JP5731884B2 - 車両の動力伝達制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両の動力伝達制御装置に関し、特に、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、手動変速機と摩擦クラッチとを備えたものに係わる。
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。
この手動変速機が採用されたHV−MT車では、シフトレバーをニュートラル位置からHV走行シフト完了位置にスムーズに移動するためには、クラッチペダルを踏み込む(摩擦クラッチを分断状態にする)必要がある。これは、HV走行用変速段が選択される場合、内燃機関が稼働されること、並びに、変速機の入力軸・出力軸間で動力伝達系統が確立されること、に基づく。一方、シフトレバーをニュートラル位置からEV走行シフト完了位置にスムーズに移動するためには、クラッチペダルを踏み込む必要がない。これは、EV走行用変速段が選択される場合、内燃機関が停止されること、並びに、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こと、に基づく。
換言すれば、選択される変速段によって、クラッチペダルを踏み込む必要がある場合とない場合とが存在する。このことは、変速時におけるクラッチペダルを踏み込む要否に関して運転者に混乱を与えることに繋がる。係る混乱の発生を防止するためには、シフトレバーをニュートラル位置からEV走行シフト完了位置に移動するためにクラッチペダルを踏み込むことを義務付ける機構が採用されることが好ましいと考えられる。
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を備えたHV−MT車用の動力伝達制御装置であって、選択される変速段にかかわらず変速時におけるクラッチ操作部材の操作を義務付ける機構を有するものを提供することにある。
本発明に係る車両の動力伝達制御装置の特徴は、手動変速機(変速機変速機構)が、移動制限機構を備えたことにある。移動制限機構とは、クラッチ操作部材の操作がなされていない(踏み込まれていない)状態ではニュートラル位置からEV走行シフト完了位置へのシフト操作部材の移動を不能とし、クラッチ操作部材の操作がなされた(踏み込まれた)状態ではニュートラル位置からEV走行シフト完了位置へのシフト操作部材の移動を可能とする機構である。
上記移動制限機構を採用することにより、運転者は、シフト操作部材をニュートラル位置からEV走行シフト完了位置に移動するためにクラッチ操作部材を操作すること(踏み込むこと)を義務付けられる。換言すれば、シフト操作部材がニュートラル位置から何れの変速段のシフト完了位置に移動される場合においても、クラッチ操作部材の操作が義務付けられる。この結果、変速時におけるクラッチ操作部材の操作の要否に関して運転者に混乱を与える事態の発生が防止され得る。
前記移動制限機構は、クラッチ操作部材の操作がなされていない状態においてニュートラル位置からEV走行シフト完了位置へのシフト操作部材の移動を不能とするため、シフト操作部材そのものの動作を不能とする機構であってもよいし、シフト操作部材に連動する部材(例えば、後述するシフトアンドセレクトシャフト、又は、後述する特定フォークシャフト)の動作を不能とする機構であってもよい。
前記移動制限機構は、クラッチ操作部材の操作がなされていない状態ではEV走行シフト完了位置からのシフト操作部材の移動を不能とし、クラッチ操作部材の操作がなされた状態ではEV走行シフト完了位置からのシフト操作部材の移動を可能とするロック機構を備えることが好適である。これによれば、シフト操作部材をHV走行シフト完了位置からニュートラル位置に戻す場合と同様、シフト操作部材をEV走行シフト完了位置からニュートラル位置に戻す際にも、クラッチ操作部材を操作すること(踏み込むこと)を運転者に義務付けることができる。
換言すれば、シフト操作部材が何れの変速段のシフト完了位置からニュートラル位置に移動される場合においても、クラッチ操作部材の操作が義務付けられる。この結果、変速時におけるクラッチ操作部材の操作の要否に関して運転者に混乱を与える事態の発生がより一層防止され得る。
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。 移動制限機構の第1例のクラッチペダル未踏込時における概略構成図である。 クラッチペダル踏込時における図15に対応する図である。 シフトレバーがEVシフト完了位置に固定された状態における図15に対応する図である。 移動制限機構の第2例のクラッチペダル未踏込時における概略構成図である。 クラッチペダル踏込時における図18に対応する図である。 シフトレバーがEVシフト完了位置に固定された状態における図18に対応する図である。 移動制限機構の第3例の概略構成図である。 クラッチペダル未踏込時における図21に対応する図である。 クラッチペダル踏込時における図21に対応する図である。 移動制限機構の第4例の概略構成図である。 クラッチペダル未踏込時における図24に対応する図である。 クラッチペダル踏込時における図24に対応する図である。
以下、本発明の実施形態に係る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」、「EV−2セレクト位置」、「5−R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、及びS3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。
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。
この実施形態では、「2速」が前記「特定変速段」に対応する。従って、S1〜S3のうちS1が前記「特定スリーブ」に対応し、FS1〜FS3のうちFS1が前記「特定フォークシャフト」に対応する。以下、各変速段について順に説明していく。
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。
図5、6に示すように、シフトレバーSLが「N位置」から(EV−2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。
この状態では、S1と係合する遊転ギヤが存在しない。従って、図5に太い実線で示すように、入力軸Aiと出力軸Aoとの間では動力伝達系統が確立されず、M/Gと出力軸Aoとの間でのみ動力伝達系統が確立される。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走行による発進が可能である。なお、「N位置」(ニュートラル領域)と「EV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。なお、後述する「移動制限機構」の作用によって、クラッチペダルCPが踏み込まれていない場合に限り、シフトレバーSLの「N位置」から「EVのシフト完了位置」への移動が禁止される。
図7、8に示すように、シフトレバーSLが「N位置」から(EV−2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、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。
以下、図9〜図14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、上記「HV走行」が実現される。即ち、「3速」、「4速」、「5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」、「G5i及びG5o」を介して、「3速」、「4速」、「5速」に対応する動力伝達系統が確立される。
以上、本例では、「EV」のみが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」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。
(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、「2速」〜「5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。
(移動制限機構の具体的な構成)
以下、図15〜図26を参照しながら、移動制限機構の種々の実施例について順に簡単に説明していく。
<第1実施例>
図15〜図17に示すように、第1実施例では、M/Tのケース内において軸方向に移動可能なクラッチ連動シャフトが備えられる。クラッチ連動シャフトの軸(移動方向)は、フォークシャフトFS1の軸(移動方向)と交わり且つ垂直である。
図15は、FS1が中立位置にあり、且つ、クラッチペダルCPが踏み込まれていない状態を示す。この状態では、クラッチ連動シャフトを図中下方に向けて常時付勢するスプリングの付勢力によって、クラッチ連動シャフトが下方に位置するとともに、その下端部がFS1のEV側(図中左側)の移動空間内に突出している。この結果、FS1のEV側端部(図中左側の端部)がクラッチ連動シャフトの下端部に当接することに起因して、FS1の中立位置からEV位置への移動(図中左方への移動)が禁止される。換言すれば、シフトレバーSLのN位置(より具体的には、EV−2セレクト位置)からEVシフト完了位置への移動が不能となる。他方、FS1の中立位置から2速位置への移動(図中右方への移動、即ち、シフトレバーSLのN位置から2速のシフト完了位置への移動)は可能である。
一方、図16は、FS1が中立位置にあり、且つ、クラッチペダルCPが踏み込まれた状態を示す。この状態では、ケースの導入口からケース内に導入される「クラッチペダルCPの操作に応じて発生する油圧」(以下、「クラッチ油圧」と呼ぶ)の作用により、スプリングの付勢力に抗してクラッチ連動シャフトが図中上方に移動する。この結果、クラッチ連動シャフトの下端部がFS1のEV側の移動空間内に突出しなくなる。従って、FS1の中立位置からEV位置への移動(図中左方への移動)が可能となる。換言すれば、シフトレバーSLのN位置(より具体的には、EV−2セレクト位置)からEVシフト完了位置への移動が可能となる。また、FS1の中立位置から2速位置への移動(図中右方への移動、即ち、シフトレバーSLのN位置から2速のシフト完了位置への移動)も可能である。
クラッチ油圧は、周知の構成の一つによって、クラッチペダルCPの操作量(踏込量)に応じて発生するようになっている。この第1実施例では、クラッチ油圧を利用することによって、CPの操作に応じてクラッチ連動シャフトが軸方向に移動するようになっているが、クラッチペダルCPの操作量(踏込量)に応じて発生するワイヤの張力等を利用することによって、CPの操作に応じてクラッチ連動シャフトが軸方向に移動するように構成されてもよい。
図17は、この第1実施例の変形例を示す。図17は、FS1がEV位置にあり、且つ、クラッチペダルCPが踏み込まれていない状態を示す。この変形例では、FS1がEV位置にある状態でクラッチ連動シャフトの下端部と係合可能な溝がFS1の側面に形成されている。この結果、クラッチペダルCPが踏み込まれない限りにおいて、FS1のEV位置からの移動(即ち、シフトレバーSLのEVシフト完了位置からの移動)が不能となる。即ち、この第1実施例の変形例に係る移動制限機構は、前記「ロック機構」を備える。
<第2実施例>
図18〜図20に示すように、第2実施例は、クラッチ連動シャフトの軸がFS1の軸と平行である点、並びに、クラッチペダルCPが踏み込まれていない状態においてクラッチ連動シャフトとボールとの協働によってFS1の中立位置からEV位置への移動が禁止される点において、主として上記第1実施例と異なる。
図18は、FS1が中立位置にあり、且つ、クラッチペダルCPが踏み込まれていない状態を示す。この状態では、クラッチ連動シャフトを図中右方に向けて常時付勢するスプリングの付勢力によって、クラッチ連動シャフトが右方に位置するとともに、ボールがクラッチ連動シャフトにおける溝1が形成されていない側面、並びに、FS1の側面に形成された溝2と係合する。この結果、ボールが図18に示す位置から上方へ移動できないこと、並びに、ボールが溝2の図中左側端部と当接することに起因して、FS1の中立位置からEV位置への移動(図中右方への移動、従って、SLのN位置からEVシフト完了位置への移動)が不能となる。他方、FS1の中立位置から2速位置への移動(図中左方への移動、即ち、SLのN位置から2速のシフト完了位置への移動)は可能である。
一方、図19は、FS1が中立位置にあり、且つ、クラッチペダルCPが踏み込まれた状態を示す。この状態では、ケースの導入口からケース内に導入される「クラッチ油圧」の作用により、スプリングの付勢力に抗してクラッチ連動シャフトが図中左方に移動する。この結果、ボールがクラッチ連動シャフトにおける溝1と係合するようになる。従って、ボールが図18に示す位置から上方へ移動可能となり、FS1の中立位置からEV位置への移動(図中右方への移動、従って、SLのN位置からEVシフト完了位置への移動)が可能となる。また、FS1の中立位置から2速位置への移動(図中左方への移動、即ち、シフトレバーSLのN位置から2速のシフト完了位置への移動)も可能である。
また、図20に示すように、この第2実施例では、FS1がEV位置にあり、且つ、クラッチペダルCPが踏み込まれていない状態において、ボールは、クラッチ連動シャフトにおける溝1が形成されていない側面、並びに、FS1の側面に形成された溝3と係合する。この結果、クラッチペダルCPが踏み込まれない限りにおいて、FS1のEV位置からの移動(即ち、シフトレバーSLのEVシフト完了位置からの移動)が不能となる。即ち、この第2実施例に係る移動制限機構は、前記「ロック機構」を備える。
なお、上記第1実施例と同様、第2実施例でも、クラッチペダルCPの操作量(踏込量)に応じて発生するワイヤの張力等を利用することによって、CPの操作に応じてクラッチ連動シャフトが軸方向に移動するように構成されてもよい。
<第3実施例>
図21に示すように、第3実施例は、クラッチペダルCPが踏み込まれていない状態において、FS1に代えてS&Sシャフトの動作が禁止される点、並びに、クラッチ油圧に代えてソレノイドコイルの電磁力が利用される点において、主として上記第1、第2実施例と異なる。この第3実施例では、S&Sシャフトとして上記「セレクト回転型」が使用されている。
図22は、S&Sシャフトが中立位置にあり、且つ、クラッチペダルCPが踏み込まれていない状態を示す。この状態では、ソレノイドコイルが通電されない。従って、鉄芯を図中右方に向けて常時付勢するスプリングの付勢力によって、鉄芯が右方に突出している。この結果、セレクト操作により「EV−2速」が選択された状態において、S&Sシャフトに一体に連結されたクラッチ用ヘッドの突出部が鉄芯の先端部に当接することに起因して、S&Sシャフトの中立位置からEV位置への移動(図中上方への移動)が禁止される。換言すれば、シフトレバーSLの「EV−2セレクト位置」からEVシフト完了位置への移動が不能となる。他方、S&Sシャフトの中立位置から2速位置への移動(図中下方への移動、即ち、シフトレバーSLの「EV−2セレクト位置」から2速のシフト完了位置への移動)は可能である。
一方、図23は、S&Sシャフトが中立位置にあり、且つ、クラッチペダルCPが踏み込まれた状態を示す。この状態では、ソレノイドコイルが通電される。この通電は、例えば、クラッチ操作量センサP1の検出結果に基づくCPの踏み込み量が所定値を超えた場合に開始・実行され得る。この通電によってソレノイドコイルと鉄芯との間で引力が作用することにより、スプリングの付勢力に抗して鉄芯が図中左方に移動する。この結果、セレクト操作により「EV−2速」が選択された状態において、S&Sシャフトと一体のクラッチ用ヘッドの突出部が鉄芯の先端部に当接しなくなり、FS1の中立位置からEV位置への移動(図中上方への移動、即ち、SLの「EV−2セレクト位置」からEVシフト完了位置への移動)が可能となる。また、FS1の中立位置から2速位置への移動(図中下方への移動、即ち、SLの「EV−2セレクト位置」から2速のシフト完了位置への移動)も可能である。
<第4実施例>
図24〜図26に示すように、第4実施例は、S&Sシャフトとして上記「セレクト回転型」に代えて上記「シフト回転型」が使用される点においてのみ、上記第3実施例と異なり、その他の作動等については上記第3実施例と同じである。従って、第4実施例についての詳細な作動説明は省略する。
(作用・効果)
上記のように、本発明の実施形態に係る動力伝達制御装置では、手動変速機M/Tが「移動制限機構」を備える(図15〜図26に示した第1〜第4実施例を参照)。従って、運転者は、シフトレバーSLをニュートラル位置からEV走行シフト完了位置に移動するためにクラッチペダルCPを踏み込むことを義務付けられる。換言すれば、シフトレバーSLがニュートラル位置から何れの変速段のシフト完了位置に移動される場合においても、クラッチペダルCPの踏み込みが義務付けられる。この結果、変速時におけるクラッチペダルCPの操作の要否に関して運転者に混乱を与える事態の発生が防止され得る。
加えて、「移動制限機構」の第1実施例の変形例(図17を参照)、並びに、第2実施例(図20を参照)は更に「ロック機構」を備える。従って、シフトレバーSLをEV走行シフト完了位置からニュートラル位置に戻す際にも、クラッチペダルCPを踏み込むことを運転者に義務付けることができる。換言すれば、シフトレバーSLが何れの変速段のシフト完了位置からニュートラル位置に移動される場合においても、クラッチペダルCPの踏み込みが義務付けられる。この結果、変速時におけるクラッチペダルCPの操作の要否に関して運転者に混乱を与える事態の発生がより一層防止され得る。
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が共に入力軸Aiに設けられているが、スリーブS1〜S3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〜S3のうちの一部が出力軸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、スリーブS1(前記「特定スリーブ」)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「特定スリーブ」)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」〜「5速」の何れか)が切り替えられるように構成されてもよい。
また、上記実施形態では、「移動制限機構」は、クラッチペダルCPが踏み込まれていない状態においてシフトレバーSLに連動する部材(具体的には、S&Sシャフト、又は、特定フォークシャフトFS1)の動作を不能とする機構となっているが、「移動制限機構」が、クラッチペダルCPが踏み込まれていない状態においてシフトレバーSLそのものの動作を不能とする機構とされてもよい。
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、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 (5)

  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、
    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(M)と、
    を備えた、トルクコンバータを備えない手動変速機(M/T)と、
    前記内燃機関の出力軸(Ae)と前記手動変速機の入力軸(Ai)との間に介装されて、運転者により操作されるクラッチ操作部材(CP)の操作に応じて接合状態が変化する摩擦クラッチ(C/T)と、
    を備えた車両の動力伝達制御装置であって、
    前記変速機変速機構は、
    前記クラッチ操作部材の操作がなされていない状態では、前記シフトパターン上において前記電動機走行シフト完了位置とは異なり且つ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ないニュートラル位置から前記電動機走行シフト完了位置への前記シフト操作部材の移動を不能とし、前記クラッチ操作部材の操作がなされた状態では、前記シフトパターン上において前記ニュートラル位置から前記電動機走行シフト完了位置への前記シフト操作部材の移動を可能とする移動制限機構を備えた、車両の動力伝達制御装置。
  2. 請求項1に記載の車両の動力伝達制御装置において、
    前記変速機変速機構は、
    それぞれが前記変速機の入力軸(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、
    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インナレバー(IL)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、
    前記複数のスリーブのうちの1つが、前記複数のハイブリッド走行用変速段のうちの1つである特定変速段(2速)の遊転ギヤ(G2o)を前記入力軸及び前記出力軸のうち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特定変速段の遊転ギヤと係合可能な特定スリーブ(S1)であり、
    前記複数のフォークシャフトのうちの1つが、前記特定スリーブと連結された特定フォークシャフトであって、前記ニュートラル位置から前記電動機走行シフト完了位置への前記シフト操作部材の移動に応じて前記インナレバーに押圧されることによって中立位置から前記特定スリーブが前記特定変速段の遊転ギヤと係合しない第1位置へ移動し、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への前記シフト操作部材の移動に応じて前記インナレバーに押圧されることによって前記中立位置から前記中立位置に対して前記第1位置と反対側であり且つ前記特定スリーブが前記特定変速段の遊転ギヤと係合する第2位置に移動する特定フォークシャフト(FS1)であり、
    前記移動制限機構は、
    前記クラッチ操作部材の操作がなされていない状態では、前記ニュートラル位置から前記電動機走行シフト完了位置への前記シフト操作部材の移動に応じた前記シフトアンドセレクトシャフト又は前記特定フォークシャフトの動作を不能とし、前記クラッチ操作部材の操作がなされた状態では、前記ニュートラル位置から前記電動機走行シフト完了位置への前記シフト操作部材の移動に応じた前記シフトアンドセレクトシャフト又は前記特定フォークシャフトの動作を可能とするように構成された、車両の動力伝達制御装置。
  3. 請求項2に記載の車両の動力伝達制御装置において、
    前記移動制限機構は、
    前記クラッチ操作部材の操作がなされていない状態では、前記ニュートラル位置から前記電動機走行シフト完了位置への前記シフト操作部材の移動に応じた前記シフトアンドセレクトシャフト又は前記特定フォークシャフトの動作を阻害する第1状態にあり、前記クラッチ操作部材の操作がなされた状態では、前記ニュートラル位置から前記電動機走行シフト完了位置への前記シフト操作部材の移動に応じた前記シフトアンドセレクトシャフト又は前記特定フォークシャフトの動作を阻害しない第2状態にある移動部材(クラッチ連動シャフト、鉄芯)を備えた、車両の動力伝達制御装置。
  4. 請求項2又は請求項3に記載の車両の動力伝達制御装置において、
    前記特定変速段は、前記複数のハイブリッド走行用変速段(2速〜5速)のうちで、前記変速機減速比が最も大きい変速段(2速)である、車両の動力伝達制御装置。
  5. 請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載の車両の動力伝達制御装置において、
    前記移動制限機構は、
    前記クラッチ操作部材の操作がなされていない状態では、前記電動機走行シフト完了位置からの前記シフト操作部材の移動を不能とし、前記クラッチ操作部材の操作がなされた状態では、前記電動機走行シフト完了位置からの前記シフト操作部材の移動を可能とするロック機構を備えた、車両の動力伝達制御装置。
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