JP2014069750A - 車両 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の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１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、走行状態に応じてワイヤ４２の張力を調整し、車体１の剛性を変化させる。ワイヤ４２は、少なくとも一端が、車体１を構成する複数の骨格部材の間の車体１に取り付けられた状態で、複数の骨格部材の間で架け渡されて、走行中に複数の骨格部材の間に生じ得る、走行状態に応じた車体の歪みを制御する。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動車などの車両に関する。

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。
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、車体の剛性を向上させることが考えられる。

特開２００５−２６２９５１号公報

しかしながら、車体は、一般的に複数の骨格部材を連結して剛性を得ている。そのため、かならずしも所望の剛性が得られているわけではない。
たとえばルーフは、一般的に、車体の左右両側の一対のルーフサイドレールを、車体の左右方向に延在させた複数のルーフクロスメンバにより連結する構造である。一対のルーフサイドレールを複数のルーフクロスメンバにより連結した四角形構造部により、ループとしての強度を得ている。
このルーフの四角形構造部は、たとえば前後方向の力が左右均等に作用する場合には強度を得やすいが、斜め方向の力については変形し易い。ルーフには、たとえばコーナリング中に斜め方向の力が作用する。ルーフの角形構造部は、コーナリング中の荷重により撓んだり、捩れたりし易くなる可能性がある。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。
このような事情は、ルーフに限られない。車体のその他の多角形構造部においても、高い操作応答性や操舵安定性を実現できる剛性に作り込むことは容易なことではない。

このように、車両は、車体の多角形構造部の剛性を改善し、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。

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、走行状態に応じてワイヤの張力を調整して、車体の剛性を変化させるアクチュエータと、を有し、車体は、複数の骨格部材が四角またはそれ以上の角数の多角形に組まれた多角形構造部を有し、ワイヤは、多角形構造部の対角の間で架け渡されて、走行中に多角形構造部に生じ得る、走行状態に応じた車体の歪みを制御する。

好適には、多角形構造部は、車体のルーフに形成される、とよい。

好適には、多角形構造部は、四角形であり、対角の間に一対のワイヤが架け渡され、一対のワイヤの交差位置において一対のワイヤに架けられる動滑車を有し、アクチュエータは、動滑車を一対のワイヤの交差位置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。

本発明では、車体に取り付けられるワイヤは、車体を構成する複数の骨格部材が四角またはそれ以上の角数の多角形に組まれた多角形構造部の対角の間に架け渡される。アクチュエータは、ワイヤの張力を走行状態に応じて調整し、車体の剛性を走行状態に応じて変化させる。該多角形構造部の間の剛性を高め、車体の歪みを抑えることができる。多角形構造部が歪み難くなるため、車体も全体的に歪み難くなる。車体の剛性を走行状態に応じて高めて、車体に望まれる高い走行性能を実現できる。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る。

本発明の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１の車体を斜め下方から見た斜視図である。 車体の剛性制御装置の一例を示すブロック図である。 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。 車体の他の多角形構造部についての、ワイヤの取付例を示す説明図である。 車体の他の多角形構造部についての、ワイヤの取付例を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参酌して説明する。

図１および図２は、本発明の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。

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の前端が連結される。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。

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。

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。

しかしながら、車体１は、一般的に複数の骨格部材を連結して剛性を得ている。そのため、かならずしも所望の剛性が得られているわけではない。
たとえばルーフは、一般的に、車体１の左右両側の一対のルーフサイドレール２５を、車体の左右方向に延在させた複数のルーフクロスメンバ２６により連結する構造である。一対のルーフサイドレール２５を複数のルーフクロスメンバ２６により連結した四角形構造部により、ループとしての強度を得ている。
このルーフの四角形構造部は、たとえば前後方向の力が左右均等に作用する場合には強度を得やすいが、斜め方向の力については変形し易い。ルーフには、たとえばコーナリング中に斜め方向の力が作用する。ルーフの角形構造部は、コーナリング中の荷重により撓んだり、捩れたりし易くなる可能性がある。この車体１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。
このような事情は、ルーフに限られない。車体のその他の多角形構造部においても、高い操作応答性や操舵安定性を実現できる剛性に作り込むことは容易なことではない。
その結果、車体は、走行中に歪む可能性がある。

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の多角形構造部の剛性を補強する。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の多角形構造部の剛性を走行状態に対して適応的に変化できる。車体１の多角形構造部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自体の剛性バランスによる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多角形構造部を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。

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に連結される複数のワイヤ４２、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。
なお、ワイヤ４２を直線的に配置できない場合、ワイヤ４２が架けられる滑車、リブなどのガイド部材を使用してもよい。

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。車体１は前後方向または左右方向から衝突する。ワイヤ４２は、たとえば車体１の前後方向または左右方向に沿って設ければよい。
図３のワイヤ４２の両端は、車体１に取り付けられる。ここでは、前後一対のルーフサイドレール２５は、一対のルーフサイドレール２５により連結される。四角形構造部を構成している。一対のワイヤ４２は、四角形構造部の一対の対角の間に架け渡される。一対のワイヤ４２の交差位置には、動滑車４５が架けられる。
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てよい。

なお、車体１に対するワイヤ４２の取り付け方は、図３に限られない。ワイヤ４２は、たとえばその一端が骨格部材に取り付けられ、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る。図１の車体１の場合、骨格部材６１としてのフロントサイドメンバ１６とフロントアッパメンバ２０との間に取り付けた板金の貫通孔３０である。
複数のワイヤ４２は、四角形構造部の対角となる、複数の骨格部材６１の結合部６４の間に架け渡される。ワイヤ４２は、たとえば骨格部材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の両端は、直接的にまたは間接的に車体１に取り付けられる。ワイヤ４２は、車体１の複数の取付位置の間に架け渡される。ワイヤ４２は、たとえば対向する又は連結される一対の骨格部材６１の中央部６５の間に架け渡せばよい。
このように車体１についての四角形構造部の対角の間にワイヤ４２を架け渡すことにより、四角形構造部の剛性が向上し、車体１の剛性が向上し、車体１が歪み難くなる。

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。
ワイヤ４２の張力をアクチュエータ４７により調整することにより、走行中の車体１に対して走行状態に応じた張力を作用させることができる。これに対し、ワイヤ４２の張力を固定した場合、ワイヤ４２は常に一定の張力を車体１に与える。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ている。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、車体自体で予定していた本来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変化しただけでも、大きく変化することがある。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、走行状態に応じた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、複数のワイヤ４２に対して交差位置で架けられる。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。たとえばアクチュエータ４７にワイヤ４２の一端が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の骨格部材などに対して、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の張力に応じた伸縮により変形し、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。

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。

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。
コントローラ４８は、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おいて、図５の剛性制御を実行する。

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、車体１に取り付けられたカメラにより車両の周囲または前方を撮像し、その撮像画像中の物体との衝突可能性を予測し、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衝突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。

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、運転支援装置５３から取得した、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。
たとえば、危険予測情報が衝突を予測している場合、コントローラ４８は、衝突可能性ありと判断する。危険予測情報が衝突を予測していない場合、コントローラ４８は、衝突可能性なしと判断する。

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の張力変動を起こさせないまま解放できる。
これに対し、仮にたとえば、剛性の制御ルーチン外で衝突判断をして張力を解放する制御を実行した場合、ワイヤ４２の張力を解放するタイミングによっては、まず、剛性の制御ルーチンによりワイヤ４２の張力が変化し、その後に、ワイヤ４２の張力が解放される可能性がある。衝突を回避する期間中にワイヤ４２の張力が変動し、衝突直前に車体１に不要な挙動が起こる可能性がある。

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。

次に、ステップＳＴ４からＳＴ６の制御について、具体例を説明する。
コントローラ４８は、車体の挙動情報として、ビークルダイナミクスコントロールの動作状態またはマグネティックライドサスペンションのダンパ制御情報を取得する。また、車体への操作入力情報として、アクセル開度、ブレーキ操作、またはステアリング舵角の情報を取得する。また、走行経路の予測情報として、車外の撮像画像、ナビ情報、または交通情報を取得する。

コントローラ４８は、取得した情報に基づいて、車両の走行状態を判断する。
走行状態には、たとえば加速状態、減速状態、停止状態、旋回状態または速度域がある。
コントローラ４８は、車両自体の走行状態がいずれの状態であるか否かを判断する。コントローラ４８は、取得したビークルダイナミクスコントロールの動作状態、マグネティックライドサスペンションのダンパ制御情報、アクセル開度情報、ブレーキ操作情報、またはステアリング舵角情報に基づいて、加速状態、減速状態、停止状態、旋回状態または速度域を判断する。

また、コントローラ４８は、取得した車外の撮像画像、ナビ情報、または交通情報に基づいて、走行する道路の状態を判断する。
最後に、コントローラ４８は、判断した車体自体の走行状態と、判断した走行する道路の状態とに基づいて、車体１に作用する外力に対応する張力を演算して取得する。
このように、コントローラ４８は、単に車体自体の走行状態だけでなく、走行する道路の状態を勘案して、最終的な走行状態を判断する。最終的な走行状態は、走行する道路の状態に応じて異なる。

そして、判断した走行状態が前回のものから変化している場合、コントローラ４８は、制御信号を更新する。これにより、ワイヤ４２の張力は変化する。
また、判断した走行状態が前回と同じである場合、コントローラ４８は、制御信号を更新しない。コントローラ４８は、前回の制御信号を出力し続ける。ワイヤ４２の張力は、前回のままに維持される。

以上のように、本実施形態では、車体１に取り付けられるワイヤ４２は、車体１を構成する複数の骨格部材が四角に組まれた多角形構造部の対角の間に架け渡される。アクチュエータ４７は、ワイヤ４２の張力を走行状態に応じて調整し、車体１の剛性を走行状態に応じて変化させる。該多角形構造部の間の剛性を高め、車体１の歪みを抑えることができる。車体１の多角形構造部での歪みが抑えられるため、車体１も全体的に歪み難くなる。車体１の剛性を走行状態に応じて高めて、車体１に望まれる高い走行性能を実現できる。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る。

特に、本実施形態では、車体１のルーフの四角形構造部について、その四角形構造部の一対の対角の間に一対のワイヤ４２を架け渡す。これにより、仮にたとえばルーフを板金などで補強した場合と比べて、ルーフの重さの増加を抑えつつ、ルーフの剛性を向上できる。
また、一対のワイヤ４２に動滑車を架け、アクチュエータ４７が、動滑車を一対のワイヤ４２の交差位置に押し付ける方向へ移動させることにより、１つのアクチュエータ４７で、四角形構造部の一対の対角の間に、同じ張力を作用させることができる。四角形構造部の強度バランスを維持しながら、四角形構造部の強度を全体的に高めることができる。

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。

上記実施形態では、ワイヤ４２は、ルーフの四角形構造部の対角の間に架け渡される。
この他にもワイヤ４２は、五角形以上の多角形構造部の対角の間に架け渡してよい。
また、車体１のルーフ以外の部分に多角形構造部を形成し、この多角形構造部の対角の間に複数のワイヤ４２を架け渡してよい。
図６は、車体１の他の多角形構造部についての、ワイヤ４２の取付例を示す説明図である。図６は、乗車室の前面を前方から見た図である。図６では、フロアパネル１１の左右両端と、ダッシュボード１５の左右両端とが、一対のＡピラー１９により連結されている。この四角形構造部の対角の間に一対のワイヤ４２を架け渡してよい。
図７は、車体１の他の多角形構造部についての、ワイヤ４２の取付例を示す説明図である。図７は、乗車室の後面を後方から見た図である。図７では、フロアパネル１１の左右両端と、ルーフクロスメンバ２６の左右両端とが、一対のＢピラー２７により連結されている。この四角形構造部の対角の間に一対のワイヤ４２を架け渡してよい。
これらの変形例においても、一対のワイヤ４２の張力を走行状態に応じて調整することにより、車体１の多角形構造部での歪みを抑え、車体１に望まれる高い走行性能を実現できる。

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。

１ 車体
４１ 剛性制御装置
４２ ワイヤ
４７ アクチュエータ
４８ コントローラ（制御部）
４９ 張力検出部
５０ 情報源機器
５１ 走行制御装置
５２ ナビゲーション装置
５３ 運転支援装置
５４ 通信装置
６４ 結合部

Claims (3)

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、
   走行状態に応じて前記ワイヤの張力を調整して、前記車体の剛性を変化させるアクチュエータと、
   を有し、
   前記車体は、複数の骨格部材が四角またはそれ以上の角数の多角形に組まれた多角形構造部を有し、
   前記ワイヤは、
   前記多角形構造部の対角の間で架け渡されて、走行中に前記多角形構造部に生じ得る、走行状態に応じた前記車体の歪みを制御する、
   車両。
2. 前記多角形構造部は、前記車体のルーフに形成される、
   請求項１記載の車両。
3. 前記多角形構造部は四角形であり、前記四角形の対角の間に一対のワイヤが架け渡され、
   前記一対のワイヤの交差位置において前記一対のワイヤに架けられる動滑車を有し、
   前記アクチュエータは、前記動滑車を前記一対のワイヤの交差位置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または２記載の車両。
   

Images