(57)【要約】【課題】車両の走行安全性を確保しつつ燃費の向上を図る。【解決手段】車両に取り付けられ、走行風を受けることにより車両に伝達する力が上下方向で変更可能な可動空力部材を制御する車両制御装置において、駆動輪の空転発生が推定されず（Ｓ２）、駆動輪が実際に空転してなく（Ｓ３）、車両が旋回してなく（Ｓ４）、かつ、車両が制動状態にない（Ｓ５）場合には、車両の走行安全性は確保されているので、可動空力部材を、車両に伝達する力が上方向の揚力設定にして車輪の接地圧を減少させ、転がり抵抗を低減する。一方、駆動輪が実際に空転しても路面状況が悪くないと推定される場合（Ｓ７）、車両が旋回中でも横滑りがない場合（Ｓ８）、又は、車両制動中でも車輪ロックによるスリップがない場合には（Ｓ９）、車両の走行安全性は確保されているが、スリップなどの可能性があるので、可動空力部材を、車両に伝達する力が０に近づくようにする中立設定にする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪のスリップ状態又はその可能性を判定する手段を備え、
車両に取り付けられ、走行風を受けることにより前記車両に伝達する力が上下方向で変更可能な可動空力部材を、前記車輪のスリップ状態又はその可能性に応じて制御する車両制御装置。
【請求項２】
前記可動空力部材は、前記車両の前側に伝達される力と前記車両の後側に伝達される力との配分を変更できるように配置構成されたことを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項３】
前記可動空力部材は、前記車両の左側に伝達される力と前記車両の右側に伝達される力との配分を変更できるように配置構成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の走行安全性を確保しつつ燃費の向上を図る車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両制御装置として、車両に取り付けられた可動式の空力部材に対して、高速走行時には、車輪の転がり抵抗を低減するために、走行風を受けた空力部材が揚力を発生させるように制御する一方、減速、制動及び旋回時には、車輪の接地圧を高めるために、走行風を受けた空力部材が車両を路面に押し付ける力（以下、「ダウンフォース」という）を発生させるように制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平７−４２６７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、このような車両制御装置では、車両の走行安全性の確保という観点から車輪の接地圧を必ずしも増大させる必要がない場合であっても、減速、制動及び旋回時には無条件にダウンフォースを発生させるように空力部材を制御していた。このため、例えば、直線路を高速走行する頻度よりも、減速、制動及び旋回など走行状態が変化する頻度が高い乗用車などの車両では、車輪の転がり抵抗の低減による省燃費効果も限定的なものにならざるを得ない。
【０００５】
そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、可動空力部材を備えた車両において、走行状態が頻繁に変化しても、車両の走行安全性を確保しつつ燃費の向上を図ることができる車両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】
このため、本発明に係る車両制御装置は、車両に取り付けられ、走行風を受けて車両に伝達する力が上下方向で変更可能な可動空力部材を、車輪のスリップ状態又はその可能性に応じて制御する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の車両制御装置によれば、走行状態が変化する頻度が高い車両であっても、車両の走行安全性を確保しつつ燃費の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態の車両制御装置を備えた車両を示す説明図である。
【図２】第１実施形態に係る可動空力装置を車両上方から見た斜視図である。
【図３】可動空力装置の動作状態を示し、（Ａ）は揚力設定を示す説明図、（Ｂ）はダウンフォース設定を示す説明図である。
【図４】第１実施形態の車両制御装置を含む車両の制御系を示す説明図である。
【図５】第１実施形態の車両制御装置による制御処理を示すフローチャートである。
【図６】第２実施形態に係る可動空力装置を示し、（Ａ）は車両を上方から見た説明図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付された図面を参照して本発明の実施形態を詳述する。
図１は、第１実施形態の車両制御装置を備えた車両の一例を示す。
車両１０の底面１２のうち、例えば、前輪１４ａ（及び１４ｂ）と後輪１４ｃ（及び１４ｄ）との間には、底面１２と車輪１４ａ〜１４ｄが接地する路面１６との間を通過する走行風を受けることにより車両１０に伝達する力を上下方向で変更可能な可動空力装置１８が取り付けられている。可動空力装置１８は、コンピュータを内蔵した車両制御装置２０により駆動回路２２を介して駆動制御される。
【００１０】
図２は、図１に示すように車両１０に取り付けられる可動空力装置１８の詳細を示す。
可動空力装置１８は、車両１０の底面１２と対向する空力板１８ａ（可動空力部材）を備え、この空力板１８ａの上面には、車両１０の前方側と後方側に、夫々、左右一対の第１ブラケット１８ｂ及び第２ブラケット１８ｃが設けられる。また、車両１０の後方側の底面１２には、基端が底面１２に固定され先端が底面１２から下方に延びる左右一対の取付ステイ１８ｄが設けられ、車両１０の前方側の底面１２には、電動式、油圧式、又は、その他の方式により動力を発生する左右一対のアクチュエータ１８ｅが設けられる。アクチュエータ１８ｅは、先端が車両１０の前方に向けて延びる第１アーム１８ｆとその基端において接続され、この接続部を中心に、第１アーム１８ｆの先端が上下動するように第１アーム１８ｆを回動させ保持する。そして、第１ブラケット１８ｂは、第１アーム１８ｆの先端に回動自在に取り付けられた第２アーム１８ｇに回動自在に接続され、また、第２ブラケット１８ｃは、空力板１８ａのうち車両１０前方側が上下動するように取付ステイ１８ｄの先端で軸支される。
【００１１】
なお、可動空力装置１８は図２に示されるような構成に限定されず、例えば、底面１２と対向する空力板１８ａについて、車両１０の前後方向の傾斜を変更できるように構成される他、底面１２と路面１６との間を通過する走行風を受けることにより車両１０に伝達する力が車両制御装置２０の駆動制御に基づいて上下方向で変更可能となるように構成されていればよい。
【００１２】
図３は、車両制御装置２０の制御信号により駆動回路２２を介して駆動される可動空力装置１８の動作状態を示す。
車両制御装置２０から第１アーム１８ｆを上方向へ回動させるように指示する制御信号が出力された場合には、この制御信号に応じて駆動回路２２が作動してアクチュエータ１８ｅを駆動し、図３（Ａ）に示すように、図１の状態から第１アーム１８ｆが上方向に回動する。これにより、空力板１８ａは、取付ステイ１８ｄの軸支点を中心として上方に回動した状態となる。この状態で車両１０が走行し、空力板１８ａが底面１２と路面１６との間に進行方向から流入する走行風（図中の黒矢印）を受けると、空力板１８ａの上面側が下面側よりも低圧力となるので、空力板１８ａには揚力（図中の白抜き矢印）が発生する。この揚力は第２アーム１８ｇから第１アーム１８ｆ及びアクチュエータ１８ｅを経て車両１０に伝達されるとともに、取付ステイ１８ｄを介しても車両１０に伝達される。このため、車輪１４ａ〜１４ｄの接地圧が低下して、車輪１４ａ〜１４ｄの転がり抵抗が減少するので、車両１０の燃費を向上させることができる。以下、空力板１８ａが上方に回動した状態を揚力設定という。
【００１３】
一方、車両制御装置２０から第１アーム１８ｆを下方向に回動させるように指示する制御信号が出力された場合には、この制御信号に応じて駆動回路２２が作動してアクチュエータ１８ｅを駆動し、図３（Ｂ）に示すように、図１の状態から第１アーム１８ｆが下方向に回動する。これにより、空力板１８ａは、取付ステイ１８ｄの軸支点を中心として下方に回動した状態となる。この状態で車両１０が走行し、空力板１８ａが走行風を受けると、空力板１８ａの下面側が上面側よりも低圧力となるので、空力板１８ａにはダウンフォース（図中の白抜き矢印）が発生する。このダウンフォースは揚力設定の場合と同様に車両１０に伝達され、車両１０を路面１６に押し付ける。このため、車輪１４ａ〜１４ｄの接地圧が高まるので、車両１０の走行安全性を向上させることができる。以下、空力板１８ａが下方に回動した状態をダウンフォース設定という。
【００１４】
また、車両制御装置２０からアクチュエータ１８ｅを駆動させる制御信号を出力することにより、空力板１８ａが前後方向に傾斜していない状態にもなる（図１参照）。この状態で車両１０が走行しても、空力板１８ａは走行風を殆ど受けず、可動空力装置１８は車両１０に対して揚力又はダウンフォースを伝達することがないので、車輪１４ａ〜１４ｄの接地圧は可動空力装置１８がない場合と略同じである。以下、空力板１８ａが前後方向に傾斜していない状態を中立設定という。
【００１５】
なお、本実施形態において、車両１０の底面１２に可動空力装置１８を取り付けているのは、車両１０の上面に取り付ける場合と比較して、走行風を受ける面積の大きな空力板１８ａを設置でき、これにより、空力板１８ａの上面と下面との間に大きな圧力差を生じさせることが可能だからである。また、このような比較的大面積の空力板１８ａを採用すれば、比較的小面積の空力板１８ａの場合より傾斜角度を小さくしても同等の揚力又はダウンフォースを得ることができるので、揚力設定時又はダウンフォース設定時における空力板１８ａの前面投影面積が小さくなって空気抵抗の抑制にも貢献するからである。
【００１６】
しかし、空力板１８ａ及び路面１６間の距離が車両１０の最低地上高を確保できない場合や、底面１２付近に取り付けられる車両構成部品との干渉が懸念される場合には、可動空力装置１８は、車両１０の上面、例えば、ルーフ上などにおいて、ルーフと対向して配置させた空力板１８ａについて、車両１０の前後方向の傾斜が変更可能となるように構成されてもよい。
【００１７】
図４は、車両制御装置２０に対してＣＡＮ（Controller Area Network）などの車載ネットワークを介して信号を出力する車両１０の制御系を示す。
車両制御装置２０には、エンジン制御装置２４、ＴＣＳ（Traction Control System）制御装置２６、ＡＢＳ（Antilock Brake System）制御装置２８、ＥＳＣ（Electronic Stability Control）制御装置３０、変速機制御装置３２、舵角センサ３４、及び、ブレーキスイッチ（ＳＷ）３６が接続されている。
【００１８】
エンジン制御装置２４は、エンジン回転速度を抑えて車両１０を走行させる省燃費走行モードとエンジン回転速度を上げて車両１０を走行させるスポーツ走行モードとの少なくとも２つの走行モードのうちいずれかを設定入力する走行モード設定スイッチ（ＳＷ）２４ａ、アクセル開度を検出するスロットルセンサ２４ｂ、エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度センサ２４ｃ、及び、車速を検出する車速センサ３８と接続され、夫々から、走行モード設定信号、アクセル開度信号、エンジン回転速度信号及び車速信号が入力される。
【００１９】
エンジン制御装置２４は、アクセル開度信号、エンジン回転速度信号及び車速信号に基づいて、エンジンの要求トルクを演算し、要求トルク信号として車両制御装置２０に出力する。また、エンジン制御装置２４は、走行モード設定信号を車両制御装置２０に出力する。
【００２０】
ＴＣＳ制御装置２６は、車速センサ３８、及び車輪１４ａ〜１４ｄの回転速度を検出する車輪速度センサ４０と接続され、夫々から入力される車速信号及び車輪速度信号に基づいて、車両１０の走行安全性を損なう駆動輪の空転を検知し、エンジンから駆動輪に伝達される駆動力を適宜調節して、あるいは、駆動輪に制動力を付与して、駆動輪の空転を解消する。ＴＣＳ制御装置２６は、空転を解消するための動作を行った場合には、車両制御装置２０にその旨のＴＣＳ作動信号を出力する。
【００２１】
ここで、駆動輪の空転は、駆動力が駆動輪と路面１６との間に生じる摩擦力より大きい場合に起こると考えられるので、可動空力装置１８を駆動制御して摩擦力を増大させる、すなわち、車輪１４ａ〜１４ｄの接地圧を高めてやることにより、ＴＣＳ制御装置２６による空転解消の動作を支援することができる。
【００２２】
ＡＢＳ制御装置２８は、車速センサ３８及び車輪速度センサ４０と接続され、夫々から入力される車速信号及び車輪速度信号に基づいて、車両１０の走行安全性を損なう制動時の車輪ロックを検知し、車輪１４ａ〜１４ｄのうち車輪ロックによりスリップを起こしているものの制動力を適宜調節してスリップを解消する。ＡＢＳ制御装置２８は、スリップを解消する動作を行った場合には、車両制御装置２０にその旨のＡＢＳ作動信号を出力する。
【００２３】
ここで、車輪１４ａ〜１４ｄのスリップは、制動力が車輪１４ａ〜１４ｄと路面１６との間に生じる摩擦力より大きい場合に起こると考えられるので、可動空力装置１８を駆動制御して車輪１４ａ〜１４ｄの接地圧を高めてやることにより、ＡＢＳ制御装置２８によるスリップ解消の動作を支援することができる。
【００２４】
ＥＳＣ制御装置３０は、車輪速度センサ４０、運転者が操作するステアリングホイールの回転角（舵角）を検出する舵角センサ３４、車両１０の旋回方向への回転角の変化速度を検出するヨーレートセンサ３０ａ、及び、車両１０の進行方向の加速度を検出する加速度センサ３０ｂと接続され、夫々から入力される車輪速度信号、舵角信号、ヨーレート信号及び加速度信号に基づいて、車両１０の走行安全性を損なう旋回時の横滑りを検知し、車輪１４ａ〜１４ｄのうち横滑りを起こしているものの制動力を適宜調節して横滑りを解消する。ＥＳＣ制御装置３０は、横滑りを解消する動作を行った場合には、車両制御装置２０にその旨のＥＳＣ作動信号を出力する。
【００２５】
ここで、車輪１４ａ〜１４ｄの横滑りは、車両１０の旋回動作により車輪１４ａ〜１４ｄに加わる遠心力が車輪１４ａ〜１４ｄと路面１６との間に生じる摩擦力より大きい場合に起こると考えられるので、可動空力装置１８を駆動制御して車輪１４ａ〜１４ｄの接地圧を高めてやることにより、ＥＳＣ制御装置３０による横滑り解消の動作を支援することができる。
【００２６】
変速機制御装置３２は、変速を行う変速機と、車速センサ３８（運転者の任意により変速比を選択する手動式変速機の場合には不要）と、エンジンの低回転速度域で変速させる省燃費変速モードとエンジンの高回転速度域で変速させるスポーツ変速モードとの少なくとも２つの変速モードのうちいずれかを設定入力する変速モード設定スイッチ（ＳＷ）３２ａと接続され、夫々から入力される変速比信号、車速信号及び変速モード設定信号に基づいて、変速機に対して変速を行うように指示する。また、変速機制御装置３２は、変速比信号及び変速モード設定信号を車両制御装置２０に出力する。
【００２７】
車両制御装置２０は、運転者によるブレーキペダルのＯＮ／ＯＦＦを検出するブレーキＳＷ３６と接続されるとともに、加速度センサ３０ｂ、舵角センサ３４及び車速センサ３８とも直接接続され、夫々から、ブレーキＯＮ／ＯＦＦ信号、加速度信号、舵角信号及び車速信号が入力される。
【００２８】
なお、前記の空転、スリップ及び横滑りは、いずれも車両１０の走行安全性を損なう要因を示す同義の用語として用いる。
図５は、車両制御装置２０が、車両１０の走行開始から停止まで所定時間Δｔごとに繰り返し実行する制御処理の内容の一例を示す。
【００２９】
ステップ１（図では「Ｓ１」と略記する。以下同様。）では、車両１０の推定車重Ｗが、所定値Ｗａ以下であるか（Ｗ≦Ｗａ）、所定値Ｗａより大きく且つ所定値Ｗｂ未満であるか（Ｗａ＜Ｗ＜Ｗｂ）、または、所定値Ｗｂ以上であるか（Ｗ≧Ｗｂ）、を判定する。ここで、所定値Ｗａは、可動空力装置１８を揚力設定にしても車輪１４ａ〜１４ｄの接地圧が十分確保されているために、車両１０が車輪１４ａ〜１４ｄの空転、スリップ及び横滑りを生じないと推定される車重の下限値である。また、所定値Ｗｂは、車輪１４ａ〜１４ｄの接地圧が不足しているため車両１０が車輪１４ａ〜１４ｄの空転、スリップ及び横滑りのうち少なくとも１つを生じると推定される車重の上限値である。
【００３０】
推定車重Ｗは、例えば、特開２００９−１６８７１５号公報に記載されているように、スロットル開度の異なる２つの状態における車輪トルクＴ及び加速度に基づいて、車輪トルクＴと加速度との夫々の変化量を求めて演算される。ここで、車輪トルクＴは、エンジン制御装置２４からの要求トルク信号と、変速機制御装置３２からの変速比信号に基づいて演算される。また、加速度は加速度センサ３０ｂからの加速度信号に基づいて演算される。
【００３１】
そして、推定車重Ｗが所定値Ｗａ以上であると判定された場合にはステップ３へ進み（Ｗ≧Ｗａ）、推定車重Ｗが所定値Ｗａより大きく且つ所定値Ｗｂ未満であると判定された場合にはステップ２へ進み（Ｗｂ＜Ｗ＜Ｗａ）、推定車重Ｗが所定値Ｗｂ以下である場合にはステップ１２へ進む（Ｗ≧Ｗｂ）。
【００３２】
ステップ２では、エンジン制御装置２４からの走行モード設定信号、及び、変速機制御装置３２からの変速モード設定信号に基づいて、運転者が車両１０を省燃費走行させる意図を有しているのか、スポーツ走行させる意図を有しているのか、あるいはその他の走行をさせる意図を有しているのかを判定する。
【００３３】
走行モード設定信号及び変速モード設定信号がいずれも省燃費走行を示す信号の組み合わせである場合には、運転者に省燃費走行の意図があると判定され、車輪１４ａ〜１４ｄの転がり抵抗を低減するために可動空力装置１８を揚力設定にできるか否かを更に判断すべく、ステップ３へ進む。
【００３４】
走行モード設定信号及び変速モード設定信号がいずれもスポーツ走行を示す信号の組み合わせである場合には、運転者にスポーツ走行の意図があると判定され、車輪１４ａ〜１４ｄの接地圧を高めて、車両１０の旋回性能、制動性能等を向上させるべくステップ１２へ進む。
【００３５】
走行モード設定信号及び変速モード設定信号が、前記以外の信号の組み合わせである場合には、運転者が省燃費走行あるいはスポーツ走行ではないその他の走行を意図しているものと判定して、ステップ１１へ進む。
【００３６】
なお、ステップ２において、走行モード設定信号及び変速モード設定信号の少なくとも１つが省燃費走行及びスポーツ走行のいずれか一方を示す信号である場合に、運転者に省燃費走行及びスポーツ走行のいずれかの意図があると判定してもよい。この場合、走行モード設定信号及び変速モード設定信号のうち、一方が省燃費走行を示す信号で、他方がスポーツ走行を示す信号である場合には、その他の走行を意図していると判定してもよい。
【００３７】
ステップ３では、車輪トルクＴが所定トルクＴａ未満であるか否かを判定する。所定トルクＴａは、乾燥した路面において駆動輪が空転して車両１０の走行安全性を損なうと推定されるため、駆動輪の接地圧を高める必要がある車輪トルクの閾値であり、車速に応じて増大する既定値である。そして、車輪トルクＴが所定トルクＴａ未満である場合には、駆動輪は空転しないと推定され、駆動輪の接地圧を高める必要がないので、揚力設定の可否判断を継続すべくステップ４へ進む（Ｙｅｓ）。一方、要求トルクＴが所定トルクＴａ以上である場合には、駆動輪が空転すると推定され、駆動輪の接地圧を高める必要があるので、揚力設定の可否判断を中止してステップ１２へ進む（Ｎｏ）。
【００３８】
ステップ４では、ＴＣＳ制御装置２６からのＴＣＳ作動信号に基づいて、車輪１４ａ〜１４ｄに空転が発生しているか否かを判定する。車輪１４ａ〜１４ｄに空転が発生していないと判定した場合には、車両１０の走行安全性は確保されているので、揚力設定の可否判断を継続すべくステップ５へ進む（Ｙｅｓ）。一方、車輪１４ａ〜１４ｄに空転が発生していると判定した場合には、車輪トルクＴが所定トルクＴａ未満でも車輪１４ａ〜１４ｄに空転が発生した要因を考慮して車両１０の走行安全性を確保すべく、揚力設定の可否判断を中止してステップ８へ進む（Ｎｏ）。
【００３９】
ステップ５では、舵角センサ３４からの舵角信号に基づいて、車両１０が旋回しているか否かを判定する。車両１０が旋回していないと判定された場合には、車輪１４ａ〜１４ｄがスリップし難い状態であるので、揚力設定の可否判断を継続すべく、ステップ６へ進む（Ｙｅｓ）。一方、車両１０が旋回していると判定された場合には、車輪１４ａ〜１４ｄがスリップし易い状態であるので、揚力設定の可否判断を中止してステップ９へ進む（Ｎｏ）。
【００４０】
ステップ６では、ブレーキＳＷ３６からのブレーキＯＮ／ＯＦＦ信号に基づいて、車両１０が制動状態にあるか否かを判定する。車両１０が制動状態にないと判定された場合には、車輪１４ａ〜１４ｄがスリップし難い状態であるので、ステップ７へ進む（Ｙｅｓ）。一方、車両１０が制動状態にあると判定された場合には、車輪１４ａ〜１４ｄはスリップし易い状態であるので、揚力設定の可否判断を中止してステップ１０へ進む（Ｎｏ）。
【００４１】
ステップ７では、可動空力装置１８を揚力設定にすべく、駆動回路２２に対してアクチュエータ１８ｅを駆動するように指示する制御信号を出力する。可動空力装置１８が、既に揚力設定となっている場合には、アクチュエータ１８ｅを駆動せず現在の状態を保持するように指示する制御信号を出力する。
【００４２】
ステップ８では、車輪トルクＴが所定トルクＴｂ以上であるか否かを判定する。ここで、所定トルクＴｂは、空転したときの路面１６が空転し易い状態であるか否かを画する閾値であり、車速に応じて増大する規定値である。
【００４３】
所定トルクＴｂについてより詳しく言えば、車輪トルクＴが所定トルクＴｂ以上であれば、空転したときの路面１６が、例えば、降雨などに起因して濡れているなど、乾燥した路面１６よりも空転し易い状態にあることを意味する。一方、車輪トルクＴが所定トルクＴｂ未満であれば、空転したときの路面１６が、例えば、積雪、凍結又は未舗装など、所定トルクＴｂ以上の車輪トルクＴで空転した場合よりも更に空転し易い状態にあることを意味する。
【００４４】
そして、車輪トルクＴが所定トルクＴｂ以上である場合には、路面１６は空転し易い状態にはあるが、ＴＣＳ制御装置２６による空転解消の動作だけで対応できると考えられるので、積極的に車輪１４ａ〜１４ｄの接地圧を高める必要性はないと判断してステップ１１へ進む（Ｙｅｓ）。一方、車輪トルクＴが所定トルクＴｂ未満である場合には、路面１６は、所定トルクＴｂ以上の車輪トルクＴで空転した場合よりも更に空転し易い状態であるので、車両１０の走行安全性を確保すべく、ステップ１２へ進む（Ｎｏ）。
【００４５】
ステップ９では、ＥＳＣ制御装置３０からのＥＳＣ作動信号に基づいて、車両１０に横滑りが発生しているか否かを判定する。車両１０に横滑りが発生していないと判定された場合には、車両１０の走行安全性は確保されているが、車輪１４ａ〜１４ｄがスリップし易い状態にあるので、ステップ１１へ進む（Ｙｅｓ）。一方、車両１０に横滑りが発生していると判定された場合には、車両１０の走行安全性を直ちに確保する必要がある状態なので、ステップ１２へ進む（Ｎｏ）。
【００４６】
ステップ１０では、ＡＢＳ制御装置２８からのＡＢＳ作動信号に基づいて、車輪１４ａ〜１４ｄにスリップが発生しているか否かを判定する。車輪１４ａ〜１４ｄにスリップが発生していないと判定された場合には、車両１０の走行安全性は確保されているが、車輪１４ａ〜１４ｄがスリップし易い状態にあるので、ステップ１１へ進む（Ｙｅｓ）。一方、車輪１４ａ〜１４ｄにスリップが発生していると判定された場合には、車両１０の走行安全性を直ちに確保する必要がある状態なので、ステップ１２へ進む（Ｎｏ）。
【００４７】
ステップ１１では、可動空力装置１８を中立設定にすべく、ステップ７と同様に、駆動回路２２に対して制御信号を出力する。可動空力装置１８が、既に中立設定となっている場合には、ステップ７と同様に、現在の状態を保持するように指示する制御信号を出力する。
【００４８】
また、ステップ１１において、ステップ８で車輪トルクＴが所定トルクＴｂ以上であると判定された場合には、路面１６は、例えば、降雨などに起因して濡れているなど、乾燥した路面１６よりも空転し易い状態であるので、可動空力装置１８を誤って揚力設定にしないように、本制御処理が終了するまで強制的に中立設定に保持する。
【００４９】
ステップ１２では、可動空力装置１８をダウンフォース設定にすべく、ステップ７と同様に、駆動回路２２に対して制御信号を出力する。可動空力装置１８が、既にダウンフォース設定となっている場合には、ステップ７と同様に、ダウンフォース設定を保持するように指示する制御信号を出力する。
【００５０】
また、ステップ１２において、ステップ８で車輪トルクＴが所定トルクＴｂ未満であると判定された場合には、路面１６は、例えば、積雪、凍結又は未舗装など、降雨などに起因して濡れている路面よりも更に空転し易い状態であるので、可動空力装置１８を誤って揚力設定や中立設定にしないように、本制御処理が終了するまで強制的にダウンフォース設定に保持する。
【００５１】
なお、ステップ１２において、車両制御装置２０が、ＴＣＳ制御装置２６、ＡＢＳ制御装置２８及びＥＳＣ制御装置３０からスリップ解消動作のための制御量を入力するように構成されている場合には、ダウンフォース設定における空力板１８ａの回動角度が、この制御量に応じて適宜変更されてもよい。これにより、ＴＣＳ制御装置２６、ＡＢＳ制御装置２８及びＥＳＣ制御装置３０におけるスリップ解消動作の支援には大きすぎる接地圧を車輪に加えることが抑制され、燃費向上にも資する。
【００５２】
このような車両制御装置２０によれば、ＴＣＳ制御装置２６、ＡＢＳ制御装置２８及びＥＳＣ制御装置３０と協働して、車輪１４ａ〜１４ｄにおけるスリップ状態又はスリップ可能性を判定することで、車両１０の走行安全性が確保されているか否かを判断している。そして、車両１０の走行安全性が確保されていないと判断された場合には、可動空力装置１８を駆動制御してダウンフォース設定にする。また、車両１０の走行安全性が確保されている場合には揚力設定となるように、車両１０の走行安全性が確保されている場合であっても車輪１４ａ〜１４ｄがスリップし易い状態である場合には中立設定となるように、夫々、可動空力装置１８を駆動制御する。
【００５３】
このため、車両制御装置２０は、車両１０の減速、制動及び旋回時でも、車輪１４ａ〜１４ｄがスリップを起こしていなければ、又は起こすと推定されなければ、可動空力装置１８を直ちにダウンフォース設定にしないので、その分、車輪１４ａ〜１４ｄの接地圧が高くならず、これにより、車輪１４ａ〜１４ｄの転がり抵抗を減少させることができる。
【００５４】
したがって、車両制御装置２０によれば、直線路を高速走行する頻度よりも、減速、制動及び旋回など走行状態が変化する頻度が高い乗用車などの車両であっても、車両１０の走行安全性を確保しつつ、燃費の向上やタイヤの磨耗低減を図ることができる。
【００５５】
なお、前述の車両制御装置２０が実行する制御処理の各ステップは、例えば、車両１０の車速が極めて低速である場合や、車重が極めて重い場合など、車両１０の走行安全性を確保できることが明らかな場合には、必ずしも全てを実行しなくてもよい。
【００５６】
次に、第２実施形態に係る車両制御装置について説明する。なお、第１実施形態と同一の構成については、同一符号を付すことでその説明を省略又は簡潔にする。
図６は、第２実施形態における可動空力装置の一例を示す。
【００５７】
車両１０の底面１２には、左前輪１４ａと右前輪１４ｂに挟まれた部位に左右一対の第１可動空力装置４２ａ及び第２可動空力装置４２ｂと、左後輪１４ｃと右後輪１４ｄに挟まれた部位に左右一対の第３可動空力装置４２ｃ及び第４可動空力装置４２ｄと、からなる可動空力装置４２が取り付けられており、可動空力装置４２ａ〜４２ｄは、夫々、第１実施形態の可動空力装置１８と同一の構成を備えている。また、可動空力装置４２ａ〜４２ｄは、夫々、コンピュータを内蔵した車両制御装置４４により、駆動回路２２を介して独立に駆動制御される。
【００５８】
また、車両制御装置４４には、ＴＣＳ制御装置２６、ＡＢＳ制御装置２８及びＥＳＣ制御装置３０から、スリップ解消動作時の制御対象となる車輪を特定する車輪特定信号が更に入力される。
【００５９】
次に、車両制御装置４４による制御処理を、図５を参照して説明する。
ステップ１２では、ＴＣＳ作動により空転している（ステップ４）、ＥＳＣ作動により横滑りしている（ステップ９）、又はＡＢＳ作動によりスリップしている（ステップ１０）と判定されたため、可動空力装置４２をダウンフォース設定にすべく、駆動回路２２に対してアクチュエータを駆動するように指示する制御信号を出力する。
【００６０】
ここで、車両制御装置４４は、ＴＣＳ制御装置２６、ＡＢＳ制御装置２８又はＥＳＣ制御装置３０からの車輪特定信号に基づいて、可動空力装置４２のうち、スリップ解消動作時の制御対象となっている車輪に最も近いものをダウンフォース設定にすべく駆動制御する。例えば、横滑り制御装置において、左前輪１４ａを制御対象としている場合には、車両制御装置４６は、左前輪１４ａに最も近い第１可動空力装置４２ａを駆動制御してダウンフォース設定にする。
【００６１】
なお、車両制御装置４４が、ＴＣＳ制御装置２６、ＡＢＳ制御装置２８及びＥＳＣ制御装置３０からスリップ解消動作のための制御量を入力するように構成されている場合には、ダウンフォース設定における空力板の回動角度が、これらの制御量に応じて適宜変更されてもよい。これにより、ＴＣＳ制御装置２６、ＡＢＳ制御装置２８及びＥＳＣ制御装置３０におけるスリップ解消動作の支援には大きすぎる接地圧を車輪に加えることが抑制され、燃費の向上にも資する。
【００６２】
第２実施形態の車両制御装置４４によれば、ＴＣＳ制御装置２６、ＡＢＳ制御装置２８又はＥＳＣ制御装置３０からの車輪特定信号に基づいて、可動空力装置４２のうち、スリップ解消動作の制御対象となる車輪に最も近いものを駆動制御してダウンフォース設定にしている。このため、制御対象となっている車輪の接地圧を高めることができるので、ＴＣＳ制御装置２６、ＡＢＳ制御装置２８又はＥＳＣ制御装置３０によるスリップ解消動作の支援効果が高まり、車両１０の走行安全性を一層向上させることができる。
【００６３】
前述の第１及び第２実施形態において、車両制御装置２０又は４４には、車両１０の速度を運転者が設定した速度に自動的に制御する自動速度制御装置を接続してもよい。自動速度制御装置は、運転者が車両１０の速度を設定した場合に、設定した旨の自動速度設定信号を車両制御装置２０又は４４に出力するように構成される。そして、自動速度制御の設定を行った場合には、車両制御装置２０又は４４の制御処理において、ステップ２で運転者が車両１０を省燃費走行させる意図があると判定してもよい。
【００６４】
前述の第１及び第２実施形態において、車両制御装置２０又は４４は、車両制御系の故障を検出できるように構成されてもよい。このような構成において、車両制御装置２０又は４４が、例えば、ＴＣＳ制御装置２６、ＡＢＳ制御装置２８又はＥＳＣ制御装置３０の故障を検出した場合には、可動空力装置１８又は４２を強制的にダウンフォース設定にするように制御してもよい。これにより、スリップ状態を判定できない場合であっても、車輪１４ａ〜１４ｄの接地圧を高めて車両１０の走行安全性を確保することが可能となる。ただし、高速走行時などにおいて、突然ダウンフォース設定となるとかえって車両１０の走行安全性が低下する場合もあるので、可動空力装置１８又は４２のダウンフォース設定における空力板１８ａの回動角度を、車速に応じて変更するようにしてもよい。
【００６５】
また、可動空力装置１８又は４２は、空力板１８ａを中立設定の位置へ常時付勢する付勢装置を備えてもよい。これにより、アクチュエータ１８ｅが動力を発生できなくなる故障を車両制御装置２０又は４４が検出した場合でも、可動空力装置１８又は４４が自動的に中立設定になるので、車両１０の走行安全性を確保することができる。
【００６６】
前述の第１及び第２実施形態において、車両制御装置２０又は４４の制御処理には、車両１０に対する横風などの突風による横滑りを考慮して揚力設定の可否判断を行うべく、車両１０が旋回しているか否かにかかわらず、横滑りがあるか否かを判定してもよい。これにより、車両１０の走行安全性を更に考慮しつつ、揚力設定の可否判断を行うことができる。
【００６７】
前述の第２実施形態において、車両制御装置４４は、車両１０が旋回していると判定された場合に、旋回中心側の内輪とその反対側の外輪との間の接地圧差を縮小するように、ステアリングホイールの舵角に応じて可動空力装置４２を駆動制御してもよい。具体的には、車両１０が、例えば、左方向に旋回していると判定された場合、接地圧が高くなる外輪１４ｂ及び１４ｄに、夫々、最も近い第２可動空力装置４２ｂ及び第４可動空力装置４２ｄを揚力設定とし、接地圧が低くなる内輪１４ａ及び１４ｃに、夫々、最も近い第１可動空力装置４２ａ及び第３可動空力装置４２ｃをダウンフォース設定とする。この場合、揚力設定及びダウンフォース設定における空力板の回動角度は、ステアリングホイールの舵角に応じて適宜設定されてもよい。これにより、内輪と外輪との接地圧差を縮小することができる。
【００６８】
また、車両制御装置４４は、車両１０が制動状態にあると判定された場合に、前輪１４ａ及び１４ｂと後輪１４ｃ及び１４ｄとの間の接地圧差を縮小するように、例えば、ＡＢＳ制御装置２８から入力された車輪の回転減速度などに応じて可動空力装置４２を駆動制御してもよい。具体的には、車両１０が制動状態にあると判定された場合、接地圧が高くなる前輪１４ａ及び１４ｂに、夫々、最も近い第１可動空力装置４２ａ及び第２可動空力装置４２ｂを揚力設定とし、接地圧が低くなる後輪１４ｃ及び１４ｄに、夫々、最も近い第３可動空力装置４２ｃ及び第４可動空力装置４２ｄをダウンフォース設定とする。この場合、揚力設定及びダウンフォース設定における空力板の回動角度は、車輪の回転減速度の大きさに応じて適宜設定されてもよい。これにより、前輪と後輪との接地圧差を縮小することができる。このような車両制御装置４４による制御は、車両１０の加速及び減速時でも可能である。
【００６９】
ここで、前記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
【００７０】
（イ）車輪のスリップ状態又はその可能性を判定する手段は、駆動輪に空転が発生しているか否かを判定し、前記手段により空転が発生していると判定された場合には、前記車両に伝達する力が上方向に加わることを禁止するように前記可動空力部材を制御することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の車両制御装置。
【００７１】
このようにすれば、駆動力が駆動輪と路面との間に生じる摩擦力よりも大きい場合に起こると考えられる駆動輪の空転に対して、車輪の接地圧を高めて摩擦力を増大させることができる。このため、駆動輪の空転が解消されやすくなる。また、駆動輪の空転を解消するためＴＣＳなどのシステムの働きを支援することも可能となる。
【００７２】
（ロ）車輪のスリップ状態又はその可能性を判定する手段は、制動時の車輪ロックによるスリップが発生しているか否かを判定し、前記手段により前記スリップが発生していると判定された場合には、前記可動空力部材を、前記車両に伝達する力が下方向になるように設定することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の車両制御装置。
【００７３】
このようにすれば、制動力が車輪と路面との間に生じる摩擦力より大きい場合に起こると考えられる制動時の車輪ロックによるスリップに対して、車輪の接地圧を高めて摩擦力を増大させることができる。このため、車輪ロックによるスリップが解消されやすくなる。また、車輪ロックによるスリップを解消するためのＡＢＳなどのシステムの働きを支援することも可能となる。
【００７４】
（ハ）車輪のスリップ状態又はその可能性を判定する手段は、車両の横滑りが発生しているか否かを判定し、前記手段により前記横滑りが発生していると判定された場合には、前記可動空力部材を、前記車両に伝達する力が下方向になるように設定することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の車両制御装置。
【００７５】
このようにすれば、車両の旋回動作又は横風などの突風により車輪に加わる遠心力などが車輪と路面との間に生じる摩擦力より大きい場合に起こると考えられる車輪の横滑りに対して、車輪の接地圧を高めて摩擦力を増大させることができる。このため、車輪の横滑りが解消されやすくなる。また、車輪の横滑りを解消するためのＥＳＣなどのシステムの働きを支援することも可能となる。
【００７６】
（ニ）車輪のスリップ状態又はその可能性を判定する手段は、駆動輪に加わるトルクが第１の所定値未満であるか否かを判定し、前記手段により、前記トルクが第１の所定値以上であると判定された場合には、前記可動空力部材を、前記車両に伝達する力が下方向になるように設定することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の車両制御装置。
【００７７】
このようにすれば、駆動輪の空転発生を推定することが可能となり、駆動輪が実際に空転する前に、車輪の接地圧を高めるべく可動空力部材を設定することができるので、車両の走行安全性を一層向上させることができる。
【００７８】
（ホ）空転が発生したときの駆動輪に加わるトルクが第２の所定値以上であるか否かを更に判定し、前記トルクが前記第２の所定値未満である場合には、前記可動空力部材を、前記車両に伝達する力が下方向になるように設定し、前記第２の所定値以上である場合には、前記可動空力部材を、前記車両に伝達する力が０に近づくように設定することを特徴とする（イ）に記載の車両制御装置。
【００７９】
このようにすれば、駆動輪の空転が発生したときに、直ちに、可動空力部材の設定を変更するのではなく、空転したときの駆動輪に加わるトルクの大小により路面の滑りやすさなどを推定して可動空力部材を設定することができる。このため、車輪の接地圧を高める必要がない場合には、車両に伝達する力が０に近づくように可動空力部材を設定して、転がり抵抗の増加を抑制し、燃費を向上させることが可能となる。
【００８０】
（へ）前記手段により前記スリップ又は前記横滑りが発生していないと判定された場合には、前記可動空力部材を、前記車両に伝達する力が０に近づくように設定することを特徴とする（ロ）又は（ハ）に記載の車両制御装置。
【００８１】
このようにすれば、車両の制動、旋回時や車両が横風などの突風を受けているとき、スリップや横滑りが発生していないため車両に伝達する力を下方向にするほどではないが、車両に伝達する力を上方向にするには車両が不安定な場合において、バランスのよい設定にすることができる。このため、車両の走行安全性を確保しつつ燃費の向上を図ることができる。
【符号の説明】
【００８２】
１０…車両、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ及び１４ｄ…車輪、１８、４２…可動空力装置、１８ａ…空力板、１８ｄ…取付ステイ、１８ｅ…アクチュエータ、１８ｆ…第１アーム、１８ｇ…第２アーム、２０…車両制御装置、２２…駆動回路、２４…エンジン制御装置、２６…ＴＣＳ制御装置、２８…ＡＢＳ制御装置、３０…ＥＳＣ制御装置
【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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