手動変速機

【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、入力軸Ａｉ、出力軸Ａｏ、及びＭＧ軸Ａｍを備える。この変速機は、動力伝達系統がＡｉ−Ａｏ間で確立されずＡｍ−Ａｏ間で確立されるＥＶ走行用の変速段（ＥＶ）と、動力伝達系統がＡｉ−Ａｏ間及びＡｍ−Ａｏ間で確立されるＨＶ走行用の複数の変速段（２速〜６速）を有する。Ａｏ，ＡｍにそれぞれスリーブＳ１、Ｓｍが設けられる。Ｓ１はシフトレバーＳＬの位置に応じて移動する。Ｓｍは連結機構ＷによってＳ１と機械的に連結されてＳ１と連動する。「ＥＶ」選択時、Ｓ１，Ｓｍが共に第１位置（左側）に移動してＥＶ走行が実現する。「２速」選択時、Ｓ１，Ｓｍが共に第２位置（右側）に移動してＨＶ走行（２速）が実現する。「３速」〜「６速」選択時、Ｓ１，Ｓｍが共に第３位置（中央）に移動してＨＶ走行（３速〜６速）が実現する。

【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】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
このためには、手動変速機の変速段として、ＨＶ走行用の「変速機の入力軸と変速機の出力軸との間で動力伝達系統が確立され且つ電動機の出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る変速段」（以下、「ＨＶ走行変速段」と呼ぶ）に加えて、ＥＶ走行用の「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ず且つ電動機の出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る変速段」（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。
【０００８】
以下、内燃機関から動力が入力される入力軸と、車両の駆動輪へ動力を出力する出力軸と、電動機から動力が入力される電動機軸とを備え、複数の「ＨＶ走行変速段」に加えて「ＥＶ走行変速段」が設けられた手動変速機を想定する。この手動変速機では、シフトレバーをＥＶ走行変速段に対応するシフト位置に移動することによってＥＶ走行変速段が選択・実現され、シフトレバーを複数のＨＶ走行変速段に対応するそれぞれのシフト位置に移動することによって複数のＨＶ走行変速段のうち対応する変速段がそれぞれ選択・実現される。
【０００９】
本発明の目的は、このように入力軸と出力軸と電動機軸とを備え、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。
【００１０】
本発明による手動変速機は、入力軸と出力軸と電動機軸とを備え、且つ、複数の「ＨＶ走行変速段」と「ＥＶ走行変速段」とを備える。本発明による手動変速機は、「前記出力軸と一体回転する第１ハブ（Ｈ１）に相対回転不能且つ軸方向に相対移動可能に嵌合され前記シフト操作部材の位置に応じて移動する第１スリーブ（Ｓ１）」と、「前記電動機軸と一体回転する第２ハブ（Ｈｍ）に相対回転不能且つ軸方向に相対移動可能に嵌合されて前記シフト操作部材の位置に応じて移動する第２スリーブ（Ｓｍ）」と、を備える。
【００１１】
第１スリーブ（Ｓ１）は、前記入力軸又は前記電動機軸と一体回転する固定ギヤ（Ｇ２ｉ，Ｇｅｖｉ）と常時噛合するとともに前記出力軸に相対回転可能に設けられた少なくとも１つの遊転ギヤ（Ｇ２ｏ，Ｇｅｖｏ）を前記出力軸に対して相対回転不能に固定するために前記遊転ギヤと係合可能となっている。第２スリーブ（Ｓｍ）は、前記出力軸と一体回転する固定ギヤ（Ｇｈｖｏ）と常時噛合するとともに前記電動機軸に相対回転可能に設けられた少なくとも１つの遊転ギヤ（Ｇｈｖｉ）を前記電動機軸に対して相対回転不能に固定するために前記遊転ギヤと係合可能となっている。
【００１２】
本発明による手動変速機は、前記第１、第２スリーブの他にも、それぞれが「前記入力軸及び出力軸のうち対応する軸」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て前記シフト操作部材の位置に応じて移動する１つ又は複数のスリーブを備える。前記１つ又は複数のスリーブはそれぞれ、「前記入力軸及び出力軸のうち対応しない軸」と一体回転する固定ギヤと常時噛合するとともに「前記対応する軸」に相対回転可能に設けられた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遊転ギヤと係合可能となっている。
【００１３】
本発明による手動変速機の特徴は以下の点にある。即ち、前記第１、第２スリーブを機械的に連結して前記シフト操作部材の位置に応じて前記第１、第２スリーブを連動させる連結機構（Ｗ）が備えられる。そして、前記シフト操作部材がＥＶ走行変速段に対応するシフト位置にあるときに前記第１、第２スリーブが軸方向におけるそれぞれの第１位置に移動してＥＶ走行変速段が実現され、前記シフト操作部材が複数のＨＶ走行変速段のうちの１つである特定変速段に対応するシフト位置にあるときに前記第１、第２スリーブが軸方向におけるそれぞれの第２位置に移動して前記特定変速段が実現され、前記シフト操作部材が前記複数のＨＶ走行変速段のうちの前記特定変速段以外のＨＶ走行変速段に対応するシフト位置にあるときに前記第１、第２スリーブが軸方向におけるそれぞれの第３位置に移動して前記特定変速段以外のＨＶ走行変速段が実現される。ここで、前記特定変速段は、前記複数のＨＶ走行変速段（２速〜６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。
【００１４】
上記構成によれば、連結機構の存在により、（前記第１、第２スリーブ以外の１つ又は複数のスリーブに加えて）第１、第２スリーブのうちの一方のみをシフト操作部材の位置に応じて直接的に駆動することによって、第１、第２スリーブのうちの他方もシフト操作部材の位置に応じて間接的に駆動され得る。この結果、シフト操作部材の位置に応じて第１、第２スリーブを上記のように連動させるために、それぞれに専用のシフト操作部材やアクチュエータ等を個別に設ける必要がない。従って、手動変速機をコンパクトに設計することができる。
【００１５】
上記本発明による手動変速機においては、前記出力軸の回転速度に対する前記電動機軸の回転速度の割合は、前記第１、第２スリーブがそれぞれの前記第２、第３位置にあるときより前記第１、第２スリーブがそれぞれの前記第１位置にあるときの方が大きいことが好適である。
【００１６】
これによれば、ＥＶ走行変速段が選択されているとき、電動機駆動トルクの増幅度合いが大きくなる。従って、比較的低速のＥＶ走行時にて電動機駆動トルクに基づく大きな駆動トルクを獲得することができる。この結果、電動機を小型化できる。加えて、ＨＶ走行変速段（特定変速段を含む）が選択されているとき、車速に対する電動機の出力軸の回転速度を小さめにすることができる。従って、比較的高速のＨＶ走行時にて電動機の出力軸の回転速度をエネルギー効率の良好な回転速度範囲内に抑えることができる。この結果、ＨＶ走行時においてエネルギー効率を良好に維持できる。また、このように「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を変更する変速機構」を備えた手動変速機をコンパクトに設計することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【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模式図である。
【図３】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４】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５】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６】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７】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８】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９】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１０】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１１】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１２】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１３】６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１４】６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１５】本発明の実施形態の変形例に係る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。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
（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。
【００２０】
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。ＭＧ軸Ａｍ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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
（Ｍ／Ｔの構成）
以下、Ｍ／Ｔの構成の詳細について説明する。図１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（シフト位置）として、前進用の６つの変速段（ＥＶ、２速〜６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走行用の変速段であり、「２速」〜「６速」はそれぞれ上述したＨＶ走行用の変速段である。なお、本例では、ＥＶ走行用の変速段として「２速」〜「６速」が設定されているが、「２速」〜「４速」、「２速」〜「５速」等、「２速」以上の複数の変速段が設定されていればよい。
【００２７】
Ｍ／Ｔは、スリーブＳ１、Ｓ２、Ｓ３、及びＳｍを備える。Ｓ１は、出力軸Ａｏと一体回転するハブＨ１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」用のスリーブである。Ｓ２は、入力軸Ａｉと一体回転するハブＨ２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「３速−４速」用のスリーブである。Ｓ３は、入力軸Ａｉと一体回転するハブＨ３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「５速−６速」用のスリーブである。Ｓｍは、ＭＧ軸Ａｍと一体回転するハブＨｍ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−ＨＶ切替」用のスリーブである。
【００２８】
図２に示すように、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ＦＳｍと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では左右方向）に駆動される。図２では、Ｓ＆Ｓシャフトとして、シフトレバーＳＬのセレクト操作（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レバーＳＬのシフト操作（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、ＳＬのセレクト操作によって軸中心に回動し且つＳＬの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。
【００２９】
フォークシャフトＦＳｍは、連結機構ＷによってフォークシャフトＦＳ１と機械的に連結されている。これにより、ＦＳｍは、ＦＳ１と一体で（従って、ＳｍはＳ１と一体で）軸方向（図２では上下方向、図１では左右方向）に移動するように構成されている。
【００３０】
以下、特に、スリーブＳ１及びＳｍの周辺について詳述する。出力軸Ａｏには、軸方向の一方向側（図１において左側）から順に、「ＥＶ」用の遊転ギヤＧｅｖｏと、ハブＨ１と、「２速」用の遊転ギヤＧ２ｏと、ＭＧトルク伝達用の固定ギヤＧｈｖｏと、が設けられている。遊転ギヤＧ２ｏは、入力軸Ａｉに固定された「２速」用の固定ギヤＧ２ｉと常時噛合している。
【００３１】
ＭＧ軸には、軸方向の一方向側（図１において左側）から順に、「ＥＶ」用の固定ギヤＧｅｖｉと、ハブＨｍと、ＭＧトルク伝達用の遊転ギヤＧｈｖｉと、が設けられている。固定ギヤＧｅｖｉは、上記遊転ギヤＧｅｖｏと常時噛合し、遊転ギヤＧｈｖｉは、上記固定ギヤＧｈｖｏと常時噛合している。
【００３２】
図１、２に示すように、シフトレバーＳＬが「Ｎ」位置にある状態では、スリーブＳ１、Ｓ２、Ｓ３、及びＳｍ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。一方、Ｓｍは、遊転ギヤＧｈｖｉのみと係合し、遊転ギヤＧｈｖｉをＭＧ軸Ａｍに対して相対回転不能に固定している。
【００３３】
図３、４に示すように、シフトレバーＳＬが「Ｎ」位置から「ＥＶ」位置に移動すると、Ｓ＆ＳシャフトのＩＬがＦＳ１に固定された「Ｒ
ＥＶ」用ヘッドを「ＥＶ」方向（図４では上方向）に駆動することによって、ＦＳ１、及びＦＳ１と一体のＦＳｍ（従って、Ｓ１及びＳｍ）のみが（図４では上方向、図３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」（前記「第３位置」）から「ＥＶ位置」（前記「第１位置」）に移動し、スリーブＳｍが「中立位置」（前記「第３位置」）から「ＥＶ位置」（前記「第１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。
【００３４】
この状態では、Ｓ１は、遊転ギヤＧｅｖｏのみと係合し、遊転ギヤＧｅｖｏを出力軸Ａｏに対して相対回転不能に固定している。また、Ｓｍは、遊転ギヤＧｈｖｉと係合していない。この結果、図３に太い実線で示すように、ＭＧ軸Ａｍと出力軸Ａｏとの間で、Ｇｅｖｉ及びＧｅｖｏを介して「ＥＶ」に対応する動力伝達系統が確立される。一方、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。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。
【００３５】
図５、６に示すように、シフトレバーＳＬが「Ｎ」位置から「２速」位置に移動すると、Ｓ＆ＳシャフトのＩＬがＦＳ１に固定された「２速」用ヘッドを「２速」方向（図６では下方向）に駆動することによって、ＦＳ１、及びＦＳ１と一体のＦＳｍ（従って、Ｓ１及びＳｍ）のみが（図６では下方向、図５では右方向）に駆動される。この結果、スリーブＳ１が「２速位置」（前記「第２位置」）に移動し、スリーブＳｍが「ＨＶ位置」（前記「第２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。
【００３６】
この状態では、Ｓ１は、遊転ギヤＧ２ｏのみと係合し、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、Ｓｍは、遊転ギヤＧｈｖｉと係合し、遊転ギヤＧｈｖｉをＭＧ軸Ａｍに対して相対回転不能に固定している。この結果、図５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」に対応する動力伝達系統が確立される。加えて、ＭＧ軸Ａｍと出力軸Ａｏとの間で、Ｇｈｖｉ及びＧｈｖｏを介して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。
【００３７】
図７、８に示すように、シフトレバーＳＬが「Ｎ」位置から「３速」位置に移動すると、Ｓ＆ＳシャフトのＩＬがＦＳ２に固定された「３速」用ヘッドを「３速」方向（図８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８では上方向、図７では左方向）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、及びＳｍはそれぞれ「中立位置」にある。
【００３８】
この状態では、Ｓ２は、遊転ギヤＧ３ｉのみと係合している。また、「中立位置」にあるＳｍは、上述のように遊転ギヤＧｈｖｉと係合している。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、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。加えて、ＭＧ軸Ａｍと出力軸Ａｏとの間で、Ｇｈｖｉ及びＧｈｖｏを介して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。
【００３９】
以下、図９〜図１４に示すように、シフトレバーＳＬが「４速」〜「６速」の何れかにある場合も、「２速」の場合と同様、上記「ＨＶ走行」が実現される。即ち、「４速」、「５速」、「６速」ではそれぞれ、入力軸Ａｉと出力軸Ａｏとの間で、「Ｇ４ｉ及びＧ４ｏ」、「Ｇ５ｉ及びＧ５ｏ」、「Ｇ６ｉ及びＧ６ｏ」を介して、「４速」、「５速」、「６速」に対応する動力伝達系統が確立される。加えて、「４速」、「５速」、「６速」の何れでも、「２速」及び「３速」と同様、ＭＧ軸Ａｍと出力軸Ａｏとの間で、Ｇｈｖｉ及びＧｈｖｏを介して動力伝達系統が確立される。
【００４０】
以上、本例では、「ＥＶ」のみがＥＶ走行用の変速段であり、「２速」〜「６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「６速」に向けてＭＴ減速比（ＧＮｏの歯数／ＧＮｉの歯数）（Ｎ：２〜６）が次第に小さくなっていく。
【００４１】
ＭＧトルクの伝達系統は、「ＥＶ」選択時のみＧｅｖｉ及びＧｅｖｏを介して確立され、それ以外の「２速」〜「６速」選択時では、Ｇｈｖｉ及びＧｈｖｏを介して確立される。ここで、「Ａｏの回転速度に対するＡｍの回転速度の割合」を「ＭＧ減速比」と呼ぶものとすると、「ＥＶ」を発進用の「１速」に実質的に対応させるため、「ＥＶ」選択時のＭＧ減速比（Ｇｅｖｏの歯数／Ｇｅｖｉの歯数）が大きい値に設定されている。一方、「２速」〜「６速」選択時のＭＧ減速比（Ｇｈｖｏの歯数／Ｇｈｖｉの歯数）が小さい値に設定されている。換言すれば、このＭ／Ｔは、ＭＧ減速比の変速機構を備えているといえる。
【００４２】
なお、上記の例では、スリーブＳ１〜Ｓ３の位置は、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Ｓｍは、連結機構によって、スリーブＳ１と機械的に連結され、スリーブＳ１と一体で連動するように構成される。
【００４３】
（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、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」〜「６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。
【００４４】
（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、ＨＶ走行用の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。
【００４５】
（作用・効果）
上記のように、「ＭＧ減速比の変速機構」を備えた本発明の実施形態に係る手動変速機Ｍ／Ｔでは、フォークシャフトＦＳｍが、連結機構ＷによってフォークシャフトＦＳ１と機械的に連結されている。従って、スリーブＳ１，ＳｍのうちのＳ１のみをシフトレバーＳＬの位置に応じて直接的に駆動することによって、ＳｍもシフトレバーＳＬの位置に応じて間接的に駆動され得る。この結果、シフトレバーＳＬの位置に応じてスリーブＳ１、Ｓｍを上記のように連動させるために、それぞれに専用のシフトレバーやアクチュエータ等を個別に設ける必要がない。従って、「ＭＧ減速比の変速機構」を備えた手動変速機Ｍ／Ｔをコンパクトに設計することができる。
【００４６】
加えて、「ＥＶ」を発進用の「１速」に実質的に対応させるため、「ＥＶ」選択時のＭＧ減速比が大きい値に設定されている。この結果、比較的低速のＥＶ走行時にてＭＧトルクに基づく大きな駆動トルクを獲得することができる。この結果、Ｍ／Ｇを小型化できる。一方、ＨＶ走行用の変速段（「２速」〜「６速」）の選択時のＭＧ減速比が小さい値に設定されている。この結果、ＨＶ走行用の変速段が選択されているとき、車速に対するＭＧ軸Ａｍの回転速度を小さめにすることができる。従って、比較的高速のＨＶ走行時にてＭＧ軸Ａｍの回転速度をエネルギー効率の良好な範囲内に抑えることができる。この結果、ＨＶ走行時においてエネルギー効率を良好に維持できる。
【００４７】
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、Ｓｍ（前記「第１、第２スリーブ」）以外のスリーブＳ２、Ｓ３（及び対応するそれぞれの遊転ギヤ）が共に入力軸Ａｉに設けられているが、スリーブＳ２、Ｓ３（及び対応するそれぞれの遊転ギヤ）が共に出力軸Ａｏに設けられていてもよい。また、スリーブＳ２、Ｓ３のうちの一方（及び対応する遊転ギヤ）が出力軸Ａｏに他方（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。
【００４８】
また、上記実施形態では、ＦＳ１、ＦＳ２、及びＦＳ３がＳ＆ＳシャフトのインナレバーＩＬにより駆動され且つＦＳ１とＦＳｍとが連結機構Ｗで一体化されることによって、スリーブＳ１，ＳｍのうちのＳ１のみがシフトレバーＳＬの位置に応じて直接的に駆動され且つＳｍがシフトレバーＳＬの位置に応じて間接的に駆動されている。これに対し、ＦＳ２、ＦＳ３、及びＦＳｍがＳ＆ＳシャフトのインナレバーＩＬにより駆動され且つＦＳ１とＦＳｍとが連結機構Ｗで一体化されることによって、スリーブＳ１，ＳｍのうちのＳｍのみがシフトレバーＳＬの位置に応じて直接的に駆動され且つＳ１がシフトレバーＳＬの位置に応じて間接的に駆動されてもよい。
【００４９】
また、上記実施形態では、スリーブＳ１（前記「第１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「第１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」〜「６速」の何れか）が切り替えられるように構成されてもよい。
【００５０】
また、上記実施形態では、「ＥＶ」選択時においてＭＧトルクの伝達系統の一部となるギヤＧｅｖｉ，Ｇｅｖｏについて、ＧｅｖｉがＭＧ軸Ａｍに固定された固定ギヤであり且つＧｅｖｏが出力軸Ａｏに対して相対回転可能な遊転ギヤとなっているが、図１５に示すように、ＧｅｖｉがＭＧ軸Ａｍに対して相対回転可能な遊転ギヤであり且つＧｅｖｏが出力軸Ａｏに固定された固定ギヤとなっていてもよい。この場合、スリーブＳｍは、「ＥＶ位置」（前記「第１位置」）にて遊転ギヤＧｅｖｉのみと係合し、「ＨＶ位置」（前記「第２位置」）及び「中立位置」（前記「第３位置」）にて遊転ギヤＧｈｖｉのみと係合するように構成される。
【符号の説明】
【００５１】
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、運転者により操作されるシフト操作部材（ＳＬ）のシフト位置に応じて複数の変速段のうちの１つが選択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、
前記電動機から動力が入力される電動機軸（Ａｍ）と、
を備え、
前記シフト操作部材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ず且つ前記電動機軸と前記出力軸との間で動力伝達系統が確立される電動機走行変速段（ＥＶ）に対応するシフト位置に移動することによって前記電動機走行変速段が選択・実現され、前記シフト操作部材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且つ前記電動機軸と前記出力軸との間で動力伝達系統が確立される複数のハイブリッド走行変速段に対応するそれぞれのシフト位置に移動することにより前記複数のハイブリッド走行変速段（２速以上）のうち対応する変速段がそれぞれ選択・実現されるように構成された手動変速機であり、
前記出力軸と一体回転する第１ハブ（Ｈ１）に相対回転不能且つ軸方向に相対移動可能に嵌合されて前記シフト操作部材の位置に応じて移動する第１スリーブ（Ｓ１）であって、前記入力軸又は前記電動機軸と一体回転する固定ギヤ（Ｇ２ｉ，Ｇｅｖｉ）と常時噛合するとともに前記出力軸に相対回転可能に設けられた少なくとも１つの遊転ギヤ（Ｇ２ｏ，Ｇｅｖｏ）を前記出力軸に対して相対回転不能に固定するために前記遊転ギヤと係合可能な第１スリーブ（Ｓ１）と、
前記電動機軸と一体回転する第２ハブ（Ｈｍ）に相対回転不能且つ軸方向に相対移動可能に嵌合されて前記シフト操作部材の位置に応じて移動する第２スリーブ（Ｓｍ）であって、前記出力軸と一体回転する固定ギヤ（Ｇｈｖｏ）と常時噛合するとともに前記電動機軸に相対回転可能に設けられた少なくとも１つの遊転ギヤ（Ｇｈｖｉ）を前記電動機軸に対して相対回転不能に固定するために前記遊転ギヤと係合可能な第２スリーブ（Ｓｍ）と、
前記第１、第２スリーブを機械的に連結して前記シフト操作部材の位置に応じて前記第１、第２スリーブを連動させる連結機構（Ｗ）と、
を備え、
前記シフト操作部材が前記電動機走行変速段に対応するシフト位置にあるときに前記第１、第２スリーブが軸方向におけるそれぞれの第１位置（ＥＶ位置、ＥＶ位置）に移動して前記電動機走行変速段が実現され、前記シフト操作部材が前記複数のハイブリッド走行変速段のうちの１つである特定変速段に対応するシフト位置にあるときに前記第１、第２スリーブが軸方向におけるそれぞれの第２位置（２速位置、ＨＶ位置）に移動して前記特定変速段が実現され、前記シフト操作部材が前記複数のハイブリッド走行変速段のうちの前記特定変速段以外のハイブリッド走行変速段に対応するシフト位置にあるときに前記第１、第２スリーブが軸方向におけるそれぞれの第３位置（中立位置、中立位置）に移動して前記特定変速段以外のハイブリッド走行変速段が実現されるように構成された、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、
前記特定変速段は、前記複数のハイブリッド走行変速段（２速以上）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、手動変速機。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の手動変速機において、
前記出力軸の回転速度に対する前記電動機軸の回転速度の割合は、前記第１、第２スリーブがそれぞれの前記第２位置及び前記第３位置にあるときより前記第１、第２スリーブがそれぞれの前記第１位置にあるときの方が大きい、手動変速機。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の手動変速機において、
前記出力軸には、軸方向の一方向側から順に、前記出力軸に対して相対回転可能な前記電動機走行変速段用の遊転ギヤ（Ｇｅｖｏ）と、前記第１ハブ（Ｈ１）と、前記入力軸と一体回転する前記特定変速段用の固定ギヤ（Ｇ２ｉ）と常時噛合するとともに前記出力軸に対して相対回転可能な前記特定変速段用の遊転ギヤ（Ｇ２ｏ）と、前記出力軸と一体回転する前記電動機の動力伝達用の固定ギヤ（Ｇｈｖｏ）と、が設けられ、
前記電動機軸には、軸方向の前記一方向側から順に、前記電動機走行変速段用の遊転ギヤ（Ｇｅｖｏ）と常時噛合するとともに前記電動機軸と一体回転する前記電動機走行変速段用の固定ギヤ（Ｇｅｖｉ）と、前記第２ハブ（Ｈｍ）と、前記電動機の動力伝達用の固定ギヤ（Ｇｈｖｏ）と常時噛合するとともに前記電動機軸に対して相対回転可能な前記電動機の動力伝達用の遊転ギヤ（Ｇｈｖｉ）と、が設けられ、
前記第１、第２スリーブがそれぞれの前記第１位置にあるとき、前記第１スリーブ（Ｓ１）が前記電動機走行変速段用の遊転ギヤ（Ｇｅｖｏ）と係合するとともに前記特定変速段用の遊転ギヤ（Ｇ２ｏ）と係合せず、且つ、前記第２スリーブ（Ｓｍ）が前記電動機の動力伝達用の遊転ギヤ（Ｇｈｖｉ）と係合せず、
前記第１、第２スリーブがそれぞれの前記第２位置にあるとき、前記第１スリーブ（Ｓ１）が前記特定変速段用の遊転ギヤ（Ｇ２ｏ）と係合するとともに前記電動機走行変速段用の遊転ギヤ（Ｇｅｖｏ）と係合せず、且つ、前記第２スリーブ（Ｓｍ）が前記電動機の動力伝達用の遊転ギヤ（Ｇｈｖｉ）と係合し、
前記第１、第２スリーブがそれぞれの前記第３位置にあるとき、前記第１スリーブ（Ｓ１）が前記電動機走行変速段用の遊転ギヤ（Ｇｅｖｏ）と係合しないとともに前記特定変速段用の遊転ギヤ（Ｇ２ｏ）と係合せず、且つ、前記第２スリーブ（Ｓｍ）が前記電動機の動力伝達用の遊転ギヤ（Ｇｈｖｉ）と係合する、手動変速機。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の手動変速機において、
前記出力軸には、軸方向の一方向側から順に、前記出力軸と一体回転する前記電動機走行変速段用の固定ギヤ（Ｇｅｖｏ）と、前記第１ハブ（Ｈ１）と、前記入力軸と一体回転する前記特定変速段用の固定ギヤ（Ｇ２ｉ）と常時噛合するとともに前記出力軸に対して相対回転可能な前記特定変速段用の遊転ギヤ（Ｇ２ｏ）と、前記出力軸と一体回転する前記電動機の動力伝達用の固定ギヤ（Ｇｈｖｏ）と、が設けられ、
前記電動機軸には、軸方向の前記一方向側から順に、前記電動機走行変速段用の固定ギヤ（Ｇｅｖｏ）と常時噛合するとともに前記電動機軸に対して相対回転可能な前記電動機走行変速段用の遊転ギヤ（Ｇｅｖｉ）と、前記第２ハブ（Ｈｍ）と、前記電動機の動力伝達用の固定ギヤ（Ｇｈｖｏ）と常時噛合するとともに前記電動機軸に対して相対回転可能な前記電動機の動力伝達用の遊転ギヤ（Ｇｈｖｉ）と、が設けられ、
前記第１、第２スリーブがそれぞれの前記第１位置にあるとき、前記第１スリーブ（Ｓ１）が前記特定変速段用の遊転ギヤ（Ｇ２ｏ）と係合せず、且つ、前記第２スリーブ（Ｓｍ）が前記電動機走行変速段用の遊転ギヤ（Ｇｅｖｉ）と係合するとともに前記電動機の動力伝達用の遊転ギヤ（Ｇｈｖｉ）と係合せず、
前記第１、第２スリーブがそれぞれの前記第２位置にあるとき、前記第１スリーブ（Ｓ１）が前記特定変速段用の遊転ギヤ（Ｇ２ｏ）と係合し、且つ、前記第２スリーブ（Ｓｍ）が前記電動機の動力伝達用の遊転ギヤ（Ｇｈｖｉ）と係合するとともに前記電動機走行変速段用の遊転ギヤ（Ｇｅｖｉ）と係合せず、
前記第１、第２スリーブがそれぞれの前記第３位置にあるとき、前記第１スリーブ（Ｓ１）が前記特定変速段用の遊転ギヤ（Ｇ２ｏ）と係合せず、且つ、前記第２スリーブ（Ｓｍ）が前記電動機の動力伝達用の遊転ギヤ（Ｇｈｖｉ）と係合するとともに前記電動機走行変速段用の遊転ギヤ（Ｇｅｖｉ）と係合しない、手動変速機。

【図１】