JP4817096B2 - 自動車のパワートレーンマウンティングシステム - Google Patents

Description

本発明は自動車のパワートレーンマウンティングシステムに係り、より詳しくは、中型級または大型級のエンジン仕様を有する車両に汎用的に適用し得る自動車のパワートレーンマウンティングシステムに関するものである。

一般に、前機関前輪駆動（ＦＦ；Ｆｒｏｎｔ ｅｎｇｉｎｅ Ｆｒｏｎｔ ｄｒｉｖｉｎｇ）型の車両において、エンジンと変速機からなるパワートレーンを支持し、これらから発生する振動および騷音を絶縁するためのパワートレーンマウンティングシステムは、３点または４点支持の慣性主軸方式、または３点支持の重量中心方式を主に採択している。
従来、４点支持の慣性主軸方式は、パワートレーン荷重の大部分を支持する主マウントであるエンジンマウントと変速機マウントをパワートレーンの慣性主軸上に配置して、エンジンの加振入力に対する抵抗を最小にすることにより、アイドルの際、ＮＶＨに対する優れた性能を発揮する特徴を有する。同時に、ロールマウントに前／後方側２点支持方式を採択しているので、大変位のロール制御にも有利な利点がある。
しかし、Ｖ６型エンジンのように、高性能および高出力エンジンが適用される車両においては、前記のような４点支持の慣性主軸方式によっては満足な性能を期待することが無理であった。

すなわち、Ｖ６エンジンのように、高出力のエンジンにおいては、発生するトルクが大きくてエンジンの重量が重いため、エンジンの慣性または出力に対するロール変位が過度に発生する。
このような大変位のロール挙動を制御するためには、ロールマウントの特性値を過度に高めなければならないが、ロールマウントの特性値を過度に高めると、アイドルの際、ＮＶＨ性能が悪くなって顧客不満の原因となるので、ロールマウントに対する特性値を過度に高めることができない。
また、従来、４点支持の慣性主軸方式においては、ロールマウントの特性値が低いため、加速の際、高出力に対する作用および反作用によりエンジンのロール変位が大きくなり、ロールマウントが過度に圧搾されるため、車両の出発時、エンジン騷音が急激に室内に伝達される傾向がある。
特開２００１−２３９８４３号公報

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、４点支持の慣性主軸方式とほぼ類似した構成を有しながらも、中型級のＩ４エンジンと大型級のＶ６エンジンなどの多様なエンジン仕様を有するプラットフォーム車両用に汎用的に適用され、優れたマウンティング特性を発揮することができるパワートレーンマウンティングシステムを提供することにその目的がある。

上記課題を解決するために、本発明の自動車のパワートレーンマウンティングシステムは、エンジンルーム内にエンジンと変速機を横方向に搭載したパワートレーンと、パワートレーンの慣性主軸上の車両側方に位置し、車体のサイドメンバーとエンジンとの間に取り付けられたエンジンマウントと、慣性主軸上のエンジンマウントの対向側に位置し、サイドメンバーと変速機の上端との間に設けられ、パワートレーンのロール挙動を制御する変速機マウントと、パワートレーンの車両の前方及び後方にそれぞれ位置し、サブフレームとパワートレーンとの間に設けられた前方側マウント及び後方側マウントと、を備えるパワートレーンマウンティングシステムであって、
エンジンマウントのマウンティング軸が車体に対して上下方向に向かうように取り付けられ、変速機マウントのマウンティング軸が車体に対して左右方向に向かうように取り付けられ、前方側マウントのマウンティング軸及び後方側マウントのマウンティング軸が車体に対して上下方向に向かうように取り付けられ、
前方側マウント及び後方側マウントがパワートレーンの荷重を支持する量が、エンジンマウントが支持する量より大きくなり、変速機マウントが、パワートレーンの荷重を分担しなくなるように、前方側マウント、後方側マウント、エンジンマウント、及び変速機マウントの、サブフレーム及びサイドメンバーに対する相対装着高さ及びスプリング定数が設定されたことを特徴とする。
また本発明は、好ましくは、前方側マウント及び後方側マウントがパワートレーンの荷重を支持する量が、パワートレーンの総荷重の７５％〜８５％であり、エンジンマウントがパワートレーンの荷重を支持する量はパワートレーンの総荷重の１５％〜２５％である。
また本発明は、変速機マウントのインシュレーター特性値が、前後方向の特性値が上下方向の特性値の１．２倍以上であり、左右方向の特性値が上下方向の特性値の０．５倍以下であることが好ましい。
また本発明の変速機マウントは、インナーパイプの軸が車両の横方向に配置され、インナーパイプからアウターパイプに向かって半径方向に形成された多数のブリッジと、一側にサイドメンバーの上端に支持されるための第１マウンティングブラケットと、他側に変速機の上端に支持されるための第２マウンティングブラケットとを一体に備えることを特徴とする。
更に本発明のサイドメンバーは、これを構成する内／外側パネル間の空間に第１マウンティングブラケットをネジ締結で固定支持するための円筒状のスペーサを備えることが好ましい。
また本発明は、前方側マウントが、エンジンルーム内に取り付けられる変速機が手動であると、一般のブッシュ型マウントを適用し、自動であると、半能動マウントを適用することができる。

本発明による自動車のエンジンマウンティングシステムによれば、エンジンルーム内にエンジンと変速機を搭載することにおいて、４点の慣性支持方式とほとんど類似した構成を取りながら、Ｉ４エンジンまたはＶ６エンジンが使用されるパワートレーンを優れたマウンティング特性で支持できる効果がある。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１〜図３に示す通り、車両の前方下側にはサブフレームが備えられ、車両の両側にサイドメンバーが備えられ、サイドメンバーにエンジンマウント１と変速機マウント２がそれぞれ車体の両側に配置されてエンジンＥと変速機ＴＭを支持する。
エンジンマウント１と変速機マウント２はそれぞれエンジンＥと変速機ＴＭの結合体であるパワートレーンの慣性主軸Ｘ上に位置する。
エンジンマウント１は、そのマウンティング軸が車体に対して上下方向に向かうように取り付けられ、変速機マウント２は、そのマウンティング軸が車体に対して左右方向に向かうように取り付けられる。
また、サブフレームＳＦの車両の前／後側に前／後側マウント３、４が固定されてパワートレーンを支持する。前／後側マウント３、４は、そのマウンティング軸が車体に対して上下方向に向かうように取り付けられる。

すなわち、エンジンマウント１と変速機マウント２は慣性主軸Ｘ上で車体側サイドメンバーＳＭとパワートレーン間を連結する２点マウントを形成し、サブフレームＳＦ上に前／後方側マウント３、４がそれぞれ１点マウントを形成するように配置する。
本発明は、従来とは異なり、前／後方側マウントのパワートレーンの荷重を支持する量が、エンジンマウントの支持する量より大きくなるようにすることに大きな特徴がある。
本実施例においては、前／後方側マウント３、４がパワートレーンの総重量の約７５％〜８５％を支持するように設定され、これに対するインシュレーター特性値も２０ｋｇｆ／ｍｍ程度のスプリング定数値を有するように設定される。

また、エンジンマウント１は残りのパワートレーン荷重の１５％〜２５％程度を支持するように設定され、変速機マウント２は、従来とは異なり、変速機ＴＭの上端に配置されて、エンジンＥに対するロールマウントの役目をするように設定され、パワートレーンに対する荷重分担を全くしないようになっている。
変速機マウント２はサブフレームＳＦと変速機ＴＭの上端との間に取り付けられるので、変速機の中間部分に位置することより相対的にエンジンＥのロール制御に有利となり、慣性主軸上に配置されることによって、エンジンＥの起振力に対する抵抗が少なくてＮＶＨ（Ｎｏｉｓｅ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ Ｈａｒｓｈｎｅｓｓ）性能においても有利である。

すなわち、本発明によるマウンティングシステムは、構成面では従来４点支持の慣性主軸方式と同じ構成を有するが、パワートレーンに対する重量分担およびインシュレーター特性値（スプリング定数値）は従来と全く違うように設定される。
前／後方側マウント３、４のインシュレーター特性値が大きく、エンジンマウント１と変速機マウント２のインシュレーターの特性値はそれより低いので、エンジンＥのロールモードが確実に非連成化されてＮＶＨ性能が向上でき、さらに変速機マウント２のマウンティング軸が、従来と異なり、９０゜回転して左右方向に設定されているので、ロールモードの非連成化に一層有利に作用する。

ここで、非連成化とは、空間上でのパワートレーンのある一自由度による運動がほかの自由度による運動と組み合わせられない特性を言う。
また、前記のように適用される変速機マウント２は、車両の出発時に感じる感じに非常に大きな影響を及ぼすことになるが、これは図８〜１０に詳細に示す。
変速機マウント２はブッシュ型になっており、マウンティング軸であるインナーパイプの軸が車両の横方向に配置され、インナーパイプからアウターパイプに向かって半径方向に多数のブリッジ２０が形成されている。
変速機マウント２は、車両の前後方向の特性値を上下方向の特性値より１．２倍以上高くする必要があり、左右方向の特性値は上下方向の特性値の０．５倍以下に設定される。

車両の出発時にパワートレーンのローリングが発生すれば、ブリッジが次第に変形するにしたがい、変速機マウントの特性値が漸進的に変化するので、エンジンで発生する騷音に比例して、室内で運転手が感じるエンジンの騒音も漸次増大する。
したがって、従来、車両の出発時に発生するパワートレーンのローリングに対してマウントが提供する特性値が急激に上昇して、運転手が感じるエンジンの騷音が急激に増加することを防止することができる。
変速機マウント２は、一側に車体のサイドメンバーＳＭの上端に支持されるための第１マウンティングブラケット２ａと、他側に変速機ＴＭの上端に支持されるための第２マウンティングブラケット２ｂとを一体に備えており、サイドメンバーＳＭは、これを構成する内／外側パネル（ＩＮ／ＰＮＬ、ＯＵＴ／ＰＮＬ）間の空間で第１マウンティングブラケット２ａをネジ締結で固定支持するための円筒状のスペーサＳを備えている。

一方、サブフレームＳＦの前方部位でパワートレーンの前方側を支持するマウント３は、手動変速機が搭載される場合、単に荷重を支持する一般のブッシュ型マウントを適用すればよく、自動変速機が搭載される場合は、半能動マウント（ＳＥＭＩ−ＡＣＴＩＶＥ ＭＴＧ）を適用して、アイドルの際、ロールモードを低下させてＮＶＨ性能に有利であるようにする。
半能動マウントは公知の技術で、既存のサンドイッチ型流体封入式マウントの内部に真空スイッチと２種の流路（オリフィス）を形成したものであり、真空スイッチは、マウント外部に加えられるソレノイドバルブによってエンジンの吸気側真空を供給または遮断して内部の真空スイッチをＯＮ／ＯＦＦに切り換える。

この際、真空スイッチがＯＮとなって真空が連結されると、アイドルに有利なようにインシュレーター特性値（Ｋｄ；同スプリング定数値）が小さくなって減殺力が小くなり、ＯＦＦとなると、走行性能に有利なように内部真空スイッチを閉めることで、インシュレーター特性値（Ｋｄ値）が大きくなって減殺力が増加する。
前記のような構成のパワートレーンマウンティングシステムにおいて、大型級のＶ６エンジンでない中型級のＩ４エンジンを搭載する場合は、それによるアイドルＮＶＨ性能の低下が発生するおそれがあるが、この場合には、マウント３、４に対するインシュレーター特性値のみを変化させて適用すれば、前記と同一性能を期待することができるので、車両においてプラットフォームの共用化をはかることができる。

以上で、本発明に関する好ましい実施例を説明したが、本発明は前記実施例に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。

本発明は、４点支持の慣性主軸方式とほぼ類似した構成を有しながらも、中型級のＩ４エンジンと大型級のＶ６エンジンなど多様なエンジン仕様を有するプラットフォーム車両用に汎用的に適用され、優れたマウンティング特性を発揮することができるパワートレーンマウンティングシステムに適用可能である。

図１は本発明による自動車のパワートレーンマウンティングシステムを示す概略斜視図である。 本発明によるパワートレーンマウンティングシステムの平面図である。 本発明によるパワートレーンマウンティングシステムの背面図である。 図１に示すエンジンマウントを拡大して示す斜視図である。 図１に示す変速機マウントを拡大して示す斜視図である。 図１に示す前方側マウントを拡大して示す斜視図である。 図１に示す後方側マウントを拡大して示す斜視図である。 図１に示す変速機マウントを示す斜視図である。 図１に示す変速機マウントを示す正面図である。 図１に示す変速機マウントを示す平面図である。

符号の説明

１ エンジンマウント
２ 変速機マウント
３ 前方側マウント
４ 後方側マウント
２０ ブリッジ
Ｅ エンジン
ＩＮ／ＰＮＬ 内側パネル
ＯＵＴ／ＰＮＬ 外側パネル
Ｓ スペーサ
ＳＦ サブフレーム
ＳＭ サイドメンバー
ＴＭ 変速機
Ｘ 慣性主軸

Claims (6)

1. エンジンルーム内にエンジンと変速機を横方向に搭載したパワートレーンと、
   前記パワートレーンの慣性主軸上の車両側方に位置し、車体のサイドメンバーと前記エンジンとの間に取り付けられたエンジンマウントと、
   前記慣性主軸上の前記エンジンマウントの対向側に位置し、前記サイドメンバーと前記変速機の上端との間に設けられ、前記パワートレーンのロール挙動を制御する変速機マウントと、
   前記パワートレーンの車両の前方及び後方にそれぞれ位置し、サブフレームと前記パワートレーンとの間に設けられた前方側マウント及び後方側マウントと、を備えるパワートレーンマウンティングシステムであって、
   エンジンマウントのマウンティング軸が前記車体に対して上下方向に向かうように取り付けられ、
   変速機マウントのマウンティング軸が前記車体に対して左右方向に向かうように取り付けられ、
   前方側マウントのマウンティング軸及び後方側マウントのマウンティング軸が前記車体に対して上下方向に向かうように取り付けられ、
   前記前方側マウント及び前記後方側マウントが前記パワートレーンの荷重を支持する量が、前記エンジンマウントが支持する量より大きくなり、前記変速機マウントが、前記パワートレーンの荷重を分担しなくなるように、前記前方側マウント、前記後方側マウント、前記エンジンマウント、及び前記変速機マウントの、前記サブフレーム及び前記サイドメンバーに対する相対装着高さ及びスプリング定数が設定されたことを特徴とする自動車のパワートレーンマウンティングシステム。
2. 前記前方側マウント及び前記後方側マウントが前記パワートレーンの荷重を支持する量は前記パワートレーンの総荷重の７５％〜８５％であり、前記エンジンマウントが前記パワートレーンの荷重を支持する量は前記パワートレーンの総荷重の１５％〜２５％であることを特徴とする請求項１に記載の自動車のパワートレーンマウンティングシステム。
3. 前記変速機マウントのインシュレーター特性値は、前後方向の特性値が上下方向の特性値の１．２倍以上であり、左右方向の特性値が上下方向の特性値の０．５倍以下であることを特徴とする請求項１に記載の自動車のパワートレーンマウンティングシステム。
4. 前記変速機マウントは、インナーパイプの軸が車両の横方向に配置され、前記インナーパイプからアウターパイプに向かって半径方向に形成された多数のブリッジと、一側に前記サイドメンバーの上端に支持されるための第１マウンティングブラケットと、他側に前記変速機の上端に支持されるための第２マウンティングブラケットと、を一体に備えたことを特徴とする請求項３に記載の自動車のパワートレーンマウンティングシステム。
5. 前記サイドメンバーは、これを構成する内側パネルと外側パネルとの間の空間に、前記第１マウンティングブラケットをネジ締結で固定支持するための円筒状のスペーサを備えることを特徴とする請求項４に記載の自動車のパワートレーンマウンティングシステム。
6. 前記前方側マウントは、エンジンルーム内に取り付けられる変速機が手動であると、一般のブッシュ型マウントを適用し、自動であると、半能動マウントを適用することを特徴とする請求項１に記載の自動車のパワートレーンマウンティングシステム。

Images