(57)【要約】【課題】高速な振動現象の下にあっても、エンジンマウントのマウント軸として配設されるボルトの中心の３軸並進量、及び、該ボルトの３軸回転量を高精度に算出することができる、エンジンマウントの変位量計測方法を提供する。【解決手段】ボルト１２の一端に配設した検出体３４の３次元座標をステレオカメラ３３で計測することにより、ボルト１２の中心Ｋの位置座標Ｏ及びボルト１２の姿勢角を算出するカメラ計測工程と、ボルト１２の一端に配設した加速度ピックアップ３１で計測したボルト１２の３軸加速度を二階積分することにより、ボルト１２の３軸変位量を算出する加速度検出具計測工程と、ボルト１２の姿勢角に基づいてボルト１２の３軸変位量をカメラ座標系における変位量に変換する変位量変換工程と、ボルト１２の中心Ｋの位置座標Ｏに基づいて加速度検出具計測工程において行う二階積分の初期値を修正する座標修正工程とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンマウントのマウント軸の一端に配設した、少なくとも３個の検出体の３次元座標をステレオカメラで計測することにより、前記マウント軸の中心の位置座標、及び、前記マウント軸の姿勢角を算出する、カメラ計測工程と、
前記マウント軸の一端に配設した加速度検出具で計測した、前記マウント軸の加速度を二階積分することにより、前記マウント軸の変位量を算出する、加速度検出具計測工程と、
前記カメラ計測工程で算出した前記マウント軸の姿勢角に基づいて、前記加速度検出具計測工程で算出した前記マウント軸の変位量を、カメラ座標系における変位量に変換する、変位量変換工程と、
前記カメラ計測工程で算出した前記マウント軸の中心の位置座標に基づいて、前記加速度検出具計測工程において行う二階積分の初期値を修正する、座標修正工程と、を備える、
ことを特徴とする、エンジンマウントの変位量計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンマウントの変位量計測方法に関し、より詳しくは、エンジンマウントの変位量の計測において、計測精度を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの重量を支えるとともに、エンジンからボデーへの振動の伝達を防ぎ、また路面からの入力やエンジン自体が発生するトルク反力によってエンジン本体の姿勢が変化しないようにするため、エンジンをボデーに固定する際にエンジンマウントが用いられている（例えば、特許文献１、特許文献２）。
【０００３】
前記エンジンマウントは車両のＮＶＨ（騒音・振動・ハーシュネス）に大きな影響を与えるため、エンジンマウントがボデーに与えるボデー伝達力を評価することが重要となる。そして、前記ボデー伝達力は、エンジンマウントの動バネ係数と、エンジンマウントの変形量（エンジンマウントの中心の変位量）を計測することによって求めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１７８７７号公報
【特許文献２】特開平６−１２２３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記従来技術における、エンジンマウントの変位量を計測する方法について、図６から図８を用いて説明する。
図６は従来技術に係る第一のエンジンマウントの変位量計測方法について示した図である。図６に示す如く、本方法においては、エンジンマウント本体である防振弾性体に配設される、エンジンマウントのマウント軸であるボルトの上方及び側方に、前記ボルトの軸心に直交する方向（図６中のＸ軸方向及びＹ軸方向）にポテンショメータ型の直線変位計を２個配設し、前記直線変位計から延出させたプローブを前記ボルトに当接させる。そして、前記直線変位計で前記ボルトの変位量を計測することにより、エンジンマウントの変位量を計測するのである。
【０００６】
しかし、前記方法によれば、エンジンマウントにおけるマウント軸の２次元変位（図６中のＸ軸方向及びＹ軸方向の変位）しか計測することができず、また前記マウント軸のねじれ（こじり変形）を計測することもできない。さらに計測の応答性も低いため、高速な振動現象を捉えることはできなかった。
【０００７】
図７は従来技術に係る第二のエンジンマウントの変位量計測方法について示した図である。図７（ａ）に示す如く、本方法においては、エンジンマウントのマウント軸であるボルトの一端に３個の検出体を配設する。そして、ステレオカメラにより前記検出体の３次元座標を計測し、制御装置における演算機能でボルトの変位量を算出することにより、エンジンマウントの変位量を求めるのである。
【０００８】
しかし、前記方法によればステレオカメラの撮影周期が大きいため１秒あたりの撮影枚数が少なくなる。このため、図７（ｂ）に示す如く、ステレオカメラによる計測値だけでは実際の変位量を反映させることが困難であり、高速な変位量を高精度に計測することができなかった。
【０００９】
図８は従来技術に係る第三のエンジンマウントの変位量計測方法について示した図である。図８（ａ）に示す如く、本方法においては、エンジンマウントのマウント軸であるボルトの一端に加速度計測具である加速度ピックアップを配設する。そして、該加速度ピックアップでボルトの加速度を計測し、制御装置における演算機能で該加速度を二階積分してボルトの変位量を算出することにより、エンジンマウントの変位量を求めるのである。
【００１０】
しかし、前記方法によれば加速度から変位量を算出するため、図８（ｂ）に示す如く、数値積分を二階行う際の積分誤差が時間の経過とともに増大し、変位量を高精度に求めることができなかった。
【００１１】
そこで本発明では、上記現状に鑑み、高速な振動現象の下にあっても、エンジンマウントのマウント軸として配設されるボルトの中心の３軸並進量、及び、該ボルトの３軸回転量を高精度に算出することができる、エンジンマウントの変位量計測方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１３】
即ち、請求項１においては、エンジンマウントのマウント軸の一端に配設した、少なくとも３個の検出体の３次元座標をステレオカメラで計測することにより、前記マウント軸の中心の位置座標、及び、前記マウント軸の姿勢角を算出する、カメラ計測工程と、前記マウント軸の一端に配設した加速度検出具で計測した、前記マウント軸の加速度を二階積分することにより、前記マウント軸の変位量を算出する、加速度検出具計測工程と、前記カメラ計測工程で算出した前記マウント軸の姿勢角に基づいて、前記加速度検出具計測工程で算出した前記マウント軸の変位量を、カメラ座標系における変位量に変換する、変位量変換工程と、前記カメラ計測工程で算出した前記マウント軸の中心の位置座標に基づいて、前記加速度検出具計測工程において行う二階積分の初期値を修正する、座標修正工程と、を備えるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１５】
本発明により、高速な振動現象の下にあっても、エンジンマウントのマウント軸として配設されるボルトの中心の３軸並進量、及び、該ボルトの３軸回転量を高精度に算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るエンジンマウントの変位量計測装置の概要を示した図。
【図２】本発明に係るエンジンマウントの変位量計測方法におけるフローチャートについて示した図。
【図３】本発明に係るエンジンマウントの変位量計測方法のカメラ計測工程及び加速度検出具計測工程について示した図。
【図４】本発明に係るエンジンマウントのボルトの姿勢角を示した図。
【図５】（ａ）は本発明に係るエンジンマウントの変位量計測方法における変位量計測結果について示した図、（ｂ）は同じく変位誤差について示した図。
【図６】従来技術に係る第一のエンジンマウントの変位量計測方法について示した図。
【図７】（ａ）は従来技術に係る第二のエンジンマウントの変位量計測方法について示した図、（ｂ）は同じく変位量計測結果について示した図。
【図８】（ａ）は従来技術に係る第三のエンジンマウントの変位量計測方法について示した図、（ｂ）は同じく変位誤差について示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、発明の実施の形態を説明する。
なお、本発明の技術的範囲は以下の実施例に限定されるものではなく、本明細書及び図面に記載した事項から明らかになる本発明が真に意図する技術的思想の範囲全体に、広く及ぶものである。
【００１８】
［エンジンマウントの変位量計測装置３０］
まず始めに、エンジンマウントの変位量計測装置３０について、図１を用いて説明をする。
図１に示す如く、エンジンマウントの変位量計測装置３０の計測対象であるエンジンマウント１０は、主に、ボデーに配設されるブラケット２１と、該ブラケット２１に設置される防振弾性体１１と、エンジンマウント１０の固定用のマウント軸であって、前記防振弾性体１１の軸心部分に配設されるボルト１２と、で構成されている。そして、前記ボルト１２と、図示しないエンジンに配設されたブラケットとが連結されることにより、エンジンがボデーに支持されるのである。このような構成により、エンジンマウント１０を介してボデーがエンジンの重量を支えるとともに、エンジンからボデーへの振動の伝達を防ぎ、また路面からの入力やエンジン自体が発生するトルク反力によってエンジン本体の姿勢が変化しないようにしている。
【００１９】
そして本実施形態においては、図１に示す如く、前記ボルト１２の一端に３個の検出体３４ａ・３４ｂ・３４ｃが配設されており、ステレオカメラ３３・３３で前記検出体３４ａ・３４ｂ・３４ｃのそれぞれの３次元座標Ｘ１・Ｘ２・Ｘ３を計測可能に構成されている。なお、前記検出体はボルト１２の一端に４個以上配設しても差し支えない。
また、前記ボルト１２の一端に加速度検出具である加速度ピックアップ３１が配設されており、該加速度ピックアップ３１でボルト１２の３軸加速度（ａｘ、ａｙ、ａｚ）を計測可能に構成されている。
【００２０】
さらに、前記ステレオカメラ３３・３３及び加速度ピックアップ３１のそれぞれは制御装置３２と電気的に接続されており、前記ステレオカメラ３３・３３及び加速度ピックアップ３１で計測された前記検出体３４ａ・３４ｂ・３４ｃの３次元座標Ｘ１・Ｘ２・Ｘ３及びボルト１２の３軸加速度（ａｘ、ａｙ、ａｚ）を前記制御装置３２に入力可能に構成されている。
【００２１】
前記制御装置３２は、入力機能、表示機能、記憶機能、通信機能、及び、各種の演算機能等を備えている。そして、前記演算機能は後述するように、前記検出体３４ａ・３４ｂ・３４ｃの３次元座標Ｘ１・Ｘ２・Ｘ３に基づいて前記ボルト１２の中心Ｋの３軸並進量（３次元座標Ｏの変位量）、及び、前記ボルト１２の姿勢角（３軸回転量）（θ、φ、ψ）を算出し、また、ボルト１２の３軸加速度（ａｘ、ａｙ、ａｚ）を二階積分してボルトの３軸変位量（ｄｘ、ｄｙ、ｄｚ）を算出するのである。
【００２２】
［エンジンマウントの変位量計測方法］
次に、本発明の一実施形態に係るエンジンマウントの変位量計測方法について、図２から図５を用いて説明する。
図２に示す如く、本実施形態に係るエンジンマウントの変位量計測方法は、エンジンマウント１０のマウント軸であるボルト１２の一端に配設した３個の検出体３４ａ・３４ｂ・３４ｃの３次元座標Ｘ１・Ｘ２・Ｘ３を、ステレオカメラ３３・３３で計測することにより、前記ボルト１２の中心Ｋの位置座標Ｏ、及び、前記ボルト１２の姿勢角（θ、φ、ψ）を算出する、カメラ計測工程（図２中のステップＳ１、Ｓ２）と、前記ボルト１２の一端に配設した加速度ピックアップ３１で計測した、前記ボルト１２の３軸加速度（ａｘ、ａｙ、ａｚ）を二階積分することにより、前記ボルト１２の３軸変位量（ｄｘ、ｄｙ、ｄｚ）を算出する、加速度検出具計測工程（図２中のステップＳ３、Ｓ４）と、前記カメラ計測工程で算出した前記ボルト１２の姿勢角（θ、φ、ψ）に基づいて、前記加速度検出具計測工程で算出した前記ボルト１２の３軸変位量（ｄｘ、ｄｙ、ｄｚ）を、カメラ座標系における変位量（ｘ、ｙ、ｚ）に変換する、変位量変換工程（図２中のステップＳ５）と、前記カメラ計測工程で算出した前記ボルト１２の中心Ｋの位置座標Ｏに基づいて、前記加速度検出具計測工程において行う二階積分の初期値を修正する、座標修正工程（図２中のステップＳ６）と、を備える。
【００２３】
それぞれの工程について、以下に具体的に説明する。
図３においては、説明の便宜上、前記ボルト１２は軸心を上下に向けた状態で図示するものとする。
まず、カメラ計測工程では、図１に示す如く、ステレオカメラ３３・３３が前記検出体３４ａ・３４ｂ・３４ｃで形成される三角形の３点である、３次元座標Ｘ１・Ｘ２・Ｘ３を計測する（ステップＳ１）。
【００２４】
そして、前記制御装置３２における演算機能で、前記３次元座標Ｘ１・Ｘ２・Ｘ３に基づいて、前記ボルト１２の中心Ｋの位置座標Ｏ、及び、前記ボルト１２の姿勢角（θ、φ、ψ）を算出するのである（ステップＳ２）。
詳細には、前記検出体３４ａ・３４ｂ・３４ｃとボルト１２の中心Ｋとの相対的な位置関係は不変であるので、図３のように検出体３４ａ・３４ｂ・３４ｃがそれぞれ別の位置に変位し、検出体３４ａ´・３４ｂ´・３４ｃ´に位置したとしても、新たな３次元座標Ｘ１´・Ｘ２´・Ｘ３´より、新たな中心Ｋの位置座標を算出するのである。また、図４に示す如く、前記中心Ｋを原点としたときの、ボルト１２軸心のｘ軸回り、ｙ軸回り、ｚ軸回りそれぞれの回転角を姿勢角（θ、φ、ψ）として算出するのである。
【００２５】
一方、加速度検出具計測工程では、前記加速度ピックアップ３１で前記ボルト１２の３軸加速度（ａｘ、ａｙ、ａｚ）を計測する（ステップＳ３）。
【００２６】
そして、前記制御装置３２における演算機能で、前記ボルト１２の３軸加速度（ａｘ、ａｙ、ａｚ）を二階積分することにより、前記ボルト１２の３軸変位量（ｄｘ、ｄｙ、ｄｚ）を算出するのである（ステップＳ４）。
【００２７】
次に、変位量変換工程では、前記制御装置３２における演算機能で、前記カメラ計測工程で算出した前記ボルト１２の姿勢角（θ、φ、ψ）に基づいて、前記加速度検出具計測工程で算出した前記ボルト１２の３軸変位量（ｄｘ、ｄｙ、ｄｚ）を、カメラ座標系における変位量（ｘ、ｙ、ｚ）に変換する（ステップＳ５）。
【００２８】
また、座標修正工程では、前記制御装置３２における演算機能で、前記カメラ計測工程で算出した前記ボルト１２の中心Ｋの位置座標Ｏに基づいて、前記加速度検出具計測工程において行う二階積分の初期値を修正する（ステップＳ６）。詳しくは、前記ステレオカメラ３３・３３の撮影周期は、前記加速度ピックアップ３１による前記ボルト１２の３軸加速度（ａｘ、ａｙ、ａｚ）の計測周期に比べて大きいので、前記カメラ計測工程でボルト１２の中心Ｋの位置座標Ｏが算出されるたびに、加速度検出具計測工程において行う二階積分の初期値を修正するのである。
【００２９】
本発明によれば前記のように構成することにより、高速な振動現象の下にあっても、エンジンマウント１０のマウント軸として配設されるボルト１２の中心Ｋの３軸並進量（３次元座標Ｏの変位量）、及び、該ボルト１２の姿勢角（θ、φ、ψ）を高精度に算出することができる。
【００３０】
具体的には、前記のように前記加速度ピックアップ３１による前記ボルト１２の３軸加速度（ａｘ、ａｙ、ａｚ）の計測周期は、前記ステレオカメラ３３・３３の撮影周期に比べて小さいので、図５（ａ）に示す如く、ステレオカメラでは計測できなかった実際の変位量を反映して、高速かつ高精度に計測することが可能となるのである。
【００３１】
また、前記の如くカメラ計測工程で算出した前記ボルト１２の中心Ｋの位置座標Ｏに基づいて、前記加速度検出具計測工程において行う二階積分の初期値を修正する構成としている。ステレオカメラ３３・３３による計測は、該加速度ピックアップ３１でボルト１２の加速度を計測し、該加速度を二階積分してボルト１２の変位量を算出する構成とは異なって誤差が時間の経過とともに増大することはない。このため、図５（ｂ）に示す如く、数値積分を二階行う際の積分誤差をステレオカメラ３３・３３の撮影周期ごとに補正することにより、該積分誤差を一定周期ごとに、一定範囲に減少させることができるのである。即ち、変位誤差の補正をしない場合に比べて、変位量を高精度に求めることが可能となるのである。
【００３２】
また、本実施形態においては、前記カメラ計測工程、前記加速度検出具計測工程、前記変位量変換工程、及び前記座標修正工程を、所定の時刻毎に繰り返すことにより、計測対象である車両の実動状態でリアルタイムにエンジンマウント１０の変形特性が計測できる構成としているのである。
【００３３】
さらに、前記ボルト１２の中心Ｋの３軸並進量（３次元座標Ｏの変位量）、及び、該ボルト１２の姿勢角（θ、φ、ψ）のデータを前記記憶機能に蓄積する構成としている。これにより、該データをエンジンマウント１０の設計、及び、車両のＮＶＨ評価へフィードバックすることが可能となるのである。
【符号の説明】
【００３４】
１０    エンジンマウント
１１    防振弾性体
１２    ボルト
３１    加速度ピックアップ
３３    ステレオカメラ
３４    検出体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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