(57)【要約】【課題】エンジンやボデーにたわみ等の変形が生じた場合であっても、エンジンマウントの変位量をグローバル座標系において算出することができ、さらに、車両の進行方向等を考慮した車両座標系に対する変位量をも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】本発明に係るエンジンマウントの変位量計測方法は、センサ座標系におけるエンジンマウント１０の変位量を計測する変位量計測工程と、重力作用方向及び東西南北方向を計測することでグローバル座標系を設定するグローバル座標系設定工程と、センサ座標系のグローバル座標系に対する姿勢角を算出する姿勢角算出工程と、姿勢角算出工程で算出した姿勢角に基づいて、変位量計測工程で計測したエンジンマウント１０の変位量を前記グローバル座標系における変位量に変換するグローバル座標系変換工程と、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近傍に配設したエンジンマウント変位量計測手段で、該エンジンマウント変位量計測手段の座標系における前記エンジンマウントの変位量を計測する、変位量計測工程と、
エンジンマウントの近傍に配設した加速度検出手段及び磁気方位検出手段のそれぞれで、重力が作用する方向及び東西南北方向を計測することでグローバル座標系を設定する、グローバル座標系設定工程と、
前記エンジンマウント変位量計測手段の座標系の、前記グローバル座標系に対する姿勢角を算出する、姿勢角算出工程と、
前記姿勢角算出工程で算出した姿勢角に基づいて、前記変位量計測工程で計測した前記エンジンマウントの変位量を、前記グローバル座標系における変位量に変換する、グローバル座標系変換工程と、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。
【請求項２】
前記エンジンマウントを搭載した車両における車両座標系の、前記グローバル座標系に対する姿勢角を算出する、車両姿勢角算出工程と、
前記グローバル座標系変換工程で変換した、前記グローバル座標系における変位量を、前記車両座標系における変位量に変換する、車両座標系変換工程と、を備える、
ことを特徴とする、請求項１に記載の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、変位計測器で計測した個々のエンジンマウントの変位量（エンジンマウントの中心の変位量）、及び、エンジンマウントの動バネ係数から求めることができる。あるいは、エンジン及びボデーを剛体と仮定し、エンジンの６軸変位を計測してマウント取付位置とのずれを計算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】
従来技術におけるエンジンマウントの変位量の計測方法について、図４（ａ）（ｂ）を用いて説明する。図４（ａ）は平常時におけるエンジンマウントの変位量計測状態を示した図、図４（ｂ）はボデーにたわみが生じた時のエンジンマウントの変位量計測状態を示した図である。
【０００６】
前記従来技術によれば、エンジンマウントの変位量を変位計測器で計測する方法の場合、図４（ａ）のように前記変位量は前記変位計測器の座標系において計測されている。このため、平常時であればそれぞれのセンサ座標系（変位計測器における座標系）Ｏｌ・Ｏｒの方向は統一されており、グローバル座標系Ｏｇ、及び、前記エンジンマウントが搭載される車両の座標系とも整合しているが、図４（ｂ）のようにボデーにたわみが生じた場合は、それぞれのセンサ座標系Ｏｌ・Ｏｒが相違する上、グローバル座標系Ｏｇ及び車両座標系ともずれを生じることとなる。即ち、ボデー等が変形した場合、変位計測器によって計測する変位量は車両座標系における変位と異なるという問題があった。
【０００７】
また、エンジンの６軸変位を計測してマウント取付位置とのずれを計算する方法の場合においても、エンジン及びボデーを剛体と仮定しているため、それらがたわんだり、ねじれたりすることで変形した場合は、計算不可能になるという問題があった。
【０００８】
そこで本発明では、上記現状に鑑み、エンジンやボデーにたわみ等の変形が生じた場合であっても、エンジンマウントの変位量をグローバル座標系において算出することができ、さらに、車両の進行方向等を考慮した車両座標系に対する変位量をも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】
【０００９】
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。
【００１０】
即ち、請求項１においては、エンジンマウントの近傍に配設したエンジンマウント変位量計測手段で、該エンジンマウント変位量計測手段の座標系における前記エンジンマウントの変位量を計測する、変位量計測工程と、エンジンマウントの近傍に配設した加速度検出手段及び磁気方位検出手段のそれぞれで、重力が作用する方向及び東西南北方向を計測することでグローバル座標系を設定する、グローバル座標系設定工程と、前記エンジンマウント変位量計測手段の座標系の、前記グローバル座標系に対する姿勢角を算出する、姿勢角算出工程と、前記姿勢角算出工程で算出した姿勢角に基づいて、前記変位量計測工程で計測した前記エンジンマウントの変位量を、前記グローバル座標系における変位量に変換する、グローバル座標系変換工程と、を備えるものである。
【００１１】
請求項２においては、前記エンジンマウントを搭載した車両における車両座標系の、前記グローバル座標系に対する姿勢角を算出する、車両姿勢角算出工程と、前記グローバル座標系変換工程で変換した、前記グローバル座標系における変位量を、前記車両座標系における変位量に変換する、車両座標系変換工程と、を備えるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１３】
本発明により、エンジンやボデーにたわみ等の変形が生じた場合であっても、エンジンマウントの変位量をグローバル座標系において算出することができ、さらに、車両の進行方向等を考慮した車両座標系に対する変位量をも算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】平常時におけるエンジンマウントの変位量計測装置を示した図。
【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】ボデーにたわみが生じた時の、エンジンマウントの変位量計測装置を示した図。
【図４】（ａ）は従来技術における平常時におけるエンジンマウントの変位量計測状態を示した図、（ｂ）は同じくボデーにたわみが生じた時のエンジンマウントの変位量計測状態を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
［エンジンマウントの変位量計測装置］
まず始めに、本発明に係るエンジンマウントの変位量計測方法を行う、エンジンマウントの変位量計測装置について、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の計測対象である、それぞれのエンジンマウント１０・１０は主に、ボデー２０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２０に支持されるのである。このような構成により、それぞれのエンジンマウント１０・１０を介してボデー２０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２０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。
【００１７】
そして本実施形態においては、図１に示す如く、それぞれのエンジンマウント１０・１０に配設された前記ボルト１２・１２の一端に、エンジンマウント変位量計測手段である加速度ピックアップ３１・３１が配設されている。そして、該加速度ピックアップ３１・３１でボルト１２・１２の３軸加速度をそれぞれ計測する構成としている。
【００１８】
本明細書においては、エンジンマウント変位量計測手段である加速度ピックアップ３１・３１でエンジンマウント１０・１０の変位量の計測を行う際に用いる座標系をセンサ座標系Ｏｌ・Ｏｒとして、エンジンマウント１０・１０などの個々の物体が存在する空間全体の座標系をグローバル座標系Ｏｇとして説明する。詳しくは、図１において紙面左側に記載したエンジンマウント１０におけるセンサ座標系をＯｌ、同じく紙面右側に記載したエンジンマウント１０におけるセンサ座標系をＯｒとするのである。図１に示すように、それぞれのセンサ座標系Ｏｌ・Ｏｒの方向は統一されており、グローバル座標系Ｏｇとも整合している。
【００１９】
なお、本実施形態においてはエンジンマウント変位量計測手段として加速度ピックアップ３１を用いる構成としているが、該エンジンマウント変位量計測手段はエンジンマウント１０のボルト１２にポテンショメータ型の直線変位計を配設する方法や、ステレオカメラによりボルト１２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１２の変位量を算出する方法等、他の構成とすることも可能であり、本実施形態に限定されるものではない。
【００２０】
そして本実施形態においては、図１に示す如く、それぞれのエンジンマウント１０・１０の近傍には、加速度検出手段である加速度センサ４１・４１、及び、磁気方位検出手段である磁気方位センサ４２・４２が配設される。そして、前記加速度センサ４１・４１により各時刻における重力が作用する方向（重力作用方向）を計測し、前記磁気方位センサ４２・４２により各時刻における東西南北方向を計測する構成としている。
【００２１】
さらに、前記加速度ピックアップ３１・３１、加速度センサ４１・４１、及び磁気方位センサ４２・４２のそれぞれは図示しない制御装置と電気的に接続されている。そして、前記加速度ピックアップ３１・３１で計測したボルト１２・１２の３軸加速度、加速度センサ４１・４１で計測した重力作用方向、及び磁気方位センサ４２・４２で計測した東西南北方向を、それぞれ前記制御装置に入力可能に構成されている。
【００２２】
前記制御装置は、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、前記演算機能は加速度ピックアップ３１・３１で計測したボルト１２の３軸加速度を二階積分してボルト１２の３軸変位量を算出し、また、加速度センサ４１・４１で計測した重力作用方向、及び磁気方位センサ４２・４２で計測した東西南北方向から、北側をＸ軸方向、東側をＹ軸方向、反重力作用方向をＺ軸方向としてグローバル座標系Ｏｇを定義するのである。
【００２３】
また、前記演算機能は、前記センサ座標系Ｏｌ・Ｏｒの、前記グローバル座標系Ｏｇに対する姿勢角（θ、φ、ψ）を算出し、さらに該姿勢角（θ、φ、ψ）に基づいて、前記ボルト１２の３軸変位量を、前記グローバル座標系Ｏｇにおける変位量に変換可能に構成されている。
【００２４】
［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及び図３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の近傍に配設したエンジンマウント変位量計測手段である加速度ピックアップ３１で、センサ座標系Ｏｌ・Ｏｒにおける前記エンジンマウント１０の変位量を計測する、変位量計測工程（図２中のステップＳ１）と、エンジンマウント１０の近傍に配設した加速度検出手段である加速度センサ４１、及び、磁気方位検出手段である磁気方位センサ４２のそれぞれで、重力が作用する方向（重力作用方向）及び東西南北方向を計測することでグローバル座標系Ｏｇを設定する、グローバル座標系設定工程（図２中のステップＳ２、Ｓ３、Ｓ４）と、前記センサ座標系Ｏｌ・Ｏｒの、前記グローバル座標系Ｏｇに対する姿勢角（θ、φ、ψ）を算出する、姿勢角算出工程（図２中のステップＳ５）と、前記姿勢角算出工程で算出した姿勢角（θ、φ、ψ）に基づいて、前記変位量計測工程で計測した前記エンジンマウント１０の変位量を、前記グローバル座標系Ｏｇにおける変位量に変換する、グローバル座標系変換工程（図２中のステップＳ６、Ｓ７）と、を備える。
【００２５】
それぞれの工程について、以下に具体的に説明する。
まず、変位量計測工程では、上記の如くそれぞれのエンジンマウント１０・１０に配設された加速度ピックアップ３１・３１により、ボルト１２・１２の３軸加速度をそれぞれ計測する。そして、前記制御装置の演算機能で前記ボルト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軸変位量を算出し、センサ座標系Ｏｌ・Ｏｒにおけるエンジンマウント１０・１０の変位量を計測するのである（ステップＳ１）。
【００２６】
次に、変位量計測工程では、それぞれのエンジンマウント１０・１０の近傍に配設された加速度センサ４１・４１及び磁気方位センサ４２・４２により、各時刻の重力作用方向及び東西南北方向を計測する。そして、重力作用方向及び東西南北方向に基づいて、前記制御装置の演算機能で北側をＸ軸方向、東側をＹ軸方向、反重力作用方向をＺ軸方向としてグローバル座標系Ｏｇを設定するのである（ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ４）。
【００２７】
次に、姿勢角算出工程では、前記制御装置の演算機能で前記センサ座標系Ｏｌ・Ｏｒの、前記グローバル座標系Ｏｇに対する姿勢角（θ、φ、ψ）を算出する（ステップＳ５）。
そして、グローバル座標系変換工程では、前記姿勢角（θ、φ、ψ）に基づいてセンサ座標系Ｏｌ・Ｏｒからグローバル座標系Ｏｇへの座標変換行列を算出し、その後、前記座標変換行列に基づいて、前記エンジンマウント１０・１０のセンサ座標系Ｏｌ・Ｏｒにおける変位量をグローバル座標系Ｏｇにおける変位量に変換するのである（ステップＳ６、Ｓ７）。
【００２８】
本発明によれば前記のように構成することにより、エンジンやボデー２０にたわみ等の変形が生じた場合であっても、エンジンマウント１０の変位量をグローバル座標系Ｏｇにおいて算出することができる。
【００２９】
具体的には、図３に示すようにボデー２０にたわみが生じ、それぞれのセンサ座標系Ｏｌ・Ｏｒ及びグローバル座標系の方向が相違した場合であっても、前記の如くセンサ座標系Ｏｌ・Ｏｒの、グローバル座標系Ｏｇに対する姿勢角（θ、φ、ψ）に基づいて、センサ座標系Ｏｌ・Ｏｒにおけるエンジンマウント１０の変位量を、グローバル座標系Ｏｇにおける変位量に変換するのである。これにより、エンジンマウント変位量計測手段である加速度ピックアップ３１によって計測するエンジンマウント１０の変位量を、グローバル座標系Ｏｇにおいて算出する構成としているのである。
【００３０】
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、前記の構成に加えて、前記エンジンマウント１０を搭載した車両における車両座標系の、前記グローバル座標系Ｏｇに対する姿勢角を算出する、車両姿勢角算出工程と、前記グローバル座標系変換工程で変換した、前記グローバル座標系Ｏｇにおける変位量を、前記車両座標系における変位量に変換する、車両座標系変換工程と、をさらに備える構成にすることもできる。
【００３１】
即ち、車両姿勢角算出工程では、前記制御装置における演算機能で、前記車両の前後、左右、上下方向をそれぞれｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向として車両座標系を定義し、該車両座標系の前記グローバル座標系Ｏｇに対する姿勢角を算出するのである。
【００３２】
そして、車両座標系変換工程では、グローバル座標系Ｏｇから車両座標系への座標変換行列を算出した後、前記姿勢角に基づいて、前記エンジンマウント１０のグローバル座標系Ｏｇにおける変位量を、車両座標系における変位量に変換するのである。
【００３３】
このように構成することにより、エンジンやボデー２０にたわみ等の変形が生じた場合であっても、エンジンマウント１０の変位量を車両座標系においても算出することができる。つまり、ボデー２０にたわみが生じた場合でも、センサ座標系Ｏｌ・Ｏｒにおけるボルト１２の３軸変位量を、車両座標系における変位量に変換することができるのである。これにより、車両の進行方向等を考慮したエンジンマウント１０の変位量をも算出することが可能となるのである。
【００３４】
また、本実施形態においては、前記変位量計測工程、前記グローバル座標系設定工程、前記姿勢角算出工程、前記グローバル座標系変換工程、車両姿勢角算出工程及び車両座標系変換工程を、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。
【００３５】
さらに、各座標系における前記エンジンマウント１０の変位量等のデータを、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】
【００３６】
１０    エンジンマウント
２０    ボデー
３１    加速度ピックアップ
４１    加速度センサ
４２    磁気方位センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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