(57)【要約】【課題】エンジンがマウントを介して筐体に与える荷重をより適正に推量できるエンジンマウント試験装置を提供する。【解決手段】マウント８を介してエンジン２０１が設置される試験台１と、エンジン２０１に負荷を付与する第１のダイナモ３及び第２のダイナモ４と、第１のダイナモ３及び第２のダイナモ４を制御するリアルタイムシミュレータ９と、マウント８にかかる荷重を計測する６分力計７と、を備え、リアルタイムシミュレータ９は、実走行時にエンジン２０１にかかる外的負荷を算出し、第１のダイナモ３及び第２のダイナモ４は、リアルタイムシミュレータ９によって算出された外的負荷をエンジン２０１に付与する、エンジンマウント試験装置１００。【選択図】図１
2017090396.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マウントを介してエンジンが設置される試験台と、
前記エンジンに負荷を付与する負荷付与手段と、
前記負荷付与手段を制御する制御装置と、
前記マウントにかかる荷重を計測する計測器と、を備え、
前記制御装置は、実走行時に前記エンジンにかかる外的負荷を算出し、前記負荷付与手段は、前記制御装置によって算出された外的負荷を前記エンジンに付与する、エンジンマウント試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンマウント試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されるエンジンは、樹脂等からなるマウントを介して、車両の筐体（ボディ）と接している。そのため、エンジンにおいて発生する振動等はマウントを介して筐体に伝搬する。換言すれば、エンジンにおいて発生する振動等はマウントを介して筐体に荷重を与える。筐体に与えられる荷重は、車両のＮＶ（Ｎｏｉｓｅ  Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ）やドライバビリティ等の車両性能に大きく寄与する。
【０００３】
特許文献１には、車両のエンジンが筐体に与える荷重を推量するエンジンマウント試験装置が記載されている。具体的には、特許文献１に記載されているエンジンマウント試験装置は、試験台と、試験台を振動させる加振器と、試験台にかかる荷重を測定する荷重計とを備えている。また、試験台にはマウントを介してエンジンが設置可能となっている。そして、当該エンジンマウント試験装置は、エンジン及びマウントが試験台に設置されていない状態で加振器が試験台を振動させた場合に試験台にかかる荷重と、エンジンがマウントを介して試験台に設置されている状態で加振器が試験台を振動させた場合に試験台にかかる荷重との差を算出する。これにより、当該エンジンマウント試験装置は、試験台の慣性の影響を除外して、エンジンがマウントを介して試験台に与える荷重を推量する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−０７２２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されたエンジンマウント試験装置では、実際に車両が走行している際（以下、「実走行時」と称する。）に、加減速や波状路等の外的要因によってエンジンにかかる外的負荷を考慮していない。換言すれば、特許文献１に記載されたエンジンマウント試験装置では、実走行時に当該外的要因によってエンジンからマウントを介して筐体に与える荷重を考慮していない。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、エンジンがマウントを介して筐体に与える荷重をより適正に推量できるエンジンマウント試験装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にかかるエンジンマウント試験装置は、マウントを介してエンジンが設置される試験台と、前記エンジンに負荷を付与する負荷付与手段と、前記負荷付与手段を制御する制御装置と、前記マウントにかかる荷重を計測する計測器と、を備え、前記制御装置は、実走行時に前記エンジンにかかる外的負荷を算出し、前記負荷付与手段は、前記制御装置によって算出された外的負荷を前記エンジンに付与する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明にかかるエンジンマウント試験装置によれば、制御装置が実走行時にエンジンにかかる外的負荷を算出し、負荷付与手段が当該外的負荷をエンジンに付与する。そのため、計測器は、実走行時に外的負荷が付与されたエンジンによってマウントに付与される荷重を計測することができる。よって、エンジンがマウントを介して筐体に与える荷重をより適正に推量できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１にかかるエンジンマウント試験装置を示す構成図である。
【図２】実施例１にかかる６分力計が計測した計測データの一例である。
【図３】実施例１にかかる６分力計が計測した計測データの一例である。
【図４】実施例１にかかる６分力計が計測した計測データの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１に示すように、本発明の実施の形態１にかかるエンジンマウント試験装置１００は、試験台１、支持体２、負荷付与手段としての第１のダイナモ３、負荷付与手段としての第２のダイナモ４、計測器としての６分力計７、マウント８、制御装置としてのリアルタイムシミュレータ９などを備える。
【００１１】
そして、試験台１には、パワートレイン２００がマウント８を介して設置されている。
具体的には、パワートレイン２００は、エンジン２０１、トランスミッション２０２、プロペラシャフト（図示省略）、デファレンシャルギア（図示省略）、ドライブシャフト（図示省略）等を備えている。また、エンジン２０１は、マウント８を介して支持体２に連結されている。また、トランスミッション２０２は、マウント８を介して支持体２に連結されている。また、当該マウント８と支持体２との間には、６分力計７が設置されている。また、支持体２は試験台１の上に立設されている。
【００１２】
第１のダイナモ３は、例えば、トランスミッション２０２に連結されたドライブシャフトの左輪側の回動軸（以下、「左輪軸」と称する。）に連結されている。また、第２のダイナモ４は、例えば、トランスミッション２０２に連結されたドライブシャフトの右輪側の回動軸（以下、「右輪軸」と称する。）に連結されている。そして、第１のダイナモ３及び第２のダイナモ４は、所定の回転数及び所定の回転トルクで、トランスミッション２０２に連結された当該左輪軸及び当該右輪軸を回動させる。これにより、第１のダイナモ３及び第２のダイナモ４は、エンジン２０１及びトランスミッション２０２を駆動することができる。また、第１のダイナモ３及び第２のダイナモ４は、例えば、トランスミッション２０２に連結された当該左輪軸及び当該右輪軸の回転数を減じるように当該左輪軸及び当該右輪軸を回動させる。これにより、第１のダイナモ３及び第２のダイナモ４は、エンジン２０１及びトランスミッション２０２に負荷を付与することができる。
【００１３】
また、第１のダイナモ３がトランスミッション２０２に連結された左輪軸を回動させる回転数及び回転トルクと、第２のダイナモ４がトランスミッション２０２に連結された右輪軸を回動させる回転数及び回転トルクとは異なっていてもよい。これにより、第１のダイナモ３及び第２のダイナモ４は、当該左輪軸と当該右輪軸とで異なる負荷を当該左輪軸と当該右輪軸とに付与することができる。例えば、第１のダイナモ３及び第２のダイナモ４は、実際に車両が走行している際（以下、「実走行時」と称する。）に、車両の左輪と路面との間に生じる摩擦と、右輪と路面との間に生じる摩擦とが異なる場合に、エンジン及びトランスミッションにかかる負荷等を再現し、エンジン２０１及びトランスミッション２０２に付与することができる。
【００１４】
また、第１のダイナモ３とトランスミッション２０２に連結された左輪軸との間には、トルク計５が設置されている。そして、トルク計５は、トランスミッション２０２に連結された左輪軸の回転トルクを計測する。同様に、第２のダイナモ４とトランスミッション２０２に連結された右輪軸との間にはトルク計６が設置されている。そして、トルク計６は、トランスミッション２０２に連結された右輪軸の回転トルクを計測する。そして、トルク計５及びトルク計６は、計測した回転トルクの値をリアルタイムシミュレータ９に入力する。これにより、リアルタイムシミュレータ９は、トルク計５及びトルク計６が計測した回転トルクの値に基づいて、第１のダイナモ３及び第２のダイナモ４に指令値として入力する回転数及び回転トルクを算出することができる。すなわち、リアルタイムシミュレータ９は、第１のダイナモ３及び第２のダイナモ４をフィードバック制御することができる。
【００１５】
６分力計７は、マウント８にかかる荷重を計測する。具体的には、６分力計７は、車両の前後の方向、左右の方向、上下の方向に沿ってマウント８にかかる荷重及びこれらの方向を回転軸とするマウント８にかかるトルクを計測する。より具体的には、６分力計７は、第１のダイナモ３及び第２のダイナモ４がエンジン２０１及びトランスミッション２０２を駆動したり、第１のダイナモ３及び第２のダイナモ４がエンジン２０１及びトランスミッション２０２に負荷を付与したりすることによって、マウント８にかかる荷重を計測する。マウント８にかかる荷重は、車両の筐体に伝搬される。したがって、６分力計７がマウント８にかかる荷重を計測することによって、エンジンマウント試験装置１００は、車両の筐体にかかる荷重を推量することができる。
【００１６】
マウント８は、樹脂等により形成されており、エンジン２０１及びトランスミッション２０２を弾性的に支持する。マウント８は、エンジン２０１及びトランスミッション２０２と共振する。そのため、エンジン２０１及びトランスミッション２０２において発生する振動等はマウント８を介して筐体に荷重を与える。
【００１７】
リアルタイムシミュレータ９は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）及び図示しない記憶部等を備える。そして、ＣＰＵが記憶部に格納されたプログラムを実行することにより、リアルタイムシミュレータ９における処理が実現する。
また、リアルタイムシミュレータ９のそれぞれの記憶部に格納されるプログラムは、ＣＰＵに実行されることにより、リアルタイムシミュレータ９のそれぞれにおける処理を実現するためのコードを含む。なお、記憶部は、例えば、このプログラムや、リアルタイムシミュレータ９における処理に利用される各種情報を格納することができる任意の記憶装置を含んで構成される。記憶装置は、例えば、メモリ等である。
【００１８】
具体的には、ＣＰＵが記憶部に格納されたプログラムを実行することによって、リアルタイムシミュレータ９は、第１のダイナモ３及び第２のダイナモ４を制御する。より具体的には、リアルタイムシミュレータ９は、第１のダイナモ３及び第２のダイナモ４がトランスミッション２０２に連結された左輪軸及び右輪軸を回動させる回転数及び回転トルクを算出し、当該回転数及び当該回転トルクを指令値として、第１のダイナモ３及び第２のダイナモ４に入力する。これにより、リアルタイムシミュレータ９は、第１のダイナモ３及び第２のダイナモ４がエンジン２０１及びトランスミッション２０２を駆動したり、第１のダイナモ３及び第２のダイナモ４がエンジン２０１及びトランスミッション２０２に負荷を付与したりする動作を制御する。
【００１９】
換言すれば、リアルタイムシミュレータ９は、例えば、第１のダイナモ３及び第２のダイナモ４がエンジン２０１及びトランスミッション２０２に付与する負荷として、トランスミッション２０２に連結された左輪軸及び右輪軸を回動させる回転数及び回転トルクを算出する。すなわち、リアルタイムシミュレータ９は、エンジン２０１及びトランスミッション２０２に付与される負荷をシミュレーションする。これにより、エンジンマウント試験装置１００は、リアルタイムシミュレータ９によってシミュレーションされた負荷がエンジン２０１及びトランスミッション２０２に付与された場合に、当該エンジン２０１及びトランスミッション２０２からマウント８に伝搬される荷重を推量することができる。
【００２０】
例えば、リアルタイムシミュレータ９は、実走行時にエンジン２０１及びトランスミッション２０２にかかる外的負荷として、トランスミッション２０２に連結された左輪軸及び右輪軸の回転数及び回転トルクを算出する。ここで、外的負荷とは、実走行時に車両が受ける走行抵抗等の外的要因によって発生する、エンジン２０１及びトランスミッション２０２にかかる負荷を意味する。
具体的には、例えば、まず、リアルタイムシミュレータ９は、車両の外形形状、車両のパワートレイン２００に関する情報、車両の加減速に関する情報、波状路等の路面情報等に基づいて、走行抵抗を算出する。走行抵抗には、空気抵抗と転がり抵抗とが含まれる。また、路面情報には、例えば、路面の形状や摩擦の大きさの値等が含まれる。
【００２１】
次に、リアルタイムシミュレータ９は、車両が当該走行抵抗を受けた際の、トランスミッション２０２に連結された左輪軸の回転数及び回転トルク、右輪軸の回転数及び回転トルクを算出する。換言すれば、リアルタイムシミュレータ９は、実走行時にエンジン２０１及びトランスミッション２０２にかかる外的負荷をシミュレーションする。
【００２２】
次に、リアルタイムシミュレータ９は、算出した回転数及び回転トルクを指令値として第１のダイナモ３及び第２のダイナモ４に入力する。
【００２３】
次いで、第１のダイナモ３は、リアルタイムシミュレータ９から入力された当該指令値に基づいて、トランスミッション２０２に連結された左輪軸を回動させる。また、第２のダイナモ４は、リアルタイムシミュレータ９から入力された当該指令値に基づいて、トランスミッション２０２に連結された右輪軸を回動させる。
【００２４】
これにより、第１のダイナモ３及び第２のダイナモ４は、エンジン２０１及びトランスミッション２０２に、走行抵抗に基づく外的負荷を付与することができる。換言すれば、リアルタイムシミュレータ９は、実走行時にエンジン２０１及びトランスミッション２０２に付与される外的負荷をシミュレーションすることができる。これにより、６分力計７は、実走行時に、エンジン２０１及びトランスミッション２０２に付与される外的負荷によって、マウント８にかかる荷重を計測することができる。これにより、エンジンマウント試験装置１００は、エンジン２０１及びトランスミッション２０２がマウント８を介して車両の筐体に与える荷重をより適正に推量できる。
【００２５】
なお、リアルタイムシミュレータ９が走行抵抗の算出に用いる各種情報は、上述のものに限定されるものではない。また、当該各種情報は、リアルタイムシミュレータ９の記憶部に格納されていてもよいし、試験者によって入力されてもよい。
【００２６】
また、リアルタイムシミュレータ９には、トルク計５から、トランスミッション２０２に連結された左輪軸の回転トルクの値が入力される。同様に、リアルタイムシミュレータ９には、トルク計６から、トランスミッション２０２に連結された右輪軸の回転トルクの値が入力される。そして、リアルタイムシミュレータ９は、トルク計５及びトルク計６から入力された回転トルクの値に基づいて、第１のダイナモ３及び第２のダイナモ４に指令値として入力する回転数及び回転トルクを算出することができる。すなわち、リアルタイムシミュレータ９は、第１のダイナモ３及び第２のダイナモ４をフィードバック制御することができる。
【００２７】
実施例１
次に、本実施の形態１にかかるエンジンマウント試験装置１００の実施例について説明する。本実施例１では、エンジン２０１の回転数を１５００ｒｐｍとし、スロットル開度を８％、１５％、２０％とした場合に、パワートレイン２００を支持する３箇所のマウント８にかかる荷重を６分力計７で計測した。なお、リアルタイムシミュレータ９は、当該回転数及びスロットル開度の他、車両の外形形状、車両のパワートレイン２００に関する情報、路面情報等の情報を用いて、第１のダイナモ３及び第２のダイナモ４に指令値として入力する回転トルクを算出する。すなわち、スロットル開度の値の大きさによって、リアルタイムシミュレータ９が算出する回転トルクの値は異なってくる。そして、第１のダイナモ３及び第２のダイナモ４は、当該回転数１５００ｒｐｍ及びリアルタイムシミュレータ９によって算出された回転トルクで、トランスミッション２０２に連結された左輪軸及び右輪軸を回動させる。
【００２８】
図２にスロットル開度８％の場合の計測結果を示し、図３にスロットル開度１５％の場合の計測結果を示し、図４にスロットル開度２０％の場合の計測結果を示す。また、図２乃至図４において、縦軸はマウント８に係る荷重のｘ軸方向（車両の前後方向）の成分（Ｆｘ）を示し、横軸は経過時間を示す。また、図２乃至図４において、縦軸の単位はニュートン（Ｎ）であり、横軸の単位は秒である。また、図２乃至図４において、下側のグラフは、上側のグラフの一部を拡大して示したものである。また、図２乃至図４において、第１のマウントはエンジン２０１の左側に、第２のマウントはエンジン２０１の右側に、第３のマウントはトランスミッション２０２の後側に設置されている。
【００２９】
図２乃至図４に示すように、スロットル開度が大きくなるにつれて、第１のマウント及び第２のマウントに比べて、第３のマウントにかかる荷重の振れ幅が大きくなることが分かる。このことから、スロットル開度が大きくなるにつれて、車両の前後方向に沿って、第３のマウントを介して、パワートレイン２００から車両の筐体に伝搬される荷重が大きくなることが分かる。換言すれば、スロットル開度を大きくすると、マウント８を介して、パワートレイン２００から車両の筐体に伝わる振動が大きくなることが分かる。
【００３０】
実施の形態１にかかるエンジンマウント試験装置１００によれば、リアルタイムシミュレータ９が実走行時にエンジン２０１及びトランスミッション２０２に付与される外的負荷を算出し、第１のダイナモ３及び第２のダイナモ４が当該外的負荷をエンジン２０１及びトランスミッション２０２に付与する。そのため、６分力計７は、実走行時に当該回的負荷が付与されたエンジン２０１及びトランスミッション２０２によってマウント８に付与される荷重を計測することができる。よって、エンジン２０１及びトランスミッション２０２がマウント８を介して筐体に与える荷重をより適正に推量できる。
【００３１】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、本発明にかかるエンジンマウント試験装置１００は、負荷付与手段として、１つのダイナモのみを備えていてもよい。その場合には、当該１つのダイナモによって、トランスミッション２０２に連結された左輪軸及び右輪軸を所定の回転数及び所定の回転トルクで回動させる。また、本実施の形態１では、ＦＦ（Ｆｒｏｎｔ−ｅｎｇｉｎｅ  Ｆｒｏｎｔ−ｄｒｉｖｅ）仕様のパワートレイン２００を例示したが、パワートレイン２００は、ＦＲ（Ｆｒｏｎｔ−ｅｎｇｉｎｅ  Ｒｅａｒ−ｄｒｉｖｅ）仕様、４ＷＤ（Ｆｏｕｒ−Ｗｈｅｅｌ  Ｄｒｉｖｅ）仕様であってもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１  試験台
２  支持体
３  第１のダイナモ（負荷付与手段）
４  第２のダイナモ（負荷付与手段）
７  ６分力計（計測器）
８  マウント
９  リアルタイムシミュレータ（制御装置）
１００  エンジンマウント試験装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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