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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Anbringungssystem,
um an einem Fahrzeugkarosserierahmen ein Antriebsaggregat anzubringen,
das eine Maschine und ein Getriebe umfasst, welches an einem Ende
entlang einer Achse einer Kurbelwelle der Maschine mit der Maschine
verbunden ist.
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Herkömmlich verwenden
Fahrzeuge mit Vorderradantrieb usw. allgemein ein Anbringungssystem vom
Typ mit Hauptträgheitsachsen-4-Punkt-Halterung,
in welchem ein Antriebsaggregat, das aus einer Maschine und einem
mit der Maschine verbundenen Getriebe aufgebaut ist, an einem Fahrzeugkarosserierahmen
an zwei Punkten auf gegenüberliegenden Seiten
entlang der Hauptträgheitsachse
des Antriebsaggregats sowie an zwei Punkten auf gegenüberliegenden
Seiten entlang einer zur Hauptträgheitsachse
im Wesentlichen senkrechten Richtung angebracht ist.
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In
einem solchen Anbringungssystem vom Typ mit Hauptträgheitsachsen-4-Punkt-Halterung ist die
vertikale Resonanzfrequenz allgemein auf 7 bis 10 Hz eingestellt
und die Rollbewegungsresonanzfrequenz ist auf 10 bis 15 Hz eingestellt.
Durch Einstellen des Dämpfungsspitzenwerts
von Haupthalterungen, welche an den beiden Punkten auf gegenüberliegenden
Seiten entlang der Hauptträgheitsachse
des Antriebsaggregats angeordnet sind, auf 6 bis 9 Hz in Abhängigkeit
von den vorstehenden Einstellungen, wird durch Kontrolle der Vertikalschwingungen
der Fahrkomfort verbessert und ferner wird in dem darüber liegenden
Frequenzbereich (dem Antiresonanzbereich der Vertikalfrequenz) der
Fahrkomfort durch gekoppelte Abstimmung des Rollbewegungsmodus verbessert.
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Da
jedoch bei dem oben genannten herkömmlichen Anbringungssystem
vom Typ mit Hauptträgheitsachsen-4-Punkt-Halterung
die Federcharakteristiken an den vier Anbringungspunkten in der
vertikalen Richtung und in der Rollbewegungsrichtung gekoppelt sind,
ist eine Abstimmung schwierig und es ist schwer, den Fahrkomfort über den
gesamten Fahrfrequenzbereich (5 bis 15 Hz) zu verbessern.
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Ein
Drehmomentstangen-Anbringungssystem ist beispielsweise aus dem der
EP-A-0 297 226 entsprechenden japanischen Patent Nr. 2562485 bekannt,
welches eine geringere Halterungssteifigkeit aufweist als die des
herkömmlichen
Anbringungssystems vom Typ mit Hauptträgheitsachsen-4-Punkt-Halterung.
Die Verwendung eines solchen Anbringungssystems vom Drehmomentstangentyp
kann die Freiheitsgrade der Abstimmung vergrößern, da die Federcharakteristiken
der Drehmomentstange sich nicht in der vertikalen Richtung auswirken
und die Federcharakteristiken in der vertikalen Richtung und in
der Rollbewegungsrichtung nicht gekoppelt sind. Das genannte japanische
Patent Nr. 2562485 offenbart jedoch kein Verfahren zum Verbessern
des Fahrkomforts über
den gesamten Fahrfrequenzbereich hinweg.
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Die
vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben erwähnten Umstände entwickelt
und es ist eine Aufgabe wenigstens der bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung, ein Anbringungssystem für ein Fahrzeugantriebsaggregat bereitzustellen,
welches den Fahrkomfort über
den gesamten Fahrfrequenzbereich hinweg verbessern kann.
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Gemäß einem
erstem Aspekt der Erfindung wird ein Anbringungssystem für ein Fahrzeugantriebsaggregat
bereitgestellt, in welchem ein Antriebsaggregat, das eine Maschine
und ein Getriebe umfasst, welches an einem Ende entlang einer Achse
einer Kurbelwelle der Maschine mit der Maschine verbunden ist, an
einem Fahrzeugkarosserierahmen getragen ist, und zwar über eine
maschinenseitige Haupthalterung und eine getriebeseitige Haupthalterung,
wobei jede Halterung ein erstes elastisches Material umfasst und
im Wesentlichen auf einer Hauptträgheitsachse des Antriebsaggregats
in solcher Weise angeordnet ist, dass eine Spitzenfrequenz des vertikalen
Dämpfungskoeffizienten
eingestellt werden kann, sowie über
ein Paar oberer und unterer Drehmomentstangen, welche ein zweites elastisches
Material umfassen und welche im Wesentlichen horizontal innerhalb
einer zur Achse der Kurbelwelle im Wesentlichen senkrechten Ebene zwischen
dem Antriebsaggregat und dem Fahrzeugkarosserierahmen oberhalb und
unterhalb von Antriebswellen, die sich von dem Getriebe aus erstrecken,
angeordnet sind, wobei eine vertikale Resonanzfrequenz einer Anbringungsstruktur,
welche die beiden Haupthalterungen und die beiden Drehmomentstangen
umfasst, auf 5 bis 7 Hz eingestellt ist, eine Rollbewegungsresonanzfrequenz
um die Hauptträgheitsachse
der Anbringungsstruktur auf 7 bis 10 Hz eingestellt ist und eine
Dämpfungsspitzenfrequenz
der beiden Haupthalterungen auf 9 bis 15 Hz eingestellt ist.
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Da
gemäß dieser
Anordnung die vertikale Resonanzfrequenz der Anbringungsstruktur
auf 5 bis 7 Hz eingestellt ist, kann ein dynamischer Vertikalresonanzfrequenz-Dämpfungseffekt
erhalten werden. Da ferner die Rollbewegungsresonanzfrequenz um die
Hauptträgheitsachse
der Anbringungsstruktur auf 7 bis 10 Hz eingestellt ist, kann ein
dynamischer Dämpfungseffekt
aufgrund der Kopplung der vertikalen und der Rollbewegungsmodi erhalten
werden, und da die Dämpfungsspitzenfrequenz
der beiden Haupthalterungen auf 9 bis 15 Hz eingestellt ist, kann aufgrund
der Dämpfungseinstellung
der Haupthalterungen ein auf den Fahrzeugkarosserierahmen ansprechender
Dämpfungseffekt
erhalten werden. Im Ergebnis kann der Fahrkomfort bei allen Fahrfrequenzen
von 5 bis 15 Hz verbessert werden.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Anbringungssystem für ein Fahrzeugantriebsaggregat
bereitgestellt, in welchem ein Antriebsaggregat, das eine Maschine
und ein Getriebe umfasst, welches an einem Ende entlang einer Achse
einer Kurbelwelle der Maschine mit der Maschine verbunden ist, an
einem Fahrzeugkarosserierahmen getragen ist, und zwar über eine
maschinenseitige Haupthalterung und eine getriebeseitige Haupthalterung,
wobei jede Halterung ein erstes elastisches Material umfasst und
im Wesentlichen auf einer Hauptträgheitsachse des Antriebsaggregats
in solcher Weise angeordnet ist, dass eine Spitzenfrequenz des vertikalen
Dämpfungskoeffizienten
eingestellt werden kann, sowie über
ein Paar oberer und unterer Drehmomentstangen, welche ein zweites elastisches
Material umfassen und welche im Wesentlichen horizontal innerhalb
einer zur Achse der Kurbelwelle im Wesentlichen senkrechten Ebene zwischen
dem Antriebsaggregat und dem Fahrzeugkarosserierahmen oberhalb und
unterhalb von Antriebswellen, die sich von dem Getriebe aus erstrecken,
angeordnet sind, wobei ein Frequenzband von 5 bis 15 Hz in drei
Bänder
unterteilt ist, nämlich
in ein oberes, ein mittleres und ein unteres Band, und eine vertikale
Resonanzfrequenz einer Anbringungsstruktur, welche die beiden Haupthalterungen
und die beiden Drehmomentstangen umfasst, in dem unteren Band festgelegt
ist, eine Rollbewegungsresonanzfrequenz um die Hauptträgheitsachse
der Anbringungsstruktur in dem mittleren Band festgelegt ist und
eine Dämpfungsspitzenfrequenz
der beiden Haupthalterungen in dem oberen Band festgelegt ist.
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Gemäß dieser
Anordnung wird das Frequenzband von 5 bis 15 Hz in drei Bänder unterteilt, d.h.
in ein oberes, ein mittleres und ein unteres Band. Da die vertikale
Resonanzfrequenz der Anbringungsstruktur in dem unteren Band festgelegt
ist, kann ein dynamischer Vertikalresonanzfrequenz-Dämpfungseffekt erhalten werden.
Da die Rollresonanzfrequenz um die Hauptträgheitsachse der Anbringungsstruktur in
dem mittleren Band festgelegt ist, kann ein dynamischer Dämpfungseffekt
aufgrund der Kopplung der vertikalen und der Rollbewegungsmodi erhalten
werden. Da ferner die Dämpfungsspitzenfrequenz
der beiden Haupthalterungen in dem oberen Band festgelegt ist, kann
ein auf den Fahrzeugkarosserierahmen ansprechender Dämpfungseffekt
aufgrund der Dämpfungseinstellung
der Haupthalterungen erhalten werden. Im Ergebnis kann der Fahrkomfort
bei allen Fahrfrequenzen von 5 bis 15 Hz verbessert werden.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nun lediglich beispielhaft und unter
Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, wobei
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1 eine
teilweise ausgeschnittene Draufsicht ist, welche einen Zustand zeigt,
in dem ein Antriebsaggregat an einem Fahrzeug angebracht ist;
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2 eine
Seitenansicht von einem Pfeil 2 in 1 aus ist;
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3 eine
Seitenansicht von einem Pfeil 3 in 1 aus ist;
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4 eine
Längsquerschnittsansicht
einer maschinenseitigen Haupthalterung ist und
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5 eine
graphische Darstellung ist, welche die Schwingungsdämpfungscharakteristiken
im Vergleich mit einer herkömmlichen
Anordnung zeigt.
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Zunächst wird
auf die 1 bis 3 Bezug genommen.
Ein Antriebsaggregat P ist an einem Fahrzeug V mit Front-Maschine
und Frontantrieb (FF) angebracht und ist zusammengesetzt aus einer quer
angebrachten Maschine E mit einer entlang der Breitenrichtung des
Fahrzeugs V verlaufenden Kurbelwelle 5 und einem Getriebe
T, welches mit der Maschine E an einem Ende entlang der Achse der
Kurbelwelle 5 verbunden ist.
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Das
Antriebsaggregat P ist an einem Fahrzeugkarosserierahmen F über eine
maschinenseitige Haupthalterung 6 und eine getriebeseitige
Haupthalterung 7 getragen, welche im Wesentlichen auf der Hauptträgheitsachse
angeordnet sind. D.h. dass ein Träger 10 an einem Zylinderblock 8 und
einem Zylinderkopf 9 der Maschine E am anderen Ende entlang der
Achse der Kurbelwelle 5 angebracht ist und die maschinenseitige
Haupthalterung 6 zwischen dem Träger 10 und einem rechten
vorderen Seitenrahmen 11 des Fahrzeugkarosserierahmens
F angeordnet ist. Ein Träger 13 ist
an einem linken vorderen Seitenrahmen 12 des Fahrzeugkarosserierahmens
F angebracht und die getriebeseitige Haupthalterung 7 ist zwischen
dem Träger 13 und
einem Getriebegehäuse 14 des
Getriebes T angeordnet.
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In 4 umfasst
die maschinenseitige Haupthalterung 6 ein Gehäuse 21 mit
einem zylindrischen Gehäusehauptabschnitt 21a und
einem Flanschabschnitt 21b, der radial von dem unteren
Ende des Gehäusehauptabschnitts 21a aus
nach außen vorsteht.
Eine im Wesentlichen zylindrische Außenröhre 22, die im Inneren
des Gehäusehauptabschnitts 21a angebracht
ist, ist an dem Gehäuse 21 mittels
eines gecrimpten Abschnitts 21c befestigt, der an dem oberen
Ende des Gehäusehauptabschnitts 21a ausgebildet
ist. Ein elastisches Material 23 ist an dem Innenumfang
der Außenröhre 22 durch Backen/Erhitzen
befestigt und ein tassenförmiges
inneres röhrenförmiges Element 24 ist
an dem Innenumfang des elastischen Materials 23 durch Backen/Erhitzen
befestigt. Ein tassenförmiges
elastisches Material 25 ist an dem unteren Ende des Gehäusehauptabschnitts 21a durch
Backen/Erhitzen befestigt und ein Unterteilungselement 26 ist
an dem oberen Rand des elastischen Materials 25 durch Backen/Erhitzen
befestigt.
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Eine
erste Flüssigkeitskammer 27 ist
zwischen dem Unterteilungselement 26 und dem elastischen
Material 23 ausgebildet. Eine zweite Flüssigkeitskammer 26 ist
zwischen dem Unterteilungselement 26 und dem elastischen
Material 25 ausgebildet. Die erste und die zweite Flüssigkeitskammer 27, 28 stehen miteinander über eine Öffnung 26a in
Verbindung, welche in dem Unterteilungselement 26 vorgesehen
ist.
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Ferner
sind eine dritte und eine vierte Flüssigkeitskammer 29, 30 zwischen
dem elastischen Material 23 und einem mittleren Abschnitt
des Gehäusehauptabschnitts 21a an
Positionen in Längsrichtung
der Fahrzeugkarosserien ausgebildet. Die dritte und die vierte Flüssigkeitskammer 29, 30 stehen
miteinander über
eine Öffnung
(nicht gezeigt) in Verbindung.
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Der
Flanschabschnitt 21b des Gehäuses 21 ist an dem
vorderen Seitenrahmen 11 des Fahrzeugkarosserierahmens
F mittels einer Mehrzahl von Schrauben 31 und Muttern 32 befestigt.
Eine an dem inneren röhrenförmigen Element 24 befestigte
Halteplatte 33 ist mittels Schrauben 34 und Muttern 35 an dem
an der Maschine E angebrachten Träger 10 befestigt.
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Entsprechend
der maschinenseitigen Haupthalterung 6 mit der oben genannten
Anordnung bewegt sich die Flüssigkeit
durch die Öffnung 26a,
um auf diese Weise die Volumina der ersten und der zweiten Flüssigkeitskammern 27, 28 abwechselnd
zu vergrößern und
zu verkleinern, wodurch eine Dämpfungskraft
zum Unterdrücken
einer Vertikalschwingung des Antriebsaggregats P erzeugt wird. Ferner
bewegt sich die Flüssigkeit
durch die Öffnung
(nicht gezeigt), um auf diese Weise die Volumina der dritten und
vierten Flüssigkeitskammer 29, 30 abwechselnd
zu vergrößern und
zu verkleinern, wodurch eine Dämpfungskraft
zum Unterdrücken
einer Längsschwingung
des Antriebsaggregats P erzeugt wird.
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Das
Einstellen der Abmessungen der Öffnung 26a ermöglicht die
Einstellung der Spitzenfrequenz des vertikalen Dämpfungskoeffizienten.
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Die
getriebeseitige Haupthalterung 7 weist dieselbe Anordnung
auf wie die maschinenseitige Haupthalterung 6, sodass die
Spitzenfrequenz des vertikalen Dämpfungskoeffizienten
eingestellt werden kann, und auf eine detaillierte Erläuterung
dieser wird verzichtet.
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Unter
erneuter Bezugnahme auf 1 bis 3 umfasst
der Fahrzeugkarosserierahmen F einen Träger 37, welcher oberhalb
des rechten vorderen Seitenrahmens 11 angeordnet ist. Zwischen
dem Träger 37 und
dem Träger 10,
der an dem Zylinderblock 8 und dem Zylinderkopf 9 der
Maschine E des Antriebsaggregats P angebracht ist, ist eine Drehmomentstange 38 vorgesehen,
die im Wesentlichen horizontal in einer zur Achse der Kurbelwelle 5 im
Wesentlichen orthogonalen Ebene angeordnet ist. Diese Drehmomentstange 38 umfasst
elastische Materialien 39, 40 an ihren gegenüberliegenden
Enden. Das vordere Ende der Drehmomentstange 38 ist mit
dem Träger 10 über das
elastische Material 39 verbunden, sodass es um eine zur
Kurbelwelle 5 parallele Achse verschwenken kann. Das hintere
Ende der Drehmomentstange 38 ist mit dem Träger 37 über das
elastische Material 40 verbunden, sodass es um eine zur Kurbelwelle 5 parallele
Achse verschwenken kann.
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Der
Fahrzeugkarosserierahmen F umfasst ein Querelement 41,
welches eine Verbindung zwischen den beiden vorderen Seitenrahmen 11, 12 mit der
hinteren Seite des Antriebsaggregats P bereitstellt. Zwischen einem
an dem Querelement 41 angeordneten Träger 42 und einem an
einem Kurbelgehäuse 44 der
Maschine E des Antriebsaggregats P angebrachten Träger 43 ist
eine Drehmomentstange 45 vorgesehen, welche im Wesentlichen
horizontal in einer zur Achse der Kurbelwelle 5 im Wesentlichen orthogonalen
Ebene angeordnet ist. Diese Drehmomentstange 45 umfasst
elastische Materialien 46, 47 an ihren gegenüberliegenden
Enden. Das vordere Ende der Drehmomentstange 45 ist mit
dem Träger 43 über das
elastische Material 46 verbunden, sodass es um eine zur
Kurbelwelle 5 parallele Achse verschwenken kann. Das hintere
Ende der Drehmomentstange 45 ist mit dem Träger 42 über das
elastische Material 47 verbunden, sodass es um eine zur Kurbelwelle 5 parallele
Achse verschwenken kann.
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Die
Drehmomentstange 38 ist oberhalb von Antriebswellen 48L, 48R angeordnet,
die sich von dem Getriebe T des Antriebsaggregats P aus zur Seite
erstrecken, wobei die andere Drehmomentstange 45 unterhalb
der Antriebswellen 48L, 48R angeordnet ist.
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In
einem solchen Anbringungssystem ist ein Frequenzband von 5 bis 15
Hz, welches den Fahrfrequenzen entspricht, in ein unteres Band,
beispielsweise von 5 bis 7 Hz, ein mittleres Band, beispielsweise
von 7 bis 10 Hz, und ein oberes Band, beispielsweise von 9 bis 15
Hz, unterteilt.
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Die
vertikale Resonanzfrequenz einer Anbringungsstruktur, welche die
maschinenseitige und die getriebeseitige Haupthalterung 6, 7 sowie
das Paar von Drehmomentstangen 38, 45 umfasst,
ist in dem unteren Band (5 bis 7 Hz) festgelegt. Die Rollbewegungsresonanzfrequenz
um die Hauptträgheitsachse
der Anbringungsstruktur ist in dem mittleren Band (7 bis 10 Hz)
festgelegt. Die Dämpfungsspitzenfrequenz
der beiden Haupthalterungen 6, 7 ist in dem oberen
Band (9 bis 15 Hz) festgelegt.
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In
dem herkömmlichen
Anbringungssystem vom Typ mit Hauptträgheitsachsen-4-Punkt-Halterung
liegt die vertikale Resonanzfrequenz bei ungefähr 10 Hz und in dem Anbringungssystem
der vorliegenden Erfindung ist die vertikale Resonanzfrequenz niedriger
festgelegt als in der herkömmlichen
Vorrichtung. Ferner ist in dem herkömmlichen Anbringungssystem
vom Typ mit Hauptträgheitsachsen-4-Punkt-Halterung
die Rollbewegungsresonanzfrequenz ungefähr 16 Hz und in dem Anbringungssystem
der vorliegenden Erfindung ist die Rollbewegungsresonanzfrequenz
geringer festgelegt als bei der herkömmlichen Vorrichtung. Darüber hinaus
ist in dem herkömmlichen
Anbringungssystem vom Typ mit Hauptträgheitsachsen-4-Punkt-Halterung
die Dämpfungsspitzenfrequenz
der beiden Haupthalterungen ungefähr 6 bis 8 Hz und in dem Anbringungssystem
der vorliegenden Erfindung ist die Dämpfungsspitzenfrequenz der
beiden Haupthalterungen 6, 7 größer festgelegt
als bei der herkömmlichen
Vorrichtung.
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Der
Betrieb dieser Ausführungsform
wird nun unter Bezugnahme auf die 5 erläutert. Das Frequenzband
von 5 bis 15 Hz wird in drei Bänder unterteilt,
d.h. in das untere, das mittlere und das obere Band. Die vertikale
Resonanzfrequenz der Anbringungsstruktur, welche die beiden Haupthalterungen 6, 7 und
die beiden Drehmomentstangen 38, 45 umfasst, ist
in dem unteren Band festgelegt, die Rollbewegungsresonanzfrequenz
um die Hauptträgheitsachse
der Anbringungsstruktur ist in dem mittleren Band festgelegt, und
die Dämpfungsspitzenfrequenz
der beiden Haupthalterungen 6, 7 ist in dem oberen
Band festgelegt.
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Im
Ergebnis kann innerhalb des Frequenzbands von 5 bis 15 Hz ein dynamischer
Dämpfungseffekt
für die
vertikale Resonanzfrequenz in dem unteren Band erhalten werden,
ein dynamischer Dämpfungseffekt
kann aufgrund der Kopplung der vertikalen und der Rollbewegungsmodi
in dem mittleren Band erhalten werden, und ein auf den Fahrzeugkarosserierahmen
ansprechender Dämpfungseffekt kann
aufgrund der Dämpfungseinstellungen
der Haupthalterungen 6, 7 in dem oberen Band erhalten werden.
Wie durch eine durchgezogene Linie in 5 gezeigt
ist, wird es daher möglich,
eine Schwingungsisolation von beispielsweise "–10
dB" über den
gesamten Fahrfrequenzbereich von 5 bis 15 Hz zu erzielen, d.h. der
Fahrkomfort kann über den
gesamten Fahrfrequenzbereich von 5 bis 15 Hz verbessert werden.
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Im
Gegensatz dazu gibt es in dem herkömmlichen Anbringungssystem
vom Typ mit Hauptträgheitsachsen-4-Punkt-Halterung,
wie durch eine gestrichelte Linie in 5 gezeigt,
einen Teil des Fahrfrequenzbereichs von 5 bis 15 Hz, in welchem
es nicht möglich
ist, eine Schwingungsisolation von "–10 dB" zu erzielen.
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Vorstehend
wurde eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben, die vorliegende
Erfindung ist jedoch nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform
beschränkt
und kann in einer Vielzahl von Arten modifiziert werden, ohne den
Inhalt der vorliegenden Erfindung, wie er in den Ansprüchen beschrieben
ist, zu verlassen.
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WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
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Wie
vorstehend beschrieben wurde, ist es gemäß der in Ansprüchen 1 und
2 beschriebenen vorliegenden Erfindung möglich, den Fahrkomfort über den
gesamten Fahrfrequenzbereich von 5 bis 15 Hz zu verbessern.