JP2012171595A - 手動変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】ＨＶ−ＭＴ車用の手動変速機であってコンパクトなものを提供すること。
【解決手段】 この変速機は、内燃機関から動力が入力される入力軸Ａｉと、電動機から動力が入力される出力軸Ａｏとを備える。この変速機は、動力伝達系統がＡｉ−Ａｏ間で確立されない（ニュートラルとは異なる）ＥＶ走行用の変速段（ＥＶ）と、動力伝達系統がＡｉ−Ａｏ間で確立されるＨＶ走行用の複数の変速段（２速〜５速）とを有する。変速段の選択・確立を行うための複数のスリーブＳ１〜Ｓ３のうちの１つ（特定スリーブＳ１）が、「ＥＶ」と「２速」の確立のために割り当てられる。シフトレバーＳＬをＮ位置から「２速のシフト完了位置」に移動する場合、特定スリーブＳ１が「中立位置」から「２速位置」に移動して「２速」が確立される。一方、シフトレバーＳＬをＮ位置から「ＥＶのシフト完了位置」に移動する場合、特定スリーブＳ１が「中立位置」から移動しない。
【選択図】図１

Description

本発明は、動力源として内燃機関と電動機とを備えた車両に適用される手動変速機に関し、特に、内燃機関の出力軸と手動変速機の入力軸との間に摩擦クラッチが介装された車両に適用されるものに係わる。

従来より、動力源としてエンジンと電動機とを備えた所謂ハイブリッド車両が広く知られている（例えば、特許文献１を参照）。ハイブリット車両では、電動機の出力軸が、内燃機関の出力軸、変速機の入力軸、及び変速機の出力軸の何れかに接続される構成が採用され得る。以下、内燃機関の出力軸の駆動トルクを「内燃機関駆動トルク」と呼び、電動機の出力軸の駆動トルクを「電動機駆動トルク」と呼ぶ。

近年、手動変速機と摩擦クラッチとを備えたハイブリッド車両（以下、「ＨＶ−ＭＴ車」と呼ぶ）に適用される動力伝達制御装置が開発されてきている。ここにいう「手動変速機」とは、運転者により操作されるシフトレバーのシフト位置に応じて変速段が選択されるトルクコンバータを備えない変速機（所謂、マニュアルトランスミッション、ＭＴ）である。また、ここにいう「摩擦クラッチ」とは、内燃機関の出力軸と手動変速機の入力軸との間に介装されて、運転者により操作されるクラッチペダルの操作量に応じて摩擦プレートの接合状態が変化するクラッチである。

特開２０００−２２４７１０号公報

ハイブリッド車両では、内燃機関駆動トルクと電動機駆動トルクの両方を利用して車両が走行する状態（以下、「ＨＶ走行」と呼ぶ）が実現され得る。近年、このＨＶ走行に加えて、内燃機関を停止状態（内燃機関の出力軸の回転が停止した状態）に維持しながら電動機駆動トルクのみを利用して車両が走行する状態（以下、「ＥＶ走行」と呼ぶ）が実現できるハイブリッド車両が開発されてきている。

ＨＶ−ＭＴ車において、運転者がクラッチペダルを操作しない状態（即ち、クラッチが接合された状態）においてＥＶ走行を実現するためには、変速機の入力軸が回転しない状態を維持しながら変速機の出力軸が電動機駆動トルクにより駆動される必要がある。このためには、電動機の出力軸が変速機の出力軸に接続されることに加え、変速機が「変速機の入力軸と変速機の出力軸との間で動力伝達系統が確立されない状態」に維持される必要がある。

以下、「（クラッチを介して）内燃機関から動力が入力される入力軸」と「電動機から動力が入力される（即ち、電動機の出力軸が動力伝達可能に常時接続された）出力軸」とを備えた手動変速機を想定する。この手動変速機では、入力軸・出力軸間での動力伝達系統の確立の有無にかかわらず、電動機駆動トルクを手動変速機の出力軸（従って、駆動輪）に任意に伝達することができる。

従って、この手動変速機を利用してＨＶ走行に加えて上記のＥＶ走行を実現するためには、手動変速機の変速段として、ＨＶ走行用の「変速機の入力軸・出力軸間で動力伝達系統が確立される変速段」（以下、「ＨＶ走行用変速段」と呼ぶ）に加えて、ＥＶ走行用の「変速機の入力軸・出力軸間で動力伝達系統が確立されない変速段」（ニュートラルとは異なる変速段。以下、「ＥＶ走行変速段」と呼ぶ）が設けられる必要がある。

即ち、この手動変速機では、シフトレバーをシフトパターン上において複数のＨＶ走行用変速段に対応するそれぞれのシフト完了位置に移動することにより、入力軸・出力軸間で、「減速比」が対応するＨＶ走行用変速段に対応するそれぞれの値に設定される動力伝達系統が確立され、シフトレバーをシフトパターン上においてＥＶ走行用変速段に対応するシフト完了位置（ニュートラル位置とは異なる）に移動することにより、入力軸・出力軸間で動力伝達系統が確立されない。

通常、このような手動変速機では、変速段の選択・確立を行うための複数のスリーブ（及びフォークシャフト）のうち１つのスリーブ（及びフォークシャフト）（以下、「特定スリーブ（特定フォークシャフト）」と呼ぶ）が、ＥＶ走行用変速段と、複数のＨＶ走行用変速段のうちの１つ（以下、「特定変速段」と呼ぶ）の確立のために割り当てられる。そして、シフトレバーをニュートラル位置から、「特定変速段のシフト完了位置」及び「ＥＶ走行用変速段のシフト完了位置」の何れの位置へ移動しても、特定スリーブ（特定フォークシャフト）の軸方向位置は中立位置から移動する。

具体的には、シフトレバーをニュートラル位置から「特定変速段のシフト完了位置」へ移動することによって、特定スリーブ（特定フォークシャフト）の軸方向位置が、中立位置から「特定変速段が確立される位置」に移動する。これにより、変速機の入力軸・出力軸間で特定変速段に対応する減速比を有する動力伝達系統が確立される。

一方、シフトレバーをニュートラル位置から「ＥＶ走行用変速段のシフト完了位置」へ移動することによっても、特定スリーブ（特定フォークシャフト）の軸方向位置が、前記中立位置から、前記中立位置に対して「特定変速段が確立される位置」と反対側の位置に移動してしまう。この結果、特定スリーブ（特定フォークシャフト）の軸方向における全移動範囲が広くなる。このことは変速機のハウジングの大型化、並びに、それに伴う重量の増加を招く。

上述のように、ＥＶ走行用変速段が選択される場合、ニュートラルが選択される場合と同様、変速機の入力軸・出力軸間にて動力伝達系統が確立されない。この観点からみれば、シフトレバーをニュートラル位置から「ＥＶ走行用変速段のシフト完了位置」へ移動する場合、特定スリーブ（特定フォークシャフト）が前記中立位置から移動する必要はない。このことは、特定スリーブ（特定フォークシャフト）の軸方向における全移動範囲をより狭くできる余地があること、従って、変速機のハウジングをより小型化できる余地があることを意味する。

本発明の目的は、「（摩擦クラッチを介して）内燃機関から動力が入力される入力軸」と「電動機から動力が入力される出力軸」とを備え、且つ、複数の「ＨＶ走行変速段」と「ＥＶ走行変速段」とを備えたＨＶ−ＭＴ車用の手動変速機であって、コンパクトなものを提供することにある。

本発明による手動変速機は、移動部材（Ｓ＆ＳシャフトのＩＬ）と、特定スリーブ（Ｓ１）と、特定フォークシャフト（ＦＳ１）とを備える。移動部材は、前記シフト操作部材を前記シフトパターン上においてニュートラル位置から「ＥＶ走行用変速段のシフト完了位置」へ移動することによって第１位置から第２位置に移動し、前記シフト操作部材を前記シフトパターン上において前記ニュートラル位置から「ＨＶ走行用変速段のうちの１つである特定変速段（２速）のシフト完了位置」へ移動することによって前記第１位置から前記第１位置に対して前記第２位置と反対側の第３位置に移動する。典型的には、前記移動部材は、「前記シフト操作部材のセレクト操作（車両左右方向の操作）によって軸方向に移動し又は軸周りに回動し且つ前記シフト操作部材のシフト操作（車両前後方向の操作）によって軸周りに回動し又は軸方向に移動するシフトアンドセレクトシャフト」の側面から突出するインナレバーである。ここで、前記特定変速段は、前記複数のＨＶ走行用変速段（２速〜５速）のうちで、前記出力軸の回転速度に対する前記入力軸の回転速度の割合が最も大きい変速段（２速）であることが好適である。

特定スリーブは、前記入力軸及び前記出力軸の一方の軸に相対回転不能且つ軸方向に相対移動可能に設けられる。特定スリーブは、前記一方の軸に相対回転可能に設けられた前記特定変速段の遊転ギヤ（Ｇ２ｏ）を前記一方の軸に対して相対回転不能に固定するために前記特定変速段の遊転ギヤと係合可能となっている。

特定フォークシャフトは、前記特定スリーブと連結され、軸方向に移動することによって前記特定スリーブを軸方向に駆動する。特定フォークシャフトは、その軸方向位置が第４位置（中立位置）にあるときに前記特定スリーブが前記特定変速段の遊転ギヤと係合せず、その軸方向位置が第５位置（２速位置）にあるときに前記特定スリーブが前記特定変速段の遊転ギヤと係合する。

なお、本発明に係る手動変速機は、それぞれが前記入力軸又は前記出力軸に相対回転不能に設けられた複数の固定ギヤであってそれぞれが前記複数の変速段のそれぞれに対応する複数の固定ギヤ（Ｇ２ｉ、Ｇ３ｉ、Ｇ４ｉ、Ｇ５ｉ）と、それぞれが前記入力軸又は前記出力軸に相対回転可能に設けられた複数の遊転ギヤであってそれぞれが前記複数の変速段のそれぞれに対応するとともに対応する変速段の前記固定ギヤと常時歯合する複数の遊転ギヤ（Ｇ２ｏ、Ｇ３ｏ、Ｇ４ｏ、Ｇ５ｏ）と、それぞれが前記入力軸及び前記出力軸のうち対応する軸に相対回転不能且つ軸方向に相対移動可能に設けられた複数のスリーブであってそれぞれが前記複数の遊転ギヤのうち対応する遊転ギヤを前記対応する軸に対して相対回転不能に固定するために前記対応する遊転ギヤと係合可能な複数のスリーブ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）と、それぞれが前記複数のスリーブのそれぞれと連結され且つ軸方向に移動可能な複数のフォークシャフト（ＦＳ１、ＦＳ２、ＦＳ３）と、前記「シフトアンドセレクトシャフト」と、を備える。前記特定スリーブは、前記複数のスリーブのうちの１つであり、前記特定フォークシャフトは、前記複数のフォークシャフトのうちの１つである。

本発明に係る手動変速機の特徴は、調整機構を備えたことにある。前記調整機構は、前記移動部材と前記特定フォークシャフトとの係合状態を調整する。前記調整機構は、前記移動部材が前記第１位置から前記第２位置に移動する際、前記移動部材が前記特定フォークシャフトを軸方向に駆動せずに前記特定フォークシャフトの軸方向位置が前記第４位置に維持され、前記移動部材が前記第１位置から前記第３位置に移動する際、前記移動部材が前記特定フォークシャフトを軸方向に駆動して前記特定フォークシャフトの軸方向位置が前記第４位置から前記第５位置に移動するように構成される。前記調整機構の具体的な構成については後に詳述する。

上記構成によれば、シフト操作部材をニュートラル位置から「特定変速段のシフト完了位置」へ移動する場合には特定スリーブ（特定フォークシャフト）が前記第４位置（中立位置）から前記第５位置（２速位置）に移動する一方で、シフト操作部材をニュートラル位置から「ＥＶ走行用変速段のシフト完了位置」へ移動する場合には特定スリーブ（特定フォークシャフト）が前記第４位置（中立位置）から移動しない（前記中立位置に維持される）。以下、係る構成を「ＥＶ側非駆動機構」と呼ぶ。

本発明によれば、「ＥＶ側非駆動機構」を採用することによって、「ＥＶ側非駆動機構」が採用されない場合（即ち、シフト操作部材をニュートラル位置から「ＥＶ走行用変速段のシフト完了位置」へ移動する場合に、特定スリーブ（特定フォークシャフト）が前記第４位置から、前記第４位置に対して前記第５位置と反対側の位置に移動する場合）に比して、特定スリーブ（特定フォークシャフト）の軸方向における全移動範囲が狭くなる。このことは、変速機のハウジングの小型化、並びに、それに伴う重量の減少に貢献し得る。

本発明の実施形態に係るＨＶ−ＭＴ車用の手動変速機を含む動力伝達制御装置のＮ位置が選択された状態における概略構成図である。 Ｎ位置が選択された状態におけるＳ＆Ｓシャフト及び複数のフォークシャフトの位置関係を示した模式図である。 「特定スリーブ及び特定フォークシャフト」とＳ＆Ｓシャフトとの係合状態を示した模式図である。 「特定スリーブ及び特定フォークシャフト」以外の「スリーブ及びフォークシャフト」とＳ＆Ｓシャフトとの係合状態を示した模式図である。 シフトパターンの詳細を示した図である。 ＥＶ位置が選択された状態における図１に対応する図である。 ＥＶ位置が選択された状態における図２に対応する図である。 ２速位置が選択された状態における図１に対応する図である。 ２速位置が選択された状態における図２に対応する図である。 ３速位置が選択された状態における図１に対応する図である。 ３速位置が選択された状態における図２に対応する図である。 ４速位置が選択された状態における図１に対応する図である。 ４速位置が選択された状態における図２に対応する図である。 ５速位置が選択された状態における図１に対応する図である。 ５速位置が選択された状態における図２に対応する図である。 Ｎ位置が選択された状態における、Ｓ＆Ｓシャフトのインナレバーと特定フォークシャフト（特定ヘッド）との間の係合状態を示した図である。 Ｎ位置からＥＶ位置への移行が完了した状態における、Ｓ＆Ｓシャフトのインナレバーと特定フォークシャフト（特定ヘッド）との間の係合状態を示した図である。 Ｎ位置から２速位置への移行の途中における、Ｓ＆Ｓシャフトのインナレバーと特定フォークシャフト（特定ヘッド）との間の係合状態を示した図である。 Ｎ位置から２速位置への移行が完了した状態における、Ｓ＆Ｓシャフトのインナレバーと特定フォークシャフト（特定ヘッド）との間の係合状態を示した図である。 ２速位置からＮ位置への移行の途中における、Ｓ＆Ｓシャフトのインナレバーと特定フォークシャフト（特定ヘッド）との間の係合状態を示した図である。

以下、本発明の実施形態に係る手動変速機Ｍ／Ｔを備えた車両の動力伝達制御装置の一例（以下、「本装置」と呼ぶ）について図面を参照しながら説明する。図１に示すように、本装置は、「動力源としてエンジンＥ／ＧとモータジェネレータＭ／Ｇとを備え、且つ、トルクコンバータを備えない手動変速機Ｍ／Ｔと、摩擦クラッチＣ／Ｔとを備えた車両」、即ち、上記「ＨＶ−ＭＴ車」に適用される。この「ＨＶ−ＭＴ車」は、前輪駆動車であっても、後輪駆動車であっても、４輪駆動車であってもよい。

（全体構成）
先ず、本装置の全体構成について説明する。エンジンＥ／Ｇは、周知の内燃機関であり、例えば、ガソリンを燃料として使用するガソリンエンジン、軽油を燃料として使用するディーゼルエンジンである。

手動変速機Ｍ／Ｔは、運転者により操作されるシフトレバーＳＬのシフト位置に応じて変速段が選択されるトルクコンバータを備えない変速機（所謂、マニュアルトランスミッション）である。Ｍ／Ｔは、Ｅ／Ｇの出力軸Ａｅから動力が入力される入力軸Ａｉと、Ｍ／Ｇから動力が入力されるとともに車両の駆動輪へ動力を出力する出力軸Ａｏと、を備える。入力軸Ａｉ及び出力軸Ａｏは互いに平行に配置されている。出力軸Ａｏは、Ｍ／Ｇの出力軸そのものであってもよいし、Ｍ／Ｇの出力軸と平行であり且つＭ／Ｇの出力軸とギヤ列を介して常時動力伝達可能に接続された軸であってもよい。Ｍ／Ｔの構成の詳細は後述する。

摩擦クラッチＣ／Ｔは、Ｅ／Ｇの出力軸ＡｅとＭ／Ｔの入力軸Ａｉとの間に介装されている。Ｃ／Ｔは、運転者により操作されるクラッチペダルＣＰの操作量（踏み込み量）に応じて摩擦プレートの接合状態（より具体的には、Ａｅと一体回転するフライホイールに対する、Ａｉと一体回転する摩擦プレートの軸方向位置）が変化する周知のクラッチである。

Ｃ／Ｔの接合状態（摩擦プレートの軸方向位置）は、クラッチペダルＣＰとＣ／Ｔ（摩擦プレート）とを機械的に連結するリンク機構等を利用してＣＰの操作量に応じて機械的に調整されてもよいし、ＣＰの操作量を検出するセンサ（後述するセンサＰ１）の検出結果に基づいて作動するアクチュエータの駆動力を利用して電気的に（所謂バイ・ワイヤ方式で）調整されてもよい。

モータジェネレータＭ／Ｇは、周知の構成（例えば、交流同期モータ）の１つを有していて、例えば、ロータ（図示せず）が出力軸Ａｏと一体回転するようになっている。即ち、Ｍ／Ｇの出力軸とＭ／Ｔの出力軸Ａｏとの間では動力伝達系統が常時確立されている。以下、Ｅ／Ｇの出力軸Ａｅの駆動トルクを「ＥＧトルク」と呼び、Ｍ／Ｇの出力軸（出力軸Ａｏ）の駆動トルクを「ＭＧトルク」と呼ぶ。

また、本装置は、クラッチペダルＣＰの操作量（踏み込み量、クラッチストローク等）を検出するクラッチ操作量センサＰ１と、ブレーキペダルＢＰの操作量（踏力、操作の有無等）を検出するブレーキ操作量センサＰ２と、アクセルペダルＡＰの操作量（アクセル開度）を検出するアクセル操作量センサＰ３と、シフトレバーＳＬの位置を検出するシフト位置センサＰ４と、を備えている。

更に、本装置は、電子制御ユニットＥＣＵを備えている。ＥＣＵは、上述のセンサＰ１〜Ｐ４、並びにその他のセンサ等からの情報等に基づいて、Ｅ／Ｇの燃料噴射量（スロットル弁の開度）を制御することでＥＧトルクを制御するとともに、インバータ（図示せず）を制御することでＭＧトルクを制御する。

（Ｍ／Ｔの構成）
以下、Ｍ／Ｔの構成の詳細について図１〜図５を参照しながら説明する。図１及び図５に示すシフトレバーＳＬのシフトパターンから理解できるように、本例では、選択される変速段（シフト完了位置）として、前進用の５つの変速段（ＥＶ、２速〜５速）、及び後進用の１つの変速段（Ｒ）が設けられている。以下、後進用の変速段（Ｒ）についての説明は省略する。「ＥＶ」は上述したＥＶ走行用変速段であり、「２速」〜「５速」はそれぞれ上述したＨＶ走行用変速段である。以下、説明の便宜上、「Ｎ位置」、「ＥＶ−２セレクト位置」、「５−Ｒセレクト位置」を含むセレクト操作範囲に対応するシフト位置の範囲を総称して「ニュートラル範囲」と呼ぶ。

Ｍ／Ｔは、スリーブＳ１、Ｓ２、及びＳ３を備える。Ｓ１、Ｓ２、及びＳ３はそれぞれ、出力軸Ａｏと一体回転する対応するハブに相対回転不能且つ軸方向に相対移動可能に嵌合された、「２速」用のスリーブ、「３速−４速」用のスリーブ、及び「５速」用のスリーブである。

図２及び図３に示すように、スリーブＳ１は、フォークシャフトＦＳ１と（フォークを介して）一体に連結されている。図２及び図４に示すように、スリーブＳ２、Ｓ３は、フォークシャフトＦＳ２、ＦＳ３と（フォークを介して）それぞれ一体に連結されている。ＦＳ１、ＦＳ２、及びＦＳ３（従って、Ｓ１、Ｓ２、及びＳ３）はそれぞれ、シフトレバーＳＬの操作と連動するＳ＆Ｓシャフトに設けられたインナレバーＩＬ（図２に斜線で示す）によって軸方向（図２では上下方向、図１、図３及び図４では左右方向）に駆動される。

図２〜図４では、Ｓ＆Ｓシャフトとして、シフトレバーＳＬのシフト操作（図１、図５では上下方向の操作）によって軸方向に平行移動し且つシフトレバーＳＬのセレクト操作（図１、図５では左右方向の操作）によって軸中心に回動する「セレクト回転型」が示されているが、ＳＬのシフト操作によって軸中心に回動し且つＳＬのセレクト操作によって軸方向に平行移動する「シフト回転型」が使用されてもよい。

図４に示すように、ＦＳ２（ＦＳ３）には、シフトヘッドＨ２（Ｈ３）が一体に設けられている。ＳＬの位置がシフト操作（車両前後方向の操作）によって「ニュートラル範囲」から車両前方側及び後方側の何れの方向に移動しても、即ち、インナレバーＩＬの軸方向位置（図４における左右方向の位置）が、ＳＬの「ニュートラル範囲」に対応する基準位置から何れの方向に移動しても、ＩＬがＨ２（Ｈ３）を軸方向に押圧することによって、ＦＳ２（ＦＳ３）、従って、Ｓ２（Ｓ３）の軸方向位置が「中立位置」から移動する。

図３に示すように、ＦＳ１には、ＦＳ１に対してその支点周りに回動可能に連結されたシフトヘッドＨ１が連結されている。Ｈ１の周りの構造の詳細については後に詳述する（図１６〜図２０）。ＳＬの位置がシフト操作によって「ニュートラル範囲」（ＥＶ−２セレクト位置）から「２速のシフト完了位置」へ移動する場合、即ち、インナレバーＩＬの軸方向位置（図３における左右方向の位置）が、前記基準位置から一方側（図３において左方向）に移動する場合、ＩＬがＨ１を押圧することによって、ＦＳ１、従って、Ｓ１の軸方向位置が「中立位置」から「２速位置」に移動する。一方、ＳＬの位置がシフト操作によって「ニュートラル範囲」（ＥＶ−２セレクト位置）から「ＥＶのシフト完了位置」へ移動する場合、即ち、インナレバーＩＬの軸方向位置（図３における左右方向の位置）が、前記基準位置から他方側（図３において右方向）に移動する場合、ＩＬがＨ１と係合しないことによって、ＦＳ１、従って、Ｓ１の軸方向位置が「中立位置」から移動しない（「中立位置」に維持される）。

このように、ＦＳ１（のＨ１）とＩＬとの間で、上述した「ＥＶ側非駆動機構」が確立されている。この点については後に詳述する（図１６〜図２０）。即ち、Ｓ１〜Ｓ３のうちＳ１が前記「特定スリーブ」に対応し、ＦＳ１〜ＦＳ３のうちＦＳ１が前記「特定フォークシャフト」に対応し、Ｈ１〜Ｈ３のうちＨ１が前記「特定シフトヘッド」に対応している。以下、各変速段について順に説明していく。

図１、２に示すように、シフトレバーＳＬが「Ｎ位置」（より正確には、ニュートラル領域）にある状態では、スリーブＳ１、Ｓ２、及びＳ３の全てが「中立位置」にある。この状態では、Ｓ１、Ｓ２、及びＳ３はそれぞれ、対応する何れの遊転ギヤとも係合していない。即ち、入力軸Ａｉと出力軸Ａｏとの間では動力伝達系統が確立されない。

図６、７に示すように、シフトレバーＳＬが「Ｎ位置」から（ＥＶ−２セレクト位置を経由して）「ＥＶのシフト完了位置」に移動する際、上述した「ＥＶ側非駆動機構」の作用によって、Ｓ＆ＳシャフトのＩＬがＦＳ１に連結されたヘッドＨ１の「ＥＶ側係合部」と係合しない。従って、ＦＳ１（従って、Ｓ１）は「中立位置」に維持される。スリーブＳ２、Ｓ３はそれぞれ「中立位置」にある。換言すれば、スリーブＳ１〜Ｓ３の位置は、ＳＬが「Ｎ位置」（ニュートラル領域）にある状態から変化しない。

この状態では、図６に太い実線で示すように、入力軸Ａｉと出力軸Ａｏとの間では動力伝達系統が確立されず、Ｍ／Ｇと出力軸Ａｏとの間でのみ動力伝達系統が確立される。即ち、「ＥＶ」が選択された場合、Ｅ／Ｇを停止状態（Ｅ／Ｇの出力軸Ａｅの回転が停止した状態）に維持しながらＭＧトルクのみを利用して車両が走行する状態（即ち、上記「ＥＶ走行」）が実現される。即ち、この車両では、「ＥＶ」を選択することにより、ＥＶ走行による発進が可能である。なお、「Ｎ位置」（ニュートラル領域）と「ＥＶ位置」との識別は、例えば、シフト位置センサＰ４の検出結果、並びに、Ｓ＆Ｓシャフトの位置を検出するセンサの検出結果等に基づいて達成され得る。

図８、９に示すように、シフトレバーＳＬが「Ｎ位置」から（ＥＶ−２セレクト位置を経由して）「２速のシフト完了位置」に移動すると、Ｓ＆ＳシャフトのＩＬがＦＳ１に連結されたヘッドＨ１の「２速側係合部」を「２速」方向（図９では下方向）に駆動することによって、ＦＳ１（従って、Ｓ１）のみが（図９では下方向、図８では左方向）に駆動される。この結果、スリーブＳ１が「２速位置」に移動する。スリーブＳ２、Ｓ３はそれぞれ「中立位置」にある。

この状態では、Ｓ１は、遊転ギヤＧ２ｏと係合し、遊転ギヤＧ２ｏを出力軸Ａｏに対して相対回転不能に固定している。また、遊転ギヤＧ２ｏは、入力軸Ａｉに固定された固定ギヤＧ２ｉと常時噛合している。この結果、図８に太い実線で示すように、Ｍ／Ｇと出力軸Ａｏとの間で動力伝達系統が確立されることに加えて、入力軸Ａｉと出力軸Ａｏとの間で、Ｇ２ｉ及びＧ２ｏを介して「２速」に対応する動力伝達系統が確立される。即ち、「２速」が選択された場合、クラッチＣ／Ｔを介して伝達されるＥＧトルクと、ＭＧトルクとの両方を利用して車両が走行する状態（即ち、上記「ＨＶ走行」）が実現される。

図１０、１１に示すように、シフトレバーＳＬが「Ｎ位置」から「３速のシフト完了位置」に移動すると、Ｓ＆ＳシャフトのＩＬがＦＳ２に連結されたヘッドＨ２の「３速側係合部」を「３速」方向（図１１では上方向）に駆動することによって、ＦＳ２（従って、Ｓ２）のみが（図１１では上方向、図１０では右方向）に駆動される。この結果、スリーブＳ２が「３速位置」に移動する。スリーブＳ１、Ｓ３はそれぞれ「中立位置」にある。

この状態では、Ｓ２は、遊転ギヤＧ３ｏと係合し、遊転ギヤＧ３ｏを出力軸Ａｏに対して相対回転不能に固定している。また、遊転ギヤＧ３ｏは、入力軸Ａｉに固定された固定ギヤＧ３ｉと常時噛合している。この結果、図１０に太い実線で示すように、Ｍ／Ｇと出力軸Ａｏとの間で動力伝達系統が確立されることに加えて、入力軸Ａｉと出力軸Ａｏとの間で、Ｇ３ｉ及びＧ３ｏを介して「３速」に対応する動力伝達系統が確立される。即ち、「３速」が選択された場合、「２速」が選択された場合と同様、上記「ＨＶ走行」が実現される。

以下、図１２〜図１５に示すように、シフトレバーＳＬが「４速」又は「５速」にある場合も、「２速」や「３速」の場合と同様、上記「ＨＶ走行」が実現される。即ち、「４速」、「５速」ではそれぞれ、Ｍ／Ｇと出力軸Ａｏとの間で動力伝達系統が確立されることに加えて、入力軸Ａｉと出力軸Ａｏとの間で、「Ｇ４ｉ及びＧ４ｏ」、「Ｇ５ｉ及びＧ５ｏ」を介して、「４速」、「５速」に対応する動力伝達系統が確立される。

以上、本例では、「ＥＶ」のみがＥＶ走行用の変速段であり、「２速」〜「５速」はＨＶ走行用の変速段である。ＥＧトルクの伝達系統について、「Ａｏの回転速度に対するＡｉの回転速度の割合」を「ＭＴ減速比」と呼ぶものとすると、「２速」から「５速」に向けてＭＴ減速比（ＧＮｏの歯数／ＧＮｉの歯数）（Ｎ：２〜５）が次第に小さくなっていく。

なお、上記の例では、スリーブＳ１〜Ｓ３の軸方向位置は、シフトレバーＳＬとスリーブＳ１〜Ｓ３とを機械的に連結するリンク機構（Ｓ＆Ｓシャフトとフォークシャフト）等を利用してシフトレバーＳＬのシフト位置に応じて機械的に調整されている。これに対し、スリーブＳ１〜Ｓ３の軸方向位置が、シフト位置センサＰ４の検出結果に基づいて作動するアクチュエータの駆動力を利用して電気的に（所謂バイ・ワイヤ方式で）調整されてもよい。この場合においても、スリーブＳ１〜Ｓ３のうちスリーブＳ１（特定スリーブ）の軸方向位置は、上述した「ＥＶ側非駆動機構」が確立されるように制御される。

（Ｅ／Ｇの制御）
本装置によるＥ／Ｇの制御は、大略的に以下のようになされる。車両が停止しているとき、或いは、「Ｎ」又は「ＥＶ」が選択されているとき、Ｅ／Ｇが停止状態（燃料噴射がなされない状態）に維持される。Ｅ／Ｇの停止状態において、ＨＶ走行用の変速段（「２速」〜「５速」の何れか）が選択されたことに基づいて、Ｅ／Ｇが始動される（燃料噴射が開始される）。Ｅ／Ｇの稼働中（燃料噴射がなされている間）では、アクセル開度等に基づいてＥＧトルクが制御される。Ｅ／Ｇの稼働中において、「Ｎ」又は「ＥＶ」が選択されたこと、或いは、車両が停止したことに基づいて、Ｅ／Ｇが再び停止状態に維持される。

（Ｍ／Ｇの制御）
本装置によるＭ／Ｇの制御は、大略的に以下のようになされる。車両が停止しているとき、或いは、「Ｎ」が選択されているとき、Ｍ／Ｇが停止状態（ＭＧトルク＝０）に維持される。Ｍ／Ｇの停止状態において、「ＥＶ」が選択されたことに基づいて、ＭＧトルクを利用した通常発進制御が開始される。通常発進制御では、ＭＧトルクがアクセル開度及びクラッチストロークに基づいて制御される。通常発進制御でのＭＧトルクは、「手動変速機と摩擦クラッチとを備え且つ動力源として内燃機関のみを搭載した通常車両」が「１速」で発進する際における「アクセル開度及びクラッチストローク」と「クラッチを介して手動変速機の入力軸へ伝達される内燃機関のトルク」との関係を規定する予め作製されたマップ等を利用して決定される。通常発進制御の終了後は、「ＥＶ」の選択時、或いは、「２速」〜「５速」（複数のＨＶ走行用変速段）の選択時において、アクセル開度等に基づいてＭＧトルクが制御される。そして、車両が停止したことに基づいて、Ｍ／Ｇが再び停止状態に維持される。

（ＥＶ側非駆動機構の具体的な構成）
以下、図１６〜図２０を参照しながら、本装置によるＥＶ側非駆動機構の具体的な構成について説明する。図３におけるシフトヘッドＨ１の周辺部の拡大図である図１６に示すように、シフトヘッドＨ１は、フォークシャフトＦＳ１に対して、ピン等を利用して、その支点Ｈ１ｃ周りに回動可能に連結されている。シフトヘッドＨ１は、ＥＶ側係合部Ｈ１ａと、２速側係合部Ｈ１ｂとを備える。ＥＶ側係合部Ｈ１ａは、ＦＳ１を軸方向の「ＥＶ側」（図１６において右方向）に駆動するためにＳ＆ＳシャフトのインナレバーＩＬと係合可能となっている。２速側係合部Ｈ１ｂは、ＦＳ１を軸方向の「２速側」（図１６において左方向）に駆動するためにＩＬと係合可能となっている。

＜Ｎ位置＞
図１６に示すように、シフトレバーＳＬの位置が「Ｎ位置」（より正確には、ニュートラル領域）にある場合、フォークシャフトＦＳ１（従って、スリーブＳ１）の軸方向位置は「中立位置」にあり、インナレバーＩＬの軸方向位置は前記基準位置にある。この状態では、ヘッドＨ１は、ＦＳ１に対して第１回動姿勢にある。第１回動姿勢では、ＥＶ側係合部Ｈ１ａは、ＩＬから遠ざかる。従って、ＩＬの軸方向（図１６の左右方向）の移動に際し、２速側係合部Ｈ１ｂはＩＬと係合可能となっている一方、ＥＶ側係合部Ｈ１ａはＩＬと係合不能となっている。

＜Ｎ位置→ＥＶ位置＞
図１７に示すように、シフトレバーＳＬが「Ｎ位置」（より正確には、ＥＶ−２セレクト位置）から「ＥＶのシフト完了位置」に移動する際、即ち、インナレバーＩＬが前記基準位置から「ＥＶ」方向（図１７において右方向）に移動する際、ヘッドＨ１が第１回動姿勢に維持されていることに起因して、ＩＬがＥＶ側係合部Ｈ１ａと係合しない。この結果、フォークシャフトＦＳ１が軸方向に駆動されず、ＦＳ１の軸方向位置は、「中立位置」に維持される。

＜Ｎ位置→２速位置＞
図１８に示すように、シフトレバーＳＬが「Ｎ位置」（より正確には、ＥＶ−２セレクト位置）から「２速のシフト完了位置」に移動する際、即ち、インナレバーＩＬが前記基準位置から「２速」方向（図１８において左方向）に移動する際、その途中の段階にて、インナレバーＩＬが２速側係合部Ｈ１ｂと係合開始する。この結果、ＩＬが第１回動姿勢にあるヘッドＨ１の２速側係合部Ｈ１ｂを押圧することによって、ヘッドＨ１が支点Ｈ１ｃ周りにモーメント（図１８において反時計回り、図中の黒矢印を参照）を受ける。この結果、Ｈ１は、第１回動姿勢から第２回動姿勢まで回動される。

その後もＩＬがＨ１のＨ１ｂを押圧し続けることによって、図１９に示すように、Ｈ１が第２回動姿勢に維持されながら、フォークシャフトＦＳ１が軸方向（図１９において左方向）に駆動される。この結果、ＦＳ１の軸方向位置が「中立位置」から「２速位置」に移動する。なお、ＦＳ１が「中立位置」から「２速位置」に移動していく際、ヘッドＨ１が第２回動姿勢を維持するように、ヘッドＨ１の下面がケース（ハウジング）の一部である平面部（斜線で示した部分を参照）によってガイドされる。第２回動姿勢では、ＥＶ側係合部Ｈ１ａは、ＩＬに近づく。従って、ＩＬの軸方向（図１９の左右方向）の移動に際し、２速側係合部Ｈ１ｂに加えてＥＶ側係合部Ｈ１ａもＩＬと係合可能となっている。

＜２速位置→Ｎ位置＞
図２０に示すように、シフトレバーＳＬが「２速のシフト完了位置」から「Ｎ位置」（より正確には、ＥＶ−２セレクト位置）に移動する際、即ち、インナレバーＩＬが「２速」方向の位置から前記基準位置に戻る際、その途中の段階にて、インナレバーＩＬがＥＶ側係合部Ｈ１ａと係合開始する。この結果、ＩＬが第２回動姿勢にあるヘッドＨ１のＥＶ側係合部Ｈ１ａを押圧することによって、ヘッドＨ１が支点Ｈ１ｃ周りにモーメント（図２０において時計回り、図中の黒矢印を参照）を受けながら、フォークシャフトＦＳ１が軸方向（図２０において右方向）に駆動される。その後もＩＬがＨ１のＨ１ａを押圧し続けることによって、上述した図１６に示すように、ＦＳ１の軸方向位置が「２速位置」から「中立位置」に戻るとともに、Ｈ１の姿勢が第２回動姿勢から第１回動姿勢に戻される。

以上のように、シフトヘッドＨ１の回動を利用することによって、＜Ｎ位置→２速位置＞ではフォークシャフトＦＳ１（従って、スリーブＳ１）が軸方向に駆動される一方、＜Ｎ位置→ＥＶ位置＞ではフォークシャフトＦＳ１（従って、スリーブＳ１）が軸方向に駆動されない。即ち、「ＥＶ側非駆動機構」が達成されている。

（作用・効果）
上記のように、本発明の実施形態に係る手動変速機Ｍ／Ｔでは、「ＥＶ側非駆動機構」が採用されている。この結果、「ＥＶ側非駆動機構」が採用されない場合（即ち、シフトレバーＳＬを「Ｎ位置」から「ＥＶのシフト完了位置」へ移動すると、スリーブＳ１が「中立位置」から、「中立位置」に対して「２速位置」と反対側の位置に移動する場合）に比して、スリーブＳ１（フォークシャフトＦＳ１）の軸方向における全移動範囲が狭くなる。このことは、変速機のハウジングの小型化、並びに、それに伴う重量の減少に貢献し得る。

本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記実施形態では、スリーブＳ１〜Ｓ３が共に入力軸Ａｉに設けられているが、スリーブＳ１〜Ｓ３が共に出力軸Ａｏに設けられていてもよい。また、スリーブＳ１〜Ｓ３のうちの一部が出力軸Ａｏに残りが入力軸Ａｉに設けられていてもよい。

また、上記実施形態では、スリーブＳ１（前記「特定スリーブ」）の軸方向位置によって「ＥＶ」と「２速」とが切り替えられるようになっている（即ち、前記特定変速段が「２速」に設定されている）が、スリーブＳ１（前記「特定スリーブ」）の軸方向位置によって「ＥＶ」と「２速以外のＨＶ走行用変速段」（「３速」〜「５速」の何れか）が切り替えられるように構成されてもよい。

Ｍ／Ｔ…変速機、Ｅ／Ｇ…エンジン、Ｃ／Ｔ…クラッチ、Ｍ／Ｇ…モータジェネレータ、Ａｅ…エンジンの出力軸、Ａｉ…変速機の入力軸、Ａｏ…変速機の出力軸、ＣＰ…クラッチペダル、ＡＰ…アクセルペダル、ＢＰ…ブレーキペダル、Ｐ１…クラッチ操作量センサ、Ｐ３…アクセル操作量センサ、Ｐ４…シフト位置センサ、ＥＣＵ…電子制御ユニット

Claims (3)

1. 動力源として内燃機関（Ｅ／Ｇ）と電動機（Ｍ／Ｇ）とを備えた車両に適用される、トルクコンバータを備えない手動変速機（Ｍ／Ｔ）であって、
   前記内燃機関から動力が入力される入力軸（Ａｉ）と、
   前記電動機から動力が入力されるとともに前記車両の駆動輪へ動力を出力する出力軸（Ａｏ）と、
   運転者により操作されるシフト操作部材（ＳＬ）をシフトパターン上において前記内燃機関及び前記電動機の両方の駆動力を利用し得る状態で走行するための複数のハイブリッド走行用変速段（２速〜５速）に対応するそれぞれのシフト完了位置に移動することによって、前記入力軸と前記出力軸との間で、前記出力軸の回転速度に対する前記入力軸の回転速度の割合である変速機減速比が対応するハイブリッド走行用変速段に対応するそれぞれの値に設定される動力伝達系統を確立し、前記シフト操作部材を前記シフトパターン上において前記内燃機関及び前記電動機の駆動力のうち前記電動機の駆動力のみを利用して走行するための電動機走行用変速段（ＥＶ）に対応するシフト完了位置に移動することによって、前記入力軸と前記出力軸との間で動力伝達系統を確立しない変速機変速機構（Ｍ）と、
   を備え、
   前記変速機変速機構は、
   前記シフト操作部材を前記シフトパターン上においてニュートラル位置から前記電動機走行用変速段のシフト完了位置へ移動することによって第１位置（基準位置）から第２位置に移動し、前記シフト操作部材を前記シフトパターン上において前記ニュートラル位置から前記複数のハイブリッド走行用変速段のうちの１つである特定変速段（２速）のシフト完了位置へ移動することによって前記第１位置から前記第１位置に対して前記第２位置と反対側の第３位置に移動する移動部材（Ｓ＆ＳシャフトのＩＬ）と、
   前記入力軸及び前記出力軸の一方の軸に相対回転不能且つ軸方向に相対移動可能に設けられた特定スリーブであって前記一方の軸に相対回転可能に設けられた前記特定変速段の遊転ギヤ（Ｇ２ｏ）を前記一方の軸に対して相対回転不能に固定するために前記特定変速段の遊転ギヤと係合可能な特定スリーブ（Ｓ１）と、
   前記特定スリーブと連結され、軸方向に移動することによって前記特定スリーブを軸方向に駆動する特定フォークシャフトであって、その軸方向位置が第４位置（中立位置）にあるときに前記特定スリーブが前記特定変速段の遊転ギヤと係合せず、その軸方向位置が第５位置（２速位置）にあるときに前記特定スリーブが前記特定変速段の遊転ギヤと係合する特定フォークシャフト（ＦＳ１）と、
   前記移動部材と前記特定フォークシャフトとの係合状態を調整する調整機構であって、前記移動部材が前記第１位置から前記第２位置に移動する際、前記移動部材が前記特定フォークシャフトを軸方向に駆動せずに前記特定フォークシャフトの軸方向位置が前記第４位置に維持され、前記移動部材が前記第１位置から前記第３位置に移動する際、前記移動部材が前記特定フォークシャフトを軸方向に駆動して前記特定フォークシャフトの軸方向位置が前記第４位置から前記第５位置に移動するように構成された調整機構（Ｈ１）と、
   を備えた、手動変速機。
2. 請求項１に記載の手動変速機において、
   前記調整機構は、
   前記特定フォークシャフトに対してその支点（Ｈ１ｃ）周りに回動可能に連結された特定シフトヘッドであって、前記特定フォークシャフトを軸方向における前記第５位置から前記第４位置への方向に駆動するために前記移動部材と係合可能な第１係合部（Ｈ１ａ）と、前記特定フォークシャフトを軸方向における前記第４位置から前記第５位置への方向に駆動するために前記移動部材と係合可能な第２係合部（Ｈ１ｂ）を備えた特定シフトヘッド（Ｈ１）を備え、
   前記移動部材が前記第１位置から前記第２位置に移動する際、前記移動部材が前記特定フォークシャフトに対して第１回動姿勢にある前記特定シフトヘッドの前記第１係合部と係合しないことによって、前記特定フォークシャフトが軸方向に駆動されず、前記特定フォークシャフトの軸方向位置が前記第４位置に維持され、
   前記移動部材が前記第１位置から前記第３位置に移動する際、前記移動部材が前記特定フォークシャフトに対して前記第１回動姿勢にある前記特定シフトヘッドの前記第２係合部を押圧することによって、前記特定シフトヘッドが前記特定フォークシャフトに対して前記第１回動姿勢から第２回動姿勢まで回動されるともに、前記特定フォークシャフトが軸方向に駆動され、前記特定フォークシャフトの軸方向位置が前記第４位置から前記第５位置に移動するように構成され、
   前記移動部材が前記第３位置から前記第１位置に移動する際、前記移動部材が前記第２回動姿勢にある前記特定シフトヘッドの前記第１係合部を押圧することによって、前記特定シフトヘッドが前記第２回動姿勢から前記第１回動姿勢まで回動されるともに、前記特定フォークシャフトが軸方向に駆動され、前記特定フォークシャフトの軸方向位置が前記第５位置から前記第４位置に移動するように構成された、手動変速機。
3. 請求項１又は請求項２に記載の手動変速機において、
   前記特定変速段は、前記複数のハイブリッド走行用変速段（２速〜５速）のうちで、前記変速機減速比が最も大きい変速段（２速）である、手動変速機。

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