CN103939221B - 用于配备有手动变速器的车辆的控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于配备有手动变速器的车辆的控制装置，其安装在包括手动变速器（3）、离合器机构（4）和驱动轮（5L，5R）的车辆（1）上，并且当变速请求操作在离合器机构（4）处于释放状态的状态下被执行时控制发动机（2）的输出转速，以执行用于减小离合器机构（4）的输入侧转速和输出侧转速之差的同步控制。在执行该同步控制时，该控制装置将发动机转速控制成使得离合器机构（4）的输入侧转速（Ne）与离合器机构（4）的输出侧转速（Ni）相差一预设速度差的量。

Description

用于配备有手动变速器的车辆的控制装置

技术领域

本发明涉及一种用于配备有手动变速器的车辆的控制装置，特别是一种适当地构造成在配备有手动变速器的由驾驶者执行离合器操作的车辆中执行用于使离合器机构的输入轴和输出轴的旋转同步的控制的控制装置。

背景技术

在配备有手动变速器的车辆中，一般而言，驾驶者在离合器被置于离合器踏板被踏下的释放状态的状态下操作变速杆（执行变速要求操作），使得变速器中彼此啮合的齿轮改变，即，手动变速器从一个档位切换到另一个档位。因此，如果在变速杆操作之后使离合器踏板回到其原始位置的离合器接合操作被快速执行，则可能发生变速冲击。另一方面，如果离合器接合操作过于缓慢地执行，则从变速要求操作被执行时算起要耗费比较长的时间来完成变速。

在安装有手动变速器的车辆中，还已知通过诸如发动机等的原动机的转速控制来实现用于使离合器机构的输入侧转速和输出侧转速（即，曲轴的转速和变速器的输入轴的转速）彼此相等的同步控制（参见例如日本专利申请公报No.2010-7711（JP2010-7711A））。

另一方面，在配备有仅由驾驶者执行离合器释放和接合操作的手动变速器的车辆中，取决于驾驶者如何操作离合器踏板，离合器接合的时间相差很大，并且档位的切换速度也会变化。因此，在离合器处于释放状态的状态下产生变速要求之后，离合器的输入侧转速和输出侧转速之差通常在通过离合器接合操作而完成离合器释放和接合的时点（将简称为“离合器接合操作时”）已减至最小，从而即使在驾驶者快速地操作离合器踏板并且由驾驶者引起的变速冲击大的情况下也能抑制变速冲击。

然而，由于离合器接合操作时离合器的输入侧转速和输出侧转速之差——亦即│Ne-Ni│，其中Ne是发动机转速且Ni是变速器输入轴的转速——接近于零，所以即使驾驶者快速地执行离合器接合操作，在通常的发动机转速控制中也可抑制变速冲击。相比而言，当│Ne-Ni│未变得充分小或者发动机转速控制发生异常时，并且当驾驶者快速地执行离合器接合操作时，可能产生大的变速冲击。

发明内容

本发明提供了一种用于配备有手动变速器的车辆的控制装置。当在手动变速操作期间执行用于减小离合器机构的输入侧转速和输出侧转速之差的同步控制时，所述控制装置能够给予驾驶者这样的认识，即，变速冲击的产生依存于离合器操作。

根据本发明的一方面的控制装置安装在包括手动变速器、离合器机构和驱动轮的车辆中，所述手动变速器在根据由驾驶者执行的变速要求操作而对从发动机产生的动力进行变速的同时传递所述动力，所述离合器机构适于根据由所述驾驶者执行的离合器操作而在从所述发动机到所述手动变速器的动力传递路径被切断的释放状态和允许经由所述动力传递路径传递所述动力的接合状态之间切换，所述驱动轮适于被从所述发动机产生的由所述手动变速器进行变速的所述动力驱动。所述控制器装置构造成执行当所述变速要求操作在所述离合器机构处于所述释放状态的状态下被执行时控制所述发动机的输出转速以减小所述离合器机构的输入侧转速和输出侧转速之差的同步控制。所述控制装置的特征在于通过将所述发动机的输出转速控制成使得作为所述发动机的输出转速的所述离合器机构的输入侧转速与所述离合器机构的输出侧转速相差一预设速度差的量，来执行所述同步控制。

对于以上配置，如果由离合器机构提供的旋转缓冲和摩擦衰减的程度根据离合器接合操作的速度（快或慢）、其操作量等而变化，则与上述变化以及离合器接合操作时离合器机构的输入侧转速和输出侧转速之间的关系相对应地在车辆行驶方向上产生适度的车辆加速度或减速度。亦即，在变速冲击由于旋转同步控制而被有效地抑制的情况下，产生会是在粗糙的（快速的）离合器接合操作的情况下变速冲击的预测指标的、适度的车辆加速度或减速度，特别是车辆减速度G。车辆减速度G被驾驶者从身体上感觉到。

借助于通过控制发动机的输出转速以使得离合器机构的输入侧转速与离合器机构的输出侧转速相差一预设速度差的量而执行所述同步控制，与驾驶者的离合器接合操作的速度（快或慢）相对应地，驾驶者从身体上感觉到加速度或减速度的大小。也就是，驾驶者在离合器接合操作的速度快时会从身体上感觉到大的加速度或减速度，而在离合器接合操作的速度慢时会从身体上感觉到小的加速度或减速度。变速冲击被同步控制有效地抑制。利用同步控制，驾驶者对离合器接合操作进行学习。结果，可抑制驾驶者执行粗糙的离合器接合操作，并且例如在同步控制发生异常时能预先避免变速冲击。

在如上所述的控制装置中，所述离合器操作可以是离合器踏板的操作，并且所述离合器机构的所述释放状态和所述离合器机构的所述接合状态可基于所述离合器踏板被踏下时所述离合器踏板的操作行程而切换。

在如上所述的控制装置中，可通过将所述发动机的输出转速控制为比所述离合器机构的输出侧转速低的转速来执行所述同步控制。

对于以上配置，在离合器接合时在使车辆加速的方向上不产生变速冲击，并且可在有效地抑制变速冲击的情况下有效地产生与离合器接合操作对应的车辆减速度。

如上所述的控制装置可包括运转状态检测单元和速度差控制器，所述运转状态检测单元检测所述车辆的运转状态，所述速度差控制器将所述速度差控制成使得所述速度差能根据所述车辆的运转状态而改变。

对于以上配置，在离合器接合操作时，产生反映该操作和车辆的运转状态的车辆减速度G，从而由于减速度G的有效产生而更有效地抑制驾驶者执行粗糙的离合器接合操作。

在如上所述的控制装置中，所述速度差控制器可将所述速度差控制成使得所述速度差能根据所述手动变速器要变速到的档位而改变。

对于以上配置，在离合器接合操作时，产生与该操作和手动变速器要变速到的档位对应的车辆减速度G，从而抑制驾驶者执行粗糙的离合器接合操作。此外，可促进驾驶者执行与手动变速器要变速到的档位对应的有利的离合器接合操作。

在如上所述的控制装置中，所述速度差控制器可将所述速度差的值设定成在所述手动变速器要变速到的档位为低速档位的情况下比在所述手动变速器要变速到的档位为中高速档位的情况下小。

对于上述配置，低速档位下的速度差被设定为比中高速档位下的速度差小的值，从而在离合器接合操作时有效地抑制了低速档位下的更大的变速冲击。由于产生了与离合器接合操作对应的车辆减速度G而给予驾驶者产生了车辆加速度G的认识，故可抑制驾驶者执行快速的离合器接合操作，并促进驾驶证执行与低速档位对应的有利的离合器接合操作。

在如上所述的控制装置中，当所述手动变速器要变速到的档位为所述中高速档位时，所述速度差控制器可随着所述手动变速器要变速到的档位为越高速的档位而设定越小的所述速度差。

在这种情况下，当要建立的档位为多速档位之中发生变速冲击的可能性不高或不可能发生变速冲击的中高速档位时，不必根据手动变速器要变速到的档位的设定条件来详细设定速度差。此外，当要建立的档位为发生变速冲击的可能性高的低速档位时，速度差能被设定为充分小的值。

在如上所述的控制装置中，所述运转状态检测单元可检测所述车辆的车速，并且所述速度差控制器可将所述速度差控制成使得所述速度差能根据所述车辆的车速而改变。

对于以上配置，当离合器接合时，产生反映离合器接合操作和车速的车辆加速度或减速度，并且由于加速度或减速度的有效产生，可有效地抑制驾驶者执行粗糙的离合器接合操作。

在如上所述的控制装置中，当所述同步控制响应于用于所述手动变速器的降档的变速要求操作而被执行时，所述速度差控制器可将所述速度差控制成使得所述速度差能根据所述车辆的运转状态而改变。

对于以上配置，在发生变速冲击的可能性高的降档时适当地设定离合器机构的输入侧转速和输出侧转速之间的速度差。因而，在紧接在降档之后的离合器接合操作时可有效地抑制变速冲击，并且产生与离合器接合操作和降档时车辆的状态对应的车辆加速度或减速度。因此，促进了驾驶者执行适合于降档的有利的离合器接合操作。

本文中所述的速度差能基于初步感官试验的结果等而被设定成提供处在能减小变速冲击的范围内并根据离合器操作的速度（快和慢）确定的车辆G，特别是车辆减速度G，从而能有效地抑制驾驶者执行粗糙的离合器操作。另外，在手动变速器要变速到的各档位，能针对离合器接合操作时手动变速器要变速到的相应档位将速度差设定为不同的值，从而能有效地抑制驾驶者执行粗糙的离合器操作。

根据本发明，用于配备有手动变速器的车辆的控制装置构造成产生适度的加速度或减速度，该适度的加速度或减速度被控制在能减小变速冲击的范围内，并且会是粗糙的离合器接合操作的情况下的变速冲击的预测指标。因而，当在手动变速操作期间执行用于减小离合器机构的输入侧转速和输出侧转速之差的同步控制时，所述控制装置能够给予驾驶者这样的认识，即，变速冲击的产生依存于离合器操作。

附图说明

下面将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中：

图1是示出根据本发明的第一实施例的用于配备有手动变速器的车辆的控制装置的构型的示意图；

图2A和图2B是各示出根据本发明的第一实施例的配备有手动变速器的车辆中的换档机构的说明图；

图3是示出根据本发明的第一实施例的用于配备有手动变速器的车辆的控制装置中的降档操作及离合器的输入侧转速和输出侧转速的变化等的示例的时序图；

图4是表示根据本发明的第一实施例的用于配备有手动变速器的车辆的控制装置中设定离合器的输入旋转轴和输出旋转轴之间的速度差的条件的曲线图，其中纵轴表示手动降档操作之后的离合器接合操作时的车辆减速度G，而横轴表示离合器接合操作时离合器的输入旋转轴和输出旋转轴之间的速度差；

图5是表示作为对比示例的用于配备有手动变速器的车辆的控制装置中设定离合器的输入旋转轴和输出旋转轴之间的速度差的条件的曲线图，其中纵轴表示手动降档操作之后的离合器接合操作时的车辆减速度G，而横轴表示离合器接合操作时离合器的输入旋转轴和输出旋转轴之间的速度差；以及

图6是示出根据本发明的第二实施例的用于配备有手动变速器的车辆的控制装置的构型的示意图。

具体实施方式

参照图1至图5，将详细说明本发明的第一实施例。图1示出根据本发明的第一实施例的用于配备有手动变速器的车辆的控制装置。

如图1和图2A、2B所示，根据该实施例的控制装置安装在配备有手动变速器的车辆1上。

车辆1包括作为原动机的发动机2、手动变速器3、离合器机构4、和驱动轮5L、5R。手动变速器3接收从发动机2产生的旋转动力，并且响应于由驾驶者执行的变速要求操作而对所述动力进行变速。离合器机构4根据由驾驶者执行的离合器操作而在从发动机2到手动变速器3的动力传递路径被切断（即，禁止动力从发动机2传递到手动变速器3）的释放状态和允许经由所述动力传递路径传递动力的接合状态之间切换。驱动轮5L、5R被从发动机2产生并经由对其进行变速的手动变速器3传递的动力所驱动。

发动机2是多缸内燃发动机，例如直列式四缸汽油发动机。发动机2根据进气量、燃料消耗量等而从曲轴2a产生旋转动力。

手动变速器3是多速变速器，例如能在从1速到6速的六个档位之间切换的6速变速器。手动变速器3具有从发动机2接收旋转动力的输入轴31、向连接到驱动轮5L、5R的差动装置39产生已进行变速的旋转动力的输出轴32、以及与输入轴31和输出轴32平行地配置的至少一个平行齿轮轴33。平行齿轮轴33支承多个变速齿轮38a、38b等。

尽管在图2A中仅示出了一条特定的动力传递路径，但手动变速器3包括介设在输入轴31和输出轴32与平行齿轮轴33之间的多个变速齿轮组36、同步啮合机构37等，以形成能从中选择一条路径进行动力传递的多条动力传递路径。然后，同步啮合机构37的套筒37s例如沿轴向方向移位或移动，以选择变速齿轮组36的一对齿轮36a、36b中的一个齿轮作为来自输入轴31的动力传递路径的一部分，并且改变从输入轴31延伸的动力传递路径的传动比，从而手动变速器3能从一个档位切换到另一个档位。

使同步啮合机构37的套筒37s移动的操作由换档机构35执行。换档机构35包括在切换方向和选择方向上操作的变速操作杆51和彼此平行地配置在变速器壳体34内的多个换档拨叉轴53、54、55。换档拨叉轴53、54、55彼此平行地由变速器壳体34支承成使得这些轴53、54、55可沿它们的轴向方向移动。换档机构35还包括切换-选择轴56，该切换-选择轴在对变速操作杆51执行切换操作时在与图2A中的X方向对应的轴向方向上被操作，而在对变速操作杆51执行选择操作时在与图2B中的Y方向对应的旋转方向上被操作。

在换档拨叉轴53-55上分别装设有换档拨叉53f（图2A中仅示意性地示出其中一个）和均呈大致U形头部形状的切换头部53h-55h。

尽管未详细示出，但各换档拨叉轴53-55与用于建立手动变速器3的多个档位中选定的一个档位的换档套筒37s（参见图2A）接合。当换档拨叉轴53-55中的任一个如换档拨叉轴53在轴向方向上被操作时，与换档拨叉轴53一体地移动的换档拨叉53f提供与换档套筒37s对应的一个档位（例如，1速或2速）的动力传递路径。

如图2B所示，切换-选择轴56由按照变速操作杆51在切换方向上的操作而旋转的外切换杆（未示出）和按照变速操作杆51在选择方向上的操作而旋转的外选择杆57驱动。外切换杆由变速器壳体34可旋转地支承成能够在轴向方向（图2A中的X方向）上操作切换-选择轴56，而外选择杆57由变速器壳体34可旋转地支承成能够在旋转方向（图2B中的Y方向）上操作切换-选择轴56。

用于选择操作的内杆56a在切换-选择轴56上固定成沿与切换-选择轴56的轴线垂直的方向突出。内杆56a配置成根据切换-选择轴56在选择方向上的旋转位置而与换档拨叉轴53-55的大体U形的切换头部53h-55h中选定的一个接合。

因而，内杆56a根据切换-选择轴56为进行选择操作而在旋转方向上被操作到的位置与切换头部53h、54h和55h中选定的一个接合。在该状态下，当支承内杆56a的切换-选择轴56为进行切换操作而在轴向方向上被操作时，换档拨叉轴53、54和55中对应的一个经由切换头部53h、54h和55h中选定的一个与切换-选择轴56一起在轴向方向上移动，从而能建立与选定的换档拨叉轴53、54或55对应的两个档位之一。

在换档拨叉轴53-55的切换头部53h-55h的附近设置有与内杆56a邻接的限制或抑制非选定轴的轴向运动的已知互锁部件60。

如上所述，根据该实施例的控制装置10安装在包括手动变速器3、离合器机构4和驱动轮5L、5R的车辆上，所述手动变速器根据由驾驶者执行的变速要求操作而对由从发动机2产生的动力引起的旋转进行变速，所述离合器机构根据由驾驶者执行的离合器操作而在从发动机2到手动变速器3的动力传递路径被切断的释放状态和允许经由所述动力传递路径传递动力的接合状态之间切换，所述驱动轮被从发动机2产生的由手动变速器3进行变速的动力驱动。

控制装置10构造成通过在离合器机构4从释放状态向接合状态切换时控制发动机2的输出转速以减小离合器机构4的输入侧转速和输出侧转速之差，来执行同步控制。

更具体地，当控制装置10判定为在离合器机构4完全释放的状态下开始变速时，控制装置10将作为离合器机构4的输入侧转速的发动机转速Ne[rpm]控制为比作为离合器机构4的输出侧转速的手动变速器3的输入轴31的转速Ni[rpm]低一预设速度差的量│Ne-Ni│的转速。后文将描述判定变速开始的时间。

控制装置10具有作为检测车辆1的运转状态的运转状态检测单元的传感器70和将速度差│Ne-Ni│控制成使得所述速度差能根据车辆1的运转状态而改变的速度差控制器80。

传感器70例如包括发动机转速传感器71、变速器输入转速传感器72、加速器踏板位置传感器73、制动开关74、离合器行程传感器75、水温传感器76、空气流量计77、节气门开度传感器78和切换&选择行程传感器79。

发动机转速传感器71检测发动机2的曲轴2a的旋转角或角位置和作为离合器机构4的输入侧转速的曲轴2a的输出转速[rpm]。变速器输入转速传感器72检测手动变速器3的输入轴31的转速，以检测离合器机构4的输出侧转速。加速器踏板位置传感器73检测与加速器踏板11的踏压量对应的加速器踏板位置。制动开关74检测车辆1的制动踏板12上是否施加了给定踏板力或更大的力。

离合器行程传感器75是检测离合器踏板13在被踏压时的操作行程（由驾驶者执行的离合器操作量）的位移传感器。离合器行程传感器75可由离合器踏板开关代替，所述离合器踏板开关根据离合器踏板13是否已被踏压到预定的操作行程位置或者在踏板13回位时是否已到达该操作行程位置而切换为ON/OFF（开/关）。水温传感器76检测通过发动机2的水套（未示出）的冷却剂的温度，而空气流量计77检测发动机2的进气的量（流量）。节气门开度传感器78检测电子节气门91的开度，而切换&选择行程传感器79检测变速操作杆51在切换方向上的操作位置（从基准位置的操作行程）shp和杆51在选择方向上的操作位置slp。

传感器70可包括检测手动变速器3的输出轴32的转速Nd以检测与转速Nd对应的车辆1的车速的车速传感器65，或由驱动轮5L、5R的转速检测车速的车轮速度传感器66，代替切换&选择行程传感器70。传感器70可包括车速传感器65、车轮速度传感器66和切换&选择行程传感器79中的全部。传感器70可除发动机转速传感器71、变速器输入转速传感器72和离合器行程传感器75外还包括切换&选择行程传感器79、车速传感器65和车轮速度传感器66中的任一者。

例如，当切换&选择行程传感器79检测出变速操作杆51已被操作到下一个档位时，或者当手动变速器3的输入轴31的转速Ni[rpm]通过变速改变为与车速和变速后要建立的档位对应的转速时，控制装置10判定为变速在离合器机构4处于完全释放状态的状态下开始。在后一种情况下，发现如果手动变速器3的输入轴31的转速Ni增大，则手动变速器3降档，并且发现如果输入轴31的转速Ni减小，则变速器3升档。

速度差控制器80包括基于从传感器70接收的传感器信息而控制车辆1的运转状态和发动机2的运转状态的ECU81。

ECU81是电子控制单元，该电子控制单元包括CPU（中央处理单元）、ROM（只读存储器）、RAM（随机存取存储器）和备份存储器如非易失性存储器，不过未示出其具体的硬件构型。ECU81还包括输入接口线路（包括A/D变换器等）、输出接口线路（包括驱动器和继电器开关）、用于与其它车载ECU通信的通信接口，等等。ECU81的输出接口线路包括或连接到用于致动器的驱动器线路等，并且连接到执行发动机2的燃料喷射的喷射驱动线路和驱动点火装置的点火驱动线路。

ECU81例如根据存储在ROM和备份存储器（这些将被称为“ROM等”）中的控制程序而执行所谓的多任务操作。ECU81具有控制发动机2的节气门开度、点火正时、燃料喷射时间等以实现发动机2的目标转矩和目标转速的功能。

ECU81还根据存储在ROM等中的控制程序基于传感器70的检测值（例如离合器行程传感器75的检测值）来检测离合器踏板是否已被踏压到给定操作位置而使离合器机构4转入释放状态。

ECU81具有变速条件判定单元82和目标NE设定单元83作为执行该实施例的控制装置10的主要功能的多个功能单元。

当变速条件判定单元82检测出离合器踏板13已被踏压到给定操作位置时，例如，变速条件判定单元82基于切换&选择行程传感器79的检测值来判定要求通过变速操作杆51的操作使手动变速器3变速到的档位。或者，变速条件判定单元82在从检测出离合器踏板13已被踏压到给定操作位置的时点起的给定期间基于由车速传感器65或车轮速度传感器66检测出的转速和由变速器输入转速传感器72检测出的手动变速器3的输入轴31的转速Ni来监测手动变速器3的变速传动比（速比），并判定当变速发生时手动变速器3变速到的档位。

目标NE设定单元83根据从当前档位变速到由变速条件判定单元82判定出的目标档位的条件（例如，根据离合器接合操作时要建立的档位（变速器要变速到的档位））而将与离合器接合时的档位的传动比（速比）和车辆1的车速对应的手动变速器3的输入轴31的转速Ni设定为目标同步转速。

此外，目标NE设定单元83将目标发动机转速Ne设定成使得发动机转速Ne比所设定的同步转速Ni低与在离合器接合操作时建立的档位对应的速度差│Ne-Ni│的量。然后，ECU81控制发动机2的输出以实现由目标NE设定单元83设定的目标发动机转速Ne。

执行发动机转速控制以发挥同步控制的功能，所述同步控制用于将离合器接合操作时发动机2的曲轴2a的转速Ne与基于在离合器机构4处于释放状态的状态下手动变速器3要变速到的档位和车速而确定的手动变速器3的输入轴31的转速Ni之差减小到能抑制变速冲击的程度。

在后文将详细描述的本文中提到的同步控制下，当手动变速器3的变速传动比响应于变速要求操作而改变并且与驱动轮5L、5R的转速（车速）成比例的手动变速器3的输入轴31的转速Ni改变时，在从变速要求操作被执行时到离合器接合操作被执行时的期间，发动机2的曲轴2a的转速Ne被控制成接近手动变速器3的输入转速Ni。

亦即，同步控制被执行成通过将离合器接合时发动机2的输出转速Ne与手动变速器3的输入转速Ni之差减小到所述差能被具有旋转缓冲功能的离合器机构4吸收的程度，来抑制车辆1的变速冲击。

通过发动机转速控制来减小离合器机构4的输入侧转速和输出侧转速之差类似于现有技术的用于使离合器的输入侧转速和输出侧转速之差尽可能接近零的同步控制。然而，在该实施例中，目标发动机转速Ne被控制成与由变速条件判定单元82设定的同步转速Ni相差速度差│Ne-Ni│的量。该实施例的发动机转速控制在这一点不同于现有技术的控制。

速度差│Ne-Ni│基于初步感官试验等的结果根据离合器接合操作时车辆的运转状态（例如手动变速器3要变速到的档位）而被设定，并存储于包含在目标NE设定单元83中的速度差设定图谱（脉谱图）M1中。

存储在速度差设定图谱M1中的速度差│Ne-Ni│被设定成使得，当离合器被比较粗糙地（快速地）操作时，在能减小车辆1中的变速冲击的范围内，根据离合器接合操作的速度（快或慢）而产生适度的车辆G，特别是车辆减速度G。

更具体地，如果离合器接合操作时的同步转速Ni相等，并且手动变速器3要变速到同一档位，则离合器接合操作时在车辆行驶方向上施加于车辆1的加速度或减速度例如在降档时的车辆减速度G随着离合器接合操作时的速度差│Ne-Ni│越大而越大。

另外，根据离合器接合操作时离合器机构4的输入侧转速和输出侧转速之间的大小关系，亦即手动变速器3的输入轴31的转速Ni[rpm]和发动机转速Ne[rpm]之间的大小关系，离合器接合操作时施加于发动机2的负荷转矩在不同的方向上改变，并且负荷转矩改变的方向决定车辆1中出现的是加速度还是减速度。

在如上所述的初步感官试验中，在速度差│Ne-Ni│改变的状态下通过实验执行比较粗糙的离合器操作，并且基于试验结果选择适于各个档位的速度差│Ne-Ni│并且将其存储在速度差设定图谱M1中。

适于各个档位的速度差│Ne-Ni│被设定在被驾驶者根据离合器接合操作的速度（快或慢）而感觉到的在车辆行驶方向上的加速度或减速度未被感觉为大的变速冲击但驾驶者能感觉到与离合器接合操作的速度（快或慢）对应的加速度或减速度的强弱变化的速度差范围内。速度差│Ne-Ni│对于各相应档位采用不同的值。

在速度差控制器80中，当变速条件判定单元82判定出手动变速器3要变速到的档位（也将被称为“要建立的档位”）时，目标NE设定单元83参考速度差设定图谱M1来设定与要建立的档位对应的作为手动变速器3的输入转速的同步转速Ni和速度差│Ne-Ni│，并且基于速度差│Ne-Ni│设定比同步转速Ni低的目标发动机转速Ne。

在这种情况下，通过将目标发动机转速Ne设定为比同步转速Ni低速度差│Ne-Ni│的量的转速，倾向于稍微减小的负荷转矩能在每次离合器接合时施加于发动机2，并且在变速冲击被抑制的状态下根据离合器接合操作的速度（快或慢）而产生适度的车辆减速度G。

另外，目标NE设定单元83将速度差│Ne-Ni│设定成在手动变速器3的档位为低速档位的情况下比在手动变速器3的档位为中高速档位的情况下小的值。亦即，速度差设定图谱M1中包括的速度差│Ne-Ni│被设定成在手动变速器3的档位为低速档位（如1速档位）的情况下比在手动变速器3的档位为中高速档位（如2速至6速档位中的任一个档位）的情况下小的值。

速度差设定图谱M1中包括的离合器接合操作时的速度差│Ne-Ni│可被设定成使得车辆1的变速冲击随着手动变速器3的档位是越高速的档位而减小得越小。在另一个示例中，离合器接合操作时的速度差│Ne-Ni│在手动变速器3的档位为低速档位（例如，1速）时可被设定为第一速度差ΔN1，而在手动变速器3的档位为中速档位（例如，2速或3速）时被设定为比第一速度差ΔN1大的第二速度差ΔN2、ΔN3。另外，当手动变速器3的档位为高速档位如5速时，速度差│Ne-Ni│可被设定为比第二速度差小的第三速度差ΔN5。

更具体地，当手动变速器3为6速手动变速器时，速度差设定图谱M1中包括的离合器接合操作时的速度差│Ne-Ni│在1速时等于ΔN1（例如，160[rpm]），在2速时等于ΔN2（例如，200[rpm]），在3速时等于ΔN3（例如，220[rpm]），在4速时等于ΔN4（例如，230[rpm]），在5速时等于ΔN5（例如，150[rpm]），并且在6速时等于ΔN6（例如，160[rpm]），如下表1中所示。

表1

要建立的档位

1速

2速

3速

4速

5速

6速

│Ne-Ni│[rpm]

ΔN1

ΔN2

ΔN3

ΔN4

ΔN5

ΔN6

在该实施例中，在当车辆处于发生变速冲击的可能性高的运转状态时降档时，根据离合器接合操作而产生车辆减速度G。亦即，当手动变速器3在离合器机构4处于释放状态的状态下降档时，速度差控制器80的ECU81参照速度差设定图谱M1将速度差│Ne-Ni│控制成使得速度差│Ne-Ni│能根据车辆的运转状态而改变。也可利用与要建立的档位对应的速度差│Ne-Ni│在升档时执行发动机2的转速控制。

当手动变速器3要变速到同一档位并且车辆1的车速下降到特定的低车速区域内时，特别地，当车辆1进入车辆1停止的可能性很高的最低车速区域时，速度差控制器80的ECU81根据车速将速度差│Ne-Ni│设定为随着车速在特定的低车速区域内越低而越大的值。特定的低车速区域是这样的运转区域，其中速度差│Ne-Ni│由于车速的下降而在不进行同步控制的情况下减小，并且对于同一要建立的档位的变速冲击与高车速时相比减小，从而导致同步控制的效果减弱。另外，车辆1停止的可能性很高的最低车速区域是作为特定的低车速区域的一部分的车速区域，在特定的低车速区域的该部分内车速处于车辆1停止的可能性更高的低侧。

在该实施例中，特定的低车速区域被设定为等于或低于10km/h且接近最低车速区域的低车速区域。如果用于使手动变速器3变速到指定档位（例如1速档位）的降档要求操作在离合器机构4处于释放状态的状态下被执行，并且车辆1的车速在没有离合器接合操作被执行的状态下处在特定的低车速区域内，则速度差控制器80的ECU81执行用于根据车速而将速度差│Ne-Ni│改变成使得速度差│Ne-Ni│随着车速在低车速区域内变得越低而越大的控制。亦即，速度差控制器80的ECU81在车速为8km时将速度差│Ne-Ni│设定为与在车速为10km/h时设定的速度差│Ne-Ni│相比相对大的值，并且在车速为8km/h时将速度差│Ne-Ni│设定为与在车速为5km/h时设定的速度差│Ne-Ni│相比相对大的值。因此，即使在与要建立的档位对应的速度差│Ne-Ni│被设定为与1速对应的ΔN1的情况下，例如，在车辆1的车速在离合器机构4处于释放状态的状态下下降到特定的低车速区域内并且车辆1停止的可能性很高的情况下，也根据车速的下降而将ΔN1修正成使得ΔN1随着车速在特定的低车速区域内变得越低而越大。

接下来将描述操作。

在如上所述构成的该实施例中，当执行变速操作、特别是降档操作时，手动变速器3的档位在离合器机构4处于释放状态的状态下根据由驾驶者执行的变速要求操作而改变。然后，执行用于减小离合器机构4的输入侧转速和输出侧转速之差的旋转同步控制。

例如，当执行降档操作以使手动变速器3从3速变速到2速时，按照如图3的时序图中所示的过程执行响应于手动操作的变速动作和旋转同步控制。

首先，如果离合器踏板13在时刻t1被踏下，则离合器从离合器踏板13的行程达到给定值Sc的时点开始被释放，并且在时刻t2被置于释放（非接合）状态。在离合器处于释放状态的情况下，发动机2的曲轴2a与手动变速器3的输入轴31分离，使得发动机转速Ne开始逐渐下降为接近怠速。

然后，在离合器在离合器踏板13被充分踏下的情况下处于释放状态的状态下，借助换档机构35的变速操作杆51开始例如变速要求操作，例如要求从3速降档到2速的操作，并且例如由切换&选择行程传感器79检测该要求操作。或者，对于从离合器踏板13被充分踏下并且离合器机构4被置于完全释放状态时起的一定期间，基于由车速传感器65或车轮速度传感器66检测出的转速和由变速器输入转速传感器72检测出的手动变速器3的输入轴31的转速Ni来监测手动变速器3的变速传动比。然后，变速传动比由于从3速降档到2速而改变，使得与驱动轮5L、5R的转速（车速）成比例的手动变速器3的输入轴31的转速Ni增大。

此时，ECU81的变速条件判定单元82基于来自切换&选择行程传感器79的检测信息来判定通过变速操作杆51的操作而要求变速器变速到的档位，或者基于由车速传感器65或车轮速度传感器66检测出的转速和由变速器输入转速传感器72检测出的转速Ni来判定变速器要变速到的档位。另外，目标NE设定单元83根据变速器要变速到的档位（离合器接合操作时的档位）将与离合器接合时建立的档位和车辆1的车速对应的手动变速器3的输入轴31的转速Ni设定为目标同步转速。然后，根据同步转速Ni，将离合器接合操作时发动机2的曲轴2a的转速Ne控制在能抑制变速冲击的同步转速的容许范围内。

在利用变速操作杆51执行变速要求操作之后，驾驶者在沿使离合器接合的方向踏压踏板13的状态下执行使离合器踏板13回位的离合器接合操作。离合器接合操作通常被执行成逐渐地接合离合器机构4。如果在离合器接合操作完成时发动机2的曲轴2a的转速Ne和同步转速Ni之差已减小到处于同步转速的容许范围内，则在离合器机构4接合时有效地抑制了变速冲击。

当未执行旋转同步控制时，发动机转速Ne下降到接近怠速，如图3中通过双点划线所示，在离合器接合操作时，在离合器机构4的输入侧和输出侧之间产生由于变速传动比的切换而接近速度变化量的大速度差（与图3中的ΔNpa和速度差│Ne-Ni│之和对应）。结果，车辆1发生变速冲击，与图3的下部中通过双点划线所示的车辆G（无控制）的变化相似。

在该实施例中，利用在离合器机构4从释放状态切换为接合状态时执行的旋转同步控制，作为离合器机构4的输入侧转速的发动机转速Ne被控制成比作为离合器机构4的输出侧转速的同步转速Ni低，使得发动机转速Ne和同步转速Ni彼此相差预设速度差│Ne-Ni│。

因此，当由离合器机构4提供的旋转缓冲和摩擦衰减的程度根据由驾驶者执行的离合器接合操作的速度（快或慢）、其操作量等而变化时，与上述变化以及离合器接合操作时离合器机构4的输入侧转速和输出侧转速之间的关系对应地在车辆行驶方向上产生适度的车辆减速度G。亦即，在通过旋转同步控制有效地抑制车辆1的变速冲击的情况下，产生会是粗糙的离合器接合操作的情况下的变速冲击的预测指标的适度的车辆减速度G。由于车辆减速度G被驾驶者从身体上感觉到，故可有效地抑制驾驶者执行粗糙的离合器接合操作。

因而，当ECU81对发动机2的转速控制的响应性不充分或该控制发生任何异常（例如与旋转同步控制相关的传感器的故障）时，能预先有效地避免由于粗糙的离合器接合操作而意外发生大的变速冲击。

在该实施例中，特别地，离合器接合操作时的发动机转速Ne比离合器机构4的输出侧转速Ni低速度差│Ne-Ni│的量；因此，在离合器接合时发生呈车辆加速度形式的变速冲击的可能性不大或不可能发生该变速冲击，并且能在有效地抑制变速冲击的情况下有效地产生与离合器接合操作的速度相称的车辆减速度。

另外，根据该实施例的车辆1具有作为检测通过对变速操作杆51执行的操作而要求手动变速器3变速到的档位的运转状态检测单元的切换&选择行程传感器79等，和将速度差│Ne-Ni│控制成使得该速度差能根据变速器3要变速到的档位而改变的速度差控制器80。因此，当离合器接合时，可产生具有反映离合器接合操作和车辆1的运转状态的大小的车辆减速度G。因此，由于车辆减速度G的有效产生，可更有效地抑制驾驶者执行粗糙的离合器接合操作；此外，可促进驾驶者执行与手动变速器3的档位对应的有利的离合器接合操作。

此外，在该实施例中，速度差控制器80将速度差│Ne-Ni│设定为在手动变速器3要变速到的档位为低速档位的情况下比在要建立的档位为中高速档位的情况下小的值。因此，可有效地抑制离合器接合操作时车辆1的变速冲击，并且产生适于该操作和低速档位的车辆减速度G。结果，有效地抑制了驾驶者执行粗糙的离合器接合操作，并且促进了驾驶者执行适合于低速档位的有利的离合器接合操作。

当速度差控制器80在手动变速器3的档位为中高速档位时将速度差│Ne-Ni│设定成使得车辆的变速冲击随着手动变速器3的速度越高而以越大的程度减小时，不必根据档位的设定条件来详细设定速度差│Ne-Ni│。此外，当手动变速器3处于发生变速冲击的可能性高的低速档位时，速度差│Ne-Ni│被设定为充分小的值。

更具体地，在该实施例中，当手动变速器3的档位为作为低速档位的1速档位时，将速度差│Ne-Ni│设定为第一速度差ΔN1。当手动变速器3的档位为作为中速档位的2速、3速或4速档位时，将速度差│Ne-Ni│设定为比第一速度差大的第二速度差ΔN2、ΔN3或ΔN4。此外，例如，当手动变速器3的档位为作为高速档位的5速或6速档位时，将速度差│Ne-Ni│设定为比第二速度差小的第三速度差ΔN5、ΔN6。因此，能根据多个档位的设定条件来详细设定速度差│Ne-Ni│，并且此外，在发生变速冲击的可能性高的低速档位能将速度差│Ne-Ni│设定为充分小的值。

在该实施例中，在发生变速冲击的可能性高的降档时适当地设定离合器机构4的输入转速和输出转速之间的速度差│Ne-Ni│；因此，可有效地抑制变速冲击，并且产生适于离合器接合操作和降档时车辆1的运转状态的车辆减速度G。因此，可促进驾驶者执行适合于降档的有利的离合器接合操作。

此外，由于能针对手动变速器3要变速到的各个档位设定目标转速，故能容易地将手动变速器3的换档感觉和变速特性控制为要求或期望的感觉和特性。

因而，在该实施例中，用于配备有手动变速器的车辆的控制装置10产生会是在粗糙的离合器接合操作的情况下的变速冲击的预测指标的适度的车辆减速度G，以有效地抑制驾驶者执行粗糙的离合器接合操作。另外，当发动机转速Ne以不充分的响应性被控制或发动机转速控制例如由于传感器误差或故障而发生异常时，控制装置10能预先有效地避免车辆1的变速冲击。

同时，与图5所示的对比示例中的设定示例一样，可将对于所有档位的离合器接合操作时的速度差│Ne-Ni│设定为低速档位可接受的固定速度差d1。然而，在这种情况下，在具有高减速比的最低速档位（该示例中为1速）在离合器接合操作时产生最大的车辆减速度G；因此，有必要将离合器接合操作时的速度差│Ne-Ni│设定为能在最低速档位抑制变速冲击的小值。因此，同步转速的容许范围（与图5中的ΔN对应）与现有技术中一样变窄，并且当变速器变速到中高速档位时可诱发粗糙的离合器操作，或者可能耗费时间来将同步转速控制在容许范围内。另一方面，根据该实施例，解决了上述问题。

在该实施例中，当手动变速器3要变速到同一档位并且车辆1的车速下降到特定的低车速区域内时，根据车速的下降而将速度差│Ne-Ni│设定为随着车速在特定的低车速区域内越低而越大的值。

例如，响应于用于在离合器机构4处于释放状态的状态下降档到1速的变速要求操作而将速度差│Ne-Ni│设定为与1速对应的ΔN1；此后，如果车辆1的车速在离合器机构4不被接合的状态下下降为等于或低于10km/h，则判定为车辆1停止的可能性很高，并且根据车速的下降而修正与1速对应的ΔN1，使得速度差│Ne-Ni│随着车速在特定的低车速区域内变得越低而越大。

因此，在车辆1进入特定的低车速区域后停止之前能够降低燃料消耗，并且在车辆1停止的可能性很高的特定的低车速区域内在例如由于交通信号的改变而产生加速要求的情况下能抑制发动机2的高速空转等。

图6示出具有根据本发明的第二实施例的手动变速器的车辆。

尽管第二实施例的总体构型与上述第一实施例相似，但速度差控制器的构型与第一实施例不同。因此，在图6中，对与第一实施例相同或相似的构成要素或部分指配与图1中所用相同的附图标记，并且下文将说明第一和第二实施例之间的差别。

如图6所示，根据该实施例的用于配备有手动变速器的车辆的控制装置10包括发动机转速传感器71、变速器输入转速传感器72、和车速传感器65或车轮速度传感器66作为检测车辆1的运转状态的运转状态检测单元。发动机转速传感器71检测作为离合器机构4的输入侧转速的发动机2的曲轴2a的输出转速。变速器输入转速传感器72检测作为离合器机构4的输出侧转速的手动变速器3的输入轴31的转速Ni。车速传感器65或车轮速度传感器66检测手动变速器3的输出轴32的转速Nd，由此检测与转速Nd对应的车辆1的车速。

当基于由离合器行程传感器75检测出的信息判定为离合器踏板13已在被踏下的状态下回到给定操作位置Sc而将离合器机构4置于接合状态时，ECU81基于作为由变速器输入转速传感器72和车速传感器65检测出的信息的变速器输入转速Ni和变速器输出转速Nd而计算与手动变速器3的选定档位对应的变速传动比Ni/Nd。在用车轮速度传感器66代替车速传感器65的情况下，ECU81可使用包括差动装置39的最终减速比的总传动比（Ni/驱动轮转速）作为与档位对应的速比，或者可使用变速器输入转速Ni与车速[km/h]之比作为与档位对应的速比。

更具体地，ECU81的目标NE设定单元83针对与各相应档位对应的各个速比Ni/车速[rpm/km/h]设定作为离合器接合操作时手动变速器3的输入轴31的转速的同步转速Ni和离合器接合操作时的目标发动机转速Ne之间的速度差│Ne-Ni│，并将针对各相应速比的速度差│Ne-Ni│存储在速度差设定图谱M1中。

下表2示出在手动变速器3为6速手动变速器的情况下速度差设定图谱M1中针对各速比Ni/Nd的速度差│Ne-Ni│的设定示例。在这种情况下，在速度差设定图谱M1中设定的离合器接合操作时的速度差│Ne-Ni│在与1速对应的速比200等于ΔN1（例如，160[rpm]），在与2速对应的速比70等于ΔN2（例如，200[rpm]），在与3速对应的速比40等于ΔN3（例如，220[rpm]），在与4速对应的速比30等于ΔN4（例如，230[rpm]），在与5速对应的速比25等于ΔN5（例如，150[rpm]），并且在与6速对应的速比20等于ΔN6（例如，160[rpm]）。

表2

亦即，在该实施例中，车辆1的车速由作为运转状态检测单元的车速传感器65检测，并且速度差控制器80将速度差│Ne-Ni│控制成使得该速度差能根据与手动变速器3要变速到的档位对应的速比Ni/Nd而改变。

在该实施例中，同样，用于配备有手动变速器的车辆的控制装置10产生会是在粗糙的离合器接合操作的情况下的变速冲击的预测指标的适度的车辆减速度G，从而有效地抑制驾驶者执行粗糙的离合器接合操作。此外，当发动机转速Ne以不充分的响应性被控制或发动机转速控制例如由于传感器误差或故障而发生任何异常时，能预先有效地避免在车辆1中发生变速冲击。

另外，在该实施例中，在离合器接合操作时产生反映离合器接合操作和车速的车辆减速度G，从而由于车辆减速度G的有效产生而有效地抑制驾驶者执行粗糙的离合器接合操作。

在所述的各实施例中，对变速操作杆51执行的变速要求操作经由机械操作联动装置被接收，从而引起切换或改变档位的操作。然而，机械操作联动装置的一部分可用所谓的线控装置来代替。亦即，可接收用于触发升档或降档的信号，该信号使致动器自动执行切换或改变档位的操作。毫无疑问，变速要求操作并不限于从变速操作杆51接收的切换操作和选择操作的组合。

尽管根据本发明需要由驾驶者执行离合器接合操作，但该操作当然并不限于踏下离合器踏板或使离合器踏板回位的操作。

在所述的实施例中，当执行同步控制时，发动机2的输出转速Ne被控制为比离合器机构4的输出侧转速Ni低的转速。然而，假如车辆1处于在变速器要变速到的档位的速度差│Ne-Ni│充分小的运转区域（由档位和车速决定）内，速度差│Ne-Ni│可包括零，或者假如车辆1处在上述运转区域内，可将发动机2的输出转速Ne设定为等于或略高于离合器机构4的输出侧转速Ni的转速。

如上所述，本发明能够提供下述的控制装置。当在手动变速操作期间执行用于减小离合器机构的输入侧转速和输出侧转速之差的同步控制时，所述控制装置通过执行所述同步控制而控制离合器机构的输入侧转速和输出侧转速之差以使得发动机的输出转速与离合器机构的输出侧转速相差一预设速度差的量，从而抑制变速冲击的产生，使得驾驶者从身体上感觉到变速冲击与离合器的操作速度之间的关系。本发明有利地适用于一般用于配备有手动变速器的车辆的控制装置，该控制装置在具有手动变速器的由驾驶者执行离合器操作的车辆中执行用于使离合器机构的输入转速和输出转速同步的旋转同步控制。

Claims (7)

1.一种用于车辆(1)的控制装置，所述车辆配备有手动变速器(3)，所述手动变速器在根据由驾驶者执行的变速要求操作而对从发动机(2)产生的动力进行变速的同时传递所述动力，

所述车辆还包括离合器机构(4)和驱动轮(5L，5R)，所述离合器机构适于根据由所述驾驶者执行的离合器操作而在从所述发动机到所述手动变速器的动力传递路径被切断的释放状态和允许经由所述动力传递路径传递所述动力的接合状态之间切换，所述驱动轮适于被从所述发动机产生的由所述手动变速器进行变速的所述动力驱动，

所述控制装置的特征在于包括：

控制器，所述控制器构造成执行当所述变速要求操作在所述离合器机构处于所述释放状态的状态下被执行时控制所述发动机的输出转速以减小所述离合器机构的输入侧转速和输出侧转速之差的同步控制，

所述控制器构造成通过将所述发动机的输出转速控制成使得作为所述发动机的输出转速的所述离合器机构的输入侧转速与所述离合器机构的输出侧转速相差一预设速度差的量，来执行所述同步控制，

所述控制器构造成通过将所述发动机的输出转速控制为比所述离合器机构的输出侧转速低的转速来执行所述同步控制，

所述控制装置还包括：运转状态检测单元(70)，所述运转状态检测单元检测所述车辆的运转状态；和速度差控制器(80)，所述速度差控制器将所述速度差控制成使得所述速度差根据所述车辆的运转状态而改变，

所述速度差控制器将所述速度差控制成使得所述速度差根据所述手动变速器要变速到的档位而改变，并且

所述速度差控制器将所述速度差的值设定成在所述手动变速器要变速到的档位为低速档位的情况下比在所述手动变速器要变速到的档位为中高速档位的情况下小。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述离合器操作是离合器踏板的操作，并且

所述离合器机构的所述释放状态和所述离合器机构的所述接合状态基于所述离合器踏板被踏下时所述离合器踏板的操作行程而切换。

3.根据权利要求1所述的控制装置，其中，当所述手动变速器要变速到的档位为所述中高速档位时，所述速度差控制器随着所述手动变速器要变速到的档位为越高速的档位而设定越小的所述速度差。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的控制装置，其中，所述运转状态检测单元检测所述车辆的车速，并且所述速度差控制器将所述速度差控制成使得所述速度差根据所述车辆的车速而改变。

5.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述运转状态检测单元检测作为所述离合器机构的输出侧转速的所述手动变速器的输入转速、和所述车辆的车速，并且所述速度差控制器将所述速度差控制成使得所述速度差根据所述手动变速器的输入转速与所述车速的速度比而改变。

6.根据权利要求1至3和5中任一项所述的控制装置，其中，当所述同步控制响应于用于所述手动变速器的降档的变速要求操作而被执行时，所述速度差控制器将所述速度差控制成使得所述速度差根据所述车辆的运转状态而改变。

7.根据权利要求4所述的控制装置，其中，当所述同步控制响应于用于所述手动变速器的降档的变速要求操作而被执行时，所述速度差控制器将所述速度差控制成使得所述速度差根据所述车辆的运转状态而改变。