(57)【要約】【課題】旋回時の車体の姿勢変化を抑制し、運動性能を更に向上させることのできる旋回特性制御装置を提供する。【解決手段】車体の後部にそれぞれ設けられた右水平翼８、左水平翼９、右垂直翼１１、左垂直翼１２と、車体のヨー角を演算するヨー角演算手段と、ヨー角演算手段によって演算されたヨー角に基づいて、右水平翼８、左水平翼９、右垂直翼１１、左垂直翼１２をそれぞれ回動させる翼制御手段とを備えることによって、車両運動を抑制する空気力を発生させるようにアクティブな制御を行うことを可能とする。これによって、旋回時の車体の姿勢変化を抑制し、運動性能を更に向上させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体後部の上端側に設けられ、上下方向へ回動可能に取り付けられた第一水平翼と、
前記車体後部の前記上端側に、前記第一水平翼と車幅方向に隣接して設けられ、上下方向へ回動可能に取り付けられた第二水平翼と、
前記車体後部の車幅方向の一端側に設けられ、車幅方向へ回動可能に取り付けられた第一垂直翼と、
前記車体後部の車幅方向の他端側に設けられ、車両前後方向に広がると共に上下方向に伸び、車幅方向へ回動可能に取り付けられた第二垂直翼と、
前記車体のヨー角を演算するヨー角演算手段と、
前記ヨー角演算手段によって演算されたヨー角に基づいて、前記第一水平翼、前記第二水平翼、前記第一垂直翼、前記第二垂直翼をそれぞれ回動させる翼制御手段と、を備えることを特徴とする旋回特性制御装置。
【請求項２】
前記ヨー角演算手段は、車速、横加速度、ヨーレート、あるいはヨー回転速度に基づいて前記ヨー角を演算することを特徴とする請求項１記載の旋回特性制御装置。
【請求項３】
車両後方から見て、車両後方の車両中心より右側に設けられた第一水平翼と第一垂直翼と、前記車両中心より左側に設けられた第二水平翼と第二垂直翼とをヨー角の演算結果に基づき可動制御することを特徴とする旋回特性制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両後部に設けられた複数の翼で空気の流れを変化させることによって、旋回特性を制御する旋回特性制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の旋回時における特性を制御する旋回特性制御装置として、例えば、特開平８−２１６９３８号公報に記載されるように、車両後部の上部に設置される支持部と、支持部間に水平に設置される水平羽支持部と、水平支持部の左右側にそれぞれヒンジ結合され、所定角度範囲内で上下回動可能な水平羽と、所定角度範囲内で左右回動可能な垂直羽とを備えるものが知られている。この旋回特性制御装置では、水平羽と垂直羽の角度を制御することによって、急旋回時のピッチングとローリングを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２１６９３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、上述のような水平羽と垂直羽を備えた旋回特性制御装置であっても、それぞれの羽の角度を適切に制御しなくては、車体の姿勢変化を十分に抑制することができず、例えば、横風受風時による制御を行った場合は運転者の意思と関係なく作動することによって運転者の官能上、非線形動作が発生する場合があり、また、操舵角制御を行った場合は車速によってオーバーステア・アンダーステアが異なるため運転者の意思と相反する作動条件になる場合があった。以上により、運動性能を更に向上させることのできる旋回特性制御装置が求められていた。
【０００５】
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、旋回時の車体の姿勢変化を抑制し、運動性能を更に向上させることのできる旋回特性制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る旋回特性制御装置は、車体後部の上端側に設けられ、上下方向へ回動可能に取り付けられた第一水平翼と、車体後部の上端側に、第一水平翼と車幅方向に隣接して設けられ、上下方向へ回動可能に取り付けられた第二水平翼と、車体後部の車幅方向の一端側に設けられ、車幅方向へ回動可能に取り付けられた第一垂直翼と、車体後部の車幅方向の他端側に設けられ、車両前後方向に広がると共に上下方向に伸び、車幅方向へ回動可能に取り付けられた第二垂直翼と、車体のヨー角を演算するヨー角演算手段と、ヨー角演算手段によって演算されたヨー角に基づいて、第一水平翼、第二水平翼、第一垂直翼、第二垂直翼をそれぞれ回動させる翼制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この旋回特性制御装置では、車体のヨー角を演算するヨー角演算手段と、ヨー角演算手段によって演算されたヨー角に基づいて、第一水平翼、第二水平翼、第一垂直翼、第二垂直翼をそれぞれ回動させる翼制御手段とを備えているため、車両運動を抑制する空気力を発生させるようにアクティブな翼の制御を行うことが可能となる。これによって、旋回時の車体の姿勢変化を抑制し、運動性能を更に向上させることができる。
【０００８】
また、ヨー角演算手段は、具体的には、車速、横加速度、ヨーレート、あるいはヨー回転速度に基づいてヨー角を演算することが好ましい。
【０００９】
本発明に係る旋回特性制御装置は、車両後方から見て、車両後方の車両中心より右側に設けられた第一水平翼と第一垂直翼と、車両中心より左側に設けられた第二水平翼と第二垂直翼とをヨー角の演算結果に基づき可動制御することを特徴とする。この旋回特性制御装置によれば、車両運動を抑制する空気力を発生させるようにアクティブな翼の制御を行うことが可能となる。これによって、旋回時の車体の姿勢変化を抑制し、運動性能を更に向上させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、旋回時の車体の姿勢変化を抑制し、運動性能を更に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る旋回特性制御装置のブロック構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る旋回特性制御装置を搭載した車両の後部側を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る旋回特性制御装置を搭載した車両を上方から見た図である。
【図４】本発明の実施形態に係る旋回特性制御装置における制御処理を示すフローチャートである。
【図５】ハンドルの操舵角とロール量との関係を示す線図である。
【図６】アンダーステア領域における操舵角とヨー角との関係を示す線図である。
【図７】オーバーステア領域における操舵角とヨー角との関係を示す線図である。
【図８】アンダーステア領域とオーバーステア領域の説明をするための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明に係る旋回特性制御装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書中において、車両の進行方向を「前方」と定め、車内の運転者を基準とした左右方向を「左」、「右」と定め、「前」、「後」、「左」、「右」等の方向を表す語を用いることとする。
【００１３】
図１は本発明の実施形態に係る旋回特性制御装置１のブロック構成を示す図である。また、図２は、本発明の実施形態に係る旋回特性制御装置１を搭載した車両の後部側を示す図である。図３は、本発明の実施形態に係る旋回特性制御装置１を搭載した車両を上方から見た図である。
【００１４】
図１に示すように、旋回特性制御装置１は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２と、車速センサ３と、横加速度センサ４と、ヨーレートセンサ６と、操舵角センサ７と、右水平翼（第一水平翼）８と、左水平翼（第二水平翼）９と、右垂直翼（第一垂直翼）１１と、左垂直翼（第二垂直翼）１２とを備えて構成されている。
【００１５】
車速センサ３は、車両の車速Ｖｖを検知するセンサである。横加速度センサ４は、車両の横加速度ａｓを検知するセンサである。ヨーレートセンサ６は、車両のヨーレートＹＲを検知するセンサである。操舵角センサ７は、車両の操舵角を検知するセンサである。車速センサ３、横加速度センサ４、ヨーレートセンサ６、操舵角センサ７は、検知した各種パラメータをＥＣＵ２へ出力する機能を有している。
【００１６】
右水平翼８は、車体後部の上端側に設けられ、車両前後方向に広がると共に車幅方向に延び、上下方向へ回動可能に取り付けられた翼である。図２及び図３に示すように、具体的に右水平翼８は、車両のルーフの後端部の右半分の領域にヒンジ（不図示）を介して回動可能に取り付けられた水平板によって構成されている。この右水平翼８は、ＥＣＵ２からの制御信号を受信したモータの駆動によってヒンジを中心として上下方向に回動する。
【００１７】
左水平翼９は、車体後部の上端側に、右水平翼８と車幅方向に隣接して設けられ、車両前後方向に広がると共に車幅方向に延び、上下方向へ回動可能に取り付けられた翼である。具体的に、左水平翼９は、車両のルーフの後端部の左半分の領域にヒンジ（不図示）を介して回動可能に取り付けられた水平板によって構成されている。この左水平翼９は、ＥＣＵ２からの制御信号を受信したモータの駆動によってヒンジを中心として上下方向に回動する。
【００１８】
右垂直翼１１は、車体後部の車幅方向の一端側に設けられ、車両前後方向に広がると共に上下方向に伸び、車幅方向へ回動可能に取り付けられた翼である。具体的に、右垂直翼１１は、右側の車両側面の後端部にヒンジ（不図示）を介して回動可能に取り付けられた垂直板によって構成されている。この右垂直翼１１は、ＥＣＵ２からの制御信号を受信したモータの駆動によってヒンジを中心として車幅方向に回動する。
【００１９】
左垂直翼１２は、車体後部の車幅方向の他端側に設けられ、車両前後方向に広がると共に上下方向に伸び、車幅方向へ回動可能に取り付けられた翼である。具体的に、左垂直翼１２は、左側の車両側面の後端部にヒンジ（不図示）を介して回動可能に取り付けられた垂直板によって構成されている。この左垂直翼１２は、ＥＣＵ２からの制御信号を受信したモータの駆動によってヒンジを中心として車幅方向に回動する。
【００２０】
ＥＵＣ２は、旋回特性制御装置１全体の制御を行う電子制御ユニットであり、例えばＣＰＵを主体として構成され、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力信号回路、出力信号回路、電源回路などを備えている。ＥＵＣ２は、車体のヨー角を演算するヨー角演算手段として機能する。また、ＥＵＣ２は、演算されたヨー角に基づいて、右水平翼８、左水平翼９、右垂直翼１１、左垂直翼１２をそれぞれ回動させるようにそれぞれのモータへ制御信号を出力する翼制御手段として機能する。
【００２１】
次に、図４を参照して、本実施形態に係る旋回特性制御装置１の動作について説明する。図４は、本発明の実施形態に係る旋回特性制御装置１における制御処理を示すフローチャートである。図４の処理は、ＥＣＵ２において、車両が走行している間、所定のタイミングで繰り返し実行される。図４に示す処理においては、まず、車速センサ３から車速Ｖｖを取得し（ステップＳ１０）、横加速度センサ４から横加速度ａｓを取得し（ステップＳ２０）、ヨーレートセンサ６からヨーレートＹＲを取得する（ステップＳ３０）。そして、車速Ｖｖ、横加速度ａｓ、ヨーレートＹＲを取得したのち、ヨー回転速度ＶＹを取得する（ステップＳ４０）。ヨー回転速度ＶＹは、車両の前端と重心との間の距離をＬｃとした場合に（図３参照）、ＶＹ＝Ｌｃ×ＹＲで算出される。
【００２２】
次に、Ｓ１０〜Ｓ４０で取得された車速Ｖｖ、横加速度ａｓ、ヨーレートＹＲ、ヨー回転速度ＶＹ、距離Ｌｃに基づいて、ヨー角θが演算される（ステップＳ５０）。具体的には、（１）に示す数式で算出される。
【００２３】
【数１】
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【００２４】
ヨー角θが算出されると、その算出されたヨー角θの絶対値が予め設定された閾値θｔｈよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ６０）。Ｓ６０において、ヨー角θの絶対値が閾値θｔｈ以下であると判定されると図４に示す処理は終了し、再びＳ１０から処理が開始される。一方、Ｓ６０において、ヨー角θの絶対値が閾値θｔｈよりも大きいと判定されると、スポイラー制御処理へ移行する（ステップＳ７０）。スポイラー制御処理では、旋回時の車両の挙動に応じて右水平翼８、左水平翼９、右垂直翼１１、左垂直翼１２が制御される。
【００２５】
Ｓ７０のスポイラー制御処理の詳細について、図５〜図８を参照して説明する。図５は、ハンドルの操舵角とロール量との関係を示す線図である。図６は、アンダーステア領域における操舵角とヨー角との関係を示す線図である。図７は、オーバーステア領域における操舵角とヨー角との関係を示す線図である。図８は、アンダーステア領域とオーバーステア領域の説明をするための図である。
【００２６】
図５において、上段の線図Ｌ１はハンドルの操舵角を示しており、操舵角がゼロの状態（状態Ｂ）からハンドルを右に操舵し（状態Ａ）、再び操舵角をゼロの状態（状態Ｂ）に戻してハンドルを左に操舵（状態Ｃ）した後に、操舵角をゼロの状態（状態Ｂ）に戻した状況を示している。なお、図６，７においても上段の線図Ｌ１は、図５の線図Ｌ１と同様の状況を示している。それに対し、下段の線図はハンドルの操舵角に応じたロール量の変化を示しており、線図Ｌ２は本実施形態に係るスポイラー制御を行った場合のロール量の変化を示し、線図Ｌ３はスポイラー制御を行わなかった場合のロール量の変化を示している。また、下段には、本実施形態に係る旋回特性制御装置１を搭載した車両を後方から見た図が示されており、状態Ａ、状態Ｂ、状態Ｃにおける右水平翼８及び左水平翼９の状態が示されている。図５に示すように、右旋回時（状態Ａ）において車両は左側へ傾くが、車両が持ち上がる方の右水平翼８を上側に回動させることによって下方へ向かう風圧を受け易くする。これによって、車両の右側には下方へ押し下げられる力が作用する。一方、車両が沈む方の左水平翼９を下側に回動させることによって上方へ向かう風圧を受け易くする。これによって、車両の左側には上方へ浮く力が作用する。また、左旋回時（状態Ｃ）において車両は右側へ傾くが、車両が持ち上がる方の左水平翼９を上側に回動させることによって下方へ向かう風圧を受け易くする。これによって、車両の左側には下方へ押し下げられる力が作用する。一方、車両が沈む方の右水平翼８を下側に回動させることによって上方へ向かう風圧を受け易くする。これによって、車両の右側には上方へ浮く力が作用する。以上によって、図５の線図Ｌ２及び線図Ｌ３から分かるように、スポイラー制御を行った場合は、行わなかった場合に比してロール量を小さくすることができる。
【００２７】
次に、操舵角とヨー角の関係について説明する。ヨー角に関しては、旋回時に車両がアンダーステア領域にあるかオーバーステア領域にあるかによって、右垂直翼１１、左垂直翼１２の制御が異なる。なお、オーバーステア領域とは、車両の旋回時において、進行方向に対して車体が内側に傾く領域であり、アンダーステア領域とは、車両の旋回時において、進行方向に対して車体が外側に傾く領域である。具体的には、車両が左旋回する場合において、図８（ａ）に示すように、進行方向ＤＬよりも車体の中心線ＣＬが左側に傾いている場合はオーバーステア領域にあり、図８（ｂ）に示すように、進行方向ＤＬよりも車体の中心線ＣＬが右側に傾いている場合はアンダーステア領域にある。
【００２８】
アンダーステア領域にある場合、右垂直翼１１、左垂直翼１２は図６の下段に示すようなスポイラー制御がなされる。すなわち、右旋回時（状態Ａ）においてアンダーステア領域にある場合は車体の右前方から相対風Ｗが吹き付けられるので、右垂直翼１１を外側へ回動させると共に左垂直翼１２を内側へ回動させることにより、車体に右側へ回転する力が作用する。一方、左旋回時（状態Ｃ）においてアンダーステア領域にある場合は車体の左前方から相対風Ｗが吹き付けられるので、右垂直翼１１を内側へ回動させると共に左垂直翼１２を外側へ回動させることにより、車体に左側へ回動する力が作用する。以上によって、図６の線図Ｌ４及び線図Ｌ５から分かるように、スポイラー制御を行った場合は、行わなかった場合に比してヨー角を小さくすることができる。
【００２９】
オーバーステア領域にある場合、右垂直翼１１、左垂直翼１２は図７の下段に示すようなスポイラー制御がなされる。すなわち、右旋回時（状態Ａ）においてオーバーステア領域にある場合は車体の左前方から相対風Ｗが吹き付けられるので、右垂直翼１１を内側へ回動させると共に左垂直翼１２を外内側へ回動させることにより、車体に左側へ回転する力が作用する。一方、左旋回時（状態Ｃ）においてオーバーステア領域にある場合は車体の右前方から相対風Ｗが吹き付けられるので、右垂直翼１１を外側へ回動させると共に左垂直翼１２を内側へ回動させることにより、車体に右側へ回動する力が作用する。以上によって、図７の線図Ｌ６及び線図Ｌ７から分かるように、スポイラー制御を行った場合は、行わなかった場合に比してヨー角を小さくすることができる。
【００３０】
Ｓ７０のスポイラー制御処理が終了すると、図４に示す処理が終了し、再びＳ１０から処理が開始される。
【００３１】
以上のように、本実施形態に係る旋回特性制御装置１によれば、車体のヨー角を演算すると共に、演算されたヨー角に基づいて、右水平翼８、左水平翼９、右垂直翼１１、左垂直翼１２をそれぞれ回動させることによって、車両運動を抑制する空気力を発生させるようにアクティブな翼の制御を行うことが可能となる。これによって、旋回時の車体の姿勢変化を抑制し、運動性能を更に向上させることができる。
【００３２】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。
【００３３】
例えば、本実施形態では、図２に示すように、車両の後部に直接右水平翼８、左水平翼９、右垂直翼１１、左垂直翼１２が設けられていたが、これに代えて、車両後部のボンネット上に（例えば、特開平８−２１６９３８号公報に示すような）支持部を設けて、その支持部に各翼を設ける構成としてもよい。また、車両の左右にエアブレーキを突出させてもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１…旋回特性制御装置、２…ＥＵＣ（ヨー角演算手段、翼制御手段）、８…右水平翼（第一水平翼）、９…左水平翼（第二水平翼）、１１…右垂直翼（第一垂直翼）、１２…左垂直翼（第二垂直翼）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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