JP4952221B2 - 手動変速機のギヤ位置判定装置及び自動車の変速指示装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等に搭載される手動変速機のギヤ位置（シフトポジション）を判定するための装置に係る。また、車両の走行状態に適した変速段を運転者（ドライバ）に指示する機能を有し、上記ギヤ位置判定装置の判定結果に応じて指示状態を切り換える変速指示装置にも係る。特に、本発明は、手動変速機のギヤ位置がニュートラル位置にある際に、そのことを早期に判定し、それに従って変速指示装置に適切な動作を行わせるための改良に関する。

従来より、自動車は必要な走行トルクや車速を得るために、エンジン（内燃機関）出力を変速機により変速して車輪に伝達しているが、走行状態に応じた最適な変速段は、車速やエンジン負荷（例えばアクセル開度）などによってほぼ決定される。例えば自動変速機（オートマチックトランスミッション）を搭載した自動車にあっては、車速及びアクセル開度に応じた最適な変速段を得るための変速線（変速段の切り換えライン）を有する変速マップがコントローラに記憶されており、この変速マップに従って変速段の切り換え動作が自動的に行われるようになっている。

しかしながら、手動変速機（マニュアルトランスミッション）を搭載した自動車では、変速段の設定を運転者が任意に行うため、変速段の選択や変速操作のタイミングとしては個人差が大きく、そのため、最適とされる変速段とは異なる変速段が設定されて走行している可能性が高い。例えば、変速段を高めていく操作（シフトアップ操作）において、最適とされる変速段よりも低い変速段（ローギヤ側）に設定されている場合には燃費の悪化に繋がり、逆に、最適とされる変速段よりも高い変速段（ハイギヤ側）に設定されている場合には十分な加速性能が得られないことになる。

このような不具合を解消するために、例えば下記の特許文献１や特許文献２に開示されているように、エンジン負荷や車速などから求まる最適変速段に対し、それとは異なる変速段が設定されている場合には、最適変速段に向けての変速操作を行うべきことを運転者に指示する変速指示装置が提案されている。

具体的には、上記自動変速機における変速マップと略同様の変速マップをコントローラに記憶させておき、運転者が設定している変速段が、走行状態から求まる最適変速段とは異なっている場合に、上記変速マップに従ってシフトアップまたはシフトダウンすべきことを視覚的に運転者に指示するようにしている。例えば車室内のコンビネーションメータ内に、変速機のギヤポジションのシフトアップやシフトダウンを促すための表示部を設け、走行状況に応じてこの表示部を点灯させることでシフトチェンジのアドバイスを行うようにしている。このような変速指示装置は、上記手動変速機に限らず、手動変速機能付きの自動変速機（所謂シーケンシャル型シフトが可能な変速機）を備えた自動車に対しても適用可能である。

ところが、上述した如くエンジン負荷や車速によって最適変速段を求め、それのみに従って変速指示を行うようにした場合には、ドライバがシフトレバーをニュートラル位置に操作して変速機がニュートラル状態となっている場合であっても、上記エンジン負荷や車速等に応じた変速指示がなされることになる。つまり、ドライバはシフトレバーをニュートラル位置に操作しており車両の停車や惰性走行を望んでいるにも拘わらず、変速指示が継続的に行われる状況となり、ドライバに違和感を与えてしまうことになる。

このため、変速機がニュートラル状態にある場合には、そのことを判定（ニュートラル判定）して変速指示を解除（上記表示部を消灯）することが望まれている。

変速機がニュートラル状態にあることを判定するための技術として下記の特許文献３には、変速機がニュートラル状態にあるときにＯＮ作動するニュートラルスイッチを備えさせることが開示されている。

しかし、これでは、ニュートラルスイッチや、そのニュートラル検知信号をＥＣＵに送信するための信号線が新たに必要となり、製造コストの高騰や変速機の構成の複雑化を招いてしまうため好ましくない。

このニュートラルスイッチを備えさせることなくニュートラル判定を可能とするものとして下記の特許文献４が提案されている。この特許文献４では、エンジン回転数（Ｎ）と車速（Ｖ）とから求まるＮＶ比の変化量に基づいて変速機のギヤ位置を判定するものである。つまり、変速機がニュートラル状態になると、エンジンの駆動力が車輪に伝達されなくなって車速が比較的短時間のうちに低下していくことに着目し、上記ＮＶ比の単位時間当たりの変化量が所定の閾値を超えたことを検知してニュートラル判定を行うようにしている。
特開２００３−１９９１２号公報 特開平５−１８０３３９号公報 特開昭６２−９４４２８号公報 特開平４−１７１３５２号公報

しかしながら、上記特許文献４に開示されているようにＮＶ比の単位時間当たりの変化量が所定の閾値を超えた場合にニュートラル判定を行うものでは以下に述べる課題があった。

つまり、自動車が緩やかな下り坂を走行している状況では、ドライバがシフトレバーをニュートラル位置に操作して変速機がニュートラル状態となったとしても、車速は略一定の状態が維持されるか、または単位時間当たりの車速の変化量は僅かである。従って、このような状況では、上記ＮＶ比の単位時間当たりの変化量が上記閾値を超えることがなくなり、変速機はニュートラル状態であるにも拘わらずニュートラル判定を行うことができなくなる。その結果、上記エンジン負荷や車速等に応じた変速指示装置の変速指示が継続的に行われる状況となり、ドライバに違和感を与えてしまう。

上記ニュートラル判定のための閾値（ニュートラル判定が行われる上記ＮＶ比の単位時間当たりの変化量）を低い値に設定すれば車速の変化量が僅かであってもニュートラル判定が可能になる。

ところが、これでは、通常の変速操作時、つまり、ドライバがシフトレバーをある変速段位置から他の変速段位置に操作するまでの間の僅かなニュートラル状態における微小な車速変化に反応してニュートラル判定を行ってしまう可能性がある。つまり、通常の変速操作（シフトアップ操作やシフトダウン操作）を行っている途中で変速指示装置の変速指示が解除（表示部が消灯）されてしまうことになり、これもドライバに違和感を与えることに繋がる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、手動変速機のギヤ位置がニュートラル位置にある（ここでいう「ニュートラル」とは、シフトチェンジ途中の一時的なニュートラル状態ではなく、継続的なニュートラル状態である）ことを正確に判定できるギヤ位置判定装置、及びそのニュートラル判定に基づいてドライバへの変速指示を解除することができる自動車の変速指示装置を提供することにある。

−課題の解決原理−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、推定される手動変速機の変速段の変化とクラッチ機構の継脱操作とから手動変速機がニュートラル状態にあることを判定するようにし、上記ＮＶ比の単位時間当たりの変化量では判定できなかった状況でのニュートラル判定を可能にしている。また、このニュートラル判定を上記変速指示装置の動作に利用する場合に、このニュートラル状態が判定されると、それに伴って変速指示を解除（指示を停止）することで無用な変速指示が行われないようにしている。

−解決手段−
具体的に、本発明は、内燃機関の出力軸にクラッチ機構を介して接続され且つ運転者による手動変速操作が可能な手動変速機の現状ギヤ位置を判定するギヤ位置判定装置を前提とする。このギヤ位置判定装置に対し、上記手動変速機のギヤ位置を推定するギヤ位置推定手段と、上記クラッチ機構が継合されるタイミングと、上記ギヤ位置推定手段によって推定されるギヤ位置が変化するタイミングとが同タイミングであった場合には、手動変速機はニュートラル状態にはないと判定し、これらタイミングが一致せず、上記ギヤ位置推定手段によって推定されるギヤ位置が変化するタイミングが、クラッチ機構が継合されるタイミングに対して遅れた場合には、手動変速機がニュートラル状態にあると判定するニュートラル判定手段とを備えさせている。

この特定事項により、上記ギヤ位置推定手段によって手動変速機のギヤ位置が推定されている状況において、上記クラッチ機構が継合されるタイミングと、上記ギヤ位置推定手段によって推定されるギヤ位置が変化するタイミングとが一致せず、上記ギヤ位置推定手段によって推定されるギヤ位置が変化するタイミングが、クラッチ機構が継合されるタイミングに対して遅れた場合には、ニュートラル判定手段は手動変速機がニュートラル状態にあると判定する。これにより、ニュートラルスイッチを備えさせることなしにニュートラル判定が可能になる。

上記ギヤ位置推定手段の構成として具体的には以下のものが挙げられる。つまり、ギヤ位置推定手段が、車速または変速機出力側の回転数と、内燃機関の回転数または変速機入力側の回転数とから変速機のギヤ位置を推定する構成である。クラッチが継合している状態では、車速または変速機出力側の回転数と、内燃機関の回転数または変速機入力側の回転数との間には手動変速機のギヤ位置に応じた一定の変速比となっている。このため、これらの関係により高精度でギヤ位置を推定することが可能である。尚、上記内燃機関の回転数や変速機入力側の回転数として、具体的には内燃機関のクランクシャフトの回転数が挙げられる。一方、車速または変速機出力側の回転数として、具体的には車両の駆動輪の回転数や変速機と駆動輪との間のシャフト（例えばプロペラシャフトやドライブシャフト等）の回転数が挙げられる。

また、上記ニュートラル判定が行われた場合に、このニュートラル判定を解除する条件としては、クラッチ機構の離脱操作が挙げられる。つまり、手動変速機がニュートラルにある状態から、あるシフトポジションにギヤ位置が設定される場合には、必ずクラッチ機構の離脱操作を伴うので、このクラッチ機構の離脱操作が実行されるまでの間はニュートラルが継続されていることになる。従って、この間はニュートラル判定を維持する。そして、このニュートラル判定が維持されている状態でクラッチ機構の離脱操作が行われると、運転者がニュートラル状態から所望のシフトポジションにギヤ位置を設定する可能性があるためニュートラル判定を解除することになる。

そして、上述した各解決手段に係るギヤ位置判定装置の判定結果に応じて指示状態を切り換える変速指示装置も本発明の技術的思想の範疇である。つまり、手動変速操作が可能な手動変速機が搭載された自動車に用いられ、自動車の運転状態に応じて求められる手動変速機の最適変速段と運転者が選択している変速段とが異なっている「変速指示条件」が成立した場合に、変速段を最適変速段に向けて操作するよう運転者に変速指示を行う変速指示装置を前提とする。この変速指示装置に対し、上記各解決手段のうち何れか一つのギヤ位置判定装置における上記ニュートラル判定手段からの出力信号を受け、手動変速機がニュートラル状態にある場合に、上記運転者への変速指示を解除する変速指示解除手段を備えさせた構成としている。

このように、ギヤ位置判定装置がニュートラル判定を行った場合に運転者への変速指示を解除すれば、運転者が車両の停車や惰性走行を望んで手動変速機をニュートラル位置に操作しているにも拘わらず、変速指示が継続的に行われてしまうといった状況を回避でき、ドライバに違和感を与えてしまうことがなくなって、変速指示装置の実用性を向上することができる。

本発明では、推定される手動変速機の変速段の変化とクラッチ機構の継脱操作とから手動変速機がニュートラル状態にあることを判定するようにし、上記ＮＶ比の単位時間当たりの変化量では判定できなかった状況でのニュートラル判定を可能にしている。また、このニュートラル判定を変速指示装置の動作に利用し、このニュートラル状態が判定されると、それに伴って変速指示を解除（指示を停止）することで無用な変速指示が行われないようにでき、変速指示装置の実用性の向上が図れる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、本発明に係るギヤ位置判定装置を、ドライバに対して最適変速段を指示するための変速指示装置の動作のために使用する場合について説明する。また、本実施形態では、前進５段階の変速が可能な手動変速機（５速マニュアルトランスミッション）に対して本発明を適用した場合について説明する。

（自動車及び変速指示装置の説明）
図１は、エンジン（内燃機関）１、クラッチ機構５、手動変速機２、コンビネーションメータ３、制御装置４の配置レイアウトを示す自動車の側面図であって、車体を仮想線で示している。

上記クラッチ機構５は、ドライバによるクラッチペダルの踏み込み操作及び踏み込み解除操作に伴って離脱（解放）及び継合（接続）されるものであり、継合状態ではエンジン１の駆動力を手動変速機２に伝達し、離脱状態では手動変速機２への駆動力の伝達を遮断するようになっている。

上記手動変速機２は、例えば前進５段階及び後進１段階の変速が可能なギヤ構成を有するものであり、ドライバの手動操作によって変速操作を行うためのシフトレバー２ａが車室内に突出配置されている。

コンビネーションメータ３は、車室内の運転席前方のダッシュボードに設置されるもので、例えば図２に示すように、スピードメータ３Ａ、タコメータ３Ｂ、ウォータテンパラチャゲージ３Ｃ、フューエルゲージ３Ｄ、オドメータ３Ｅ、トリップメータ３Ｆ等や、各種のウォーニングインジケータランプ（図示省略）等が設けられている。

本実施形態では、自動車の走行状況に応じて燃費向上等を図る上で適した手動変速機２のギヤポジション選択を指示する変速指示装置（運転アドバイスシステム）を装備している。以下、この変速指示装置について説明する。

先ず、上記コンビネーションメータ３には、変速指示用の表示部として、手動変速機２のギヤポジションをアップ要求する際に点灯するシフトアップランプ１１、ギヤポジションをダウン要求する際に点灯するシフトダウンランプ１２、各種の数字、文字等の情報が表示される液晶または７セグメント構成のディスプレイ１３が設けられている。

上記各ランプ１１，１２は、例えばＬＥＤ等で構成され、必要に応じて点灯されるようになっているが、その他、点滅させるようにしてもよく、また、２種類以上の発光体を埋め込んで複数色の発光を可能にしておき、発光色毎に意味を持たせるようにすることも可能である。更に、この各ランプ１１，１２の代わりに、変速指示用の音や音声等を利用することも可能である。

また、ディスプレイ１３には、例えば手動変速機２の現在のギヤポジション（以下、現ギヤポジションと呼ぶ）を数字や記号によって表示する現ギヤポジション表示部１３ａと、変速指示されたギヤポジション（変速すべきギヤポジション、以下、目標ギヤポジションと呼ぶ）を数字や記号によって表示する目標ギヤポジション表示部１３ｂとを備えている。例えば、現ギヤポジション表示部１３ａにおける現ギヤポジションの表示は点滅せず、目標ギヤポジション表示部１３ｂにおける目標ギヤポジションの表示は点滅するようになっている。

制御装置４は、一般的に公知のＥＣＵ（Electronic Control Unit）からなり、例えば図３に示すように、双方向性バス４１によって相互に接続されたＣＰＵ４２、ＲＯＭ４３、ＲＡＭ４４、バックアップＲＡＭ４５、インタフェース４６等を備えている。

尚、ＣＰＵ４２は、インタフェース４６を通じて入力される各種センサ（例えば車速センサ２１、エンジン回転数センサ２２、アクセル開度センサ２３等）からの出力信号に基づいて車両の走行状況を把握し、必要に応じてインジェクタ（燃料噴射弁）からの燃料噴射量、吸排気の各バルブの開閉タイミング、点火プラグの点火時期等の制御を行う。また、上記クラッチペダルの踏み込み操作がなされたとき（クラッチ機構５が離脱状態となったとき）にオン状態となるクラッチスイッチ２４が備えられ、このクラッチスイッチ２４のオン・オフ信号もインタフェース４６を通じてＣＰＵ４２に入力されるようになっている。

また、ＲＯＭ４３には、自動車の基本的な運転に関する制御の他、少なくとも、自動車の走行状況に応じて燃費向上等を図る上で適した手動変速機２のギヤポジション選択を指示する変速指示制御等を実行するための各種プログラムが記憶されている。この変速指示制御の具体的な内容については後述する。

上記ＲＡＭ４４は、ＣＰＵ４２での演算結果や各種センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ４５は、各種の保存すべきデータを記憶する不揮発性のメモリである。

また、上記ＲＯＭ４３には、上記変速指示制御に使用する制御マップであって、車速及びアクセル開度に応じた最適な変速段を得るための変速線（変速段の切り換えライン）を有する変速マップ（図４）が記憶されている。つまり、この変速マップに従って、自動車の走行状態に適した最適な変速段を求め、この求められた変速段（目標ギヤポジション）と運転者が設定している変速段（現ギヤポジション）とが異なっている場合には、上記ランプ１１，１２やディスプレイ１３の目標ギヤポジション表示部１３ｂによる変速指示動作が行われるようになっている。

このようにして、変速指示用の表示部としての上記シフトアップランプ１１及びシフトダウンランプ１２と、上記ディスプレイ１３と、制御装置４とにより変速指示装置が構成されている。

（変速マップ）
ここで、上記変速マップについて説明する。図４に一例を示すように、この変速マップには複数の変速線が描かれている。この図４では、変速段を高くしていくシフトアップ操作時に使用する変速線を実線で示し、変速段を低くしていくシフトダウン操作時に使用する変速線を破線で示している。また、シフトアップ及びシフトダウンの各切り換え方向を図中に数字と矢印とを用いて示している。

この図４からも明らかなように、シフトアップ操作時に使用する変速線は、アクセル開度が低い状況では車速が比較的低くても変速段を高くするようになっている。例えば自動車の発進時からアクセル開度２０％が維持されている場合に、車速が約２０ｋｍ／ｈになると「１速」から「２速」への切り換え要求がなされ、その後、車速が約３０ｋｍ／ｈになると「２速」から「３速」への切り換え要求がなされ、車速が約４５ｋｍ／ｈになると「３速」から「４速」への切り換え要求がなされるように変速線が設定されている。これは、アクセル開度が低いことで運転者は急加速を要求していないと判断でき、この場合に高い変速段を使用することによる燃費の改善を図るためである。このため、変速マップ上においてアクセル開度が低い領域では各変速線の間隔は狭く（密に）なっている。

一方、アクセル開度が高い状況では車速が比較的高くなるまで変速段を切り換えないようになっている。例えば自動車の発進時からアクセル開度８０％が維持されている場合に、車速が約３８ｋｍ／ｈになるまでは「１速」から「２速」への切り換え要求がなされず、車速が約７５ｋｍ／ｈになるまでは「２速」から「３速」への切り換え要求がなされないように変速線が設定されている。これは、アクセル開度が高いことで運転者は急加速を要求していると判断でき、低い変速段を維持することで急加速要求に応えるためである。このため、変速マップ上においてアクセル開度が高い領域では各変速線の間隔は広く（疎に）なっている。

同様に、シフトダウン操作時に使用する変速線も、アクセル開度が低い領域では各変速線の間隔は狭く（密に）なっており、アクセル開度が高い領域では各変速線の間隔は広く（疎に）なっている。

（ギヤ位置推定マップ）
上述した変速指示装置によって変速指示を行うためには、現状のギヤ位置（現ギヤポジション）と上記変速マップから求められた最適変速段（目標ギヤポジション）とを比較する必要がある。つまり、現ギヤポジションが目標ギヤポジションよりも低いポジション（段数）である場合にはシフトアップ指示を行い、現ギヤポジションが目標ギヤポジションよりも高いポジションである場合にはシフトダウン指示を行う。

このため、上記現ギヤポジションを認識可能とする構成が備えられている。本実施形態では、ニュートラルスイッチを備えさせることなしに現ギヤポジションを認識可能とする手法として、エンジン回転数及び車速に基づいて現ギヤポジションが推定できるようにしている。

図５は、この現ギヤポジションを推定するためのギヤ位置推定マップの一例を示している。つまり、上記エンジン回転数センサ２２によって検出されるエンジン回転数の情報と、車速センサ２１によって検出される車速の情報とを、このギヤ位置推定マップに当てはめて、現ギヤポジションを推定するようにしている。例えば図中においてエンジン回転数がＮ１であり、車速がＶ１である場合には、手動変速機２は２ｎｄ（２速）の位置にあると推定し、また、エンジン回転数がＮ２であり、車速がＶ２である場合には、手動変速機２は４ｔｈ（４速）の位置にあると推定するようになっている（ギヤ位置推定手段によるギヤ位置の推定動作）。

尚、上述した説明では、ギヤ位置推定マップにエンジン回転数情報及び車速情報を当てはめることで現ギヤポジションを推定するようにしていたが、これらエンジン回転数及び車速を使用した演算式から現ギヤポジションを求める構成としてもよい。

（変速指示の基本動作）
次に、上述の如く構成された変速指示装置による変速指示の基本動作について説明する。

制御装置４は、上記ギヤ位置推定マップにエンジン回転数情報及び車速情報を当てはめることで推定される現ギヤポジションを認識し、該当するギヤポジションの数字をディスプレイ１３の現ギヤポジション表示部１３ａに表示する。

そして、制御装置４による変速指示制御としては、車速センサ２１及びアクセル開度センサ２３から出力される信号に基づいて自動車の走行状況を把握し、燃費向上等を図るうえで望ましい走行をするための変速段（最適変速段）を上記変速マップ（図４）から読み出し、変速操作が必要か否かを判断する。

そして、変速の必要が無く現状維持が望ましい場合（現ギヤポジションが適切に設定されている場合）にはシフトアップランプ１１及びシフトダウンランプ１２を共に消灯すると共に目標ギヤポジション表示部１３ｂを非表示状態とする。

また、変速段を変更するのが望ましい場合であってシフトアップを要求する場合には図６（ａ）に示すようにシフトアップランプ１１を点灯すると共に目標ギヤポジション表示部１３ｂに目標ギヤポジションを表示する。この図６（ａ）では現ギヤポジションが「２速」で、目標ギヤポジションが「３速」である状況を示している。例えば、手動変速機２の現ギヤポジションが「２速」とされて走行している状態（図５においてエンジン回転数がＮ１であり、車速がＶ１である状態）で、図４の点Ａから点Ｂに運転状態が変化した場合の表示状態である。

一方、変速段を変更するのが望ましい場合であってシフトダウンを要求する場合には図６（ｂ）に示すようにシフトダウンランプ１２を点灯すると共に目標ギヤポジション表示部１３ｂに目標ギヤポジションを表示する。この図６（ｂ）では現ギヤポジションが「４速」で、目標ギヤポジションが「３速」である状況を示している。例えば、手動変速機２の現ギヤポジションが「４速」とされて走行している状態（図５においてエンジン回転数がＮ２であり、車速がＶ２である状態）で、図４の点Ｃから点Ｄに運転状態が変化した場合の表示状態である。

この指示に従って運転者が適切な変速段に変速操作を行うと、上記指示（ランプ１１，１２の点灯及び目標ギヤポジション表示部１３ｂの表示）を解除する。このランプ１１，１２の点灯及び目標ギヤポジション表示部１３ｂの表示は、運転者が適切な変速段への変速操作を行うまで継続して行ってもよいし、この表示を所定時間行っても変速操作がなされない場合には、この表示を解除するようにしてもよい。

（ニュートラル判定動作及び変速指示動作）
本実施形態は、ドライバがシフトレバー２ａをニュートラル位置に操作して手動変速機２がニュートラル状態となっている場合に上記変速指示を解除（上記ランプ１１，１２を消灯及び目標ギヤポジション表示部１３ｂを非表示）するためのニュートラル判定動作に特徴がある。つまり、ドライバがシフトレバー２ａをニュートラル位置に操作している場合、車両の停車や惰性走行を望んでいると判断できるため、この場合に変速指示が継続的に行われると、ドライバに違和感を与えてしまうことになる。このため、本実施形態では、上記変速指示を解除するようにしており、この場合のニュートラル判定動作に特徴がある。

以下、このニュートラル判定動作及びそれに伴う変速指示（ＧＳＩ）の解除動作について図７のフローチャートに沿って説明する。この図７に示すルーチンはエンジン始動後の所定時間毎、例えば、数ｍｓｅｃ毎に実行される。また、所定クランク角度毎に実行するようにしてもよい。

先ず、ステップＳＴ１において、現ギヤポジションの推定を行う。この現ギヤポジションの推定動作は、上述した如く、エンジン回転数センサ２２によって検出されるエンジン回転数（Ｎ）の情報と、車速センサ２１によって検出される車速（Ｖ）の情報とを、図５に示すギヤ位置推定マップに当てはめることにより行われる。

このようにして現ギヤポジションの推定を行った後、ステップＳＴ２において、上記クラッチスイッチ２４からの信号に基づき、クラッチ機構５が継合状態にあるか否かを判定する。ここで、ドライバがクラッチペダルの踏み込み操作を行っており、クラッチ機構５が離脱状態にあると判定（ＮＯ判定）された場合には、ステップＳＴ３に移って上記変速指示装置の変速指示を解除（上記ランプ１１，１２を消灯、目標ギヤポジション表示部１３ｂを非表示）する。これは、クラッチ機構５が離脱状態にある場合には、現ギヤポジションの推測が不可能であり、この状態で変速指示装置の変速指示を行うのは適切でないと判断されるためである。

一方、上記ステップＳＴ２において、クラッチ機構５が継合状態にあると判定（ＹＥＳ判定）された場合には、ステップＳＴ４に移って、現在のエンジン回転数及び車速は、ギヤ位置の推定が可能な範囲にあるか否かを判定する。つまり、現在のエンジン回転数及び車速は、図５における各変速エリア（１ｓｔ〜５ｔｈ）の範囲にあるか否かを判定する。

このステップＳＴ４において、上記エンジン回転数及び車速がギヤ位置の推定を可能とする範囲にないと判定（ＮＯ判定）された場合には、現ギヤポジションは「１速」〜「５速」（１ｓｔ〜５ｔｈ）の何れのギヤポジションにも無いと判断できるため、ステップＳＴ３に移って上記変速指示装置の変速指示を解除（上記ランプ１１，１２を消灯、目標ギヤポジション表示部１３ｂを非表示）する。これは、現ギヤポジションが何れのギヤポジション（１ｓｔ〜５ｔｈ）にも無いと判断された場合、手動変速機２はニュートラル状態（またはＲ：リバース）にあると認識でき、この状態で変速指示装置の変速指示を行ってしまうと、ドライバに違和感を与えてしまうことになるので、変速指示装置の変速指示を解除するものである。

一方、上記ステップＳＴ４において、上記エンジン回転数及び車速がギヤ位置の推定を可能とする範囲にあると判定（ＹＥＳ判定）された場合には、ステップＳＴ５に移って、図５に示すギヤ位置推定マップを利用して現ギヤポジションを推定すると共に、この新たに推定された現ギヤポジションは、前回推定されたギヤポジションとは異なるものであるか否かを判定する。

ここで、新たに推定された現ギヤポジションが、前回推定されたギヤポジションと同一である（ＮＯ判定された）場合には、ステップＳＴ６に移り、変速指示装置における通常の変速指示を継続する。つまり、現ギヤポジションと目標ギヤポジションとの比較に基づいて、目標ギヤポジションが得られるように変速指示（上記ランプ１１，１２の点灯及び目標ギヤポジション表示部１３ｂの表示）を実行する。

一方、上記ステップＳＴ５において、新たに推定された現ギヤポジションが、前回推定されたギヤポジションと異なっている（ＹＥＳ判定された）場合には、ステップＳＴ７に移り、この新たに推定された現ギヤポジションへのポジション変化タイミングにおいてはクラッチペダルの操作が伴っていたか否か、つまり、前回推定されたギヤポジションから今回新たに推定された現ギヤポジションへ変化するタイミングで上記クラッチスイッチ２４からのオン・オフ信号を受信したか否かを判定する。より具体的には、今回新たに推定された現ギヤポジションへ変化したタイミングから遡って所定時間（例えば数ｍｓｅｃ）以内にクラッチペダルの踏み込み操作や踏み込み解除操作がなされていたか否かを判定する。

そして、このステップＳＴ７の判定においてクラッチペダルの踏み込み操作等がなされていたＹＥＳに判定された場合には、ステップＳＴ６に移り、変速指示装置における通常の変速指示を継続する。つまり、現ギヤポジションと目標ギヤポジションとの比較に基づいて、この目標ギヤポジションが得られるように変速指示（上記ランプ１１，１２の点灯及び目標ギヤポジション表示部１３ｂの表示）を実行する。

一方、上記ステップＳＴ７の判定においてクラッチペダルの踏み込み操作がなされていないＮＯに判定された場合、つまり、クラッチペダルの踏み込み操作等がなされないまま推定ギヤポジションが変化した場合（新たに推定された現ギヤポジションが、前回推定されたギヤポジションと異なっている場合）には、ステップＳＴ８に移り、手動変速機２はニュートラル状態にあると判定する（ニュートラル判定手段によるニュートラル判定動作）。そして、このニュートラル判定に伴い、上記変速指示装置の変速指示を解除（上記ランプ１１，１２を消灯、目標ギヤポジション表示部１３ｂを非表示）する。これは、手動変速機２がニュートラル状態にあるときに変速指示装置の変速指示を行ってしまうと、ドライバに違和感を与えてしまうことになるので、変速指示装置の変速指示を解除するものである（変速指示解除手段による変速指示の解除動作）。

このニュートラル判定の原理について、より具体的に説明する。ここでは、理解を容易にするために、「２速」から「３速」への通常のシフトチェンジ動作と、「２速」から「ニュートラル」へのシフト動作とを比較して説明する。

先ず、通常のシフトチェンジ動作では、「２速」のギヤポジションの状態からクラッチペダルの踏み込み操作によってクラッチ機構５が離脱され、シフトレバー２ａの操作によって「３速」のギヤポジションが選択された後、クラッチペダルの踏み込みが解除されてクラッチ機構５が継合状態となる。この場合、例えば図５に破線で示す矢印の如く、タイミングａでクラッチ機構５が離脱、タイミングｂでクラッチ機構５が継合される。つまり、推定されるギヤポジションが、前回推定されたギヤポジションから新たに推定される現ギヤポジションに変化するタイミングと略同タイミングでクラッチ機構５が継合されるといった状況となる。

これに対し、ギヤポジションがニュートラルに操作される場合には、「２速」のギヤポジションの状態からクラッチペダルの踏み込み操作によってクラッチ機構５が離脱され、シフトレバー２ａがニュートラル位置に操作された後、クラッチペダルの踏み込みが解除されてクラッチ機構５が継合状態となる。この場合、例えば図５に実線で示す矢印の如く、タイミングＡでクラッチ機構５が離脱、タイミングＢでクラッチ機構５が継合され、そのまま、エンジン回転数がアイドリング回転数に向かって低下していくことでタイミングＣにおいて、推定されるギヤポジションが前回推定されたギヤポジションから変化する状況となる。つまり、推定されるギヤポジションが、前回推定されたギヤポジションから新たに推定される現ギヤポジションに変化するタイミングと、クラッチ機構５が継合されるタイミングとは必ずしも一致しないことになる。

このような状況を捉えることで、本実施形態では、「ニュートラル判定」を行い、変速指示装置の変速指示を解除するようにしている。尚、ここでは、理解を容易にするため、車速の変化を伴うことなく、エンジン回転数のみが低下していく場合について説明したが、推定されるギヤポジションが前回推定されたギヤポジションから変化する状況は、このような場合に限るものではない。本実施形態のニュートラル判定動作によれば、如何なる状況で推定ギヤポジションが変化しても、その変化がクラッチペダルの操作を伴うものでない場合にはニュートラル判定がなされ、変速指示装置の変速指示が解除されることになる。また、上述したニュートラル判定動作によれば、車速の変化が殆ど無く、エンジン回転数のみが低下して推定ギヤポジションが変化した時点でニュートラル判定が行えるため、ドライバがシフトレバー２ａをニュートラル位置に操作した直後にニュートラル判定を行うことも可能である。このため、早期に変速指示装置の変速指示を解除することが可能になる。

このようにして変速指示装置の変速指示を解除した状態でステップＳＴ９に移り、その後にクラッチペダルの踏み込み操作がなされたか、または車速が「０」になったかを判定する。この判定がＹＥＳになるまで上記「ニュートラル判定」は継続され、変速指示装置の変速指示が解除された状態は継続される。一方、クラッチペダルの踏み込み操作がなされたか、または車速が「０」になり、このステップＳＴ９でＹＥＳ判定されると、上記変速指示の解除状態をリセットする。つまり、通常の変速指示動作に復帰する（ステップＳＴ１０）。尚、上記ステップＳＴ３において変速指示装置の変速指示が解除された場合にも、クラッチペダルの踏み込み操作がなされたか、または車速が「０」になると、上記変速指示の解除状態をリセットすることになる。

以上説明したように、本実施形態では、従来の技術である上記ＮＶ比の単位時間当たりの変化量によるニュートラル判定動作では判定できなかった状況であってもニュートラル判定が可能になる。例えば自動車が緩やかな下り坂を走行している状況で手動変速機２がニュートラル状態とされた場合であっても、正確なニュートラル判定を行うことができ、ニュートラル判定動作の信頼性の向上を図ることができる。

また、このニュートラル判定を変速指示装置の動作に利用し、このニュートラル状態が判定されると、それに伴って変速指示を解除（指示を停止）するようにしているので、無用な変速指示が行われず、ドライバに違和感を与えてしまうことが無くなって変速指示装置の実用性の向上が図れる。

−その他の実施形態−
以上説明した実施形態は、手動変速機２を備えた自動車に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、例えば手動変速機能付の自動変速機を備える車両にも適用可能である。この手動変速機能付の自動変速機は、一般的に普及しているものであるが、例えば前方に押す操作と後方に押す操作とでシフトアップとシフトダウンを行うシーケンシャル型シフトと呼ばれるものが挙げられる。

また、上記実施形態では、コンビネーションメータ３に変速指示用の表示部として各ランプ１１，１２及びディスプレイ１３を設置した場合について説明したが、それらの設置位置は特に限定されるものではない。これらの各ランプ１１，１２やディスプレイ１３は、例えばコンビネーションメータ３内に設置せずに、その近傍等に設置することが可能である他、一般的に公知のナビケーションシステムや、フロントガラスに情報を投影するヘッドアップディスプレイシステムを用いて表示することが可能である。

また、上記実施形態では、５速マニュアルトランスミッションに対して本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、４速以下のマニュアルトランスミッションや６速以上のマニュアルトランスミッションにも適用可能である。また、手動変速機２に組み合わされるエンジン１も、ガソリンエンジンに限らず、ディーゼルエンジンであってもよい。

更に、上記実施形態は、手動変速機２のギヤポジションをエンジン回転数及び車速から推定するものであったが、ギヤポジションを直接的に検知するポジションセンサを備えた自動車にも本発明は適用可能である。この場合、ポジションセンサ（ニュートラルスイッチを含む）に故障が生じたとしてもニュートラル判定を正確に行うことができ、それに応じて変速指示を解除することが可能になる。

加えて、上記実施形態では、本発明に係るギヤ位置判定装置を、変速指示装置の動作のために使用する場合について説明した。本発明のギヤ位置判定装置は、これに限らず、上記ニュートラル判定を他の用途に使用するものであってもよい。例えば、ニュートラル判定に伴ってエンジン１の制御状態を変化させるようにしてもよい。

実施形態に係る自動車の側面図である。 コンビネーションメータを拡大して示す正面図である。 制御装置を含む制御系の概略構成を示すブロック図である。 変速マップを示す図である。 ギヤ位置推定マップを示す図である。 シフトアップランプ及びシフトダウンランプの点灯状態、ディスプレイの表示状態を示す図であって、（ａ）はシフトアップ時を、（ｂ）はシフトダウン時をそれぞれ示す図である。 ニュートラル判定動作及びそれに伴う変速指示動作の手順を示すフローチャート図である。

符号の説明

１ エンジン（内燃機関）
２ 手動変速機
４ 制御装置
５ クラッチ機構

Claims (4)

1. 内燃機関の出力軸にクラッチ機構を介して接続され且つ運転者による手動変速操作が可能な手動変速機の現状ギヤ位置を判定するギヤ位置判定装置において、
   上記手動変速機のギヤ位置を推定するギヤ位置推定手段と、
   上記クラッチ機構が継合されるタイミングと、上記ギヤ位置推定手段によって推定されるギヤ位置が変化するタイミングとが同タイミングであった場合には、手動変速機はニュートラル状態にはないと判定し、これらタイミングが一致せず、上記ギヤ位置推定手段によって推定されるギヤ位置が変化するタイミングが、クラッチ機構が継合されるタイミングに対して遅れた場合には、手動変速機がニュートラル状態にあると判定するニュートラル判定手段とを備えていることを特徴とする手動変速機のギヤ位置判定装置。
2. 請求項１記載の手動変速機のギヤ位置判定装置において、
   上記ギヤ位置推定手段は、車速または変速機出力側の回転数と、内燃機関の回転数または変速機入力側の回転数とから手動変速機のギヤ位置を推定する構成となっていることを特徴とする手動変速機のギヤ位置判定装置。
3. 請求項１または２記載の手動変速機のギヤ位置判定装置において、
   上記ニュートラル判定手段によって手動変速機がニュートラル状態にあると判定された後、クラッチ機構の離脱操作がなされるまでの間、ニュートラル状態にあることの判定を維持するよう構成されていることを特徴とする手動変速機のギヤ位置判定装置。
4. 手動変速操作が可能な手動変速機が搭載された自動車に用いられ、自動車の運転状態に応じて求められる手動変速機の最適変速段と運転者が選択している変速段とが異なっている「変速指示条件」が成立した場合に、変速段を最適変速段に向けて操作するよう運転者に変速指示を行う変速指示装置において、
   上記請求項１〜３のうち何れか一つに記載の手動変速機のギヤ位置判定装置における上記ニュートラル判定手段からの出力信号を受け、手動変速機がニュートラル状態にある場合に、上記運転者への変速指示を解除する変速指示解除手段を備えていることを特徴とする自動車の変速指示装置。

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