手動変速機
【課題】HV−MT車用の手動変速機であって、電動機を小型化でき、且つ電動機の高速回転に起因する電動機の発熱を抑制できるものを提供すること。
【解決手段】この手動変速機は、電動機M/Gの出力軸Amと変速機M/Tの出力軸Aoとの間の接続状態を運転者のシフトレバー操作によって確立された変速段に応じて変更する「接続切替機構M2」を備える。低速走行用の変速段(EV)が確立されている場合、Ao、Am間で動力伝達系統が確立され、且つ、電動機減速比(Aoの回転速度に対するAmの回転速度の割合)が第1減速比(>1)に設定される。中速走行用の変速段(2速〜4速)が確立されている場合、Ao、Am間で動力伝達系統が確立され、且つ、電動機減速比が第2減速比(=1)に設定される。高速走行用の変速段(5速)が確立されている場合、Ao、Am間で動力伝達系統が確立されない。
【解決手段】この手動変速機は、電動機M/Gの出力軸Amと変速機M/Tの出力軸Aoとの間の接続状態を運転者のシフトレバー操作によって確立された変速段に応じて変更する「接続切替機構M2」を備える。低速走行用の変速段(EV)が確立されている場合、Ao、Am間で動力伝達系統が確立され、且つ、電動機減速比(Aoの回転速度に対するAmの回転速度の割合)が第1減速比(>1)に設定される。中速走行用の変速段(2速〜4速)が確立されている場合、Ao、Am間で動力伝達系統が確立され、且つ、電動機減速比が第2減速比(=1)に設定される。高速走行用の変速段(5速)が確立されている場合、Ao、Am間で動力伝達系統が確立されない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2000−224710号公報
【発明の概要】
【0005】
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出力軸」とを備えた、HV−MT車用の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。
【0006】
ところで、この手動変速機では、低速走行時(即ち、低速走行用の変速段が選択されているとき)において、変速機の出力軸の回転速度に対する電動機の出力軸の回転速度の割合(電動機減速比)を大きくしたい、という要求があった。これにより、電動機駆動トルクが増幅されて手動変速機の出力軸(従って、駆動輪)に伝達されるため、電動機を小型化することができる。
【0007】
また、高速走行時(即ち、高速走行用の変速段が選択されているとき)において、電動機の出力軸と手動変速機の出力軸との間の動力伝達系統を分断したい、という要求もあった。これにより、電動機の出力軸が高速で回転することに起因する電動機の発熱を抑制することができる。これらの要求が達成され得る手動変速機の到来が望まれていたところである。
【0008】
本発明の目的は、電動機駆動トルクが出力軸に伝達されるHV−MT車用の手動変速機であって、電動機を小型化でき、且つ電動機の高速回転に起因する電動機の発熱を抑制できるものを提供することにある。
【0009】
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と、変速機変速機構と、を備える。
【0010】
変速機変速機構は、シフト操作部材をシフトパターン上において複数の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(電動機駆動トルクのみを利用した走行)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。
【0011】
変速機変速機構は、前記低速走行用の変速段として、前記変速機の入力軸と前記変速機の出力軸との間で動力伝達系統が確立されない1つのEV走行用変速段を有し、前記中速走行用の変速段として、前記変速機の入力軸と前記変速機の出力軸との間で動力伝達系統が確立される1つ又は複数のハイブリッド(HV)走行(内燃機関及び電動機の両方の駆動力を利用した走行)用変速段を有し、前記高速走行用の変速段として、前記変速機の入力軸と前記変速機の出力軸との間で動力伝達系統が確立され且つ「変速機減速比」が前記中速走行用の変速段と比べて小さい1つのHV走行用変速段を有するように構成され得る。
【0012】
本発明に係る手動変速機の特徴は、接続切替機構を備えたことにある。接続切替機構では、前記複数の変速段のうち低速走行用の変速段が確立されている場合には、前記変速機の出力軸と前記電動機の出力軸との間で動力伝達系統が確立されるとともに「電動機減速比」が第1減速比に設定される。前記複数の変速段のうち前記低速走行用の変速段より高速側の中速走行用の変速段が確立されている場合には、前記変速機の出力軸と前記電動機の出力軸との間で動力伝達系統が確立されるとともに「電動機減速比」が前記第1減速比より小さい第2減速比に設定される。前記複数の変速段のうち前記中速走行用の変速段より高速側の高速走行用の変速段が確立されている場合には、前記変速機の出力軸と前記電動機の出力軸との間で動力伝達系統が確立されない。
【0013】
上記構成によれば、低速走行時(即ち、低速走行用の変速段が選択されているとき)において「電動機減速比」を大きい値に設定することができるので、電動機を小型化できる。加えて、高速走行時(即ち、高速走行用の変速段が選択されているとき)において電動機の出力軸と手動変速機の出力軸との間の動力伝達系統が分断されるので、電動機の高速回転に起因する電動機の発熱が抑制され得る。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】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。
【図2】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、軸方向と垂直方向からみた模式図である。
【図3】N位置、3速位置、及び4速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、軸方向からみた模式図である。
【図4】シフトパターンと、第1〜第3領域との関係を説明するための図である。
【図5】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。
【図6】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。
【図7】EV位置、及び2速位置が選択された状態における図3に対応する図である。
【図8】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。
【図9】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。
【図10】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。
【図11】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。
【図12】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。
【図13】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。
【図14】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。
【図15】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。
【図16】5速位置が選択された状態における図3に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
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。
【0016】
(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。
【0017】
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、出力軸Aoと同軸に配置されている。MG軸Amは、入力軸Aiと同軸に配置されていてもよい。M/Tの構成の詳細は後述する。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
(M/Tの構成)
以下、図1〜図4を参照しながら、M/Tの構成について説明する。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。
【0024】
図4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4に示すように、シフトパターン上において、「EV−2セレクト位置」、「N位置」(又は「3−4セレクト位置」)、「5速セレクト位置」、及び「Rセレクト位置」を定義する。また、セレクト操作によってSLが移動可能となる範囲(「Rセレクト位置」、「EV−2セレクト位置」、「N位置」、及び「5速セレクト位置」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。
【0025】
以下、説明の便宜上、MG軸Amが(入力Aiを介することなく)出力軸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」と呼び、「出力軸Aoの回転速度に対するMG軸Amの回転速度の割合」を「MG減速比」と呼ぶ。
【0026】
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」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」切り替え用のスリーブである。Smは、MG軸Amと一体回転するギヤ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。
【0027】
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、互いに平行に配置された、フォークシャフトFS1、FS2、FS3、及び切替シャフトFSmと一体に連結されている。FS1、FS2、FS3、及びFSm(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第1インナレバーIL1又は第2インナレバーIL2(特に図3を参照)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)。
【0028】
なお、図2及び図3では、S&Sシャフトとして、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」が示されているが、セレクト操作によって軸方向に平行移動し且つシフト操作によって軸中心に回動する「シフト回転型」が使用されてもよい。
【0029】
(MG軸の接続状態の切り替え、並びに、変速段の切り替え)
以下、図1〜図16を参照しながら、MG軸の接続状態の切り替え、並びに、変速段の切り替えについて説明する。図4に示すように、シフトパターン上において、「第1領域」、「第2領域」、及び「第3領域」を定義する。MG軸Amの接続状態の切り替え(即ち、スリーブSmの軸方向位置の変更)は、シフト操作中において第1〜第3領域のうちでSLの位置が属する領域が変更されることに基づいて行われる。換言すれば、MG軸Amの接続状態の切り替え(即ち、Smの軸方向位置の変更)は、変速段の切り替えに連動して行われる。
【0030】
<N位置>
図1〜図3は、SLがN位置にある状態を示す。この状態では、FS1、FS2、及びFS3(従って、S1、S2、及びS3)が共に「中立位置」にあり、FSm(従って、Sm)が「第1位置」にある。FSmは、図示しない係止部材によって「第1位置」から図2の下方への移動が規制され、FS1は、図示しない係止部材によって「中立位置」から図2の上方への移動が規制されている。
【0031】
図2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、EV−2速用ヘッドH1(前記「移動部材」に対応する)に形成された対応する貫通孔に軸方向(図2の上下方向)に相対移動可能にそれぞれ挿入されている。ヘッドH1は、FSmに固定されたスナップリングSRによって、FSmに対する図2の上方への相対移動が規制されるとともに、FS1に固定されたスナップリングSRによって、FS1に対する図2の下方への相対移動が規制される。
【0032】
ヘッドH1の内部には、ピンPが図2の左右方向に移動可能に挿入されている。ピンPは、図2に示す状態において、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。
【0033】
図1に示すように、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、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。
【0034】
他方、図1に示すように、Smが「第1位置」にあるとき、Smは出力軸Aoと一体回転するハブHmと係合する。この結果、MG軸Amと出力軸Aoとの間で、「MG減速比=1」の動力伝達系統が確立される。以上、SLがN位置にあるとき、より正確には、SLがニュートラル範囲(図4の第1領域)にあるとき、入力・出力軸Ai,Ao間で動力伝達系統が確立されず、且つ、「MG減速比=1」の「OUT接続状態」が達成される。
【0035】
<EV位置>
図5〜図7は、SLが、N位置から(EV−2セレクト位置を経由して)EVシフト完了位置に移動した状態を示す。SLが「EV−2セレクト位置」から「EVシフト完了位置」に移動しようとすると、S&Sシャフトの第1インナレバーIL1に押圧されることによってヘッドH1が「EV」方向(図6では上方向)に駆動される(図6において、黒で示したIL1を参照)。この結果、FSmに固定されたスナップリングSRの作用によってFSmがH1と一体で図6の上方向に移動しようとする。一方、上述のように、FS1は「中立位置」から図6の上方への移動が規制されている。この結果、ピンPと溝Gmとの図中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G1との図中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6の右方向に移動して溝Gmのみと係合し、FSmはH1と一体に連結される(FS1はH1と相対移動可能に維持される)。
【0036】
このように、FSmがH1と一体に連結されることによって、SLが「EV−2セレクト位置」から「EVシフト完了位置」へ移動すると(従って、H1が図6の上方向へ移動すると)、図6に示すように、FSm(従って、Sm)が「第1位置」より図6の上方向の位置に移動する。以下、FSm及びSmについて、この位置を「第2位置」と呼ぶ。FS1、FS2、及びFS3(従って、S1、S2、及びS3)は共に「中立位置」に維持される。
【0037】
図5に示すように、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、SLが「EVシフト完了位置」にある状態では、「N位置」(より正確には、ニュートラル位置)にある状態と同様、入力・出力軸Ai,Ao間で動力伝達系統が確立されない。
【0038】
他方、図5に示すように、Smが「第2位置」にあるとき、Smは、出力軸Aoに設けられた遊転ギヤGmiと係合する。遊転ギヤGmiは、入力軸Aiに設けられた遊転ギヤGm1、Gm2を介して、出力軸Aoに設けられた固定ギヤGmoと動力伝達可能に常時接続されている。ここで、(Gmiの歯数)<(Gm1の歯数)、並びに、(Gm2の歯数)<(Gmoの歯数)という関係が成立している。この結果、MG軸Amと出力軸Aoとの間で、「MG減速比>1」の動力伝達系統が確立される。
【0039】
以上、SLがEVシフト完了位置(図4の第2領域)にあるとき、入力・出力軸Ai,Ao間で動力伝達系統が確立されず、且つ、「MG減速比>1」の「OUT接続状態」が達成される。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5の太線を参照)。
【0040】
EV走行は、主として車両発進時に活用される。即ち、シフトパターン上において、「EV位置」は、実質的には「1速位置」(前記「低速走行用の変速段」に対応)に相当する。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。
【0041】
FSmがH1と一体に連結された状態は、SLが「EV−2セレクト位置」から「EVシフト完了位置」へ移動するときのみならず、その後においてSLが「EVシフト完了位置」から「EV−2セレクト位置」へ戻るときまで維持される。従って、SLが「EVシフト完了位置」から「EV−2セレクト位置」へ戻ることに伴って、FSm(従って、Sm)は、「第2位置」(図6を参照)から「第1位置」(図2を参照)へと戻る。
【0042】
なお、以上説明した「SLがEV−2セレクト位置とEVシフト完了位置との間で移動する際のFSm(従って、Sm)の動作」は、SLがRセレクト位置とRシフト完了位置との間で移動する際にも同様になされる(図6における微細なドットで示したIL1、並びに、図7における破線で示したIL1,IL2を参照)。従って、SLがRシフト完了位置(図4の第2領域)にあるとき、MGを逆向きに回転させることによって「EV走行」による後進を実現することができる。EVシフト完了位置とRシフト完了位置との識別も、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。
【0043】
<2速位置>
図8及び図9(及び図7)は、SLが、N位置から(EV−2セレクト位置を経由して)2速シフト完了位置に移動した状態を示す。SLが「EV−2セレクト位置」から「2速シフト完了位置」に移動しようとすると、S&Sシャフトの第1インナレバーIL1に押圧されることによってヘッドH1が「2速」方向(図9では下方向)に駆動される(図9において、黒で示したIL1を参照)。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FS1がH1と一体で図9の下方向に移動しようとする。一方、上述のように、FSmは「中立位置」から図9の下方への移動が規制されている。この結果、ピンPと溝Gmとの図中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9の左方向に移動して溝G1のみと係合し、FS1はH1と一体に連結される(FSmはH1と相対移動可能に維持される)。
【0044】
このように、FS1がH1と一体に連結されることによって、SLが「EV−2セレクト位置」から「2速シフト完了位置」へ移動すると(従って、H1が図9の下方向へ移動すると)、図9に示すように、FS1(従って、S1)が「中立位置」より「2速位置」へ移動する。FSm(従って、Sm)は「第1位置」に維持され、FS2、及びFS3(従って、S2、及びS3)は共に「中立位置」に維持される。
【0045】
図8に示すように、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。
【0046】
加えて、Smが「第1位置」に維持されることによって、<N位置>の場合と同様、「MG減速比=1」の「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8の太線を参照)。
【0047】
FS1がH1と一体に連結された状態は、SLが「EV−2セレクト位置」から「2速シフト完了位置」へ移動するときのみならず、その後においてSLが「2速シフト完了位置」から「EV−2セレクト位置」へ戻るときまで維持される。従って、SLが「2速シフト完了位置」から「EV−2セレクト位置」へ戻ることに伴って、FS1(従って、S1)は、「2速位置」(図9を参照)から「中立位置」(図2を参照)へと戻る。
【0048】
<3速位置>
図10及び図11(及び図3)は、SLが、N位置から3速シフト完了位置に移動した状態を示す。SLが「N位置」から「3速シフト完了位置」に移動しようとすると、S&Sシャフトの第1インナレバーIL1に押圧されることによって、FS2と一体の3速−4速用ヘッドH2が「3速」方向(図11では上方向)に駆動される(図11において、黒で示したIL1を参照)。この結果、FS2(従って、S2)が「中立位置」より「3速位置」へ移動する。FSm(従って、Sm)は「第1位置」に維持され、FS1、及びFS3(従って、S1、及びS3)は共に「中立位置」に維持される。
【0049】
図10に示すように、この状態では、S1が、出力軸Aoに設けられた遊転ギヤG3oと係合する。遊転ギヤG3oは、入力軸Aiに設けられた固定ギヤG3i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、「G3i及びG3o」を介してEGトルクについての「3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(G3oの歯数/G3iの歯数)(=「3速」)となる。
【0050】
加えて、Smが「第1位置」に維持されることによって「MG減速比=1」の「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10の太線を参照)。
【0051】
<4速位置>
図12及び図13(及び図3)は、SLが、N位置から4速シフト完了位置に移動した状態を示す。この場合の作動は、<3速位置>の場合と同様であるのでその詳細な説明を省略する。この状態では、入力軸Aiと出力軸Aoとの間で、「G4i及びG4o」を介してEGトルクについての「4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(G4oの歯数/G4iの歯数)(=「4速」)となる。加えて、「MG減速比=1」の「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12の太線を参照)。
【0052】
<5速位置>
図14〜図16は、SLが、N位置から5速シフト完了位置に移動した状態を示す。SLが「5速セレクト位置」から「5速シフト完了位置」に移動しようとすると、S&Sシャフトの第1インナレバーIL1に押圧されることによって、FS3と一体の5速用ヘッドH3が「5速」方向(図15では上方向)に駆動される(図15において、黒で示したIL1を参照)。この結果、FS3(従って、S3)が「中立位置」より「5速位置」へ移動する。
【0053】
加えて、図16に示すように、SLが「5速セレクト位置」にある状態では、S&Sシャフトの第2インナレバーIL2がヘッドH1と係合するようになる。従って、第2インナレバーIL2に押圧されることによって、ヘッドH1も「EV」方向(図15では上方向)に駆動される(図15において、黒で示したIL2を参照)。この結果、FSmがH1と一体に連結されることによって、図15に示すように、FSm(従って、Sm)も「第1位置」より図15の上方向の位置に移動する。以下、FSm及びSmについて、この位置を「第3位置」と呼ぶ。
【0054】
図4から理解できるように、シフトパターン上において、5速セレクト位置と5速シフト完了位置との間の距離は、EV−2セレクト位置とEVシフト完了位置との間の距離よりも短い。このことに起因して、この「第3位置」は、「第1位置」と「第2位置」との中間に位置する。なお、FS1、及びFS2(従って、S1、及びS2)は共に「中立位置」に維持される。
【0055】
図14に示すように、この状態では、S3が、出力軸Aoに設けられた遊転ギヤG5oと係合する。この結果、入力軸Aiと出力軸Aoとの間で、「G5i及びG5o」を介してEGトルクについての「5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(G5oの歯数/G5iの歯数)(=「5速」)となる。
【0056】
他方、図14に示すように、Smが「第3位置」にあるとき、Smは、ハブHm及び遊転ギヤGmiの何れにも係合しない。即ち、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。以上、SLが5速シフト完了位置(図4の第3領域)にあるとき、M/Gを停止状態(MG軸Amの回転が停止した状態)に維持しながら、EGトルクのみを利用して車両が走行する状態(即ち、「EG走行」)を実現することができる(図14の太線を参照)。
【0057】
以上、SLが「EVシフト完了位置」にある場合(即ち、「低速走行用の変速段」が確立されている場合」)、入力・出力軸Ai,Ao間で動力伝達系統が確立されず、且つ、「MG減速比>1」の「OUT接続状態」が達成される。従って、大きなMG減速比を利用したEV走行が可能となる。また、SLが「2速〜4速シフト完了位置」の何れかにある場合(即ち、「中速走行用の変速段」が確立されている場合」)、入力・出力軸Ai,Ao間で動力伝達系統が確立され、且つ、「MG減速比=1」の「OUT接続状態」が達成される。従って、HV走行が可能となる。また、SLが「5速シフト完了位置」にある場合(即ち、「高速走行用の変速段」が確立されている場合」)、入力・出力軸Ai,Ao間で動力伝達系統が確立され、且つ、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、EG走行が可能となる。
【0058】
なお、シフトレバーSLが「2速〜5速のシフト完了位置」の何れかにある場合、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:2〜5)。このとき、MT減速比は(GNoの歯数/GNiの歯数)(=「N速」)となる(N:2〜5)。「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。
【0059】
以上、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)。また、M/Tは、MG軸Amと出力軸Aoとの接続状態を、「MG減速比>1」の接続状態、「MG減速比=1」の接続状態、及び、非接続状態の3つの状態に選択的に実現可能なMG接続切替機構M2を備えている。MG接続切替機構M2は、スリーブSm、切替シャフトFSm、ハブHm、ギヤGmi、Gm1、Gm2、Gmo等から構成される。
【0060】
(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。
【0061】
(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」又は「5速」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」〜「4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。
【0062】
(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、低速走行時(即ち、低速走行用の変速段(EV)が選択されているとき)、MG減速比が大きい値に設定される。従って、MGトルクが十分に増幅されて出力軸Ao(従って、駆動輪)に伝達されるため、M/Gを小型化することができる。
【0063】
加えて、高速走行時(即ち、高速走行用の変速段(5速)が選択されているとき)、MG軸Amと出力軸Aoとの間の動力伝達系統が分断される。従って、MG軸Amの高速回転に起因するM/Gの発熱が抑制され得る。即ち、M/Gを小型化でき、且つM/Gの高速回転に起因する発熱を抑制することができる。
【0064】
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。
【0065】
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。
【0066】
また、上記実施形態では、前記「電動機減速比」の「第1減速比」及び「第2減速比」(第1減速比>第2減速比)として、「第1減速比>1」、「第2減速比=1」が採用されているが、「第1減速比=A」、「第2減速比=B」(A>B>1、A>1>B、1>A>B)が採用されてもよい。
【符号の説明】
【0067】
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
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2000−224710号公報
【発明の概要】
【0005】
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出力軸」とを備えた、HV−MT車用の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。
【0006】
ところで、この手動変速機では、低速走行時(即ち、低速走行用の変速段が選択されているとき)において、変速機の出力軸の回転速度に対する電動機の出力軸の回転速度の割合(電動機減速比)を大きくしたい、という要求があった。これにより、電動機駆動トルクが増幅されて手動変速機の出力軸(従って、駆動輪)に伝達されるため、電動機を小型化することができる。
【0007】
また、高速走行時(即ち、高速走行用の変速段が選択されているとき)において、電動機の出力軸と手動変速機の出力軸との間の動力伝達系統を分断したい、という要求もあった。これにより、電動機の出力軸が高速で回転することに起因する電動機の発熱を抑制することができる。これらの要求が達成され得る手動変速機の到来が望まれていたところである。
【0008】
本発明の目的は、電動機駆動トルクが出力軸に伝達されるHV−MT車用の手動変速機であって、電動機を小型化でき、且つ電動機の高速回転に起因する電動機の発熱を抑制できるものを提供することにある。
【0009】
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と、変速機変速機構と、を備える。
【0010】
変速機変速機構は、シフト操作部材をシフトパターン上において複数の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(電動機駆動トルクのみを利用した走行)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。
【0011】
変速機変速機構は、前記低速走行用の変速段として、前記変速機の入力軸と前記変速機の出力軸との間で動力伝達系統が確立されない1つのEV走行用変速段を有し、前記中速走行用の変速段として、前記変速機の入力軸と前記変速機の出力軸との間で動力伝達系統が確立される1つ又は複数のハイブリッド(HV)走行(内燃機関及び電動機の両方の駆動力を利用した走行)用変速段を有し、前記高速走行用の変速段として、前記変速機の入力軸と前記変速機の出力軸との間で動力伝達系統が確立され且つ「変速機減速比」が前記中速走行用の変速段と比べて小さい1つのHV走行用変速段を有するように構成され得る。
【0012】
本発明に係る手動変速機の特徴は、接続切替機構を備えたことにある。接続切替機構では、前記複数の変速段のうち低速走行用の変速段が確立されている場合には、前記変速機の出力軸と前記電動機の出力軸との間で動力伝達系統が確立されるとともに「電動機減速比」が第1減速比に設定される。前記複数の変速段のうち前記低速走行用の変速段より高速側の中速走行用の変速段が確立されている場合には、前記変速機の出力軸と前記電動機の出力軸との間で動力伝達系統が確立されるとともに「電動機減速比」が前記第1減速比より小さい第2減速比に設定される。前記複数の変速段のうち前記中速走行用の変速段より高速側の高速走行用の変速段が確立されている場合には、前記変速機の出力軸と前記電動機の出力軸との間で動力伝達系統が確立されない。
【0013】
上記構成によれば、低速走行時(即ち、低速走行用の変速段が選択されているとき)において「電動機減速比」を大きい値に設定することができるので、電動機を小型化できる。加えて、高速走行時(即ち、高速走行用の変速段が選択されているとき)において電動機の出力軸と手動変速機の出力軸との間の動力伝達系統が分断されるので、電動機の高速回転に起因する電動機の発熱が抑制され得る。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】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。
【図2】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、軸方向と垂直方向からみた模式図である。
【図3】N位置、3速位置、及び4速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、軸方向からみた模式図である。
【図4】シフトパターンと、第1〜第3領域との関係を説明するための図である。
【図5】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。
【図6】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。
【図7】EV位置、及び2速位置が選択された状態における図3に対応する図である。
【図8】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。
【図9】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。
【図10】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。
【図11】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。
【図12】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。
【図13】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。
【図14】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。
【図15】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。
【図16】5速位置が選択された状態における図3に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
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。
【0016】
(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。
【0017】
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、出力軸Aoと同軸に配置されている。MG軸Amは、入力軸Aiと同軸に配置されていてもよい。M/Tの構成の詳細は後述する。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
(M/Tの構成)
以下、図1〜図4を参照しながら、M/Tの構成について説明する。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。
【0024】
図4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4に示すように、シフトパターン上において、「EV−2セレクト位置」、「N位置」(又は「3−4セレクト位置」)、「5速セレクト位置」、及び「Rセレクト位置」を定義する。また、セレクト操作によってSLが移動可能となる範囲(「Rセレクト位置」、「EV−2セレクト位置」、「N位置」、及び「5速セレクト位置」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。
【0025】
以下、説明の便宜上、MG軸Amが(入力Aiを介することなく)出力軸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」と呼び、「出力軸Aoの回転速度に対するMG軸Amの回転速度の割合」を「MG減速比」と呼ぶ。
【0026】
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」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」切り替え用のスリーブである。Smは、MG軸Amと一体回転するギヤ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。
【0027】
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、互いに平行に配置された、フォークシャフトFS1、FS2、FS3、及び切替シャフトFSmと一体に連結されている。FS1、FS2、FS3、及びFSm(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第1インナレバーIL1又は第2インナレバーIL2(特に図3を参照)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)。
【0028】
なお、図2及び図3では、S&Sシャフトとして、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」が示されているが、セレクト操作によって軸方向に平行移動し且つシフト操作によって軸中心に回動する「シフト回転型」が使用されてもよい。
【0029】
(MG軸の接続状態の切り替え、並びに、変速段の切り替え)
以下、図1〜図16を参照しながら、MG軸の接続状態の切り替え、並びに、変速段の切り替えについて説明する。図4に示すように、シフトパターン上において、「第1領域」、「第2領域」、及び「第3領域」を定義する。MG軸Amの接続状態の切り替え(即ち、スリーブSmの軸方向位置の変更)は、シフト操作中において第1〜第3領域のうちでSLの位置が属する領域が変更されることに基づいて行われる。換言すれば、MG軸Amの接続状態の切り替え(即ち、Smの軸方向位置の変更)は、変速段の切り替えに連動して行われる。
【0030】
<N位置>
図1〜図3は、SLがN位置にある状態を示す。この状態では、FS1、FS2、及びFS3(従って、S1、S2、及びS3)が共に「中立位置」にあり、FSm(従って、Sm)が「第1位置」にある。FSmは、図示しない係止部材によって「第1位置」から図2の下方への移動が規制され、FS1は、図示しない係止部材によって「中立位置」から図2の上方への移動が規制されている。
【0031】
図2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、EV−2速用ヘッドH1(前記「移動部材」に対応する)に形成された対応する貫通孔に軸方向(図2の上下方向)に相対移動可能にそれぞれ挿入されている。ヘッドH1は、FSmに固定されたスナップリングSRによって、FSmに対する図2の上方への相対移動が規制されるとともに、FS1に固定されたスナップリングSRによって、FS1に対する図2の下方への相対移動が規制される。
【0032】
ヘッドH1の内部には、ピンPが図2の左右方向に移動可能に挿入されている。ピンPは、図2に示す状態において、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。
【0033】
図1に示すように、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、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。
【0034】
他方、図1に示すように、Smが「第1位置」にあるとき、Smは出力軸Aoと一体回転するハブHmと係合する。この結果、MG軸Amと出力軸Aoとの間で、「MG減速比=1」の動力伝達系統が確立される。以上、SLがN位置にあるとき、より正確には、SLがニュートラル範囲(図4の第1領域)にあるとき、入力・出力軸Ai,Ao間で動力伝達系統が確立されず、且つ、「MG減速比=1」の「OUT接続状態」が達成される。
【0035】
<EV位置>
図5〜図7は、SLが、N位置から(EV−2セレクト位置を経由して)EVシフト完了位置に移動した状態を示す。SLが「EV−2セレクト位置」から「EVシフト完了位置」に移動しようとすると、S&Sシャフトの第1インナレバーIL1に押圧されることによってヘッドH1が「EV」方向(図6では上方向)に駆動される(図6において、黒で示したIL1を参照)。この結果、FSmに固定されたスナップリングSRの作用によってFSmがH1と一体で図6の上方向に移動しようとする。一方、上述のように、FS1は「中立位置」から図6の上方への移動が規制されている。この結果、ピンPと溝Gmとの図中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G1との図中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6の右方向に移動して溝Gmのみと係合し、FSmはH1と一体に連結される(FS1はH1と相対移動可能に維持される)。
【0036】
このように、FSmがH1と一体に連結されることによって、SLが「EV−2セレクト位置」から「EVシフト完了位置」へ移動すると(従って、H1が図6の上方向へ移動すると)、図6に示すように、FSm(従って、Sm)が「第1位置」より図6の上方向の位置に移動する。以下、FSm及びSmについて、この位置を「第2位置」と呼ぶ。FS1、FS2、及びFS3(従って、S1、S2、及びS3)は共に「中立位置」に維持される。
【0037】
図5に示すように、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、SLが「EVシフト完了位置」にある状態では、「N位置」(より正確には、ニュートラル位置)にある状態と同様、入力・出力軸Ai,Ao間で動力伝達系統が確立されない。
【0038】
他方、図5に示すように、Smが「第2位置」にあるとき、Smは、出力軸Aoに設けられた遊転ギヤGmiと係合する。遊転ギヤGmiは、入力軸Aiに設けられた遊転ギヤGm1、Gm2を介して、出力軸Aoに設けられた固定ギヤGmoと動力伝達可能に常時接続されている。ここで、(Gmiの歯数)<(Gm1の歯数)、並びに、(Gm2の歯数)<(Gmoの歯数)という関係が成立している。この結果、MG軸Amと出力軸Aoとの間で、「MG減速比>1」の動力伝達系統が確立される。
【0039】
以上、SLがEVシフト完了位置(図4の第2領域)にあるとき、入力・出力軸Ai,Ao間で動力伝達系統が確立されず、且つ、「MG減速比>1」の「OUT接続状態」が達成される。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5の太線を参照)。
【0040】
EV走行は、主として車両発進時に活用される。即ち、シフトパターン上において、「EV位置」は、実質的には「1速位置」(前記「低速走行用の変速段」に対応)に相当する。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。
【0041】
FSmがH1と一体に連結された状態は、SLが「EV−2セレクト位置」から「EVシフト完了位置」へ移動するときのみならず、その後においてSLが「EVシフト完了位置」から「EV−2セレクト位置」へ戻るときまで維持される。従って、SLが「EVシフト完了位置」から「EV−2セレクト位置」へ戻ることに伴って、FSm(従って、Sm)は、「第2位置」(図6を参照)から「第1位置」(図2を参照)へと戻る。
【0042】
なお、以上説明した「SLがEV−2セレクト位置とEVシフト完了位置との間で移動する際のFSm(従って、Sm)の動作」は、SLがRセレクト位置とRシフト完了位置との間で移動する際にも同様になされる(図6における微細なドットで示したIL1、並びに、図7における破線で示したIL1,IL2を参照)。従って、SLがRシフト完了位置(図4の第2領域)にあるとき、MGを逆向きに回転させることによって「EV走行」による後進を実現することができる。EVシフト完了位置とRシフト完了位置との識別も、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。
【0043】
<2速位置>
図8及び図9(及び図7)は、SLが、N位置から(EV−2セレクト位置を経由して)2速シフト完了位置に移動した状態を示す。SLが「EV−2セレクト位置」から「2速シフト完了位置」に移動しようとすると、S&Sシャフトの第1インナレバーIL1に押圧されることによってヘッドH1が「2速」方向(図9では下方向)に駆動される(図9において、黒で示したIL1を参照)。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FS1がH1と一体で図9の下方向に移動しようとする。一方、上述のように、FSmは「中立位置」から図9の下方への移動が規制されている。この結果、ピンPと溝Gmとの図中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9の左方向に移動して溝G1のみと係合し、FS1はH1と一体に連結される(FSmはH1と相対移動可能に維持される)。
【0044】
このように、FS1がH1と一体に連結されることによって、SLが「EV−2セレクト位置」から「2速シフト完了位置」へ移動すると(従って、H1が図9の下方向へ移動すると)、図9に示すように、FS1(従って、S1)が「中立位置」より「2速位置」へ移動する。FSm(従って、Sm)は「第1位置」に維持され、FS2、及びFS3(従って、S2、及びS3)は共に「中立位置」に維持される。
【0045】
図8に示すように、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。
【0046】
加えて、Smが「第1位置」に維持されることによって、<N位置>の場合と同様、「MG減速比=1」の「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8の太線を参照)。
【0047】
FS1がH1と一体に連結された状態は、SLが「EV−2セレクト位置」から「2速シフト完了位置」へ移動するときのみならず、その後においてSLが「2速シフト完了位置」から「EV−2セレクト位置」へ戻るときまで維持される。従って、SLが「2速シフト完了位置」から「EV−2セレクト位置」へ戻ることに伴って、FS1(従って、S1)は、「2速位置」(図9を参照)から「中立位置」(図2を参照)へと戻る。
【0048】
<3速位置>
図10及び図11(及び図3)は、SLが、N位置から3速シフト完了位置に移動した状態を示す。SLが「N位置」から「3速シフト完了位置」に移動しようとすると、S&Sシャフトの第1インナレバーIL1に押圧されることによって、FS2と一体の3速−4速用ヘッドH2が「3速」方向(図11では上方向)に駆動される(図11において、黒で示したIL1を参照)。この結果、FS2(従って、S2)が「中立位置」より「3速位置」へ移動する。FSm(従って、Sm)は「第1位置」に維持され、FS1、及びFS3(従って、S1、及びS3)は共に「中立位置」に維持される。
【0049】
図10に示すように、この状態では、S1が、出力軸Aoに設けられた遊転ギヤG3oと係合する。遊転ギヤG3oは、入力軸Aiに設けられた固定ギヤG3i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、「G3i及びG3o」を介してEGトルクについての「3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(G3oの歯数/G3iの歯数)(=「3速」)となる。
【0050】
加えて、Smが「第1位置」に維持されることによって「MG減速比=1」の「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10の太線を参照)。
【0051】
<4速位置>
図12及び図13(及び図3)は、SLが、N位置から4速シフト完了位置に移動した状態を示す。この場合の作動は、<3速位置>の場合と同様であるのでその詳細な説明を省略する。この状態では、入力軸Aiと出力軸Aoとの間で、「G4i及びG4o」を介してEGトルクについての「4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(G4oの歯数/G4iの歯数)(=「4速」)となる。加えて、「MG減速比=1」の「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12の太線を参照)。
【0052】
<5速位置>
図14〜図16は、SLが、N位置から5速シフト完了位置に移動した状態を示す。SLが「5速セレクト位置」から「5速シフト完了位置」に移動しようとすると、S&Sシャフトの第1インナレバーIL1に押圧されることによって、FS3と一体の5速用ヘッドH3が「5速」方向(図15では上方向)に駆動される(図15において、黒で示したIL1を参照)。この結果、FS3(従って、S3)が「中立位置」より「5速位置」へ移動する。
【0053】
加えて、図16に示すように、SLが「5速セレクト位置」にある状態では、S&Sシャフトの第2インナレバーIL2がヘッドH1と係合するようになる。従って、第2インナレバーIL2に押圧されることによって、ヘッドH1も「EV」方向(図15では上方向)に駆動される(図15において、黒で示したIL2を参照)。この結果、FSmがH1と一体に連結されることによって、図15に示すように、FSm(従って、Sm)も「第1位置」より図15の上方向の位置に移動する。以下、FSm及びSmについて、この位置を「第3位置」と呼ぶ。
【0054】
図4から理解できるように、シフトパターン上において、5速セレクト位置と5速シフト完了位置との間の距離は、EV−2セレクト位置とEVシフト完了位置との間の距離よりも短い。このことに起因して、この「第3位置」は、「第1位置」と「第2位置」との中間に位置する。なお、FS1、及びFS2(従って、S1、及びS2)は共に「中立位置」に維持される。
【0055】
図14に示すように、この状態では、S3が、出力軸Aoに設けられた遊転ギヤG5oと係合する。この結果、入力軸Aiと出力軸Aoとの間で、「G5i及びG5o」を介してEGトルクについての「5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(G5oの歯数/G5iの歯数)(=「5速」)となる。
【0056】
他方、図14に示すように、Smが「第3位置」にあるとき、Smは、ハブHm及び遊転ギヤGmiの何れにも係合しない。即ち、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。以上、SLが5速シフト完了位置(図4の第3領域)にあるとき、M/Gを停止状態(MG軸Amの回転が停止した状態)に維持しながら、EGトルクのみを利用して車両が走行する状態(即ち、「EG走行」)を実現することができる(図14の太線を参照)。
【0057】
以上、SLが「EVシフト完了位置」にある場合(即ち、「低速走行用の変速段」が確立されている場合」)、入力・出力軸Ai,Ao間で動力伝達系統が確立されず、且つ、「MG減速比>1」の「OUT接続状態」が達成される。従って、大きなMG減速比を利用したEV走行が可能となる。また、SLが「2速〜4速シフト完了位置」の何れかにある場合(即ち、「中速走行用の変速段」が確立されている場合」)、入力・出力軸Ai,Ao間で動力伝達系統が確立され、且つ、「MG減速比=1」の「OUT接続状態」が達成される。従って、HV走行が可能となる。また、SLが「5速シフト完了位置」にある場合(即ち、「高速走行用の変速段」が確立されている場合」)、入力・出力軸Ai,Ao間で動力伝達系統が確立され、且つ、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、EG走行が可能となる。
【0058】
なお、シフトレバーSLが「2速〜5速のシフト完了位置」の何れかにある場合、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:2〜5)。このとき、MT減速比は(GNoの歯数/GNiの歯数)(=「N速」)となる(N:2〜5)。「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。
【0059】
以上、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)。また、M/Tは、MG軸Amと出力軸Aoとの接続状態を、「MG減速比>1」の接続状態、「MG減速比=1」の接続状態、及び、非接続状態の3つの状態に選択的に実現可能なMG接続切替機構M2を備えている。MG接続切替機構M2は、スリーブSm、切替シャフトFSm、ハブHm、ギヤGmi、Gm1、Gm2、Gmo等から構成される。
【0060】
(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。
【0061】
(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」又は「5速」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」〜「4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。
【0062】
(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、低速走行時(即ち、低速走行用の変速段(EV)が選択されているとき)、MG減速比が大きい値に設定される。従って、MGトルクが十分に増幅されて出力軸Ao(従って、駆動輪)に伝達されるため、M/Gを小型化することができる。
【0063】
加えて、高速走行時(即ち、高速走行用の変速段(5速)が選択されているとき)、MG軸Amと出力軸Aoとの間の動力伝達系統が分断される。従って、MG軸Amの高速回転に起因するM/Gの発熱が抑制され得る。即ち、M/Gを小型化でき、且つM/Gの高速回転に起因する発熱を抑制することができる。
【0064】
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。
【0065】
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。
【0066】
また、上記実施形態では、前記「電動機減速比」の「第1減速比」及び「第2減速比」(第1減速比>第2減速比)として、「第1減速比>1」、「第2減速比=1」が採用されているが、「第1減速比=A」、「第2減速比=B」(A>B>1、A>1>B、1>A>B)が採用されてもよい。
【符号の説明】
【0067】
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
【特許請求の範囲】
【請求項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確立する変速機変速機構(M1)と、
を備えた手動変速機であって、
前記複数の変速段のうち低速走行用の変速段(EV)が確立されている場合には、前記変速機の出力軸(Ao)と前記電動機の出力軸(Am)との間で動力伝達系統が確立されるとともに前記変速機の出力軸の回転速度に対する前記電動機の出力軸の回転速度の割合である電動機減速比が第1減速比に設定される第1状態を実現し、
前記複数の変速段のうち前記低速走行用の変速段より高速側の中速走行用の変速段(2速〜4速)が確立されている場合には、前記変速機の出力軸と前記電動機の出力軸との間で動力伝達系統が確立されるとともに前記電動機減速比が前記第1減速比より小さい第2減速比に設定される第2状態を実現し、
前記複数の変速段のうち前記中速走行用の変速段より高速側の高速走行用の変速段(5速)が確立されている場合には、前記変速機の出力軸と前記電動機の出力軸との間で動力伝達系統が確立されない第3状態を実現する、接続切替機構(M2)を備えた、手動変速機。
【請求項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、
前記低速走行用の変速段として、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変速段であって前記変速機の入力軸(Ai)と前記変速機の出力軸(Ao)との間で動力伝達系統が確立されない1つの電動機走行用変速段(EV)を有し、
前記中速走行用の変速段として、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変速段であって前記変速機の入力軸(Ai)と前記変速機の出力軸(Ao)との間で動力伝達系統が確立される1つ又は複数のハイブリッド走行用変速段(2速〜4速)を有し、
前記高速走行用の変速段として、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変速段であって前記変速機の入力軸(Ai)と前記変速機の出力軸(Ao)との間で動力伝達系統が確立され且つ前記変速機の出力軸の回転速度に対する前記変速機の入力軸の回転速度の割合である変速機減速比が前記中速走行用の変速段と比べて小さい1つのハイブリッド走行用変速段(5速)を有するように構成された、手動変速機。
【請求項3】
請求項2に記載の手動変速機において、
前記変速機変速機構は、
それぞれが前記変速機の入力軸又は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ハイブリッド走行用変速段(2速〜5速)のそれぞれに対応する複数の固定ギヤ(G2i、G3i、G4i、G5i)と、
それぞれが前記変速機の入力軸又は前記変速機の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、
それぞれが前記変速機の入力軸及び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前記シフトパターン上における前記車両の左右方向の操作である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前記シフトパターン上における前記車両の前後方向の操作である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前記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前記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第1インナレバー(IL1)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、
前記第1インナレバー(IL1)、及び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第2インナレバー(IL2)によって軸方向に押圧・移動される切替シャフトであって、その軸方向位置が第1位置にあるときに前記第2状態が実現され、その軸方向位置が第2位置にあるときに前記第1状態が実現され、その軸方向位置が第3位置にあるときに前記第3状態が実現される切替シャフト(FSm)を備え、
前記シフト操作部材が、前記シフトパターン上において前記低速走行用の変速段のシフト完了位置とは異なり且つ前記変速機の入力軸と出力軸との間で動力伝達系統が確立されないニュートラル位置、及び、前記中速走行用の変速段のシフト完了位置にあるときには、前記切替シャフトの軸方向位置が前記第1位置に維持され、
前記シフト操作によって前記シフト操作部材が前記ニュートラル位置から前記低速走行用の変速段のシフト完了位置に移動することによって、前記第1インナレバー(IL1)の押圧により前記切替シャフトの軸方向位置が前記第1位置から前記第2位置に移動し、
前記シフト操作によって前記シフト操作部材が前記ニュートラル位置から前記高速走行用の変速段のシフト完了位置に移動することによって、前記第2インナレバー(IL2)の押圧により前記切替シャフトの軸方向位置が前記第1位置から前記第3位置に移動するように構成された、手動変速機。
【請求項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、
前記複数のフォークシャフトのうちの1つである、前記中速走行用の変速段のうち前記変速機減速比が最も大きい特定変速段(2速)に対応するとともに前記切替シャフトと平行に配置された特定フォークシャフト(FS1)、及び、前記切替シャフト(FSm)のそれぞれに対して軸方向に相対移動可能に挿入された移動部材であって、前記シフト操作によって前記シフト操作部材が前記ニュートラル位置から前記低速走行用の変速段のシフト完了位置に移動することによって前記第1インナレバー(IL1)により軸方向の一方側に押圧・移動され、前記シフト操作によって前記シフト操作部材が前記ニュートラル位置から前記特定変速段のシフト完了位置に移動することによって前記第1インナレバー(IL1)により軸方向の他方側に押圧・移動され、前記シフト操作によって前記シフト操作部材が前記ニュートラル位置から前記高速走行用の変速段のシフト完了位置に移動することによって前記第2インナレバー(IL2)により軸方向の前記一方側に押圧・移動される移動部材(H1)と、
前記シフト操作部材が前記ニュートラル位置と前記低速走行用の変速段のシフト完了位置との間で移動する際、並びに、前記シフト操作部材が前記ニュートラル位置と前記高速走行用の変速段のシフト完了位置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し、前記シフト操作部材が前記ニュートラル位置と前記特定変速段のシフト完了位置との間で移動する際には前記移動部材を前記特定フォークシャフトと一体に連結する連結機構(SR、P、G1、Gm)と、
を備えた、手動変速機。
【請求項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確立する変速機変速機構(M1)と、
を備えた手動変速機であって、
前記複数の変速段のうち低速走行用の変速段(EV)が確立されている場合には、前記変速機の出力軸(Ao)と前記電動機の出力軸(Am)との間で動力伝達系統が確立されるとともに前記変速機の出力軸の回転速度に対する前記電動機の出力軸の回転速度の割合である電動機減速比が第1減速比に設定される第1状態を実現し、
前記複数の変速段のうち前記低速走行用の変速段より高速側の中速走行用の変速段(2速〜4速)が確立されている場合には、前記変速機の出力軸と前記電動機の出力軸との間で動力伝達系統が確立されるとともに前記電動機減速比が前記第1減速比より小さい第2減速比に設定される第2状態を実現し、
前記複数の変速段のうち前記中速走行用の変速段より高速側の高速走行用の変速段(5速)が確立されている場合には、前記変速機の出力軸と前記電動機の出力軸との間で動力伝達系統が確立されない第3状態を実現する、接続切替機構(M2)を備えた、手動変速機。
【請求項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、
前記低速走行用の変速段として、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変速段であって前記変速機の入力軸(Ai)と前記変速機の出力軸(Ao)との間で動力伝達系統が確立されない1つの電動機走行用変速段(EV)を有し、
前記中速走行用の変速段として、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変速段であって前記変速機の入力軸(Ai)と前記変速機の出力軸(Ao)との間で動力伝達系統が確立される1つ又は複数のハイブリッド走行用変速段(2速〜4速)を有し、
前記高速走行用の変速段として、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変速段であって前記変速機の入力軸(Ai)と前記変速機の出力軸(Ao)との間で動力伝達系統が確立され且つ前記変速機の出力軸の回転速度に対する前記変速機の入力軸の回転速度の割合である変速機減速比が前記中速走行用の変速段と比べて小さい1つのハイブリッド走行用変速段(5速)を有するように構成された、手動変速機。
【請求項3】
請求項2に記載の手動変速機において、
前記変速機変速機構は、
それぞれが前記変速機の入力軸又は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ハイブリッド走行用変速段(2速〜5速)のそれぞれに対応する複数の固定ギヤ(G2i、G3i、G4i、G5i)と、
それぞれが前記変速機の入力軸又は前記変速機の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、
それぞれが前記変速機の入力軸及び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前記シフトパターン上における前記車両の左右方向の操作である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前記シフトパターン上における前記車両の前後方向の操作である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前記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前記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第1インナレバー(IL1)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、
前記第1インナレバー(IL1)、及び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第2インナレバー(IL2)によって軸方向に押圧・移動される切替シャフトであって、その軸方向位置が第1位置にあるときに前記第2状態が実現され、その軸方向位置が第2位置にあるときに前記第1状態が実現され、その軸方向位置が第3位置にあるときに前記第3状態が実現される切替シャフト(FSm)を備え、
前記シフト操作部材が、前記シフトパターン上において前記低速走行用の変速段のシフト完了位置とは異なり且つ前記変速機の入力軸と出力軸との間で動力伝達系統が確立されないニュートラル位置、及び、前記中速走行用の変速段のシフト完了位置にあるときには、前記切替シャフトの軸方向位置が前記第1位置に維持され、
前記シフト操作によって前記シフト操作部材が前記ニュートラル位置から前記低速走行用の変速段のシフト完了位置に移動することによって、前記第1インナレバー(IL1)の押圧により前記切替シャフトの軸方向位置が前記第1位置から前記第2位置に移動し、
前記シフト操作によって前記シフト操作部材が前記ニュートラル位置から前記高速走行用の変速段のシフト完了位置に移動することによって、前記第2インナレバー(IL2)の押圧により前記切替シャフトの軸方向位置が前記第1位置から前記第3位置に移動するように構成された、手動変速機。
【請求項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、
前記複数のフォークシャフトのうちの1つである、前記中速走行用の変速段のうち前記変速機減速比が最も大きい特定変速段(2速)に対応するとともに前記切替シャフトと平行に配置された特定フォークシャフト(FS1)、及び、前記切替シャフト(FSm)のそれぞれに対して軸方向に相対移動可能に挿入された移動部材であって、前記シフト操作によって前記シフト操作部材が前記ニュートラル位置から前記低速走行用の変速段のシフト完了位置に移動することによって前記第1インナレバー(IL1)により軸方向の一方側に押圧・移動され、前記シフト操作によって前記シフト操作部材が前記ニュートラル位置から前記特定変速段のシフト完了位置に移動することによって前記第1インナレバー(IL1)により軸方向の他方側に押圧・移動され、前記シフト操作によって前記シフト操作部材が前記ニュートラル位置から前記高速走行用の変速段のシフト完了位置に移動することによって前記第2インナレバー(IL2)により軸方向の前記一方側に押圧・移動される移動部材(H1)と、
前記シフト操作部材が前記ニュートラル位置と前記低速走行用の変速段のシフト完了位置との間で移動する際、並びに、前記シフト操作部材が前記ニュートラル位置と前記高速走行用の変速段のシフト完了位置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し、前記シフト操作部材が前記ニュートラル位置と前記特定変速段のシフト完了位置との間で移動する際には前記移動部材を前記特定フォークシャフトと一体に連結する連結機構(SR、P、G1、Gm)と、
を備えた、手動変速機。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図2】
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【図11】
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【図15】
【図16】
【公開番号】特開2012−246935(P2012−246935A)
【公開日】平成24年12月13日(2012.12.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−116491(P2011−116491)
【出願日】平成23年5月25日(2011.5.25)
【出願人】(592058315)アイシン・エーアイ株式会社 (490)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年12月13日(2012.12.13)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年5月25日(2011.5.25)
【出願人】(592058315)アイシン・エーアイ株式会社 (490)
【Fターム(参考)】
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