(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物と支持部材との間に介在し、前記構造物の振動に起因して前記支持部材が振動することを抑制する防振マウントの最適配置位置を設計する最適設計システムであって、
仮想的に配置した複数の前記防振マウントのばね定数の初期値を設定する初期値設定部と、
前記ばね定数をパラメータとし、前記構造物の振動に起因した前記支持部材の振動に関する第１の目的値を算出する第１の目的値算出部と、
前記ばね定数をパラメータとし、前記防振マウントの個数に関する第２の目的値を算出する第２の目的値算出部と、
前記第１の目的値及び前記第２の目的値に基づき目的関数を算出する目的関数算出部と、
前記目的関数における各前記ばね定数の感度を算出する感度算出部と、
前記感度に基づき、前記目的関数が極小となるように各前記ばね定数の最適解を算出する最適解算出部と、
前記最適解に基づき、前記防振マウントの最適配置位置及び前記防振マウントの最適ばね定数を決定する決定部と、
を備えることを特徴とする最適設計システム。
【請求項２】
前記初期値設定部は、前記構造物の全周囲に仮想的に配置した複数の前記防振マウントのばね定数の初期値を設定する請求項１記載の最適設計システム。
【請求項３】
前記初期値設定部は、前記構造物を囲む仮想領域の形成面を格子状に分割し、各格子点に仮想的に配置した複数の前記防振マウントのばね定数の初期値を設定する請求項１記載の最適設計システム。
【請求項４】
前記ばね定数は、前記防振マウントの直交３軸方向のばね定数であり、
前記最適ばね定数は、前記防振マウントの直交３軸方向の最適ばね定数である請求項１記載の最適設計システム。
【請求項５】
前記第２の目的値は、第２閾値より大きな前記防振マウントのばね定数が存在する個数である請求項１記載の最適設計システム。
【請求項６】
前記決定部は、前記最適解が第３閾値より大きな前記防振マウントの配置位置及び前記ばね定数を前記防振マウントの前記最適配置位置及び前記最適ばね定数とする請求項１記載の最適設計システム。
【請求項７】
さらに、前記ばね定数をパラメータとし、それぞれの前記防振マウントの距離に関する第３の目的値を算出する第３の目的値算出部を備え、
前記目的関数算出部は、前記第３の目的値に基づき前記目的関数を算出する請求項１記載の最適設計システム。
【請求項８】
前記第３の目的値は、選択された２つの前記防振マウントの距離が所定距離より小さい場合に大きな値となる請求項７記載の最適設計システム。
【請求項９】
前記第３の目的値は、選択された２つの前記防振マウントの距離が前記所定距離より小さく、且つ、前記所定距離に近いほど大きな値となる請求項８記載の最適設計システム。
【請求項１０】
前記第３の目的値は、前記最適解算出部による前記最適解の算出回数に応じて大きな値となる請求項７〜９の何れか一項に記載の最適設計システム。
【請求項１１】
前記感度算出部は、各前記ばね定数を所定量だけ変動させた際の前記目的関数における各前記ばね定数の感度を算出する請求項１記載の最適設計システム。
【請求項１２】
さらに、前記ばね定数をパラメータとし、それぞれの前記防振マウントのばね比に関する第４の目的値を算出する第４の目的値算出部を備え、
前記目的関数算出部は、前記第４の目的値に基づき前記目的関数を算出する請求項１記載の最適設計システム。
【請求項１３】
前記構造物は、車両用エンジンであり、
前記支持部材は、エンジンフレーム又は車両ボディである請求項１記載の最適設計システム。
【請求項１４】
前記第１の目的値は、前記車両用エンジンのアイドル振動、エンジンシェイク、及びエンジン移動量の中から選択された何れかに関する目的値である請求項１３記載の最適設計システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、最適設計システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用エンジンの振動に起因して車両ボディが振動することを抑制するために、車両用エンジンと車両ボディとの間に防振マウントが配置されている。この防振マウントの配置位置は、例えば、車両用エンジンの重心を重視したり、車両用エンジンの慣性主軸上としたりしている。そして、配置位置を決定した後に、防振マウントのばね定数を決定している（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
ところで、防振マウントの配置位置などを決定するために、コンピュータを用いた最適化設計が利用されている。例えば、特許文献３には、防振マウントの配置位置及びばね定数を設計変数（パラメータ）として、振動レベルが最小となるように設計変数の最適化計算を行うことが記載されている。
【特許文献１】実開平５−２９８２５号公報
【特許文献２】実開平６−２８３８０号公報
【特許文献３】特開平６−８９３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、特許文献３に記載された最適化設計においては、防振マウントの個数を予め決定しておき、その防振マウントの配置位置及びばね定数の最適値を算出していると考えられる。つまり、防振マウントの個数は変化させないことになる。
【０００５】
しかし、車両用エンジン及び車両ボディ等の形状やその他の種々の要因により、振動レベルを最小とする最適な防振マウントの個数が常に一定とは限らない。さらに、同種の車両用エンジンを搭載した車両であっても、目的とする振動レベルに応じて、防振マウントの個数が変化することも考えられる。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、防振マウントの個数を変化させることを可能としつつ、防振マウントの最適配置位置及び最適ばね定数を決定することができる最適設計システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、本発明者はこの課題を解決すべく鋭意研究し、試行錯誤を重ねた結果、防振マウントの個数に関する目的値を目的関数に含ませることを思いつき、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の最適設計システムは、構造物と支持部材との間に介在し、構造物の振動に起因して支持部材が振動することを抑制する防振マウントの最適配置位置を設計する最適設計システムであって、仮想的に配置した複数の防振マウントのばね定数の初期値を設定する初期値設定部と、ばね定数をパラメータとし構造物の振動に起因した支持部材の振動に関する第１の目的値を算出する第１の目的値算出部と、ばね定数をパラメータとし防振マウントの個数に関する第２の目的値を算出する第２の目的値算出部と、第１の目的値及び第２の目的値に基づき目的関数を算出する目的関数算出部と、目的関数における各ばね定数の感度を算出する感度算出部と、感度に基づき目的関数が極小となるように各ばね定数の最適解を算出する最適解算出部と、最適解に基づき防振マウントの最適配置位置及び防振マウントの最適ばね定数を決定する決定部とを備えることを特徴とする。
【０００９】
ここで、目的関数は、例えば、第１の目的値及び第２の目的値などの各目的値を加算した関数などである。そして、最適解算出部により算出される最適解は、この目的関数が極小となるような各ばね定数からなる。つまり、最適解算出部は、目的関数が極小となるような各ばね定数を算出する最適化計算を行っている。ここで、目的関数が極小となる場合とは、第１の目的値及び第２の目的値などの各目的値が小さくなる場合である。つまり、最適解は、結果として、第１の目的値及び第２の目的値なども各目的値を小さくするような各ばね定数となる。なお、目的関数が第１の目的値及び第２の目的値などの各目的値にそれぞれ異なる重み係数を乗算するようにすれば、各目的値の重み付けを異ならせることができる。
【００１０】
そして、第２の目的値は、防振マウントの個数に関する目的値である。すなわち、最適解算出部による最適化計算を行うことで、防振マウントの個数を減少することになる。従って、防振マウントの個数に着目すると、本発明の最適設計システムは、複数（多数）の防振マウントを仮想的に配置した状態を初期状態として最適化計算を行うことで、防振マウントの個数を減少させる処理を行うシステムということになる。すなわち、最適化計算により最終的に残された防振マウントの配置位置及びばね定数が、防振マウントの最適配置位置及び最適ばね定数となる。
【００１１】
このように、本発明の最適設計システムによれば、防振マウントの個数、配置位置及びばね定数を変化させることができる。つまり、本発明の最適設計システムによれば、支持部材の振動を考慮した最適な防振マウントの配置位置及びばね定数、並びに、最適な防振マウントの個数を算出することができる。
【００１２】
ここで、本発明の最適設計システムにおける初期値設定部は、構造物の全周囲に仮想的に配置した複数の防振マウントのばね定数の初期値を設定するようにしてもよい。これにより、防振マウントの最適配置位置について、構造物の全周囲に対して漏れなく検討することができる。
【００１３】
また、初期値設定部は、構造物を囲む仮想領域の形成面を格子状に分割し、各格子点に仮想的に配置した複数の防振マウントのばね定数の初期値を設定するようにしてもよい。つまり、仮想領域の形成面上の各格子点に防振マウントを配置することにしている。これにより、防振マウントの配置位置に関する計算が非常に容易に行うことができる。
【００１４】
また、防振マウントのばね定数は、防振マウントの直交３軸方向のばね定数であり、最適ばね定数は、防振マウントの直交３軸方向の最適ばね定数としてもよい。これにより、直交３軸方向のばね定数を有する防振マウントに適用することができる。なお、例えば、防振マウントの直交３軸方向とは、構造物を車両用エンジンとした場合には、車両上下方向、車両左右方向、及び、車両前後方向などとする。
【００１５】
また、第２の目的値算出部により算出される第２の目的値は、第２閾値より大きな防振マウントのばね定数が存在する個数であるとしてもよい。例えば、防振マウントのばね定数が防振マウントの１方向のばね定数のみとした場合には、第２の目的値は、実質的に防振マウントの個数に相当する。また、防振マウントのばね定数が防振マウントの直交３軸方向それぞれのばね定数とした場合には、１つの防振マウントについて３つのばね定数が存在することになる。この場合には、第２の目的値は、第２閾値より大きなばね定数が存在する個数に相当することになる。このように、ばね定数と第２閾値とを比較することで、第２の目的値を算出している。つまり、防振マウントの個数についての最適化計算を容易に行うことができる。
【００１６】
また、第２の目的値算出部により算出される第２の目的値は、上記の場合の他に、数１に従って算出されるようにしてもよい。
【００１７】
【数１】
0004662255.tif 000002
【００１８】
ここで、数１によれば、第２の目的値ＯＢＪＮは、防振マウントの個数に関連する数を表すことになる。例えば、防振マウントのばね定数が防振マウントの１方向のばね定数のみとした場合には、第２の目的値ＯＢＪＮは、実質的に防振マウントの個数に相当する。また、防振マウントのばね定数が防振マウントの直交３軸方向それぞれのばね定数とした場合には、１つの防振マウントについて３つのばね定数が存在することになる。つまり、この場合には、第２の目的値ＯＢＪＮは、ばね定数が存在する個数に相当することになる。
【００１９】
具体的には、数１によれば、ｋnがｋlimitより遥かに大きい場合には当該防振マウントのばね定数ｋnを１個とカウントし、ｋnがｋlimitより遥かに小さい場合には当該防振マウントのばね定数ｋnをカウントしない。そして、ｋnがｋlimit付近の場合には、その大きさに応じて、防振マウントのばね定数のカウント数として連続的に変化させている。これにより、確実に防振マウントの個数についての最適化計算を行うことができると共に、最適化計算を安定して処理できる。
【００２０】
また、本発明の最適設計システムにおける決定部は、最適解が第３閾値より大きな防振マウントの配置位置及びばね定数を防振マウントの最適配置位置及び最適ばね定数としてもよい。つまり、ばね定数の最適解が第３閾値以下の防振マウントのばね定数は零と認識する。そして、ばね定数の最適解が第３閾値より大きな防振マウントのばね定数のみを必要なものとして抽出する。これにより、必要な防振マウントを確実且つ容易に抽出することができる。
【００２１】
また、本発明の最適設計システムは、さらに、ばね定数をパラメータとし、それぞれの防振マウントの距離に関する第３の目的値を算出する第３の目的値算出部を備え、目的関数算出部は、第３の目的値に基づき目的関数を算出するようにしてもよい。すなわち、目的関数算出部は、少なくとも第１の目的値、第２の目的値、及び第３の目的値に基づき目的関数を算出することになる。
【００２２】
ここで、例えば、ある２つの防振マウントについて着目した場合、これらの防振マウントの距離が大きい場合には、これらの防振マウントは何れも相互に独立して存在すべきものと判断される。一方、これらの防振マウントの距離が小さい場合には、両者の持つ役割は共通していることがある。そうすると、距離が小さな２つの防振マウントを１つにまとめることができる場合がある。そこで、それぞれの防振マウントの距離に関する第３の目的値を目的関数の項に含めることで、それぞれの防振マウントの距離を考慮させながら最適解を算出することができる。これにより、防振マウントの個数を低減することに寄与させることができる。
【００２３】
なお、第３の目的値は、選択された２つの防振マウントの距離が所定距離より小さい場合に大きな値となるようにすればよい。これにより、近接する２つの防振マウントを確実に１つにまとめるようにすることができる。
【００２４】
また、第３の目的値は、選択された２つの防振マウントの距離が所定距離より小さく、且つ、所定距離に近いほど大きな値となるようにするとよい。これにより、２つの防振マウントの距離が所定距離付近の場合における第３の目的値を大きくしているので、２つの防振マウントの距離が所定距離より小さく所定距離に近いほど、より効果的に当該２つの防振マウントを１つにまとめるようにすることができる。
【００２５】
また、第３の目的値は、最適解算出部による最適解の算出回数に応じて大きな値となるようにするとよい。ここで、最適解算出部による一回の最適解の算出により、防振マウントの個数が少なくなるとは限らない。例えば、一時的に最適解が算出された場合（目的関数が極小となった場合）であっても、防振マウントが例えば近接する位置に複数存在することがある。このような場合には、防振マウントの個数がさらに減少する最適解を算出する必要がある。そこで、最適解の算出回数に応じて第３の目的値を大きな値にすることで、近接する複数の防振マウントを１つにまとめるように最適解の算出を再開させることができる。これにより、防振マウントの個数をさらに減少させることができる。
【００２６】
また、本発明の最適設計システムにおける感度算出部は、各ばね定数を所定量だけ変動させた際の目的関数における各ばね定数の感度を算出するようにするとよい。これにより、容易に最適解算出部によりばね定数の最適解を算出することができる。
【００２７】
また、本発明の最適設計システムは、さらに、ばね定数をパラメータとし、それぞれの防振マウントのばね比に関する第４の目的値を算出する第４の目的値算出部を備え、目的関数算出部は、第４の目的値に基づき目的関数を算出するようにしてもよい。すなわち、目的関数算出部は、少なくとも第１の目的値、第２の目的値、及び第４の目的値に基づき目的関数を算出することになる。
【００２８】
ここで、例えば、防振マウントが直交３軸方向（Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向）のばね定数を有する場合、ばね比とは、Ｚ方向のばね定数に対するＸ方向のばね定数の比、又は、Ｚ方向のばね定数に対するＹ方向のばね定数の比である。そして、防振マウントのばね比を所定範囲内にすることで、防振マウントの製造の容易化を図ることができる。つまり、第４の目的値を考慮することで、防振マウントの製造コストを低減することができる。
【００２９】
また、本発明の最適設計システムにおける構造物は、車両用エンジンであり、支持部材は、エンジンフレーム又は車両ボディであるとしてもよい。つまり、本発明の最適設計システムを車両用エンジンの防振マウントの最適設計に適用することができる。
【００３０】
この場合、第１の目的値は、車両用エンジンのアイドル振動、エンジンシェイク、及びエンジン移動量の中から選択された何れかに関する目的値とすればよい。ここで、アイドル振動とは、車両用エンジンが駆動することにより車両用エンジンからエンジンフレーム又は車両ボディへ伝達される振動である。エンジンシェイクとは、例えば、車両外部から車輪等を介してエンジンフレーム又は車両ボディに伝達された振動の周波数が車両用エンジン及び防振マウントの共振周波数付近となる場合に、エンジンフレーム又は車両ボディに発生する振動である。エンジン移動量とは、車両用エンジンが駆動することにより、所定の軸を中心に車両用エンジンが揺動する際の揺動角度である。つまり、第１の目的値を上記のようにすることで、選択された振動原因による影響を低減するように防振マウントの最適配置位置を決定することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の最適設計システムによれば、防振マウントの個数、配置位置及びばね定数を変化させることができる。つまり、本発明の最適設計システムによれば、支持部材の振動を考慮した最適な防振マウントの配置位置及びばね定数、並びに、最適な防振マウントの個数を算出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態においては、本発明の最適設計システムを車両用エンジン２と車両ボディ１との間に配置される防振マウント３の最適設計に用いる場合を例にあげて説明する。すなわち、本実施形態における最適設計システムにより、防振マウント３の最適配置位置及び最適ばね定数を決定する。
【００３３】
（１）モデル概要
まず、本実施形態のモデルの概要について図１を参照して説明する。図１は、本実施形態のモデルの概要を示す図である。ここで、図１において、左側を車両前側といい、右側を車両後側といい、手前側を車両左側といい、奥側を車両右側といい、上側を車両上側といい、下側を車両下側という。
【００３４】
図１に示すように、車両ボディ（本発明における支持部材）１の上に車両用エンジン（本発明における構造物）２が防振マウント３を介して支持されている。すなわち、防振マウント３は、車両用エンジン２の振動に起因して車両ボディ１が振動することを抑制するための部材である。さらに、車両ボディ１は、車輪及びサスペンション４により地面に対して支持されている。
【００３５】
（２）最適設計システムの構成
次に、最適設計システムの構成について図２及び図３を参照して説明する。図２は、最適設計システムを示すブロック図である。図３は、防振マウント３の仮想的な配置位置を説明する図である。
【００３６】
図２に示すように、最適設計システムは、諸元入力部１１と、初期値設定部１２と、目的値算出部１３と、目的関数算出部１４と、感度算出部１５と、最適解算出部１６と、出力部１７とから構成される。
【００３７】
諸元入力部１１は、車両の各諸元を入力する。車両の各諸元とは、具体的には、車両用エンジン２に関する諸元、車両ボディ１に関する諸元、サスペンション４の慣性諸元、サスペンション４のばね諸元などである。
【００３８】
初期値設定部１２は、防振マウント３のばね定数の初期値を設定する。初期値設定の対象である防振マウント３は、車両用エンジン２の周囲に仮想的に複数配置された防振マウント３とする。さらに、防振マウント３は、直交３軸方向、すなわち車両前後方向（Ｘ方向）、車両左右方向（Ｙ方向）、及び車両上下方向（Ｚ方向）についてのばね定数を有するものとする。
【００３９】
ここで、初期値設定の対象である防振マウント３について、図３を参照しながら具体的に説明する。ここで、図３（ａ）は、図１に示す車両用エンジン２を上側から見た平面図であり、図３（ｂ）は、図１に示す車両用エンジン２を後側から見た後方図である。図３（ａ）（ｂ）に示すように、まず車両用エンジン２の全周囲を囲む仮想領域を設定する。この仮想領域は、例えば、直方体とする。この仮想領域は、例えば、車両ボディ１に固定されるエンジンフレーム（図示せず）に相当する形状などとしてもよい。そして、この仮想領域の形成面（ここでは、６面）を格子状に分割し、各格子点に仮想的に防振マウント３を配置する。そして、数２に示すように、仮想的に配置された複数の防振マウント３の車両前後方向、車両左右方向、及び車両上下方向のばね定数ｋを設定する。ここで、防振マウント３を仮想的に配置する最大個数は、ＮＭＴである。すなわち、格子点の数がＮＭＴである。また、数２において、第１番目の添字は、各格子点の番号、すなわち各格子点に仮想的に配置された防振マウント３の番号を示し、第２番目の添字は、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向を示す。以下、説明の容易化のため、第２番目の添字は、Ｘ方向を１とし、Ｙ方向を２とし、Ｚ方向を３とする。
【００４０】
【数２】
0004662255.tif 000003
【００４１】
目的値算出部１３は、諸元入力部１１に入力された各諸元、並びに、初期値設定部１２にて設定されたばね定数ｋ又は後述する最適解算出部１６にて更新されたばね定数ｋを用いて、６つの目的値を算出する。具体的には、目的値算出部１３は、ばね定数マトリクス算出部２１と、第１目的値算出部２２と、第２目的値算出部２３と、第３目的値算出部２４と、第４目的値算出部２５と、第５目的値算出部２６と、第６目的値算出部２７とから構成される。ここで、各目的値は、後述する目的関数の各項を表すものである。すなわち、各目的値は、目的関数を算出するために用いられるものである。
【００４２】
ばね定数マトリクス算出部２１は、防振マウント３のばね定数の剛性マトリクスＫeを数３に従って算出する。この防振マウント３のばね定数の剛性マトリクスＫeは、複数の防振マウント３を車両用エンジン２の重心に対して１つの防振マウント３に置換したものに相当する。
【００４３】
【数３】
0004662255.tif 000004
【００４４】
第１目的値算出部（本発明における第１の目的値算出部）２２は、各諸元、防振マウント３のばね定数ｋの初期値又は更新値、並びに、防振マウント３のばね定数の剛性マトリクスＫeを用いて、数４に従ってアイドル振動に関する目的値ＯＢＪＩを算出する。すなわち、アイドル振動に関する目的値ＯＢＪＩは、防振マウント３のばね定数ｋをパラメータとしている。このアイドル振動とは、車両用エンジン２が駆動することにより車両用エンジン２から防振マウント３を介して車両ボディ１へ伝達される振動である。そして、アイドル振動に関する目的値ＯＢＪＩは、車両用エンジン２が駆動することにより車両ボディ１へ伝達される振動が小さいほど、小さな値となる。
【００４５】
【数４】
0004662255.tif 000005
【００４６】
第２目的値算出部（本発明における第１の目的値算出部）２３は、各諸元及び防振マウント３のばね定数の剛性マトリクスＫeを用いて、数５に従ってエンジンシェイクに関する目的値ＯＢＪＳを算出する。すなわち、エンジンシェイクに関する目的値ＯＢＪＳは、防振マウント３のばね定数ｋをパラメータとしている。エンジンシェイクとは、例えば、車両外部から車輪及びサスペンション４等を介して車両ボディ１に伝達された振動の周波数が車両用エンジン２及び防振マウント３の共振周波数付近となる場合に、車両ボディ１に発生する振動である。そして、エンジンシェイクに関する目的値ＯＢＪＳは、エンジンシェイクにより車両ボディ１に発生する振動が小さいほど、小さな値となる。なお、数５において、all#Ｋには、防振マウント３のばね定数の剛性マトリクスＫeが含まれている。
【００４７】
【数５】
0004662255.tif 000006
【００４８】
第３目的値算出部（本発明における第１の目的値算出部）２４は、各諸元及びばね定数の剛性マトリクスＫeを用いて、数６に従ってエンジン移動量に関する目的値ＯＢＪＲを算出する。すなわち、エンジン移動量に関する目的値ＯＢＪＲは、防振マウント３のばね定数ｋをパラメータとしている。エンジン移動量とは、車両用エンジンが駆動することにより、所定の軸を中心に車両用エンジンが揺動する際の揺動角度である。そして、エンジン移動量に関する目的値ＯＢＪＲは、エンジン移動量が小さいほど、小さな値となる。なお、エンジン移動量が小さい場合とは、車両用エンジンが揺動することによる車両ボディ１の振動が小さいことを意味する。
【００４９】
【数６】
0004662255.tif 000007
【００５０】
第４目的値算出部（本発明における第４の目的値算出部）２５は、各諸元、並びに、ばね定数ｋの初期値又は更新値を用いて、数７に従ってばね比に関する目的値ＯＢＪＨを算出する。すなわち、ばね比に関する目的値ＯＢＪＨは、防振マウント３のばね定数ｋをパラメータとしている。ここで、ばね比とは、防振マウント３のＺ方向のばね定数に対するＸ方向のばね定数の比、又は、防振マウント３のＺ方向のばね定数に対するＹ方向のばね定数の比である。数７によれば、ばね比に関する目的値ＯＢＪＨは、それぞれのばね比をａからｂの間にする目的値となっている。そして、ばね比に関する目的値ＯＢＪＨは、それぞれのばね比がａからｂの間にあるほど、小さな値となる。なお、ばね比を所定の範囲内にすることで、防振マウント３の製造の容易化、汎用化を図ることができる。
【００５１】
【数７】
0004662255.tif 000008
【００５２】
第５目的値算出部（本発明における第２の目的値算出部）２６は、ばね定数ｋの初期値又は更新値を用いて、数８に従って防振マウント３の個数に関する目的値ＯＢＪＮを算出する。すなわち、防振マウント３の個数に関する目的値ＯＢＪＮは、防振マウント３のばね定数ｋをパラメータとしている。数８によれば、防振マウント３の個数に関する目的値ＯＢＪＮは、ばね定数ｋniが予め記憶された閾値ｋlimitより遥かに大きい場合に当該ばね定数ｋniを１つとカウントし、ばね定数ｋniが閾値ｋlimitより遥かに小さい場合に当該ばね定数ｋniをカウントしない。さらに、ばね定数ｋniが閾値ｋlimit付近の場合には、その大きさに応じて、ばね定数が存在するカウント数として連続的に変化させている。すなわち、防振マウント３の個数に関する目的値ＯＢＪＮは、ほぼ閾値ｋlimitより大きなばね定数ｋniが存在する数に相当する。つまり、防振マウント３の個数に関する目的値ＯＢＪＮは、閾値ｋlimitより大きなばね定数ｋniが少なくなるほど、小さな値となる。
【００５３】
【数８】
0004662255.tif 000009
【００５４】
第６目的値算出部（本発明における第３の目的値算出部）２７は、ばね定数ｋの初期値又は更新値を用いて、数９に従って防振マウント３の距離に関する目的値ＯＢＪＬを算出する。すなわち、防振マウント３の距離に関する目的値ＯＢＪＬは、防振マウント３のばね定数ｋをパラメータとしている。数９によれば、防振マウント３の距離に関する目的値ＯＢＪＬは、選択された防振マウントｍと防振マウントｎとの距離Ｒmnが予め記憶された設定距離Ｒdより小さい場合に、所定の値となるようにしている。一方、選択された防振マウントｍと防振マウントｎとの距離Ｒmnが設定距離Ｒd以上の場合に、零としている。そして、全ての防振マウント３について加算したものを当該目的値ＯＢＪＬとしている。
【００５５】
【数９】
0004662255.tif 000010
【００５６】
ここで、選択された防振マウントｍと防振マウントｎとの距離Ｒmnが設定距離Ｒdより小さい場合には、両者の持つ役割がほぼ共通している。従って、当該距離Ｒmnが設定距離Ｒdより小さい場合には、両者を１つにまとめることができると考えられる。一方、選択された防振マウントｍと防振マウントｎとの距離Ｒmnが設定距離Ｒd以上の場合には、相互に独立して存在すべきものと考えられる。従って、選択された防振マウントｍと防振マウントｎとの距離Ｒmnが設定距離Ｒdより小さいものが存在する場合にのみ、当該目的値ＯＢＪＬが所定の値となるようにしている。つまり、選択された２つの防振マウント３が設定距離Ｒdより小さいものが存在しないほど、当該目的値ＯＢＪＬは小さな値となる。
【００５７】
さらに、選択された防振マウントｍと防振マウントｎとの距離Ｒmnが設定距離Ｒdより小さい場合であって、当該距離Ｒmnが設定距離Ｒdに近いほど、当該目的値ＯＢＪＬが大きな値となるようにしている。これは、選択された２つの防振マウント３の距離Ｒmnが設定距離Ｒdより小さい場合であっても、当該距離Ｒmnが設定距離Ｒdから遠いほど、当該目的値ＯＢＪＬは小さな値となる。つまり、選択された２つの防振マウント３の距離が設定距離Ｒdより小さい場合に、当該目的値ＯＢＪＬを小さくするためには、当該２つの防振マウント３の距離Ｒmnを限りなく小さくすること、すなわち、当該２つの防振マウント３を１つにまとめることが必要となる。つまり、当該目的値ＯＢＪＬは、防振マウント３の個数をさらに減少させるように作用させるための目的値である。
【００５８】
さらに、この防振マウント３の距離に関する目的値ＯＢＪＬは、最適解算出部１６における最適解の算出回数ｎｕｍに応じて異なるようにしている。具体的には、最適解の算出回数ｎｕｍが増加するほど、当該目的値ＯＢＪＬは指数的に増加する。つまり、最適解の算出回数ｎｕｍが増加するほど、当該目的値ＯＢＪＬの寄与が大きくなる。なお、最適解の算出回数ｎｕｍは、最適解算出部１６による最適解が算出された場合であって後述する所定の場合に増加する。
【００５９】
目的関数算出部１４は、各目的値を用いて、数１０に従って目的関数ＯＢＪを算出する。すなわち、目的関数ＯＢＪは、各目的関数に重み係数αを乗算した値を加算したものとしている。
【００６０】
【数１０】
0004662255.tif 000011
【００６１】
感度算出部１５は、数１１に従って感度Ｓを算出する。ここで、感度Ｓとは、ばね定数ｋを微少量だけ変動させた際の目的関数ＯＢＪにおける各ばね定数ｋの感度を意味する。具体的には、目的関数算出部１４にて算出された目的関数ＯＢＪと、ばね定数ｋを微少量だけ変動させた際の目的関数ＯＢＪ11との差をばね定数ｋの変動量により除算した値である。なお、感度算出部１５は、それぞれのばね定数ｋを変動させた場合における感度Ｓを算出している。
【００６２】
【数１１】
0004662255.tif 000012
【００６３】
最適解算出部１６は、一次元探索としてArmijoの方法を用いて最適化計算を行う。なお、制約条件として、全てのばね定数ｋの合計値が零以上となるように、勾配射影法を用いる。具体的には、最適解算出部１６は、感度算出部１５にて算出された感度Ｓに基づいて、数１２に従ってばね定数ｋを更新させる。そして、目的関数ＯＢＪが極小、すなわち目的関数ＯＢＪの変化量が零になるように、最適化計算を行う。つまり、更新させたばね定数ｋを用いて目的値算出部１３にて各目的値を算出し、再び目的関数ＯＢＪ及び感度Ｓの算出を繰り返す。さらに、最適解算出部１６は、目的関数ＯＢＪの変化量が零になった場合であっても、防振マウント３の個数Ｎが所定値Ｎｔｈ以上の場合には、再計算を行うようにする。このようにして、最適解算出部１６は、ばね定数ｋの最適解を算出している。このようにして算出されたばね定数ｋの最適解は、ほとんどの防振マウント３のばね定数ｋが零付近となり、一部の防振マウント３のばね定数ｋが大きな値となる。
【００６４】
【数１２】
0004662255.tif 000013
【００６５】
出力部（本発明における決定部）１７は、最適解算出部１６にて算出されたばね定数ｋの最適解に基づき、防振マウント３の最適配置位置及び最適ばね定数を決定して出力する。具体的には、最適解算出部１６にて算出されたばね定数ｋが所定閾値より大きいものを抽出して、抽出されたばね定数ｋを有する防振マウント３の配置位置を防振マウント３の最適配置位置と決定する。そして、当該防振マウント３のばね定数ｋを当該防振マウント３の最適ばね定数と決定する。そして、決定された防振マウント３の最適配置位置及び最適ばね定数を出力する。
【００６６】
（３）最適設計システムの処理動作
次に、上述した構成からなる最適設計システムの処理動作について、図４を参照して説明する。図４は、最適設計システムの処理動作を示すフローチャートである。
【００６７】
図４に示すように、まず、諸元入力部１１にて、各諸元を入力する（ステップＳ１）。続いて、初期値設定部１２にて、ばね定数ｋの初期値を設定する（ステップＳ２）。続いて、目的値算出部１３にて、各目的値を算出する（ステップＳ３）。続いて、目的関数算出部１４にて、目的関数ＯＢＪを算出する（ステップＳ４）。続いて、感度算出部１５にて、感度Ｓを算出する（ステップＳ５）。
【００６８】
続いて、最適解算出部１５にて最適化計算が行われ、目的関数ＯＢＪの変化量が零になったか否かを判定する（ステップＳ６）。目的関数ＯＢＪの変化量が零でなければ（ステップＳ６：Ｎｏ）、再度ステップＳ３に戻り、処理を繰り返す。一方、目的関数ＯＢＪの変化量が零になった場合、すなわち最適解が算出された場合には（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、最適解算出部１５にて防振マウント３の個数Ｎを算出する（ステップＳ７）。続いて、算出された防振マウント３の個数Ｎが所定値Ｎｔｈより小さいか否かを判定する（ステップＳ８）。防振マウント３の個数Ｎが所定値Ｎｔｈ以上の場合には（ステップＳ８：Ｎｏ）、第６目的値算出部２７にて最適解の算出回数ｎｕｍを１加算して（ステップＳ１０）、ステップＳ３に戻り処理を繰り返す。一方、防振マウント３の個数Ｎが所定値Ｎｔｈより小さい場合には（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、出力部１７にて防振マウント３の最適配置位置及び最適ばね定数を決定して出力する（ステップＳ１７）。
【００６９】
以上より、最適設計システムにより、防振マウント３の個数、配置位置及びばね定数を適宜変化させながら、最適化計算を行うことができる。つまり、車両ボディ１の振動を考慮した最適な防振マウント２の配置位置及びばね定数、並びに、最適な防振マウント３の個数を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本実施形態のモデルの概要を示す図である。
【図２】最適設計システムを示すブロック図である。
【図３】防振マウント３の仮想的な配置位置を説明する図である。
【図４】最適設計システムの処理動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７１】
１：車両ボディ、  ２：車両用エンジン、  ３：防振マウント、  ４：車輪及びサスペンション
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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