выполненным с возможностью изменять степень сжатия двигателя для двигателя внутреннего сгорания, содержит секцию индикатора, выполненную с возможностью изменять свою индикацию в зависимости от степени сжатия двигателя.

[0006] Секция индикатора выполнена с возможностью поддерживать индикацию постоянной или в пределах небольшого изменения относительно изменения в степени сжатия двигателя в каждой из, по меньшей мере, одной из первой и второй мертвых зон степени сжатия двигателя, при этом первая мертвая зона включает в себя окрестность верхнего предела степени сжатия двигателя, включая верхний предел, и при этом вторая мертвая зона включает в себя окрестность нижнего предела степени сжатия двигателя, включая нижний предел.

Результат(ы) изобретения

[0007] Настоящее изобретение служит для указания состояния степени сжатия двигателя для водителя и, тем самым, предоставляет возможность водителю распознавать состояние степени сжатия двигателя. Кроме того, предоставление мертвой зоны служит для предотвращения изменения индикации степени сжатия двигателя неожиданно в окрестности верхнего или нижнего предела, и, тем самым, пресекает предоставление такого странного ощущения водителю.

Краткое описание чертежей

[0008] Фиг. 1 является схемой конфигурации примерного двигателя внутреннего сгорания, включающего в себя турбонагнетатель, согласно настоящему изобретению.

Фиг. 2 является схемой конфигурации механизма переменной степени сжатия двигателя внутреннего сгорания.

Фиг. 3 является пояснительным графиком, представляющим карту настройки степени сжатия двигателя.

Фиг. 4A и 4B являются видами отображения, показывающего степень сжатия двигателя в состоянии высокой степени сжатия и в состоянии низкой степени сжатия, соответственно.

Фиг. 5 является пояснительным графиком, показывающим, как указывать степень сжатия двигателя, согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 6A и 6B являются пояснительными графиками, показывающими, как указывать степень сжатия двигателя в спортивном режиме и в экономичном режиме, соответственно, согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 7 является блок-схемой последовательности операций, показывающей процесс управления согласно второму варианту осуществления.

Режим(ы) осуществления изобретения

[0009] Последующее описывает настоящее изобретение со ссылкой на варианты осуществления, показанные на чертежах. Как показано на фиг. 1, двигатель 1 внутреннего сгорания для транспортного средства, к которому первый и второй варианты осуществления настоящего изобретения применяются, включает в себя турбонагнетатель 2 между выпускным каналом 4 и впускным каналом 3, при этом турбонагнетатель 2 конструируется, чтобы нагнетать всасываемый воздух с помощью энергии выхлопа. Выходная мощность двигателя 1 внутреннего сгорания передается ведущим колесам посредством изменения скорости автоматической коробки передач 8.

[0010] Блок 6 управления имеет функцию запоминания и выполнения различных управлений двигателем. Блок 6 управления принимает ввод сигналов от датчиков, таких как датчик 11 скорости двигателя и датчик 12 атмосферного давления для обнаружения атмосферного давления на стороне выше по потоку от дроссельной заслонки, и выводит управляющие сигналы дроссельной заслонке 13, клапану 14 впрыска топлива, свече 15 зажигания и т.д. на основе сигналов и управляет открытием дроссельной заслонки, количеством впрыскиваемого топлива, моментом впрыска топлива и моментом зажигания и т.д. Кроме того, блок 6 управления регулирует давление наддува до желаемого целевого давления наддува, регулируя открытие выхлопного перепускного клапана 7 в качестве механизма регулирования давления наддува, при этом регулировка основывается на обнаруженном значении давления наддува, полученном посредством датчика 5 давления наддува.

[0011] Фиг. 2 показывает механизм 20 переменной степени сжатия, использующий поршневой кривошипно-шатунный механизм многозвенного типа. Этот механизм кратко описывается здесь, поскольку он является широко известным как описанный в JP 2006-226133 A. В блоке 21 цилиндров, частично формирующем корпус двигателя внутреннего сгорания, поршень 22 вставлен внутрь каждого цилиндра 23 с возможностью скольжения, и коленчатый вал 24 поддерживается с возможностью вращения. Механизм 20 переменной степени сжатия включает в себя: нижнее звено 25, присоединенное с возможностью вращения к шатунной шейке 24 коленчатого вала 24; верхнее звено 26, соединяющее нижнее звено 25 с поршнем 22; вал 27 управления, поддерживаемый с возможностью вращения корпусом двигателя внутреннего сгорания, таким как блок 21 цилиндров; и звено 28 управления, соединяющее нижнее звено 25 с валом 27 управления через эксцентриковый фрагмент вала управления, предусмотренный эксцентрично на валу 27 управления. Поршень 22 соединяется относительно с возможностью вращения к верхнему концу верхнего звена 26 через палец 30 поршня. Нижнее звено 25 присоединяется относительно с возможностью вращения к нижнему концу верхнего звена 26 через первый соединительный штифт 31, и присоединяется относительно с возможностью вращения к верхнему концу звена 28 управления через второй соединительный штифт 32. Нижний конец звена 28 управления соединяется с возможностью вращения с эксцентриковым фрагментом вала управления для вала 27 управления.

[0012] Вал 27 управления присоединяется к приводному мотору 33, который служит в качестве актуатора. Приводной мотор 33 изменяет и удерживает угловое положение вала 27 управления и, таким образом, изменяет положение нижнего звена 25, и характеристики хода поршня, включающие в себя позиции верхней мертвой точки поршня и нижней мертвой точки, и степень сжатия двигателя. Таким образом, степень сжатия двигателя может управляться согласно рабочему состоянию двигателя посредством управления приведением в действие приводного мотора 33 через блок 6 управления (см. фиг. 1). В частности, блок 6 управления выполняет управление с обратной связью по отношению к приводному мотору 33 на основе фактической степени сжатия, обнаруженной посредством датчика 34 вала управления (см. фиг. 1) таким образом, чтобы поддерживать фактическую степень сжатия в окрестности целевой степени сжатия, при этом фактическая степень сжатия является фактическим значением степени сжатия двигателя, изменяемой посредством механизма 20 переменной степени сжатия, и при этом датчик 34 вала управления предусматривается для обнаружения углового положения вала 27 управления, соответствующего фактической степени сжатия, и, тем самым, служит в качестве устройства для обнаружения фактической степени сжатия.

[0013] Фиг. 3 является поясняющим графиком, показывающим карту настройки степени сжатия двигателя (целевой степени сжатия). Как показано на фиг. 3, степень сжатия двигателя задается на основе крутящего момента двигателя, т.е., нагрузки двигателя и скорости вращения двигателя. В основном, в главном рабочем диапазоне (первом рабочем диапазоне) R1, степень сжатия двигателя задается увеличивающейся для улучшения теплового КПД и уменьшения расхода топлива с уменьшением нагрузки двигателя или скорости вращения двигателя, в то время как степень сжатия двигателя задается уменьшающейся для пресечения возникновений детонации и преждевременного зажигания с увеличением нагрузки двигателя или скорости вращения двигателя. Таким образом, как указано стрелкой Y1, степень сжатия двигателя уменьшается с увеличением нагрузки двигателя и скорости вращения двигателя в главном рабочем диапазоне (первом рабочем диапазоне) R1.

[0014] Однако, во второстепенном рабочем диапазоне (втором рабочем диапазоне), а именно, диапазоне R2 максимальной мощности в окрестности пятна максимальной мощности в самой верхней самой правой области на фиг. 3, степень сжатия двигателя устанавливается в значение ε0 выше минимальной степени сжатия (ε0 > εmin), чтобы максимизировать мощность, насколько возможно. Таким образом, как указано стрелкой Y2, степень сжатия двигателя увеличивается с увеличением нагрузки двигателя и скорости вращения двигателя, в диапазоне R2 максимальной мощности.

[0015] Этот вариант осуществления приводится в пример так, что степень сжатия двигателя устанавливается в максимальную степень сжатия в окрестности пятна минимальной мощности, но может быть модифицирован так, что степень сжатия двигателя устанавливается ниже максимальной степени сжатия в окрестности пятна минимальной мощности, аналогично окрестности пятна максимальной мощности.

[0016] Фиг. 4A и 4B являются пояснительными видами дисплея 40, формирующего устройство отображения согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Дисплей 40 размещается в позиции, видимой водителю. Например, дисплей 40 размещается на приборной панели или на переднем щитке или используется в качестве дисплея, совместно используемого с навигационной системой. Дисплей 40 принимает, от блока 6 управления, ввод управляющего сигнала для фактической степени сжатия, обнаруженной посредством датчика 34 вала управления, и управляющего сигнала давления наддува, обнаруженного посредством датчика 5 давления наддува.

[0017] Как показано на фиг. 4A и 4B, секция 41 индикатора имеет форму продольной столбиковой диаграммы, разделенной на несколько стадий, и включает в себя курсор 42, подвижный продольно, чтобы указывать текущую степень сжатия двигателя ("степень сжатия"). Курсор 42 перемещается вниз, когда степень сжатия двигателя растет, и перемещается вверх, когда степень сжатия двигателя падает. Под секцией 41 индикатора метка 43 ("Eco"), указывающая энергосбережение, показывается, чтобы пояснять, что повышение степени сжатия двигателя улучшает тепловой КПД и уменьшает расход энергии. Над секцией 41 индикатора метка 44 ("Мощность"), указывающая высокую мощность, показывается, чтобы пояснять, что снижение степени сжатия двигателя повышает мощность двигателя. Дополнительно, стадии секции 41 индикатора имеют цветовые тона, которые изменяются от стадии к стадии, чтобы предоставлять возможность легко уяснять степень сжатия двигателя. Например, цветовые тона постепенно становятся красноватыми, чтобы выявлять высокую мощность как следующую вверх (в сторону низкой степени сжатия) в секции 41 индикатора, и становятся зеленоватыми, чтобы выявлять энергосбережение как следующее вниз (в сторону высокой степени сжатия) в секции 41 индикатора.

[0018] Кроме того, дисплей 40 включает в себя секцию 45 индикатора давления наддува, чтобы указывать состояние наддува в дополнение к индикации степени сжатия двигателя. Секция 45 индикатора давления наддува реализуется посредством измерителя, имеющего форму круговой диаграммы, разделенную на несколько стадий, при этом светоизлучающая зона 46 измерителя протягивается по окружности в направлении по часовой стрелке, когда давление наддува растет, и сокращается по окружности в направлении против часовой стрелки, когда давление наддува падает. Измеритель снабжается шкалой, включающей в себя метки "-1", "0", "1", "2", размещенные в таком порядке в направлении по часовой стрелке. Метка "0" указывает давление, эквивалентное атмосферному давлению, а метка "-1" указывает давление -100 кПа (отрицательное давление), а метка "1" указывает давление 100 кПа, и метка "2" указывает давление 200 кПа. Настоящий вариант осуществления использует как турбонагнетатель 2, так и механизм 20 переменной степени сжатия, и, таким образом, имеет способность повышать давление наддува приблизительно до 200 кПа. Дополнительная индикация давления наддува в секции 45 индикатора давления наддува предоставляет возможность выразительно распознавать состояние высокой мощности.

[0019] Фиг. 4A показывает состояние высокой степени сжатия и низкого давления наддува. Фиг. 4B показывает состояние низкой степени сжатия и высокого давления наддува.

[0020] Фиг. 5 показывает соотношение между степенью сжатия двигателя и ее индикацией. Секция 41 индикатора настраивается с мертвыми зонами 51, 52 степени сжатия двигателя, в которых секция 41 индикатора поддерживает свою индикацию постоянной относительно изменения в степени сжатия двигателя. Мертвая зона 51 на стороне высокой степени сжатия включает в себя окрестность максимальной степени сжатия, включая максимальную степень сжатия. Мертвая зона 52 на стороне низкой степени сжатия включает в себя окрестность минимальной степени сжатия, включая минимальную степень сжатия. В случае применения аналогового способа индикации, карта настройки, показанная на фиг. 5, может быть задана так, что индикация показывает чрезвычайно малое изменение в мертвых зонах, которое является нераспознаваемым для водителя.

[0021] Что касается окрестности минимальной степени сжатия, в диапазоне R2 максимальной мощности (см. фиг. 3), где степень сжатия двигателя задается выше минимальной степени сжатия, индикация секции 41 индикатора задается как для мертвой зоны 52, т.е. задается в индикацию, соответствующую минимальной степени сжатия.

[0022] Например, когда водитель продолжает нажимать педаль акселератора и вызывает переход мощности двигателя в диапазон R2 максимальной мощности, так что степень сжатия двигателя увеличивается с минимальной степени сжатия до степени сжатия ε0 (> εmin) при максимальной мощности, непосредственная индикация фактической степени сжатия будет обязана давать водителю впечатление, что степень сжатия двигателя повышается и мощность двигателя падает временно. Напротив, согласно настоящему варианту осуществления, даже с таким переходом в диапазон R2 максимальной мощности, предоставление мертвой зоны 52 служит сохранению индикации степени сжатия двигателя как для минимальной степени сжатия εmin, и, тем самым, не позволяет пользователю некорректно распознавать то, что мощность двигателя упала.

[0023] Кроме того, предоставление мертвой зоны 51 также для окрестности максимальной степени сжатия, т.е., для окрестности минимальной мощности, служит для сохранения индикации степени сжатия двигателя как для максимальной степени сжатия, т.е. как для энергосберегающего состояния ("Eco"), в широком диапазоне близко к минимальной мощности, и, тем самым, побуждает водителя поддерживать состояние энергосберегающего привода, когда водитель хочет поступать так.

[0024] Секция 41 индикатора дополнительно выполнена с возможностью изменять свою индикацию линейно с изменением в степени сжатия двигателя, чтобы отражать состояние степени сжатия двигателя правильным образом. Дополнительно, секция 41 индикатора выполнена с возможностью иметь секцию 54, где линейное изменение с изменением в степени сжатия двигателя имеет больший градиент, чтобы увеличивать изменение в индикации относительно изменения в степени сжатия двигателя, при этом секция 54 находится на стороне более низкой степени сжатия (стороне более высокой мощности) от промежуточной степени сжатия в промежуточной точке 53 практически в центральной точке между минимальной и максимальной степенью сжатия.

[0025] Увеличение градиента линейного изменения на стороне низкой степени сжатия (стороне высокой мощности) предоставляет возможность индикации степени сжатия двигателя изменяться более быстро в направлении уменьшения степени сжатия (в направлении увеличения мощности), и, тем самым, предоставляет возможность водителю распознавать более ясно, что состояние движения переключается в направлении уменьшения степени сжатия (в направлении увеличения мощности).

[0026] Фиг. 6A и 6B показывают соотношения между мощностью двигателя и индикацией степени сжатия двигателя, согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения. Второй вариант осуществления включает в себя средство изменения градиента, чтобы предоставлять возможность водителю изменять градиент линейного изменения посредством приведения в действие переключателя 57 режима привода (см. фиг. 1).

[0027] Переключатель 57 режима привода выполнен с возможностью выполнять переключение в спортивный режим для приоритета мощности двигателя и в экономичный режим для приоритета энергосбережения. Спортивный режим и экономичный режим соответственно применяют характеристики на фиг. 6A и 6B. Прерывистые линии на фиг. 6A и 6B соответствуют обычному режиму, как на фиг. 5 для первого варианта осуществления, когда ни спортивный режим, ни экономичный режим не выбран.

[0028] Как показано на фиг. 6A, спортивный режим задается так, что линейное изменение на стороне более низкой степени сжатия (стороне более высокой мощности) от промежуточной точки 53 имеет больший уклон 55 по сравнению с обычным режимом, так что мертвая зона 52 на стороне низкого сжатия является более широкой, чем в обычном режиме, при этом индикация минимальной степени сжатия сохраняется в мертвой зоне 52. Установка спортивного режима так, что линейное изменение на стороне низкой степени сжатия (стороне высокой мощности) имеет больший уклон 55, а мертвая зона 52 на стороне низкой степени сжатия является более широкой, служит произведению впечатления ускорения на водителя.

[0029] Как показано на фиг. 6B, экономичный режим устанавливается так, что линейное изменение на стороне более высокой степени сжатия (стороне более низкой мощности) от промежуточной точки 53 имеет больший уклон 56 по сравнению со спортивным режимом, так что мертвая зона 51 на стороне высокой степени сжатия (стороне низкой мощности) является более широкой, чем в спортивном режиме, при этом индикация максимальной степени сжатия сохраняется в мертвой зоне 51. Установка экономичного режима, что линейное изменение на стороне высокой степени сжатия (стороне низкой мощности) имеет больший уклон 56, а мертвая зона 51 на стороне высокой степени сжатия является более широкой, служит произведению впечатления энергосбережения на водителя.

[0030] Фиг. 7 является блок-схемой последовательности операций, показывающей процесс управления согласно второму варианту осуществления, описанному выше. Эта программа хранится и исполняется блоком 6 управления. На этапе S11 блок 6 управления оценивает, выбран или нет спортивный режим посредством переключателя 57 режима привода. Когда спортивный режим выбран, блок 6 управления затем переходит к этапу S12, когда блок 6 управления выбирает карту настройки на фиг. 6A и указывает степень сжатия двигателя с помощью выбранной карты настройки. Когда спортивный режим не выбран, блок 6 управления затем переходит к этапу S13, когда блок 6 управления оценивает, выбран или нет экономный режим посредством переключателя 57 режима привода. Когда экономный режим выбран, блок 6 управления затем переходит к этапу S14, когда блок 6 управления выбирает карту настройки на фиг. 6B и указывает степень сжатия двигателя с помощью выбранной карты настройки. Когда оба ответа на этапы S11 и S13 являются отрицательными, блок 6 управления затем переходит к этапу S15, когда блок 6 управления выбирает карту настройки обычного режима, показанную на фиг. 5, и указывает степень сжатия двигателя с помощью выбранной карты настройки.

[0031] Последующее описание является списком характерных конфигураций и функций настоящих вариантов осуществления.

[0032] [1] Предоставляется механизм 20 переменной степени сжатия, выполненный с возможностью изменять степень сжатия двигателя для двигателя внутреннего сгорания, и содержится дисплей 40, который отображает текущее состояние степени сжатия двигателя. В целом, степень сжатия двигателя не так чувствительно регулируется относительно изменения в нагрузке двигателя или скорости вращения двигателя, а поддерживается постоянной относительно небольшого изменения в нагрузке двигателя или скорости вращения двигателя. Следовательно, индикация степени сжатия двигателя не изменяется часто. Это служит для того, чтобы предоставлять возможность водителю распознавать состояние энергосберегающего привода также во время ускорения транспортного средства, когда транспортное средство приводится в движение со степенью сжатия двигателя, установленной в состояние благоприятного энергосбережения. Это служит для удержания водителя от чрезмерного нажатия педали акселератора, когда водитель хочет сохранять состояние энергосберегающего вождения.

[0033] Кроме того, принимая во внимание текущую окружающую обстановку, когда транспортное средство не снабжено механизмом переменной степени сжатия, отображение степени сжатия двигателя служит для того, чтобы предоставлять возможность водителю иметь впечатление, что степень сжатия двигателя фактически изменяется, т.е., механизм переменной степени сжатия фактически действует.

[0034] [2] Степень сжатия двигателя устанавливается высокой, чтобы улучшать тепловой КПД и уменьшать расход топлива, когда нагрузка двигателя или скорость вращения двигателя является низкой. На стороне высокой степени сжатия секции 41 индикатора предусматривается метка, указывающая энергосбережение. Эта метка предоставляет возможность водителю, намеревающемуся задействовать акселератор, не отклоняться от этой метки, побуждающей энергосбережение, и, тем самым, добиваться состояния энергосберегающего привода.

[0035] [3] Степень сжатия двигателя устанавливается низкой, чтобы пресекать возникновения детонации и преждевременного зажигания, когда нагрузка двигателя или скорость вращения двигателя является высокой. На стороне низкой степени сжатия секции 41 индикатора предусматривается метка, указывающая высокую мощность. Эта метка предоставляет возможность водителю распознавать состояние привода с высокой мощностью. Когда такое состояние привода с высокой мощностью существует против намерения водителя, метка побуждает водителя ослаблять нажатие на акселератор.

[0036] [4] Согласно вариантам осуществления, дополнительно предусматривается турбонагнетатель 2 для наддува всасываемого воздуха, и дисплей 40 включает в себя секцию 45 индикатора давления наддува, чтобы указывать состояние наддува в дополнение к индикации степени сжатия двигателя. Применение как механизма 20 переменной степени сжатия, так и турбонагнетателя 2, предоставляет возможность достаточного повышения давления наддува приблизительно до 200 кПа в состоянии низкой степени сжатия. Дополнительная индикация давления наддува в секции 45 индикатора давления наддува предоставляет возможность выразительно распознавать состояние высокой мощности.

[0037] Хотя настоящее изобретение было описано со ссылкой на конкретные варианты осуществления, настоящее изобретение не ограничивается вариантами осуществления, а включает в себя различные их модификации. Например, форма индикации степени сжатия двигателя и давления наддува на дисплее не ограничивается вариантами осуществления, но может быть реализована посредством другой формы, такой как аналоговое устройство отображения. Кроме того, хотя дисплей согласно вышеописанным вариантам осуществления выполнен с возможностью отображать индикацию текущего состояния степени сжатия двигателя, обнаруженной посредством датчика вала управления, дисплей не ограничивается этим, но может быть выполнен с возможностью указывать целевую степень сжатия, которая задается на основе нагрузки двигателя и скорости вращения двигателя и т.д. Кроме того, хотя степень сжатия двигателя указывается посредством перемещения курсора согласно вышеописанным вариантам осуществления, индикация степени сжатия двигателя не ограничивается таким образом, но может быть реализована посредством светового излучения, аналогичного секции индикатора давления наддува.