(57)【要約】【課題】複雑で多くの部品を必要とすることなく、車両の加速、減速時の車体の前後振動を低減させることができ、エンジン振動の遮断性能も十分に発揮する。【解決手段】車両のパワープラント１を所定のマウント２を介して車体３上に支持する車両のパワープラントマウント構造において、２πに車体前後振動に関わる駆動系の共振周波数を乗じた値の２乗にパワープラント１の質量を乗じた値以上となるように、マウント２のパワープラント１重心に関する前後剛性を設定する。これにより、パワープラント１の前後振動が車体振動に対しダイナミックダンパ効果、或いは、マスダンパ効果を得ることが可能となり、車体振動を最小化できる。【選択図】  図１
2004345520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のパワープラントを所定のマウントを介して車体上に支持する車両のパワープラントマウント構造において、
２πに車体前後振動に関わる駆動系の共振周波数を乗じた値の２乗に上記パワープラントの質量を乗じた値以上となるように、上記マウントの上記パワープラント重心に関する前後剛性を設定することを特徴とする車両のパワープラントマウント構造。
【請求項２】
上記パワープラントは、上記パワープラントの前方下部を前後方向変位に対する第１のバネ定数を有し、上下方向変位に対する第２のバネ定数を有する前方下部マウントで支持すると共に、該前方下部マウントから設定長さ後方で、上記パワープラントの後方下部を前後方向変位に対する第３のバネ定数を有し、上下方向変位に対する第４のバネ定数を有する後方下部マウントで支持し、上記パワープラント上方を前後方向変位に対する第５のバネ定数を有するストッパ部材で支持して、上記パワープラントの上記前方下部マウントと上記後方下部マウントの位置からの重心高さと、上記ストッパ部材の上記前方下部マウントと上記後方下部マウントの位置からの高さと、上記前方下部マウントと上記後方下部マウントとの間の上記設定長さと、上記第１のバネ定数と、上記第２のバネ定数と、上記第３のバネ定数と、上記第４のバネ定数と、上記第５のバネ定数とから、上記マウントの上記パワープラント重心に関する前後剛性を演算し、該前後剛性が、２πに車体前後振動に関わる駆動系の共振周波数を乗じた値の２乗に上記パワープラントの質量を乗じた値以上となるように設定することを特徴とする請求項１記載の車両のパワープラントマウント構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のパワープラントを車体上に支持する車両のパワープラントマウント構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両のパワープラントを車体上に支持する車両のパワープラントマウント構造については、多くの提案がなされている。
【０００３】
例えば、特開平９−２２６３８４号公報では、マウント部材を介して車体にパワーユニットを支持した車両において、パワーユニットと車体側とを、メカニカルダンパ或いはリンクによって連結し、且つダンパ或いはリンクの長手軸をパワーユニットのアイドルロール方向の慣性主軸と略交差する方向に配置した構成が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−２２６３８４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の特許文献１のように複数のメカニカルダンパ或いはリンクを用いると、部品点数、コスト、及び、車両重量の増加を招くため、できるだけ少ない部品点数で車両のパワープラントを支持することが好ましい。
【０００６】
また、このような車両のパワープラントマウント構造では、車両の急な加速、或いは、減速時の車体振動低減のため、マウント剛性を高めパワープラントの動きを抑制することが必要であるが、このマウント剛性が過度に硬いと、エンジン振動の遮断が不十分になり、車体振動や騒音を増大させる要因となる虞がある。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、複雑で多くの部品を必要とすることなく、車両の加速、減速時の車体の前後振動を低減させることができ、且つ、エンジン振動の遮断性能も十分に発揮することができる車両のパワープラントマウント構造を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１記載の本発明による車両のパワープラントマウント構造は、車両のパワープラントを所定のマウントを介して車体上に支持する車両のパワープラントマウント構造において、２πに車体前後振動に関わる駆動系の共振周波数を乗じた値の２乗に上記パワープラントの質量を乗じた値以上となるように、上記マウントの上記パワープラント重心に関する前後剛性を設定することを特徴としている。
【０００９】
また、請求項２記載の本発明による車両のパワープラントマウント構造は、請求項１記載の車両のパワープラントマウント構造において、上記パワープラントは、上記パワープラントの前方下部を前後方向変位に対する第１のバネ定数を有し、上下方向変位に対する第２のバネ定数を有する前方下部マウントで支持すると共に、該前方下部マウントから設定長さ後方で、上記パワープラントの後方下部を前後方向変位に対する第３のバネ定数を有し、上下方向変位に対する第４のバネ定数を有する後方下部マウントで支持し、上記パワープラント上方を前後方向変位に対する第５のバネ定数を有するストッパ部材で支持して、上記パワープラントの上記前方下部マウントと上記後方下部マウントの位置からの重心高さと、上記ストッパ部材の上記前方下部マウントと上記後方下部マウントの位置からの高さと、上記前方下部マウントと上記後方下部マウントとの間の上記設定長さと、上記第１のバネ定数と、上記第２のバネ定数と、上記第３のバネ定数と、上記第４のバネ定数と、上記第５のバネ定数とから、上記マウントの上記パワープラント重心に関する前後剛性を演算し、該前後剛性が、２πに車体前後振動に関わる駆動系の共振周波数を乗じた値の２乗に上記パワープラントの質量を乗じた値以上となるように設定することを特徴としている。
【００１０】
すなわち、請求項１記載の車両のパワープラントマウント構造は、２πに車体前後振動に関わる駆動系の共振周波数を乗じた値の２乗にパワープラントの質量を乗じた値以上となるように、マウントのパワープラント重心に関する前後剛性を設定するので、（（パワープラントの重心に関する前後剛性）／（パワープラントの質量））１／２／（２・π）で演算されるパワープラントの共振周波数は駆動系の共振周波数よりも高い値となり、車体振動レベルの低い領域に駆動系の共振周波数を設定できる。このため、複雑で多くの部品を必要とすることなく、車両の加速、減速時の車体の前後振動を低減させることができ、且つ、エンジン振動の遮断性能も十分に発揮することができる。
【００１１】
具体的には、請求項２記載のように、パワープラントは、パワープラントの前方下部を前後方向変位に対する第１のバネ定数を有し、上下方向変位に対する第２のバネ定数を有する前方下部マウントで支持すると共に、前方下部マウントから設定長さ後方で、パワープラントの後方下部を前後方向変位に対する第３のバネ定数を有し、上下方向変位に対する第４のバネ定数を有する後方下部マウントで支持し、パワープラント上方を前後方向変位に対する第５のバネ定数を有するストッパ部材で支持して、パワープラントの前方下部マウントと後方下部マウントの位置からの重心高さと、ストッパ部材の前方下部マウントと後方下部マウントの位置からの高さと、前方下部マウントと後方下部マウントとの間の設定長さと、第１のバネ定数と、第２のバネ定数と、第３のバネ定数と、第４のバネ定数と、第５のバネ定数とから、マウントのパワープラント重心に関する前後剛性を演算し、該前後剛性が、２πに車体前後振動に関わる駆動系の共振周波数を乗じた値の２乗にパワープラントの質量を乗じた値以上となるように設定する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１〜図３は本発明の実施の一形態を示し、図１はパワープラントとこれをマウントを介して支持する車体の模式図、図２はパワープラントを支持するマウント構造の一例を示す説明図、図３は前後方向の入力周波数と車体振動レベルの対策前と対策後の説明図である。
【００１３】
図１において、符号１はエンジンと変速機等からなるパワープラントを示し、このパワープラント１は、重心に関する剛性Ｋを有するマウント２を介して、加速、減速を繰り返す車体３に支持されている。
【００１４】
ここで、質量Ｍ１のパワープラント１を、車体３上に支持するマウント構造は、車体前後振動に関わる駆動系の共振周波数をｆｄとするとき、マウント２の重心に関する剛性Ｋは、以下の（１）式を満足するように設定されている。
Ｋ≧Ｍ１・（２・π・ｆｄ２）    …（１）
【００１５】
すなわち、車両の加速・減速時は、駆動系の共振周波数を有する駆動力変動により、車体３は前後方向に加振され、駆動力変動と等しい周波数ｆｄで振動する。一方、パワープラント１は、マウント２により弾性支持されているため、２・π・ｆｅ＝（Ｋ／Ｍ１）１／２の周波数の前後方向の共振を有する。
【００１６】
従って、図３に示すように、パワープラント１の前後共振周波数ｆｅを駆動力変動の周波数ｆｄと一致させた場合は、車体振動レベル（（車体３の重心の加速度）／（車体３に作用する駆動力））Ｇｉが最小となるダイナミックダンパ効果が生じ、また、パワープラント１の前後共振周波数ｆｅを駆動力変動の周波数ｆｄよりも高くした場合は、車体振動レベルの小さな領域に駆動力変動の周波数ｆｄが留められるマスダンパ効果が生じ、車体振動を低減することができる。逆に、パワープラント１の前後共振周波数ｆｅを駆動力変動の周波数ｆｄよりも低い領域に設定した場合（この場合のパワープラント１の前後共振周波数をｆｅｎ−１とする）、車体振動レベルＧｉｎ−１は高い値となってしまう。このように（１）式を満足するように、マウント２の重心に関する剛性Ｋを設定すればよく、マウント２を必要以上に硬くせずに済むようになっている。
【００１７】
次に、パワープラント１を上述の（１）式に適するように設定する具体的な一例を図２で説明する。
【００１８】
パワープラント１は、パワープラント１の前方下部が、前後方向変位に対する第１のバネ定数ｋｆｘを有し、上下方向変位に対する第２のバネ定数ｋｆｚを有する前方下部マウント４を介して支持されている。
【００１９】
また、パワープラント１は、前方下部マウント４から設定長さｌ後方で、パワープラントの後方下部が、前後方向変位に対する第３のバネ定数ｋｒｘを有し、上下方向変位に対する第４のバネ定数ｋｒｚを有する後方下部マウント５を介して支持されている。尚、前方下部マウント４と後方下部マウント５とは、略同じ高さ位置に配設されている。
【００２０】
更に、パワープラント１は、上方が前後方向変位に対する第５のバネ定数ｋｐを有するストッパ部材としてのピッチングストッパ６で支持されている。
【００２１】
そして、各マウント４，５，６のパワープラント１の重心に関する前後剛性Ｋは、パワープラント１の前方下部マウント４と後方下部マウント５の位置からの重心高さをｈ、ピッチングストッパ６の前方下部マウント４と後方下部マウント５の位置からの高さをｂとして、次の（２）式で表される。
１／Ｋ＝（１／（ｋｘ＋ｋｐ））＋（ｒ２／（ｂ２・ｋ１＋ｌ２・ｋ２））…（２）
ここで、ｋｘ＝ｋｆｘ＋ｋｒｘ、
（１／ｋ１）＝（１／ｋｐ）＋（１／ｋｘ）、
（１／ｋ２）＝（１／ｋｆｚ）＋（１／ｋｒｚ）、
ｒ＝ｈ−（ｋｐ／（ｋｐ＋ｋｘ））・ｂ
【００２２】
すなわち、パワープラント１の重心に単位の前後力Ｆをかけた場合の重心の前後変位ｘが、求めたい前後剛性Ｋの逆数となる。
【００２３】
ここで、便宜上、Ｆを重心よりｒだけ下に平行移動し、Ｐとする。ｒはＰを加えた時に回転が生じないように決める。ＰとＦによるモーメントｒ・Ｆの重ねあわせがＦと等価である。
【００２４】
従って、
ｘ＝ｘＡ＋ｘＢ    …（３）
ここで、ｘＡ＝１／（ｋｘ＋ｋｐ）はＰによる重心の前後変位、ｘＢ＝（ｒ２／ｋＴ）はｒ・Ｆによる重心の前後変位であり、ｋＴはマウント４，５，６の回転方向のねじり剛性であり、マウント４，５，６の回転方向のねじり剛性ｋＴは、以下の２つのねじり剛性の和となる。
【００２５】
パワープラント１にモーメントをかけた時、前後方向のバネ定数ｋｐとｋｘの弾性中心は、前後に全く動かない。これは、弾性中心からｋｐとｋｘまでの距離をｂ１、ｂ２とすると次の関係があることと等価である。
ｂ１・ｋｐ＝ｂ２・ｋｘ＝（１−ｂ１）・ｋｘ
これより、
ｂ１＝（ｋｘ／（ｋｘ＋ｋｐ））・ｂ
ｂ２＝（ｋｐ／（ｋｘ＋ｋｐ））・ｂ
従って、ｋｐとｋｘによるねじり剛性は、
ｂ１２・ｋｐ＋ｂ２２・ｋｘ＝ｂ２・（（ｋｘ・ｋｐ）／（ｋｘ＋ｋｐ））＝ｂ２・ｋ１    …（４）
ここで、（１／ｋ１）＝（１／ｋｐ）＋（１／ｋｘ）
【００２６】
上述の弾性中心はそこを通る前後力を加えてもパワープラント１が回転しない点でもある。つまり、弾性中心が前述のＰを加えるべき点である。
従って、
ｒ＝ｈ−ｂ２＝ｈ−（ｋｐ／（ｋｘ＋ｋｐ））・ｂ  …（５）
【００２７】
また、第２のバネ定数ｋｆｚと第４のバネ定数ｋｒｚによるねじり剛性は、上述のｋｐとｋｘによるねじり剛性と同様に考えて、以下の（６）式により演算される。
ｌ１２・ｋｆｚ＋ｌ２２・ｋｒｚ＝ｌ２・（（ｋｆｚ・ｋｒｚ）／（ｋｆｚ＋ｋｒｚ））＝ｌ２・ｋ２  …（６）
【００２８】
以上の（３）、（４）、（５）、（６）の各式から、前述の（２）式を得ることができる。そして、この（２）式で得られる各マウント４，５，６のパワープラント１の重心に関する前後剛性Ｋを、前述の（１）式を満足するように各定数を設定することにより、パワープラント１の前後振動が車体振動に対しダイナミックダンパ効果、或いは、マスダンパ効果を得ることが可能となり、車体振動を最小化できる。
【００２９】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、複雑で多くの部品を必要とすることなく、車両の加速、減速時の車体の前後振動を低減させることができ、且つ、エンジン振動の遮断性能も十分に発揮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】パワープラントとこれをマウントを介して支持する車体の模式図
【図２】パワープラントを支持するマウント構造の一例を示す説明図
【図３】前後方向の入力周波数と車体振動レベルの対策前と対策後の説明図
【符号の説明】
１    パワープラント
２    マウント
３    車体
４    前方下部マウント
５    後方下部マウント
６    ピッチングストッパ（ストッパ部材）
【図１】
2004345520.tif 000003
【図２】
2004345520.tif 000004
【図３】
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