(57)【要約】      （修正有）【課題】車両の車体に望まれる高い走行性能を実現する。【解決手段】走行中に走行状態に応じた外力が作用する車体には、車体に張力を加えるワイヤ４２が取り付けられる。アクチュエータ４７は、ワイヤ４２の張力を調整して、車体の剛性を変化させる。ワイヤ４２は、アクチュエータ４７により走行状態に応じた張力が加えられることにより、走行中の車体の歪みを制御する。【選択図】図３
2014069753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行中に走行状態に応じた外力が作用する車体に取り付けられて、前記車体に張力を加えるワイヤと、
前記ワイヤの張力を走行状態に応じて調整して、前記車体の剛性を変化させる第１アクチュエータと、
を有し、
前記ワイヤは、
前記第１アクチュエータにより走行状態に応じた張力が加えられることにより、走行中の前記車体の歪みを制御する、
車両。
【請求項２】
前記ワイヤは、
前記車体への取付部位に、走行状態に応じて変形する方向とは逆の方向から取り付けられ、前記第１アクチュエータにより、走行状態に応じて変形する方向と逆向きに引く力が加えられて、走行中の前記車体の歪みを抑える、
請求項１記載の車両。
【請求項３】
前記ワイヤは、
前記車体についての、走行中の外力により内側へ変形する複数の変形部位の間に架け渡され、各前記複数の変形部位に対して外側から取り付けられ、前記複数の変形部位に対して外向きに引く力を加える、
請求項１または２記載の車両。
【請求項４】
前記ワイヤは、
前記車体についての、走行中の外力により外側へ変形する複数の変形部位の間に架け渡され、各前記変形部位に対して内側から取り付けられ、前記複数の変形部位に対して内向きに引く力を加える、
請求項１または２記載の車両。
【請求項５】
前記変形部位の周囲には、前記変形部位に対して前記ワイヤの張力が作用する方向を規制するガイド部材、またはワイヤの張力により駆動されるリンク部材が設けられている、
請求項３または４記載の車両。
【請求項６】
前記ワイヤには、動滑車が架けられ、
前記第１アクチュエータは、前記動滑車を前記ワイヤに押し付ける方向へ移動させることにより、前記ワイヤに張力を加える、
請求項１から５のいずれか一項記載の車両。
【請求項７】
前記動滑車を移動させる第２アクチュエータを有し、
前記第２アクチュエータは、
前記第１アクチュエータが前記動滑車を移動させる方向とは異なる方向へ、前記動滑車を移動させる、
請求項６記載の車両。
【請求項８】
前記第１アクチュエータは、
モータを有し、前記モータの駆動力により前記ワイヤに張力を加える、
請求項１から７のいずれか一項記載の車両。
【請求項９】
前記ワイヤの張力を検出する検出部を有し、
前記アクチュエータは、
前記検出部により検出される前記ワイヤの張力が所望の目標値になるように、前記ワイヤに加える張力を調整する、
請求項１から８のいずれか一項記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車などの車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車体には、たとえば、組み上げた複数の骨格部材に外板を溶接したモノコック構造のもの、シャーシ台に骨格部材を取り付けたシャーシ構造のもの、がある。そして、車体には、衝突安全性、走行性能などが要求され、一般的に高剛性に形成することが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２６２９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、車体に要求される複数の性能、たとえば衝突安全性と走行性能とは、必ず両立するものとは言えない。
たとえば、乗車室から前方へ突出する骨格部材としてのフロントサイドメンバは、エンジンを支持する。
走行性能のためには、コーナリング中にエンジンが変位しないように、フロントサイドメンバは、コーナリングフォースに抗してエンジンを十分に支えることかできる高い剛性に形成することが求められる。
これに対し、衝突安全性能のためには、フロントサイドメンバは、ある程度の高い剛性を確保しながらも強い衝撃に対して座屈して衝撃を吸収し、衝突の衝撃を吸収できるように形成することが求められる。
そして、一般的には走行性能よりも衝突安全性能が優先される。走行性能が犠牲になる。
たとえばフロントサイドメンバに使用できる板金の肉厚は、衝突安全性能により制限される。フロントサイドメンバの長さは、車体のサイズに応じて決まる。フロントサイドメンバの板金を十分な厚さにできないと、フロントサイドメンバはエンジンの重さによりコーナリング中に撓んだり、捩れたりする可能性がある。この車体の歪みは、操作応答性や操舵安定性などの走行性能に影響を与える。
このような車体の剛性の制限は、フロントサイドメンバに限られない。車体を構成する部材は、衝突安全性能などのために、剛性が制限されることがある。
その結果、たとえば特許文献１にあるように板金などの剛体を用いて車体の骨格部材を補強した車体構造であったとしても、車体が走行中に歪む可能性がある。
【０００５】
このように、車両には、車体に望まれる高い走行性能、たとえばスポーツ車両に求められる高い操作応答性や操舵安定性などを実現することが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
高い走行性能を得るために、本発明では、車体にワイヤを取り付け、ワイヤの張力を車体に作用させる。
【０００７】
本発明に係る車両は、走行中に走行状態に応じた外力が作用する車体に取り付けられて、車体に張力を加えるワイヤと、ワイヤの張力を走行状態に応じて調整して、車体の剛性を変化させる第１アクチュエータと、を有し、ワイヤは、第１アクチュエータにより走行状態に応じた張力が加えられることにより、走行中の車体の歪みを制御する。
【０００８】
好適には、ワイヤは、車体への取付部位に、走行状態に応じて変形する方向とは逆の方向から取り付けられ、第１アクチュエータにより、走行状態に応じて変形する方向と逆向きに引く力が加えられて、走行中の車体の歪みを抑える、とよい。
【０００９】
好適には、ワイヤは、車体についての、走行中の外力により内側へ変形する複数の変形部位の間に架け渡され、各複数の変形部位に対して外側から取り付けられ、複数の変形部位に対して外向きに引く力を加える、とよい。
【００１０】
好適には、ワイヤは、車体についての、走行中の外力により外側へ変形する複数の変形部位の間に架け渡され、各変形部位に対して内側から取り付けられ、複数の変形部位に対して内向きに引く力を加える、とよい。
【００１１】
好適には、変形部位の周囲には、変形部位に対してワイヤの張力が作用する方向を規制するガイド部材が設けられている、とよい。
【００１２】
好適には、ワイヤには、動滑車が架けられ、第１アクチュエータは、動滑車をワイヤに押し付ける方向へ移動させることにより、ワイヤに張力を加える、とよい。
【００１３】
好適には、動滑車を移動させる第２アクチュエータを有し、第２アクチュエータは、第１アクチュエータが動滑車を移動させる方向とは異なる方向へ、動滑車を移動させる、とよい。
【００１４】
好適には、第１アクチュエータは、モータを有し、モータの駆動力によりワイヤに張力を加える、とよい。
【００１５】
好適には、ワイヤの張力を検出する検出部を有し、アクチュエータは、検出部により検出されるワイヤの張力が所望の目標値になるように、ワイヤに加える張力を調整する、とよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、車体にワイヤを取り付け、ワイヤの張力を第１アクチュエータにより調整する。これにより、車体の剛性を変化させることができる。特に、ワイヤには、第１アクチュエータにより、走行状態に応じた張力が加えられる。走行中に車体の剛性を変化させて、走行中の車体の歪みを抑えることができる。過剰な張力を一律に車体に作用させた場合のように車体の剛性を損なうことなく、走行中の車体の歪みを抑えることができる。
その結果、車体が走行中に歪みそうなことがあったとしても、ワイヤの張力により車体の剛性を適応的に補い、車体を撓み難くできる。車体に一定の剛性を持たせた場合では得られない、高い走行性能、たとえばスポーツ車両に求められる高い操作応答性や操舵安定性などが実現可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る自動車の車体を斜め上方から見た斜視図である。
【図２】図１の車体を斜め下方から見た斜視図である。
【図３】車体の剛性制御装置の一例を示すブロック図である。
【図４】車体の骨格部材と、車体に対する外力の入力部とを模式的に示した図である。
【図５】図３の剛性制御装置による、車体の剛性制御のフローチャートである。
【図６】第２実施形態での、車体へのワイヤの取り付け構造の他の一例の説明図である。
【図７】第３実施形態での、車体へのワイヤの取り付け構造の他の一例の説明図である。
【図８】第４実施形態での、車体へのワイヤの取り付け構造の他の一例の説明図である。
【図９】第５実施形態での、車体へのワイヤの取り付け構造の他の一例の説明図である。
【図１０】第６実施形態での、車体へのワイヤの取り付け構造の他の一例の説明図である。
【図１１】第７実施形態での、車体へのワイヤの取り付け構造の他の一例の説明図である。
【図１２】第８実施形態での、車体へのワイヤの取り付け構造の他の一例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を、図面を参酌して説明する。
【００１９】
［第１実施形態］
図１および図２は、本発明の第１実施形態に係る自動車の車体１を示す斜視図である。
図１は、車体１の上斜視図である。図２は、車体１の下斜視図である。
本実施形態の車体１は、複数の骨格部材を組み合わせ、さらに組み上げた複数の骨格部材に鋼板を溶接したモノコック構造のものである。
【００２０】
図１および図２のモノコック構造の車体１は、具体的にはたとえば以下の骨格部材を有する。
車体１の乗車室のフロアパネル１１の下には、フロアパネル１１の左右両端縁とセンタートンネル１２との間で前後方向へ延びる一対のフロアーメンバ１３が設けられる。フロアパネル１１の上には、フロアパネル１１の左右両端縁に渡るフロアクロスメンバ１４が設けられる。フロアーメンバ１３とフロアクロスメンバ１４とは、フロアパネル１１を介して連結される。
フロアパネル１１の前縁上には、ダッシュボード１５が立設される。ダッシュボード１５は、乗車室とエンジン室とを仕切る。ダッシュボード１５の前面には、一対のフロントサイドメンバ１６が前側へ突出させて取り付けられる。一対のフロントサイドメンバ１６の先端部にラジエターパネル１７、フロントバンパービーム１８が取り付けられる。一対のフロントサイドメンバ１６の後端は、一対のフロアーメンバ１３の前端と連結される。
ダッシュボード１５の左右両端縁には、一対のＡピラー１９が取り付けられる。一対のＡピラー１９には、一対のフロントアッパメンバ２０がＡピラー１９から前方へ突出させて設けられる。Ａピラー１９には、図示外のフロントドアが開閉可能に取り付けられる。フロントドア内には、フロントドアビーム、フロントドアクロスメンバが設けられる。
フロアパネル１１の左右両端縁には、一対のサイドシル２１が設けられる。一対のサイドシル２１の前端は、トルクボックス構造の鋼板２２により、一対のフロントサイドメンバ１６または一対のフロアーメンバ１３と結合される。一対のサイドシル２１は、フロアクロスメンバ１４により連結される。
フロアパネル１１の後端縁上には、乗車室と荷物室とを仕切るリアバルクヘッド２３が立設される。リアバルクヘッド２３の左右両端縁に、一対のＣピラー２４が取り付けられる。
一対のＡピラー１９の上端と一対のＣピラー２４の上端との間に、一対のルーフサイドレール２５が取り付けられる。一対のルーフサイドレール２５の間には、ルーフクロスメンバ２６が左右方向に延在して設けられる。一対のルーフサイドレール２５は、ルーフクロスメンバ２６により連結される。サイドシル２１の中央部とルーフサイドレール２５の中央部との間に、Ｂピラー２７が設けられる。サイドシル２１とルーフサイドレール２５とは、Ｂピラー２７により連結される。一対のＢピラー２７には、図示外の一対のリアドアが取り付けられる。リアドア内には、リアドアビーム、リアドアクロスメンバが設けられる。
一対のサイドシル２１の後端には、一対のリアサイドメンバ２８の先端が連結される。一対のリアサイドメンバ２８は、リアバルクヘッド２３から後方へ向かって突出し、後端部にリアバンパービーム２９が取り付けられる。
このような複数の骨格部材には、鋼板が溶接される。たとえば、Ａピラー１９とフロントアッパメンバ２０との間に、リインフォースメント用の鋼板が取り付けられる。また、車体１には、外板として、たとえばボンネットフード板、左右のフェンダー板、トランクリッド板、ルーフ板などが取り付けられる。これにより、車体１が完成する。なお、複数の骨格部材は、溶接またはねじ止めにより連結できる。
【００２１】
ところで、モノコック構造の車体１には、シャーシ台に骨格部材を取り付けたシャーシ構造の車体１と同様に、エンジン、モータなどの駆動源が取り付けられる。車体１の前部には、図示外のフロントサスペンションクロスメンバおよび一対のフロントサスペンションにより、左右一対の前輪が取り付けられる。車体１の後部には、図示外のリアサスペンションクロスメンバおよび一対のリアサスペンションにより、左右一対の後輪が取り付けられる。
一般的な車両では、エンジン、モータ、フロントサスペンションクロスメンバは、一対のフロントサイドメンバ１６に取り付けられる。一対のフロントサスペンションの上端部は、一対のフロントサイドメンバ１６と一対のフロントアッパメンバ２０との間の板金に設けた鋼板の貫通孔３０に挿入して取り付けられる。リアサスペンションクロスメンバは、一対のリアサイドメンバ２８に取り付けられる。一対のリアサスペンションの上端部は、一対のリアサイドメンバ２８に取り付けたリアバルクヘッド２３の貫通孔に挿入して取り付けられる。車体１は、一対のフロントサスペンションおよび一対のリアサスペンションを通じて、前輪および後輪上に保持される。
【００２２】
そして、車体１には、走行中の走行状態に応じた外力が作用する。走行中の外力は、フロントサスペンションの取付位置、フロントサスペンションクロスメンバの取付位置、リアサスペンションの取付位置、リアサスペンションクロスメンバの取付位置から、車体１に入力される。車体１は、これらの外力により変形し難いように形成する必要がある。また、車体１には、衝突安全性、走行性能、乗車感などの複数の性能が要求される。このため、車体１は、一般的に高剛性に形成する必要がある。
【００２３】
しかしながら、車体１に要求される複数の性能、たとえば衝突安全性と走行性能とは、必ず両立するものではない。
たとえば、ダッシュボード１５から前方へ突出するフロントサイドメンバ１６は、エンジンを支持する。
走行性能のためには、コーナリング中にエンジンが変位しないように、フロントサイドメンバ１６は、コーナリングフォースに抗してエンジンを十分に支えることかできる高い剛性に形成することが求められる。
これに対し、衝突安全性能のためには、フロントサイドメンバ１６は、ある程度の高い剛性を確保しながらも強い衝撃に対して座屈して衝撃を吸収し、衝突の衝撃を吸収できるように形成することが求められる。
そして、一般的には走行性能よりも衝突安全性能が優先される。走行性能が犠牲になる。
衝突安全性能のために、たとえばフロントサイドメンバ１６に使用する板金の肉厚が制限される。フロントサイドメンバ１６の長さは、車体１のサイズに応じて決まる。板金を十分な厚さにできないと、エンジンがマウントされるフロントサイドメンバ１６はコーナリング中に撓んだり、捩れたりする可能性がある。
このような車体１の剛性の制限は、フロントサイドメンバ１６に限られない。車体１を構成する各部材は、衝突安全性能のために、剛性が制限されることがある。
その結果、車体１は、仮に複数の骨格部材をたとえば板金や金属ロッドのような剛体により補剛した車体構造であったとしても、走行中に歪み易く、車体１に望まれる高い走行性能、たとえばスポーツ車両に求められる高い操作応答性や操舵安定性などを実現できているとは必ずしも言えない。低速走行中で車体１に対して強い力が作用しない場合、車体１の剛性は、衝突安全性能のための剛性で足りる。これに対し、高速コーナリングなどの走行状態においては強い力が車体１に作用する。この場合、衝突安全性能のための剛性では、車体１の剛性が不足する可能性がある。車体１が歪む可能性がある。
【００２４】
このような走行中の各種の走行状態に応じた剛性不足を補うために、本実施形態では、ワイヤ４２を用いて車体１の剛性を補強する。特に、走行状態に応じてワイヤ４２の張力を調整することにより、走行中の車体１の剛性を走行状態に対して適応的に変化できる。車体１の剛性を走行中に走行状態に対して可変させることにより、車体１自体の高い衝突安全性能を維持しながら、走行状態に応じて必要とされる車体１の剛性を得ることができる。走行中に車体１が歪み難くなる。
これに対し、単に板金や金属ロッドのような剛体により補剛した単一剛性の車体１では、衝突安全性能よりも走行性能や乗車感を優先しなければ、スポーツ走行に適した高い走行性能や乗車感を得ることが難しい。
【００２５】
図３は、図１の車体１に搭載される車体１の剛性制御装置４１の一例を示すブロック図である。
図３の車体１の剛性制御装置４１は、車体１に連結されるワイヤ４２、第１ガイド用滑車４３および第２ガイド用滑車４４、動滑車４５、補助ワイヤ４６、アクチュエータ４７、張力を走行状態に応じて調整するための制御信号をアクチュエータ４７へ出力するコントローラ４８、ワイヤ４２の実際の張力を検出する張力検出部４９、を有する。また、コントローラ４８は、走行状態を判断するための情報を取得するために、車両に搭載される情報源機器５０、たとえば走行制御装置５１、ナビゲーション装置５２、運転支援装置５３、通信装置５４に接続される。
【００２６】
ワイヤ４２は、車体１に連結されて、走行中の車体１に張力を作用させる。車体１の衝突安全性能は、基本的に車体１の骨格部材および骨格構造により確保される。よって、ワイヤ４２は、車体１に与える張力に耐え得るものであればよい。ワイヤ４２は、たとえばピアノ線を縒り合せた金属線でよい。
ワイヤ４２は、車体１の補剛に用いられる板金や金属ロッドと異なり、可撓性を有する。ワイヤ４２は、両端の間隔を広げる引っ張り方向において張力を発揮するが、両端の間隔を狭める短縮方向においては張力を発揮しない。車体１が座屈する場合に緩むようにワイヤ４２を取り付けることで、車体１の変形を阻害し難い。ワイヤ４２は、基本的に、車体１自体の衝突安全性能を損なわない。
図３のワイヤ４２の両端は、車体１に取り付けられる。たとえば、車体１の左右側部に形成される一対のフロントサスペンションの取付位置に取り付けられる。図１および図２の車体１では、一対の貫通孔３０が一対のフロントサスペンションの取付位置に該当する。一対のフロントサスペンションの取付位置は、車体１に対する外力の入力部であり、フロントサスペンションの挙動に応じた外力が入力されることにより変形する可能性がある。ワイヤ４２の端部は、ねじ止め、溶接などにより、車体１に直接的に取り付けられてよい。
なお、ワイヤ４２の車体１に対する取り付け方は、図２に限られない。ワイヤ４２は、たとえばその一端が車体１に取り付けられ、他端がアクチュエータ４７に取り付けられてもよい。
図４は、車体１の骨格部材と、車体１に対する外力の入力部とを模式的に示した図である。
図４では、４本の骨格部材６１が四角形の枠形状に組まれている。枠の外側に、外力の入力部６２が存在する。外力の入力部６２は、たとえばフロントサスペンションの取付位置であり、骨格部材６１に取り付けた鋼板に位置する。
図３でのワイヤ４２は、図４の一対の外力の入力部６２の間に架け渡される。この他にも、ワイヤ４２は、たとえば外力の入力部６２、骨格部材６１の端部６３、骨格部材６１同士の結合部６４、骨格部材の中央部６５などに連結してよい。ワイヤ４２は、たとえば一対の骨格部材６１の端部６３の間に架け渡されてよい。
【００２７】
第１ガイド用滑車４３および第２ガイド用滑車４４は、車体１の左右側部において、ワイヤ４２の両端の取付位置の近傍に取り付けられる。たとえば、フロントサスペンションを取り付ける貫通孔３０の近くに設けられる。
これら一対のガイド用滑車は、ワイヤ４２の取付部位に対して作用するワイヤ４２の張力の作用方向を規制する。図３では、一対のガイド用滑車は、車体１の左右側部に取り付けられる。このため、一対のガイド用滑車に架けられたワイヤ４２は、フロントサスペンションの取付位置の外側から、フロントサスペンションの取付位置に取り付けられる。この場合、フロントサスペンションの取付位置は、ワイヤ４２の張力により外側へ引かれる。フロントサスペンションの取付位置は、外力の入力により内側に倒れるように変形することがある。この変形を抑えることができる。
なお、ガイド用滑車の替わりに、ワイヤ４２を架けることができるリブ、チューブなどを用いてもよい。車体１へのワイヤ４２の取付位置とアクチュエータ４７との配置関係によっては、ガイド用滑車を使用しなくてもよい。
【００２８】
アクチュエータ４７は、ワイヤ４２に対して直接的にまたは間接的に張力を与える。アクチュエータ４７は、走行中にワイヤ４２の張力を調整する。これにより、車体１の剛性および剛性バランスは、走行中に変化する。
アクチュエータ４７は、たとえばワイヤ４２を巻き取るリール５７が取り付けられた電動モータ５８でよい。電動モータ５８の駆動力によりワイヤ４２がリール５７に巻き取られる。電動モータ５８の駆動力に応じた張力が、ワイヤ４２およびその取付位置に作用する。電動モータ５８の替わりに、オイルモータ、燃料を燃焼するエンジンを用いてよい。なお、電動モータ５８、オイルモータまたはエンジンとともに、ワイヤ４２の巻取状態を一定状態に維持するラチェット機構を用いてもよい。
アクチュエータ４７を用いてワイヤ４２の張力を調整することにより、走行状態に応じた張力を走行中の車体１に作用させることができる。これに対し、車体１にワイヤ４２を所定の張力で固定した場合、ワイヤ４２が車体１に与える張力は一定である。走行中の車体１に対して、走行状態に応じた適切な張力を作用させることができない。また、車体１は、元来、所定の剛性が得られるように形成される。ワイヤ４２の張力が外力に対応したものでない場合、車体１は、車体１本来での変形とは異なる変形となる可能性がある。自動車の操作性や乗車感は、車体１の剛性または剛性バランスが微妙にずれていたとしても、大きく変化する可能性がある。ワイヤ４２の張力を走行中に調整できるように構成することにより、走行状態の変化に応じて走行中の車体１の剛性を変化させ、良好な操作性や乗車感を得ることができる。
図３において、アクチュエータ４７は、補助ワイヤ４６により動滑車４５に連結される。動滑車４５は、ワイヤ４２に架けられる。アクチュエータ４７は、直接的には動滑車４５を駆動し、車体１に張力を作用させるワイヤ４２に対して間接的に張力を与える。また、アクチュエータ４７は、車体１の中央線（Ｙ０線）上に配置される。アクチュエータ４７は、ワイヤ４２の両端に対して、同じ張力を作用させることができる。
なお、車体１に張力を作用させるワイヤ４２と、アクチュエータ４７との連結は、図３に限られない。アクチュエータ４７は、ワイヤ４２の一端に直接に連結されてよい。この場合、アクチュエータ４７は、車体１に対し、ワイヤ４２の張力に耐え得る強度で取り付ける必要がある。
【００２９】
張力検出部４９は、ワイヤ４２が車体１に作用させる張力を直接的にまたは間接的に検出する。張力検出部４９は、たとえば歪みゲージでよい。歪みゲージは、ワイヤ４２の表面に張り付けることができる。歪みゲージは、ワイヤ４２の伸縮に応じて変形し、その変形による抵抗値の変化により、ワイヤ４２の張力を検出する。なお、ワイヤ４２の一端は、張力検出部４９を介して、車体１に取り付けられてもよい。この場合、張力検出部４９は、車体１に対し、ワイヤ４２の張力に耐え得る強度で取り付ける必要がある。
張力検出部４９は、ワイヤ４２が車体１に作用させる張力を示す検出信号をアクチュエータ４７へ出力する。アクチュエータ４７は、張力検出部４９により検出される実際のワイヤ４２の検出張力が、コントローラ４８により指示される目標張力に収束するように、ワイヤ４２に与える張力を調整する。
図３において、張力検出部４９は、車体１に張力を作用させるワイヤ４２に取り付けられ、このワイヤ４２の張力を直接的に検出する。
なお、張力検出部４９は、ワイヤ４２の張力を間接的に検出してよい。たとえば動滑車４５とアクチュエータ４７とを連結する補助ワイヤ４６に取り付けてもよい。
【００３０】
コントローラ４８は、走行状態に応じて張力を調整するための制御信号をアクチュエータ４７へ出力する。コントローラ４８は、たとえば車両に搭載されるＥＣＵ（Engine Control Unit）、その他のマイクロコンピュータでよい。
マイクロコンピュータは、たとえばＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、入出力ポート、およびこれらを接続するシステムバスを有する。入出力ポートは、アクチュエータ４７に接続される。ＣＰＵは、メモリに記憶されるプログラムを読み込んで実行する。これにより、コントローラ４８が実現される。
コントローラ４８は、走行中に、走行状態を繰り返し判断する。走行中の車両の走行状態には、たとえば加速、減速、停止、右旋回、左旋回、速度域などがある。コントローラ４８は、判断した走行状態に対応するワイヤ４２の張力を特定し、制御信号を生成し、生成した制御信号を入出力ポートからアクチュエータ４７へ出力する。
【００３１】
図５は、図３の剛性制御装置４１による、車体１の剛性を走行状態に応じて制御するフローチャートである。
コントローラ４８は、図５の制御を、車両の走行中に繰り返し実行する。
なお、コントローラ４８は、図５の剛性制御を、ドライバによるアクセル、ブレーキ、ステアリングの操作入力タイミングに実行してもよい。
【００３２】
走行状態に応じた車体１の剛性制御において、コントローラ４８は、まず、車両の走行状態に応じて車体１に作用する外力を判断するための情報（制御利用パラメータ）を取得する（ステップＳＴ１）。
コントローラ４８は、たとえば車両の走行制御装置５１から情報を取得する。走行制御装置５１は、ＶＤＣ（Vehicle Dynamics Control）により、前輪または後輪の横滑りを検出した場合に各車輪のブレーキおよびエンジン出力を制御し、車両の走行を安定させる。走行制御装置５１は、走行状態に応じてフロントサスペンションまたはリアサスペンションに用いられているマグネティックライドサスペンションのダンパーの減衰力を調整する。走行制御装置５１は、ドライバによるアクセル開度、ブレーキ操作量、ステアリングの舵角を検出する。コントローラ４８は、走行制御装置５１から、これらの検出情報、操作情報、制御情報を、車両挙動データとして取得する。
また、コントローラ４８は、たとえばナビゲーション装置５２から情報を取得する。ナビゲーション装置５２は、目的地設定に応じて現在地からの案内経路を探索し、誘導する。経路探索には、地図データに含まれる道路を示すリンクデータ、地形データなどが用いられる。コントローラ４８は、ナビゲーション装置５２から、ナビゲーション情報として、たとえば案内経路、地形、道路の情報を取得する。
また、コントローラ４８は、たとえば運転支援装置５３から情報を取得する。運転支援装置５３は、カメラにより車両の周囲または前方を撮像し、その撮像画像に基づいて衝突などの危険を予測し、警報を発する。また、警報後も危険状態が継続している場合、車両を停止させるなどの危険回避制御を実行する。コントローラ４８は、運転支援装置５３から、たとえば車両の周囲または前方の撮像画像、危険対象物の情報、危険予測情報を取得する。
また、コントローラ４８は、たとえば通信装置５４から、交通情報などを取得する。通信装置５４は、たとえばＩＴＳ（Intelligent Transport System）、ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System）などでの交通情報を受信する。交通情報には、走行予定の道路の渋滞情報が含まれる。コントローラ４８は、通信装置５４から、たとえば交通情報を取得する。
【００３３】
走行状態を判断するための情報を取得した後、コントローラ４８は、取得した情報に基づく走行状態および外力の判断に先立って、衝突可能性を判断する（ステップＳＴ２）。
コントローラ４８は、たとえば車両の前方の撮像画像または危険予測情報に基づいて、衝突する可能性が高い危険対象物の有無を判断する。
【００３４】
衝突可能性があると判断した場合、コントローラ４８は、後述する通常の張力制御に替えて、衝突用の張力制御を実行する（ステップＳＴ３）。
コントローラ４８は、通常の走行状態に応じた制御信号に替えて、衝突予測時の制御信号を出力する。コントローラ４８は、ワイヤ４２の張力をたとえば解放する制御信号を、アクチュエータ４７へ出力する。ワイヤ４２の張力を解放する制御信号が入力されると、アクチュエータ４７は、ワイヤ４２の張力が０となるようにモータの駆動を停止する。ワイヤ４２の張力は解放される。
このように衝突可能性を判断し、ワイヤ４２の張力を解放する制御を実行することにより、車両が実際に衝突する前に、車体１にワイヤ４２の張力が作用しないようにできる。車体１は、ワイヤ４２の張力が作用していない状態で衝突できるので、それに作り込まれた衝突性能の下で衝突できる。ワイヤ４２の張力により、車体１の衝突安全性能が低下してしまう可能性を無くすことができる。
また、走行状態に応じて車体１の剛性を制御する処理ルーチン内で、走行状態を判断するための情報を取得した直後に、かつ、実際に車体１の剛性を制御する前に、衝突可能性を判断し、ワイヤ４２の張力を解放する。ワイヤ４２の張力を解放するタイミングが遅れて、衝突回避制御状態においてワイヤ４２の張力が変化し、衝突直前に車体１に不要な挙動を起こさせないようにできる。
【００３５】
これに対し、衝突可能性がないと判断した場合、コントローラ４８は、通常の張力制御を継続する。
コントローラ４８は、取得した情報に基づいて、車両の走行状態および車体１に作用する外力を判断する（ステップＳＴ４）。コントローラ４８は、判断した外力による車体１の歪みを抑制する張力を取得する（ステップＳＴ５）。コントローラ４８は、取得した張力を指示する制御信号をアクチュエータ４７へ出力する（ステップＳＴ６）。アクチュエータ４７は、制御信号が更新されると、ワイヤ４２の検出張力が、新たに指示された目標張力となるように、ワイヤ４２の張力を調整する。アクチュエータ４７は、動滑車４５をワイヤ４２に押し付けるように補助ワイヤ４６を引き、ワイヤ４２に張力を与える。
これにより、ワイヤ４２の両端が取り付けられた一対の取付位置の間には、それらの間が狭まらないように張力が加えられる。走行中の車体１には、走行状態に応じた張力が作用する。車体１の剛性が、走行中に走行状態に応じて変化する。車体１の剛性は、走行状態に応じて車体１に作用する外力による車体１の歪みを抑制するように変化できる。
たとえば、コントローラ４８は、車両挙動データによる車体１に実際に作用している外力の実測値と、経路情報などに基づいて予想される外力の予想値とに基づいて、現時点または近い将来において車体１に作用する外力を判断する。車体１に作用する外力は、加速、減速、停止、右旋回、左旋回、速度域などの走行状態に応じて異なる。
車両に対して強い外力が作用して車両に高い強度が要求されると判断した場合、コントローラ４８は、その外力による車体１の歪みを抑える張力を演算し、その張力を指示する制御信号をアクチュエータ４７へ出力する。アクチュエータ４７は、車体１に作用させる張力を調整する。走行状態が変化すると、車体１に作用させる張力も変化する。
なお、コントローラ４８は、車両挙動データおよび経路情報に基づいて外力を判断する際に、交通情報による渋滞の有無、舗装路または未舗装路などの路面状況を併せて判断し、これらに応じて張力を加減してよい。高速道路において加速する場合や、ワインディング道路を走行する場合、車体１には強い外力が作用する。これらの走行状態であったとしても、渋滞していたり、未舗装路であったりする場合、車体１に作用する外力は大きくならないと予想される。コントローラ４８は、これらの路面状況に応じて車体１に作用する外力を加減して判断することにより、実際に車体１に作用する外力に対応する張力を車体１に加えることができる。
【００３６】
以上のように、本実施形態では、車両の走行中に、走行状態に応じて、ワイヤ４２の両端の取付位置の間に取り付けたワイヤ４２の張力を可変調整する。車体１の剛性が走行状態によらず不足し難くなる。走行中に車体１が歪み難くなる。過剰な張力を一律に車体に作用させた場合のように車体の剛性を損なうことなく、走行中の車体の歪みを抑えることができる。広い走行状態の範囲において、単一剛性の車体１では得ることができない、高い走行性能、高い乗車感を実現できる。
特に、本実施形態では、コントローラ４８は、車両挙動データなどの制御利用パラメータに基づいて車体１に作用する外力を得て、この外力による車体１の歪みを抑制するように一対のフロントサスペンションの取付位置の間に取り付けたワイヤ４２の張力を調整する。ワイヤ４２および車体１は、たとえば予想値に基づいてプリロードされる。このプリロードにより、外力によって実際に車体１が歪み始める前に、車体１の剛性を適応的に向上させて、車体１を歪み難くできる。
また、本実施形態では、衝突を予知した場合には、ワイヤ４２の張力の制御を中断し、ワイヤ４２の張力を解放する。よって、衝突時では、車体１にワイヤ４２の張力が作用しなくなる。衝突する車体１は、車体１自体に作り込まれた衝突安全性能の下で、衝突できる。ワイヤ４２の張力により、車体１自体に作り込まれた衝突安全性能を低下させてしまうことがない。
また、本実施形態では、張力検出部４９の検出値に基づいてアクチュエータ４７がワイヤ４２の張力をフィードバック制御する。よって、撚り線のワイヤ４２などのように張力によって伸びやすいものを使用しても、走行状態に応じた所望の張力を車体１に作用させることができる。
【００３７】
このように、本実施形態の車体１の剛性制御装置４１を用いることにより、衝突時の圧縮荷重などに対する車体１自体の特性を変化させることなく、走行中に車体１の剛性を可変できる。
また、ワイヤ４２を使用することで、ワイヤ４２の取付位置から離れた箇所にアクチュエータ４７を配置することができ、車体１に対するエンジンなどの各種の部品の取り付け位置を変更することなく、車体１剛性を調整できる。車体１の狭い空間内でワイヤ４２を引き回すことができる。
また、ワイヤ４２は、車体１の剛性を補強するための張力に耐えられるものであればよく、衝突安全性などに耐えられるように強い剛性で形成する必要がない。ワイヤ４２に使用する材料、材質には高い自由度がある。
また、ワイヤ４２を使用することで、車体１の左右両側部などの狭い個所において、外向きの力を作用させることができる。しかも、ガイド用滑車などのガイド部材を用いて、ワイヤ４２の先端の取付位置に対して、外力の作用する方向とは反対側から張力が作用するように、張力の作用方向を調整または規制できるので、所望の方向で張力を作用させることができる。
【００３８】
［第２実施形態］
第１実施形態では、ワイヤ４２は、車体１のたとえば一対のフロントサスペンションの取付位置（一対の貫通孔３０）の間に架け渡され、アクチュエータ４７は、動滑車４５および補助ワイヤ４６を通じて該ワイヤ４２に張力を与える。これにより、たとえば一対のフロントサスペンションの取付位置の間を狭めるような外力が車体１に作用しても、その変形を抑制できる。
車体１に作用する外力は、これに限られない。
車体１に対する車体１へのワイヤ４２の取り付け構造、たとえば取付方向、荷重方向、巻上げ方法などは、これに限定されない。
以下、車体１に対する各種のワイヤ４２の取付構造について説明する。
以下の各実施形態では、第１実施形態からの変更点について説明する。
【００３９】
図６は、車体１へのワイヤ４２の取り付け構造の他の一例を示す説明図である。
図６の剛性制御装置４１において、ワイヤ４２の両端は、車体１に取り付けられる。ワイヤ４２は、たとえば一対のフロントサスペンションの取付位置の間に架け渡される。ただし、第１実施形態の図３と異なり、ワイヤ４２は、一対のガイド用滑車に架けられていない。
このため、ワイヤ４２の両端は、その取付位置の内側に取り付けられる。この場合、ワイヤ４２の張力は、各取付位置に対して、内向きの張力を作用させる。フロントサスペンションの取付位置は、ワイヤ４２の張力により内側へ引かれる。フロントサスペンションの取付位置は、外力の入力により、外側に倒れるように変形することがある。この変形を抑えることができる。
【００４０】
［第３実施形態］
図７は、車体１へのワイヤ４２の取り付け構造の他の一例を示す説明図である。
図７の剛性制御装置４１において、第１ワイヤ７１は、車体１と第１アクチュエータ７２とを連結する。第１ワイヤ７１は、第１ガイド用滑車４３および第３ガイド用滑車７３に架けられる。
第２ワイヤ７４は、車体１と第２アクチュエータ７５とを連結する。第２ワイヤ７４は、第２ガイド用滑車４４および第４ガイド用滑車７６に架けられる。
コントローラ４８は、第１アクチュエータ７２および第２アクチュエータ７５へ制御信号を出力する。
この場合、第１アクチュエータ７２により、第１ワイヤ７１の張力が調整される。第２アクチュエータ７５により、第２ワイヤ７４の張力が調整される。
第１ワイヤ７１の取付位置と第２ワイヤ７４の取付位置とは、たとえば一対のフロントサスペンションの取付位置でよい。この場合、一対のフロントサスペンションの取付位置に対して、左右別々の張力を与え、左右の剛性を異ならせることができる。たとえばコーナリング中の外側の剛性を向上させつつ、内側の剛性を通常通りに維持するように制御できる。
【００４１】
［第４実施形態］
図８は、車体１へのワイヤ４２の取り付け構造の他の一例を示す説明図である。
図８の剛性制御装置４１において、ワイヤ４２の両端は、車体１に取り付けられる。ワイヤ４２は、たとえば一対のフロントサスペンションの取付位置（一対の貫通孔３０）の間に架け渡されている。ただし、第１実施形態の図３と異なり、車体１の左右両側部には、一対のリンクアーム８１が回転可能に取り付けられ、ワイヤ４２の両端は、一対のリンクアーム８１の一端に連結される。一対のリンクアーム８１の他端は、一対のフロントサスペンションの取付位置に連結される。
一対のリンクアーム８１を用いることにより、車体１の左右両側部に、一対のガイド用滑車４３，４４を設ける必要がなくなる。リンクアーム８１は、その回転軸を支点として、フロントサスペンションの取付位置に対して外向きの力を加えることができる。フロントサスペンションの取付位置が内側に倒れ難くなる。
【００４２】
［第５実施形態］
図９は、車体１へのワイヤ４２の取り付け構造の他の一例を示す説明図である。
図９の剛性制御装置４１において、動滑車４５には、第１補助ワイヤ９１により第１アクチュエータ９２が連結される。また、動滑車４５には、第２補助ワイヤ９３により第２アクチュエータ９４が連結され、第３補助ワイヤ９５により第３アクチュエータ９６が連結される。第１アクチュエータ９２は、車体１の中心線（Ｙ０）上に配置される。第２アクチュエータ９４および第３アクチュエータ９６は、車体１の中心線（Ｙ０）から均等に左右にずらして、第１アクチュエータ９２の左右両側に配置される。コントローラ４８は、第１アクチュエータ９２、第２アクチュエータ９４および第３アクチュエータ９６へ制御信号を出力する。
この場合、第１アクチュエータ９２により、ワイヤ４２の基本的な張力が調整される。
第２アクチュエータ９４または第３アクチュエータ９６の張力により、動滑車４５を、第１アクチュエータ９２が引く方向とは異なる方向へ移動させることができる。
動滑車４５が、第１アクチュエータ９２の引き方向に対して左右へ移動することにより、ワイヤ４２の両端が連結された、たとえば一対のフロントサスペンションの取付位置に対して、異なる向きの張力を作用させることができる。１本のワイヤ４２の両端を一対のフロントサスペンションの取付位置に取り付けながら、左右に別々の張力を作用させることができる。
【００４３】
［第６実施形態］
図１０は、車体１へのワイヤ４２の取り付け構造の他の一例を示す説明図である。
図１０の剛性制御装置４１において、第１ワイヤ１０１および第２ワイヤ１０２は、車体１の一対の箇所の間に共通に架け渡される。たとえば一対のフロントサスペンションの取付位置（一対の貫通孔３０）の間に架け渡される。
第５ガイド用滑車１０３は、フロントサスペンションの取付位置を基準とする前後方向において、第１ガイド用滑車４３の反対側に取り付けられる。第６ガイド用滑車１０４は、フロントサスペンションの取付位置を基準とする前後方向において、第２ガイド用滑車４４の反対側に取り付けられる。
第２ワイヤ１０２は、第５ガイド用滑車１０３および第６ガイド用滑車１０４に架けられる。第２ワイヤ７４の中央部には、第２動滑車１０５が架けられる。第２動滑車１０５は、動滑車４５とともに補助ワイヤ４６に連結される。
アクチュエータ４７は、補助ワイヤ４６を引くことにより、第１ワイヤ７１および第２ワイヤ７４に同じ張力を作用させる。第１ワイヤ７１および第２ワイヤ７４は、共通のワイヤ４２の取付位置であるフロントサスペンションの取付位置に対して、外向きの力を作用させる。第１ワイヤ７１の張力と第２ワイヤ７４の張力とが同じ大きさで共通の箇所に作用することにより、フロントサスペンションの取付位置には、車体１の左右方向の外向きの合力が作用する。
フロントサスペンションの取付位置の外側に、一対のガイド用滑車４３，４４を取り付けるスペースを確保できない車体１であっても、複数のワイヤ１０１，１０２の張力の合力により、車体１の左右方向外向きの張力を作用させることができる。
【００４４】
［第７実施形態］
図１１は、車体１へのワイヤ４２の取り付け構造の他の一例を示す説明図である。
図１１の剛性制御装置４１において、ワイヤ４２は、車体１とアクチュエータ４７とを連結する。アクチュエータ４７は、ワイヤ４２を直接的に引き、ワイヤ４２に張力を与える。
本実施形態では、動滑車４５などが不要である。簡易な構成の剛性制御装置４１により、走行中の車体の変形を抑制できる。
【００４５】
［第８実施形態］
図１２は、車体１へのワイヤ４２の取り付け構造の他の一例を示す説明図である。
図１２の剛性制御装置４１において、第１ワイヤ１１１は、たとえば一対のフロントサスペンションの取付位置（一対の貫通孔３０）の間に連結される。第２ワイヤ１１３は、第１ワイヤ７１に架けた第１動滑車１１２と車体１との間に連結される。第２ワイヤ１１３の一端は、たとえばラジエターパネル１７に連結される。第２動滑車１１４は、第２ワイヤ７４に架けられ、補助ワイヤ４６によりアクチュエータ４７に連結される。
アクチュエータ４７は、第２動滑車１１４を引くことにより、一対のフロントサスペンションの取付位置の間に張力を作用させる。また、一対のフロントサスペンションの取付位置とラジエターパネル１７との間にも張力を作用させる。この場合、フロントサスペンションの取付位置に作用する張力は、ラジエターパネル１７に作用する張力の半分になる。
車体１に対するワイヤ４２の３か所以上の取付箇所に対して、それらの間での張力のバランスを保ちながら、張力を作用させることができる。
【００４６】
以上の実施形態は、本発明の好適な実施形態の例であるが、本発明は、これに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形または変更が可能である。
【００４７】
上記実施形態は、本発明を自動車の車体１に適用した例である。この他にもたとえば、本発明は、他の形状のたとえばバス、清掃車などの自動車、電車、バイク、自転車などに適用できる。これらの車体１でも、走行状態に応じた外力が作用する。また、本発明は、シャーシ構造の車体１にも適用できる。本発明が適用される車体１において、骨格部材は、車体１の板金やシャーシ台と一体化されてよい。車体１は、板金などの剛体を用いて補剛されていてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１    車体
３０  貫通孔
４１  剛性制御装置
４２  ワイヤ
４３  第１ガイド用滑車（ガイド部材）
４４  第２ガイド用滑車（ガイド部材）
４５  動滑車
４６  補助ワイヤ
４７  アクチュエータ
４９  張力検出部（検出部）
５８  電動モータ（モータ）
７１，１０１，１１１  第１ワイヤ（ワイヤ）
７２，９２  第１アクチュエータ（アクチュエータ）
７４，１０２，１１３  第２ワイヤ（ワイヤ）
７５，９４  第２アクチュエータ（アクチュエータ）
８１  リンクアーム（リンク部材）
９６  第３アクチュエータ（アクチュエータ）
１０３  第５ガイド用滑車（ガイド部材）
１０４  第６ガイド用滑車（ガイド部材）
１０５，１１４  第２動滑車（動滑車）
１１２  第１動滑車（動滑車）
【図１】
2014069753.tif 000003
【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】
2014069753.tif 000010
【図９】
2014069753.tif 000011
【図１０】
2014069753.tif 000012
【図１１】
2014069753.tif 000013
【図１２】
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