(57)【要約】【課題】車両走行時に装置を起因とした空気抵抗を増加させることなく、車両の燃費を向上することができる車両の空気抵抗低減システム及び車両の空気抵抗低減方法を提供する【解決手段】キャブ３の上端及び荷台４の前端、あるいは、キャブ３の後端及び荷台４の上端、に囲まれた領域を通過する空気流Ａに対して圧縮空気ＣＡを噴射する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車体フレームに、前方より順にキャブ、荷台を前後方向に離間した状態で載置して構成される車両の空気抵抗低減システムにおいて、
前記キャブの上端及び前記荷台の前端、あるいは、前記キャブの後端及び前記荷台の上端、に囲まれた領域に圧縮空気を噴射する噴射部とこの噴射部に圧縮空気を供給する供給装置とを備えて、この噴射部が、長手方向が前記車両の左右方向の一端から他端に向いた長穴状の噴射口、又は、左右方向に列を成す複数の噴射口で構成されて、
前記車両の走行時に前記噴射部から圧縮空気を噴射させて、前記囲まれた領域に噴射させた圧縮空気による噴射流を形成することを特徴とする車両の空気抵抗低減システム。
【請求項２】
前記車両の空気抵抗に関するパラメータを取得するパラメータ取得装置と、このパラメータ取得装置及び前記供給装置に電気的に接続された制御装置と、を備えて、
前記パラメータ取得装置が取得したパラメータに基づいて、前記制御装置により、前記車両の走行時に前記囲まれた領域に流れ込んだ気流によりその車両の空気抵抗が予め設定した閾値を超えるときに、前記噴射部から圧縮空気を噴射させる制御を行う請求項１に記載の車両の空気抵抗低減システム。
【請求項３】
前記パラメータ取得装置が前記荷台の前端に設置されてその前端の圧力を取得する圧力取得装置で構成されて、
前記噴射させる制御が、前記圧力取得装置が取得した前記前端の圧力が予め設定した閾値を超えるときに前記噴射部から圧縮空気を噴射させる制御である請求項２に記載の車両の空気抵抗低減システム。
【請求項４】
前記パラメータ取得装置が前記車両の速度を取得する速度取得装置で構成されて、
前記噴射させる制御が、前記速度取得装置が取得した前記車両の速度が予め設定した閾値を超えるときに前記噴射部から圧縮空気を噴射させる制御である請求項２に記載の車両の空気抵抗低減システム。
【請求項５】
前記供給装置が前記噴射部に圧縮空気に代えて前記車両の走行時に生じる走行風を供給する構成にして、前記噴射部が圧縮空気に代えて供給された走行風を噴射する構成にした請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両の空気抵抗低減システム。
【請求項６】
前記噴射部が前記キャブの上端に備えたエアデフレクタに形成される請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両の空気抵抗低減システム。
【請求項７】
車両の車体フレームに、前方より順にキャブ、荷台を前後方向に離間した状態で載置する車両の空気抵抗低減方法において、
前記車両の走行時に、供給装置から長手方向が前記車両の左右方向の一端から他端に向いた長穴状の噴射口、又は、左右方向に列を成す複数の噴射口で構成される噴射部に圧縮空気を供給し、
前記噴射部から前記キャブの上端及び前記荷台の前端、あるいは、前記キャブの後端及び前記荷台の上端、に囲まれた領域に圧縮空気を噴射させてその囲まれた領域に噴射させた圧縮空気による噴射流を形成することを特徴とする車両の空気抵抗低減方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の空気抵抗低減システム及び車両の空気抵抗低減方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
荷台付きの車両では、車体のシャシフレームに前方より順にキャブと荷台が組み付けられている。車両が振動する際には、キャブの動きと荷台の動きが異なり、キャブと荷台が接触する虞があるので、キャブと荷台の間には前後方向に十分な隙間があけられている。
【０００３】
荷台はキャブより幅広で高い場合が多い。このような場合には、車両走行時にキャブの側面や上面に沿って通過した空気流が荷台の前面に衝突したり、キャブと荷台の間の隙間に空気が入り込んだりするので、車両走行に対する空気抵抗が増加する。この対策としては、キャブのルーフ上に整流ウイングを設置して、この整流ウイングの整流角を車両の速度に応じて制御するキャブオーバ型車輌の空気抵抗低減装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭５９−１８７５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載のキャブオーバ型車輌の空気抵抗低減装置のように、キャブのルーフ上に整流ウイングを設置する場合は、設置した整流ウイングが空気抵抗を増加させる要因となるおそれがある。
【０００６】
本発明の目的は、車両走行時に装置を起因とした空気抵抗を増加させることなく、車両の燃費を向上することができる車両の空気抵抗低減システム及び車両の空気抵抗低減方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための本発明の車両の空気抵抗低減システムは、車両の車体フレームに、前方より順にキャブ、荷台を前後方向に離間した状態で載置して構成される車両の空気抵抗低減システムにおいて、前記キャブの上端及び前記荷台の前端、あるいは、前記キャブの後端及び前記荷台の上端、に囲まれた領域に圧縮空気を噴射する噴射部とこの噴射部に圧縮空気を供給する供給装置とを備えて、この噴射部が、長手方向が前記車両の左右方向の一端から他端に向いた長穴状の噴射口、又は、左右方向に列を成す複数の噴射口で構成されて、前記車両の走行時に前記噴射部から圧縮空気を噴射させて、前記囲まれた領域に噴射させた圧縮空気による噴射流を形成することを特徴とする。
【０００８】
また、上記の目的を達成するための本発明の車両の空気抵抗低減方法は、車両の車体フレームに、前方より順にキャブ、荷台を前後方向に離間した状態で載置する車両の空気抵抗低減方法において、前記車両の走行時に、供給装置から長手方向が前記車両の左右方向の一端から他端に向いた長穴状の噴射口、又は、左右方向に列を成す複数の噴射口で構成される噴射部に圧縮空気を供給し、前記噴射部から前記キャブの上端及び前記荷台の前端、あるいは、前記キャブの後端及び前記荷台の上端、に囲まれた領域に圧縮空気を噴射させてその囲まれた領域に噴射させた圧縮空気による噴射流を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、車両走行時に空気流が流れ込むことによって空気抵抗の増加の要因となる囲まれた領域に噴射部から圧縮空気を噴射して圧縮空気による噴射流を形成する。それ故、キャブや荷台の外表面に装置が突出することを回避しつつ、その噴射流が整流ウイングのように機能して、その囲まれた領域における空気抵抗を低減することができる。これにより、車両走行時に装置を起因とした空気抵抗の増加を抑制して、車両の空気抵抗をより効果的に低減するには有利になり、車両の燃費を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の車両の空気抵抗低減システムの第１実施形態を左右方向から見た状態を例示する図である。
【図２】図１の車両の空気抵抗低減システムを上方向から見た状態を例示する図である。
【図３】本発明の車両の空気抵抗低減方法の制御フローを例示する図である。
【図４】本発明の車両の空気抵抗低減システムの第２実施形態を左右方向から見た状態を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の車両の空気抵抗低減システムについて図に示した実施形態に基づいて説明する。なお、本実施形態では、車両の前後方向をＸ方向、車両の左右方向をＹ方向、車両の高さ方向（上下方向）をＺ方向とする。
【００１２】
本発明の車両の空気抵抗低減システム１を備える車両は、図１、図２に示すように、その車体フレーム２に、前方より順にキャブ３、荷台４をＸ方向に離間した状態で載置して構成される。キャブ３は、車両の前端に配置されて、その内部には運転席が備わる。キャブ３と荷台４のＸ方向の離間距離は、車両が振動した際にキャブ３と荷台４が接触する虞のない距離以上に設定される。
【００１３】
キャブ３の上端（上面）にはその全域に亘ってエアデフレクタ５が備わる。エアデフレクタ５は、Ｙ方向から見て、エアデフレクタ５の前端から後端に向うにつれて上方に傾斜する流線形の傾斜面を有する装置である。
【００１４】
エアデフレクタ５の後方上端には、圧縮空気ＣＡを噴射する噴射部６が備わる。噴射部６は、図２に示すように、Ｙ方向に列を成す２つの噴射口６ａで構成されている。噴射口６ａは、圧縮空気ＣＡが通過するスリットの集合体である。圧縮空気ＣＡは、各噴射口６ａからキャブ３の上端及び荷台４の前端に囲まれた領域Ｓに向けて噴射される。なお、図２では、噴射口６ａの設置数は２つには限定されず、３つ以上でもよく、各噴射口６ａがＹ方向に互いに離間した状態で列を成していればよい。
【００１５】
噴射部６の各噴射口６ａには、開閉バルブ９を介してエアタンク８及びエアコンプレッサ７が接続される。エアコンプレッサ７は圧縮空気ＣＡを生成する装置である。エアコンプレッサ７の駆動源は専用のバッテリでもよいし、エンジン（内燃機関）でもよい。エアタンク８はエアコンプレッサ７で生成された圧縮空気ＣＡを貯留する装置である。開閉バルブ９は、噴射部６から圧縮空気ＣＡを噴射する必要がある場合に、開状態となり、その他の場合は閉状態となる装置である。これらの装置７〜９全体で、噴射部６に圧縮空気ＣＡを供給する供給装置を構成する。なお、各装置７〜９の設置位置はキャブ３の内部に限定されず、荷台４でもよいし、エアデフレクタ５の内部でもよい。
【００１６】
荷台４の前端（前面）には、荷台４の前端に衝突する空気流（走行風）Ａの圧力を取得する圧力センサ（圧力取得装置）１０が備わる。また、車両には、車両の速度（車速）ｖを取得する車速センサ（速度取得装置）１１が備わる。
【００１７】
制御装置１２は、各種情報処理を行うＣＰＵ、その各種情報処理を行うために用いられるプログラムや情報処理結果を読み書き可能な内部記憶装置、及び各種インターフェースなどから構成されるハードウェアである。制御装置１２は、上記した圧力センサ１０や車速センサ１１等の各種センサ、開閉バルブ９等の各種装置に信号線を介して電気的に接続されている。
【００１８】
本発明では、車両の走行時に、制御装置１２により、噴射部６から圧縮空気ＣＡを噴射する必要があると判定した場合に、噴射部６から圧縮空気ＣＡを噴射して、キャブ３の上端及び荷台４の前端に囲まれた領域Ｓに噴射させた圧縮空気ＣＡによる噴射流を形成する制御を行う。この圧縮空気ＣＡによる噴射流により、空気流Ａの流れを荷台４の前端に衝突する方向から荷台４の前端上部より上方向にまで逸らせる。
【００１９】
噴射部６から圧縮空気ＣＡを噴射する必要があるか否かの判定は、圧力センサ１０の取得値Ｐや車速センサ１１の取得値ｖ等の車両の空気抵抗に関するパラメータに基づいて行う。このパラメータに基づいて、制御装置１２により、車両の走行時に領域Ｓに流れ込んだ空気流Ａによりその車両の空気抵抗が予め設定した閾値を超えるときに、噴射部６から圧縮空気ＣＡを噴射させる制御を行う。
【００２０】
例えば、圧力センサ１０の取得値Ｐを用いて判定する場合は、取得値Ｐが予め設定した閾値Ｐ１を超えるときに、荷台４の前端に大量の空気流Ａが衝突しており、車両の空気抵抗が大きいとして、噴射部６から圧縮空気ＣＡを噴射する必要があると判定する。一方、車速センサ１１の取得値ｖを用いて判定する場合は、取得値ｖが予め設定した閾値ｖ１を超えるときに、車両の空気抵抗が大きいとして、噴射部６から圧縮空気ＣＡを噴射する必要があると判定する。車両の空気抵抗は、車速ｖの二乗に比例し、車速ｖが大きくなるにつれて大きくなる。閾値Ｐ１、ｖ１は、この閾値Ｐ１、ｖ１を超えると、圧縮空気ＣＡの噴射に伴う車両の空気抵抗の低減による燃費の向上分が、圧縮空気ＣＡの噴射に伴うエアコンプレッサ７の駆動に要するエネルギーより大きくなる値に設定される。
【００２１】
圧縮空気ＣＡの噴射停止時期は、圧力センサ１０の取得値Ｐが閾値Ｐ１以下となり、かつ、車速センサ１１の取得値ｖが閾値ｖ１以下となる時期に設定する。また、圧縮空気ＣＡの噴射量は、噴射開始から噴射停止まで一定量でもよいし、圧力Ｐ及び速度ｖに応じて増加または減少するようにしてもよい。ただし、圧縮空気ＣＡの噴射開始時の噴射量を予め大きめの値に設定しておき、噴射開始から時間が経過するにつれて徐々に圧力Ｐ及び速度ｖに応じた量に制御することで、噴射開始時に速やかに空気流Ａを荷台４の前端上部より上方向に逸らせることができ、かつ、圧縮空気ＣＡの消費量を抑えることができるので好ましい。
【００２２】
また、各噴射口６ａで圧縮空気ＣＡの噴射量を異ならせてもよい。例えば、車両に吹き付ける風による圧力が車両のＹ方向左右で異なる場合に、各噴射口６ａから噴射される圧縮空気ＣＡの噴射量をＹ方向左右ごとに異ならせることで、吹き付ける風による影響を低減することができる。なお、車両に吹き付ける風の向きについては、例えば風速計等により取得される。
【００２３】
本発明の車両の空気抵抗低減方法の制御フローの一例について、図３の制御フローを基に説明する。図３に示す制御フローは、車両の走行が開始して停車するまで、つまり、車両の走行により空気抵抗が生じる間に周期的に実施される制御フローである。
【００２４】
図３に示す制御フローがスタートすると、ステップＳ１０にて、荷台４の前端に衝突する空気流Ａの圧力Ｐを圧力センサ１０により取得するとともに、車速ｖを車速センサ１１により取得する。ステップＳ１０を実施後、ステップＳ２０に進む。ステップＳ２０では、空気流Ａの圧力Ｐが閾値Ｐ１を超えるか否かを判定する。この判定で圧力Ｐが閾値Ｐ１を超えると判定する場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ３０に進む。ステップＳ３０では、制御装置１２により開閉バルブ９を開状態として噴射部６に圧縮空気ＣＡを供給するとともに、噴射部６から領域Ｓに向けて圧縮空気ＣＡを噴射する。ステップＳ３０を実施後、リターンに進んで、本制御フローを終了する。
【００２５】
一方、ステップＳ２０の判定で圧力Ｐが閾値Ｐ１以下であると判定する場合（ＮＯ）は、ステップＳ４０に進む。ステップＳ４０では、車速ｖが閾値ｖ１を超えるか否かを判定する。この判定で車速ｖが閾値ｖ１を超えると判定する場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ３０に進む。一方、ステップＳ４０の判定で車速ｖが閾値ｖ１以下であると判定する場合（ＮＯ）は、ステップＳ５０に進む。ステップＳ５０では、噴射部６から領域Ｓに向けての圧縮空気ＣＡの噴射を行わないか、または、既に噴射を行っている場合はその噴射を停止する。ステップＳ５０を実施後、リターンに進んで、本制御フローを終了する。
【００２６】
以上より、本発明によれば、車両走行時に空気流Ａが流れ込むことによって空気抵抗の増加の要因となる囲まれた領域Ｓに噴射部６から圧縮空気ＣＡを噴射して圧縮空気ＣＡによる噴射流を形成する。それ故、キャブ３や荷台４の外表面に装置が突出することを回避しつつ、その噴射流ＣＡが整流ウイングのように機能して、その囲まれた領域Ｓにおける空気抵抗を低減することができる。これにより、車両走行時に装置を起因とした空気抵抗の増加を抑制して、車両の空気抵抗をより効果的に低減するには有利になり、車両の燃費を向上することができる。
【００２７】
また、荷台４の前端の圧力Ｐや車速ｖ等の車両の空気抵抗に関するパラメータに基づいて、圧縮空気ＣＡの噴射を行う時期を設定するので、圧縮空気ＣＡの消費量を抑制しながら、車両走行時の空気抵抗の低減効果を増大させることができる。
【００２８】
なお、本発明は、図４に示すように、キャブ３側の高さが荷台４側の高さよりも高い車両に対しても適用することができる。ここで、キャブ３側の高さとは、キャブ３の高さ、または、キャブ３の高さにエアデフレクタ５の高さを上乗せした高さである。また、荷台４側の高さとは、荷台４又は積荷１３の高さである。また、図４では、圧縮空気ＣＡの噴射方向がキャブ３及びエアデフレクタ５の後端から後方に向う方向となるように、噴射部６をエアデフレクタ５の後端（後面）に形成している。
【００２９】
この場合、キャブ３の後端及び荷台４の上端（上面）に囲まれた領域Ｓａに空気流Ａが流入することで、荷台４の前方上部に空気渦が発生して、この空気渦が車両の空気抵抗となる。圧縮空気ＣＡの噴射流により空気流Ａの流れる方向を領域Ｓａに流れる方向から領域Ｓａの外に流れる方向に逸らせるので、荷台４の前方上部に発生する空気渦を小さくすることができ、車両の空気抵抗を小さくすることができる。それ故、車両の燃費を向上することができる。
【００３０】
なお、エアデフレクタ５の後方上端に丸みを形成して、この丸みに対してコアンダ効果により空気流Ａを沿わせることで、空気流Ａを噴射口６ａに近づけることができ、空気流Ａに圧縮空気ＣＡを干渉させやすくすることができる。
【００３１】
本実施形態では、エアデフレクタ５に噴射部６を形成しているが、キャブ３の上端または後端に噴射部６を形成してもよい。また、本実施形態では、噴射部６をＹ方向に列を成す複数の噴射口６ａで構成したが、長手方向がＹ方向の一端から他端に向いた長穴状の単一の噴射口として構成してもよい。ただし、噴射部６を複数の噴射口６ａで構成すると、キャブ３またはエアデフレクタ５の上方を通過する空気流Ａが車幅方向の一端側に流れている場合に、この一端側に配置される噴射口６ａのみから圧縮空気ＣＡを噴射するように制御することが可能となるので、圧縮空気ＣＡの消費量を低減することができる。
【００３２】
また、本実施形態では、エアコンプレッサ７、エアタンク８及び開閉バルブ９で構成される供給装置より噴射部６に圧縮空気ＣＡを供給して、噴射部６から圧縮空気ＣＡを噴射する構成としたが、キャブ３の前端に走行風Ａを取り込む走行風流入孔を形成するとともに、この走行風流入孔から噴射部６に接続する開閉弁付きのダクトを設けて、必要に応じて開閉弁を開状態として、走行風流入孔より取り込んだ走行風Ａをダクトを介して噴射部６から噴射する構成としてもよい。すなわち、走行風流入孔と開閉弁付きのダクトで構成される供給装置が噴射部６に圧縮空気ＣＡに代えて車両の走行時に生じる走行風Ａを供給する構成にして、噴射部６が圧縮空気ＣＡに代えて供給された走行風を噴射する構成としてもよい。
【００３３】
また、本実施形態では、エアデフレクタ５に形成した噴射部６から領域Ｓまたは領域Ｓａに向けて圧縮空気ＣＡを噴射する構成としたが、荷台４の前端または前方上端に噴射部６を形成して、この噴射部６から領域Ｓａに向けて圧縮空気ＣＡを噴射する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１  車両の空気抵抗低減システム
２  車体フレーム
３  キャブ
４  荷台
５  エアデフレクタ
６  噴射部
６ａ  噴射
７  エアコンプレッサ
８  エアタンク
９  開閉バルブ
１０  圧力センサ（圧力取得装置）
１１  速度センサ（速度取得装置）
１２  制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2019043491.tif 000006