JP2012188031A - 手動変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】ＨＶ−ＭＴ車用の手動変速機であって、ＩＮ接続状態とＯＵＴ接続状態との切り替えに伴うショックを運転者が感知し難いものを提供すること。
【解決手段】この手動変速機は、電動機の出力軸が変速機の入力軸と動力伝達可能に接続される「ＩＮ接続状態」と、電動機の出力軸が変速機の出力軸と動力伝達可能に接続される「ＯＵＴ接続状態」とを選択的に実現する接続切替機構を備える。シフトレバーがニュートラル位置にあるとき、或いは、特定の変速段（ＥＶ又は２速）以外の変速段（３〜５速）のシフト完了位置にあるとき、ＩＮ接続状態に維持される。シフトレバーがニュートラル位置から特定の変速段（ＥＶ又は２速）のシフト完了位置（或いは、その逆）に移動したとき、ＩＮ接続状態からＯＵＴ接続状態（或いは、その逆）への切り替えがなされる。
【選択図】図３

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

以下、ＨＶ−ＭＴ車について、電動機の出力軸が変速機の入力軸と動力伝達可能に接続される状態（以下、「ＩＮ接続状態」と呼ぶ）と、電動機の出力軸が変速機の出力軸と動力伝達可能に接続される状態（以下、「ＯＵＴ接続状態」と呼ぶ）と、を想定する。

ＩＮ接続状態では、変速機の変速段を変更することで、車速に対する電動機の出力軸の回転速度を変更することができる。従って、変速機の変速段を調整することで、電動機の出力軸の回転速度をエネルギー変換効率（より具体的には、駆動トルク、回生トルク等の発生効率）が良好となる範囲内に維持し易いというメリットがある。また、変速機がニュートラル（入力・出力軸間で動力伝達系統が確立されていない状態）にあるときに、内燃機関を稼働し且つ摩擦クラッチを接合状態とすることによって、車両停止状態にて電動機の出力軸を回転駆動できる。即ち、車両停止状態において電動機の発電によって得られた電力をバッテリに蓄えることができるというメリットもある。

一方、ＯＵＴ接続状態では、動力伝達系統が複雑な機構を有する変速機を介さないことから、動力の伝達損失を小さくできるというメリットがある。また、変速機が「入力・出力軸間で動力伝達系統が確立されていない状態（ニュートラル、或いは、ニュートラルとは異なる変速段（ＥＶ））」にあり且つ摩擦クラッチが接合状態にあるときに、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）を実現することができるというメリットもある。

以上のことに鑑み、ＨＶ−ＭＴ車に適用される手動変速機において、ＩＮ接続状態とＯＵＴ接続状態とを選択的に実現する接続切替機構を設けることが考えられる。接続切替機構が設けられた場合、電動機の出力軸の接続状態の変更の際、電動機と変速機との間のトルクの伝達を一時的に遮断する必要が不可避的に生じる。従って、電動機の出力軸の接続状態の変更に伴うショック（車両前後方向の加速度の変化）が不可避的に発生する。係るショックの発生は、運転者に不快感を与えることに繋がる。

本発明の目的は、ＩＮ接続状態とＯＵＴ接続状態とを選択的に実現する接続切替機構を備えたＨＶ−ＭＴ車用の手動変速機であって、電動機の出力軸の接続状態の変更に伴うショックを運転者が感知し難いものを提供することにある。

本発明に係る手動変速機は、前記内燃機関から動力が入力される入力軸（Ａｉ）と、前記車両の駆動輪へ動力を出力する出力軸（Ａｏ）とを備える。この手動変速機は、変速機変速機構（Ｍ１）と、接続切替機構（Ｍ２）とを備える。

変速機変速機構（Ｍ１）は、シフト操作部材（ＳＬ）をシフトパターン上において複数の変速段（ＥＶ、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それぞれの変速段（ニュートラルとは異なる）を達成する。各変速段では、入力・出力軸間で動力伝達系統が確立されてもされなくてもよい。入力・出力軸間で動力伝達系統が確立されない（ニュートラルとは異なる）変速段としては、例えば、ＥＶ走行用の変速段が挙げられる。入力・出力軸間で動力伝達系統が確立される変速段では、入力・出力軸間で変速機減速比が対応する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る。

本発明に係る手動変速機の特徴は、接続切替機構（Ｍ２）が、シフト操作部材の位置がシフトパターン上におけるそれぞれのシフト完了位置を除いた所定の位置を通過したことに基づいて、前記電動機の出力軸の接続状態を（ＩＮ接続状態からＯＵＴ接続状態へ、或いはその逆へ）切り替えるように構成されることにある。

上記構成によれば、電動機の出力軸の接続状態を変更する場合、運転者がシフトパターン上においてシフト操作部材を操作する必要がある。一般に、人間は、何らかの操作を行っているとき、外部から受けるショック等を感知し難くなるものである。上記構成は、係る観点に基づく。

上記構成によれば、運転者がシフト操作部材を操作している間に電動機の出力軸の接続状態が変更される。換言すれば、運転者は、シフト操作部材を操作している間に電動機の出力軸の接続状態の変更に伴うショックを受けることになる。従って、運転者が係るショックを感知し難くなる。

上記手動変速機では、例えば、前記複数の変速段に対応するそれぞれの前記シフト完了位置への前記シフト操作部材の移動操作が、前記シフト操作部材の位置を、前記入力軸と前記出力軸との間で動力伝達系統が確立されていない状態において前記車両の左右方向の操作であるセレクト操作を行うことによって対応するセレクト位置に設定し、その後、前記車両の前後方向の操作であるシフト操作を行うことによって前記対応するセレクト位置から対応する前記シフト完了位置に移動することにより達成される。

この場合、前記セレクト操作中において前記車両の左右方向に沿って移動する前記シフト操作部材の位置が前記車両の左右方向における所定の位置を通過したことに基づいて電動機の出力軸の接続状態が変更されてもよい。

また、前記シフト操作中において前記シフト操作部材の位置が前記複数の変速段のうち第１の変速段（ＥＶ）に対応するセレクト位置と前記第１の変速段に対応するシフト完了位置との間の第１切替位置を通過したことに基づいて、前記電動機の出力軸の接続状態を切り替えるように構成されることが好ましい。更には、前記第１の変速段（ＥＶ）に対応するセレクト位置から前記車両の前方側に前記第１の変速段に対応するシフト完了位置が配置され、前記第１の変速段に対応するセレクト位置から前記車両の後方側に第２の変速段（２速）に対応するシフト完了位置が配置される場合、前記シフト操作部材の位置が「第１切替位置」を通過したことのみならず、第２の変速段に対応するセレクト位置と前記第２の変速段に対応するシフト完了位置との間の「第２切替位置」を通過したことにも基づいて、前記電動機の出力軸の接続状態を切り替えるように構成されてもよい。

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。 シフトパターンにおける、「ＩＮ接続領域」と「ＯＵＴ接続領域」とを説明するための図である。 Ｎ位置が選択された状態における接続切替機構の状態（ＩＮ接続状態）を示した図２のＺ部の拡大図である。 ＥＶ−２セレクト位置からＥＶシフト完了位置へのシフト操作によってＩＮ接続状態からＯＵＴ接続状態への切り替えがなされる際の作動を説明するための図４に対応する図である。 ＥＶシフト完了位置からＥＶ−２セレクト位置へのシフト操作によってＯＵＴ接続状態からＩＮ接続状態への切り替えがなされる際の作動を説明するための図４に対応する図である。 ＥＶ−２セレクト位置から２速シフト完了位置へのシフト操作によってＩＮ接続状態からＯＵＴ接続状態への切り替えがなされる際の作動を説明するための図４に対応する図である。 ２速シフト完了位置からＥＶ−２セレクト位置へのシフト操作によってＯＵＴ接続状態からＩＮ接続状態への切り替えがなされる際の作動を説明するための図４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。

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、車両の駆動輪へ動力を出力する出力軸Ａｏと、Ｍ／Ｇから動力が入力されるＭＧ軸Ａｍと、を備える。入力軸Ａｉ、出力軸Ａｏ、及びＭＧ軸Ａｍは互いに平行に配置されている。図１に示す例では、ＭＧ軸Ａｍは、入力軸Ａｉと同軸に配置されている。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ＭＧ軸Ａｍと一体回転するようになっている。以下、Ｅ／Ｇの出力軸Ａｅの駆動トルクを「ＥＧトルク」と呼び、ＭＧ軸Ａｍ（Ｍ／Ｇの出力軸のトルク）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、図１〜図３を参照しながら、Ｍ／Ｔの構成の詳細について説明する。図１、及び図３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。

図３に示すように、シフトパターンにおいて、車両の左右方向のシフトレバーＳＬの操作を「セレクト操作」と呼び、車両の前後方向のシフトレバーＳＬの操作を「シフト操作」と呼ぶ。図３に示すように、シフトパターン上において、「ＥＶのシフト完了位置」と「２速のシフト完了位置」との間でのシフト操作の軌跡とセレクト操作の軌跡との交差位置を「ＥＶ−２セレクト位置」と呼び、「３速のシフト完了位置」と「４速のシフト完了位置」との間でのシフト操作の軌跡とセレクト操作の軌跡との交差位置を「Ｎ位置」（又は「３−４セレクト位置」）と呼び、「５速のシフト完了位置」と「Ｒのシフト完了位置」との間でのシフト操作の軌跡とセレクト操作の軌跡との交差位置を「５−Ｒセレクト位置」と呼ぶ。また、セレクト操作によってＳＬが移動可能となる範囲（「ＥＶ−２セレクト位置」、「Ｎ位置」、及び「５−Ｒセレクト位置」を含む、車両左右方向に延びる範囲）を「ニュートラル範囲」と呼ぶ。

以下、説明の便宜上、ＭＧ軸Ａｍが（Ｍ／Ｔの出力軸Ａｏを介することなく）Ｍ／Ｔの入力軸Ａｉと動力伝達可能に接続される状態を「ＩＮ接続状態」と呼び、Ａｍが（Ａｉを介することなく）Ａｏと動力伝達可能に接続される状態を「ＯＵＴ接続状態」と呼ぶ。また、「出力軸Ａｏの回転速度に対する入力軸Ａｉの回転速度の割合」を「ＭＴ減速比」と呼ぶ。

Ｍ／Ｔは、スリーブＳ１、Ｓ２、Ｓ３、及びＳｍ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、「ＥＶ−２速」切り替え用のスリーブ、「３速−４速」切り替え用のスリーブ、及び「５速−Ｒ」切り替え用のスリーブである。Ｓｍは、ＭＧ軸Ａｍと一体回転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、ＭＧ軸Ａｍの接続状態の切り替え用のスリーブである。

図２から理解できるように、スリーブＳ１、Ｓ２、Ｓ３、及びＳｍはそれぞれ、フォークシャフトＦＳ１、ＦＳ２、ＦＳ３、及び移動部材Ｈｍと一体に連結されている。ＦＳ１、ＦＳ２、ＦＳ３、及びＨｍ（従って、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、及びＳｍ）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）のシフト操作時における図２の上下方向（図１では左右方向）の移動に連動して、シフト操作時にて図２の上下方向（図１では左右方向）に駆動される。（詳細は後述）。

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

＜ＭＧ軸の接続状態の切り替え＞
以下、先ず、図３〜図８を参照しながら、ＭＧ軸の接続状態の切り替えについて説明する。図３に示すように、「ＩＮ接続領域」（微細なドットで示した領域を参照）、並びに、「ＯＵＴ接続領域」（斜線で示した領域）を定義する。

ＭＧ軸の接続状態の切り替えは、シフト操作中においてＳＬの位置が「ＩＮ接続領域」から「ＯＵＴ接続領域」（或いは、その逆）に移動したこと（即ち、前記「所定の位置」、前記「第１切替位置」、前記「第２切替位置」を通過したこと）に基づいて行われる。以下、この点について、図４〜図８を参照しながら説明する。

図４に示すように、互いに平行に配置されたフォークシャフトＦＳ１及び切替シャフトＦＳｍが、移動部材Ｈｍに形成された対応する貫通孔に軸方向（図４の上下方向）に相対移動可能にそれぞれ挿入されている。移動部材Ｈｍは、ＦＳ１，ＦＳｍにそれぞれ固定されたスナップリングＳＲ，ＳＲによって、ＦＳ１，ＦＳｍに対する図４の下方への相対移動が規制される。移動部材Ｈｍは、ＦＳ１，ＦＳｍにそれぞれ設けられたスプリングＳＰ，ＳＰによってＦＳ１，ＦＳｍに対して図４の下方へ常時付勢されている。

移動部材Ｈｍの内部には、ピンＰが図４の左右方向に移動可能に挿入されている。ピンＰは、ＨｍがスナップリングＳＲ，ＳＲに係止されている状態において、ＦＳ１の側面に形成された溝Ｇ１と、ＦＳｍの側面に形成された溝Ｇｍとに選択的に係合可能となっている。

ＦＳ１及びＦＳｍは、支点Ｏを中心に回動するレバーＬｍの両端のそれぞれと連結され、ＦＳ１が軸方向（図４の上下方向）の一方側へ移動すると、ＦＳｍが軸方向の他方側に移動するようになっている。

図４は、ＳＬがＮ位置（より正確には、ニュートラル範囲）にある状態を示す。この状態では、ＦＳ１及びＦＳｍが共に中立位置にある。ＨｍはＦＳ１，ＦＳｍに対して相対移動可能となっている。しかしながら、Ｈｍは、上述のスプリングＳＰ，ＳＰの付勢力によってスナップリングＳＲ，ＳＲに係止される位置で固定される。従って、ピンＰは、溝Ｇ１、Ｇｍの何れとも係合しない。以下、Ｈｍ、及び、Ｈｍと一体のスリーブＳｍについて、この位置を「ＩＮ位置」と呼ぶ。

図１に示すように、ＳｍがＩＮ位置にあるとき、Ｓｍは入力軸Ａｉに設けられた固定ギヤＧｉｎと係合する。この結果、ＭＧ軸Ａｍと入力軸Ａｉとの間で動力伝達系統が確立される。このように、ＳＬがＮ位置（より正確には、ニュートラル範囲）にあるとき、「ＩＮ接続状態」が実現される。

図５は、ＳＬがニュートラル位置（より正確には、ＥＶ−２セレクト位置）からＥＶシフト完了位置に移動する場合を示す。この場合、インナレバーＳＬに押圧されることによってＦＳ１が図５の上方向に駆動される。この結果、ＦＳ１に固定されたスナップリングＳＲの作用によってＨｍがＦＳ１と一体で図５の上方向に移動しようとする。一方、レバーＬｍの作用によってＦＳｍが図５の下方向に移動しようとする。この結果、ピンＰと溝Ｇ１との上下方向の位置がなおも合致し続ける一方で、ピンＰと溝Ｇｍとの上下方向の位置が合致しなくなる。このため、ピンＰは、図５の右方向に移動して溝Ｇ１のみと係合し、ＨｍはＦＳ１と一体に連結される（ＦＳｍとは相対移動可能に維持される）。

このように、ＨｍがＦＳ１と一体に連結されることによって、ＦＳ１の中立位置からＥＶ位置への移動（図５の上方向の移動）に伴って、Ｈｍ（従って、Ｓｍ）が「ＩＮ位置」より図５の上方向の位置に移動する。以下、Ｈｍ及びＳｍについて、この位置を「ＯＵＴ位置」と呼ぶ。

後述する図９に示すように、ＳｍがＯＵＴ位置にあるとき、ＳｍはＭＧ軸Ａｍに相対回転可能に設けられた遊転Ｇｏｕｔｉと係合する。遊転ギヤＧｏｕｔｉは、出力軸Ａｏに設けられた固定ギヤＧｏｕｔｏと常時噛合している。この結果、ＭＧ軸Ａｍと出力軸Ａｏとの間で動力伝達系統が確立される。このように、ＳＬが、ＥＶ−２セレクト位置からＥＶシフト完了位置に移動すると（前記「第１切替位置」を通過すると）、ＭＧ軸の接続状態が「ＩＮ接続状態」から「ＯＵＴ接続状態」へと変更される。

図６は、ＳＬがＥＶシフト完了位置からニュートラル位置（より正確には、ＥＶ−２セレクト位置）に戻る場合を示す。この場合、インナレバーＳＬに押圧されることによってＦＳ１がＥＶ位置から中立位置へ戻る。これに伴い、ＦＳ１と一体のＨｍも「ＯＵＴ位置」から「ＩＮ位置」へと戻るとともに、ＦＳｍも中立位置に戻る。即ち、図４に示す状態が再び得られる。このように、ＳＬが、ＥＶシフト完了位置からＥＶ−２セレクト位置に戻ると（前記「第１切替位置」を通過すると）、ＭＧ軸の接続状態が「ＯＵＴ接続状態」から「ＩＮ接続状態」へ戻る。

図７は、ＳＬがニュートラル位置（より正確には、ＥＶ−２セレクト位置）から２速シフト完了位置に移動する場合を示す。この場合、インナレバーＳＬに押圧されることによってＦＳ１が図５の下方向に駆動され、ＦＳｍが図５の上方向に駆動される。この結果、スナップリングＳＲの作用によってＨｍがＦＳｍと一体で図７の上方向に移動しようとする。従って、ピンＰと溝Ｇｍとの上下方向の位置が合致し続ける一方で、ピンＰと溝Ｇ１との上下方向の位置が合致しなくなる。このため、ピンＰは、図７の左方向に移動して溝Ｇｍのみと係合し、ＨｍはＦＳｍと一体に連結される（ＦＳ１とは相対移動可能に維持される）。

このように、ＨｍがＦＳｍと一体に連結されることによって、ＦＳ１の中立位置から２速位置への移動（図５の下方向の移動）、即ち、ＦＳｍの中立位置から図５の上方向の移動に伴って、Ｈｍ（従って、Ｓｍ）が「ＩＮ位置」から「ＯＵＴ位置」まで移動する。このように、ＳＬが、ＥＶ−２セレクト位置から２速シフト完了位置に移動すると（前記「第２切替位置」を通過すると）、ＭＧ軸の接続状態が「ＩＮ接続状態」から「ＯＵＴ接続状態」へと変更される。

図８は、ＳＬが２速シフト完了位置からニュートラル位置（より正確には、ＥＶ−２セレクト位置）に戻る場合を示す。この場合、インナレバーＳＬに押圧されることによってＦＳ１が２速位置から中立位置へ戻り、ＦＳｍも中立位置に戻る。これに伴い、ＦＳｍと一体のＨｍも「ＯＵＴ位置」から「ＩＮ位置」へと戻る。即ち、図４に示す状態が再び得られる。このように、ＳＬが、２速シフト完了位置からＥＶ−２セレクト位置に戻ると（前記「第２切替位置」を通過すると）、ＭＧ軸の接続状態が「ＯＵＴ接続状態」から「ＩＮ接続状態」へ戻る。

以上より、図３に示すシフトパターンにおいて、ＳＬがＩＮ接続領域にあるときは「ＩＮ接続状態」が維持され、ＳＬがＯＵＴ接続領域にあるときは「ＯＵＴ接続状態」が維持される。そして、ＳＬがＩＮ接続領域からＯＵＴ接続領域（或いは、その逆）へ移動するときは「ＩＮ接続状態」から「ＯＵＴ接続状態」（或いは、その逆）への切り替えがなされる。より具体的には、ＳＬがニュートラル位置にあるとき、並びに、ＳＬがニュートラル位置から「ＥＶ及び２速以外の変速段」（３〜５速）のシフト完了位置（或いは、その逆）へ移動するとき、「ＩＮ接続状態」が維持される。一方、ニュートラル位置から「ＥＶ」又は「２速」（前記第１、第２の変速段）のシフト完了位置（或いは、その逆）へ移動するとき、「ＩＮ接続状態」から「ＯＵＴ接続状態」（或いは、その逆）への切り替えがなされる。

以上、Ｍ／Ｔは、「ＩＮ接続状態」と「ＯＵＴ接続状態」とを選択的に実現する接続切替機構Ｍ２を備えている。Ｍ２は、スリーブＳｍ、移動部材Ｈｍ、フォークシャフトＦＳ１、切り替えシャフトＦＳｍ、ピンＰ、溝Ｇ１，Ｇｍ、スナップリングＳＲ，ＳＲ、スプリングＳＰ，ＳＰ、固定ギヤＧｉｎ、Ｇｏｕｔｏ、遊転ギヤＧｏｕｔｉ等から構成される。

＜変速段の切り替え＞
次に、図１、２、９〜１８を参照しながら、変速段の切り替えについて簡単に説明する。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、ニュートラル位置）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。なお、上述のように、この状態では、Ｓｍは「ＩＮ位置」にある（図４も参照）。

このように、ＳＬが「Ｎ位置」（より正確には、ニュートラル位置）にある状態では、入力・出力軸Ａｉ，Ａｏ間で動力伝達系統が確立されない。加えて、「ＩＮ接続状態」が実現される。従って、Ｅ／Ｇを稼働し且つ摩擦クラッチＣ／Ｔを接合状態とすることによって、車両停止状態にてＭＧ軸Ａｍを回転駆動できる。即ち、車両停止状態においてＭ／Ｇの発電によって得られた電力をバッテリ（図示せず）に蓄えることができる。

図９、１０に示すように、シフトレバーＳＬが「ＥＶシフト完了位置」に移動すると、Ｓ＆ＳシャフトのインナレバーＩＬがＦＳ１に固定された「ＥＶ」用ヘッドを「ＥＶ」方向（図１０では上方向）に駆動することによって、ＦＳ１（従って、Ｓ１）が（図１０では上方向、図９では右方向）に駆動される。この結果、スリーブＳ１が「中立位置」から「ＥＶ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。なお、上述のように、この状態では、Ｓｍは「ＯＵＴ位置」にある（図５も参照）。

Ｓ１が「ＥＶ位置」に移動した場合、Ｓ１と係合する遊転ギヤ（並びに、この遊転ギヤと常時噛合する固定ギヤ）が存在しない。従って、ＳＬが「ＥＶシフト完了位置」にある状態では、入力・出力軸Ａｉ，Ａｏ間で動力伝達系統が確立されない。加えて、「ＯＵＴ接続状態」が実現される。従って、摩擦クラッチＣ／Ｔを接合状態に維持し、且つ、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、「ＥＶ走行」）を実現することができる（図９の太線を参照）。なお、ニュートラル位置とＥＶシフト完了位置との識別は、例えば、シフト位置センサＰ４の出力結果、Ｓ＆Ｓシャフトの位置を検出するセンサの出力結果等に基づいて達成される。

図１１、１２に示すように、シフトレバーＳＬが「２速のシフト完了位置」に移動すると、ＩＬがＦＳ１に固定された「２速」用ヘッドを「２速」方向（図１２では下方向）に駆動することによって、ＦＳ１（従って、Ｓ１）が（図１２では下方向、図１１では左方向）に駆動される。この結果、スリーブＳ１が「中立位置」から「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。なお、上述のように、この状態では、Ｓｍは「ＯＵＴ位置」にある（図７も参照）。

この状態では、Ｓ１が、出力軸Ａｏに設けられた遊転ギヤＧ２ｏと係合する。遊転ギヤＧ２ｏは、入力軸Ａｉに設けられた固定ギヤＧ２ｉと常時噛合している。この結果、入力軸Ａｉと出力軸Ａｏとの間で、「Ｇ２ｉ及びＧ２ｏ」を介してＥＧトルクについての「２速」に対応する動力伝達系統が確立される。即ち、ＭＴ減速比は（Ｇ２ｏの歯数／Ｇ２ｉの歯数）（＝「２速」）となる。加えて、「ＯＵＴ接続状態」が実現される。従って、ＭＧトルクとＥＧトルクの両方を利用して車両が走行する状態（即ち、「ＨＶ走行」）を実現することができる（図１１の太線を参照）。また、「ＯＵＴ接続状態」が実現されているので、ＭＧトルクが複雑な機構を有するＭ／Ｔの内部を介さずに伝達されるので、ＭＧトルクの伝達損失を小さくできる。

以下、図１３〜図１８に示すように、シフトレバーＳＬが「３速のシフト完了位置」〜「５速のシフト完了位置」にある場合、「２速のシフト完了位置」の場合と同様、入力軸Ａｉと出力軸Ａｏとの間で、「ＧＮｉ及びＧＮｏ」を介して、「Ｎ速」に対応する動力伝達系統が確立される（Ｎ：３〜５）。このとき、ＭＴ減速比は（ＧＮｏの歯数／ＧＮｉの歯数）（＝「Ｎ速」）となる（Ｎ：３〜５）。「２速」から「５速」に向けて、ＭＴ減速比は次第に小さくなっていく。加えて、「ＩＮ接続状態」が実現される。従って、２速が選択された場合と同様、「ＨＶ走行」を実現することができる。また、「ＩＮ接続状態」が実現されているので、Ｍ／Ｔの変速段を調整することで、ＭＧ軸Ａｍの回転速度をエネルギー変換効率（より具体的には、駆動トルク、回生トルク等の発生効率）が良好となる範囲内に維持し易くなる。

このように、Ｍ／Ｔは、ＭＴ減速比を「２速」〜「５速」の４段階に選択的に設定可能なＭＴ変速機構Ｍ１を備えている。ＭＴ変速機構Ｍ１は、固定ギヤＧＮｉ、遊転ギヤＧＮｏ、スリーブＳ１〜Ｓ３、及びフォークシャフトＦＳ１〜ＦＳ３等から構成される（Ｎ：２〜５）。

（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。

（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、運転者がシフトレバーＳＬのシフト操作（車両の前後方向の操作）を行っている間にＭＧ軸の接続状態の変更（ＩＮ接続状態とＯＵＴ接続状態の間の切り替え）がなされる。換言すれば、運転者は、ＳＬのシフト操作を行っている間にＭＧ軸の接続状態の変更に伴うショックを受けることなる。ここで、一般に、人間は、何らかの操作を行っているとき、外部から受けるショック等を感知し難くなるものである。以上より、このＭ／Ｔでは、運転者がＭＧ軸の接続状態の変更に伴うショックを感知し難くなる。

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、Ｓ２、Ｓ３（及び対応するそれぞれの遊転ギヤ）が共に出力軸Ａｏに設けられているが、共に入力軸Ａｉに設けられていてもよい。また、スリーブＳ１、Ｓ２、Ｓ３のうちの一部（及び対応する遊転ギヤ）が出力軸Ａｏに、残り（及び対応する遊転ギヤ）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、シフト操作中においてＭＧ軸の接続状態の変更がなされるようになっているが、セレクト操作中においてＭＧ軸の接続状態の変更がなされるように構成されてもよい。

また、上記実施形態では、シフトレバーＳＬがニュートラル位置から「ＥＶ」のシフト完了位置（或いは、その逆）へ移動する場合も、ニュートラル位置から「２速」のシフト完了位置（或いは、その逆）へ移動する場合も、「ＩＮ接続状態」から「ＯＵＴ接続状態」（或いは、その逆）への切り替えがなされるが、シフトレバーＳＬがニュートラル位置から「ＥＶ」のシフト完了位置（或いは、その逆）へ移動する場合のみ、「ＩＮ接続状態」から「ＯＵＴ接続状態」（或いは、その逆）への切り替えがなされてもよい（ＳＬが２速のシフト完了位置にあるとき、「ＩＮ接続状態」が維持される）。この場合、切り替えシャフトＦＳｍ等が不要となる。

また、上記実施形態では、複数の変速段のうちで「入力・出力軸間で動力伝達系統が確立されない（ニュートラルとは異なる）変速段」（ＥＶ）が含まれているが、複数の変速段の全てを「入力・出力軸間で動力伝達系統が確立される変速段」としてもよい。この場合、「ＥＶ」が「１速」に変更されて、１〜５速の全てにおいてＨＶ走行が可能となる。

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、Ａｍ…ＭＧ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 (7)

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複数の変速段（ＥＶ、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それぞれの変速段を達成する変速機変速機構（Ｍ１）と、
   前記電動機の出力軸（Ａｍ）が前記変速機の入力軸と動力伝達可能に接続されるＩＮ接続状態と、前記電動機の出力軸が前記変速機の出力軸と動力伝達可能に接続されるＯＵＴ接続状態とを選択的に実現する接続切替機構（Ｍ２）と、
   を備え、
   前記接続切替機構は、
   前記シフト操作部材の位置が前記シフトパターン上における前記それぞれのシフト完了位置を除いた所定の位置を通過したことに基づいて、前記電動機の出力軸の接続状態を切り替えるように構成された、手動変速機。
2. 請求項１に記載の手動変速機において、
   前記変速機変速機構は、
   前記複数の変速段に対応するそれぞれの前記シフト完了位置への前記シフト操作部材の移動操作が、前記シフト操作部材の位置を、前記入力軸と前記出力軸との間で動力伝達系統が確立されていない状態において前記車両の左右方向の操作であるセレクト操作を行うことによって対応するセレクト位置に設定し、その後、前記車両の前後方向の操作であるシフト操作を行うことによって前記対応するセレクト位置から対応する前記シフト完了位置に移動することにより達成されるように構成され、
   前記接続切替機構は、
   前記シフト操作中において前記シフト操作部材の位置が前記複数の変速段のうち第１の変速段（ＥＶ）に対応するセレクト位置と前記第１の変速段に対応するシフト完了位置との間の第１切替位置を通過したことに基づいて、前記電動機の出力軸の接続状態を切り替えるように構成された、手動変速機。
3. 請求項２に記載の手動変速機において、
   前記接続切替機構は、
   前記車両の前後方向における前記シフト操作部材の位置が、前記第１切替位置に対して前記第１の変速段に対応するセレクト位置に近い第１領域（ＩＮ接続領域）から、前記第１切替位置に対して前記第１の変速段に対応するシフト完了位置に近い第２領域（ＯＵＴ接続領域）に移動したことに基づいて、前記電動機の出力軸の接続状態を前記ＩＮ接続状態から前記ＯＵＴ接続状態に切り替え、前記車両の前後方向における前記シフト操作部材の位置が前記第２領域から前記第１領域に移動したことに基づいて、前記電動機の出力軸の接続状態を前記ＯＵＴ接続状態から前記ＩＮ接続状態に切り替えるように構成された、手動変速機。
4. 請求項３に記載の手動変速機において、
   前記変速機変速機構は、
   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、Ｇ６ｉ）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、Ｇ６ｏ）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、
   前記シフト操作部材のセレクト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と、
   を備え、
   前記シフト操作部材のセレクト操作によって前記複数のフォークシャフトのうちから対応するフォークシャフトが選択され、前記シフト操作部材のシフト操作によって前記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（ＩＬ）が前記選択されたフォークシャフトをその軸方向に押圧・移動することによって対応する変速段が達成されるように構成され、
   前記接続切替機構は、
   移動可能な移動部材であって、その位置が第１位置にあるときに前記電動機の出力軸の接続状態が前記ＩＮ接続状態に設定され、その位置が第２位置にあるときに前記電動機の出力軸の接続状態が前記ＯＵＴ接続状態に設定される移動部材（Ｈｍ）を備え、
   前記シフト操作部材のシフト操作中において前記シフト操作部材の位置が前記第１領域から前記第２領域に移動したことによって、前記第１の変速段に対応するフォークシャフト（ＦＳ１）の軸方向の移動に連動して前記移動部材の位置が前記第１位置から前記第２位置に変更され、
   前記シフト操作部材のシフト操作中において前記シフト操作部材の位置が前記第２領域から前記第１領域に移動したことによって、前記第１の変速段に対応するフォークシャフト（ＦＳ１）の軸方向の移動に連動して前記移動部材の位置が前記第２位置から前記第１位置に変更されるように構成された、手動変速機。
5. 請求項４に記載の手動変速機において、
   前記シフトパターン上において、前記第１の変速段に対応するセレクト位置から前記車両の前方側に前記第１の変速段に対応するシフト完了位置が配置され、前記第１の変速段に対応するセレクト位置から前記車両の後方側に第２の変速段に対応するシフト完了位置が配置され、
   前記接続切替機構は、
   前記シフト操作中において前記シフト操作部材の位置が前記複数の変速段のうち第２の変速段（２速）に対応するセレクト位置と前記第２の変速段に対応するシフト完了位置との間の第２切替位置を通過したことに基づいて、前記電動機の出力軸の接続状態を切り替えるように構成され、
   前記接続切替機構は、
   前記車両の前後方向における前記シフト操作部材の位置が、前記第２切替位置に対して前記第２の変速段に対応するセレクト位置に近い第３領域（ＩＮ接続領域）から、前記第２切替位置に対して前記第２の変速段に対応するシフト完了位置に近い第４領域（ＯＵＴ接続領域）に移動したことに基づいて、前記電動機の出力軸の接続状態を前記ＩＮ接続状態から前記ＯＵＴ接続状態に切り替え、前記車両の前後方向における前記シフト操作部材の位置が前記第４領域から前記第３領域に移動したことに基づいて、前記電動機の出力軸の接続状態を前記ＯＵＴ接続状態から前記ＩＮ接続状態に切り替えるように構成された、手動変速機。
6. 請求項５に記載の手動変速機において、
   前記第１の変速段に対応するフォークシャフトと前記第２の変速段に対応するフォークシャフトとは共通の１本のフォークシャフト（ＦＳ１）で構成され、
   前記接続切替機構は、
   前記シフト操作部材のシフト操作中において前記シフト操作部材の位置が前記第３領域から前記第４領域に移動したことによって、前記共通のフォークシャフトの軸方向の移動に連動して前記移動部材の位置が前記第１位置から前記第２位置に変更され、
   前記シフト操作部材のシフト操作中において前記シフト操作部材の位置が前記第４領域から前記第３領域に移動したことによって、前記共通のフォークシャフトの軸方向の移動に連動して前記移動部材の位置が前記第２位置から前記第１位置に変更されるように構成された、手動変速機。
7. 請求項６に記載の手動変速機において、
   前記接続切替機構は、
   前記共通のフォークシャフトと平行に配置された切替シャフトであって、前記共通のフォークシャフトの軸方向の一方側への移動に対して前記軸方向の他方側に移動するように前記共通のフォークシャフトとリンク機構（Ｌｍ）を介して連結された切替シャフト（ＦＳｍ）と、
   前記シフト操作部材の位置が前記第１領域と前記第２領域との間で移動する際には前記移動部材を前記共通のフォークシャフトと一体に連結し、前記シフト操作部材の位置が前記第３領域と前記第４領域との間で移動する際には前記移動部材を前記切替シャフトと一体に連結する連結機構（Ｈｍ、Ｐ、Ｇ１、Ｇｍ）を備えた、手動変速機。

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