(57)【要約】【課題】ＮＶの低減及び電子機器の信頼性の低下の抑制。【解決手段】エンジンとトランスアクスルが締結されたパワープラントと、前記トランスアクスルに第１弾性部材を介して固定され、筐体と前記筐体に第２弾性部材を介して固定された電子回路基板とを有する電子機器と、を備え、前記電子機器の質量と前記第１弾性部材の剛性とに基づく固有振動数は、前記パワープラントの固有振動数と略一致し、前記電子回路基板の質量と前記第２弾性部材の剛性とに基づく固有振動数は、前記パワープラントの固有振動数よりも低い、車両。【選択図】図２
2020147246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンとトランスアクスルが締結されたパワープラントと、
前記トランスアクスルに第１弾性部材を介して固定され、筐体と前記筐体に第２弾性部材を介して固定された電子回路基板とを有する電子機器と、を備え、
前記電子機器の質量と前記第１弾性部材の剛性とに基づく固有振動数は、前記パワープラントの固有振動数と略一致し、
前記電子回路基板の質量と前記第２弾性部材の剛性とに基づく固有振動数は、前記パワープラントの固有振動数よりも低い、車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンと、トランスアクスルと、トランスアクスル上に配置された電子機器と、を備える車両が知られている。例えば、トランスアクスル上に弾性部材を介して電子機器を配置した車両が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−０４３６８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
エンジンとトランスアクスルが締結されたパワープラントは質量が大きくなり易い。パワープラントは、質量が大きくなると固有振動数が低くなり、振動振幅が大きくなる。パワープラントの振動振幅が大きいと、ＮＶ（Noise Vibration）が大きくなるとともに、トランスアクスルに固体された電子機器の信頼性が低下する。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、ＮＶの低減及び電子機器の信頼性の低下の抑制を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、エンジンとトランスアクスルが締結されたパワープラントと、前記トランスアクスルに第１弾性部材を介して固定され、筐体と前記筐体に第２弾性部材を介して固定された電子回路基板とを有する電子機器と、を備え、前記電子機器の質量と前記第１弾性部材の剛性とに基づく固有振動数は、前記パワープラントの固有振動数と略一致し、前記電子回路基板の質量と前記第２弾性部材の剛性とに基づく固有振動数は、前記パワープラントの固有振動数よりも低い、車両である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ＮＶを低減させ且つ電子機器の信頼性の低下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、ハイブリッド車両のエンジンルームの部品レイアウトの一例を説明する図である。
【図２】図２（ａ）は、パワープラントとＰＣＵの側面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）においてＰＣＵの内部を透視した図である。
【図３】図３は、実施例１と比較例１におけるエンジン回転数とパワープラントの変位量との関係を説明する図である。
【図４】図４は、実施例１、比較例１、及び比較例２におけるエンジン回転数と電子回路基板の変位量との関係を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は、ハイブリッド車両１００のエンジンルームの部品レイアウトの一例を説明する図である。図１のように、ハイブリッド車両１００は、トランスアクスル１０とエンジン１２で構成されるパワープラント１４と、電力制御装置（ＰＣＵ：Power Control Unit）１６と、を備える。ＰＣＵ１６は、トランスアクスル１０に含まれる走行用モータへの供給電力を制御する。エンジンルームには他に、補機バッテリ４０、ラジエータ４２、リレーボックス４４、エアコンのコンプレッサ４６などが収容されている。なお、図１では、エンジンルーム内の各部品の形状などを簡略化して図示している。
【００１１】
トランスアクスル１０は、図示を省略するが、走行用モータ、動力分配機構、及びデファレンシャルギアを含む。走行用モータ、動力分配機構、及びデファレンシャルギアは、トランスアクスル１０の筐体内に収容されている。
【００１２】
トランスアクスル１０は、複軸タイプと称されるハイブリッド車両用のトランスアクスルである。トランスアクスル１０とエンジン１２は、ボルトなどによって締結固定されている。ＰＣＵ１６は、トランスアクスル１０上に搭載されている。ＰＣＵ１６は、高電圧バッテリの直流電圧を昇圧した後に所定の周波数の三相交流に変換して、トランスアクスル１０の走行用モータに供給する。
【００１３】
図２（ａ）は、パワープラント１４とＰＣＵ１６の側面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）においてＰＣＵ１６の内部を透視した図である。図２（ａ）及び図２（ｂ）のように、ＰＣＵ１６は、ブラケット２０とマウント２２を用いてトランスアクスル１０上に搭載されている。ブラケット２０は、金属製であり、一端がボルト２４によってトランスアクスル１０に締結固定されている。ブラケット２０の他端はＰＣＵ１６の側方に延びている。ブラケット２０の他端には貫通孔が設けられ、この貫通孔にボルトの挿入が可能となるような孔を残存させてマウント２２が設けられている。ＰＣＵ１６は、マウント２２で囲まれた孔に挿入された不図示のボルトによってブラケット２０の他端に締結固定されている。すなわち、ＰＣＵ１６は、マウント２２を介してトランスアクスル１０に固定されている。マウント２２は、例えばゴム部材などの弾性部材で形成されている。
【００１４】
ＰＣＵ１６は、筐体３０と、筐体３０に内蔵された電子回路基板３２と、を含む。電子回路基板３２には複数の貫通孔が設けられている。貫通孔にはボルト２８の挿入が可能となるような孔を残存させてマウント２６が設けられている。電子回路基板３２は、マウント２６で囲まれた孔に挿入されたボルト２８によって筐体３０に締結固定されている。すなわち、電子回路基板３２は、マウント２６を介して筐体３０に固定されている。マウント２６は、例えばゴム部材などの弾性部材で形成されている。
【００１５】
実施例１のハイブリッド車両１００では、ＰＣＵ１６の質量とマウント２２の剛性とに基づく固有振動数は、パワープラント１４の固有振動数と略一致している。例えば、マウント２２の材料や形状などを調整してマウント２２の剛性を調整することで、ＰＣＵ１６の質量とマウント２２の剛性とに基づく固有振動数がパワープラント１４の固有振動数と略一致するようにしている。すなわち、ＰＣＵ１６が４つのマウント２２を介してトランスアクスル１０に固定されている場合、パワープラント１４の質量をＭ０、曲げ剛性をＫ０、ＰＣＵ１６の質量をＭ、マウント２２の剛性をＫとすると、（Ｋ０／Ｍ０）１／２≒（４Ｋ／Ｍ）１／２となるように、マウント２２の剛性が調整されている。なお、略一致とは、例えばＰＣＵ１６の質量とマウント２２の剛性とに基づく固有振動数と、パワープラント１４の固有振動数との差が、±１０％以下である場合が好ましい、すなわち、例えばＰＣＵ１６の質量とマウント２２の剛性とに基づく固有振動数と、パワープラント１４の固有振動数との差を、パワープラント１４の固有振動数で除算した値が、±１０％以下である場合が好ましい。
【００１６】
ここで、ＰＣＵ１６の質量とマウント２２の剛性とに基づく固有振動数をパワープラント１４の固有振動数に略一致させることの効果を説明するため、比較例１のハイブリッド車両１００を説明する。比較例１のハイブリッド車両１００では、ＰＣＵ１６はマウント２２を介さずに金属製のブラケット２０とボルトによってトランスアクスル１０に締結固定されている。また、電子回路基板３２はマウント２６を介さずにボルト２８によって筐体３０に固定されている。
【００１７】
図３は、実施例１及び比較例１におけるエンジン回転数とパワープラント１４の変位量との関係を説明する図である。図３の横軸はエンジンの回転数であり、これは振動周波数に相当する。図３の縦軸はパワープラント１４の変位量である。比較例１のように、ＰＣＵ１６がマウント２２を介さずにトランスアクスル１０に固定されている場合、パワープラント１４の共振周波数ω１付近でパワープラント１４の変位量が大きくなる。パワープラント１４の変位量が大きいということは、パワープラント１４の振動振幅が大きいということであるため、ＮＶ（Noise Vibration）が大きくなってしまう。また、パワープラント１４の質量が大きくなることで、パワープラント１４の固有振動数（共振周波数）は低くなり、これはエンジンの低回転数の所でパワープラント１４の固有振動数が存在することになる。このため、パワープラント１４の変位量が大きくなることの頻度が増加し、ＮＶが大きくなる頻度が増加する。なお、トランスアクスル１０は、ハイブリッド車両用のトランスアクスルであるため、走行用モータを内蔵している。このような場合、パワープラント１４の質量は大きくなり易い。
【００１８】
一方、実施例１のように、ＰＣＵ１６がマウント２２を介してトランスアクスル１０に固定され、ＰＣＵ１６の質量とマウント２２の剛性とに基づく固有振動数がパワープラント１４の固有振動数に略一致している場合、パワープラント１４の共振周波数ω１付近でのパワープラント１４の変位量が小さくなる。これは以下の理由によるものである。すなわち、ＰＣＵ１６の質量とマウント２２の剛性とに基づく固有振動数をパワープラント１４の固有振動数に略一致させることで、ＰＣＵ１６がパワープラント１４の振動に対して動吸振器（ダイナミックダンパー）として機能する。このため、パワープラント１４は共振振動数ω１付近での共振現象が抑制され、その結果、パワープラント１４の変位量が小さくなる。
【００１９】
このように、ＰＣＵ１６の質量とマウント２２の剛性とに基づく固有振動数をパワープラント１４の固有振動数に略一致させることで、パワープラント１４の変位量を小さくすることができる。すなわち、パワープラント１４の振動振幅を小さくすることができる。よって、ＮＶを低減させることができる。また、パワープラント１４の剛性を上げずにＮＶを低減できるため、パワープラント１４の軽量化及び低コスト化が図れる。なお、ＰＣＵ１６は走行用モータへの供給電力の制御などの機能を実現するための部品を備えることで、パワープラント１４の振動に対して動吸収器として機能し得る質量を有する。
【００２０】
パワープラント１４の変位量を小さくするために、ＰＣＵ１６の質量とマウント２２の剛性とに基づく固有振動数と、パワープラント１４の固有振動数との差は、±８％以下の場合が好ましく、±５％以下の場合がより好ましく、±３％以下の場合が更に好ましく、０％の場合が最も好ましい。
【００２１】
また、実施例１のハイブリッド車両１００では、電子回路基板３２の質量とマウント２６の剛性とに基づく固有振動数は、パワープラント１４の固有振動数よりも低くなっている。例えば、マウント２６の材料や形状などを調整してマウント２６の剛性を調整することで、電子回路基板３２の質量とマウント２６の剛性とに基づく固有振動数がパワープラント１４の固有振動数よりも低くなるようにしている。すなわち、電子回路基板３２が４つのマウント２６を介して筐体３０に固定されている場合、パワープラント１４の質量をＭ０、曲げ剛性をＫ０、電子回路基板３２の質量をｍ、マウント２６の剛性をｋとすると、（Ｋ０／Ｍ０）１／２＞（４ｋ／ｍ）１／２となるように、マウント２６の剛性を調整している。
【００２２】
ここで、電子回路基板３２の質量とマウント２６の剛性とに基づく固有振動数をパワープラント１４の固有振動数よりも低くすることの効果を説明するために、比較例１、比較例２のハイブリッド車両１００を説明する。比較例１のハイブリッド車両１００では、上述したように、ＰＣＵ１６はマウント２２を介さずにトランスアクスル１０に固定され且つ電子回路基板３２はマウント２６を介さずに筐体３０に固定されている。比較例２のハイブリッド車両１００では、ＰＣＵ１６はマウント２２を介してトランスアクスル１０に固定され、ＰＣＵ１６の質量とマウント２２の剛性とに基づく固有振動数がパワープラント１４の固有振動数に略一致しているが、電子回路基板３２はマウント２６を介さずに筐体３０に固定されている。
【００２３】
図４は、実施例１、比較例１、及び比較例２におけるエンジン回転数と電子回路基板３２の変位量との関係を説明する図である。図４の横軸はエンジンの回転数であり、これは振動周波数に相当する。図４の縦軸は電子回路基板３２の変位量である。比較例１のように、ＰＣＵ１６がマウント２２を介さずにトランスアクスル１０に固定され且つ電子回路基板３２がマウント２６を介さずに筐体３０に固定されている場合、電子回路基板３２の変位量はパワープラント１４の共振周波数ω１で最も大きくなる。比較例２のように、ＰＣＵ１６の質量とマウント２２の剛性とに基づく固有振動数がパワープラント１４の固有振動数に略一致しているが、電子回路基板３２がマウント２６を介さずに筐体３０に固定されている場合、電子回路基板３２にはＰＣＵ１６の振動が入力される。ＰＣＵ１６は、パワープラント１４の振動に対して動吸振器として機能することから、振動振幅が大きくなっている。よって、パワープラント１４の共振周波数ω１の近傍で電子回路基板３２の変位量は大きくなる。
【００２４】
一方、実施例１では、電子回路基板３２がマウント２６を介して筐体３０に固定され、電子回路基板３２の質量とマウント２６の剛性とに基づく固有振動数がパワープラント１４の固有振動数よりも低くなっている。この場合、電子回路基板３２の質量とマウント２６の剛性とに基づく固有振動数における共振周波数ω２では電子回路基板３２の変位量が大きくなるが、共振周波数ω２から離れたパワープラント１４の共振周波数ω１付近での電子回路基板３２の変位量は小さくなる。パワープラント１４は質量が大きくて固有振動数が低いことから、パワープラント１４の固有振動数はエンジンの低回転数域に存在する。したがって、電子回路基板３２の質量とマウント２６の剛性とに基づく固有振動数をパワープラント１４の固有振動数よりも低くすることで、エンジン回転数の使用域において電子回路基板３２の変位量を小さくできる。すなわち、電子回路基板３２の振動振幅を小さくすることができる。よって、電子回路基板３２の信頼性が向上し、その結果、ＰＣＵ１６の信頼性を向上させることができる。また、電子回路基板３２に搭載される素子などに対する耐震化が簡素化できるためコストの低減が図れる。
【００２５】
パワープラント１４の共振周波数ω１付近での電子回路基板３２の変位量を小さくするために、電子回路基板３２の質量とマウント２６の剛性とに基づく固有振動数はパワープラント１４の固有振動数の１／√２以下の場合が好ましく、１／２以下の場合がより好ましく、１／３以下の場合が更に好ましい。また、電子回路基板３２の質量とマウント２６の剛性とに基づく固有振動数は、エンジン回転数の使用域よりも小さいことが好ましい。
【００２６】
なお、電子回路基板３２の質量とマウント２６の剛性とに基づく固有振動数をパワープラント１４の固有振動数よりも高くする場合は、マウント２６は硬くなる特性に変わるため、ＰＣＵ１６の振動が電子回路基板３２にそのまま伝わるようになる。したがって、この場合は、電子回路基板３２の変位量を小さくすることはできない。
【００２７】
上記の例では、トランスアクスル１０に固定される電子機器としてＰＣＵ１６の場合を例に示したが、その他の電子機器の場合でもよい。
【００２８】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  トランスアクスル
１２  エンジン
１４  パワープラント
１６  ＰＣＵ
２０  ブラケット
２２  マウント
２４  ボルト
２６  マウント
２８  ボルト
３０  筐体
３２  電子回路基板
４０  補機バッテリ
４２  ラジエータ
４４  リレーボックス
４６  コンプレッサ
１００  車両
【図１】
2020147246.tif 000003
【図２】
2020147246.tif 000004
【図３】
2020147246.tif 000005
【図４】
2020147246.tif 000006