УСТРОЙСТВО ОТОБРАЖЕНИЯ Российский патент 2018 года по МПК B60K35/00 F02D29/02 F02D15/02 G07C5/08 

Область техники

Настоящее изобретение относится к устройству отображения, используемому в транспортной машине, имеющей механизм переменной степени сжатия, который способен модифицировать степень сжатия двигателя.

Уровень техники

В публикации JP 2011-257429 раскрыта технология, при которой мгновенный расход топлива в короткий период времени вычисляется на основе пройденного расстояния транспортного средства (или подвижного тела), и расход топлива (экономичность), определенный на основе скорости транспортного средства и этого мгновенного расхода топлива, отображается на дисплее.

Проблема, решаемая изобретением

Однако, поскольку вышеописанный мгновенный расход топлива сложно (в большом количестве) изменяется в соответствии с действиями акселератора и изменением скорости транспортного средства, изменение расхода топлива отображается даже в случае, когда нагрузка двигателя и число оборотов двигателя (скорость вращения двигателя) слегка изменяется в направлении ухудшения расхода топлива в соответствии с действиями акселератора в это время, даже если движение в области движения с хорошим расходом топлива (экономичностью) фактически выполняется. Таким образом, возникает вероятность того, что у водителя возникает неприятное чувство, и водитель ошибочно распознает, что выполняется движение с плохим расходом топлива (экономичностью).

Средство решения проблем

Принимая во внимание такое обстоятельство, которое описано выше, целью настоящего изобретения является создание устройства отображения, используемого для транспортной машины, имеющей механизм переменной степени сжатия, который приспособлен модифицировать переменную степень сжатия двигателя внутреннего сгорания, устройство отображения, содержащее дисплей, отображающий состояние степени сжатия двигателя.

В целом, поскольку степень сжатия двигателя не устанавливается детальным образом в соответствии с нагрузкой двигателя и числом оборотов двигателя (скоростью) по сравнению, например, с требуемым крутящим моментом, объемом впрыскиваемого топлива и т.д., степень сжатия двигателя, таким образом, не изменяется, даже если нагрузка двигателя или число (скорость) оборотов двигателя слегка изменяется. То есть, отображение степени сжатия двигателя не изменяется, даже если нагрузка двигателя или число оборотов (скорость) двигателя слегка изменяется. Например, если выполняется движение со степенью сжатия с хорошим расходом топлива (экономичностью), отображение не изменяется без необходимости даже во время ускорения транспортного средства. Таким образом, водитель может продолжать распознавать, что движение выполняется в состоянии движения с хорошим расходом топлива (экономичностью).

С другой стороны, например, когда состояние движения изменяется с состояния движения с хорошим расходом топлива (экономичностью) на состояние движения с плохим расходом топлива (экономичностью), например, вследствие резкого нажатия педали акселератора, степень сжатия двигателя соответственно изменяется, и отображение степени сжатия двигателя изменяется. Таким образом, чрезмерное нажатие педали акселератора может быть распознано водителем, который держит в уме движение с хорошим расходом топлива (экономичностью).

Преимущества изобретения

Согласно настоящему изобретению состояние степени сжатия двигателя может быть представлено водителю так, что водитель может распознавать состояние степени сжатия двигателя.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - приблизительный вид конфигурации, представляющий двигатель внутреннего сгорания, который оснащен турбонагнетателем, относящийся к предпочтительному варианту осуществления согласно настоящему изобретению;

Фиг. 2 - приблизительный вид конфигурации, представляющий механизм переменной степени сжатия, относящийся к предпочтительному варианту осуществления, описанному выше;

Фиг. 3 - пояснительный вид, представляющий карту настройки степени сжатия двигателя; и

Фиг. 4(A) и 4(B) - пояснительные виды, представляющие отображение, указывающее состояние степени сжатия двигателя, причем фиг. 4(A) является состоянием высокой степени сжатия, а фиг. 4(B) является состоянием низкой степени сжатия.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

Далее в данном документе настоящее изобретение будет описано на примере предпочтительного варианта осуществления, показанного на чертежах. Как показано на фиг. 1, турбонагнетатель 2, который нагнетает всасываемый воздух с помощью энергии отработавшего газа, помещается между выпускным каналом 4 и впускным каналом 3 в двигателе 1 внутреннего сгорания для транспортного средства, к которому предпочтительный вариант осуществления согласно настоящему изобретению применяется. Выходная мощность двигателя 1 внутреннего сгорания преобразуется передачами посредством автоматической трансмиссии 8 и передается ведущему колесу(ам).

Секция 6 управления имеет функцию хранения и исполнения различных типов управлений двигателем и выводит управляющие сигналы дроссельному клапану 13, клапану 14 впрыска топлива, свечам 15 зажигания и т.д. на основе сигналов, вводимых от датчика 11 числа оборотов двигателя, датчика 12 атмосферного давления, определяющего атмосферное давление на стороне выше по потоку от дроссельной заслонки, и т.д., чтобы управлять углом открытия дроссельной заслонки, объемом впрыскиваемого топлива, моментом зажигания и т.д. Кроме того, секция 6 управления регулирует угол открытия перепускного клапана 7 на выпуске в качестве механизма регулировки нагнетаемого давления (давления наддува), чтобы управлять нагнетаемым давлением до желаемого целевого нагнетаемого давления на основе нагнетаемого давления (давления наддува), обнаруженного посредством датчика 5 нагнетаемого давления.

Фиг. 2 показывает механизм 20 переменной степени сжатия, использующий поршневой кривошипно-шатунный механизм двухзвенного типа. Следует отметить, что, поскольку этот механизм является хорошо известным, как описано в публикации выложенной заявки на патент Японии № 2006-226133 и т.д., в данном документе будет предоставлен только краткий обзор этого механизма. В блоке 21 цилиндров, составляющем часть основного каркаса двигателя для двигателя внутреннего сгорания, поршень 22 каждого цилиндра вставляется с возможностью скольжения в соответствующий один из цилиндров 23, и коленчатый вал 24 поддерживается с возможностью вращения посредством блока 21 цилиндров. Механизм 20 переменной степени сжатия включает в себя: нижнюю тягу 25, соединенную с возможностью вращения с осью 24A кривошипа коленчатого вала 24; верхнюю тягу 26, соединяющую эту нижнюю тягу 25 и поршень 22; вал 27 управления, поддерживаемый с возможностью вращения на стороне основного каркаса двигателя блока 21 цилиндров, и т.д.; и управляющую тягу 28, соединяющую сегмент эксцентрикового вала управления, расположенный эксцентрично по отношению к валу 27 управления, и нижнюю тягу 25. Поршень 22 и верхний конец верхней тяги 26 соединяются относительно друг друга с возможностью вращения через палец 30 поршня. Нижний конец верхней тяги 26 и нижней тяги 25 являются относительно поворачиваемыми через первую ось 31 тяги, а верхний конец управляющей тяги 28 и нижней тяги 25 соединяются относительно друг друга с возможностью вращения через вторую ось 32 тяги. Нижний конец управляющей тяги 28 соединяется с возможностью вращения с сегментом эксцентрикового вала управления для вала 27 управления.

Приводной мотор 33 соединяется с валом 27 управления в качестве актуатора. Этот приводной мотор 33 вынуждает угловое положение вала 27 управления изменяться и удерживаться так, что, в ассоциации с изменением положения нижней тяги 25, характеристика хода поршня, включающая в себя верхнюю мертвую точку поршня и нижнюю мертвую точку поршня, изменяется, и механическая степень сжатия, соответственно, изменяется. Следовательно, управляя приводным мотором 33 с возможностью передачи приводного усилия через вышеописанный сегмент 6 управления (ссылка на фиг. 1), механическая степень сжатия может управляться в соответствии с состоянием привода двигателя. В частности, в качестве устройства для обнаружения фактической механической степени сжатия, модифицируемой посредством механизма 20 переменной степени сжатия, размещается датчик 34 вала управления (ссылка на фиг. 1), обнаруживающий угловое положение вала 27 управления, соответствующее этой фактической степени сжатия. Секция 6 управления выполняет управление с обратной связью приводным мотором 33 для того, чтобы поддерживать фактическую степень сжатия поблизости от целевой степени сжатия на основе фактической степени сжатия, обнаруженной посредством датчика 34 вала управления.

Фиг. 3 показывает пояснительный вид, представляющий карту настройки степени сжатия двигателя (целевой степени сжатия). Как показано на фиг. 3, степень сжатия двигателя задается на основе крутящего момента двигателя, а именно, нагрузки двигателя и числа оборотов (скорости) двигателя.

Когда нагрузка двигателя становится ниже или когда число оборотов двигателя (скорость двигателя) становится ниже, степень сжатия двигателя задается более высокой для того, чтобы добиваться улучшения в топливной экономичности (расходе), вызванного улучшением в тепловом КПД. С другой стороны, когда нагрузка двигателя становится более высокой, или число оборотов двигателя (скорость двигателя) становится более высоким, степень сжатия двигателя задается более низкой для того, чтобы пресекать формирования детонации и преждевременного зажигания. Другими словами, когда нагрузка двигателя или число оборотов (скорость) двигателя становится более высокими, степень сжатия двигателя становится более низкой.

Фиг. 4(A) и 4(B) показывают пояснительные виды, представляющие дисплей 40, составляющий устройство отображения, относящееся к предпочтительному варианту осуществления.

Этот дисплей 40 размещается в позиции, которая может визуально быть распознана водителем. Дисплей 40, например, размещается в приборной панели или передней панели, размещенной перед водителем, и используется для общего использования вместе с дисплеем для навигационной системы. Управляющие сигналы фактической степени сжатия, обнаруженные посредством датчика 34 вала управления, и нагнетаемое давление (давление наддува), обнаруженное посредством датчика 5 нагнетаемого давления, вводятся из секции 6 управления.

Сегмент 41 отображения (ст. сжатия) степени сжатия (ст. сжатия), например, формируется в форме столбиковой диаграммы из множества ступеней в вытянутом направлении, как показано на фиг. 4(A) и 4(B), в которой курсор 42 перемещается в вертикальном направлении сегмента 41 отображения степени сжатия. Этот курсор представляет состояние текущей степени сжатия двигателя. Этот курсор 42 перемещается в нижнюю сторону, когда степень сжатия двигателя становится более высокой степенью сжатия, и перемещается в верхнюю сторону, когда степень сжатия двигателя становится более низкой степенью сжатия. Следует отметить в данном документе, что символы (Eco) 43 представления экономичности отображаются (помечаются) на нижней стороне сегмента 41 отображения степени сжатия, представляя экономию энергии для того, чтобы водитель понимал, что расход топлива (экономичность) улучшается посредством улучшения теплового КПД, и движение выполняется в состоянии экономии энергии, когда степень сжатия двигателя становится более высокой степенью сжатия, а символы 44 высокой выходной мощности (Мощность) отображаются (помечаются), представляя высокую выходную мощность, на верхней стороне сегмента 41 отображения степени сжатия для того, чтобы водитель понимал, что двигатель переходит к более высокой выходной мощности, когда степень сжатия двигателя становится более низкой степенью сжатия. Кроме того, цветовой тон иерархии в сегменте 41 отображения степени сжатия модифицируется для того, чтобы легко содействовать состоянию степени сжатия двигателя. Например, когда курсор перемещается больше к верхней стороне (стороне более низкой степени сжатия), цветовой тон становится ближе к красному, чтобы ассоциироваться с высокой выходной мощностью, а, когда курсор перемещается больше в нижнюю сторону (сторону более высокой степени сжатия), цветовой тон становится ближе к зеленому, чтобы ассоциироваться с экономией энергии. Таким образом, цветовой тон модифицируется ступенчатым образом.

Следует также отметить, что, на этом дисплее 40, сегмент 45 отображения нагнетаемого давления располагается рядом с сегментом 41 отображения, который отображает состояние степени сжатия двигателя. Сегмент 45 отображения нагнетаемого давления является счетчиком в форме круговой диаграммы для множества стадий. Когда нагнетаемое давление (наддува) повышается, светоизлучающий сегмент 46 расширяется в круговом направлении по часовой стрелке. Когда нагнетаемое давление (наддува) понижается, светоизлучающий сегмент 46 сокращается в круговом направлении против часовой стрелки. На этом счетчике шкала "-1", "0", "1" и "2" отображается (помечается) последовательно в направлении по часовой стрелке. "0" указывает давление, соответствующее атмосферному давлению. "-1" является давлением -100 кПа (отрицательным давлением), "1" является давлением 100 кПа, а "2" является давлением 200 кПа. В этом варианте осуществления, поскольку и турбонагнетатель 2, и механизм 20 переменной степени сжатия используются вместе друг с другом, становится возможным увеличивать достаточно нагнетаемое давление (наддув) до 200 кПа на стороне низкой степени сжатия. Отображая нагнетаемое давление (наддув) с помощью сегмента 45 отображения нагнетаемого давления, состояние высокой выходной мощности выделяется и может быть распознано посредством дисплея 40.

Следует отметить, что фиг. 4(A) показывает состояние высокой степени сжатия и низкого нагнетаемого давления (наддува), а фиг. 4(B) показывает другое состояние низкой степени сжатия и высокого нагнетаемого давления (наддува).

В этом варианте осуществления, описанном выше, устанавливается механизм 20 переменной степени сжатия, который выполнен с возможностью модифицирования степени сжатия двигателя для двигателя внутреннего сгорания, и устанавливается дисплей 40, который отображает состояние текущей степени сжатия двигателя. Поскольку, в целом, степень сжатия двигателя не задается (более) детализированным образом исключительно в соответствии с нагрузкой двигателя и числом оборотов (скоростью) двигателя, степень сжатия не изменяется, даже когда нагрузка двигателя или число оборотов (скорость) двигателя слегка изменяется. То есть, отображение степени сжатия двигателя не переключается часто. Следовательно, если движение выполняется со степенью сжатия, дающей хорошую топливную экономичность, водитель может распознавать, что движение для экономии энергии выполняется даже при ускорении транспортного средства. Таким образом, для водителя, который тщательно следит за экономией энергии, чрезмерно глубокое нажатие педали акселератора может быть пресечено.

[2] Кроме того, когда нагрузка двигателя для двигателя внутреннего сгорания является низкой, или число оборотов (скорость) двигателя является низким, степень сжатия задается высокой для того, чтобы улучшать тепловой КПД двигателя и улучшать расход топлива (экономичность).

[3] Затем, отображение, представляющее экономию энергии, предоставляется на стороне высокой степени сжатия сегмента 41 отображения степени сжатия. Следовательно, водитель осознает необходимость не отклоняться от отображения, ассоциируемого с экономией энергии (экономичное вождение), тщательно следя за управлением акселератором (педалью), так что может выполняться движение с хорошим расходом топлива (экономичностью).

[4] Когда нагрузка двигателя является высокой, или число оборотов (скорость) двигателя является высоким, степень сжатия двигателя понижается для того, чтобы пресекать формирование детонации и преждевременного зажигания.

[5] Затем, когда отображение, представляющее высокую выходную мощность, устанавливается на стороне низкой степени сжатия сегмента 41 отображения степени сжатия. Таким образом, водитель может распознавать из отображения, что движение выполняется в состоянии движения с высокой выходной мощностью. Кроме того, в случае, когда такая состояние движения с выходной мощностью, как описано выше, отличается от намерения водителя, водителю предоставляется возможность уменьшать глубину нажатия акселератора (узкий угол открытия акселератора).

[6] Кроме того, в этом варианте осуществления, устанавливается турбонагнетатель 2, который нагнетает всасываемый воздух, и устанавливается сегмент 45 отображения нагнетаемого давления, отображающий состояние наддува в дополнение к состоянию степени сжатия двигателя. Таким образом, в случае, когда механизм 20 переменной степени сжатия и турбонагнетатель 2 используются в сочетании друг с другом, становится возможным в достаточной степени увеличивать нагнетаемое давление (наддув) приблизительно до 200 кПа на стороне низкой степени сжатия. Состояние высокой выходной мощности может быть распознано водителем с помощью выделения посредством одновременного отображения сегмента 45 отображения нагнетаемого давления.

Как описано в данном документе выше, настоящее изобретение было объяснено на основе предпочтительного варианта осуществления. Однако, настоящее изобретение не ограничено вышеописанным вариантом осуществления. Различные изменения и модификации могут быть включены в него. Например, формы отображения степени сжатия и нагнетаемого давления (наддува) не ограничиваются вышеописанным вариантом осуществления. Например, могут быть использованы другие формы отображения, такие как аналоговые индикаторы или т.д. Кроме того, состояние текущей степени сжатия двигателя обнаруживается посредством датчика вала управления и отображается посредством дисплея. Однако, альтернативно, может быть отображена целевая степень сжатия, задаваемая из нагрузки двигателя, числа оборотов (скорости) двигателя и т.д. Кроме того, в этом варианте осуществления, состояние степени сжатия двигателя представляется посредством перемещения курсора. Альтернативно, может быть отображено световое излучение для степени сжатия двигателя тем же образом, что и сегмента отображения нагнетаемого давления. Кроме того, пример применения транспортного средства в качестве транспортной машины был объяснен, настоящее изобретение применимо к летательному аппарату, судну или т.д.

Перечень ссылочных позиций

1 - двигатель внутреннего сгорания

2 - турбонагнетатель

7 - перепускной клапан на выпуске (механизм регулировки нагнетаемого давления)

8 - автоматическая трансмиссия

20 - механизм переменной степени сжатия

34 - датчик вала управления.

Изобретение относится к устройству отображения, используемому в транспортной машине. Устройство отображения включает в себя механизм (20) переменной степени сжатия, который способен модифицировать степень сжатия двигателя для двигателя внутреннего сгорания, и дисплей (40), отображающий состояние текущей степени сжатия двигателя. Например, когда выполняется движение со степенью сжатия двигателя с хорошей топливной экономичностью, переключение отображения без необходимости не выполняется даже при ускорении транспортного средства, и отображение может побуждать водителя распознавать, что движение выполняется в состоянии хорошей топливной экономичности. С другой стороны, когда состояние движения переключается с состояния движения хорошей топливной экономичности на состояние плохой топливной экономичности вследствие резкого нажатия педали акселератора, отображение степени сжатия двигателя соответственно изменяется. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство отображения, используемое для транспортной машины, оборудованной механизмом переменной степени сжатия, который выполнен с возможностью модифицирования степени сжатия двигателя для двигателя внутреннего сгорания, и содержащее: дисплей, отображающий степень экономии энергии, которая изменяется в соответствии с состоянием степени сжатия двигателя; и метку, расположенную вблизи дисплея, для представления того, что дисплей указывает состояние степени сжатия двигателя.

2. Устройство отображения по п. 1, дополнительно содержащее секцию управления, выполненную с возможностью повышения степени сжатия двигателя, когда нагрузка двигателя является низкой или скорость вращения двигателя является низкой.

3. Устройство отображения по п. 1 или 2, в котором дисплей включает в себя сегмент отображения, на котором представление изменяется в соответствии с состоянием степени сжатия двигателя, и метку, представляющую экономию энергии на стороне высокой степени сжатия сегмента отображения.

4. Устройство отображения по любому из пп. 1-3, дополнительно содержащее секцию управления, выполненную с возможностью понижения степени сжатия двигателя, когда нагрузка двигателя для двигателя внутреннего сгорания является высокой или скорость вращения двигателя для него является высокой.

5. Устройство отображения по любому из пп. 1-4, в котором дисплей включает в себя сегмент отображения, отображение которого изменяется в соответствии с состоянием степени сжатия двигателя, причем метка, представляющая высокую выходную мощность, располагается на стороне низкой степени сжатия сегмента отображения.

6. Устройство отображения по любому из пп. 1-5, дополнительно содержащее турбонагнетатель, нагнетающий всасываемый воздух, причем дисплей отображает состояние наддува вместе с состоянием степени сжатия двигателя.