特許 7615648 駆動装置及び駆動装置を備えた車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-08

(45)【発行日】2025-01-17

(54)【発明の名称】駆動装置及び駆動装置を備えた車両

(51)【国際特許分類】

   F02B 77/00 20060101AFI20250109BHJP

   B60K 6/46 20071001ALI20250109BHJP

   B60K 6/36 20071001ALI20250109BHJP

   B60K 6/40 20071001ALI20250109BHJP

   B60W 20/17 20160101ALI20250109BHJP

   F16D 3/06 20060101ALI20250109BHJP

   F16D 3/10 20060101ALI20250109BHJP

   F16D 3/12 20060101ALI20250109BHJP

   F16H 1/06 20060101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

F02B77/00 B

B60K6/46 ZHV

B60K6/36

B60K6/40

B60W20/17

F16D3/06 S

F16D3/10

F16D3/12 G

F16H1/06

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020203447

(22)【出願日】2020-12-08

(65)【公開番号】P2022090877

(43)【公開日】2022-06-20

【審査請求日】2023-10-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002468

【氏名又は名称】弁理士法人後藤特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】千葉 竜吾

(72)【発明者】

【氏名】平野 芳則

【審査官】家喜 健太

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－３２１０８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１１０９６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１５９７２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０８７００２４７（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】国際公開第２０１１／０７４０４２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】独国特許出願公開第１０２０１００３４１３０（ＤＥ，Ａ１）

【文献】韓国公開特許第１０－２００９－００４０５４３（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｂ ７７／００

Ｂ６０Ｗ １０／００ － ２０／００

Ｆ１６Ｈ １／００

Ｆ１６Ｄ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関と、
前記内燃機関の動力を回転装置に伝達するための動力伝達機構と、を備え、
前記動力伝達機構は、
前記内燃機関の出力軸に設けられた第１噛合部と噛み合う第２噛合部を有する第１回転体を有し、
前記第１噛合部と前記第２噛合部との噛み合い部分における遊びの大きさは、前記内燃機関の出力トルクが最小限になる所定回転速度で前記出力軸が回転しているときの前記第１噛合部の回転方向における振動成分の振動幅に対して９７％以上であることを特徴とする駆動装置。

【請求項2】

請求項１に記載された駆動装置であって、
前記遊びの大きさは、前記振動幅以上であることを特徴とする駆動装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載された駆動装置であって、
前記動力伝達機構は、複数の歯車によって構成された歯車機構であり、
前記歯車機構は、前記第１回転体と、前記回転装置の回転軸に設けられた第３噛合部と噛み合う第４噛合部を有する第２回転体と、を有し、
前記第１噛合部と前記第２噛合部との噛み合い部分における前記遊びの大きさは、前記歯車機構における歯車同士の噛み合い部分の遊びの大きさ、及び前記第３噛合部と前記第４噛合部との噛み合い部分における遊びの大きさよりも大きいことを特徴とする駆動装置。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１つに記載された駆動装置であって、
前記内燃機関から前記動力伝達機構に伝達されるトルク変動を抑制する減衰器をさらに備えることを特徴とする駆動装置。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか１つに記載された駆動装置であって、
前記内燃機関は、３気筒エンジンであることを特徴とする駆動装置。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか１つに記載された駆動装置と、
前記回転装置と、
前記内燃機関と前記回転装置の動作を制御する制御装置と、を備え、
前記回転装置は、電動機であり、
前記制御装置は、前記出力軸を前記所定回転速度で回転させるときには、前記内燃機関と前記電動機を同期して回転させることを特徴とする車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、駆動装置及び駆動装置を備えた車両に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、内燃機関が発生させた動力が伝達される出力軸に電動機が発生させた動力を複数の回転部材の係合部分を介して伝達する伝達機構を備えた車両が開示されている。特許文献１に記載された車両では、伝達機構の係合部分に回転部材の回転方向に沿って、内燃機関と電動機との回転変動位相差が最大のときの内燃機関側の回転部材と電動機側の回転部材との相対変位量より大きな遊びを形成することで、歯打ち音を抑制し、騒音を抑制している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０１１／０７４０４２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載された車両では、内燃機関が発生した動力が、大きな遊びを形成した箇所に至るまでの間に、複数の歯車機構を介している。このため、この歯車機構において、内燃機関からの動力の変動成分によって歯打ち音が発生し、騒音が大きくなるおそれがある。

【0005】

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、内燃機関の動力の変動成分による歯打ち音を抑制し、騒音が大きくなることを抑制することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のある態様によれば、駆動装置は、内燃機関と、内燃機関の動力を回転装置に伝達するための動力伝達機構と、を備える。動力伝達機構は、内燃機関の出力軸に設けられた第１噛合部と噛み合う第２噛合部を有する第１回転体を有し、第１噛合部と第２噛合部との噛み合い部分における遊びの大きさは、内燃機関の出力トルクが最小限になる所定回転速度で出力軸が回転しているときの第１噛合部の回転方向における振動成分の振動幅に対して９７％以上である。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、出力軸が所定回転速度で回転しているときに、第１噛合部と第２噛合部との相対変位が変動しても、第１噛合部と第２噛合部とが衝突して歯打ち音が発生することを抑制できるので、騒音を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本実施形態の車両の駆動系及び制御系の概略構成図である。

【図2】図２は、本実施形態の車両におけるエンジン－第２モータジェネレータ間の動力伝達経路の模式図である。

【図3】図３は、本実施形態のダンパの一例を示す図である。

【図4】図４は、図３の領域Ｂの拡大図であり、内ハブと外ハブとが接触していない状態を示す図である。

【図5】図５は、図３の領域Ｂの拡大図であり、内ハブと外ハブとが接触している状態を示す図である。

【図6】図６は、エンジンを所定の回転速度Ｎｅｔで駆動した時のエンジンの回転速度Ｎｅの変動を示す図である。

【図7】図７は、エンジンを所定の回転速度Ｎｅｔで駆動したとき、スプライン歯の変位量の変化を示す図である。

【図8】図８は、スプライン結合における遊びを説明するための図である。

【図9】図９は、ギヤ結合における遊びを説明するための図である。

【図10】図１０は、スプライン歯とスプライン溝の相対変位と遊びＤ１の関係を説明する図である。

【図11】図１１は、振動幅Ｗに対する遊びＤ１の大きさｄ１の比率と音圧レベルの関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

【0010】

図１は、本発明の実施形態に係る車両Ｖの駆動系及び制御系の概略構成図である。車両Ｖは、例えば、バッテリ５の充電率が高い間はエンジン１を停止して走行用の電動機（第１モータジェネレータ２）により走行し、バッテリ５の充電率が低くなると、エンジン１により発電機（第２モータジェネレータ３）を駆動して発電しながら走行用の電動機（第１モータジェネレータ２）により走行するシリーズハイブリッド車両である。

【0011】

車両Ｖは、図１に示すように、内燃機関としてのエンジン１（ＥＮＧ）と、第１モータジェネレータ２（ＭＧ１）と、回転装置としての第２モータジェネレータ３（ＭＧ２）と、動力伝達機構を有するギヤボックス４と、を備える。

【0012】

エンジン１は、例えば、クランクシャフト１ａの軸方向を車幅方向として車両Ｖのフロントルームに配置した３気筒のガソリンエンジンやディーゼルエンジンである。エンジン１の本体は、ギヤボックス４のギヤケース４０に連結固定される。エンジン１のクランクシャフト１ａは、フライホイール１ｂ及び減衰器としてのダンパ１ｃを介して、ギヤボックス４のエンジン軸４１に接続される。なお、エンジン１は、第２モータジェネレータ３をスタータモータとしてエンジン始動する。

【0013】

第１モータジェネレータ２は、走行駆動源として搭載されたバッテリ５を電源とする三相交流の永久磁石型同期モータであり、減速時やブレーキ時の回生機能を併せ持つ。第１モータジェネレータ２のステータケースは、ギヤボックス４のギヤケース４０に連結固定される。ここで、第１モータジェネレータ２のステータコイルには、力行時に直流を三相交流に変換し、回生時に三相交流を直流に変換する第１インバータ６が、第１ＡＣハーネス６ａを介して接続される。第１インバータ６とバッテリ５とは、第１ＤＣハーネス６ｂを介して接続される。

【0014】

第２モータジェネレータ３は、発電機として搭載されたバッテリ５を電源とする三相交流の永久磁石型同期モータであり、エンジン１のスタータモータ機能やモータリング運転機能を併せ持つ。第２モータジェネレータ３のステータケースは、ギヤボックス４のギヤケース４０に連結固定される。そして、第２モータジェネレータ３のロータは、ギヤボックス４の第２モータ軸４３に接続される。ここで、第２モータジェネレータ３のステータコイルには、力行時に直流を三相交流に変換し、回生時に三相交流を直流に変換する第２インバータ７が、第２ＡＣハーネスを介して接続される。第２インバータ７とバッテリ５とは、第２ＤＣハーネス７ｂを介して接続される。第２モータジェネレータ３が、本発明の回転装置に相当する。

【0015】

ギヤボックス４は、エンジン１と第１モータジェネレータ２と第２モータジェネレータ３が連結固定されるギヤケース４０内に収容された、減速用ギヤトレーン４４と、デファレンシャルギヤユニット４５と、ギヤトレーン４６と、を備える。なお、本実施形態では、エンジン１とギヤトレーン４６が本発明の駆動装置に相当する。

【0016】

減速用ギヤトレーン４４は、第１モータジェネレータ２の回転を減速し、モータトルクを増大して走行駆動トルクを確保するための２段減速によるギヤトレーンであり、第１モータ軸４２と、第１アイドラー軸４７と、を有する。減速用ギヤトレーン４４は、複数の歯車によって構成された歯車機構であり、具体的には、第１モータ軸４２に設けられた第１モータギヤ４４ａと、第１アイドラー軸４７に設けられた大径アイドラーギヤ４４ｂと、を備える。減速用ギヤトレーン４４では、第１モータギヤ４４ａと大径アイドラーギヤ４４ｂとを互いに噛み合わせることで第１減速ギヤ段が構成される。また、減速用ギヤトレーン４４では、第１アイドラー軸４７に設けられた小径アイドラーギヤ４４ｃと、デファレンシャルギヤユニット４５の入力側に設けられた出力ギヤ４４ｄと、を互いに噛み合わせることで第２減速ギヤが構成される。

【0017】

デファレンシャルギヤユニット４５は、減速用ギヤトレーン４４の出力ギヤ４４ｄを介して入力された駆動トルクを、回転差動を許容しつつ左右のドライブシャフト８、８を介して左右の駆動輪９、９（図１は片輪のみ示す）に伝達する。

【0018】

ギヤトレーン４６は、エンジン１と第２モータジェネレータ３（発電機）を、クラッチを介装することなく直結するギヤトレーンであり、エンジン軸４１と、第２アイドラー軸４８と、第２モータ軸４３と、を有する。ギヤトレーン４６は、複数の歯車によって構成された歯車機構であり、具体的には、エンジン軸４１に設けられたエンジンギヤ４６ａと、第２アイドラー軸４８に設けられた第２アイドラーギヤ４６ｂと、第２モータ軸４３に設けられた第２モータギヤ４６ｃと、を備える。ギヤトレーン４６では、エンジンギヤ４６ａと、第２アイドラーギヤ４６ｂと、第２モータギヤ４６ｃと、を互いに噛み合わせることでギヤトレーン４６が構成される。

【0019】

図８に示すように、エンジン軸４１の外周面には第１噛合部としてのスプライン歯４１ａが等間隔で複数設けられる（図８では６か所）とともに、エンジンギヤ４６ａにはエンジン軸４１が挿通される貫通孔４６ａ１と、この貫通孔４６ａ１の内周面にスプライン歯４１ａが嵌合する第２噛合部としてのスプライン溝４６ａ２と、が設けられる。これにより、エンジン軸４１とエンジンギヤ４６ａは、スプライン結合によって結合される。また、第２モータ軸４３と第２モータギヤ４６ｃも、同様に、第２モータ軸４３の外周面に設けられた第３噛合部としてのスプライン歯４３ａと第４噛合部としての第２モータギヤ４６ｃの第２モータ軸４３が挿通される貫通孔４６ｃ１に設けられたスプライン溝４６ｃ２とが嵌合することで、スプライン結合される。

【0020】

エンジンギヤ４６ａ、第２アイドラーギヤ４６ｂ、及び第２モータギヤ４６ｃは、例えば、平歯車によって構成される。エンジンギヤ４６ａ、第２アイドラーギヤ４６ｂ、及び第２モータギヤ４６ｃは、それぞれの歯が互いに噛み合うことで、動力を伝達する。ギヤ歯数の関係は、エンジンギヤ４６ａ＞第２モータギヤ４６ｃに設定される。これによりギヤトレーン４６は、発電運転時にはエンジン１の回転速度を増速し、第２モータジェネレータ３に向かって燃焼運転（ファイアリング運転）により発電に必要なエンジントルクを伝達する。一方、スタータ運転時やモータリング運転時には、第２モータジェネレータ３の回転速度を減速し、エンジン１に向かってスタータ運転やモータリング運転に必要なモータトルクを伝達する。

【0021】

車両Ｖの制御系は、図１に示すように、ハイブリッドコントロールモジュール１０（以下、ＨＣＭ）と、発電コントローラ１１（以下、ＧＣ）と、バッテリコントローラ１２（以下、ＢＣ）と、モータコントローラ１３（以下、ＭＣ）と、エンジンコントローラ１４（以下、ＥＣ）と、を備える。

【0022】

ＨＣＭ１０と他のコントローラ（ＧＣ１１、ＢＣ１２、ＭＣ１３、ＥＣ１４等）とは、ＣＡＮ通信線１５により双方向情報交換可能に接続されている。なお、ＣＡＮとは、Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋの略である。また、ＨＣＭ１０と他のコントローラ（ＧＣ１１、ＢＣ１２、ＭＣ１３、ＥＣ１４）をまとめてコントローラ１００と称する。このコントローラ１００が本発明の制御装置に相当する。

【0023】

ＨＣＭ１０は、車両全体の消費エネルギを適切に管理する機能を担う統合制御手段である。すなわち、ＣＡＮ通信線１５を介してＢＣ１２からバッテリ充電率（以下、ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）という）の情報を読み込む。これ以外に、アクセル開度センサ１６、車速センサ１７、エンジン回転速度センサ１８、エンジン冷却水温センサ１９、外気温センサ２０、ドアスイッチ２１、ボンネットスイッチ２２、イグニッションスイッチ２３、等から情報を読み込む。そして、これらの情報に基づいて種々の制御を行なう。

【0024】

次に、エンジン１と第２モータジェネレータ３との間の動力伝達経路Ａ（図１の一点鎖線で囲まれた部分）について説明する。

【0025】

図２は、動力伝達経路Ａを模式的に表した図である。

【0026】

エンジン１と第２モータジェネレータ３との間の動力伝達経路Ａには、フライホイール１ｂと、ダンパ１ｃと、ギヤボックス４と、が配置されている。ダンパ１ｃは、エンジン１から第２モータジェネレータ３に伝達されるトルク変動を抑制する。

【0027】

本実施形態で使用し得るダンパ１ｃの一例を図３に示す。図３は、ダンパ１ｃの正面図である。図３に示すように、ダンパ１ｃは、ギヤボックス４のエンジン軸４１に接続される内ハブ３０と、内ハブ３０に低弾性ダンパ３１を介して接続される外ハブ３２と、外ハブ３２とフライホイール１ｂとを接続する高弾性ダンパ３３と、を備える。低弾性ダンパ３１及び高弾性ダンパ３３は、いずれも金属バネであり、低弾性ダンパ３１の方が高弾性ダンパ３３よりバネ定数が低くなるように構成される。

【0028】

内ハブ３０は、中心部にエンジン軸４１が挿入される孔３０ｂを有し、外周部に切り欠き部を有する。外ハブ３２は、内周部の、内ハブの切り欠き部と対向する位置に切り欠き部を有する。低弾性ダンパ３１は、内ハブ３０の切り欠き部と外ハブ３２の切り欠き部とで画成される位置に、伸縮可能に配置される。本実施形態では低弾性ダンパ３１が４本配置されているが、これに限られるわけではなく、たとえば２本や３本であってもよい。

【0029】

また、外ハブ３２は、外周部にも切り欠き部を有する。フライホイール１ｂは、内周部の、外ハブ３２の外周部の切り欠き部と対向する位置に切り欠き部を有する。高弾性ダンパ３３は、外ハブ３２の外周部の切り欠き部とフライホイール１ｂの切り欠き部とで画成される位置に、伸縮可能に配置される。本実施形態では高弾性ダンパ３３が４本配置されているが、これに限られるわけではなく、たとえば２本や３本であってもよい。

【0030】

図４、図５は、図３の領域Ｂで囲まれた部分の拡大図であり、図４は内ハブ３０と外ハブ３２とに捩じれがない状態を示し、図５は内ハブ３０と外ハブ３２とが接触している状態を示している。

【0031】

図３では省略したが、内ハブ３０の外周部には突起部３０ａが設けられ、外ハブ３２の内周部には突起部３２ａが設けられている。内ハブ３０と外ハブ３２とに捩じれがない状態では、図４に示すように突起部３０ａと突起部３２ａとは周方向に所定の間隔を有している。内ハブ３０と外ハブ３２とに捩じれが生じると、突起部３０ａと突起部３２ａとが相対的に回転し、これに伴い低弾性ダンパ３１が縮む。そして、図５に示すように突起部３０ａと突起部３２ａとが接触するまでは、低弾性ダンパ３１でトルク変動を吸収可能である。

【0032】

外ハブ３２とフライホイール１ｂと高弾性ダンパ３３との関係も上述した内ハブ３０と外ハブ３２と低弾性ダンパ３１との関係と同様である。そして、トルク変動が低弾性ダンパ３１で吸収しきれない大きさになると、高弾性ダンパ３３が伸縮してトルク変動を吸収する。

【0033】

このような構成により、車両Ｖでは、エンジン１のトルクが小さい場合には低弾性ダンパ３１によってトルク変動を吸収し、エンジン１のトルクが大きい場合には高弾性ダンパ３３によってトルク変動を吸収する。つまり、車両Ｖは、低弾性ダンパ３１と高弾性ダンパ３３とを備えることにより、幅広いエンジン運転領域においてエンジン１のトルク変動を吸収することができる。

【0034】

ところで、車両Ｖにおいて、例えば、バッテリ５のＳＯＣが充電上限に達して充電ができない状態で、暖房などのためにエンジン１を駆動することがある。このとき、コントローラ１００は、燃費の悪化を防止するために、エンジン１の出力トルクを最小限になるようにしてエンジン１及び第２モータジェネレータ３を駆動する。具体的には、コントローラ１００は、エンジン１を所定の回転速度Ｎｅｔで駆動するとともに、第２インバータ７を制御して、第２モータジェネレータ３を駆動し、第２モータジェネレータ３の動力によってギヤトレーン４６を回転させる。このとき、コントローラ１００は、ギヤトレーン４６の入力軸であるエンジン軸４１の回転速度Ｎｇｉｎが、エンジン１の回転速度Ｎｅｔと等しくなるように、第２モータジェネレータ３の回転速度Ｎｍを制御する。つまり、コントローラ１００は、エンジン１と第２モータジェネレータ３を同期するように駆動する。これにより、エンジン１の回転に対して第２モータジェネレータ３が負荷として作用することを抑制できるので、エンジン１の出力トルクを最小限にすることができる。

【0035】

しかしながら、エンジン１は、コントローラ１００によって所定の回転速度Ｎｅｔで回転するように指示されていても、実際の回転速度Ｎｅは、図６に示すように、目標値である回転速度Ｎｅｔを中心にして周期的に変動する。

【0036】

ギヤトレーン４６におけるスプライン結合部、具体的には、スプライン歯４１ａとスプライン溝４６ａ２の噛み合い部分には、遊びＤ１が存在し、スプライン歯４３ａとスプライン溝４６ｃ２の噛み合い部分には、遊びＤ４が存在する（図８参照）。また、ギヤトレーン４６におけるギヤ結合部、具体的には、エンジンギヤ４６ａと第２アイドラーギヤ４６ｂの噛み合い部分には、遊びＤ２が存在し、第２アイドラーギヤ４６ｂと第２モータギヤ４６ｃの噛み合い部分には、遊びＤ３が存在する（図９参照）。エンジン１の回転速度Ｎｅの変動は、これらの遊びＤ１～Ｄ４によって吸収することができる。

【0037】

しかしながら、エンジン１の回転速度Ｎｅの変動が、エンジン軸４１に伝達されたときに、遊びＤ１においてエンジン１の回転速度Ｎｅの変動によるエンジン軸４１の回転速度Ｎｇｉｎの変動を吸収できない場合には、スプライン歯４３ａがスプライン溝４６ｃ２の側面に周期的に衝突することになる。このとき、スプライン歯４３ａとスプライン溝４６ｃ２の側面との衝突音（歯打ち音）が発生し、騒音が生じるおそれがある。さらに、上記変動を遊びＤ１で吸収できない場合には、エンジンギヤ４６ａの回転速度も変動することになる。この結果、エンジンギヤ４６ａと第２アイドラーギヤ４６ｂの噛み合い部分に変動が伝達される。そして、この変動を遊びＤ２において吸収できない場合には、エンジンギヤ４６ａの歯と第２アイドラーギヤ４６ｂの歯との衝突音（歯打ち音）が発生し、さらに大きな騒音が生じるおそれがある。

【0038】

そこで、本実施形態では、ギヤトレーン４６における最もエンジン１側に位置するスプライン歯４１ａとスプライン溝４６ａ２との遊びＤ１の大きさｄ１を、エンジン１が所定回転速度Ｎｅｔで回転しているときのスプライン歯４１ａ（エンジン軸４１）の変動量以上にする。以下に、この構成について、図７や図１０などを参照しながら、具体的に説明する。なお、本実施形態でいう遊びは、円周方向の遊びを意味している。

【0039】

図７は、エンジン１を所定の回転速度Ｎｅｔで駆動させたときのスプライン歯４１ａの変位量を示す図である。なお、図７では、円周方向におけるスプライン溝４６ａ２の中心と円周方向におけるスプライン歯４１ａの中心が一致しているときを０としている。図１０は、スプライン歯４１ａとスプライン溝４６ａ２との間の遊びＤ１とスプライン歯４１ａの変動領域との関係を示す図であり、スプライン歯４１ａとスプライン溝４６ａ２の円周方向に沿う断面を平面に展開した概念図である。また、図１０は、円周方向におけるスプライン溝４６ａ２の中心と円周方向におけるスプライン歯４１ａの中心が一致している状態、別の言い方をすると、スプライン歯４１ａの両側にそれぞれｄ１の半分の遊びがある状態を示している。

【0040】

上述のように、エンジン１は、コントローラ１００によって所定の回転速度Ｎｅｔで回転するように指示されていても、実際の回転速度Ｎｅは回転速度Ｎｅｔを中心にして若干変動する。これに伴い、エンジン１のクランクシャフト１ａに連結されたエンジン軸４１のスプライン歯４１ａが、スプライン溝４６ａ２内において円周方向に周期的に変位する（図７参照）。このとき、スプライン歯４１ａは、エンジン１の変動に応じた振動幅Ｗ（振幅Ｄの２倍）の範囲内で変位することになる（図７及び図１０参照）。なお、ここでいう変位とは、スプライン歯４１ａとスプライン溝４６ａ２との円周方向における相対的な位置の変化（図１０における左右方向の変位）を意味する。

【0041】

そこで、本実施形態では、スプライン歯４１ａとスプライン溝４６ａ２との間の遊びＤ１の大きさｄ１をスプライン歯４１ａの変動における周波数成分の振動幅Ｗ（図７参照）以上とする。これにより、上述のようなエンジン１の出力トルクが最小限になるようにして所定の回転速度Ｎｅｔで駆動しているときに、スプライン歯４１ａが振動幅Ｗ（振幅Ｄの２倍）の範囲（図１０の点線）で変動しても、スプライン歯４１ａとスプライン溝４６ａ２とが接触することがない。これにより、スプライン歯４１ａとスプライン溝４６ａ２との歯打ち音の発生を防止し、騒音を抑制することができる。さらに、エンジン１の回転速度Ｎｅの変動を遊びＤ１において吸収することができるので、ギヤトレーン４６における他のギヤ結合部やスプライン結合部において歯打ち音が発生することも防止できる。

【0042】

なお、スプライン歯４１ａとスプライン溝４６ａ２との間の遊びＤ１の大きさｄ１を振動幅Ｗ以上として説明したが、遊びＤ１の大きさｄ１は、少なくとも振動幅Ｗの９７％以上であればよい。図１１に示すように、振動幅Ｗに対する遊びＤ１の大きさｄ１の割合が９７％以上であれば、仮に、スプライン歯４１ａとスプライン溝４６ａ２とが接触しても、スプライン歯４１ａとスプライン溝４６ａ２との歯打ち音の音圧レベルが騒音として許容できる範囲まで低下する。その理由は、振動幅Ｗに対する遊びＤ１の大きさｄ１の割合が９７％以上であれば、スプライン歯４１ａとスプライン溝４６ａ２とが接触するときに、接触直前のスプライン歯４１ａとスプライン溝４６ａ２との速度差が小さくなるため、接触する際に発生する衝撃力が大幅に減少するからである。したがって、遊びＤ１の大きさｄ１を振動幅Ｗの９７％以上とすることにより、十分騒音を抑制することができる。

【0043】

また、本実施形態では、遊びＤ１の大きさｄ１を、エンジンギヤ４６ａと第２アイドラーギヤ４６ｂの噛み合い部分の遊びＤ２の大きさｄ２、第２アイドラーギヤ４６ｂと第２モータギヤ４６ｃの噛み合い部分の遊びＤ３の大きさｄ３、及び、スプライン歯４３ａとスプライン溝４６ｃ２の噛み合い部分の遊びＤ４の大きさｄ４よりも大きくする。つまり、本実施形態では、ギヤトレーン４６における最もエンジン１側に位置する遊びＤ１の大きさを最も大きくする。遊びＤ２、Ｄ３、Ｄ４を大きくしすぎると、動力伝達の遅れや制御性が悪化してしまうおそれがある。さらに、通常動作時の歯打ち音による騒音が大きくなるおそれがある。そこで、遊びＤ１のみを大きくすることにより、エンジン１の回転速度Ｎｅの変動を吸収しつつ、他のギヤ結合部及びスプライン結合部の動力伝達の遅れや制御性の悪化を抑制できる。

【0044】

上記実施形態では、コントローラ１００が、エンジン１と第２モータジェネレータ３との間にトルク伝達が生じないように、エンジン１と第２モータジェネレータ３を同期して回転させている場合を例に説明したが、この他の状況においても、騒音を低下することができる。例えば、第２モータジェネレータ３がエンジン１の動力によって駆動された場合には、スプライン歯４１ａは、スプライン溝４６ａ２の一方の側面に当接した状態で回転する。この状態で、エンジン１の回転速度Ｎｅが変動しても、遊びＤ１の大きさｄ１を少なくとも振動幅Ｗの９７％以上としておくことで、スプライン歯４１ａがスプライン溝４６ａ２の他方の側面に衝突することを防止できる。これにより、騒音の発生を抑制することができる。

【0045】

以上のように構成された本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。

【0046】

駆動装置は、エンジン１（内燃機関）と、エンジン１（内燃機関）の動力を第２モータジェネレータ３（回転装置）に伝達するためのギヤトレーン４６（動力伝達機構）と、を備える。ギヤトレーン４６（動力伝達機構）は、エンジン１（内燃機関）のエンジン軸４１（出力軸）に設けられたスプライン歯４１ａ（第１噛合部）と噛み合うスプライン溝４６ａ２（第２噛合部）を有するエンジンギヤ４６ａ（第１回転体）を有する。スプライン歯４１ａ（第１噛合部）とスプライン溝４６ａ２（第２噛合部）との噛み合い部分における遊びＤ１の大きさｄ１は、エンジン軸４１（出力軸）が所定回転速度Ｎｅｔで回転しているときのスプライン歯４１ａ（第１噛合部）の回転方向における振動成分の振動幅Ｗに対して９７％以上である。

【0047】

エンジン軸４１（出力軸）が所定の回転速度Ｎｅｔで回転しているときに、スプライン歯４１ａ（第１噛合部）との相対変位が変動しても、スプライン歯４１ａ（第１噛合部）とスプライン溝４６ａ２（第２噛合部）とが衝突して歯打ち音が発生することを抑制できるので、騒音を抑制することができる。

【0048】

遊びＤ１の大きさｄ１は、振動幅Ｗ以上である。

【0049】

遊びＤ１の大きさｄ１を振動幅Ｗ以上とすることにより、スプライン歯４１ａ（第１噛合部）とスプライン溝４６ａ２（第２噛合部）とが衝突することをより確実に抑制できるので、より確実に騒音が発生することを防止できる。

【0050】

ギヤトレーン４６（動力伝達機構）は、複数の歯車（エンジンギヤ４６ａ、第２アイドラーギヤ４６ｂ、第２モータギヤ４６ｃ）によって構成された歯車機構であり、歯車機構は、エンジンギヤ４６ａ（第１回転体）と、第２モータジェネレータ３（回転装置）の第２モータ軸４３（回転軸）に設けられたスプライン歯４３ａ（第３噛合部）と噛み合うスプライン溝４６ｃ２（第４噛合部）を有する第２モータギヤ４６ｃ（第２回転体）と、を有する。スプライン歯４１ａ（第１噛合部）とスプライン溝４６ａ２（第２噛合部）との噛み合い部分における遊びＤ１の大きさｄ１は、歯車機構における歯車同士の噛み合い部分の遊びＤ２、Ｄ３の大きさｓ２、ｄ３、及びスプライン歯４３ａ（第３噛合部）とスプライン溝４６ｃ２（第４噛合部）との噛み合い部分における遊びＤ４の大きさｄ４よりも大きい。

【0051】

遊びＤ１のみを大きくすることにより、エンジン１（内燃機関）の回転速度Ｎｅの変動を吸収しつつ、他のギヤ結合部及びスプライン結合部の動力伝達の遅れや制御性の悪化を抑制できる。

【0052】

駆動装置は、エンジン１（内燃機関）からギヤトレーン４６（動力伝達機構）に伝達されるトルク変動を抑制するダンパ１ｃ（減衰器）をさらに備える。

【0053】

ダンパ１ｃ（減衰器）によって、エンジン１の回転速度Ｎｅの変動を吸収することができる。よって、ダンパ１ｃ（減衰器）をさらに備えることにより、より確実に歯打ち音が発生することを防止できる。

【0054】

エンジン１（内燃機関）は、３気筒エンジンである。

【0055】

３気筒エンジンは、回転速度Ｎｅの変動が大きいため、遊びＤ１の大きさｄ１を上述のように設定することにより、より大きな効果を得ることができる。

【0056】

車両Ｖは、エンジン１（内燃機関）と、ギヤトレーン４６（動力伝達機構）と、第２モータジェネレータ３（回転装置）と、エンジン１（内燃機関）と第２モータジェネレータ３（回転装置）の動作を制御するコントローラ１００（制御装置）と、を備える。コントローラ１００（制御装置）は、エンジン１（内燃機関）と第２モータジェネレータ３（回転装置）との間にトルク伝達が生じないように、エンジン１（内燃機関）と第２モータジェネレータ３（回転装置）を同期して回転させる。

【0057】

コントローラ１００（制御装置）が、エンジン１（内燃機関）と第２モータジェネレータ３（回転装置）を同期して回転させているときには、スプライン歯４１ａ（第１噛合部）とスプライン溝４６ａ２（第２噛合部）との間に押し付け力が発生しないので、歯打ち音が顕著になる。そこで、遊びＤ１の大きさｄ１を振動幅Ｗに対して９７％以上とすることにより、顕著な効果を得ることができる。

【0058】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

【0059】

なお、上記実施形態では、車両Ｖがダンパ１ｃを備えている場合を例に説明したが、ダンパ１ｃを必ずしも備えている必要はない。

【0060】

また、上記実施形態では、エンジン１が３気筒である場合を説明したが、４気筒などどのような気筒数であってもよい。

【0061】

上記実施形態では、回転装置が第２モータジェネレータ３である場合を例に説明したが、これに限らず、回転装置は、例えば、発電機、あるいはコンプレッサなどの補機であってもよい。

【0062】

また、上記実施形態では、動力伝達機構としてギヤトレーン４６を例に説明したが、他の歯車機構などであってもよい。

【0063】

上記実施形態では、第１～第４噛合部として、スプライン結合部を例に説明したが、第１～第４噛合部は、ギヤ結合部であってもよい。例えば、エンジン軸４１とエンジンギヤ４６ａが一体として構成されているものであれば、エンジンギヤ４６ａと第２アイドラーギヤ４６ｂの噛み合い部分を第１噛合部及び第２噛合部とすることができる。

【符号の説明】

【0064】

１ エンジン（内燃機関、駆動装置）
１ｃ ダンパ（減衰器）
２ 第１モータジェネレータ
３ 第２モータジェネレータ（回転装置）
４１ エンジン軸
４１ａ スプライン歯（第１噛合部）
４２ 第１モータ軸
４３ 第２モータ軸
４３ａ スプライン歯（第３噛合部）
４６ ギヤトレーン（動力伝達機構、駆動装置）
４６ａ エンジンギヤ（第１回転体）
４６ａ２ スプライン溝（第２噛合部）
４６ｂ 第２アイドラーギヤ
４６ｃ 第２モータギヤ（第２回転体）
４６ｃ２ スプライン溝（第４噛合部）
１００ コントローラ（制御装置）
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４ 遊び

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】