JP2013023000A - 手動変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の「ＨＶ走行変速段」及び「ＥＶ走行変速段」を備えた手動変速機にて、ＨＶ走行時及びＥＶ走行時で電動機の回転速度を安定して適切な範囲内に調整すること。
【解決手段】この手動変速機は、クラッチＣ／Ｔを介して内燃機関Ｅ／Ｇから動力が入力される入力軸Ａｉと、駆動輪に動力を伝達する出力軸Ａｏと、電動機Ｍ／Ｇの出力軸Ａｍ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。「ＥＶ」選択時、Ａｏに設けられたＥＶ走行専用の固定ギヤ（Ｇｅｖ）とＡｍとが動力伝達可能に接続される。「２速」〜「５速」選択時、Ａｏに設けられた特定の変速段用の遊転ギヤ（Ｇ２ｏ）とＡｍとが動力伝達可能に接続される。
【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ＨＶ走行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ＥＶ走行シフト完了位置（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。

ところで、本出願人は、この種のＨＶ−ＭＴ車用の手動変速機を既に提案している（例えば、特願２０１１−９２１２４号を参照）。この出願では、電動機の出力軸と変速機の出力軸とが共通の１本の軸で兼用された手動変速機が開示されている。この構成によれば、電動機の出力軸と変速機の出力軸とを個別に設ける必要がないので、変速機全体をコンパクト化し易くなる。

この出願に開示された構成では、電動機の出力軸が変速機の出力軸と一体で常時回転する。換言すれば、変速機の出力軸の回転速度（従って、車速）に対する電動機の出力軸の回転速度の割合（以下、「電動機変速比」と呼ぶ）を変更することができない。従って、ＨＶ走行時とＥＶ走行時とで電動機変速比を異ならせることができない。

一般に、ＥＶ走行は、車両発進時等の比較的低速走行時に主として使用されることが多い。一方、ＨＶ走行は、高速側の変速段が使用される比較的高速走行時においても使用される。即ち、ＨＶ走行時の車速域とＥＶ走行時の車速域とは異なる。従って、ＨＶ走行時及びＥＶ走行時で電動機の回転速度を安定して適切な範囲内に調整する観点からは、ＨＶ走行時とＥＶ走行時とで電動機変速比を異ならせる必要がある。

本発明の目的は、複数の「ＨＶ走行変速段」と「ＥＶ走行変速段」とを備えた手動変速機であって、ＨＶ走行時及びＥＶ走行時で電動機の回転速度を安定して適切な範囲内に調整し易いものを提供することにある。

本発明に係る手動変速機の特徴は、前記電動機の出力軸と前記変速機の出力軸との間の接続状態を変更する接続切替機構を備えたことにある。この接続切替機構は、「変速機の出力軸に相対回転不能に設けられたＥＶ走行用固定ギヤと電動機の出力軸とが動力伝達可能に接続された第１接続状態」と、「複数のＨＶ走行用変速段の遊転ギヤのうち変速機の出力軸に設けられた特定の遊転ギヤと電動機の出力軸とが動力伝達可能に接続された第２接続状態」と、を選択的に実現するように構成される。

上記構成によれば、シフト操作部材の位置がＥＶ走行シフト完了位置にある場合には「第１接続状態」が実現され得、シフト操作部材の位置が複数のＨＶ走行シフト完了位置のうちの何れかにある場合には「第２接続状態」が実現され得る。即ち、ＥＶ走行時とＨＶ走行時とで電動機変速比を異ならせることができる。

加えて、複数のＨＶ走行用変速段のうち選択される変速段がより高速側であるほど、同じ（或る）車速に対する変速機の入力軸の回転速度が小さくなる。変速機の出力軸に設けられた「特定の遊転ギヤ」（例えば、２速の遊転ギヤ）は、変速機の入力軸と一体で回転する対応する固定ギヤ（例えば、２速の固定ギヤ）と常時歯合している。これらのことから、第２接続状態では、複数のＨＶ走行用変速段のうち選択される変速段がより高速側であるほど、同じ（或る）車速に対する「特定の遊転ギヤ」の回転速度（従って、電動機の回転速度）が小さくなる。このことは、低速側の変速段が選択される比較的低速走行時から高速側の変速段が選択される比較的高速走行時までに亘って電動機の回転速度の変動範囲が小さくなることを意味する。この結果、電動機の回転速度を安定して適切な範囲内に調整し易くなる。

また、上記本発明に係る手動変速機では、前記第１、第２接続状態に加えて、「変速機の出力軸と電動機の出力軸とが動力伝達可能に接続されない非接続状態」を選択的に実現するように構成されることが好適である。これによれば、シフト操作部材の位置が複数のＨＶ走行シフト完了位置のうちの何れかにある場合、「第２接続状態」と「非接続状態」とが選択的に実現され得る。「非接続状態」では、内燃機関駆動トルクのみを利用して車両が走行する状態（以下、「ＥＧ走行」と呼ぶ）が実現される。

以上より、シフト操作部材の位置が複数のＨＶ走行シフト完了位置のうちの何れかにある場合、「第２接続状態」選択時ではＨＶ走行が実現され、「非接続状態」選択時ではＥＧ走行が実現され得る。「第２接続状態」と「非接続状態」との選択は、車両の走行状態（車速、アクセル開度等）の検出結果に基づいてアクチュエータの駆動力等を利用して実行されてもよいし、シフト操作部材以外の運転者により操作される切替部材の操作に基づいて前記切替部材の操作力、アクチュエータの駆動力等を利用して実行されてもよい。

本発明の実施形態に係るＨＶ−ＭＴ車用の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。 「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（ＨＶ走行）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。 ２速位置（ＥＧ走行）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（ＨＶ走行）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。 ３速位置（ＥＧ走行）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（ＨＶ走行）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。 ４速位置（ＥＧ走行）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（ＨＶ走行）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。 ５速位置（ＥＧ走行）が選択された状態における図１に対応する図である。 本発明の実施形態の変形例に係る動力伝達制御装置の図１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を含む車両の動力伝達制御装置（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。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４を参照しながら説明する。図１及び図４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」、「第１セレクト位置」、「第２セレクト位置」を含むセレクト操作が可能な範囲を総称して「ニュートラル範囲」と呼ぶ。

Ｍ／Ｔは、スリーブＳ１、Ｓ２、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、「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。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及び図３に示すように、スリーブＳ１、Ｓ２、及びＳ３はそれぞれ、フォークシャフトＦＳ１、ＦＳ２、及びＦＳ３と（フォークを介して）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、図３を参照）によって軸方向（図２では上下方向、図１及び図３では左右方向）に駆動される。

図２及び図３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４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４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３に示すように、ＦＳ１、ＦＳ２、及びＦＳ３にはそれぞれ、シフトヘッドＨ１、Ｈ２、及び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３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Ｈ１、Ｈ２、及びＨ３のうち選択された何れか一つを軸方向に押圧することによって、ＦＳ１、ＦＳ２、及びＦＳ３（従って、Ｓ１、Ｓ２、及びＳ３）のうち選択された何れか一つが「中立位置」から移動する。これにより、後述するように、対応する変速段が実現される。

＜ＭＧ軸の接続状態の切り替え＞
以下、先ず、図１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。ＭＧ軸の接続状態の切り替えは、スリーブＳｍを駆動してＳｍの軸方向位置を変更することによってなされる。ＭＧ軸Ａｍには、第１遊転ギヤＧｍ１と、第２遊転ギヤＧｍ２とが設けられている。第１遊転ギヤＧｍ１は、出力軸Ａｏに設けられた固定ギヤＧｅｖと常時歯合する。第２遊転ギヤＧｍ２は、出力軸Ａｏに設けられた２速用の遊転ギヤＧ２ｏ（「特定の遊転ギヤ」に対応）と常時歯合する。

図１に示すように、スリーブＳｍが中立位置にある場合、Ｓｍは、遊転ギヤＧｍ１、Ｇｍ２の何れとも係合しない。即ち、ＭＧ軸Ａｍと出力軸Ａｏとの間では動力伝達系統が実現されない。以下、この状態を「非接続状態」と呼ぶ。

スリーブＳｍが中立位置から図１の右方向に駆動されて第１接続位置（後述する図５等を参照）に移動すると、Ｓｍが遊転ギヤＧｍ１と係合し、Ｇｍ１がＭＧ軸Ａｍに対して相対回転不能に固定される。即ち、ＭＧ軸Ａｍは、出力軸Ａｏに設けられた固定ギヤＧｅｖと動力伝達可能に接続される。以下、この状態を「第１接続状態」と呼ぶ。

スリーブＳｍが中立位置から図１の左方向に駆動されて第２接続位置（後述する図７等を参照）に移動すると、Ｓｍが遊転ギヤＧｍ２と係合し、Ｇｍ２がＭＧ軸Ａｍに対して相対回転不能に固定される。即ち、ＭＧ軸Ａｍは、出力軸Ａｏに設けられた遊転ギヤＧ２ｏと動力伝達可能に接続される。以下、この状態を「第２接続状態」と呼ぶ。

以上のように、スリーブＳｍの位置に応じて、非接続状態、第１接続状態、及び第２接続状態が選択的に実現される。スリーブＳｍを軸方向に駆動するための駆動力としては、ＥＣＵにより制御されるアクチュエータＡＣＴ（図１を参照）の駆動力、並びに、シフトレバーＳＬ以外の運転者によって操作される切替部材（図示せず）の操作力が用いられ得る。

スリーブＳｍの位置の選択（従って、ＭＧ軸の接続状態の選択）は、運転者による前記切替部材の操作に基づいて行われ得る。この場合、スリーブＳｍを駆動するための駆動力として、アクチュエータＡＣＴの駆動力、並びに、運転者による前記切替部材の操作力が用いられ得る。また、Ｓｍの位置の選択は、車両の走行状態（車速、アクセル開度等）の検出結果に基づいて行われ得る。この場合、スリーブＳｍを駆動するための駆動力として、アクチュエータＡＣＴの駆動力が用いられ得る。

＜変速段の切り替え＞
以下、図１、２、５〜１８を参照しながら、各変速段について順に説明していく。なお、以下、ＳＬが或る変速段のシフト完了位置にあることを、その変速段が「選択された」と表現することもある。

＜Ｎ＞
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。

加えて、スリーブＳｍが「中立位置」に制御される。従って、ＭＧ軸Ａｍと出力軸Ａｏとの間でも動力伝達系統が確立されない。ＭＧトルクは「ゼロ」に維持される。以上、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、ＥＧトルク及びＭＧトルクは共に駆動輪に伝達されない。

＜ＥＶ＞
図５、６に示すように、シフトレバーＳＬが「Ｎ位置」から（第１セレクト位置を経由して）「ＥＶのシフト完了位置」に移動すると、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」を「ＥＶ」方向（図６では上方向）に駆動することによって、ＦＳ１（従って、Ｓ１）のみが（図６では上方向、図５では右方向）に駆動される。この結果、スリーブＳ１が「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。Ｓ１が「ＥＶ位置」に移動しても、Ｓ１と係合する遊転ギヤが存在しない。従って、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。

一方、この場合、Ｓｍは「第１接続位置」に制御される（図５を参照）。従って、図５に太い実線で示すように、ＭＧ軸Ａｍと出力軸Ａｏとの間で「Ｇｍ１及びＧｅｖ」を介して確立された動力伝達系統を利用して、前進方向のＭＧトルクが駆動輪に伝達される。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走行による前方発進が可能である。ＭＧトルクは、アクセル開度等に応じた大きさの前進方向の値に調整される。

なお、「Ｒ」が選択された場合も、「ＥＶ」が選択された場合と同様、Ｓｍを「第１接続位置」に制御することによってＥＶ走行が実現され得る。即ち、「Ｒ」を選択することにより、ＥＶ走行による後方発進が可能となる。なお、「Ｎ位置」（ニュートラル領域）と「ＥＶ位置」（及び、「Ｒ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。

＜２速＞
図７、８に示すように、シフトレバーＳＬが「Ｎ位置」から（第１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８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８では下方向、図７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７に太い実線で示すように、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ＥＧトルク用の動力伝達系統が確立される。

また、図７では、Ｓｍは「第２接続位置」に制御されている。従って、図７に太い実線で示すように、ＭＧ軸Ａｍと出力軸Ａｏとの間で「Ｇｍ２及びＧ２ｏ」を介してＭＧトルク用の動力伝達系統が確立される。以上、図７に示す状態では、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。即ち、「２速」のＨＶ走行が可能となる。

一方、図９に示すように、「２速」が選択された場合において、Ｓｍは「中立位置」にも制御され得る。この場合、ＭＧ軸Ａｍと出力軸Ａｏとの間で動力伝達系統が確立されない。従って、図９に示す状態では、クラッチＣ／Ｔを介して伝達されるＥＧトルクのみを利用して車両が走行する状態（即ち、上記「ＥＧ走行」）が実現される。即ち、「２速」のＥＧ走行が可能となる。

＜３速〜５速＞
以下、図１０〜図１８に示すように、シフトレバーＳＬが「３速」、「４速」又は「５速」にある場合も、「２速」の場合と同様、Ｓｍが「第２接続位置」にある場合には「ＨＶ走行」が実現され、Ｓｍが「中立位置」にある場合には「ＥＧ走行」が可能となる。

具体的には、「３速」、「４速」、「５速」ではそれぞれ、入力軸Ａｉと出力軸Ａｏとの間で、「Ｇ３ｉ及びＧ３ｏ」、「Ｇ４ｉ及びＧ４ｏ」、「Ｇ５ｉ及びＧ５ｏ」を介して、「３速」、「４速」、「５速」に対応するＥＧトルク用の動力伝達系統が確立される。また、Ｓｍが「第２接続位置」にある場合、「３速」、「４速」、「５速」ではそれぞれ、ＭＧ軸Ａｍと出力軸Ａｏとの間で、「Ｇｍ２、Ｇ２ｏ、Ｇ２ｉ、Ａｉ、Ｇ３ｉ、Ｇ３ｏ」、「Ｇｍ２、Ｇ２ｏ、Ｇ２ｉ、Ａｉ、Ｇ４ｉ、Ｇ４ｏ」、「Ｇｍ２、Ｇ２ｏ、Ｇ２ｉ、Ａｉ、Ｇ５ｉ、Ｇ５ｏ」を介して、ＭＧトルク用の動力伝達系統が確立される。

以上、本例では、「ＥＶ」（及び「Ｒ」）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。

（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」（又は「Ｒ」）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」（又は「Ｒ」）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。「ＥＶ」（又は「Ｒ」）が選択されたことに基づいて（スリーブＳｍは「第１接続位置」に制御される）、ＭＧトルクが、アクセル開度及びクラッチストローク等に基づいてＥＶ走行用の値に調整される（ＥＶ走行用ＭＧトルク制御）。他方、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、スリーブＳｍが「第２接続位置」にある場合において、ＭＧトルクが、アクセル開度及びクラッチストローク等に基づいてＨＶ走行用の値に調整される（ＨＶ走行用ＭＧトルク制御）。ＥＶ走行用ＭＧトルク制御とＨＶ走行用ＭＧトルク制御とでは、調整されるＭＧトルクの大きさが異なる。そして、「Ｎ」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、Ｍ／Ｇが再び停止状態に維持される。

（作用・効果）
本発明の実施形態に係る手動変速機では、ＥＶ走行用の変速段（「ＥＶ」）が選択された場合には「第１接続状態」が実現されて、「Ｇｍ１及びＧｅｖ」を介してＭＧ軸Ａｍと出力軸Ａｏとの間で動力伝達系統が確立される。一方、ＨＶ走行用の変速段（「２速」〜「５速」の何れか）が選択された場合には「第２接続状態」が実現されて、「Ｇｍ２及びＧ２ｏ」（又は「Ｇｍ２及びＧ２ｏを含むギヤ列」）を介してＭＧ軸Ａｍと出力軸Ａｏとの間で動力伝達系統が確立される。即ち、ＥＶ走行時とＨＶ走行時とで「Ａｏの回転速度に対するＡｍの回転速度の割合」（ＭＧ減速比）を異ならせることができる。従って、車速域が異なるＨＶ走行時及びＥＶ走行時の両方においてＭ／Ｇの回転速度を安定して適切な範囲内に調整することができる。

また、スリーブＳｍが「第２接続位置」にある場合（即ち、「第２接続状態」）においては、ＨＶ走行用の変速段（「２速」〜「５速」）のうち選択される変速段がより高速側であるほど、同じ（或る）車速に対する「特定の遊転ギヤ」（本例では、遊転ギヤＧ２ｏ）の回転速度（従って、Ｍ／Ｇの回転速度）が小さくなる。これは、選択される変速段がより高速側であるほど、同じ（或る）車速に対する変速機の入力軸Ａｉの回転速度が小さくなること、並びに、「特定の遊転ギヤ」（本例では、遊転ギヤＧ２ｏ）が変速機の入力軸Ａｉと一体で回転する固定ギヤ（本例では、固定ギヤＧ２ｉ）と常時歯合していること、に基づく。

この結果、低速側の変速段が選択される場合には車速に対するＭ／Ｇの回転速度の割合が相対的に大きくなり、高速側の変速段が選択される場合には車速に対するＭ／Ｇの回転速度の割合が相対的に小さくなる。このことは、低速側の変速段が選択される比較的低速走行時から高速側の変速段が選択される比較的高速走行時までに亘ってＭ／Ｇの回転速度の変動範囲が小さくなることを意味する。上記実施形態では、この観点からも、Ｍ／Ｇの回転速度を安定して適切な範囲内に調整し易くなる。

また、遊転ギヤＧｍ２と歯合するギヤがＨＶ走行用の変速段（「２速」〜「５速」の何れか）の遊転ギヤ（本例では、「２速」の遊転ギヤＧ２ｏ）であることによって、変速機全体がコンパクト化され得る。即ち、ＥＶ走行時とＨＶ走行時とでＭＧ減速比を異ならせるためには、Ｇｍ２と歯合するギヤが出力軸Ａｏに設けられた（Ｇｅｖ以外の）ＨＶ走行専用の第２の固定ギヤであってもよい。この場合、出力軸Ａｏにおいて、Ｇ２ｏ及びＧｅｖに加えて、このＨＶ走行専用の第２の固定ギヤを更に設ける必要がある。これに対し、上記実施形態では、このＨＶ走行専用の第２の固定ギヤを設ける必要がないので、この点において変速機全体をコンパクト化できる。

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が共に出力軸Ａｏに設けられているが、スリーブＳ１〜Ｓ３のうちの一部（前記「特定の遊転ギヤ」と係合するスリーブを含む）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、ＨＶ走行用の変速段（「２速」〜「５速」）の何れかが選択される場合において、スリーブＳｍの位置は、「第２接続位置」（ＨＶ走行に対応）及び「中立位置」（ＥＧ走行に対応）の何れかに制御されるが、ＨＶ走行用の変速段（「２速」〜「５速」）の何れかが選択される場合において、スリーブＳｍの位置が「第１接続位置」（ＨＶ走行に対応）に制御されてもよい。

また、上記実施形態では、ＭＧ軸Ａｍに設けられた遊転ギヤＧｍ２が「２速」の遊転ギヤＧ２ｏと歯合しているが、図１９に示すように、遊転ギヤＧｍ２が「５速」の遊転ギヤＧ５ｏと歯合してもよい。或いは、遊転ギヤＧｍ２が「３速」又は「４速」の遊転ギヤＧ３ｏ又はＧ４ｏと歯合してもよい。

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、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 (4)

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ハイブリッド走行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）に対応する電動機走行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（Ｍ１）と、
   前記電動機の出力軸（Ａｍ）と前記変速機の出力軸（Ａｏ）との間の接続状態を変更する接続切替機構（Ｍ２）と、
   を備え、
   前記変速機変速機構（Ｍ１）は、
   それぞれが前記変速機の入力軸（Ａｉ）又は前記出力軸（Ａｏ）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ハイブリッド走行用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ハイブリッド走行用変速段のそれぞれに対応するとともに対応するハイブリッド走行用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、
   前記シフト操作部材の操作に応じて前記複数のスリーブのうち対応するスリーブを軸方向に移動して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ことによって、前記複数のハイブリッド走行用変速段のうち対応する変速段を実現するスリーブ駆動機構（ＦＳ１、ＦＳ２、ＦＳ３、Ｓ＆Ｓシャフト）と、
   を備え、
   前記接続切替機構（Ｍ２）は、
   前記変速機の出力軸（Ａｏ）に相対回転不能に設けられた前記複数の固定ギヤ以外の電動機走行用固定ギヤ（Ｇｅｖ）と前記電動機の出力軸（Ａｍ）とが動力伝達可能に接続された第１接続状態と、前記複数の遊転ギヤのうち前記変速機の出力軸に設けられた特定の遊転ギヤ（Ｇ２ｏ、Ｇ５ｏ）と前記電動機の出力軸（Ａｍ）とが動力伝達可能に接続された第２接続状態と、を選択的に実現す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、
   前記接続切替機構は、
   前記シフト操作部材の位置が前記電動機走行シフト完了位置にある場合には前記第１接続状態を実現し、前記シフト操作部材の位置が前記複数のハイブリッド走行シフト完了位置のうちの何れかにある場合には前記第２接続状態を実現す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、
   前記第１、第２接続状態に加えて、前記変速機の出力軸（Ａｏ）と前記電動機の出力軸（Ａｍ）とが動力伝達可能に接続されない非接続状態を選択的に実現するように構成され、
   前記シフト操作部材の位置が前記複数のハイブリッド走行シフト完了位置のうちの何れかにある場合、前記第２接続状態と前記非接続状態とを選択的に実現す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、
   前記接続切替機構は、
   前記電動機の出力軸（Ａｍ）に相対回転可能に設けられた前記複数の遊転ギヤ以外の第１遊転ギヤであって前記電動機走行用固定ギヤ（Ｇｅｖ）と常時歯合する第１遊転ギヤ（Ｇｍ１）と、
   前記電動機の出力軸（Ａｍ）に相対回転可能に設けられた前記複数の遊転ギヤ以外の第２遊転ギヤであって前記特定の遊転ギヤ（Ｇ２ｏ、Ｇ５ｏ）と常時歯合する第２遊転ギヤ（Ｇｍ２）と、
   前記電動機の出力軸（Ａｍ）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前記複数のスリーブ以外の切替用スリーブであって前記第１、第２遊転ギヤを前記電動機の出力軸に対して選択的に相対回転不能に固定するために前記第１、第２遊転ギヤと選択的に係合可能な切替スリーブ（Ｓｍ）と、
   を備え、
   前記切替スリーブが第１軸方向位置にあるときは、前記切替スリーブが前記第１遊転ギヤと係合して前記第１接続状態を実現し、
   前記切替スリーブが第２軸方向位置にあるときは、前記切替スリーブが前記第２遊転ギヤと係合して前記第２接続状態を実現し、
   前記切替スリーブが第３軸方向位置にあるときは、前記切替スリーブが前記第１、第２遊転ギヤの何れにも係合せずに前記非接続状態を実現するように構成された、手動変速機。

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