JP2013018425A - 手動変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】「ＨＶ走行用変速段」と「ＥＶ走行用変速段」とを備えたＨＶ−ＭＴ車用の手動変速機であって、シフト操作部材の操作の際に通常のＭＴ車両に慣れ親しんだ運転者に違和感を与える恐れのないものを提供すること。
【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、電動機Ｍ／Ｇから動力が入力される出力軸Ａｏ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ＥＶ走行用の複数の変速段（ＥＶ、ＥＶ−Ｒ）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。Ｈ型のシフトパターン上にて、前進用のＥＶ走行用変速段のシフト完了位置（ＥＶ）が最も左側のシフトラインの前端部に配置され、後進用のＥＶ走行用変速段のシフト完了位置（ＥＶ−Ｒ）が最も右側のシフトラインの後端部に配置される。
【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走行用変速段」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２０１１−１５４４４７号を参照）。この出願では、シフトパターン上において、ＥＶ走行用変速段として前進用のＥＶ走行用変速段（前方発進用の１速に相当）と、後進用のＥＶ走行用変速段（後方発進用の変速段に相当）とを備える手動変速機が開示されている。この構成によれば、ＥＶ走行を利用した前方発進及び後方発進が可能となる。これに伴い、前進用の１速用のギヤ対（具体的には、常時噛合する１速用の固定ギヤ及び１速用の遊転ギヤの組み合わせ）と、後進用のギヤ対（具体的には、後進用の固定ギヤ、後進用の遊転ギヤ、及びアイドルギヤ等の組み合わせ）とが廃止され得る。従って、変速機全体をよりコンパクト化することができる。

手動変速機と摩擦クラッチとを備えた通常のＭＴ車両（ハイブリッド車両ではない）では、前記Ｈ型のシフトパターン上において、前方発進用の１速のシフト完了位置が車両左右方向の最も左側に位置するシフトラインの前端部に配置される一方で、後方発進用のＲ（リバース）のシフト完了位置が車両左右方向の最も右側に位置するシフトラインの後端部に配置される場合が多い。

これに対し、前記出願に開示された構成では、単一のセレクトラインと複数のシフトラインを備えた所謂Ｈ型のシフトパターン上において、前進用及び後進用のＥＶ走行シフト完了位置が車両左右方向の最も左側に位置するシフトラインの前端部及び後端部にそれぞれ配置されている。このように、少なくとも後方発進用の変速段のシフト完了位置が前記通常のＭＴ車両における位置とは異なる。従って、この出願に開示された構成では、シフトレバーの操作の際、前記通常のＭＴ車両に慣れ親しんだ運転者に違和感を与える恐れがあった。

本発明は、係る問題を解決するためになされたものであり、その目的は、「ＨＶ走行用変速段」と「ＥＶ走行用変速段」とを備えた手動変速機であって、シフト操作部材の操作の際に前記通常のＭＴ車両に慣れ親しんだ運転者に違和感を与える恐れのな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、ＨＶ−ＭＴ車において、前記Ｈ型のシフトパターン上において、前進用の「ＥＶ走行用変速段」（前方発進用の１速に相当）のシフト完了位置が車両左右方向の最も左側に位置するシフトラインの前端部に配置される一方で、後進用の「ＥＶ走行用変速段」（後方発進用の変速段に相当）のシフト完了位置が車両左右方向の最も右側に位置するシフトラインの後端部に配置されたことにある。

これによれば、シフトパターン上において、少なくとも前方発進用及び後方発進用の変速段のシフト完了位置が前記通常のＭＴ車両における位置と一致する。従って、シフト操作部材の操作の際、前記通常のＭＴ車両に慣れ親しんだ運転者に違和感を与える恐れがない。

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。 ＥＶ−Ｒ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−Ｒ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速から３速への斜めシフトが実行される状態における図２に対応する図である。 ３速から２速への斜めシフトが実行される状態における図２に対応する図である。 ４速から５速への斜めシフトが実行される状態における図２に対応する図である。 ５速から４速への斜めシフトが実行される状態における図２に対応する図である。 セレクト支持用のアームが設けられた場合における図１９に対応する図である。 セレクト支持用のアームが設けられた場合における図１６に対応する図である。 シフトパターンの他の例を示した図４に対応する図である。 図２３に示した例における図２に対応する図である。 シフトパターンの他の例を示した図４に対応する図である。 図２５に示した例における図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、Ｍ／Ｇから動力が入力されるとともに車両の駆動輪へ動力を出力する出力軸Ａｏと、を備える。入力軸Ａｉ及び出力軸Ａｏは互いに平行に配置されている。出力軸Ａｏ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常時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。

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に示すように、本例で採用されるシフトレバーＳＬのシフトパターンは、車両左右方向に延びる単一のセレクトラインと、このセレクトライン上に位置する３つのセレクト位置（Ｎ位置、第１セレクト位置、及び第２セレクト位置）から車両前後方向にそれぞれ延びる３本のシフトラインと、からなる所謂「Ｈ型」のシフトパターンである。以下、説明の便宜上、これら３つの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。

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（ＥＶ−Ｒ）が設けられている。「ＥＶ」及び「ＥＶ−Ｒ」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。特に、ＥＶのシフト完了位置は、第１セレクト位置から車両前後方向に延びるシフトライン（即ち、車両左右方向の最も左側に位置するシフトライン）の前端部に位置し、ＥＶ−Ｒのシフト完了位置は、第２セレクト位置から車両前後方向に延びるシフトライン（即ち、車両左右方向の最も右側に位置するシフトライン）の後端部に位置する。

Ｍ／Ｔは、スリーブＳ１、及びＳ２を備える。Ｓ１、及びＳ２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、「５速−２速」用のスリーブ、及び「３速−４速」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、及びＳ２はそれぞれ、フォークシャフトＦＳ１、及びＦＳ２と（フォークを介して）一体に連結されている。ＦＳ１、及びＦＳ２（従って、Ｓ１、及びＳ２）はそれぞれ、シフトレバーＳＬの操作と連動するＳ＆Ｓシャフトに固設された第１インナレバーＩＬ１又は第２インナレバーＩＬ２（図２、図３を参照）によって「中立位置」から軸方向（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。この結果、ＳＬの操作に対応する変速段が達成される。

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。以下、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」にある状態では、第１インナレバーＩＬ１は、フォークシャフトＦＳ２に固設された「３速−４速」用シフトヘッドＨ２の３速用ヘッドと４速用ヘッドの間に位置する。即ち、ＩＬ１はＨ２と係合可能な位置にある（Ｈ２と係合はしていない）。なお、第２インナレバーＩＬ２と係合可能なシフトヘッドは存在しない。この状態（より正確には、ＳＬがニュートラル領域にある状態）では、スリーブＳ１、及びＳ２（従って、フォークシャフトＦＳ１、及びＦＳ２）が「中立位置」にある。従って、Ｓ１、及びＳ２はそれぞれ、対応する何れの遊転ギヤとも係合しない。この結果、入力軸Ａｉと出力軸Ａｏとの間で動力伝達系統が確立されない。また、ＭＧトルクは「ゼロ」に維持される。即ち、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」に移動すると、ＩＬ１は、図６の左方に向けて移動し、フォークシャフトＦＳ１に固設された「５速−２速」用シフトヘッドＨ１の５速用ヘッドと２速用ヘッドの間に移動する。即ち、ＩＬ１はＨ１と係合可能な位置に移動する。なお、ＩＬ２と係合可能なシフトヘッドは存在しない。

この状態にて、ＳＬが「第１セレクト位置」から「ＥＶのシフト完了位置」に向けて移動すると、図６に示すように、ＩＬ１が図の上方に向けて移動し、ＩＬ１がヘッドＨ１の５速用ヘッドと係合する。その後、ＩＬ１が５速用ヘッド（従って、ＦＳ１）を図６の上方に向けて押圧しようとする（図６の「シフト荷重」を参照）。

ここで、図６に示すように、ＩＬ１と５速用ヘッドとが係合する場合、ＩＬ１の係合部（側面）に形成されたＦＳ１の軸方向から傾斜したテーパ面と、５速用ヘッドの係合部（側面）に形成された前記テーパ面と同じ方向に延びるテーパ面とが合わさるように係合する。この結果、ＩＬ１は５速用ヘッドから図６の左方向のスラスト反力を受ける。このスラスト反力の発生に起因して、ＩＬ１は、両テーパ面間の滑りを伴いながら、図６の真上方向ではなく斜め左上方向に移動する。これに伴い、５速用ヘッド（従って、ＦＳ１）は、図６の上方に移動することなく中立位置に維持される。換言すれば、前記両テーパ面の存在により、ＳＬが「第１セレクト位置」から「ＥＶのシフト完了位置」に移動する際に「５速」が確立される事態の発生が防止される。なお、ＦＳ１は、中立位置から上方に僅かに移動するかもしれない。この点、「中立位置」とは、「対応するスリーブが対応する遊転ギヤと係合しない範囲内の位置」を意味する（以下も同様）。

このように、ＳＬが「第１セレクト位置」から「ＥＶのシフト完了位置」に移動しても、ＦＳ１（従って、Ｓ１）が「中立位置」に維持される。なお、ＦＳ２（従って、Ｓ２）も「中立位置」に維持されている。従って、＜Ｎ＞の場合と同様、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、図５に太い実線で示すように、Ｍ／Ｇと出力軸Ａｏとの間の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、ＳＬが「Ｎ位置」（ニュートラル領域）にあるか、「ＥＶのシフト完了位置」にあるかの識別は、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、図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」に移動すると、上述のように、ＩＬ１はＨ１と係合可能な位置に移動する。この状態にて、ＳＬが「第１セレクト位置」から「２速のシフト完了位置」に向けて移動すると、図８に示すように、ＩＬ１が図の下方に向けて移動し、ＩＬ１がヘッドＨ１の２速用ヘッドと係合する。その後、ＩＬ１が２速用ヘッド（従って、ＦＳ１）を図８の下方に向けて押圧する。

ここで、図８に示すように、ＩＬ１と２速用ヘッドとが係合する場合、ＩＬ１の係合部（側面）及び２速用ヘッドの係合部（側面）にそれぞれ形成されたＦＳ１の軸方向と垂直方向に延びる面同士が合わさるように係合する。この結果、上述したスラスト反力は発生しない。従って、ＩＬ１が図８の真下方向に移動するに伴って、ＦＳ１（従って、Ｓ１）が図８の下方に移動する。この結果、スリーブＳ１が「２速位置」に移動する。なお、スリーブＳ２は「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、Ｍ／Ｇと出力軸Ａｏとの間で動力伝達系統が確立されることに加えて、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。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。

＜３速、４速＞
図９〜図１２に示すように、シフトレバーＳＬが「Ｎ位置」から「３速のシフト完了位置」又は「４速のシフト完了位置」に移動する場合も、「２速」の場合と同様、ＩＬ１がＨ２を押圧・移動することによって、上記「ＨＶ走行」が実現される。即ち、「３速」、「４速」ではそれぞれ、Ｍ／Ｇと出力軸Ａｏとの間で動力伝達系統が確立されることに加えて、入力軸Ａｉと出力軸Ａｏとの間で、「Ｇ３ｉ及びＧ３ｏ」、「Ｇ４ｉ及びＧ４ｏ」を介して、「３速」、「４速」に対応する動力伝達系統が確立される。

＜５速＞
図１３、１４に示すように、シフトレバーＳＬが「Ｎ位置」から「第２セレクト位置」に移動すると、ＩＬ２は、図１４の右方に向けて移動し、フォークシャフトＦＳ１に固設されたヘッドＨ１の５速用ヘッドと２速用ヘッドの間に移動する。即ち、ＩＬ２はＨ１と係合可能な位置に移動する。なお、ＩＬ１と係合可能なシフトヘッドは存在しない。

この状態にて、ＳＬが「第２セレクト位置」から「５速のシフト完了位置」に向けて移動すると、図１４に示すように、ＩＬ２が図の上方に向けて移動し、ＩＬ２がヘッドＨ１の５速用ヘッドと係合する。その後、ＩＬ２が５速用ヘッド（従って、ＦＳ１）を図１４の上方に向けて押圧する。

ここで、図１４に示すように、ＩＬ２と５速用ヘッドとが係合する場合、ＩＬ２の係合部（側面）及び５速用ヘッドの係合部（側面）にそれぞれ形成されたＦＳ１の軸方向と垂直方向に延びる面同士が合わさるように係合する。この結果、上述したスラスト反力は発生しない。従って、ＩＬ２が図１４の真上方向に移動するに伴って、ＦＳ１（従って、Ｓ１）が図１４の上方に移動する。この結果、スリーブＳ１が「５速位置」に移動する。なお、スリーブＳ２は「中立位置」にある。

この結果、上記「ＨＶ走行」が実現される。即ち、図１３に太い実線で示すように、Ｍ／Ｇと出力軸Ａｏとの間で動力伝達系統が確立されることに加えて、入力軸Ａｉと出力軸Ａｏとの間で、Ｇ５ｉ及びＧ５ｏを介して「５速」に対応する動力伝達系統が確立される。

＜ＥＶ−Ｒ＞
図１５、図１６に示すように、シフトレバーＳＬが「Ｎ位置」から「第２セレクト位置」に移動すると、上述のように、ＩＬ２はＨ１と係合可能な位置に移動する。この状態にて、ＳＬが「第２セレクト位置」から「ＥＶ−Ｒのシフト完了位置」に向けて移動すると、図１６に示すように、ＩＬ２が図の下方に向けて移動し、ＩＬ２がヘッドＨ１の２速用ヘッドと係合する。その後、ＩＬ２が２速用ヘッド（従って、ＦＳ１）を図１６の下方に向けて押圧しようとする（図１６の「シフト荷重」を参照）。

ここで、図１６に示すように、ＩＬ２と２速用ヘッドとが係合する場合、ＩＬ２の係合部（側面）に形成されたＦＳ１の軸方向から傾斜したテーパ面と、２速用ヘッドの係合部（側面）に形成された前記テーパ面と同じ方向に延びるテーパ面とが合わさるように係合する。この結果、ＩＬ２は２速用ヘッドから図１６の左方向のスラスト反力を受ける。このスラスト反力の発生に起因して、ＩＬ２は、両テーパ面間の滑りを伴いながら、図１６の真下方向ではなく斜め左下方向に移動する。これに伴い、２速用ヘッド（従って、ＦＳ１）は、図１６の下方に移動することなく中立位置に維持される。換言すれば、前記両テーパ面の存在により、ＳＬが「第２セレクト位置」から「ＥＶ−Ｒのシフト完了位置」に移動する際に「２速」が確立される事態の発生が防止される。

このように、ＳＬが「第２セレクト位置」から「ＥＶ−Ｒのシフト完了位置」に移動しても、ＦＳ１（従って、Ｓ１）が「中立位置」に維持される。なお、ＦＳ２（従って、Ｓ２）も「中立位置」に維持されている。従って、＜Ｎ＞及び＜ＥＶ＞の場合と同様、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、図１５に太い実線で示すように、Ｍ／Ｇと出力軸Ａｏとの間の動力伝達系統を利用して、後進方向のＭＧトルクが駆動輪に伝達される。

即ち、「ＥＶ−Ｒ」が選択された場合、「ＥＶ走行」が実現される。即ち、この車両では、「ＥＶ−Ｒ」を選択することにより、ＥＶ走行による後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、ＳＬが「Ｎ位置」（ニュートラル領域）にあるか、「ＥＶ−Ｒのシフト完了位置」にあるかの識別は、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。

以上、本例では、「ＥＶ」、及び「ＥＶ−Ｒ」がＥＶ走行用の変速段であり、「２速」〜「５速」が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、Ｓ２の軸方向位置は、シフトレバーＳＬとスリーブＳ１、Ｓ２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、Ｓ２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」、「ＥＶ」、又は「ＥＶ−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」、「ＥＶ」、又は「ＥＶ−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「ＥＶ−Ｒ」が選択されたことに基づいて、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、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）
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、ＥＶ走行を利用した前方発進のみならず、ＥＶ走行を利用した後方発進が可能となる。これに伴い、前進用の１速用のギヤ対（具体的には、常時噛合する１速用の固定ギヤ及び１速用の遊転ギヤの組み合わせ）のみならず、後進用のギヤ対（具体的には、後進用の固定ギヤ、後進用の遊転ギヤ、及びアイドルギヤ等の組み合わせ）が廃止されている（図１等を参照）。従って、前進用の１速用のギヤ対及び後進用のギヤ対の一方又は両方を有する変速機と比べて、変速機全体がよりコンパクトに構成され得る。

また、上記実施形態では、Ｈ型のシフトパターン上において、前方発進用の「ＥＶのシフト完了位置」が車両左右方向の最も左側に位置するシフトラインの前端部に配置され、且つ、後方発進用の「ＥＶ−Ｒのシフト完了位置」が車両左右方向の最も右側に位置するシフトラインの後端部に配置されている。従って、少なくとも前方発進用及び後方発進用の変速段のシフト完了位置が、手動変速機と摩擦クラッチとを備えた通常のＭＴ車両（ハイブリッド車両ではない）における位置と一致する。従って、シフトレバーＳＬの操作の際、前記通常のＭＴ車両に慣れ親しんだ運転者に違和感を与える恐れがない。

加えて、通常は、Ｈ型のシフトパターンにおいて存在するシフトラインの本数と同数のフォークシャフトが必要となるのに対し、上記構成によれば、３本のシフトラインを備えるＨ型のシフトパターンが採用されているにもかかわらず、２本のフォークシャフトで変速機が構成されている（図２等を参照）。即ち、必要なフォークシャフトの本数を１本減らすことができ、変速機全体をより一層コンパクト化できる。

以下、図１７〜図２０を参照しながら、上記実施形態において所謂「斜めシフト」が実行された場合について付言する。「斜めシフト」とは、ＳＬがセレクト方向（車両左右方向）に押圧された状態を維持しながら開始・実行されるシフト操作を指す。

図１７、図１８、及び図２０から理解できるように、２速→３速、３速→２速、及び、５速→４速の「斜めシフト」の場合、「斜めシフト」の開始段階にて、インナレバーＩＬ１が、セレクト方向において近接して存在する部材に接触する。具体的には、２速→３速の「斜めシフト」の場合にはＩＬ１が４速用ヘッドの左側面に当接し（図１７を参照）、３速→２速の「斜めシフト」の場合にはＩＬ１が５速用ヘッドの右側面に当接し（図１８を参照）、５速→４速の「斜めシフト」の場合にはＩＬ１が３速用ヘッドの右側面に当接する（図２０を参照）。

換言すれば、「斜めシフト」の開始段階においてＳＬをセレクト方向において支持する部材が存在する。なお、図を用いた説明は省略するが、ＥＶ→４速、４速→ＥＶ、３速→ＥＶ−Ｒ、及びＥＶ−Ｒ→３速の「斜めシフト」の場合も、上記と同様、「斜めシフト」の開始段階においてＳＬをセレクト方向において支持する部材が存在する。この結果、「斜めシフト」の開始段階においてＳＬがセレクト方向に大きく移動する事態の発生が防止され得る。

これに対し、図１９に示すように、４速→５速の「斜めシフト」の場合、「斜めシフト」の開始段階にて、インナレバーＩＬ１，ＩＬ２のうちの何れに対してもセレクト方向において近接する部材が存在しない。換言すれば、「斜めシフト」の開始段階においてＳＬをセレクト方向において支持する部材が存在しない。この結果、「斜めシフト」の開始段階においてＳＬがセレクト方向（図１９では右方向）に大きく移動する事態の発生が発生し得る。

この問題に対処するためには、例えば、図２１〜図２２に示すように、インナレバーのセレクト方向の移動を規制するアームＢを設ければよい。このアームＢは、フォークシャフトＦＳ１に軸方向に相対移動可能に設けられている。図２１に示すように、アームＢは、通常、スプリング荷重によってＦＳ１に対する相対移動可能範囲内の図中の最も上側に位置している。この状態で、アームＢの先端部は、「４速」が選択されている状態（即ち、４速→５速の「斜めシフト」の開始段階）において、インナレバーＩＬ１に対してセレクト方向において近接する位置に存在する。

従って、４速→５速の「斜めシフト」の開始段階において、ＩＬ１がアームＢの先端部の右側面に当接する。この結果、４速→５速の「斜めシフト」の開始段階においてＳＬがセレクト方向に大きく移動する事態の発生（図１９を参照）が防止され得る。

また、図２２に示すように、シフトレバーＳＬが「第２セレクト位置」から「ＥＶ−Ｒのシフト完了位置」に向けて移動する際、インナレバーＩＬ１がアームＢの先端部と当接し、ＩＬ１がＢを図の下方に向けて押圧する。このとき、アームＢがＦＳ１に対してスプリング荷重に抗して図の下方に相対移動することによって、フォークシャフトＦＳ１を中立位置に維持しながらアームＢが図の下方に移動できる。従って、ＳＬが「第２セレクト位置」から「ＥＶ−Ｒのシフト完了位置」に移動する際に「２速」が確立される事態の発生が防止される。

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、第１、第２インナレバーＩＬ１、ＩＬ２がＳ＆Ｓシャフトに固設されている。従って、シフトレバーＳＬが「第１セレクト位置」から「ＥＶのシフト完了位置」に向けて操作される際、ＩＬ１が図６の斜め左上方向に移動するに伴い、実際には、ＳＬも、図４において、「第１セレクト位置」から真上方向ではなく斜め左上方向に移動する。同様に、シフトレバーＳＬが「第２セレクト位置」から「ＥＶ−Ｒのシフト完了位置」に向けて操作される際、ＩＬ２が図１６の斜め左下方向に移動するに伴い、実際には、ＳＬも、図４において、「第２セレクト位置」から真下方向ではなく斜め左下方向に移動する。

この問題に対処するためには、例えば、第１、第２インナレバーＩＬ１、ＩＬ２がＳ＆Ｓシャフトに対して、基準位置から、セレクト操作に応じた方向において上記のＳＬの進行方向のずれを吸収できる程度の範囲にて相対移動可能に配設されることが好ましい。この構造は、スプリング荷重等を用いた周知の構造の１つを用いて実現され得るので、ここではその詳細な説明を省略する。

また、上記実施形態では、３本のシフトラインを備えるＨ型のシフトパターンに対して２本のフォークシャフトで変速機が構成されているが（図２、図４等を参照）、図２３、図２４に示すように、２本のシフトラインを備えるＨ型のシフトパターンに対して１本のフォークシャフトで変速機が構成されてもよい。或いは、図２５、図２６に示すように、４本のシフトラインを備えるＨ型のシフトパターンに対して３本のフォークシャフトで変速機が構成されてもよい。上記の何れのパターンにおいても、Ｈ型のシフトパターンにおいて存在するシフトラインの本数より１本少ない本数のフォークシャフトで変速機が構成されているので、変速機全体をより一層コンパクト化できる。

また、図４に示す３本のシフトラインを備えるＨ型のシフトパターンに対して３本のフォークシャフトで変速機が構成されてもよい。この場合、Ｓ＄Ｓシャフトには単一のインナレバーが設けられ、第１セレクト位置から延びるシフトラインに対応するフォークシャフトには２速用ヘッドが設けられ、Ｎ位置から延びるシフトラインに対応するフォークシャフトには３速用ヘッド及び４速用ヘッドが設けられ、第２セレクト位置から延びるシフトラインに対応するフォークシャフトには５速用ヘッドが設けられる。ＳＬが第１セレクト位置からＥＶのシフト完了位置に移動する場合、並びに、ＳＬが第２セレクト位置からＥＶ−Ｒのシフト完了位置に移動する場合、インナレバーと係合するヘッドが存在しない。

また、上記実施形態では、スリーブＳ１、Ｓ２が共に入力軸Ａｉに設けられているが、スリーブＳ１、Ｓ２が共に出力軸Ａｏに設けられていてもよい。また、スリーブＳ１、Ｓ２のうちの一方が出力軸Ａｏに他方が入力軸Ａｉに設けられていてもよい。また、Ａｉ及びＡｏに配設された複数のギヤ対の軸方向における並び順が異なっていてもよい。

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、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、Ｐ２…ブレーキ操作量センサ、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複数の電動機走行用変速段（ＥＶ、ＥＶ−Ｒ）に対応するそれぞれの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（Ｍ）と、
   を備え、
   前記変速機変速機構は、
   前記複数の電動機走行用変速段として、前進用の１つの前記電動機走行用変速段と、後進用の１つの前記電動機走行用変速段とを含み、
   前記シフトパターンは、
   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ニュートラル状態において前記シフト操作部材の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前記シフト操作部材が前記車両の左右方向に移動する径路である、前記車両の左右方向に延びる単一のセレクトラインと、
   それぞれが前記セレクトライン上にある複数のセレクト位置のうちの対応するセレクト位置から前記シフト操作部材の前記車両の前後方向の操作であるシフト操作によって前記シフト操作部材が前記車両の前後方向に移動する径路である複数のシフトラインであって、それぞれが前記対応するセレクト位置から前記車両の前後方向の一方又は両方に延びるとともにそれぞれの端部に対応するシフト完了位置がそれぞれ配置された複数のシフトラインと、
   を備え、
   前記前進用の電動機走行用変速段（ＥＶ）に対応するセレクト位置は前記複数のセレクト位置のうち車両の最も左側に位置する第１セレクト位置であり、前記複数のシフトラインのうち前記第１セレクト位置から前記車両の前後方向に延びる第１シフトラインの前端部に前記前進用の電動機走行用変速段のシフト完了位置が配置され、
   前記後進用の電動機走行用変速段（ＥＶ−Ｒ）に対応するセレクト位置は前記複数のセレクト位置のうち車両の最も右側に位置する第２セレクト位置であり、前記複数のシフトラインのうち前記第２セレクト位置から前記車両の前後方向に延びる第２シフトラインの後端部に前記後進用の電動機走行用変速段のシフト完了位置が配置された、手動変速機。
2. 請求項１に記載の手動変速機において、
   前記複数のハイブリッド走行用変速段（２速〜５速）のうちの第１変速段（２速）に対応するセレクト位置は前記第１セレクト位置であり、前記第１シフトラインの後端部に前記第１変速段のシフト完了位置が配置され、
   前記複数のハイブリッド走行用変速段（２速〜５速）のうちの第２変速段（５速）に対応するセレクト位置は前記第２セレクト位置であり、前記第２シフトラインの前端部に前記第２変速段のシフト完了位置が配置され、
   前記変速機変速機構は、
   それぞれが前記入力軸（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）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）と、
   前記シフト操作部材の前記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であって、その側面から突出する第１インナレバー（ＩＬ１）及び第２インナレバー（ＩＬ２）を備えた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第１及び第２インナレバー（ＩＬ１、ＩＬ２）のうち対応するインナレバーが前記複数のフォークシャフトのうち対応するフォークシャフトの側面に形成された対応するシフトヘッド（Ｈ１，Ｈ２）と係合可能な位置に移動し、前記シフト操作部材の前記シフト操作によって前記対応するインナレバーが移動するに伴い、前記対応するインナレバーと前記対応するシフトヘッド（Ｈ１，Ｈ２）との係合により前記対応するフォークシャフトがその中立位置から軸方向に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、
   前記セレクト操作によって前記シフト操作部材が前記第１セレクト位置にあるとき、前記第１インナレバー（ＩＬ１）が前記複数のフォークシャフトのうち第１フォークシャフト（ＦＳ１）のシフトヘッドと係合可能な位置に移動し、
   前記セレクト操作によって前記シフト操作部材が前記第２セレクト位置にあるとき、前記第２インナレバー（ＩＬ２）が前記第１フォークシャフト（ＦＳ１）のシフトヘッドと係合可能な位置に移動し、
   前記変速機変速機構は、
   前記シフト操作部材の前記第１セレクト位置から前記第１変速段（２速）のシフト完了位置への前記シフト操作の際には前記第１インナレバー（ＩＬ１）が第１軸方向に移動するに伴って前記第１インナレバーと前記第１フォークシャフトのシフトヘッドとの係合により前記第１フォークシャフトがその中立位置から前記第１軸方向に移動することによって前記第１変速段が達成される一方で、前記シフト操作部材の前記第１セレクト位置から前記前進用の電動機走行用変速段（ＥＶ）のシフト完了位置への前記シフト操作の際には前記第１インナレバー（ＩＬ１）が前記第１軸方向と反対の前記第２軸方向に移動しても前記第１フォークシャフトが前記中立位置に維持されるように構成され、
   前記シフト操作部材の前記第２セレクト位置から前記第２変速段（５速）のシフト完了位置への前記シフト操作の際には前記第２インナレバー（ＩＬ２）が前記第２軸方向に移動するに伴って前記第２インナレバーと前記第１フォークシャフトのシフトヘッドとの係合により前記第１フォークシャフトがその中立位置から前記第２軸方向に移動することによって前記第２変速段が達成される一方で、前記シフト操作部材の前記第２セレクト位置から前記後進用の電動機走行用変速段（ＥＶ−Ｒ）のシフト完了位置への前記シフト操作の際には前記第２インナレバー（ＩＬ２）が前記第１軸方向に移動しても前記第１フォークシャフトが前記中立位置に維持され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、
   前記変速機変速機構は、
   前記シフト操作部材の前記第１セレクト位置から前記前進用の電動機走行用変速段（ＥＶ）のシフト完了位置への前記シフト操作の際、前記第１インナレバーの係合部及び前記第１フォークシャフトのシフトヘッドの係合部にそれぞれ形成された前記第２軸方向から傾斜し且つ同じ方向に延びるテーパ面同士が合わさるように係合するよう構成され、
   前記シフト操作部材の前記第２セレクト位置から前記後進用の電動機走行用変速段（ＥＶ−Ｒ）のシフト完了位置への前記シフト操作の際、前記第２インナレバーの係合部及び前記第１フォークシャフトのシフトヘッドの係合部にそれぞれ形成された前記第１軸方向から傾いた同じ方向に延びるテーパ面同士が合わさるように係合するよう構成された、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、
   前記シフト操作部材が前記シフト完了位置にある状態において、前記第１インナレバー又は前記第２インナレバーの前記第１、第２軸方向と垂直な方向への移動を規制する規制部材（Ｂ）を備えた、手動変速機。

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