JP4487693B2 - エンジンマウント装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用のエンジンマウント装置に関するものであり、特に、車両の前後方向に対して横向きに配置したエンジン及びトランスミッションを少なくとも２個のマウント部で支持する装置に関するものである。

従来のエンジンマウント装置としては、エンジンとトランスミッションとを車両の進行方向に対して横向き状態に搭載する場合に、エンジンとトランスミッションとの重心を通過する慣性主軸と鉛直線とを含む平面を形成し、マウント部をこの平面の近傍に配置すると共に、エンジンの外端近傍且つ慣性主軸の上下、及びトランスミッションの外端近傍且つ慣性主軸の上方の少なくとも３個のマウント部を配置するというものが知られている（例えば特許文献１参照）。
特開平９−１２３７７０号公報（第２頁、図２）

しかしながら、前記特許文献１に記載の技術にあっては、慣性主軸と鉛直線とを含む平面近傍にマウントさせるので、車両平面視において慣性主軸とエンジンマウントとがほぼ一致する構成となる。これにより、エンジン−エンジンマウントの振動系において、ロール振動と上下振動とを非連成とするので、エンジンにロール起振力が発生したときにエンジンマウント上下方向伝達力が低減されて上下振動を励起しないようにしている。しかしながら、エンジンマウント前後方向伝達力は低減されない。

すなわち、前記特許文献１に記載の技術では、エンジンのロール方向の動きをトルクロッドのみで規制するという構成にしているため、トルクロッド前後入力により車体の曲げ２節モードが励起されやすく、アイドル振動に対して不利であるという問題があった。この問題を図２６乃至図２８を用いて説明する。
図２６は、そのエンジンマウント装置の平面図を示し、図２７は、そのエンジンマウント装置の主要部分のみを抜粋した左側面図である。この図２６及び図２７に示すように、エンジン４及びトランスミッション６とで構成されて横置き（車両前後方向に直交する方向）に配置されているパワートレーン２は、車体に対してエンジンマウントＭＴ１，ＭＴ２により支持されている。

エンジンマウントＭＴ１，ＭＴ２は、前記特許文献１で開示されているように、パワートレーン２の重心Ｇを通過する慣性主軸ＴＲ上に配置されている。さらに、このようにエンジンマウントＭＴ１，ＭＴ２で支持されているパワートレーン２が、上下に配置したアッパトルクロッド１０１_１及びロアトルクロッド１０１_２でロール振動を規制されている。

このような支持構造とした場合、図２８（ａ）に示すように、パワートレーン２で発生するロール力Ｒがトルクロッド１０１_１，１０１_２への前後入力となり、これにより、図２８（ｂ）にも示すように、パワートレーン２で発生するロール振動が車体の曲げ２節モードを励起してしまっていた。これにより、従来の支持構造は、アイドル振動に対して不利となっていた。なお、図２８（ｂ）に示す符号０は、フロア位置を示す。

このように前記特許文献１に記載の技術にあっては、エンジンマウント前後入力と上下入力とを足し合わせたトータルのアイドル振動を低減することができないという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、前記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、エンジンマウント前後入力と上下入力とを足し合わせたトータルのアイドル振動を低減することができるエンジンマウント装置を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明に係るエンジンマウント装置は、前記マウント部は、前記パワートレーンの重心に対して車両右側に配置された右エンジンマウントと、前記パワートレーンの重心に対して車両左側に配置された左エンジンマウントとを有し、左右エンジンマウントのうち少なくとも１個は、前記パワートレーンの重心を通過する慣性主軸に対して車室の方向にオフセットして配置し、前記マウント部の車両上下方向の剛性と、前記マウント部から前記慣性主軸への垂線の水平面上成分の長さとを乗じた値をマウント上下入力とした場合、前記慣性主軸に対して車室の方向にオフセットして配置された各マウント部のマウント上下入力の合計が、前記慣性主軸上又は前記慣性主軸に対して車室と逆の方向にオフセットして配置された各マウント部のマウント上下入力の合計よりも大きくなるように配置されている。

本発明によれば、左右エンジンマウントのうち少なくとも１つを車室の方向にオフセットして配置し、前記マウント部の車両上下方向の剛性と、前記マウント部から前記慣性主軸への垂線の水平面上成分の長さとを乗じた値をマウント上下入力とした場合、前記慣性主軸に対して車室の方向にオフセットして配置された各マウント部のマウント上下入力の合計が、前記慣性主軸上又は前記慣性主軸に対して車室と逆の方向にオフセットして配置された各マウント部のマウント上下入力の合計よりも大きくなるように配置するので、エンジンにロール起振力が発生したときに、エンジンマウント前後方向伝達力と逆位相のエンジンマウント上下方向伝達力を発生することができ、両者の打ち消し合いによって、エンジンマウント前後入力と上下入力とを足し合わせたトータルのアイドル振動を低減することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明の第１の実施形態は、本発明を適用したエンジンマウント装置である。図１は、そのエンジンマウント装置の平面図であり、図２はエンジンマウント装置の主要部分のみを抜粋した左側面図である。
図中Ｇは、エンジン４及びトランスミション６からなるパワートレーン２の重心を示している。
パワートレーン２は、車両の前後方向に対して横向き（車両前後方向に直交する方向）に配置されており、車体前部のフレームに支持されている。そして、フレームは、自動車ボディを支持するメインフレーム８と、メインフレーム８の下方に配設されてメインフレーム８に結合されたサブフレーム１０とで構成されている。

メインフレーム８は、車両前後方向に延びる左右一対のメインサイドメンバ８Ｒ，８Ｌと、これらメインサイドメンバ８Ｒ，８Ｌの前端部どうしを連結して車幅方向（車両右側、車両左側）に延びる図示しないフロントクロスメンバと、メインサイドメンバ８Ｒ，８Ｌの後端部どうしを連結して車幅方向に延びる図示しないリヤクロスメンバとを備えている。
サブフレーム１０は、メインサイドメンバ８Ｒ，８Ｌの下方に位置して車両前後方向に延びる左右一対のサブサイドメンバ１０Ｒ，１０Ｌと、これらサブサイドメンバ１０Ｒ，１０Ｌの前端部どうしを連結して車幅方向（車両右側、車両左側）に延びるサブフロントクロスメンバ１０Ｆと、サブサイドメンバ１０Ｒ，１０Ｌの後端部どうしを連結して車幅方向に延びるサブリヤクロスメンバ１０ＲＥとを備えている。

エンジン４を支持するマウント部材は、エンジン４（パワートレーン２）の右側に右エンジンマウントＭＴ１が配置され、エンジン４（パワートレーン２）の左側に左エンジンマウントＭＴ２が配置されている。そして、この２つのエンジンマウントＭＴ１，ＭＴ２は、図１に示すように、慣性主軸ＴＲに対して車両後方（例えば、３０ｍｍ程度）にオフセットして配置されている。
ここで、慣性主軸ＴＲは、ある軸の回りに剛体を回転させたとき、剛体と共に回転する座標系から見て回転軸の方向を変えさせようとするモーメントが発生しないような軸のことをいい、エンジン（パワートレーン）に固有のものである。本実施形態では、慣性主軸ＴＲは、車両右側から車両左側に向かうに従い下り傾斜を付けて延在している。

ところで、エンジンの慣性主軸上に左右エンジンマウントを配置する従来のエンジンマウント装置においては、エンジン−エンジンマウントの振動系において、ロールモードと上下モードを非連成として、エンジンにロール起振力が発生したときに上下振動を励起させないようにしている。
そのため、エンジンマウントからの上下方向伝達力は発生しない。しかしながら、エンジンがロール振動することにより発生するエンジンマウント前後方向伝達力は低減されないので、エンジンマウント前後方向伝達力と上下方向伝達力とを足し合わせたトータルのエンジンマウント入力を低減することができないという問題がある。

しかし、本実施形態では、図１及び図２に示すように、左右エンジンマウントを慣性主軸に対して車両後方にオフセットして配置するので、エンジン−エンジンマウント振動系において、ロールモードと上下モードが連成する。したがって、エンジンにロール起振力が発生したとき、エンジンマウントの上下方向伝達力が発生する。このとき発生する上下方向伝達力は、前後方向伝達力と逆位相の関係にあるため、両者の打ち消し合いにより、トータルのエンジンマウント入力アイドル振動を低減することができる。

次に、左右エンジンマウントを車両後方にオフセットして配置することによって、エンジンマウント前後入力と上下入力とが打ち消しあう理由について説明する。
今、前記図２８（ｂ）に示したように、アイドル振動に対して寄与の高い車体モードである曲げ２節モードを考える。ここで、斜線部分はエンジンが設置されている位置、二点鎖線で示す曲線はフロア位置を示している。

図３は、エンジンロール力を前後入力と上下入力とに分解し、それぞれの入力に対するフロア振動を示した図である。
左右エンジンマウントが慣性主軸上に一致するように配置されている従来のエンジンマウント装置においては、ロールモードと上下モードが非連成となって上下方向伝達力は発生せず、ロール振動による前後方向伝達力のみが発生する。例えば、図３（ａ）に示すように、左右エンジンマウントＭＴ１，ＭＴ２が慣性主軸上に一致するように配置されている場合において、車両左側面視において反時計回りのロール力Ｒが発生したものとすると、上側エンジンマウント前後力は車両前方向の力となり、下側エンジンマウント前後力は車両後方向の力となる。そのため、前後入力に対するフロア振動は、図３（ａ）に示すように上に凸となる。或いは、車体を下に凸とするような曲げ（以下、下凸曲げモードという。）となる。この場合、トータルのフロア振動は前後方向伝達力のみで決定されることになる。

図４は、左右エンジンマウントを慣性主軸上にマウントした場合のエンジンマウント前後入力及び上下入力の関係を示したものであり、横軸にエンジン回転数、縦軸にフロア振動レベルをとっている。ここで、破線Ａはエンジンマウント前後入力、実線Ｃはエンジンマウント入力トータル（前後入力＋上下入力）である。エンジンマウント上下入力は０となるので、図４の結果からもわかるように、トータルのエンジンマウント入力レベルはエンジンマウント上下入力により決定される。

また、左右エンジンマウントＭＴ１，ＭＴ２が慣性主軸に対して車両前方にオフセットして配置されている場合には、ロールモードと上下モードが連成となるため上下方向伝達力が発生する。しかしながら、このとき、エンジンマウント上下力は車両下方向の力となるため、上下入力に対するフロア振動は、図３（ｂ）に示すように上に凸となる。或いは、車体を上に凸とするような曲げ（以下、上凸曲げモードという。）となる。このとき発生する上下方向伝達力は前後方向伝達力と同位相の関係となる。したがって、両者によってフロア振動はさらに励起されることになり、トータルのフロア振動は低減されない。

一方、本実施形態のように、左右エンジンマウントＭＴ１，ＭＴ２が慣性主軸に対して車両後方にオフセットしてマウントされている場合には、エンジンマウント上下力は車両上方向の力となるため、上下入力に対するフロア振動は、図３（ｃ）に示すように下に凸となる。すなわち、前後方向伝達力と逆位相の関係にある上下方向伝達力が発生することになる。これにより、両者が互いに打ち消し合いをするので、トータルのフロア振動は低減される。
なお、図３では、車両左側面視において反時計回りのロール力が発生する場合について説明したが、時計回りのロール力が発生する場合でも、左右エンジンマウントを慣性主軸に対して車両後方にオフセットして配置した場合には、前後方向伝達力と逆位相の上下方向伝達力が発生して、トータルのフロア振動が低減されることは明らかである。

図５は、左右エンジンマウントを慣性主軸に対して車両後方にオフセットしてマウントした場合のエンジンマウント前後入力及び上下入力の関係を示したものである。ここで、破線Ａはエンジンマウント前後入力、一点鎖線Ｂはエンジンマウント上下入力、実線Ｄはエンジンマウント入力トータル（前後入力＋上下入力）である。図５の結果からもわかるように、エンジンマウント前後入力とほぼ同レベルのエンジンマウント上下入力が発生している。また、このとき前後入力と上下入力との位相関係は逆位相である。したがって、このときのトータルのエンジンマウント入力レベルは、前後入力及び上下入力に対して低減されることになる。

図６は、図４に示す左右エンジンマウントを慣性主軸上にマウントした場合のトータルのエンジンマウント入力レベル（実線Ｃ）と、図５に示す左右エンジンマウントを慣性主軸に対して車両後方にオフセットしてマウントした場合のトータルのエンジンマウント入力レベル（実線Ｄ）とを比較した図である。この図６の結果からもわかるように、斜線で示すアイドル振動が発生するエンジン回転数域（５５０〜６５０［ｒｐｍ］）でのフロア振動は６〜７［ｄＢ］低減していることがわかる。

このように、第１の実施形態では、左右エンジンマウントをエンジン及びトランスミッションの重心を通過する慣性主軸に対して車両後方にオフセットして配置するので、エンジン−エンジンマウント振動系において、ロールモードと上下モードとを連成とし、エンジンにロール起振力が発生したとき、エンジンマウント前後方向伝達力と逆位相の関係となる上下方向伝達力を発生させて、両者の打ち消し合いによりトータルのエンジンマウント入力アイドル振動を低減することができる。

なお、第１の実施形態においては、左右エンジンマウントＭＴ１，ＭＴ２を慣性主軸に対して車両後方にオフセットして配置する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図７に示すように、左エンジンマウントＭＴ２のみを慣性主軸ＴＲに対して車両後方にオフセットして配置するようにしてもよい。このように、左右エンジンマウントの何れか一方を慣性主軸に対して車両後方にオフセットして配置する場合にも、エンジンマウント前後入力と打ち消し合う関係となるような上下入力を発生させることができ、結果としてトータルのアイドル振動を低減することができる。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
この第２の実施形態も、本発明を適用したエンジンマウント装置である。
図８は、そのエンジンマウント装置の平面図であり、図９はエンジンマウント装置の主要部分のみを抜粋した左側面図である。
前記第１の実施形態では、左右それぞれ１つずつのエンジンマウントＭＴ１，ＭＴ２でパワートレーン２を支持しているのに対して、第２の実施形態では、左右それぞれ２つずつのエンジンマウントＭＴ１１，ＭＴ１２，ＭＴ２１，ＭＴ２２でパワートレーン２を支持している。

エンジンマウントＭＴ１１〜ＭＴ２２は、パワートレーン２（詳しくはその重心）の左右それぞれに前後２箇所に配置されている。以降、パワートレーン２の右前側に配置されているエンジンマウントＭＴ１１を右前エンジンマウントＭＴ１１と称し、パワートレーン２の右後側に配置されているエンジンマウントＭＴ１２を右後エンジンマウントＭＴ１２と称し、パワートレーン２の左前側に配置されているエンジンマウントＭＴ２１を左前エンジンマウントＭＴ２１と称し、パワートレーン２の左後側に配置されているエンジンマウントＭＴ２２を左後エンジンマウントＭＴ２２と称す。

このエンジンマウントＭＴ１１〜ＭＴ２２の配置や剛性は次のようになる。
右前エンジンマウントＭＴ１１と右後エンジンマウントＭＴ１２との間、及び左前エンジンマウントＭＴ２１と左後エンジンマウントＭＴ２２との間を慣性主軸ＴＲが通るように、当該各エンジンマウントＭＴ１１〜ＭＴ２２を配置する。すなわち、前記特許文献１との対比でいうと、前記特許文献１で慣性主軸ＴＲ（詳しくは慣性主軸ＴＲと鉛直線とを含む平面）上に配置していたエンジンマウントを、本実施形態では、慣性主軸ＴＲの前後それぞれに分割して配置する。
また、弾性主軸Ｅ１が慣性主軸ＴＲに対して後方に位置されている。ここで、弾性主軸Ｅ１とは、ばね装置（支持装置）に特定の軸に沿って力を加えたときに、力の方向と弾性変位の方向が一致し、且つ角変位が生じないような軸をいい、ばねの強さ又は剛性と配置だけに関係し、質量系に無関係であり重心位置にも無関係である。

慣性主軸ＴＲに対して弾性主軸Ｅ１を後方に位置させることは、前後のエンジンマウントで剛性を調整することで、すなわち右前エンジンマウントＭＴ１１と右後エンジンマウントＭＴ１２で剛性を調整し、さらに左前エンジンマウントＭＴ２１と左後エンジンマウントＭＴ２２で剛性を調整することで実現している。すなわち、右前エンジンマウントＭＴ１１の上下方向の剛性をＫ_１１とし、右後エンジンマウントＭＴ１２の上下方向の剛性をＫ_１２とし、左前エンジンマウントＭＴ２１の上下方向の剛性をＫ_２１とし、左後エンジンマウントＭＴ２２の上下方向の剛性をＫ_２２とした場合に、下記（１）式が成り立つように、剛性Ｋ_１１，Ｋ_１２，Ｋ_２１，Ｋ_２２との間の関係を調整している。
Ｋ_１１＋Ｋ_２１＜Ｋ_１２＋Ｋ_２２ ………（１）

また、例えば、右側のエンジンマウントＭＴ１１，ＭＴ１２の剛性Ｋ_１１，Ｋ_１２に着目すれば、慣性主軸ＴＲに対する弾性主軸Ｅ１のオフセット量ｌ_０を下記（２）式により得ることができる。
ｌ_０＝Ｋ_１１／（Ｋ_１１＋Ｋ_１２）×Ｌ_１−Ｌ_１２ ………（２）
ここで、Ｌ_１は、右前エンジンマウントＭＴ１１と右後エンジンマウントＭＴ１２との車両前後方向における距離であり、Ｌ_１２は、右後エンジンマウントＭＴ１２と慣性主軸ＴＲとの車両前後方向における距離である（図１０参照）。

以上のようにエンジンマウントＭＴ１１〜ＭＴ２２の配置や剛性を決定している。
次に、以上のようにエンジンマウントを配置することによって、エンジンマウント前後入力と上下入力とが打ち消しあう理由について説明する。
前述したように、前記特許文献１に記載の技術では、パワートレーンの慣性主軸上にエンジンマウントを配置して、ロール方向の向きを上下に配置したアッパトルクロッド及びロアトルクロッドで規制している。

これに対して、本実施形態では、アッパトルクロッド及びロアトルクロッドをなくす一方で、左右のエンジンマウントを慣性主軸ＴＲの前後それぞれに分割して配置し、さらに左前エンジンマウント及び左後エンジンマウントをトランスミッションの下側に配置する構造にしている。これにより、パワートレーン２のロール振動をエンジンマウントの前後スパン（４つのエンジンマウントの上下剛性）と上下スパン（４つのエンジンマウントの前後剛性）に分散させて受け止めている。

具体的には、図９に示すように時計回りにロール力Ｒが発生する場合には、各エンジンマウントＭＴ１１〜ＭＴ２２に対する矢印として示すように、右前エンジンマウントＭＴ１１は、上方及び後方に作用する力を受け止め、右後エンジンマウントＭＴ１２は、下方及び後方に作用する力を受け止め、左前エンジンマウントＭＴ２１は、上方及び前方に作用する力を受け止め、左後エンジンマウントＭＴ２２は、下方及び前方に作用する力を受け止める。

このようにパワートレーン２のロール振動をエンジンマウントの前後スパン（４つのエンジンマウントの上下剛性）と上下スパン（４つのエンジンマウントの前後剛性）に分散させて受け止めることで、エンジンマウントＭＴ１１〜ＭＴ２２への前後入力を低減して、車体の曲げ２節モードが励起されにくくなる。
また、弾性主軸Ｅ１を慣性主軸ＴＲの後方に配置する構造にすることで、エンジンマウントＭＴ１１〜ＭＴ２２への上下入力とその前後入力とが、車体の曲げ２節モードで必ず逆位相の関係になるので、これにより、車体曲げ力の打ち消し合いが発生し、アイドル振動に対して有利になる。

ここで、図１１乃至図１４を用いて前記車体の曲げ２節モードが逆位相になることについて説明する。
図１１（ａ）は、パワートレーン２にロール力が作用している際のエンジンマウントＭＴ１１〜ＭＴ２２への前後入力と車体の曲げ２節モードとの関係を示し、同図（ｂ）は、パワートレーン２にロール力が作用している際のエンジンマウントＭＴ１１〜ＭＴ２２への上下入力と車体の曲げ２節モードとの関係を示す。
先ず、図１１（ａ）に示すように、パワートレーン２に時計回り方向（実線の矢印の方向）のロール力が発生すると、右側のエンジンマウントＭＴ１１，ＭＴ１２に後方向（実線の矢印の方向）への入力があり、左側のエンジンマウントＭＴ２１，ＭＴ２２に前方向（実線の矢印の方向）への入力がある。これにより、車体の曲げ２節モードでは、下凸曲げモードとなる。

一方、図１１（ｂ）に示すように、パワートレーン２に時計回り方向（実線の矢印の方向）のロール力が発生すると、前側のエンジンマウントＭＴ１１，ＭＴ２１に上方向（実線の矢印の方向）への入力Ｆ１があり、後側のエンジンマウントＭＴ１２，ＭＴ２２に下方向（実線の矢印の方向）への入力Ｆ２がある。そして、エンジンマウントＭＴ１１〜ＭＴ２２の剛性Ｋ_１１〜Ｋ_２２を前記（１）式のような関係にして、慣性主軸ＴＲに対して弾性主軸Ｅ１を車両後方に位置させたことで、エンジンマウントＭＴ１１〜ＭＴ２２全体として、下方向に力が作用するようになる。これにより、車体の曲げ２節モードでは、上凸曲げモードとなる。

前記エンジンマウントＭＴ１１〜ＭＴ２２全体として下方向に力が作用する原理は次のようになる。ここで、図１２、図１３及び図１４を用いて説明する。
図１２は、前記第１の実施形態のように（前記図３（ｃ）等）、慣性主軸ＴＲに対して弾性主軸Ｅ１を車両後方側に位置させるためのマウント配置の例を示しており、エンジンマウントＭＴ１，ＭＴ２をパワートレーン２の慣性主軸ＴＲに対して車両後方側に配置している。これに対して、図１３は、前記図３（ｂ）と同様に、慣性主軸ＴＲに対して弾性主軸Ｅ１を車両前方側に位置させるためのマウント配置の例を示しており、エンジンマウントＭＴ１，ＭＴ２をパワートレーン２の慣性主軸ＴＲに対して車両前方側に配置している。また、図１４は、慣性主軸ＴＲに対して弾性主軸Ｅ１を車両前方側に位置させるためのマウント配置の例を示しており、エンジンマウントＭＴ１，ＭＴ２をパワートレーン２の慣性主軸ＴＲに対して車両後方側で、そのパワートレーン２の重心よりも上側（同図（ａ））又は下側（同図（ｂ））に偏らせて配置している。

図１２（ａ）に示すように、エンジンマウントＭＴ１，ＭＴ２をパワートレーン２の慣性主軸ＴＲに対して車両後方側に配置した場合において、パワートレーン２に時計回り方向（実線の矢印の方向）のロール力が発生すると、右エンジンマウントＭＴ１に車両後方（実線の矢印の方向）への入力があり、左エンジンマウントＭＴ２に車両前方（実線の矢印の方向）への入力がある。これにより、車体の曲げ２節モードでは、下凸曲げモードとなる。そして、このときエンジンマウントＭＴ１，ＭＴ２への上下方向の入力については、図１２（ｂ）に示すように下方向（実線の矢印の方向）への入力となる。

これに対して、図１３（ａ）に示すように、エンジンマウントＭＴ１，ＭＴ２をパワートレーン２の慣性主軸ＴＲに対して車両前方側に配置した場合において、パワートレーン２に時計回り方向（実線の矢印の方向）のロール力が発生すると、右エンジンマウントＭＴ１に車両後方（実線の矢印の方向）への入力があり、左エンジンマウントＭＴ２に車両前方（実線の矢印の方向）への入力がある。これにより、車体の曲げ２節モードでは、下凸曲げモードとなる。そして、このときエンジンマウントＭＴ１，ＭＴ２への上下方向の入力については、図１３（ｂ）に示すように上方向（実線の矢印の方向）への入力となる。

また、図１４（ａ）に示すように、エンジンマウントＭＴ１，ＭＴ２をパワートレーン２の慣性主軸ＴＲに対して車両後方側で、その重心よりも上側に偏倚させて配置した場合でも、パワートレーン２に時計回り方向（実線の矢印の方向）のロール力が発生すると、右エンジンマウントＭＴ１に車両後方（実線の矢印の方向）への入力があり、左エンジンマウントＭＴ２に車両前方（実線の矢印の方向）への入力がある。また、図１４（ｂ）に示すように、エンジンマウントＭＴ１，ＭＴ２をパワートレーン２の慣性主軸ＴＲに対して車両後方側で、その重心よりも下側に偏倚させて配置した場合でも、パワートレーン２に時計回り方向（実線の矢印の方向）のロール力が発生すると、右エンジンマウントＭＴ１に車両後方（実線の矢印の方向）への入力があり、左エンジンマウントＭＴ２に車両前方（実線の矢印の方向）への入力がある。なお、図示しないが、いずれの場合でも、エンジンマウントＭＴ１，ＭＴ２への上下入力は、前記図１２（ｂ）に示したように下方向への入力となる。
このように、エンジンマウントＭＴ１，ＭＴ２への前後入力及び上下入力は、当該エンジンマウントＭＴ１，ＭＴ２がパワートレーン２の慣性主軸ＴＲに対して車両後方側に配置されていれば、上下方向の設置場所に左右されることはない。

以上、図１２、図１３及び図１４を用いた説明によれば、慣性主軸ＴＲに対して弾性主軸Ｅ１を車両後方に位置させるようなマウント配置にすることで、特にエンジンマウントＭＴ１，ＭＴ２への上下方向の入力については、下方向（実線の矢印の方向）への入力となる。このような原理のもと、第２の実施形態でも、エンジンマウントＭＴ１１〜ＭＴ２２全体として、下方向に力が作用するようになる。これにより、車体の曲げ２節モードでは上凸曲げモードとなる。

そして、このようにパワートレーン２に時計回り方向（実線の矢印の方向）のロール力の発生時にエンジンマウントＭＴ１１〜ＭＴ２２への上下入力が上凸曲げモードとして作用する一方で、前述したようにエンジンマウントＭＴ１１〜ＭＴ２２への前後入力が下凸曲げモードとして作用することから、これらの関係が車体の曲げ２節モードで逆位相となる関係になる。

また、前記説明は、パワートレーン２に時計回り方向（実線の矢印の方向）のロール力が発生した場合のものであるが、パワートレーン２に反時計回り方向（点線の矢印の方向）のロール力が発生した場合でも、同様な結果となる。すなわち、図１１に示すように、パワートレーン２に反時計回り方向（点線の矢印の方向）のロール力が発生すると、エンジンマウントＭＴ１１〜ＭＴ２２への前後入力が上凸曲げモードとして作用し（同図（ａ））、エンジンマウントＭＴ１１〜ＭＴ２２への上下入力が下凸曲げモードとして作用する（同図（ｂ））。この結果、車体の曲げ２節モードで逆位相となるので、車体曲げ力が打ち消し合うようになる。

このような結果、パワートレーン２にロール振動が発生しても、車体の振動が抑制されるようになる。これにより、支持構造をアイドル振動に対して有利にすることができる。なお、この第２の実施形態の場合でも、前記図５を用いて説明したのと同様な効果を得ることができる。
また、２個のエンジンマウントＭＴ１，ＭＴ２でパワートレーン２を支持する前記第１の実施形態では、前記特許文献１に記載の技術と同様に、実質的にはアッパトルクロッドやロアトルクロッドが必要になるが、第２の実施形態では２個のエンジンマウントＭＴ１，ＭＴ２でパワートレーン２を支持することで、アッパトルクロッドやロアトルクロッドを用いることなく、車体の振動を抑制することができるようになる。

また、前述したように、慣性主軸ＴＲに対して弾性主軸Ｅ１を車両後方に位置させるといった弾性主軸の位置のコントロールをマウント剛性比を調整することで実現している。これにより、同一車種において複数のパワープラントバリエーションを持つ場合でも、マウント配置を変更することなく、そのパワープラントバリエーションに応じて弾性主軸Ｅ１の最適位置を設定することができる。

次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
この第３の実施形態は、エンジン駆動力により発生するエンジンマウント車両前後方向伝達力を低減するために、前記第１の実施形態において、エンジンマウントをさらに慣性主軸に対して車両下方にオフセットして配置するようにしたものである。
前述したように、第１の実施形態では、左右エンジンマウントを慣性主軸に対して車両後方にオフセットして配置することにより、エンジンにロール起振力が発生したとき、エンジンマウント前後方向伝達力と逆位相の関係となる上下方向伝達力を発生させて、両者の打ち消し合いによりトータルのエンジンマウント入力によるアイドル振動を低減させている。

しかしながら、前記第１の実施形態においては、エンジン駆動力によるエンジンマウント車両前後方向伝達力の低減は考慮されていないため、例えば、急なアクセルＯＮ／ＯＦＦ時に車体振動が大きくなる場合がある。
そこで、第３の実施形態では、このようなエンジン駆動力によるエンジンマウント車両前後方向伝達力の低減を考慮して、左右エンジンマウントを配置する。

図１５は、第３の実施形態におけるエンジンマウント装置の正面図である。このように、慣性主軸ＴＲに対して車両後方にオフセットして配置した左右エンジンマウントＭＴ１，ＭＴ２を、さらに慣性主軸ＴＲに対して車両下方にオフセットして配置する。
今、図１６の左側面図に示すような車両前後方向とロール方向とに自由度を持ち、エンジンマウントが設置されているエンジン上下位置に前後方向にバネを有するモデルを考える。なお、弾性中心の上下位置は規定していないものとして考える。

エンジンにロール方向のトルク変動を加え、周波数を変化させたときのエンジンマウントから車体に働く伝達力は、図１７に示すようになる。ここで、ｆ_ｌは下側マウント位置が振動モードの節となる周波数、ｆ_ｕは上側マウント位置が振動モードの節となる周波数
である。
ところで、例えば、急アクセルＯＮ／ＯＦＦ時には車両前後力が大きく働くため、車体振動（加減速ショック）が大きくなる場合がある。

図１６は車体に働く前後力を示しており、Ｆ３はエンジン駆動力による車両前後力、Ｆ４は上側エンジンマウント前後力、Ｆ５は下側エンジンマウント前後力である。ここで、エンジン駆動力による車両前後力Ｆ３及び下側エンジンマウント前後力Ｆ５は車両前方向に働く力であり、上側エンジンマウント前後力Ｆ４は車両後方向に働く力である。
このように、車体に働く各前後力を考慮すると、トータルの前後力（Ｆ３＋Ｆ４＋Ｆ５）を低減するためには、エンジン駆動力による車両前後力Ｆ３と逆位相のエンジンマウント前後力を発生させればよいことがわかる。すなわち、上側エンジンマウント前後力Ｆ４が下側エンジンマウント前後力Ｆ５より大きく発生すればよい。

この要件を満たすためには、ｆ_ｕ＞ｆ_ｌを満たす必要がある。周波数ｆ_ｌ及びｆ_ｕは、下記（３）式及び（４）式で表される。
ｆ_ｌ＝（１／２π）√｛ｋ_ｕ（Ｌ_ｕ＋Ｌ_ｌ）／ＭＬ_ｌ｝ ………（３）
ｆ_ｕ＝（１／２π）√｛ｋ_ｌ（Ｌ_ｕ＋Ｌ_ｌ）／ＭＬ_ｕ｝ ………（４）
ここで、ｋ_ｕは上側バネ定数、ｋ_ｌは下側バネ定数、Ｌ_ｕは重心から上側バネまでの上下方向距離、Ｌ_ｌは重心から下側バネまでの上下方向距離、Ｍは質量である。
ｆ_ｌ＜ｆ_ｕであるので、前記（３）及び（４）式より下記の条件が求まる。
ｋ_ｕＬ_ｕ＜ｋ_ｌＬ_ｌ ………（５）

なお、この式は、２個のエンジンマウントでパワートレーンを支持する場合に対応した式であり、前記第２の実施形態のように４個のエンジンマウントでパワートレーンを支持する場合には次のようになる。図１８は、弾性主軸Ｅ１と４個のエンジンマウントＭＴ１１〜ＭＴ２２との位置関係を示す。そして、４個のエンジンマウントの場合、下記（６）式のような条件となる。
ｋ_１ｌ_１＋ｋ_２ｌ_２＜ｋ_１´ｌ_１´＋ｋ_２´ｌ_２´ ………（６）

ここで、ｌ_１は、右前エンジンマウントＭＴ１１から弾性主軸Ｅ１への垂線の水平面上成分の長さであり、ｌ_２は、左前エンジンマウントＭＴ２１から弾性主軸Ｅ１への垂線の水平面上成分の長さであり、ｌ_１´は、右後エンジンマウントＭＴ１２から弾性主軸Ｅ１への垂線の水平面上成分の長さであり、ｌ_２´は、左後エンジンマウントＭＴ２２から弾性主軸Ｅ１への垂線の水平面上成分の長さである。また、ｋ_１は、右前エンジンマウントＭＴ１１に関してのバネ定数であり、ｋ_２は、左前エンジンマウントＭＴ２１に関してのバネ定数であり、ｋ_１´は、右後エンジンマウントＭＴ１２に関してのバネ定数であり、ｋ_２´は、左後エンジンマウントＭＴ２２に関してのバネ定数である。

さらに、これ以外の複数個のエンジンマウントを備える場合には、一般化した下記（７）式の条件となる。
Σｋ_ｎｌ_ｎ＜Σｋ_ｍ´ｌ_ｍ´ ………（７）
ここで、ｌ_ｎは、弾性主軸Ｅ１に対して車両前方に配置されているエンジンマウントから弾性主軸Ｅ１への垂線の水平面上成分の長さであり、ｋ_ｎは、そのエンジンマウントに関してのバネ定数であり、ｎはそのエンジンマウントの数になる。一方、ｌ_ｍ´は、弾性主軸Ｅ１に対して車両後方に配置されているエンジンマウントから弾性主軸Ｅ１への垂線の水平面上成分の長さであり、ｋ_ｍ´は、そのエンジンマウントに関してのバネ定数であり、ｍはそのエンジンマウントの数になる。

なお、エンジンマウントから弾性主軸Ｅ１への垂線の水平面上成分の長さを図解すると図１９に示すようになる。この図１９では、右前エンジンマウントＭ１１と弾性主軸Ｅ１との関係を例として示しており、右前エンジンマウントＭ１１から弾性主軸Ｅ１に垂線を引き、その垂線の水平面上における長さｌ_１が、エンジンマウントから弾性主軸Ｅ１への垂線の水平面上成分の長さとなる。

ところで、図２０に示すように、弾性中心から上側バネまでの上下方向距離をＸ_ｕ、弾性中心から下側バネまでの上下方向距離をＸ_ｌとすると、弾性中心の定義は下記（８）式で表される。
ｋ_ｕＸ_ｕ＝ｋ_ｌＸ_ｌ ………（８）
ここで、バネ定数ｋ_ｕ＝ｋ_ｌであるとすると、前記（８）式よりＸ_ｕ＝Ｘ_ｌとなる。また、Ｘ_ｕ＋Ｘ_ｌ＝Ｌ_ｕ＋Ｌ_ｌである。
したがって、前記（５）式の条件は、ｋ_ｕ＝ｋ_ｌであるとするとＬ_ｕ＜Ｌ_ｌとなり、弾性中心が重心位置より低い位置にあるという意味になる。つまり、エンジンマウント系ロール弾性主軸を、エンジン＋トランスミッションの重心よりも車両下方に下げればよいことを表している。

図２１は、エンジンを車両前後方向に対して横向きに設置している車両において、弾性主軸Ｅ１をエンジン慣性主軸ＴＲと同じ高さに配置した場合の車体に働く前後力を示す図であり、破線は負荷時におけるエンジン及びトランスミッションの位置を示している。この場合、負荷時における重心位置は変化せず、上側エンジンマウント前後力Ｆ４と下側エンジンマウント前後力Ｆ５とは同じ強さで逆方向の関係となる。
したがって、この図２１からもわかるように、エンジンマウント前後入力（Ｆ４＋Ｆ５）をゼロとすることができるが、トータルの車体振動としては、駆動系による前後入力が残る。

また、図２２は、弾性主軸Ｅ１をエンジン慣性主軸ＴＲより上位置に配置した場合の車体に働く前後力を示す図であり、破線は負荷時におけるエンジン及びトランスミッションの位置を示している。この場合、負荷時における重心位置は前方に変化し、下側エンジンマウント前後力Ｆ５が上側エンジンマウント前後力Ｆ４より大きな力となる。
したがって、この図２２からもわかるように、エンジンマウント前後入力（Ｆ４＋Ｆ５）は下側エンジンマウント前後力Ｆ５と比較して低減することができるが、このエンジンマウント前後入力（Ｆ４＋Ｆ５）はエンジン駆動力による車体前後力Ｆ３に対して同位相の関係にあるため、トータルの車体振動としては駆動系による前後入力が残る。

これに対して、図２３は、弾性主軸Ｅ１をエンジン慣性主軸ＴＲより下位置に配置した場合の車体に働く前後力を示す図であり、破線は負荷時におけるエンジン及びトランスミッションの位置を示している。この場合、負荷時における重心位置は後方に変化し、上側エンジンマウント前後力Ｆ４が下側エンジンマウント前後力Ｆ５より大きな力となる。

したがって、この図２３からもわかるように、エンジン駆動力による車体前後力Ｆ３に対して逆位相のエンジンマウント前後力（Ｆ４＋Ｆ５）が発生することになる。そのため、これらを足し合わせたトータルの車体振動レベルは大きく低減する。
つまり、弾性主軸Ｅ１を慣性主軸ＴＲよりも下方に配置することにより、エンジン＋エンジンマウントの振動系において、ロールモードと前後モードが連成し、エンジンにロール起振力が発生したとき、エンジンマウント前後方向の伝達力を発生する。この前後方向伝達力は、車体に働く前後加速力と逆位相の関係にあるため、両者の打ち消し合いにより、トータルで車体に入力される前後力を低減することができる。

このように、前記第３の実施形態では、左右エンジンマウントを車両下方にオフセットして配置することにより、弾性主軸を慣性主軸よりも下方に配置するので、車体に働く前後力において、エンジン駆動力による車体前後力と逆位相のエンジンマウント前後力を発生させてトータルの前後力を低減することができ、急アクセルＯＮ／ＯＦＦ時など車両前後力が大きく働く場合でも車体振動を低減することができる。

なお、前記第３の実施形態においては、図１７に示す車体に働く伝達力の周波数特性において、上側エンジンマウント前後力Ｆ４が下側エンジンマウント前後力Ｆ５より大きくなる効果周波数域ＡがアクセルＯＮ／ＯＦＦショックの原因となるアクセル駆動系捻り共振（例えば、マニュアルトランスミッション車では、３速であれば約５Ｈｚ）を含むように設定する。

また、前記第３の実施形態においては、左右エンジンマウントを共に慣性主軸に対して車両下方にオフセットして配置する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図２５に示すように、左右エンジンマウントの何れか一方を慣性主軸ＴＲに対して車両下方にオフセットして配置するようにしてもよい。この場合にも、弾性主軸Ｅ１を慣性主軸ＴＲに対して車両下方に設定することができるので、エンジン駆動力による車体前後力と逆位相のエンジンマウント前後力を発生させることができ、結果としてトータルの前後力を低減することができる。

また、前記第３の実施形態においては、左右エンジンマウントを慣性主軸に対して車両下方にオフセットして配置する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図２４に示すように、左右エンジンマウントの少なくとも１つを慣性主軸ＴＲに対して車両上方に配置し、少なくとも１つの下方エンジンマウントＭＴ３を慣性主軸ＴＲに対して車両下方に配置して、下方エンジンマウントＭＴ３の剛性および前記マウントＭＴ３から慣性主軸ＴＲへの垂線の車両上下方向成分の長さを調整して、パワートレーンの弾性主軸が、慣性主軸ＴＲに対して車両下方に位置するようにしてもよい。ここで、下方エンジンマウントＭＴ３には、例えばトルクロッド等を適用することができる。この場合にも、弾性主軸Ｅ１を慣性主軸ＴＲに対して車両下方に設定することができるので、エンジン駆動力による車体前後力と逆位相のエンジンマウント前後力を発生させることができ、結果としてトータルの前後力を低減することができる。

また、前記実施形態においては、パワートレーン２が車両前部に搭載されている場合を前提として説明した。しかし、これに限定されるものではない。すなわち、パワートレーン２が車両後部に搭載されている場合でもよく、この場合、第１の実施形態であれば、エンジンマウントＭＴ１，ＭＴ２をパワートレーン２の慣性主軸ＴＲに対して車両前方にオフセットして配置する。すなわち、２個のエンジンマウントであれば、それらエンジンマウントを、パワートレーン２の慣性主軸ＴＲに対して車室の方向にオフセットして配置する。また、４個のエンジンマウントであれば、それらエンジンマウントを、パワートレーンの重心に対して車両右側かつパワートレーンの重心を通過する慣性主軸に対して車室の方向の位置と、パワートレーンの重心に対して車両右側かつパワートレーンの重心を通過する慣性主軸に対して車室と逆の方向の位置と、パワートレーンの重心に対して車両左側かつパワートレーンの重心を通過する慣性主軸に対して車室の方向の位置と、パワートレーンの重心に対して車両左側かつパワートレーンの重心を通過する慣性主軸に対して車室と逆の方向の位置とに配置する。

また、第１〜第３の実施形態において、乗り心地性能改善等のためにエンジンマウントに液体封入式のエンジンマウントを用いる場合、そのマウント点を２点以上とし、各液体封入式エンジンマウントの減衰力が最大となる周波数をそれぞれのエンジンマウント毎に異なる周波数に設定することができる。これにより従来よりも幅広い周波数帯域でエンジンマウントによる減衰効果を効かせることができ、乗り心地性能も向上させることができる。

本発明の第１の実施形態を示す平面図である。 本発明の第１の実施形態を示す左側面図である。 エンジンマウント配置位置によるフロア振動を比較した図である。 従来装置における入力寄与を示す図である。 本発明の第１の実施形態における入力寄与を示す図である。 本発明の第１の実施形態における効果を説明する図である。 本発明の第１の実施形態における他の例を示す図である。 本発明の第２の実施形態を示す平面図である。 本発明の第２の実施形態を示す左側面図である。 慣性主軸ＴＲに対する弾性主軸Ｅ１のオフセット量ｌ_０を説明する図である。 エンジンマウント装置による車体の曲げ２節モードに起因する車体の振動の抑制効果を説明する図である。 パワートレーンの後方側にエンジンマウントを配置した場合の車体の曲げ２節モードへの影響を説明する図である。 パワートレーンの前方側にエンジンマウントを配置した場合の車体の曲げ２節モードへの影響を説明する図である。 パワートレーンの後方側かつその重心よりも上側又は下側に偏倚させてエンジンマウントを配置した場合の車体の曲げ２節モードへの影響を説明する図である。 本発明の第３の実施形態を示す正面図である。 車体に働く前後力を説明する図である。 車体に働く伝達力の特性図である。 弾性主軸と４個のエンジンマウントとの位置関係を示す図である。 エンジンマウントから弾性主軸への垂線の水平面上成分の長さ説明する図である。 弾性中心の定義を説明する図である。 本発明の第３の実施形態における効果を説明する図である。 本発明の第３の実施形態における効果を説明する図である。 本発明の第３の実施形態における効果を説明する図である。 本発明の第３の実施形態における他の例を示す図である。 本発明の第３の実施形態における他の例を示す図である。 特許文献１に記載のエンジンマウント装置を示す平面図である。 特許文献１に記載のエンジンマウント装置を示す左側面図である。 パワートレーン２で発生するロール振動と車体の曲げ２節モードとの関係を説明する図である。

符号の説明

２ パワートレーン
４ エンジン
６ トランスミション
８ メインフレーム
８Ｒ，８Ｌ メインサイドメンバ
１０ サブフレーム
１０Ｒ，１０Ｌ サブサイドメンバ
１０Ｆ サブフロントクロスメンバ
１０ＲＥ サブリヤクロスメンバ
Ｅ１ 弾性主軸
ＭＴ１〜ＭＴ３ エンジンマウント
ＭＴ１１〜ＭＴ２２ エンジンマウント
ＴＲ 慣性主軸

Claims (4)

1. エンジンと、エンジンの出力軸方向に直列に配置したトランスミッションとを結合したパワートレーンを、前記エンジンの出力軸が、車両前後方向の中心線と水平面上で交差する向きに配置して、前記パワートレーンを車体側のフレームに少なくとも２個のマウント部によって支持するエンジンマウント装置において、
   前記マウント部は、前記パワートレーンの重心に対して車両右側に配置された右エンジンマウントと、前記パワートレーンの重心に対して車両左側に配置された左エンジンマウントとを有し、左右エンジンマウントのうち少なくとも１個は、前記パワートレーンの重心を通過する慣性主軸に対して車室の方向にオフセットして配置されており、前記マウント部の車両上下方向の剛性と、前記マウント部から前記慣性主軸への垂線の水平面上成分の長さとを乗じた値をマウント上下入力とした場合、前記慣性主軸に対して車室の方向にオフセットして配置された各マウント部のマウント上下入力の合計が、前記慣性主軸上又は前記慣性主軸に対して車室と逆の方向にオフセットして配置された各マウント部のマウント上下入力の合計よりも大きくなるように配置されていることを特徴とするエンジンマウント装置。
2. 前記マウント部の剛性と配置により決まる前記パワートレーンの弾性主軸が、前記慣性主軸に対して前記左右エンジンマウントの間の範囲で車両下方に位置するように、前記マウント部を配置したことを特徴とする請求項１に記載のエンジンマウント装置。
3. 前記マウント部を、前記パワートレーンの重心に対して車両右側かつ前記パワートレーンの重心を通過する慣性主軸に対して車室の方向の位置と、前記パワートレーンの重心に対して車両右側かつ前記パワートレーンの重心を通過する慣性主軸に対して車室と逆の方向の位置と、前記パワートレーンの重心に対して車両左側かつ前記パワートレーンの重心を通過する慣性主軸に対して車室の方向の位置と、前記パワートレーンの重心に対して車両左側かつ前記パワートレーンの重心を通過する慣性主軸に対して車室と逆の方向の位置とに配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンマウント装置。
4. 前記マウント部の剛性と配置により決まる前記パワートレーンの弾性主軸が、前記慣性主軸に対して平行に車室の方向に位置するように、前記マウント部を配置したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のエンジンマウント装置。

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