(57)【要約】【課題】高速な振動現象の下でボデー自体が振動しても、エンジンルーム内において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３軸並進量、及び、該ボルトの３軸回転量を６軸変位量として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】エンジンマウントの変位量計測方法は、カメラ座標系におけるマウント軸であるボルト１５ａの位置座標及び姿勢角の変位量を６軸変位量Ｐ１として算出する第一計測工程と、カメラ座標系におけるボデー１１の位置座標及び姿勢角の変位量を６軸変位量Ｐ２として算出する第二計測工程と、６軸変位量Ｐ１と６軸変位量Ｐ２との差を演算することにより、ボデー座標系におけるボルト１５ａの位置座標及び姿勢角の変位量をボデー座標系における６軸変位量Ｑ３として算出する変位量算出工程と、を備える。【選択図】図１
2011149783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボデーに設けられエンジンを支持する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個の検出体を備える第一計測対象の３次元座標を計測手段で計測することにより、計測手段座標系における前記マウント軸の位置座標及び姿勢角の変位量を６軸変位量として算出する、第一計測工程と、
前記ボデーにおける前記エンジンマウントの近傍に配設した、少なくとも３個の検出体を備える第二計測対象の３次元座標を前記計測手段で計測することにより、計測手段座標系における前記ボデーの位置座標及び姿勢角の変位量を６軸変位量として算出する、第二計測工程と、
前記第一計測工程で算出した、計測手段座標系における前記マウント軸の６軸変位量と、前記第二計測工程で算出した、計測手段座標系における前記ボデーの６軸変位量と、の差を演算することにより、ボデー座標系における前記マウント軸の位置座標及び姿勢角の変位量を６軸変位量として算出する、変位量算出工程と、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のマウント軸の一端に配設した第一計測対象、及び、前記ボデーにおけるエンジンマウントの近傍に配設した第二計測対象を、それぞれと前記計測手段との距離が略同一になるように配置する、
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。
【請求項３】
ボデーに設けられエンジンを支持する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個の検出体を備える第一計測対象、及び、前記ボデーにおける前記エンジンマウントの近傍に配設した、少なくとも３個の検出体を備える第二計測対象の３次元座標を計測する、計測手段と、
前記計測手段による前記第一計測対象の３次元座標の計測結果より、計測手段座標系における前記マウント軸の位置座標及び姿勢角の変位量を６軸変位量として算出し、前記計測手段による前記第二計測対象の３次元座標の計測結果より、計測手段座標系における前記ボデーの位置座標及び姿勢角の変位量を６軸変位量として算出し、計測手段座標系における前記マウント軸の６軸変位量と、計測手段座標系における前記ボデーの６軸変位量と、の差を演算することにより、ボデー座標系における前記マウント軸の位置座標及び姿勢角の変位量を６軸変位量として算出する、演算手段と、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装置。
【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及び変位量計測装置に関し、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、及び、特許文献２参照）。
【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。
【０００４】
一方、変位計測手段によって計測対象の異なる種類の変位を計測し、その差を求めることによって計測対象の特定の変位量を算出する技術が知られている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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
【特許文献３】特開２００８−３０９６８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来技術における、エンジンマウント（の中心）の変位量を計測する方法について、図６及び図７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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。本方法においては図７に示す如く、ボデーにおけるエンジンマウントのマウント軸であるボルトの一端に、計測対象である３個の検出体を配設する。一方、ボデーに支持部材を立設し、該支持部材の先端にカメラを配設する。そして、該カメラにより前記検出体の３次元座標を計測して、図示しない制御装置における演算手段でボルトの位置座標及び姿勢角の変位量を６軸変位量として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。
【０００９】
しかし、前記方法によれば、エンジンの振動によってボデーが振動し、これによってカメラが図７中に示す矢印αの如く振動する。そして、計測したボルトの６軸変位量にカメラの振動ノイズが加わることで、計測精度が悪くなるという問題があった。
【００１０】
一方、前記特許文献３に記載された技術においては、エンジンルーム内のような狭い空間内におけるエンジンマウントの変位量計測に適用することが困難な上に、計測対象の位置座標及び姿勢角の変位量を６軸変位量として算出することはできなかった。
【００１１】
そこで本発明は、上記現状に鑑み、高速な振動現象の下でボデー自体が振動しても、エンジンルーム内において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３軸並進量、及び、該ボルトの３軸回転量を６軸変位量として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。
【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、ボデーに設けられエンジンを支持する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個の検出体を備える第一計測対象の３次元座標を計測手段で計測することにより、計測手段座標系における前記マウント軸の位置座標及び姿勢角の変位量を６軸変位量として算出する、第一計測工程と、前記ボデーにおける前記エンジンマウントの近傍に配設した、少なくとも３個の検出体を備える第二計測対象の３次元座標を前記計測手段で計測することにより、計測手段座標系における前記ボデーの位置座標及び姿勢角の変位量を６軸変位量として算出する、第二計測工程と、前記第一計測工程で算出した、計測手段座標系における前記マウント軸の６軸変位量と、前記第二計測工程で算出した、計測手段座標系における前記ボデーの６軸変位量と、の差を演算することにより、ボデー座標系における前記マウント軸の位置座標及び姿勢角の変位量を６軸変位量として算出する、変位量算出工程と、を備えるものである。
【００１４】
請求項２においては、前記エンジンマウントのマウント軸の一端に配設した第一計測対象、及び、前記ボデーにおけるエンジンマウントの近傍に配設した第二計測対象を、それぞれと前記計測手段との距離が略同一になるように配置するものである。
【００１５】
請求項３においては、ボデーに設けられエンジンを支持する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個の検出体を備える第一計測対象、及び、前記ボデーにおける前記エンジンマウントの近傍に配設した、少なくとも３個の検出体を備える第二計測対象の３次元座標を計測する、計測手段と、前記計測手段による前記第一計測対象の３次元座標の計測結果より、計測手段座標系における前記マウント軸の位置座標及び姿勢角の変位量を６軸変位量として算出し、前記計測手段による前記第二計測対象の３次元座標の計測結果より、計測手段座標系における前記ボデーの位置座標及び姿勢角の変位量を６軸変位量として算出し、計測手段座標系における前記マウント軸の６軸変位量と、計測手段座標系における前記ボデーの６軸変位量と、の差を演算することにより、ボデー座標系における前記マウント軸の位置座標及び姿勢角の変位量を６軸変位量として算出する、演算手段と、を備えるものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１７】
本発明により、高速な振動現象の下でボデー自体が振動しても、エンジンルーム内において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３軸並進量、及び、該ボルトの３軸回転量を６軸変位量として高精度に算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】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】エンジンマウントの変位量計測方法における第一計測工程について示した図。
【図３】エンジンマウントのボルトの姿勢角変位量を示した図。
【図４】エンジンマウントの変位量計測方法における変位量算出工程について示した図。
【図５】（ａ）はカメラ座標系におけるマウント変位の計測結果について示した図、（ｂ）は同じくカメラ座標系におけるボデー変位の計測結果について示した図、（ｃ）はボデー座標系におけるマウント変位の計測結果について示した図。
【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】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。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
まず始めに、本実施形態に係るエンジンマウントの変位量計測方法及び変位量計測装置の概要について、図１を用いて説明する。
本実施形態に係るエンジンマウントの変位量計測方法及び変位量計測装置における計測対象であるエンジンマウント１５は、図１に示す如くエンジンルーム内のボデー１１に配設されており、防振弾性体である本体と、マウント軸であるボルト１５ａと、を備える。そして、前記ボルト１５ａ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１１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１５を介してボデー１１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１１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。
【００２１】
そして、本実施形態に係るエンジンマウントの変位量計測方法においては図１に示す如く、エンジンマウント１５におけるボルト１５ａの上端に、第一計測対象１７として３個の検出体１７ａ・１７ｂ・１７ｃを配設する。
さらに、ボデー１１におけるエンジンマウント１５の近傍に、前記ボデー１１からボルト１５ａの先端までの長さと略同じ長さに形成された支柱２１を立設する。そして、該支柱２１の上端に第二計測対象２７として３個の検出体２７ａ・２７ｂ・２７ｃを配設する。
即ち、第一計測対象１７と第二計測対象２７とはボデー１１からの距離が略同一となるように配設されているのである。なお、本実施形態においては、第一計測対象１７及び第二計測対象２７においてそれぞれに配設する検出体は３個としているが、該検出体の個数は４個以上であっても差し支えない。
【００２２】
さらに、ボデー１１にＬ字状の支持部材１２を立設し、該支持部材１２の先端に、第一計測対象１７及び第二計測対象２７を撮影可能な計測手段であるＣＣＤカメラ（以下、単にカメラとする）１３を配設する。このように、前記の如く第一計測対象１７と第二計測対象２７とは、ボデー１１からの距離が略同一であるため、それぞれとカメラ１３との距離が略同一になるように配設されているのである。
【００２３】
前記カメラ１３は、入力手段、表示手段、記憶手段、通信手段、及び、各種の演算手段等を備える制御装置１４と電気的に接続されている。そして、制御装置１４における演算手段で計測手段座標系（本実施形態においてはカメラ座標系。以下、カメラ座標系とする）におけるボルト１５ａ及びボデー１１の位置座標及び姿勢角の変位量を６軸変位量として算出することができるように構成されている。具体的には後述するように、カメラ１３で検出体１７ａ・１７ｂ・１７ｃ及び検出体２７ａ・２７ｂ・２７ｃの３次元座標を計測する。そして、計測した３次元座標に基づいて、ボルト１５ａ及びボデー１１の３軸並進量（３次元座標の変位量）、及び、姿勢角（３軸回転量）を算出するのである。さらに、演算手段はボルト１５ａ及びボデー１１の位置座標及び姿勢角の変位量における各成分の差を演算することができるように構成されている。
【００２４】
そして、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、第一計測工程、第二計測工程、及び、変位量算出工程の各工程を備える。以下、それぞれの工程について順に説明する。
第一計測工程においては図２に示す如く、第一計測対象１７における検出体１７ａ・１７ｂ・１７ｃの３次元座標をカメラ１３で計測する。
そして、前記の如く制御装置１４における演算手段によってカメラ座標系における前記マウント軸であるボルト１５ａの位置座標及び姿勢角の変位量を６軸変位量Ｐ１として算出する。
【００２５】
詳細には、検出体１７ａ・１７ｂ・１７ｃとボルト１５ａ（の中心）との相対的な位置関係は一定であるため、検出体１７ａ・１７ｂ・１７ｃの３次元座標の計測結果から、ボルト１５ａの３次元座標を算出することができる。そして、図２のように検出体１７ａ・１７ｂ・１７ｃがそれぞれ別の位置に変位し、検出体１７ａ´・１７ｂ´・１７ｃ´の位置に移動したとしても、検出体１７ａ´・１７ｂ´・１７ｃ´の新たな３次元座標より、ボルト１５ａにおける変位後の３次元座標を算出することができる。即ち、ボルト１５ａの変位前と変位後の３次元座標の差を演算することで、ボルト１５ａの位置座標の変位量（ｘ１、ｙ１、ｚ１）を算出するのである。
また、図３に示す如く、ボルト１５ａの中心を原点としたときの、ボルト１５ａにおける軸心のｘ軸回り、ｙ軸回り、ｚ軸回りそれぞれの回転角を姿勢角（θ１、φ１、ψ１）として算出するのである。
このように、ボルト１５ａの位置座標の３軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）方向への変位量をボルト１５ａの３軸並進量と、ボルト１５ａの姿勢角の変位量をボルト１５ａの３軸回り（ｘ軸回り、ｙ軸回り、ｚ軸回り）の３軸回転量として算出するのである。そして、それらを図４に示す如くカメラ座標系における６軸変位量Ｐ１（ｘ１、ｙ１、ｚ１、θ１、φ１、ψ１）とするのである。
【００２６】
第二計測工程においては、第一計測工程と同様に、第二計測対象２７における検出体２７ａ・２７ｂ・２７ｃの３次元座標をカメラ１３で計測する。そして、前記の如く演算手段によってカメラ座標系における前記ボデー１１の位置座標及び姿勢角の変位量を、図４に示す如くカメラ座標系における６軸変位量Ｐ２（ｘ２、ｙ２、ｚ２、θ２、φ２、ψ２）として算出するのである。
【００２７】
変位量算出工程においては、第一計測工程で算出した、カメラ座標系におけるボルト１５ａの６軸変位量Ｐ１（ｘ１、ｙ１、ｚ１、θ１、φ１、ψ１）と、第二計測工程で算出した、カメラ座標系におけるボデー１１の６軸変位量Ｐ２（ｘ２、ｙ２、ｚ２、θ２、φ２、ψ２）との差を、制御装置１４における演算手段によって演算する。具体的には、それぞれの６軸変位量の成分ごとに差を算出するのである。これにより、ボデー座標系におけるボルト１５ａの位置座標及び姿勢角の変位量を、図４に示す如くボデー座標系におけるボルト１５ａの６軸変位量Ｑ３（Ｘ３、Ｙ３、Ｚ３、Θ３、Φ３、Ψ３）として算出するのである。
【００２８】
本実施形態によれば、エンジンの振動によってボデー１１が振動し、これによってカメラ１３が振動する。つまり、カメラ座標系で計測したボルト１５ａの６軸変位量Ｐ１には、エンジンマウント１５の変位によるボルト１５ａの変位に加え、カメラ１３の振動ノイズが反映されている。一方、カメラ座標系で計測したボデー１１の６軸変位量Ｐ２はカメラ１３の振動による変位（振動ノイズ）のみが反映されている。このため、６軸変位量Ｐ１と６軸変位量Ｐ２との差を演算することにより、カメラ１３の振動ノイズを排除したボルト１５ａの６軸変位量Ｑ３のみを算出することができる。換言すれば、ボデー座標系におけるボルト１５ａの６軸変位量Ｑ３を算出することができるのである。
【００２９】
具体的には、図５（ａ）に示すカメラ座標系で計測したボルト１５ａの６軸変位量（マウント変位）Ｐ１から、図５（ｂ）に示すカメラ座標系で計測したボデー１１の６軸変位量（ボデー変位）Ｐ２を減ずることで、図５（ｃ）に示す如くボデー座標系で計測し、カメラ１３の振動ノイズを排除したボルト１５ａの６軸変位量（マウント変位）Ｑ３を算出することができるのである。
【００３０】
上記の如く、本実施形態に係るエンジンマウントの変位量計測装置は、ボデー１１におけるエンジンマウント１５のマウント軸であるボルト１５ａの一端に配設した、３個の検出体１７ａ・１７ｂ・１７ｃを備える第一計測対象１７、及び、前記ボデー１１におけるエンジンマウント１５の近傍に配設した、３個の検出体２７ａ・２７ｂ・２７ｃを備える第二計測対象２７の３次元座標を計測する、計測手段であるカメラ１３を備える。
また、本実施形態に係るエンジンマウントの変位量計測装置は、カメラ１３による第一計測対象１７の３次元座標の計測結果より、カメラ座標系におけるボルト１５ａの位置座標及び姿勢角の変位量を６軸変位量Ｐ１として算出し、カメラ１３による第二計測対象２７の３次元座標の計測結果より、カメラ座標系におけるボデー１１の位置座標及び姿勢角の変位量を６軸変位量Ｐ２として算出し、カメラ座標系におけるボルト１５ａの６軸変位量Ｐ１と、カメラ座標系における前記ボデー１１の６軸変位量Ｐ２と、の差を演算することにより、ボデー座標系におけるボルト１５ａの位置座標及び姿勢角の変位量を６軸変位量Ｑ３として算出する、演算手段を備えるのである。
【００３１】
本実施形態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でボデー１１自体が振動しても、エンジンルーム内においてエンジンマウント１５のマウント軸として配設されるボルト１５ａのボデー座標系における３軸並進量、及び、該ボルトの３軸回転量を６軸変位量Ｑ３（Ｘ３、Ｙ３、Ｚ３、Θ３、Φ３、Ψ３）として高精度に算出することができる。
【００３２】
具体的には、カメラ１３の振動ノイズが加わっている、カメラ座標系で計測したボルト１５ａの６軸変位量Ｐ１と、カメラ１３の振動による変位のみが反映されているカメラ座標系で計測したボデー１１の６軸変位量Ｐ２との差を演算することにより、ボデー座標系におけるボルト１５ａの６軸変位量Ｑ３を算出することができる。このため、図５（ｃ）に示す如く計測したボルト１５ａ（エンジンマウントのマウント軸）の６軸変位量からカメラ１３の振動ノイズを排除した状体でエンジンマウントの変位量を計測することができ、エンジンマウントの変位量計測における計測精度を向上させることができるのである。
【００３３】
また、本実施形態においては、第一計測対象１７と第二計測対象２７とをボデー１１からの距離が略同一となるように配設することで、それぞれとカメラ１３との距離が略同一になるように配置している。これにより、第一計測対象１７と第二計測対象２７との計測条件を略同一にすることができ、カメラ１３による計測誤差を少なくすることができる。
【符号の説明】
【００３４】
１１    ボデー
１３    カメラ
１５    エンジンマウント
１５ａ  ボルト（マウント軸）
１７    第一計測対象
２７    第二計測対象
【図１】
2011149783.tif 000003
【図２】
2011149783.tif 000004
【図３】
2011149783.tif 000005
【図４】
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【図５】
2011149783.tif 000007
【図６】
2011149783.tif 000008
【図７】
2011149783.tif 000009