JP6820404B2

JP6820404B2 - 車両

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Publication number: JP6820404B2
Application number: JP2019507483A
Authority: JP
Inventors: 松田　義基; 義基松田
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2017-03-22
Filing date: 2018-02-28
Publication date: 2021-01-27
Anticipated expiration: 2038-02-28
Also published as: US20200292015A1; EP3604847A4; EP3604847B1; US11215244B2; JPWO2018173671A1; WO2018173671A1; EP3604847A1

Description

本発明は、変速機及びクラッチを備えた車両に関する。

特許文献１には、変速操作の簡略化を目的とした変速機構造が開示されている。

特開２００４−３４０２９４号公報

しかし、状況によっては、運転者の望む変速比とは異なったり、変速動作の応答が遅れたりする場合がある。

そこで本発明は、運転者要求に対する変速動作の正確性や応答性を良好に保ちながら、動力伝達状態の切替の利便性を高めることを目的とする。

本発明の一態様に係る車両は、走行動力源からの動力が入力される入力軸及び駆動輪に動力を出力する出力軸を有する変速機と、運転者の操作力を変速動力として前記変速機に付与する手動式変速動力伝達機構と、前記走行動力源と前記入力軸との間に介設するクラッチと、クラッチアクチュエータの動力をクラッチ動力として前記クラッチに付与する制御式クラッチ動力伝達機構と、を備える。

前記構成によれば、変速機は運転者の操作力により変速動作可能であるので、運転者の望む変速操作を保ちやすい。また、運転者の操作力に依らずに、クラッチアクチュエータによるクラッチ動作により動力伝達状態を切り替えることができる。よって、運転者要求に対する変速動作の正確性や応答性を良好に保ちながら、動力伝達状態の切替の利便性を高めることができる。

運転者の操作力をクラッチ動力として前記クラッチに付与する手動式クラッチ動力伝達機構を更に備えてもよい。

前記構成によれば、制御ロジックに含まれない状況でも運転者の操作力によりクラッチを動作させることができる。

前記クラッチアクチュエータは、油圧ポンプを含んでもよい。

前記構成によれば、ワイヤによる動力伝達に比べて、クラッチの動作応答性が高まる。

前記クラッチアクチュエータは、前記手動式変速動力伝達機構の変速動作に応じて前記クラッチにクラッチ動力を付与してもよい。

前記構成によれば、変速操作によりクラッチ操作の支援を行うことができる。

走行動力源の回転に連動して回転する入力側回転体の回転数と、駆動輪の回転に連動して回転する出力側回転体の回転数との差を検出するセンサと、前記センサの出力に基づいて前記クラッチアクチュエータを制御し、前記制御式クラッチ動力伝達機構を介して前記クラッチを動作させる制御器と、を更に備えてもよい。

前記構成によれば、回転数差に応じてクラッチの動作タイミングを設定でき、クラッチの動作タイミングを適切に保ちやすい。

走行動力源の回転に連動して回転する入力側回転体の回転数と、駆動輪の回転に連動して回転する出力側回転体の回転数との差を検出するセンサと、前記センサの出力に基づいて、前記入力側回転体と前記出力側回転体との間の回転数差の発生を抑制するように前記走行動力源を制御する制御器と、を更に備えてもよい。

前記構成によれば、クラッチ接続のショックが低減され、円滑な変速操作を行いやすい。

本発明によれば、運転者要求に対する変速動作の正確性や応答性を良好に保ちながら、動力伝達状態の切替の利便性を高められる。

第１実施形態に係る車両のブロック図である。図１に示す車両の油圧切替ユニット等の回路図である。図１に示す車両の各モードでの変速機、クラッチ、エンジン及び電動モータの状態を説明する表である。変形例の油圧切替ユニットのブロック図である。第２実施形態に係る車両のブロック図である。図５に示す車両の各モードでの変速機、クラッチ、エンジン及び電動モータの状態を説明する表である。第３実施形態に係る車両のブロック図である。

以下、図面を参照して実施形態を説明する。

（第１実施形態）
図１は、実施形態に係る車両１のブロック図である。図１に示すように、車両１は、例えば自動二輪車である。車両１には、図示しない従動輪（前輪）と駆動輪２（後輪）とが設けられている。車両１のハンドルのグリップ３（図２参照）には、クラッチ操作子４（例えば、クラッチレバー）が設けられている。ハンドル又はメータ表示装置の付近に、運転者が後述のモードを選択するためのスイッチが設けられている。

車両１には、走行用駆動源及び発電用駆動源としてのエンジンＥ（内燃機関）と、走行用駆動源及び発電機としての電動モータＭとが設けられている。エンジンＥ及び電動モータＭは、前輪である従動輪と後輪である駆動輪３との間に配置されている。エンジンＥのシリンダは、上下方向に延びており、電動モータＭは、エンジンＥのシリンダの後側に配置されている。

車両１には、エンジンＥ及び／又は電動モータＭからの動力を変速して駆動輪２に伝達する変速機５が設けられている。変速機５は、エンジンＥのシリンダの下側に設けられたクランクケースに収容され、電動モータＭは当該クランクケースの上方に配置されている。変速機５は、入力軸６及び出力軸７が設けられている。入力軸６には、エンジンＥ及び電動モータＭから動力が入力される。出力軸７は、出力伝達機構１１（例えば、チェーン又はベルト）を介して駆動輪２に動力を伝達する。入力軸６は、減速比の異なる複数組のギヤ列８を介して出力軸７に動力伝達可能に結合されている。ギヤ列８の入力側歯車は、入力軸６に固定されている。ギヤ列８の出力側歯車は、出力軸７と同軸に設けられ、出力軸７に対して回転自在に嵌合する。入力側歯車と出力側歯車とは、常時かみ合いしている。

変速機５には、運転者の手動操作に機械的に連動して複数組のギヤ列８から１組を選択して動力伝達経路を切り換えて変速を行う手動式変速動力伝達機構９が設けられている。手動式変速動力伝達機構９は、ニュートラル段及び複数の変速段（例えば、１〜６速）から選ばれる１つの動力伝達経路を選択する。手動式変速動力伝達機構９は、出力軸７にスライド自在に設けられて複数組のギヤ列８から１組を選択して係合するドッグリング１５と、当該ドッグリング１５の係合／非係合を操作するシフトフォーク１８と、シフトフォーク１８を出力軸７に沿って移動させるシフトドラム１０とを備える。

運転者によるシフト操作子（図示せず）の操作に連動してシフトドラム１０が回転すると、所望のシフトフォーク１８がドッグリング１５を出力軸７に沿ってスライドし、ギヤ列８のうち運転者が望む減速比の１組とドッグリング１５が係合し、所望の変速段の動力伝達経路が選択される。シフト操作子は、例えば、運転者の足で操作されるシフトペダル、又は、運転者の手で操作されるシフトレバーである。

変速機５は、運転者による動力が与えられていない自然状態において入力軸６から出力軸７への動力が非伝達となるドッグリング１５の位置に、シフトドラム１０が停止維持されるニュートラル段が設定される。運転者は、各変速段のほかに、ニュートラル段にシフトドラム１０を回動させることで、自然状態での動力非伝達状態を変速機５で実現できる。

エンジンＥのクランク軸１２は、第１動力伝達機構１３（例えば、ギヤ）及びクラッチ１４（例えば、多板クラッチ）を介して変速機５の入力軸６に動力伝達可能に接続されている。即ち、クラッチ１４は、エンジンＥと入力軸６との間の第１動力伝達経路Ｒ１に介在している。クラッチ操作子４は、例えば、運転者の手又は足で操作されるクラッチレバー又はクラッチペダルである。クラッチ操作子４が操作位置まで操作されると、運転者による操作力がマスターシリンダ１６からスレーブシリンダ１７に伝達され、スレーブシリンダ１７から入力軸６内を挿通するロッドを介してクラッチ１４にクラッチ動力として付与されてクラッチ１４が切断状態になる。クラッチ操作子４が非操作位置にあるときは、クラッチ１４にクラッチ動力が付与されないか、或いは、後述する油圧切替ユニット２１の制御によりクラッチ動力がクラッチ１４に付与されてクラッチ１４が接続状態になる。ハンドルには、クラッチ操作子４が操作状態か非操作状態かを検知するクラッチ操作センサ４９が設けられている。

電動モータＭは、第２動力伝達機構１９（例えば、ギヤ）を介して変速機５の入力軸６に接続されている。即ち、電動モータＭは、第１動力伝達経路１３とは異なる第２動力伝達経路Ｒ２で入力軸６に接続されている。第２動力伝達経路Ｒ２は、電動モータＭと入力軸６との間の接続状態を常時動力伝達状態に保つ。電動モータＭは、バッテリ２２からインバータ２３を介して供給される電力で動力を発生し、また、変速機５の入力軸６から伝達される動力で発電してバッテリ２２を充電可能である。

エンジンＥのクランク軸１２には、その回転数を検出可能なエンジン回転数センサ２４（例えば、クランク角センサ）が設けられている。クラッチ１４には、クラッチ１４が切断状態であるか接続状態であるかを検出可能なクラッチセンサ２５（例えば、ストロークセンサ）が設けられている。変速機５には、手動式変速動力伝達機構９の変速位置（ニュートラル及び複数の変速段（例えば、１〜６速）から選ばれる１つの位置）を検出することで、運転者による変速機５の動作指示を検出可能な変速機センサ２６が設けられている。例えば、変速機センサ２６は、シフトドラム１０の回転角度を検出可能なポテンショメータ又はギヤポジションセンサである。駆動輪２には、その回転数を検出する駆動輪回転数センサ２７が設けられている。

車両１には、制御器２０が設けられている。制御器２０は、エンジン回転数センサ２４、クラッチセンサ２５、変速機センサ２６、駆動輪回転数センサ２７及びクラッチ操作センサ４９の出力信号を受信する。制御器２０は、エンジンＥ、電動モータＭ及び油圧切替ユニット２１を制御する。制御器２０は、エンジンＥを制御するエンジンＥＣＵ４６と、電動モータＭを制御するモータＥＣＵ４７と、油圧切替ユニット２１を制御する油圧ＥＣＵ４８とを備える。なお、制御器２０は、ＥＣＵ４６〜４７に分かれたものとせずに一体としてもよい。

制御器２０は、プロセッサ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ及びＩ／Ｏインターフェース等を有する。プロセッサは、エンジン回転数センサ２４、クラッチセンサ２５、変速機センサ２６及び駆動輪回転数センサ２７等の各種センサからの情報をＩ／Ｏインターフェースを介して受信して当該情報を参照し、不揮発性メモリに保存されたプログラムに従って揮発性メモリを用いて演算処理することで、エンジンＥ、電動モータＭ及び油圧切替ユニット２１を制御する。

エンジンＥＣＵ４６は、エンジンＥの出力を制御する。例えば、エンジンＥへの吸気量を調整するための電動スロットルバルブ４２を制御する。エンジンＥＣＵ４６が電動スロットルバルブ４２に目標吸気量を指令することで、エンジンＥの出力が調整される。そのほか、エンジンＥＣＵ４６が、点火プラグ４３の点火時期や燃料噴射装置４４の燃料噴射量を制御することでも、エンジンＥの出力が調整される。

モータＥＣＵ４７は、バッテリ２２を管理するバッテリ管理ユニット４５からバッテリ２２の残量や電圧等の情報を受信し、インバータ２３に指令を出すことで電動モータＭの動作を制御する。

図２は、図１に示す車両１の油圧切替ユニット２１等の回路図である。図２に示すように、車両１は、運転者の操作力をクラッチ動力としてクラッチ１４に付与する手動式クラッチ動力伝達機構Ｔ１と、クラッチアクチュエータ４１の動力をクラッチ動力としてクラッチ１４に付与する制御式クラッチ動力伝達機構Ｔ２とを有する。手動式クラッチ動力伝達機構Ｔ１と制御式クラッチ動力伝達機構Ｔ２とは、制御器２０が制御する油圧切替ユニット２１により互いに切替可能に構成されている。

クラッチ操作子４には、クラッチ操作子４を操作位置から非操作位置に向けて付勢する付勢部材２８と、クラッチ操作子４が操作位置にある状態でクラッチ操作子４を保持可能な保持機構２９とが設けられている。付勢部材２８は、例えば、クラッチ操作子４の回動部分に設けられたバネである。保持機構２９は、係止位置と非係止位置との間で動作可能であり、クラッチ操作子４が操作位置にあるときに係止位置になると、運転者がクラッチ操作子４を操作しなくてもクラッチ操作子４を係止して付勢部材２８に抗してクラッチ操作子４を操作位置に保持する。クラッチ操作子４が非係止位置になると、操作位置に保持されていたクラッチ操作子４が付勢部材２８により非操作位置に戻される。例えば、クラッチ操作子４がクラッチレバーである場合、保持機構２９は、操作状態のクラッチレバー４の溝４ａに嵌合することでクラッチレバー４に係止される爪部材であってもよい。当該爪部材がクラッチ操作子４に引っ掛かると、クラッチレバー４が操作された状態が維持される。

クラッチ操作子４の近傍には、クラッチ操作子４の動きに機械的に連動するマスターシリンダ１６が接続されている。マスターシリンダ１６には、クラッチ操作子４が非操作位置から操作位置に動かす操作力により機械的に圧力が付与される。マスターシリンダ１６に付与された圧力は、第１油圧パイプ３０を介して油圧切替ユニット２１に伝達される。油圧切替ユニット２１から出力される油圧は、第２油圧パイプ３１を介してスレーブシリンダ１７に付与される。油圧切替ユニット２１には、アキュムレータ３２が接続されている。

油圧切替ユニット２１は、互いに並列接続された第１油圧路３３及び第２油圧路３４を有し、第１油圧路３３及び第２油圧路３４の各々は第１油圧パイプ３０を第２油圧パイプ３１に接続している。第１油圧路３３には、第１開閉弁３５が介設されている。第２油圧路３４には油圧ポンプＰが介設されている。油圧ポンプＰは、モータで駆動される。第２油圧路３４には、油圧ポンプＰの上流側に第２開閉弁３６が介設されている。第２油圧路３４には、第２開閉弁３６の下流側で第３油圧路４０が接続され、第３油圧路４０はアキュムレータ３２に接続されている。第２油圧路３４には、第３油圧路４０との接続箇所と油圧ポンプＰとの間にて第３開閉弁３７が介設され、第３油圧路４０との接続箇所の下流側に第４開閉弁３８が介設されている。各開閉弁３６〜３９、油圧ポンプＰ及びアキュムレータ３２によりクラッチアクチュエータ４１が構成されている。第３油圧路４０には、減圧弁３９が介設されている。

制御器２０は、イグニッション操作などの運転者の始動操作を判断すると油圧ポンプＰを駆動させて、アキュムレータ３２を含む油圧路の油圧を上昇させる。油圧センサ（図示せず）の検出値に基づいてアキュムレータ３２の油圧が所定値に達すると、油圧ポンプＰの駆動を停止させる。油圧が所定値に達することで、動作可能状態として走行開始を許可する構成としてもよい。

制御器２０は、第１開閉弁３５を開き且つ第２開閉弁３６及び第４開閉弁３８を閉じることで、マスターシリンダ１６からの油圧をスレーブシリンダ１７に直接的に伝達させる手動式クラッチ動力伝達機構Ｔ１に切り替える。制御器２０は、第２開閉弁３６を及び第４開閉弁３８を閉じ且つ第３開閉弁３７を開いた状態で油圧ポンプＰを駆動することで、アキュムレータ３２に蓄圧する。制御器２０は、第１開閉弁３５を閉じ且つ第２開閉弁３６を開くことで、制御式クラッチ動力伝達機構Ｔ２に切り替える。

制御器２０は、制御式クラッチ動力伝達機構Ｔ２に切り替えられた状態で、第３開閉弁３７を閉じ且つ第４開閉弁３８を開くことで、アキュムレータ３２に蓄積された油圧をスレーブシリンダ１７に伝達させてクラッチ１４を切断する。制御式クラッチ動力伝達機構Ｔ２に切り替えられた状態でクラッチ１４を切断状態に保つ際には、制御器２０は、第４開閉弁３８を閉じる。制御式クラッチ動力伝達機構Ｔ２に切り替えられた状態でクラッチ１４を接続状態にする際には、制御器２０は、第４開閉弁３８及び減圧弁３９を開き、スレーブシリンダ１７に付与される圧力を減圧する。なお、開閉弁３５，３６，３９を閉じ且つ開閉弁３７，３８を開くと、油圧ポンプＰから直接的にスレーブシリンダ１７に圧力を付与できる。

制御器２０は、変速機センサ２６の出力信号から変速操作が開始されると判定すると、運転者によりクラッチ操作子４が操作されていなくても、制御式クラッチ動力伝達機構Ｔ２を制御してクラッチ１４を切断状態にし、変速機センサ２６の出力信号から変速操作が完了したと判定すると、制御式クラッチ動力伝達機構Ｔ２を制御してクラッチ１４を接続状態に戻す自動クラッチ制御を実行可能である。例えば、制御器２０は、ユーザにより自動クラッチ制御モードが選択されているとき、自動クラッチ制御を実行する。また、制御器２０は、変速機センサ２６の出力信号から変速操作が開始されると判定したときにクラッチセンサ２５の出力信号からクラッチ１４が接続状態であると検出されると、自動クラッチ制御を実行する。

図３は、図１に示す車両１の各モードでの変速機５、クラッチ１４、エンジンＥ及び電動モータＭの状態を説明する表である。図３に示すように、車両１の制御モードは、エンジン・モータ走行モード、エンジン走行モード、発電モード及びモータ走行モードを有する。各モードは、制御器２０のプログラム又はユーザにより選択される。エンジン・モータ走行モードでは、変速機５はエンゲージ状態（非ニュートラル状態：１〜６速）、クラッチ１４はエンゲージ状態（接続）、エンジンＥは駆動状態、電動モータＭは駆動状態である。入力軸６には、エンジンＥ及び電動モータＭの両方から動力が伝達され、その動力が駆動輪２に伝達される。即ち、制御器２０は、変速機センサ２６により変速機５のエンゲージ状態が検出され、且つ、クラッチセンサ２５によりクラッチ１４のエンゲージ状態が検出された状態であることを判断し、エンジンＥ及び電動モータＭを駆動し、エンジンＥ及び電動モータＭの両方の動力で走行する。

エンジン走行モードでは、変速機５はエンゲージ状態、クラッチ１４はエンゲージ状態、エンジンＥは駆動状態、電動モータＭはフリーラン状態である。なお、フリーラン状態とは、電動モータＭに動力が伝達されても起電力発生による抵抗を生じないようにモータ回路をオープンにした状態のことである。即ち、制御器２０は、変速機センサ２６により変速機５のエンゲージ状態が検出され、且つ、クラッチセンサ２５によりクラッチ１４のエンゲージ状態が検出された状態であることを判断し、電動モータＭの回路をオープンにし、エンジンＥを駆動してエンジンＥのみの動力で走行する。

発電モードでは、変速機５はディスエンゲージ状態（ニュートラル状態）、クラッチ１４はエンゲージ状態、エンジンＥは駆動状態、電動モータＭは発電状態である。制御器２０は、第１発電条件又は第２発電条件が成立すると、エンジンＥから入力軸６を介して伝達される動力で電動モータＭに発電させてバッテリ２２を充電する。

第１発電条件は、制御器２０のプログラム又はユーザにより発電モードが選択され、且つ、変速機センサ２６により変速機５のディスエンゲージ状態が検出されたとの条件である。制御器２０は、第１発電条件が成立すると、油圧切替ユニット２１を制御式クラッチ動力伝達機構Ｔ２に切り替えてクラッチアクチュエータ４１によりクラッチ１４をエンゲージ状態（接続状態）にし、エンジンＥから入力軸６を介して伝達される動力で電動モータＭに発電させてバッテリ２２を充電する。

第２発電条件は、制御器２０のプログラム又はユーザにより発電モードが選択され、変速機センサ２６により変速機５のエンゲージ状態が検出され、制御器２０により油圧切替ユニット２１が手動式クラッチ動力伝達機構Ｔ１にあることが検出され、且つ、クラッチ操作子４が操作位置に保持されることでクラッチセンサ２５によりクラッチ１４のエンゲージ状態（接続状態）が検出されたとの条件である。制御器２０は、第２発電条件が成立すると、エンジンＥから入力軸６を介して伝達される動力で電動モータＭに発電させてバッテリ２２を充電する。

モータ走行モードでは、変速機５はエンゲージ状態、クラッチ１４はディスエンゲージ状態（切断）、エンジンＥは停止状態、電動モータＭは駆動状態である。具体的には、制御器２０は、制御器２０のプログラム又はユーザによりモータ走行モードが選択され、変速機センサ２６により変速機５のエンゲージ状態が検出され、且つ、クラッチセンサ２５によりクラッチ１４のディスエンゲージ状態が検出されると、電動モータＭを駆動して電動モータＭのみの動力で走行する。クラッチ１４のディスエンゲージ状態は、制御器２０により油圧切替ユニット２１を制御式クラッチ動力伝達機構Ｔ２に切り替えてクラッチアクチュエータ４１の油圧により実現されてもよいし、油圧切替ユニット２１が手動式クラッチ動力伝達機構Ｔ１にあることが検出された状態でクラッチ操作子４が操作位置に保持されることにより実現されてもよい。

なお、エンジン・モータ走行モード、エンジン走行モード及びモータ走行モードでは、車両１の減速時に、駆動輪２の慣性力が変速機５を介して電動モータＭに入力されるため、制御器２０は、電動モータＭに回生させてバッテリ２２を充電する。

エンジン・モータ走行モード及びエンジン走行モードでは、制御器２０は、クラッチ１４の入力側回転体とクラッチ１４の出力側回転体との間の回転数差を算出する。クラッチ１４の入力側回転体の回転数は、エンジン回転数センサ２４で検出される回転数に第１動力伝達機構１３の減速比を乗じて得られる。クラッチ１４の出力側回転体の回転数は、駆動輪回転数センサ２７に第２動力伝達機構１９及び変速機５の減速比を除して得られる。即ち、クラッチ１４における入力側回転体及び出力側回転体の回転数差は、エンジン回転数センサ２４及び駆動輪回転数センサ２７の出力信号から算出される。

制御器２０は、クラッチ１４における入力側回転体及び出力側回転体の回転数差の発生を抑制するように電動モータＭを制御する。例えば、入力軸６の回転数に対してクランク軸１２の回転数が大きいことで回転数差が増加する場合には、電動モータＭは入力軸６の回転数を増加させるように駆動される。他方、入力軸６の回転数に対してクランク軸１２の回転数が小さいことで回転数差が増加する場合には、電動モータＭは入力軸６の回転数を減少させるように回生される。

また、制御器２０は、油圧切替ユニット２１により制御式クラッチ動力伝達機構Ｔ２に切り替えられた状態でクラッチ１４が切断されると、クラッチ１４における入力側回転体及び出力側回転体の回転数差が所定値未満になるまでクラッチアクチュエータ４１によるクラッチ１４の接続動作を待機させ（即ち、切断状態をキープ）、当該回転数差が所定値未満になるとクラッチアクチュエータ４１によりクラッチ１４を接続状態に戻す。

以上に説明した構成によれば、変速機５は運転者の操作力により変速動作可能であるので、運転者の望む変速操作を保ちやすい。また、運転者の操作力に依らずに、クラッチアクチュエータ４１によるクラッチ動作により動力伝達状態を切り替えることができる。よって、運転者要求に対する変速動作の正確性や応答性を良好に保ちながら、動力伝達状態の切替の利便性を高めることができる。即ち、制御器２０によってエンジンＥによる入力軸６への出力付与タイミングを決定することができる。電動モータＭによる出力が足りない場合（バッテリ２２の残量が少ない場合等）、運転者の操作によらず、制御器２０によるエンジン走行への切り替えを可能とすることができる。

また、変速操作を円滑に行うためのクラッチ１４が動力伝達経路の切替え装置を兼ねるため、それらを別々に設ける場合に比べて、構造の大型化を防ぐことができる。このことは、装備品の搭載スペースが少ない自動二輪車に特に有益である。

また、制御器２０が、油圧切替ユニット２１を制御してクラッチ１４により動力伝達経路を切り替えることで、モータ走行とエンジン走行とを切り替えることができる。これによって、制御器２０は、車両状態などの検出値及び演算値に基づいて、走行状態を切り替えることができる。

また、制御式クラッチ動力伝達機構Ｔ２だけでなく手動式クラッチ動力伝達機構Ｔ１も設けられているため、制御ロジックに含まれない状況でも運転者の操作力によりクラッチ１４を動作させることができる。

また、クラッチアクチュエータ４１は油圧ポンプＰを含むので、ワイヤによる動力伝達に比べてクラッチ１４の動作応答性が高まる。また、クラッチアクチュエータ４１は、手動式変速動力伝達機構９の変速動作に応じてクラッチ１４にクラッチ動力を付与することで、変速操作によりクラッチ操作の支援を行うことができる。

また、クラッチ１４が切断状態にあるときに、クラッチ１４における入力側回転体と出力側回転体との間の回転数差が所定値未満になってからクラッチアクチュエータ４１によりクラッチ１４を接続状態に戻すことで、回転数差に応じてクラッチ１４の動作タイミングを設定でき、クラッチ１４の動作タイミングを適切に保ちやすい。また、クラッチ１４における入力側回転体と出力側回転体との間の回転数差の発生を抑制するように電動モータＭを制御することで、変速時のクラッチ接続のショックが低減され、円滑な変速操作を行いやすい。

なお、油圧切替ユニット２１の構成は前述したものに限られない。例えば、図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、変形例の油圧切替ユニット１２１では、マスターシリンダ１６とスレーブシリンダ１７とを接続する第１油圧路１３３と、油圧ポンプＰとスレーブシリンダ１７とを接続する第２油圧路１３４とが互いに並列接続されている。第１油圧路１３３には、第１開閉弁１３５が介設され、第２油圧路１３４には第２開閉弁１３６が介設され、それらが制御器により制御される。第２油圧路１３４にはアキュムレータ３２が接続されている。油圧ポンプＰと第１油圧路１３３とは第３油圧路１３７により接続され、第３油圧路１３７には、マスターシリンダ１６から油圧ポンプＰへの流れを阻止する一方向弁１３８が介設されている。開閉弁１３５，１３６、油圧ポンプＰ及びアキュムレータ３２によりクラッチアクチュエータ１４１が構成されている。

図４（Ａ）に示すように、運転者によるクラッチ操作を許容するための手動式クラッチ動力伝達機構は、第１開閉弁１３５を開き且つ第２開閉弁１３６を閉じ、マスターシリンダ１６からの油圧をスレーブシリンダ１７に付与することで実現される。図４（Ｂ）に示すように、制御器２０によるクラッチ動作を行うための制御式クラッチ動力伝達機構は、第１開閉弁１３５を閉じ且つ第２開閉弁１３６を開き、油圧ポンプＰ及びアキュムレータ３２からの油圧をスレーブシリンダ１７に付与することで実現される。

（第２実施形態）
図５は、第２実施形態に係る車両１０１のブロック図である。図６は、図５に示す車両１の各モードでの変速機５、クラッチ１４、エンジンＥ及び電動モータＭの状態を説明する表である。図５に示すように、第２実施形態の車両１０１では、電動モータＭがエンジンＥとクラッチ１４との間の第１動力伝達機構１３に接続されている。即ち、電動モータＭの動力は、クラッチ１４が切断された状態でもクラッチ１４の入力側回転体に伝達される。車両１０１の制御器１２０制御モードは、エンジン・モータ走行モード、エンジン走行モード及び発電モードを有する。

図６に示すように、エンジン・モータ走行モード及びエンジン走行モードは、第１実施形態と同様であるので、詳細な説明を省略する。発電モードでは、エンジンＥから第１動力伝達機構１３を介して伝達される動力で電動モータＭに発電させてバッテリ２２を充電する。その際、変速機５及びクラッチ１４の少なくとも一方がディスエンゲージ状態である。即ち、変速機５がエンゲージ状態のときは、クラッチ１４はエンゲージ状態又はディスエンゲージ状態の何れでもよく、クラッチ１４がエンゲージ状態のときは、変速機５はエンゲージ状態又はディスエンゲージ状態の何れでもよい。なお、他の構成は前述した第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

（第３実施形態）
図７は、第３実施形態に係る車両２０１のブロック図である。図７に示すように、車両２０１は、走行駆動源として電動モータを用いずにエンジンＥを用いたエンジン車両である。車両２０１では、変速機５のシフトドラム１０にシフトアクチュエータ２５０（例えば、電動モータ）が接続されている。エンジンＥと変速機５との間に配置されたクラッチ１４には、クラッチ１４を切断及び接続させることが可能なクラッチアクチュエータ２２１が接続されている。クラッチアクチュエータ２２１は、第１実施形態の制御式クラッチ動力伝達機構と同様に油圧アクチュエータでもよいし、電磁アクチュエータでもよい。

クラッチアクチュエータ２２１及びシフトアクチュエータ２５０には、変速ＥＣＵ２４８が接続されている。変速ＥＣＵ２４８には、クラッチ操作センサ４９、変速入力器２５１及び変速モード入力器２５２が接続されている。変速入力器２５１及び変速モード入力器２５２は、運転者が指で操作するもの（例えば、ボタン等）である。変速入力器２５１は、運転者が足でシフトレバーを操作せずに指で変速を行うときに使用される。変速モード入力器２５２は、運転者がセミＡＴモードとＭＴモードとを切り替えるときに使用される。なお、セミＡＴではなく通常のＡＴモードがあってもよい。

変速モード入力器２５２においてＭＴモードが選択された場合、クラッチ操作センサ４９によりクラッチ操作子４（図１参照）が操作されたと検出されると、変速ＥＣＵ２４８は、クラッチアクチュエータ２２１に指令してクラッチ１４を切断状態にする。即ち、クラッチ操作子４に入力された運転者の操作は、クラッチ操作センサ４９により電気信号に変換されてクラッチ１４が電子制御される。なお、図７ではクラッチアクチュエータ２２１が電子的に制御されているが、第１実施形態と同様にクラッチ操作子４の操作力により生じる油圧によりクラッチ１４を動作させる油圧切替ユニット２１を用いた構成としてもよい。また、運転者が足でシフトレバー（図示せず）を操作すると、第１実施形態と同様に、変速ＥＣＵ２４８がクラッチアクチュエータ２２１に指令してクラッチ１４を切断状態にする。即ち、クラッチアクチュエータ２２１は、運転者の操作指示に応じたクラッチ動作を行う動作と、運転者のクラッチ操作指示によらずにクラッチ動作を行う動作とを実施可能である。なお、運転者によってクラッチ操作させる機構（クラッチ操作動力伝達構造）は無くてもよい。

変速モード入力器２５２においてセミＡＴモードが選択された場合、変速入力器２５１にてシフトアップ又はシフトダウンが入力されると、変速ＥＣＵ２４８は、クラッチアクチュエータ２２１に指令してクラッチ１４を切断状態にすると共に、変速アクチュエータ２５０に指令してシフトドラム１０を回転駆動して変速機５を変速動作させる。即ち、変速機５のシフトドラム１０を回転させる変速動力は、運転者の力により与えられる構成としてもよいし、制御されたアクチュエータによる力により与えられてもよい。なお、クラッチアクチュエータ２２１は、運転者によるアクセル操作の操作量、スロットル弁位置、車速、エンジン回転数、変速位置センサ等の各種センサの検出値に基づいて制御される構成としてもよい。

本発明は前述した各実施形態に限定されるものではなく、その構成を変更、追加、又は削除することができる。例えば、運転者の操作力を変速動力として変速機５に付与する手動式変速動力伝達機構９と共に、変速アクチュエータの動力を変速動力として変速機５に付与する制御式変速動力伝達機構も設けてもよい。その場合、バッテリ残量検出センサの出力信号からバッテリ２２の残量が所定値以下であると判定されると、制御式変速動力伝達機構で変速機５をエンゲージ状態にして且つ制御式クラッチ動力伝達機構によりクラッチ１４をエンゲージ状態にし、エンジンＥ又は駆動輪２から入力軸６を介して電動モータＭに伝達される動力により電動モータＭで発電してバッテリ２２を充電してもよい。

変速機センサ２６は、シフト操作子の動き（変速操作指令）を検出するセンサでもよい。クラッチセンサ２５は、クラッチ操作子４の動き（クラッチ動作指令）を検出するセンサでもよい。クラッチアクチュエータ４１は、アキュムレータ３２を用いずに油圧ポンプＰの動力で直接的にスレーブシリンダ１７に圧力を付与する構成としてもよい。

油圧ポンプＰは、電動に限られず、エンジンＥ又は電動モータＭの動力を利用して駆動されてもよい。例えば、油圧ポンプＰの代わりの油圧発生源として、エンジン動力によって回転する回転体をカムとして用いてピストンを往復動させることで油圧を発生させるものが用いられてもよい。エンジンＥのシリンダヘッドが前方かつ上方に向くようにエンジンＥを配置し、シリンダヘッド内に配置される動弁機構から動力を取り出して油圧ポンプＰを駆動させてもよい。その際、エンジンＥは、排気ポートが吸気ポートよりも車両前側に配置され、排気バルブを駆動するカム又はカム軸から動力を取り出すことで、スペース効率を高めてもよい。また、油圧ポンプＰは、ＡＢＳ用油圧ポンプと兼用されてもよい。また、油圧ポンプＰの代わりの油圧発生源として、エンジン駆動によって駆動する回転体に設けた羽根を回転させて油圧を発生させるものを用いてもよい。例えば、エンジンＥにおける冷却液の循環用ポンプや、潤滑液の循環用ポンプと同様の構造によって油圧ポンプを実現してもよい。

車両は、ハイブリッド車でなくてもよく、エンジン又はモータの何れかを走行駆動源としてもよい。制御式クラッチ動力伝達機構Ｔ２は、走行駆動源と変速機との間に介在するクラッチの操作を支援するクラッチ操作支援装置として用いられてもよい。具体的には、運転者によるクラッチ操作子の操作が検出されると、そのクラッチ操作に応じて油圧源からの圧力を油圧路に伝えることで、運転者によるクラッチ操作にかかる力に比べて大きな力で、クラッチを動作させることができる。また、制御器によって、クラッチ動作タイミングを設定することもできる。

また、制御器が変速動作の完了を判断してから、クラッチをエンゲージ状態に切り替えるようにしてもよい。また、制御器が運転者による変速操作を判断すると、クラッチをディスエンゲージ状態に切り替えるようにしてもよい。これによって運転者によるクラッチ操作を低減することができ、その他の操作に集中しやすくすることができる。

１，１０１，２０１車両
２駆動輪
５変速機
６入力軸
７出力軸
９手動式変速動力伝達機構
１４クラッチ
２４エンジン回転数センサ
２７駆動輪回転数センサ
４１，２２１クラッチアクチュエータ
Ｅエンジン（走行動力源）
Ｍ電動モータ（走行動力源）
Ｐ油圧ポンプ
Ｔ１手動式クラッチ動力伝達機構
Ｔ２制御式クラッチ動力伝達機構

Claims

二種類の走行動力源と、
前記走行動力源からの動力が入力される入力軸及び駆動輪に動力を出力する出力軸を有する変速機と、
運転者の操作力を変速動力として前記変速機に付与する手動式変速動力伝達機構と、
前記走行動力源と前記入力軸との間に介設するクラッチと、
クラッチアクチュエータの動力をクラッチ動力として前記クラッチに付与する制御式クラッチ動力伝達機構と、
プログラム又はユーザにより選択される走行モードに応じて前記二種類の走行動力源の動力伝達状態を切り替えるべく前記クラッチアクチュエータを制御する制御器と、
運転者の操作力をクラッチ動力として前記クラッチに付与して、前記二種類の走行動力源の動力伝達状態を切り替え可能な手動式クラッチ動力伝達機構と、を備える、車両。
前記クラッチアクチュエータは、油圧ポンプ及びアキュムレータを含む、請求項１に記載の車両。
前記手動式クラッチ動力伝達機構は、運転者の操作力が入力されるマスターシリンダと、前記マスターシリンダから伝達される油圧で前記クラッチを動作させるスレーブシリンダと、を含み、
前記制御式クラッチ動力伝達機構は、前記油圧ポンプ及び前記アキュムレータの油圧を前記スレーブシリンダに伝達可能な油圧路を含み、
前記車両は、前記マスターシリンダから前記スレーブシリンダへの油圧伝達を遮断可能な開閉弁と、前記油圧ポンプから前記スレーブシリンダへの油圧伝達を遮断可能な開閉弁と、前記アキュムレータから前記スレーブシリンダへの油圧伝達を遮断可能な開閉弁と、を更に備える、請求項２に記載の車両。
走行動力源の回転に連動して回転する入力側回転体の回転数と、駆動輪の回転に連動して回転する出力側回転体の回転数との差を検出するセンサと、
前記センサの出力に基づいて、前記入力側回転体と前記出力側回転体との間の回転数差の発生を抑制するように前記走行動力源を制御する制御器と、を更に備える、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両。
前記制御式クラッチ動力伝達機構では、運転者の操作指示に応じて前記クラッチアクチュエータに動作信号が指令され、前記クラッチアクチュエータの動作により前記クラッチが動作する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両。
走行動力源からの動力が入力される入力軸及び駆動輪に動力を出力する出力軸を有する変速機と、
運転者の操作力を変速動力として前記変速機に付与する手動式変速動力伝達機構と、
前記走行動力源と前記入力軸との間に介設するクラッチと、
クラッチアクチュエータの動力をクラッチ動力として前記クラッチに付与する制御式クラッチ動力伝達機構と、を備え、
前記クラッチアクチュエータは、油圧ポンプ及びアキュムレータを含む、車両。
走行動力源からの動力が入力される入力軸及び駆動輪に動力を出力する出力軸を有する変速機と、
運転者の操作力を変速動力として前記変速機に付与する手動式変速動力伝達機構と、
前記走行動力源と前記入力軸との間に介設するクラッチと、
クラッチアクチュエータの動力をクラッチ動力として前記クラッチに付与する制御式クラッチ動力伝達機構と、
運転者の操作力をクラッチ動力として前記クラッチに付与する手動式クラッチ動力伝達機構と、を備え、
前記手動式クラッチ動力伝達機構は、運転者の操作力が入力されるマスターシリンダと、前記マスターシリンダから伝達される油圧で前記クラッチを動作させるスレーブシリンダと、を含み、
前記制御式クラッチ動力伝達機構は、前記油圧ポンプ及び前記アキュムレータの油圧を前記スレーブシリンダに伝達可能な油圧路を含み、
前記車両は、前記マスターシリンダから前記スレーブシリンダへの油圧伝達を遮断可能な開閉弁と、前記油圧ポンプから前記スレーブシリンダへの油圧伝達を遮断可能な開閉弁と、前記アキュムレータから前記スレーブシリンダへの油圧伝達を遮断可能な開閉弁と、を更に備える、車両。