CN102834635B - 手动变速器的换档判定装置 - Google Patents

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Abstract

在离合器装置（6）被分离时，手动变速器（MT）的输入轴（IS）转速的每单位时间的变化量大于预定值、输入轴（IS）转速大于预定值、和输入轴（IS）转速与发动机转速的偏差大于预定值中任一状况成立时，将用于唤起驾驶者注意的警告灯（99）点亮。

Description

手动变速器的换档判定装置
技术领域
本发明涉及装载在汽车等的手动变速器的换档判定装置。本发明尤其涉及用于判定驾驶者是否进行了适当的换档操作的对策。
背景技术
以往，在例如专利文献1及专利文献2所公开的车辆用手动变速器中，通过驾驶者对换档杆的操作来选择变速档。
例如在车室内的地板设置有换档杆的落地式变速杆式手动变速器中，在形成有沿左右方向（车宽方向：以下有时也称为选择操作方向）及前后方向（车身前后方向：以下有时也称为换档操作方向）延伸的档位板（ゲ一ト）槽的变速档位板内配设有可移动操作的换档杆。并且，在沿该档位板将换档杆向选择操作方向操作的选择操作后，进行向换档操作方向的一方向操作的换档操作，由此使手动变速器的变速机构成立所希望的变速档。并且，在该变速档成立的状态下，进行离合器装置的接合操作（离合器踏板的踩踏解除操作），从而将离合器装置接合而使发动机与变速机构连结，以上述成立的变速档的变速比使发动机转速变速，从变速机构向驱动轮输出旋转驱动力。
尤其是手动变速器，具有驾驶者可进行向所想要的任意变速档变速操作的特征。即，变速档的选择自由度高（变速档的选择依赖于驾驶者的意思）可以说是手动变速器的一大特征。
专利文献1：日本特开2008－286185号公报
专利文献2：日本特开平8－312687号公报
发明内容
但是，在驾驶者操作换档杆切换变速机构的变速档时，错误进行该换档操作、切换为驾驶者不想要的变速档的情况下（以下将该误操作称为误换档），可能会对离合器装置、发动机带来不良影响。此外，可能招致驱动性能恶化。
作为发生上述误换档的状况，例如可举出：在6档变速的手动变速器中要从第2速档升档到第3速档时误进行向第1速档的换档操作，或在要从第6速档降档到第5速档时误进行向第3速档的换档操作。若发生这样的误换档，则可能在离合器接合时过大的减速转矩被输入到离合器装置，或发动机转速急剧上升而超过了允许转速。而且，随之产生向减速侧的变速冲击，驱动性能恶化。
此外，不仅是在发生上述误换档的情况下，即使在驾驶者进行了想要的降档操作的情况下，在其选择的变速档不适当时、例如换档操作到比在当前的行驶状态下适当的变速档低的变速档（变速比高的变速档）时，也可能会在离合器接合时对离合器装置输入过大的减速转矩，或发动机转速超过了允许转速。
具体而言，设想了以下这样的状况。
（1）例如在车辆起步加速的状况下，驾驶者一边以较快的操作速度操作换档杆一边升档，此时，若出现误换档而选择了降档侧的变速档，则可能在离合器接合时对离合器装置输入过大的减速转矩，对离合器装置带来不良影响，或产生大的变速冲击（减速侧的变速冲击）。
（2）在车辆的行驶速度较高的状况下进行了想要的降档操作时，若降档后的变速档的变速比相对于该行驶速度过大，则可能在离合器接合时发动机转速急剧上升而超过允许转速。
（3）在车辆的行驶速度较高的状况下进行了想要的降档操作时，即使在发动机转速变得较低的状况（例如，离合器分离状态的持续时间长时）下进行离合器接合操作时，也可能在离合器接合时对离合器装置输入过大的减速转矩，对离合器装置带来不良影响。
尤其是，近年来，为了改善发动机的燃料消耗率，推进变速器的宽齿轮传动速比化、高齿轮传动速比化，容易招致上述状况。
作为用于避免该状况的对策，在专利文献2中，在换档操作后的预计转速（变速器的输入轴转速）为预定转速以上时限制变速。
但是，若这样就不能发挥变速档的选择自由度高这一手动变速器的特征，而且，由于不能切换到驾驶者想要的变速档，所以会导致违和感。
本发明是鉴于上述课题而做出的，其目的在于提供一种判定以误换档为代表的未进行适当换档操作的状况、可有助于避免对离合器装置、发动机带来不良影响的手动变速器的换档判定装置。
－课题的解决原理－
为了达到上述目的，本发明的解决原理是在出现驾驶者的误换档、或虽然是想要的降档操作但该操作不适当时，基于手动变速器的输入轴转速的变化等判定该状况，对驾驶者警告或控制驱动源，从而能够避免在误换档状态、不适当的变速档成立状态下的离合器装置的接合。
－解决手段－
具体而言，本发明的对象是手动变速器的换档判定装置，上述手动变速器伴随于离合器装置的接合及分离而进行来自驱动源的驱动力的传递以及切断，并且通过在上述离合器装置被分离了的状态下的驾驶者的手动换档操作，能够选择多个变速档中的某个变速档。该手动变速器的换档判定装置，包括换档判定单元，上述换档判定单元基于上述手动变速器的输入轴转速，判定由该手动换档操作选择了变速档的状态是否是允许离合器装置的接合的状态、或是否是在离合器装置的接合时应促使驾驶者注意的状态，其中，上述手动变速器的输入轴转速伴随于在上述离合器装置被分离了的状态下的驾驶者的手动换档操作而变化。
通过该特定事项，在车辆行驶中的驾驶者的手动换档操作不适当时（切换到驾驶者的不想要的变速档时（误换档）、或驾驶者虽然有意地进行了降档操作但其选择的变速档对于车辆行驶状态不适当时，基于手动变速器的输入轴转速（转速变化率、转速值、与驱动源转速的偏差等）判定该不适当。通过该判定，促使进行向适当变速档的手动换档操作或警告需要注意离合器装置的接合操作，从而能够避免对离合器装置、驱动源的不良影响，有助于进行避免对离合器装置带来不良影响的驱动源的控制。
作为上述换档判定单元的判定工作，具体举出以下3个。
首先，作为第1判定工作，在上述手动变速器的输入轴转速的每单位时间的变化量大于预定的变化率阈值的情况下，判定为不是允许离合器装置的接合的状态、或判定为是在离合器装置的接合时应促使驾驶者注意的状态，其中，上述手动变速器的输入轴转速伴随于在上述离合器装置被分离了的状态下的驾驶者的手动换档操作而变化。
作为第2判定工作，在上述手动变速器的输入轴转速大于预定的转速阈值的情况下，判定为不是允许离合器装置的接合的状态、或判定为是在离合器装置的接合时应促使驾驶者注意的状态，其中，上述手动变速器的输入轴转速伴随于在上述离合器装置被分离了的状态下的驾驶者的手动换档操作而变化。
作为第3判定工作，在上述手动变速器的输入轴转速与驱动源的转速的偏差大于预定的旋转偏差阈值的情况下，判定为不是允许离合器装置的接合的状态、或判定为是在离合器装置的接合时应促使驾驶者注意的状态，其中，上述手动变速器的输入轴转速伴随于在上述离合器装置被分离了的状态下的驾驶者的手动换档操作而变化。
上述第1判定工作在驾驶者欲进行升档时由于误换档而进行了降档的情况下，可判定该误换档。例如，在车辆起步而从第1档依次进行升档操作时，一般的驾驶者从空档位置到使目的变速档成立的换档位置的换档操作速度较快，而在驾驶者为了车辆减速等进行降档操作时，从空档位置到使目的变速档成立的换档位置的换档操作速度较慢（比升档操作速度慢）。因此，在驾驶者欲进行升档时由于误换档而进行了降档的情况下，手动变速器的输入轴转速的每单位时间的变化量急速上升、超过上述变化率阈值。利用该特点，在第1判定工作中，可通过判定输入轴转速的每单位时间的变化量是否大于预定的变化率阈值，来判定误换档的有无。
此外，第2判定工作将上述转速阈值设定为驱动源的允许转速的上限值等，可判定是否处于在将离合器装置接合时驱动源的转速大于允许转速的状况，能够有助于驱动源的保护。
而且，在例如离合器装置的分离持续时间较长时等这样的驱动源的转速变低时，手动变速器的输入轴转速与驱动源的转速的偏差变大，可能在离合器装置接合时对离合器装置带来不良影响。第3判定工作可判定是否发生这样的状况，能够有助于离合器装置的保护。
此外，作为进行上述第1～第3判定工作的情况下的优先顺序，优选是比上述第2判定工作及第3判定工作优先执行上述第1判定工作。
这是由于，上述第2判定工作及第3判定工作必须在手动换档操作完成的时刻（手动变速器的变速档的切换完成的时刻）进行判定，而第1判定工作（手动变速器的输入轴转速的每单位时间的变化量是否大于预定的变化率阈值的判定工作）可以在手动换档操作中途判定（在变速中途，就显示出输入轴转速的每单位时间的变化量，因此可判定）。因此，可尽早执行与判定结果相应的对策，可有效地尽早促使驾驶者注意。
作为与上述的换档判定结果相应的对策，具体举出以下对策。
首先，设置警告单元，其在由上述换档判定单元判定为不是允许离合器装置接合的状态、或判定为是在离合器装置接合时应促使驾驶者注意的状态时，向驾驶者发出警告。例如举出利用警告灯、警告蜂鸣器对驾驶者警告。
此外，还举出设置转速上升控制单元，其在上述手动变速器的输入轴转速与驱动源的转速的偏差大于预定的旋转偏差阈值时，执行使驱动源的转速上升的转速上升控制以使上述手动变速器的输入轴转速与驱动源的转速的偏差成为上述旋转偏差阈值以下。
更具体而言，是设置转速上升控制单元的结构，上述转速上升控制单元在上述第1判定工作中输入轴转速的每单位时间的变化量不大于预定的变化率阈值且在上述第2判定工作中手动变速器的输入轴转速不大于预定的转速阈值的状态下、在第3判定工作中上述手动变速器的输入轴转速与驱动源的转速的偏差大于预定的旋转偏差阈值的情况下，执行使驱动源的转速上升的转速上升控制。
根据这些解决手段，在输入轴转速与驱动源的转速的偏差大于预定的旋转偏差阈值时，不向驾驶者发出警告，就能得到允许离合器装置接合的状况。因此，不会给驾驶者带来违和感（受到警告的违和感），能够既谋求离合器装置的保护又允许离合器装置的接合。
在本发明中，基于随着驾驶者的手动换档操作而变化的手动变速器的输入轴转速进行换档判定。由此，能够避免对离合器装置、驱动源带来不良影响，有助于进行不对离合器装置带来不良影响的驱动源控制。
附图说明
图1是表示在实施方式的车辆装载的动力传动系统的概略结构的图。
图2是表示发动机及其进排气系统的概略结构的图。
图3是表示离合器装置的概略结构的图。
图4是表示6速手动变速器的换档位置图（shift pattern）的概略的图。
图5是表示ECU等控制系统的结构的框图。
图6是表示第1实施方式的换档判定工作的步骤的流程图。
图7是表示第2实施方式的换档判定工作的步骤的流程图。
图8是表示节流阀开度修正映射的一例的图。
具体实施方式
以下，基于附图说明本发明的实施方式。本实施方式对在FR（前置发动机后轮驱动）型车辆应用本发明的情况进行说明。
图1表示本实施方式的车辆上装载的动力传动系统的概略结构。在该图1中，1是发动机（驱动源），MT是手动变速器，6是离合器装置，9是ECU（Electronic Control Unit）。
在图1所示的动力传动系统中，在发动机1产生的旋转驱动力（转矩）经由离合器装置6被输入到手动变速器MT，在该手动变速器MT通过适当变速比（由驾驶者的换档杆操作所选择的变速档下的变速比）变速，经由驱动轴PS及差速齿轮DF传递至左右的后轮（驱动轮）T、T。另外，本实施方式的车辆上装载的手动变速器MT是前进6速档、后退1速档的同步啮合式手动变速器。
以下，说明发动机1的整体结构、离合器装置6及控制系统。
-发动机1的整体结构-
图2是表示发动机1及其进排气系统的概略结构的图。在该图2中，仅示出发动机1的1汽缸的结构。
本实施方式的发动机1是例如4汽缸汽油发动机，具有形成燃烧室11的活塞12及作为输出轴的曲轴13。上述活塞12经由连杆14与曲轴13连结，借助连杆14将活塞12的往返运动转换为曲轴13的旋转。
在上述曲轴13安装有在外周面具有多个突起（齿）16的信号转子15。在该信号转子15的侧方附近配置有曲轴位置传感器（发动机转速传感器）81。该曲轴位置传感器81例如是电磁拾取器，在曲轴13旋转时，产生与信号转子15的突起16对应的脉冲状的信号（输出脉冲）。
在发动机1的汽缸体17配置有检测发动机水温（冷却水温）的水温传感器82。
在发动机1的燃烧室11配置有火花塞2。由点火器21调整该火花塞2的点火定时。该点火器21被ECU9控制。
在发动机1的燃烧室11连接有进气通路3和排气通路4。在进气通路3和燃烧室11之间设有进气阀（进气门）31。通过驱动该进气阀31开闭，将进气通路3和燃烧室11连通或切断。此外，在排气通路4和燃烧室11之间设有排气阀（排气门）41。通过驱动该排气阀41开闭，将排气通路4和燃烧室11连通或切断。这些进气阀31及排气阀41的开闭驱动通过被传递曲轴13的旋转的进气凸轮轴及排气凸轮轴的各旋转而进行。
在上述进气通路3配置有空气过滤器32、热线式空气流量计83、进气温传感器84（内置于空气流量计83）及调整发动机1的吸入空气量的电子控制式的节流阀（节气门）33。该节流阀33由节流阀电动机34驱动。由节流阀开度传感器85检测节流阀33的开度。
此外，在上述进气通路3配置有燃料喷射用的喷射器35。利用燃料泵从燃料箱向该喷射器35供给预定压力的燃料，向进气通路3喷射燃料。该喷射燃料与吸入空气混合而成为混合气被导入到发动机1的燃烧室11。导入到燃烧室11的混合气（燃料＋空气）在经过了发动机1的压缩行程后，由火花塞2点火而燃烧。由于该混合气在燃烧室11内的燃烧，活塞12进行往返运动而曲轴13旋转。
在发动机1的排气通路4设有2个三元催化剂42、43。这些三元催化剂42、43具有储藏（吸藏）氧的O2储存功能（储氧功能），由于该储氧功能，即使空燃比相对于理论空燃比偏离到某程度，也能将HC、CO及NOx净化。
在上述排气通路4中的上游侧三元催化剂42的上游侧设有A／F传感器（空燃比传感器）86，在下游侧三元催化剂43的上游侧设有氧传感器（O2传感器）87。
-离合器装置6-
图3表示离合器装置6的概略结构。如该图3所示，离合器装置6包括离合器机构部60、离合器踏板70、离合器主缸71、离合器分离缸（clutchrelease cylinder）61。
离合器机构部60以介于上述曲轴13与手动变速器MT（参照图1）的输入轴IS之间的方式设置，传递或切断从曲轴13到输入轴IS的驱动力，或改变该驱动力的传递状态。在此，离合器机构部60构成为干式单片式的摩擦离合器。另外，作为离合器机构部60的结构，可采用除此之外的结构。
具体而言，在离合器机构部60的输入轴即曲轴13可一体旋转地安装有飞轮62和离合器盖63。另一方面，在离合器机构部60的输出轴即输入轴IS花键结合有离合器片64。因此，离合器片64与输入轴IS一体旋转，并可沿轴向（图3的左右方向）滑动。在离合器片64与离合器盖63之间配设有压力板65。该压力板65与隔膜簧66的外端部抵接，被该隔膜簧66向飞轮62侧施力。
此外，分离轴承67可沿轴向滑动地安装在输入轴IS。在该分离轴承67的附近，分离叉68被轴68a以可转动的方式支承，其一端部（图3的下端部）与分离轴承67抵接。并且，在分离叉68的另一端部（图3的上端部）连结有离合器分离缸61的杆61a的一端部（图3的右端部）。并且，通过分离叉68进行工作，从而进行离合器机构部60的接合、分离工作。
离合器踏板70构成为在踏板杆72的下端部一体形成有作为踩踏部的踏板部72a。并且，利用安装在划分车室内和发动机室内的隔板（ダツシユパネル）的未图示的离合器踏板托架，踏板杆72的上端附近位置可绕水平轴自由转动地被支承。对踏板杆72，由未图示的踏板复位弹簧向朝向跟前侧（驾驶者侧）的转动方向施加作用力。通过驾驶者对抗该踏板复位弹簧的作用力而进行踏板部72a的踩踏操作，进行离合器机构部60的分离工作。此外，通过驾驶者解除踏板部72a的踩踏操作，进行离合器机构部60的接合工作（关于该分离、接合工作将后述）。
离合器主缸71是在缸体73的内部组装有活塞74等的结构。并且，在活塞74连结有杆75的一端部（图3的左端部），该杆75的另一端部（图3的右端部）与踏板杆72的中间部连接。在缸体73的上部设有向该缸体73内供给作为工作流体的离合器流体（油）的储存罐76。
离合器主缸71中，通过受到由驾驶者踩踏操作离合器踏板70引起的操作力，活塞74在缸体73内移动，由此产生油压。此时，驾驶者的踩踏操作力从踏板杆72的中间部传递到杆75，在缸体73内产生油压。在离合器主缸71产生的油压根据缸体73内的活塞74的行程位置而改变。
由离合器主缸71产生的油压通过油压配管77内的油向离合器分离缸61传递。
离合器分离缸61与离合器主缸71同样，是在缸体61b的内部组装有活塞61c等的结构。并且，杆61a的另一端部（图3的左端部）与活塞61c连结。活塞61c的行程位置根据该活塞61c受到的油压而改变。
在离合器装置6中，通过根据离合器分离缸61内的油压，分离叉68进行工作，从而进行离合器机构部60的接合、分离工作。此时，根据离合器踏板70的踩踏操作量，改变离合器机构部60的离合器接合力（离合器传递容量）。
具体而言，若离合器踏板70的踩踏操作量变大，从离合器主缸71向离合器分离缸61供给油，离合器分离缸61内的油压升高，则活塞61c及杆61a向图3中右方移动，与杆61a连结的分离叉68转动，分离轴承67被向飞轮62侧按压。进而，由于向该方向的分离轴承67的移动，隔膜簧66的内端部向该方向弹性变形。随之，隔膜簧66上对压力板65的作用力减弱。因此，成为压力板65、离合器片64及飞轮62滑动着接合的半离合状态。并且，若作用力进一步减弱，则压力板65、离合器片64及飞轮62分离，离合器机构部60成为分离状态。由此，将从发动机1向手动变速器MT的动力传递切断。此时，若离合器踏板70的踩踏操作量超过预定量，则成为离合器机构部60被完全切离的完全分离状态（离合器传递容量为0％的状态）。
另一方面，若离合器踏板70的踩踏操作量变小，油从离合器分离缸61返回离合器主缸71，离合器分离缸61内的油压变低，则活塞61c及杆61a向图3中左方移动。由此，分离叉68转动，分离轴承67向远离飞轮62一侧移动。随之，隔膜簧66的外端部对压力板65的作用力增大。此时，在压力板65与离合器片64之间及离合器片64与飞轮62之间分别产生摩擦力即离合器接合力。若该离合器接合力变大，则离合器机构部60接合，压力板65、离合器片64及飞轮62成一体地旋转。由此，发动机1和手动变速器MT被直接连接。此时，若离合器踏板70的踩踏操作量低于预定量，则成为离合器机构完全接合的完全接合状态（离合器传递容量为100％的状态）。
此外，与上述踏板杆72接近地配置离合器开关8B。该离合器开关8B检测驾驶者对踏板杆72的踩踏量是否达到预定量。作为该离合器开关8B的配设位置，设定为离合器机构部60分离的踏板杆72的踩踏位置。就是说，若踏板杆72被踩踏到使离合器机构部60分离的位置，则离合器开关8B发送ON信号。
此外，与上述输入轴IS接近地配设输入转速传感器8A。该输入转速传感器8A检测输入轴IS的转速（输入轴转速、输入轴旋转速度）向ECU9输出旋转速度信号（参照图1）。
-换档位置图-
接着，说明配设在车室内的地板、引导换档杆移动的变速档位板的换档位置图（变速档位板形状）。
图4表示本实施方式的6速手动变速器MT的换档位置图的概略。图中双点划线所示的换档杆L是可进行如图4中箭头X所示方向的选择操作、和与该选择操作方向正交的箭头Y所示方向的换档操作的结构。
在选择操作方向，1速-2速选择位置P1、3速-4速选择位置P2、5速-6速选择位置P3及后退选择位置P4排成一列。
通过在上述1速-2速选择位置P1的换档操作（箭头Y方向的操作），能够将换档杆L移动到1速位置1st或2速位置2nd。在换档杆L被操作到1速位置1st时，上述手动变速器MT的变速机构所具有的第1同步啮合机构向1速成立侧工作，第1速档成立。此外，在换档杆L被操作到2速位置2nd时，上述第1同步啮合机构向2速成立侧工作，第2速档成立。
同样，通过在3速-4速选择位置P2的换档操作，能够将换档杆L移动到3速位置3rd或4速位置4th。在换档杆L被操作到3速位置3rd时，上述手动变速器MT的变速机构所具有的第2同步啮合机构向3速成立侧工作，第3速档成立。此外，在换档杆L被操作到4速位置4th时，上述第2同步啮合机构向4速成立侧工作，第4速档成立。
此外，通过在5速-6速选择位置P3的换档操作，能够将换档杆L移动到5速位置5th或6速位置6th。在换档杆L被操作到5速位置5th时，上述手动变速器MT的变速机构所具有的第3同步啮合机构向5速成立侧工作，第5速档成立。此外，换档杆L被操作到6速位置6th时，上述第3同步啮合机构向6速成立侧工作，第6速档成立。
而且，通过在后退选择位置P4的换档操作，能够将换档杆L移动到后退位置REV。在操作到该后退位置REV时，上述所有同步啮合机构成为中立状态，并且上述手动变速器MT的变速机构所具有的后退空转齿轮（リバ一スアイドラギヤ）工作，从而后退档成立。
-控制系统-
由上述ECU9控制上述发动机1的运转状态等的各种控制。如图5所示，该ECU9包括CPU（Central Processing Unit）91、ROM（Read OnlyMemory）92、RAM（Random Access Memory）93及备份RAM94等。
ROM92存储有各种控制程序、在执行这些各种控制程序时参照的映射等。CPU91基于在ROM92存储的各种控制程序、映射执行运算处理。RAM93是暂时存储CPU91的运算结果、从各传感器输入的数据等的存储器。备份RAM94是在发动机1停止时存储其应保存的数据等的非易失性存储器。
这些ROM92、CPU91、RAM93及备份RAM94经由总线97而相互连接，并且与外部输入电路95及外部输出电路96连接。
在外部输入电路95除了连接有上述曲轴位置传感器81、水温传感器82、空气流量计83、进气温传感器84、节流阀开度传感器85、空燃比传感器86、氧传感器87之外，还连接有检测由驾驶者操作的加速踏板的开度的加速踏板开度传感器88、检测上述凸轮轴的旋转位置的凸轮角传感器89、上述输入转速传感器8A、上述离合器开关8B。
另一方面，在外部输出电路96，连接有驱动上述节流阀33的节流阀电动机34、上述喷射器35、点火器21、后述的在由换档判定工作而判定为需要向驾驶者警告时点亮的警告灯99等。该警告灯99配设在例如驾驶席前方的仪表板上等这样的驾驶者的视认性高的位置。各传感器等的功能是周知的，因此省略在此的说明。
上述ECU9基于上述各种传感器的检测信号，执行发动机1的各种控制。例如执行周知的火花塞2的点火定时控制、喷射器35的燃料喷射控制（基于空燃比传感器86及氧传感器87的各输出的空燃比反馈控制）、节流阀电动机34的驱动控制等。此外，上述ECU9执行后述的换档判定工作，在存在可能产生了驾驶者的误换档时、或虽然是想要的降档操作但判断为该操作是不适当的情况下，进行上述警告灯99的点亮，进行与该判定结果相应的发动机1的控制。
-换档判定工作-
接着，说明作为本实施方式的特征工作的换档判定工作。该换档判定工作是为了判定驾驶者的手动换档操作是否选择了适当变速档（包括是否是误换档的判定）而进行的。具体而言，在上述离合器装置6分离的状态（离合器踏板70被踩踏的状态）下，基于随着驾驶者的手动换档操作而变化的上述输入轴IS的转速Ni，判定由该手动换档操作选择了变速档的状态是否是可允许离合器装置6接合的状态（是否是即使直接将离合器装置6接合也不会对离合器装置6、发动机1带来不良影响的状态），或是否是在离合器装置6接合时应促使驾驶者注意的状态（是否是在直接将离合器装置6接合时，应注意其接合速度、接合定时的状态）（换档判定单元的换档判定工作）。并且，在不是可允许离合器装置6接合的状态的情况下、在是离合器装置6接合时应促使驾驶者注意的状态的情况下，进行与其相应的控制工作（上述警告灯99的亮灯、发动机1的控制等）。以下，关于该换档判定工作及与其判定结果相应的控制工作，说明多个实施方式。
（第1实施方式）
首先，说明第1实施方式。
本实施方式的换档判定工作，使用3个条件作为判定不是可允许离合器装置6接合的状态、是在离合器装置6接合时应促使驾驶者注意的状态的判定条件，并按照这些条件进行换档判定工作。并且，在判定为不是可允许离合器装置6接合的状态的情况下、或在判定为是在离合器装置6接合时应促使驾驶者注意的状态的情况下，点亮上述警告灯99。以下，具体说明。
图6是表示本实施方式的换档判定工作的步骤的流程图。图6所示的流程图是在车辆行驶期间每几msec或曲轴13每旋转预定旋转角度而执行。
首先，在步骤ST1，判定离合器装置6是否已分离。就是说，判定是否通过驾驶者对踏板杆72的踩踏操作分离了离合器机构部60。具体而言，根据来自上述离合器开关8B的输出信号判定离合器装置6是否分离，在从该离合器开关8B发出ON信号时，判定为离合器装置6处于分离状态。
在离合器装置6未被分离、步骤ST1中判定为否时，移至步骤ST7，判定预先存储在ECU9的警告标识（flag）是否成为ON。该警告标识是根据后述的判定条件（步骤ST2～4的判定条件）在未处于可允许离合器装置6接合的状态、或处于在离合器装置6接合时应促使驾驶者注意的状态时，与警告ON（上述警告灯99的点亮）一起设定为ON的标识。在未成为警告ON（离合器装置6为接合状态，未进行手动换档操作，因此未成为警告ON），警告标识为OFF时，在步骤ST7判定为否并返回。
另一方面，在离合器装置6被分离，在步骤ST1中判定为是时，移至步骤ST2，进行第1换档判定工作。该第1换档判定工作判定，由上述输入转速传感器8A检测到的输入轴IS的转速Ni的每单位时间的上升量ΔNi（输入转速变化率）是否大于预定的变化率阈值a。该变化率阈值a设定为如下的值：与一般的驾驶者以进行升档操作时的操作速度却进行了降档操作的情况下的输入轴IS转速的每单位时间的上升量（例如每0．1sec的输入轴IS转速的上升量）相当的值。
例如，在车辆起步而从第1速档依次进行升档操作时，一般的驾驶者从空档位置到使目的变速档成立的换档位置的换档操作所需时间是0.1sec左右。例如换档杆L被从2速位置2nd（参照图4）操作到3速-4速选择位置P2后，将该换档杆L从3速-4速选择位置P2（空档位置）换档操作到3速位置3rd所需时间是0.1sec左右。
另一方面，一般的驾驶者为了车辆的减速等而进行降档操作时，从空档位置到使目的变速档成立的换档位置的换档操作所需时间是0.3sec左右。例如换档杆L被从3速位置3rd（参照图4）操作到1速-2速选择位置P1后，将该换档杆L从1速-2速选择位置P1（空档位置）换档操作到1速位置1st所需的速度是0.3sec左右。
如此，一般情况下在升档操作和降档操作中换档操作速度不同。因此，在驾驶者想要进行降档操作时，本来输入轴IS的转速从变速前的转速上升到变速后的转速所需时间约为0．3sec，按每0.1sec换算，则转速变化（转速的变化率）上述变速前的转速与变速后的转速的偏差的1／3。
与此相对，若驾驶者进行误换档，在升档操作的定时（操作速度）进行了降档操作，则在0.1sec期间上述输入轴IS的转速从变速前的转速上升到变速后的转速。捕捉到该上升、检测出发生误换档，是上述第1换档判定工作。就是说，在发生了这样的误换档时，由上述输入转速传感器8A检测出的输入轴IS的转速的每单位时间的上升量ΔNi超过预定的变化率阈值a。
作为该变化率阈值a的具体值被设定为如下这样的值的程度，例如在车辆起步后，应从第2速档变速为第3速档的车速（例如40km／h）下，从第2速档变速为第1速档时的输入轴IS的转速变化（转速的上升量）在0.1sec期间产生的值。
然后，在该输入轴IS的转速Ni的每单位时间的上升量ΔNi超过预定的变化率阈值a，在步骤ST2判定为是时，移至步骤ST5，判定当前的警告标识是否成为ON。就是说，判定是否警告灯99已经点亮（在上次例行程序中已经开始点亮警告灯99）、且随之警告标识成为ON。
在警告标识已经为ON，在步骤ST5判定为是时，保持原样地维持警告标识的ON，并返回。就是说，继续警告灯99的点亮。
另一方面，在警告标识为OFF、即警告灯99灭灯时（在步骤ST5判定为否时），通过上述第1换档判定工作，在本次的例行程序中首次应点亮警告灯99的条件成立，移至步骤ST6，点亮警告灯99（利用警告单元对驾驶者警告的警告工作），且将警告标识设为ON并返回。
由于该警告灯99的点亮，驾驶者认识到进行了误换档，重做变速操作（重做从第1速档到第3速档的变速操作），或慎重进行离合器装置6的接合操作（缓慢地进行踩踏解除操作）。
在上述输入轴IS的转速的每单位时间的上升量ΔNi未超过上述变化率阈值a、在步骤ST2判定为否时，移至步骤ST3，进行第2换档判定工作。该第2换档判定工作判定由上述输入转速传感器8A检测到的输入轴IS的转速Ni是否超过预定的转速阈值b。该转速阈值b被设定为例如发动机1的允许转速的上限值，具体而言是9000rpm。该值不限于此。就是说，判定是否处于输入轴Is的转速Ni超过发动机1的允许转速的上限值的状况。
举出一例，在车速较高的状况下，在将应从第5速档降档操作到第4速档误操作为降档操作到第2速档，且其操作速度（换档杆L的操作速度）较慢时，成为在上述步骤ST2判定为否且在步骤ST3判定为是的状况。此外，在将应从第3速档升档操作到第4速档误操作为降档操作到第2速档，且其操作速度（换档杆L的操作速度）较慢时，成为在上述步骤ST2判定为否且在步骤ST3判定为是的状况。
在该输入轴IS的转速Ni超过预定的转速阈值b，在步骤ST3判定为是时，移至步骤ST5，判定当前警告标识是否成为ON。就是说，判定警告灯99已经点亮、且随之警告标识成为ON。
在警告标识已经为ON，在步骤ST5判定为是时，保持原样地维持警告标识的ON，并返回。就是说，继续警告灯99的点亮。
另一方面，在警告标识为OFF、即警告灯99灭灯时，按照上述第2换档判定工作，点亮警告灯99，且将警告标识设为ON（步骤ST6）并返回。
由于该警告灯99的点亮，驾驶者认识到未换档操作到适当的变速档，重做变速操作，或慎重进行离合器装置6的接合操作。
在上述输入轴IS的转速Ni未超过上述转速阈值b、在步骤ST3判定为否时，移至步骤ST4，进行第3换档判定工作。该第3换档判定工作判定从由上述输入转速传感器8A检测到的输入轴IS的转速Ni减去基于上述曲轴位置传感器81的输出信号算出的发动机转速Ne而得的值（输入轴转速与发动机转速的偏差Ni-Ne）是否超过上述旋转偏差阈值c。该旋转偏差阈值c设定为例如不会对离合器装置6带来损伤等不良影响的范围的上限值，具体而言是3000rpm。该值不限于此。
举出一例，在车速较高的状况下，从第5速档降档操作到第4速档时，离合器装置6的分离持续时间较长、发动机转速降低到空转转速程度的情况下，成为在上述步骤ST2及步骤ST3分别判定为否且在步骤ST4判定为是的状况。此外，在从第3速档升档操作到第4速档时，离合器装置6的分离持续时间较长、且由于车辆在下坡路上行驶而车速上升（输入转速也上升）的情况下，也成为在上述步骤ST2及步骤ST3分别判定为否且在步骤ST4判定为是的状况。
在该输入轴转速与发动机转速的偏差超过上述旋转偏差阈值c、在步骤ST4判定为是时，移至步骤ST5，判定当前警告标识是否为ON。就是说，判定是否警告灯99已经点亮，且随之警告标识成为ON。
在警告标识已经为ON，在步骤ST5判定为是时，保持原样地维持警告标识的ON，并返回。就是说，继续警告灯99的点亮。
另一方面，在警告标识为OFF、即警告灯99灭灯时，按照上述第3换档判定工作，点亮警告灯99，且将警告标识设为ON（步骤ST6）并返回。
由于该警告灯99的点亮，驾驶者重做变速操作，或慎重进行离合器装置6的接合操作。
此外，在输入轴转速与发动机转速的偏差未超过预定的旋转偏差阈值c，在步骤ST4判定为否时，移至步骤ST7，判定警告标识是否为ON。
在警告标识为ON，即警告灯99为点亮状态，在步骤ST7判定为是时（在过去的例行程序中由于某一换档判定工作而警告灯99点亮时），移至步骤ST8，使警告OFF（将上述警告灯99灭灯），并将警告标识复位为OFF而返回。另一方面，在警告标识不为ON时（在步骤ST7判定为否时），保持原样地返回。
如上所述，在本实施方式中，在驾驶者的手动换档操作不适当时（切换到驾驶者的不想要的变速档时（误换档）、或驾驶者虽然有意地进行了降档操作但其选择的变速档对于车辆行驶状态来说不适当时），对此进行判定，从而对驾驶者进行警告。因此，一边通过允许驾驶者的手动换档操作，从而能够充分发挥变速档的选择自由度高这一手动变速器的特征，一边通过督促向适当变速档换档的手动换档操作、或警告要注意离合器装置6的接合操作，从而能够避免对离合器装置6、发动机1的不良影响。而且，也能谋求通过变速冲击的缓和来改善驱动性能。
此外，上述第1判定工作可以在手动换档操作中途进行判定。就是说，由于输入轴IS的转速Ni的每单位时间的上升量ΔNi出现在变速中途（手动换档操作中途），因此可以在该手动换档操作中途进行换档判定。在本实施方式中，第1～第3判定工作中相对于其他判定工作而优先执行该第1判定工作，因此能够尽早执行与判定结果相应的对策（本实施方式中为点亮警告灯99），可尽早促使驾驶者注意。
（第2实施方式）
接着，说明第2实施方式。
在本实施方式中，也与上述的第1实施方式同样，使用3个条件作为判定不是可允许离合器装置6接合的状态、在离合器装置6接合时应促使驾驶者注意的状态的判定条件，并按照这些条件进行换档判定工作。在本实施方式中，在上述的第3换档判定工作（基于输入轴转速Ni与发动机转速Ne的偏差进行的判定工作）中，该输入轴转速Ni与发动机转速Ne的偏差（Ni－Ne）超过旋转偏差阈值c时的对策与上述第1实施方式不同。因此，在此仅说明该与第1实施方式的不同点。
图7是表示本实施方式的换档判定工作的步骤的流程图。该图7所示的流程中，对于与上述第1实施方式中图6所示的流程的工作相同的工作标注相同的步骤编号，省略其说明。
在步骤ST4的第3换档判定工作中，在输入轴转速Ni与发动机转速Ne的偏差（Ni－Ne）超过预定的旋转偏差阈值c而判定为是时，移至步骤ST10，执行发动机转速上升控制。该发动机转速上升控制是通过上述节流阀电动机34的控制、修正节流阀33的开度以使其变大，由此使发动机转速上升（利用转速上升控制单元进行的驱动源的转速上升控制）。
具体而言，使发动机转速上升，以使输入轴转速Ni与发动机转速Ne的偏差（Ni－Ne）成为上述旋转偏差阈值c以下。
更具体而言，在输入轴转速Ni与发动机转速Ne的偏差（Ni－Ne）超过上述旋转偏差阈值c时，将该偏差（Ni－Ne）的目标值设为上述旋转偏差阈值c来控制发动机转速。就是说，在旋转偏差阈值c设定为3000rpm时，在输入轴转速Ni为5500rpm、且发动机转速Ne为2300rpm的情况下（转速差是3200rpm的情况下），以使发动机转速Ne上升200rpm的方式修正节流阀33的开度。该节流阀33的开度修正工作例如按照预先存储在上述ROM92的节流阀开度修正映射而进行。图8表示该节流阀开度修正映射的一例，设定为在输入轴转速Ni与发动机转速Ne的偏差（Ni－Ne）超过上述旋转偏差阈值c时，其偏差越大，节流阀开度修正量也越大。
如此执行发动机转速上升控制，在输入轴转速Ni与发动机转速Ne的偏差（Ni－Ne）成为旋转偏差阈值c以下、在步骤ST4判定为否时，移至步骤ST7。在该步骤ST7，判定警告标识是否为ON。就是说，判定是否在过去的例行程序中由于在步骤ST2或步骤ST3判定为是而警告标识成为ON（警告灯99是否处于点亮状态）。在警告标识为OFF时，在步骤ST7判定为否并返回。此时，即使暂时成为输入轴转速Ni与发动机转速Ne的偏差（Ni－Ne）超过旋转偏差阈值c的状况，警告灯99也不会点亮、离合器装置6适当接合。
另一方面，警告标识为ON，即警告灯99处于点亮状态，在步骤ST7判定为是时，移至步骤ST8，使警告为OFF（将上述警告灯99灭灯）并将警告标识复位为OFF，返回。此时，由于在过去的例行程序中在步骤ST2或步骤ST3判定为是而将警告灯99点亮，其后，随着输入轴转速Ni的降低，警告灯99灭灯。
在本实施方式也能起到与上述第1实施方式同样的效果。除此之外，在本实施方式中，在第3换档判定工作中，在输入轴转速Ni与发动机转速Ne的偏差（Ni－Ne）超过预定的旋转偏差阈值c时，执行发动机转速上升控制。就是说，能够不向驾驶者发出警告，就得到允许离合器装置6接合的状况。因此，不会让驾驶者感到违和感（收到警告的违和感），就能既谋求离合器装置6的保护又允许离合器装置6的接合。
-他的实施方式-
以上说明的各实施方式对于在FR型车辆上装载的、前进6速档、后退1速档的同步啮合式手动变速器应用本发明的情况进行了说明。本发明不限于此，也可应用于在FF（前置发动机前轮驱动）车辆等其他形态的车辆上装载的手动变速器。此外，也能应用于与上述不同档数的变速器（例如前进5速档的变速器）。
此外，在上述各实施方式中，在处于在离合器装置6接合时应促使驾驶者注意的状态时，使警告灯99点亮。本发明不限于此，也可以使警告灯99闪烁、或通过警告蜂鸣器等的声音来促使驾驶者注意，也可以并用上述警告灯99和警告蜂鸣器。
此外，在上述各实施方式中，对在装载汽油发动机1作为驱动源的车辆应用本发明的情况进行了说明。本发明不限于此，也可以在装载有柴油发动机的车辆、装载有发动机（内燃机）和电动机（例如行驶用电动机或电动发电机等）的混合动力车应用。
而且，在上述各实施方式中，作为判定离合器装置6是否分离的传感器使用了离合器开关8B。本发明不限于此，可采用可检测离合器踏板70的位置的离合器行程传感器、可检测分离轴承67的滑动位置的行程传感器。
本发明可应用于判定驾驶者是否进行了适当的换档操作、发出警告等而能够使换档操作适当化的手动变速器。
附图标记说明
1发动机（驱动源）
33节流阀
34节流阀电动机
6离合器装置
60离合器机构部
70离合器踏板
81曲轴位置传感器
8A输入转速传感器
8B离合器开关
99警告灯（警告单元）
MT手动变速器
IS输入轴（输入轴）
L换档杆

Claims (12)

1.一种手动变速器的换档判定装置，上述手动变速器伴随于离合器装置的接合及分离而进行来自驱动源的驱动力的传递以及切断，并且通过在上述离合器装置被分离了的状态下的驾驶者的手动换档操作，能够选择多个变速档中的某个变速档，所述换档判定装置的特征在于，
包括换档判定单元，上述换档判定单元基于在上述离合器装置的分离状态下的上述手动变速器的输入轴转速，判定由该手动换档操作选择了变速档的状态是否是允许离合器装置的接合的状态、或是否是在离合器装置的接合时应促使驾驶者注意的状态，其中，在上述离合器装置的分离状态下的上述手动变速器的输入轴转速伴随于在上述离合器装置被分离了的状态下的驾驶者的手动换档操作而变化。
2.根据权利要求1所述的手动变速器的换档判定装置，其特征在于，
上述换档判定单元构成为：在上述离合器装置的分离状态下的上述手动变速器的输入轴转速的每单位时间的变化量大于预定的变化率阈值的情况下，判定为不是允许离合器装置的接合的状态、或判定为是在离合器装置的接合时应促使驾驶者注意的状态，其中，在上述离合器装置的分离状态下的上述手动变速器的输入轴转速伴随于在上述离合器装置被分离了的状态下的驾驶者的手动换档操作而变化。
3.根据权利要求1所述的手动变速器的换档判定装置，其特征在于，
上述换档判定单元构成为：在上述离合器装置的分离状态下的上述手动变速器的输入轴转速大于预定的转速阈值的情况下，判定为不是允许离合器装置的接合的状态、或判定为是在离合器装置的接合时应促使驾驶者注意的状态，其中，在上述离合器装置的分离状态下的上述手动变速器的输入轴转速伴随于在上述离合器装置被分离了的状态下的驾驶者的手动换档操作而变化。
4.根据权利要求2所述的手动变速器的换档判定装置，其特征在于，
上述换档判定单元构成为：在上述离合器装置的分离状态下的上述手动变速器的输入轴转速大于预定的转速阈值的情况下，判定为不是允许离合器装置的接合的状态、或判定为是在离合器装置的接合时应促使驾驶者注意的状态，其中，在上述离合器装置的分离状态下的上述手动变速器的输入轴转速伴随于在上述离合器装置被分离了的状态下的驾驶者的手动换档操作而变化。
5.根据权利要求1所述的手动变速器的换档判定装置，其特征在于，
上述换档判定单元构成为：在上述离合器装置的分离状态下的上述手动变速器的输入轴转速与驱动源的转速的偏差大于预定的旋转偏差阈值的情况下，判定为不是允许离合器装置的接合的状态、或判定为是在离合器装置的接合时应促使驾驶者注意的状态，其中，在上述离合器装置的分离状态下的上述手动变速器的输入轴转速伴随于在上述离合器装置被分离了的状态下的驾驶者的手动换档操作而变化。
6.根据权利要求2所述的手动变速器的换档判定装置，其特征在于，
上述换档判定单元构成为：在上述离合器装置的分离状态下的上述手动变速器的输入轴转速与驱动源的转速的偏差大于预定的旋转偏差阈值的情况下，判定为不是允许离合器装置的接合的状态、或判定为是在离合器装置的接合时应促使驾驶者注意的状态，其中，在上述离合器装置的分离状态下的上述手动变速器的输入轴转速伴随于在上述离合器装置被分离了的状态下的驾驶者的手动换档操作而变化。
7.根据权利要求3所述的手动变速器的换档判定装置，其特征在于，
上述换档判定单元构成为：在上述离合器装置的分离状态下的上述手动变速器的输入轴转速与驱动源的转速的偏差大于预定的旋转偏差阈值的情况下，判定为不是允许离合器装置的接合的状态、或判定为是在离合器装置的接合时应促使驾驶者注意的状态，其中，在上述离合器装置的分离状态下的上述手动变速器的输入轴转速伴随于在上述离合器装置被分离了的状态下的驾驶者的手动换档操作而变化。
8.根据权利要求4所述的手动变速器的换档判定装置，其特征在于，
上述换档判定单元构成为：在上述离合器装置的分离状态下的上述手动变速器的输入轴转速与驱动源的转速的偏差大于预定的旋转偏差阈值的情况下，判定为不是允许离合器装置的接合的状态、或判定为是在离合器装置的接合时应促使驾驶者注意的状态，其中，在上述离合器装置的分离状态下的上述手动变速器的输入轴转速伴随于在上述离合器装置被分离了的状态下的驾驶者的手动换档操作而变化。
9.根据权利要求1所述的手动变速器的换档判定装置，其特征在于，
上述换档判定单元构成为，进行如下判定工作：
第1判定工作，判定上述手动变速器的输入轴转速的每单位时间的变化量是否大于预定的变化率阈值，其中，上述手动变速器的输入轴转速伴随于在上述离合器装置被分离了的状态下的驾驶者的手动换档操作而变化；
第2判定工作，判定上述手动变速器的输入轴转速是否大于预定的转速阈值，其中，上述手动变速器的输入轴转速伴随于在上述离合器装置被分离了的状态下的驾驶者的手动换档操作而变化；
第3判定工作，判定上述手动变速器的输入轴转速与驱动源的转速的偏差是否大于预定的旋转偏差阈值，其中，上述手动变速器的输入轴转速伴随于在上述离合器装置被分离了的状态下的驾驶者的手动换档操作而变化；
上述第1判定工作比上述第2判定工作及第3判定工作优先执行。
10.根据权利要求1～9中的任一项所述的手动变速器的换档判定装置，其特征在于，
设有警告单元，上述警告单元在由上述换档判定单元判定为不是允许离合器装置的接合的状态、或判定为是在离合器装置的接合时应促使驾驶者注意的状态的情况下，向驾驶者发出警告。
11.根据权利要求5～9中的任一项所述的手动变速器的换档判定装置，其特征在于，
设有转速上升控制单元，上述转速上升控制单元在上述手动变速器的输入轴转速与驱动源的转速的偏差大于预定的旋转偏差阈值的情况下，执行使驱动源的转速上升的转速上升控制以使上述手动变速器的输入轴转速与驱动源的转速的偏差成为上述旋转偏差阈值以下。
12.根据权利要求9所述的手动变速器的换档判定装置，其特征在于，
设有转速上升控制单元，上述转速上升控制单元在上述第1判定工作中输入轴转速的每单位时间的变化量不大于预定的变化率阈值且在上述第2判定工作中手动变速器的输入轴转速不大于预定的转速阈值的状态下、在第3判定工作中上述手动变速器的输入轴转速与驱动源的转速的偏差大于预定的旋转偏差阈值的情况下，执行使驱动源的转速上升的转速上升控制。
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