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WO1997039908A1 - Methode permettant a la carrosserie d'une voiture de supporter l'ensemble moteur et transmission et structure de support de l'ensemble - Google Patents

Methode permettant a la carrosserie d'une voiture de supporter l'ensemble moteur et transmission et structure de support de l'ensemble Download PDF

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Publication number
WO1997039908A1
WO1997039908A1 PCT/JP1997/001328 JP9701328W WO9739908A1 WO 1997039908 A1 WO1997039908 A1 WO 1997039908A1 JP 9701328 W JP9701328 W JP 9701328W WO 9739908 A1 WO9739908 A1 WO 9739908A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
engine
assembly
vibration
mounts
gravity
Prior art date
Application number
PCT/JP1997/001328
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Takashi Nozawa
Tadashi Kimura
Katsuhiko Yamamoto
Hiroki Kitagawa
Original Assignee
Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha filed Critical Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority to EP97917417A priority Critical patent/EP0891886B1/en
Priority to KR1019980708398A priority patent/KR100286199B1/ko
Priority to DE69713579T priority patent/DE69713579T2/de
Priority to AU25760/97A priority patent/AU709632B2/en
Publication of WO1997039908A1 publication Critical patent/WO1997039908A1/ja

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K5/00—Arrangement or mounting of internal-combustion or jet-propulsion units
    • B60K5/12—Arrangement of engine supports
    • B60K5/1208—Resilient supports
    • B60K5/1216—Resilient supports characterised by the location of the supports relative to the motor or to each other
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K5/00—Arrangement or mounting of internal-combustion or jet-propulsion units
    • B60K5/12—Arrangement of engine supports
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/04—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location or kind of gearing
    • B60K17/06—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location or kind of gearing of change-speed gearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/04—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K5/00—Arrangement or mounting of internal-combustion or jet-propulsion units
    • B60K5/04—Arrangement or mounting of internal-combustion or jet-propulsion units with the engine main axis, e.g. crankshaft axis, transversely to the longitudinal centre line of the vehicle

Definitions

  • the present invention relates to a method of supporting an assembly of an engine and a transmission of a motor vehicle, particularly a passenger car, on a vehicle body, and a support structure of the assembly.
  • the inertia specifications are given for each vehicle body, the parameters in consideration of the vibration for supporting the assembly on the vehicle body are the mount position and the spring constant of the mount.
  • any of the support structures described in the above publication only proposes the position of the mount.
  • vibration phenomena occurring in the assembly and measures to cope with the vibration phenomena are as follows as a result of analyzing the vibration phenomena.
  • the low-frequency engine shake vibration phenomenon due to irregular combustion is a combination of the up-down vibration of the engine and the vibration in the pitching direction of the engine that are applied to the assembly, respectively, and the engine wind-up vibration phenomenon that occurs during acceleration and deceleration.
  • Low frequency idling due to irregular combustion The phenomena are that the vibration in the engine width direction and the vibration in the rolling direction of the engine applied to each assembly are not coupled, and the vibration in the vertical direction of the engine and the vibration in the rolling direction of the engine applied to the assembly respectively.
  • the support structure described in Japanese Patent Laid-Open No. 59-167327 does not comprehensively cope with the vibration phenomenon occurring in the assembly. Disclosure of the invention
  • the present invention relates to a combination of an engine and a transmission, which can appropriately determine a position and a spring constant of a mount when an assembly of an engine and a transmission is supported on a vehicle body via a plurality of mounts. Provide a method of supporting a three-dimensional object.
  • the present invention also provides a support structure for an engine and transmission assembly, with provisions for comprehensively addressing vibration phenomena occurring in the engine and transmission assembly.
  • the present invention disposes three mounts each having a spring function in the front-rear direction, width direction, and vertical direction of the engine in a plane passing through or near the center of gravity of the assembly of the engine and the transmission, and A method of supporting the assembly by positioning the center of gravity within a triangle formed by the three mounts.
  • the three mounts are identical. The three mounts are identical.
  • the three mounts are arranged in a plane passing through or near the center of gravity so that the center of gravity of the assembly is substantially located within a triangle formed by the three mounts. It can be derived from a simple model of three-degree-of-freedom vibration, assuming that the mount and the center of gravity are in one plane, and that rotational vibration around the center of gravity and translational vibration are applied to the mount.
  • the present invention is also a structure in which an assembly of an engine and a transmission is supported on a vehicle body by three or four mounts each having a spring function in the front-rear direction, width direction, and vertical direction of the engine.
  • the mount is positioned in a plane passing through or near the center of gravity such that a triangle or square formed by the mount surrounds the center of gravity of the assembly.
  • the longitudinal vibration of the engine and the vibration in the pitching direction of the engine, which are applied to the mount are not coupled, and the longitudinal vibration of the engine and the vibration of the engine in the yawing direction are not coupled.
  • the vibration in the width direction of the engine and the vibration in the rolling direction of the engine are not coupled, and the vibration in the width direction of the engine is not coupled with the vibration in the wing direction of the engine.
  • the vibration in the pitching direction of the engine are coupled so that the vibration in the vertical direction of the engine and the vibration in the rolling direction of the engine are not coupled.
  • the plane passing through or near the center of gravity includes a main axis of inertia of the engine. Preferably, it substantially coincides with the vertical plane.
  • the assembly may be installed at the front of the vehicle body such that the rotation axis of the crankshaft of the engine extends in the width direction of the vehicle body.
  • the plane passing through or near the center of gravity includes a vertical plane including an inertia principal axis of an emotional moment of the assembly as viewed in a direction of an emotional axis of the engine, and a vertical plane including a torque axis of the assembly. It can be chosen to be between the plane and the surface.
  • the center of gravity of the assembly is substantially in the same plane as the three mounts and located within the triangle formed by the three mounts, the center of gravity of the assembly around the center of gravity is Even if rotational vibrations occur, the condition for suppressing the translational movement of the assembly is satisfied.
  • the position of the mount and the spring constant for satisfying the matrix shown in Table 1 in the separate sheet are obtained.
  • the conditions to be prepared are obtained.
  • the positions of the three mounts and the spring constant can be optimally selected.
  • the support structure of this invention which selected the position and spring constant of three or four mounts optimally can be provided.
  • the vibration applied to the assembly can be comprehensively dealt with.
  • the suspension is set so that the flexible main axis extends in the width direction of the vehicle body. Since it is installed at the front of the vehicle, the assembly can be installed near the node of the bending mode of the vehicle body. This is because the input point of the vibration from the engine to the vehicle body is a place where the body is hardly vibrated, which is particularly advantageous for idling vibration.
  • the vertical plane passing through or near the center of gravity includes a vertical plane including an inertia main axis of an inertia moment of the assembly and a vertical plane including a torque crawl axis of the assembly, which extends in a direction of a main axis of the engine. If it is chosen to lie between, certain of the vibration phenomena can be addressed preferentially. That is, the basic support structure of the present invention can comprehensively cope with the vibration applied to the assembly. However, even when the specific vibration is not sufficiently dealt with, the center of gravity of the assembly can be adjusted. It is possible to select the position of the passing plane and take more effective measures against vibration.
  • the plane when emphasizing idling vibration, the plane should be close to the vertical plane including the torque roll axis, and at other times, the plane should be close to the vertical plane including the principal axis of inertia.
  • FIG. 1 is a simplified model diagram of three-degree-of-freedom vibration used for implementing a method of supporting an engine and transmission assembly according to the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an assembly of the engine and the transmission.
  • FIG. 3 is a rear view of the assembly shown in FIG. 2, with dimensions from the center of gravity to three mounts added.
  • Figure 4 is a side view of the assembly shown in Figure 2, with dimensions from the center of gravity to three mounts.
  • FIG. 5 is a perspective view of an embodiment of a support structure for an assembly of an engine and a transmission according to the present invention, and a plane is shown by diagonal lines.
  • FIGS. 6A and 6B show another embodiment of the support structure of the assembly of the engine and the transmission solution according to the present invention, wherein (a) is a side view, (b) is a plan view, and (c) is a plan view. It is a perspective view, and the plane is shown with diagonal lines.
  • FIGS. 7A and 7B show still another embodiment of the support structure of the assembly of the engine, the transmitter, and the solution according to the present invention, wherein FIG. 7A is a side view, and FIG. The plane is shown with diagonal lines.
  • FIG. 8 is a plan view of still another embodiment of the support structure of the assembly of the engine and the transmission according to the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing a bending mode in which a vehicle moves.
  • three mounts each having a spring function in the front-rear direction, the width direction, and the up-down direction of the engine are attached to the center of gravity of the assembly or the center of gravity of the assembly.
  • the center of gravity is located within a triangle formed by the three mounts, while being placed in a plane passing through the vicinity.
  • Vibration phenomena are greatly affected by the eigenvalues and eigenmodes of the assembly, and the eigenvalues and eigenmodes are determined by the inertia of the engine, the position of the mount, and the spring constant of the mount. .
  • the inertia parameters are given by the automatic east, the parameters are the mount position and the mount's spring constant formula. Therefore, consider a simple model with three degrees of freedom as shown in Fig. 1.
  • the vibrating body 20 is supported by the two mounts 22 and 24, and its center of gravity G is located at the center of the length 21 in the X direction at h in the ⁇ direction.
  • the mass is m
  • the spring constants of the mounts 22 and 24 in the X direction are kx,, kx 2
  • the spring constants in the z direction are kz, and kz 2 , Is obtained.
  • the center of gravity G of the assembly 30 of the engine 26 and the transmission 28 and the three mounts 32, 34, and 36 are arranged on a plane, and the center of gravity G is within the triangle formed by the three mounts. Assuming that they are located, next, the positions of the three mounts and the spring constant expressions of the three mounts are determined. As shown in FIGS.
  • the three mounts 32, 34, and 36 are configured so that vibration in the longitudinal direction L of the engine and vibration in the direction P of the Vibration and engine swinging Y direction vibration are uncoupled, engine width direction W vibration and engine rolling R direction vibration are uncoupled, engine width direction W vibration and engine
  • the vibration in the Y direction is uncoupled, the vibration in the vertical direction H of the engine and the vibration in the pitching P direction of the engine are coupled, and the vibration in the vertical direction H of the engine and the vibration in the engine rolling R direction are coupled. Is uncoupled.
  • Table 1 summarizes this in a matrix.
  • the position of the engine in the front-rear direction L, width direction W and up-down direction H with respect to the center of gravity G of the mount 32 is (1,,, w,, h,), and the position of the mount 34 in each direction is (1 2 , W 2 .h 2 ), and the position of the mount 36 in each direction is (1, w 3 .h 3 ).
  • the front-rear direction L of the mount 32 engine, the width Direction W and the spring constant in the vertical direction H (kl,, kw,, kh, and then, the respective directions of the spring constant of the mount 34 (kl 2, kw 2 , kh 2 ), and the spring constant in each direction of the mount 36 is (kl 3 , kw 3 .kh 3 )
  • the Less from balance Must satisfy the following equation.
  • the positions of the mounts 32, 34, and 36 and the spring constant are determined from these (Formula 1), (Formula 2), and (Formula 3).
  • the mounts 32, 34, and 36 have the center of gravity G of the assembly 30 and the center of each of the three mounts 32, 34, 36 on the plane PL.
  • the center of gravity G it is necessary to arrange the center of gravity G so as to lie within the triangle formed by the three mounts 32, 34, and 36.
  • the center of gravity G and the center of each of the three mounts cannot be strictly located on the plane PL due to other restrictions on the arrangement, the vicinity of the center of gravity may be located on the plane PL. The same applies to the embodiments described below. As long as the above conditions are satisfied, as shown in FIG.
  • FIG. 7 a structure is obtained in which the assembly 30 is supported by the four mounts 38, 40, 42, 44.
  • the four mounts 38, 40, 42, 44 are the center of gravity G of the assembly 30, and the four mounts 38, 40, 42, 44, respectively. It is necessary that the center is located on the plane PL, and that the center of gravity G is located within the square formed by the four mounts 38, 40, 42, and 44. In this case, it is convenient to dispose the two mounts 38, 40 above the center of gravity G and the two mounts 42, 44 below the center of gravity G.
  • the plane PL passing through the center of gravity G of the assembly 30 may substantially coincide with the vertical plane including the neutral main axis of the engine. I like it.
  • the assembly 30 When the plane PL passing through the center of gravity G of the assembly 30 substantially coincides with the vertical plane including the principal axis of inertia, the assembly 30 is rotated by the rotation axis of the engine crankshaft as shown in FIG. Is preferably installed at the front of the vehicle body so as to extend in the width direction W of the vehicle. This is the horizontal position of the assembly 30.
  • the vibration node 54 becomes close to the installation position of the assembly 30. .
  • a plane PL passing through the center of gravity G of the assembly 30 is viewed along the main axis of inertia of the engine, that is, the main axis 60 of inertia of the inertia moment of the assembly 30 viewed in the width direction W in FIG. May be selected to be located between the vertical plane including the vertical plane including the torque roll axis 62 of the assembly 30.

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Description

明 細 書 エンジンと 卜ランスミツショ ンとの組立体を車体に支持する方法および組立体 の支持構造 技術分野
本発明は自動車、 特に乗用車のエンジンと トランスミツションとの組立体を車 体に支持する方法および組立体の支持構造に関する。 背景技術
乗用車のエンジンと トランスミツションとの組立体を複数のマウン卜を介して 車体に支持する構造として、 エンジンの重心をとおり慣性主軸線を含む平面上に 前記重心を図心とする正三角形を考え、 この正三角形の一辺を前記慣性主軸線と 平行に配置し、 前記正三角形の頂点付近にマウントを配置したものがある （実開 昭 63- 133408 号公報） 。 また、 エンジンと 卜ランスミ ッショ ンとの組立体のロー リ ング運動に対する慣性主軸線上とピッチング運動に対する慣性主軸線上とに防 振ゴム装置を配置したものがある （特開昭 59- 167327 号公報） 。
エンジンと トランスミ ッショ ンとの組立体の振動現象、 特に、 低周波の振動現 象は、 前記組立体の固有値や固有モードの影響を大きく受け、 前記固有値や固有 モードは、 前記組立体の慣性諸元、 マウントの位置およびマウントのばね定数で 定まる。 ここで、 慣性諸元は車体毎に与えられるものとすると、 前記組立体を車 体に支持するための振動を考慮したパラメ一夕は、 マウン 卜の位置とマウン 卜の ばね定数とであるが、 前記公報に記載の支持構造はいずれも、 マウン トの位置の みを提案するに留まる。
一方、 前記組立体に生ずる振動現象と、 この振動現象に対処する手立てとは、 振動現象を解析した結果、 次のようなものである。 すなわち、 不整燃焼による低 周波エンジンシヱイク振動現象には、 組立体にそれぞれ加わるエンジンの上下方 向の振動とエンジンのピッチング方向の振動とが連成となり、 加減速時に発生す るエンジンワイ ンドアップ振動現象や、 不整燃焼による低周波アイ ドリング振動 現象には、 組立体にそれぞれ加わるエンジンの幅方向の振動とエンジンのローリ ング方向の振動とが非連成となり、 さらに、 組立体にそれぞれ加わるエンジンの 上下方向の振動とエンジンのローリング方向の振動とが非連成となることである が、 前記特開昭 59-167327 号公報に記載された支持構造は、 前記組立体に生ずる 振動現象に総合的に対処するものではない。 発明の開示
本発明は、 エンジンと 卜ランスミツションとの組立体を複数のマウン 卜を介し て車体に支持する際のマウン卜の位置とばね定数とを適切に定めうる、 エンジン と トランスミツションとの組立体の支持方法を提供する。
本発明はまた、 エンジンと トランスミツショ ンとの組立体に生ずる振動現象に 総合的に対処する手立てを備える、 エンジンと トランスミツションとの組立体の 支持構造を提供する。
本発明は、 エンジンの前後方向、 幅方向および上下方向のばね機能をそれぞれ が有する 3つのマウントを、 エンジンと 卜ランスミツショ ンとの組立体の重心ま たはその近傍を通る平面内に配置すると共に、 前記重心を前記 3つのマウン卜で 作られる三角形内に位置させて前記組立体を支持する方法である。 この支持方法 は、 前記重心を基準とした前記 3つのマウントのエンジンの前後方向、 幅方向お よび上下方向の位置をそれぞれ （ l ' . w' . h , ) ( l 2 , w2 ， h2 ) 、
( l 3 , w3 , h3 ) とし、 前記 3つのマウントのエンジンの前後方向、 幅方向 および上下方向のばね定数をそれぞれ （k l ' . kw' . k h , ) ( k 12 , kwz , k h2 ) 、 ( k 1 , kw3 , k h3 ) とするとき、 別紙に記載した、
(数式 1 )
(数式 2 )
(数式 3)
を満たすように、 前記 3つのマウン卜の前記位置と前記ばね定数とを定めること を含む。
前記 3つのマウン卜は、
h , + ha + h., = 0、 かつ、 + 1 1 = 0 となるような位置に配置することが好ましい。
前記 3つのマウン卜は、 前記組立体の重心が 3つのマウン卜で作られる三角形 内に実質的に位置するように前記重心またはその近傍を通る平面内に配置するが 、 この配置は、 2つのマウントと重心とが 1つの平面内にあり、 重心の回りの回 転振動と、 並進振動とがマウン トに加わると仮定した、 3自由度の振動の簡易モ デルから導くことができる。
(数式 1 ) 、 （数式 2 ) および （数式 3 ) から 5つの連立方程数式が得られる 力 変数はこれより多い。 そこで、 自動車に必要とされるいくつかの拘束条件を 与えるようにする。 たとえば、 エンジンと 卜ランスミッションとの組立体の配置 は、 車体のエンジン室によって物理的に定まり、 マウントの位置も実質的に定ま るため、 これら位置を所定に保つとき、 マウントのばね定数はどのように定める のが好ましいかを （数式 1 ) 、 （数式 2 ) および （数式 3 ) 力 得ることができ る。 逆に、 3つのマウントそれぞれの車体の前後方向と車体の幅方向とのばね定 数を等しくすると力 マウン卜全体の同一方向のばね定数を一定にするとかの条 件を与え、 マウントの位置を （数式 1 ) 、 （数式 2 ) および （数式 3 ) から定め ることができる。
本発明はまた、 エンジンの前後方向、 幅方向および上下方向のばね機能をそれ ぞれが有する 3つまたは 4つのマウン卜によってエンジンと トランスミッション との組立体を車体に支持する構造である。 前記マウン トは、 マウントで作られる 三角形または四角形が前記組立体の重心を囲むように前記重心またはその近傍を 通る平面内に配置される。 そして前記マウントは、 前記マウントに加わる、 ェン ジンの前後方向の振動とェンジンのピッチング方向の振動とが非連成となり、 ェ ンジンの前後方向の振動とエンジンのョーイング方向の振動とが非連成となり、 エンジンの幅方向の振動とエンジンのローリ ング方向の振動とが非連成となり、 ェンジンの幅方向の振動とエンジンのョーイング方向の振動とが非連成となり、 ェンジンの上下方向の振動とエンジンのピッチング方向の振動とが連成となり、 ェンジンの上下方向の振動とエンジンのローリ ング方向の振動とが非連成となる ように定められる。
前記重心またはその近傍を通る前記平面は、 前記エンジンの慣性主軸線を含む 鉛直面と実質的に一致することが好ましい。 この場合、 前記組立体は、 エンジン のクランク軸の回転軸線が車体の幅方向へ伸びるように車体の前部に設置され得 る。
前記重心またはその近傍を通る前記平面は、 前記エンジンの情性主軸線方向に 見た前記組立体の情性モーメン卜の慣性主軸線を含む鉛直面と、 前記組立体の卜 ルクロール軸線を含む鉛直面との間に位置するように選定されうる。
本発明によれば、 次の効果が得られる。
本発明の支持方法によれば、 組立体の重心が 3つのマウン卜と実質的に同じ平 面内にあって 3つのマウン卜で作られる三角形内に位置することから、 組立体の 重心回りの回転振動が生じても、 組立体の並進運動の発生を抑えるための条件を 満たすこととなる。 加えて、 （数式 1 ) 、 （数式 2 ) および （数式 3 ) による釣 合の式から、 別紙に記載した表 1に示したマ卜リクスを満足するためのマウン卜 の位置とばね定数とが備えるべき条件が得られる。 これによつて、 3つのマウン 卜の位置とばね定数とを最適に選定することができる。
前記 3つのマウントカ h , + h 2 + h 3 = 0、 かつ、 1 , + 1 1 = 0 となるような位置に配置される場合、 3つのマウントのばね定数を同一にするこ とができる。
本発明の支持構造によれば、 3つまたは 4つのマウン卜の位置とばね定数とを 最適に選定した支持構造を提供できる。 この支持構造によって、 エンジンと トラ ンスミツションとの組立体を車体に支持するとき、 組立体に加わる振動に総合的 に対処できる。 換言すると、 車体のエンジン室のスペース、 車体の感度、 マウン 卜を取り付けるブラケッ 卜の剛性、 マウントの形状などを考慮した設計が可能と なる。
前記重心またはその近傍を通る前記平面が前記エンジンの慣性主軸線を含む鉛 直面と実質的に一致する場合、 クランク軸の回転による上下方向の力がマウン卜 に入力するのを抑えることができる。 したがって、 上下方向の剛性が比較的低い 車体にとって有利である。
前記組立体が、 エンジンのクランク軸の回転軸線が車体の幅方向へ伸びるよう に車体の前部に設置される場合、 憒性主軸線が車体の幅方向へ伸びるように虽休 の前部に設置されるため、 車体の曲げモードの節の近傍に組立体を設置すること が可能となる。 これは、 エンジンから車体への振動の入力点が茧体の振動しにく い箇所となることであり、 特に、 アイ ドリング振動に有利である。
前記重心またはその近傍を通る前記平面が、 前記エンジンの憎性主軸線方向に 昆た前記組立体の慣性モーメン卜の慣性主軸線を含む鉛直面と、 前記組立体の卜 ルクロール軸線を含む鉛直面との間に位置するように選定される場合、 いくつか の振動現象のうちの特定のものに優先的に対処できる。 すなわち、 本発明の基本 的な支持構造によって組立体に加わる振動に総合的に対処できる訳であるが、 そ れによっても、 特定の振動への対処が不十分であるとき、 組立体の重心を通る平 面の位置を選定し、 さらに有効な振動対策をとることができる。 たとえば、 アイ ドリ ング振動を重視するとき、 平面をトルクロール軸線を含む鉛直面に近づけ、 その他のとき、 平面を慣性主軸線を含む鉛直面に近づける。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明に係るエンジンと トランスミツショ ンとの組立体を支持する方 法の実施に使用した 3自由度の振動の簡易モデル図である。
図 2は、 エンジンと 卜ランスミツションとの組立体を示す斜視'図である。 図 3は、 図 2に示した組立体の背面図で、 重心から 3つのマウン トまでの寸法 を加えてある。
図 4は、 図 2に示した組立体の側面図で、 重心から 3つのマウントまでの寸法 を加えてある。
図 5は、 本発明に係るエンジンと トランスミッショ ンとの組立体の支持構造の 実施例の斜視図で、 平面には斜線を入れて示してある。
図 6は、 本発明に係るエンジンと卜ランスミ .ソショ ンとの組立体の支持構造の 別の実施例を示すもので、 （ a ) は側面図、 （b ) は平面図、 〔c ) は斜視図で あり、 平面には斜線を入れて示してある。
図 7は、 本発明に係るエンジンと トランスミ、ソ シ ョンとの組立体の支持構造の さらに別の実施例を示すもので、 （a ) は側面図、 （ b ) は平面図であり、 平面 には斜線を入れて示してある。 図 8は、 本発明に係るエンジンと 卜ランスミツションとの組立体の支持構造の さらに別の実施例の平面図である。
図 9は、 自動車に ί動く曲げモードを示す模式図である。 発明を実施する最良の態様
エンジンと 卜ランスミ ツショ ンとの組立体を支持する方法の実施に際し、 ェン ジンの前後方向、 幅方向および上下方向のばね機能をそれぞれが有する 3つのマ ゥントを、 前記組立体の重心またはその近傍を通る平面内に配置すると共に、 前 記重心を前記 3つのマウン卜で作られる三角形内に位置させる。 重心の前記配置 は次のようにして得られた。
振動現象、 特に低周波の振動現象には前記組立体の固有値および固有モードの 影響が大きく、 固有値や固有モードは、 エンジンの慣性諸元、 マウン トの位置お よびマウン トのばね定数式で決まる。 ここで、 慣性諸元は自動東によって与えら れるものとすれば、 パラメ一夕はマウン卜の位置とマウン卜のばね定数式とであ る。 そこで、 図 1に示すような 3自由度の簡易モデルを考える。 振動体 20が 2 つのマウント 22、 24によって支持され、 その重心 Gが X方向の長さ 2 1の中 心で ζ方向の hにあり、 回転トルク Tを受けて回転振動するものとする。 振動体 20の慣性モーメントを I、 質量を m、 マウント 22、 24の X方向のばね定数 を k x , 、 k x 2 、 z方向のばね定数を k z , 、 k z 2 とすると、 別紙に記載し た次の運動方程数式が得られる。
(数式 4)
(数式 5)
(数式 6)
なお、 （数式 4) 、 （数式 5) および （数式 6) 中の h' 、 1 ' は次のとおりで ある。
(数式 7)
(数式 8)
(数式 4) 、 （数式 5) および （数式 6) を Xについて解く と、 次式が得られる なお、 （数式 9) 中の sはラプラス演算子である。 よって、 回転トルク Tの入力 に対して X方向に振動しない条件は、 k x , + k χζ >0であるから、 h' =0 となり、 （数式 7) から h = 0が得られる。 すなわち、 重心 Gが 2つのマウン ト
22、 24を結ぶ直線上に位置することである。 3つのマウントの任意の 2つに ついて （数式 9) が成り立つため、 結局、 3つのマウン トによって振動体 20を 支持するとき、 振動体 20の重心 Gに加わる回転トルクによって並進振動しない 条件は、 振動体 20の重心は 3つのマウントで作られる平面上にあって、 3つの マウン卜に囲まれていなければならないこととなる。
エンジン 26と 卜ランスミ ッション 28との組立体 30の重心 Gと、 3つのマ ゥン 卜 32、 34、 36とを平面上に配置し、 かつ、 重心 Gを 3つのマウントで 作られる三角形内に位置させることを前提として、 次に、 3つのマウントの位置 と 3つのマウントのばね定数式とを定める。 図 2ないし図 4に示すように、 3つ のマウント 32、 34、 36は、 エンジンの前後方向 Lの振動とエンジンのピッ チング P方向の振動とが非連成となり、 ェンジンの前後方向 Lの振動とエンジン のョーィング Y方向の振動とが非連成となり、 エンジンの幅方向 Wの振動とェン ジンのローリング R方向の振動とが非連成となり、 エンジンの幅方向 Wの振動と エンジンのョーィング Y方向の振動とが非連成となり、 エンジンの上下方向 Hの 振動とエンジンのピッチング P方向の振動とが連成となり、 ェンジンの上下方向 Hの振動とエンジンのローリ ング R方向の振動とが非連成となるよ όに定められ る。 これをマ卜リクスにまとめたものが別紙に記載した表 1である。
マウント 32の重心 Gを基準としたエンジンの前後方向 L、 幅方向 Wおよび上 下方向 Hの位置を （ 1 , , w， ， h , ) とし、 マウント 34のそれぞれの方向の 位置を （ 12 ， w2 . h2 ) とし、 マウント 36のそれぞれの方向の位置を （ 1 , w3 . h3 ) とする。 さらに、 マウント 32のエンジンの前後方向 L、 幅方 向 Wおよび上下方向 Hのばね定数を （k l , ， kw, , k h , とし、 マウント 34のそれぞれの方向のばね定数を （k l 2 ， k w2 , k h2 ) とし、 マウント 36のそれぞれの方向のばね定数を （k l 3 , kw3 . k h3 ) とする。 3つの マウント 32、 34、 36が表 1を満足するためには、 各方向の釣合から少なく とも次の数式を満たさなければならない。
(数式 1 )
(数式 2 )
(数式 3 )
この （数式 1 ) 、 （数式 2 ) および （数式 3 ) からマウント 3 2 、 3 4、 3 6の 位置とばね定数とが定められる。
(数式 1 ) 、 （数式 2 ) および （数式 3 ) を満足しつつ、 3つのマウン トのば ね定数を同一にする条件は、
h , + h 2 + h = 0、 かつ、 1 , + 1 2 + 1 = 0
となるような位置に 3つのマウン卜を配置することである。
マウント 3 2 、 3 4 、 3 6は、 図 5に示すように、 組立体 3 0の重心 Gと 3つ のマウント 3 2 、 3 4、 3 6それぞれの中心とが平面 PL上に位置し、 さらに、 重 心 Gが 3つのマウント 3 2 、 3 4、 3 6で作られる三角形内に位置するように配 置することが必要である。 もっとも、 配置上その他の制約から、 厳密に重心 Gと 3つのマウントそれぞれの中心とを平面 PL上に位置させることができない場合、 重心の近傍を前記平面 PL上に位置させることもできる。 以下に述べる実施例につ いても同様である。 前記条件を満たす限り、 図 5のように、 2つのマウント 3 4 、 3 6が重心 Gの下方となり、 1つのマウント 3 2が重心 Gの上方となっても、 また図 6のように、 2つのマウント 3 2、 3 4が重心 Gの上方となり、 1つのマ ゥント 3 6が重心 Gの下方となってもよい。
(数式 9 ) は任意の 2つのマウントについて成り立つことから、 全体で 4つの マウン卜によって振動体 2 0を支持する場合にも当然に適用できる。 したがって 、 4つのマウントによって振動体 2 0を支持するとき、 振動体 2 0の重心 Gに加 わる回転トルクによって並進振動しない条件は、 振動体 2◦の重心が 4つのマウ ン卜で作られる平面上にあって、 4つのマウン卜に囲まれていなければならない こととなる。
その結果、 図 7に示すように、 4つのマウント 3 8、 4 0 、 4 2 、 4 4によつ て組立体 3 0を支持する構造が得られる。 4つのマウン ト 3 8、 4 0 、 4 2 、 4 4は、 組立体 3 0の重心 Gと 4つのマウント 3 8、 4 0 、 4 2 、 4 4それぞれの 中心とが平面 PL上に位置し、 さらに、 重心 Gが 4つのマウン ト 3 8、 4 0、 4 2 、 4 4で作られる四角形内に位置するように配置することが必要である。 この場 合、 2つのマウント 3 8、 4 0が重心 Gの上方となり、 2つのマウン ト 4 2、 4 4が重心 Gの下方となる配置が便宜である。
図 6の （b ) または図 7の （b ) に示すように、 組立体 3 0の重心 Gを通る平 面 PLは、 前記エンジンの惯性主軸線を含む鉛直面と実質的に一致することが好ま しい。
組立体 3 0の重心 Gを通る平面 PLが慣性主軸線を含む鉛直面と実質的に一致す るとき、 組立体 3 0は、 図 8に示すように、 エンジンのクランク軸の回転軸線が 車体の幅方向 Wへ伸びるように車体の前部に設置されることが好ましい。 これは 組立体 3 0の横置きであり、 車体 5 0が図 9に示すような曲げモ一ド 5 2で振動 するとき、 振動の節 5 4が組立体 3 0の設置位置の近傍となる。
組立体 3 0の重心 Gを通る平面 PLは、 エンジンの前記慣性主軸線方向に見た、 すなわち図 8では幅方向 Wに見た組立体 3 0の'慣性モーメン卜の慣性主軸線 6 0 を含む鉛直面と、 組立体 3 0のトルクロール軸線 6 2を含む鉛直面との間に位置 するように選定することができる。
数式 1
Figure imgf000012_0001
数式 2
Wi W2 W3 kli
k l2 = 0 hi h2 h3
k l3 数式 3
Figure imgf000012_0002
数式 4 mx= - kx"x+eh') - kx2( +9h') 数式 5 mz =—kz1 (z + er) -kz2(z-e ) ΐ ΐ
ι- =,1
8 璲
{(l/ )l_u i}u!s2/l(2M+zl) =, ^ 丄 +(,1Θ - ζ),1ζζ>ι +
(41θ + ζ),11Ζ Ι- (. Θ+Χ), ΖΧ -(,ΜΘ+Χ), 1Χ - = ΘΙ
SZ£lO/L6d£llDd 8066C//.6 OAV
-(kx1 + kx2)h*
X /τ =·
( ms2+kx1 + kx2){(Is2+(kxl+kX2)h,2 + (kz1 +k22)l,2}-h'2(kx1 + kx2)2
S 表 1
Figure imgf000015_0001
•： ¾β¾となる方が良い
〇 ：非連成となる方が良 一： どちらでも良い

Claims

請求の範囲 1 エンジンの前後方向、 幅方向および上下方向のばね機能をそれぞれが有す る 3つのマウン 卜を、 エンジンと 卜ランスミ ッショ ンとの組立体の重心またはそ の近傍を通る平而内に配置すると共に、 前記重心を前記 3つのマウン卜で作られ る三角形内に位置させて前記組立体を支持する方法であって、 前記重心を基準とした前記 3つのマウン卜のエンジンの前後方向、 幅方向およ び上下方向の位置をそれぞれ （ l , , w, ， h, ) 、 （ l 2 , w2 ， h2 ) 、 ( 13 ， w3 , h3 ) とし、 前記 3つのマウントのエンジンの前後方向、 幅方向お よび上下方向のばね定数をそれぞれ （k l ' . kw' . k h , ) ( k 】 2 ， k w 2 ， k h a ) 、 （ k 】 3 , k w a , k h3 ) とするとき、
(数式 1 )
(数式 2 )
(数式 3)
を満たすように、 前記 3つのマウン卜の前記位置と前記ばね定数とを定めること を含む、 エンジンと 卜ランスミ ツションとの組立体を車体に支持する方法。
2 前記 3つのマウントは、
h , + h 2 + h 3 = 0、 かつ、 1 , + 12 + 13 = 0
となるような位置に配置されている、 請求の範囲 1に記載のエンジンと トランス ミ ツショ ンとの組立沐を車体に支持する方法。
3 前記 3つのマウントそれぞれの位置が優先的に定められ、 これに基づいて 前記 3つのばね定数が定められる、 請求の範囲 1に記載のエンジンと 卜ランスミ ッショ ンとの組立体を車体に支持する方法。
4 前記 3つのマウン トそれぞれのばね定数が優先的に定められ、 これに基づ いて前記 3つのマウン 卜位置が定められる、 請求の範囲 1に記載のエンジンと ト ランスミ ッショ ンとの組立体を車体に支持する構造。
5 エンジンの前後方向、 幅方向および上下方向のばね機能をそれぞれが有す る 3つまたは 4つのマゥン トによってエンジンと 卜ランスミ ッショ ンとの組立体 を車呔に支持する構造であって、 前記マウン卜は、 マウン卜で作られる三角形または四角形が前記組立体の重心 を囲むよ 0に前記重心またはその近傍を通る平面内に配置され、
前記マウン トは、 前記マウン トに加わる、 エンジンの前後方向の振動とェンジ ンのピノチング方向の振動とが非連成となり、 ェンジンの前後方向の振動とェン ジンのョーイング方向の振動とが非連成となり、 ェンジンの幅方向の振動とェン ジンのローリング方向の振動とが非連成となり、 ェンジンの幅方向の振動とェン ジンのョーィング方向の振動とが非連成となり、 エンジンの上下方向の振動とェ ンジンのピッチング方向の振動とが連成となり、 ェンジンの上下方向の振動とェ ンジンのローリング方向の振動とが非連成となるように定められた、 エンジンと 卜ランスミ ッショ ンとの組立体の支持構造。
6 前記重心またはその近傍を通る前記平面は、 前記エンジンの慣性主軸線を 含む鉛直面と実質的に一致する、 請求の範囲 5に記載のエンジンと 卜ランスミ ツ ショ ンとの組立体の支持構造。
7 前記組立体は、 クランク軸の回転軸線が車体の幅方向へ伸びるように車体 の前部に設置されている、 請求の範囲 6に記載のエンジンと トランスミ ッション との組立体の支持構造。
8 前記重心またはその近傍を通る前記平面は、 前記エンジンの慣性主軸線方 向に見た前記組立体の慣性モーメントの惯性キ軸線を含む鉛直面と、 前記組立体 のトルクロール軸線を含む鉛直面との間に位置するように選定される、 請求の範 囲 5に記載のェンジンと 卜ランスミッションとの組立体の支持構造。
9 前記マウントの数量は 3つである、 請求の範囲 5に記載のエンジンと トラ ンスミッションとの組立体の支持構造。
1 0 前記 3つのマウントのうちの 2つが前記重心の上方に位置し、 残りの 1つ が前記重心の下方に位置する、 請求の範囲 9に記載のエンジンと 卜ランスミツシ ヨンとの組立体の支持構造。
1 1 前記 3つのマウントのうちの 2つが前記重心の下方に位置し、 残りの】つ が前記重心の上方に位置する、 請求の範 Η 9に記載のエンジンと トランスミ ツシ ョンとの組立体の支持構造。
1 2 前記マウントの数量は 4つであり、 そのうちの 2つが前記重心の上方に位 置し、 残りの 2つが前記重心の下方に位置する、 請求の範囲 5に記載のエンジン と トランスミッショ ンとの組立体の支持構造。
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