JP2019010916A - 車両安定化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走行安定性を確保できる車両安定化装置を提供する。【解決手段】車両安定化装置１０は、ルーフパネル３に形成されたルーフ開口部４を開口および閉止するスライディングルーフ１１と、スライディングルーフ１１を車両前後方向に変位させる駆動源と、車両１の挙動に関する車両挙動情報を取得し、車両挙動情報に応じて駆動源を制御する制御部と、を備える。車両挙動情報は、車両１の速度に関する情報を含む。制御部は、車両１の速度に応じてスライディングルーフ１１の車両前後方向における位置を設定する。【選択図】図４

Description

本発明は、車両安定化装置に関するものである。

自動車は、前輪および後輪の接地荷重の比率が所定の比率となるように、重心位置を設定している。しかしながら、車両の高速走行時には、車体上面に沿って流れる空気は、フロントガラスに沿って流れた後、車体から剥離するので、ルーフおよびリアガラスの上方に負圧が発生する。その結果、車両後部に揚力が作用し、特に後輪の接地荷重が低下する場合がある。

そこで、車体に空力部材を設けることによりダウンフォースを生じさせ、高速走行時の接地荷重を確保する方法がある。例えば特許文献１には、車幅方向に長手とされ、車体のルーフ上に前後方向にスライド可能に支持されると共に車両走行に伴って生じる空気流に対する迎え角が可変である翼部と、翼部を車体に対し前後方向に駆動するための前後駆動装置と、翼部の迎え角を変更するための迎え角調節装置と、少なくとも１つの車両走行状態に対応する信号を出力する走行状態検出手段と、翼部の前後方向の位置および迎え角が走行状態検出手段の出力信号に基づいて決定した位置および迎え角を取るように、前後駆動装置および迎え角調節装置を制御する制御装置と、を備えた車両用空力装置が記載されている。

特開２００６−１６８６３６号公報

しかしながら、上述したように高速走行時にはフロントガラスに沿って流れた空気が車体から剥離するので、上記従来技術ではルーフ上に設けられた翼部においてダウンフォースを十分に生じさせることができない可能性がある。したがって、従来技術においては、高速走行時の前後輪の接地荷重を最適化して、走行安定性を確保するという点で改善の余地がある。

そこで本発明は、走行安定性を確保できる車両安定化装置を提供するものである。

本発明の車両安定化装置（例えば、実施形態における車両安定化装置１０）は、ルーフパネル（例えば、実施形態におけるルーフパネル３）に形成されたルーフ開口部（例えば、実施形態におけるルーフ開口部４）を開口および閉止するスライディングルーフ（例えば、実施形態におけるスライディングルーフ１１）と、前記スライディングルーフを車両前後方向に変位させる駆動源（例えば、実施形態における駆動源１５）と、車両（例えば、実施形態における車両１）の挙動に関する車両挙動情報を取得し、前記車両挙動情報に応じて前記駆動源を制御する制御部（例えば、実施形態における制御部２１）と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、駆動源によりスライディングルーフを車両前後方向に変位させることで、車両の重心を車両前後方向に移動させることができる。これにより、車両の挙動に応じてスライディングルーフを後方に変位させて車両の重心を後方に移動させることで、後輪の接地荷重を大きくすることが可能になる。したがって、走行安定性を確保することができる車両安定化装置を提供できる。

上記の車両安定化装置において、前記車両挙動情報は、前記車両の速度に関する情報を含み、前記制御部は、前記車両の速度に応じて前記スライディングルーフの車両前後方向における位置を設定する、ことが望ましい。

本発明によれば、例えば高速走行時にスライディングルーフを後方に変位させて車両の重心を後方に移動させることが可能となる。したがって、高速走行時の前後輪の接地荷重を最適化して、走行安定性を確保することができる。

上記の車両安定化装置において、前記車両挙動情報は、前記車両の車幅方向の加速度に関する情報を含み、前記駆動源は、前記スライディングルーフを車幅方向に変位させ、前記制御部は、前記車両の車幅方向の加速度に応じて前記スライディングルーフの車幅方向における位置を設定する、ことが望ましい。

本発明によれば、旋回時に車両に作用する遠心力に応じて、スライディングルーフを車幅方向に変位させて車両の重心を車幅方向に移動させることができる。このため、旋回時に旋回方向に向けて車両の重心を移動させることで、旋回時に内輪の接地荷重を大きくすることが可能になる。したがって、走行安定性を確保することができる。

上記の車両安定化装置において、地図情報を保持するとともに自車両の位置を特定するナビゲーション装置（例えば、実施形態におけるナビゲーション装置１９）を備え、前記制御部は、自車両が走行する道路の曲率に関する情報を前記ナビゲーション装置から取得して、前記車両の車幅方向の加速度を算出する、ことが望ましい。

本発明によれば、制御部は、道路の曲率および車両の速度から、車両の車幅方向の加速度を算出することができる。このため、制御部は、車幅方向の加速度を検出する加速度センサを用いることなく、車両挙動情報として、車両の車幅方向の加速度に関する情報を取得することができる。

上記の車両安定化装置において、前記スライディングルーフよりも車室内側に設けられ、車室内から見て前記ルーフ開口部を遮蔽する閉塞位置と、車室内から見て前記ルーフ開口部を直接視認可能とする開放位置と、の間を移動可能に設けられたサンシェード（例えば、実施形態におけるサンシェード１３）を備え、前記サンシェードは、前記スライディングルーフが前記車両挙動情報に応じて変位する際に静止する、ことが望ましい。

本発明によれば、車両の挙動に応じてスライディングルーフが変位する際に、サンシェードがスライディングルーフに連動して変位することを防止できる。このため、乗員の意図しないタイミングで、走行風や雨滴等が車室内への流入することを抑制できるとともに、スライディングルーフの変位による車室内から見たルーフの見た目の変化を抑制できる。

上記の車両安定化装置において、前記スライディングルーフは、前記ルーフ開口部を開口する状態で、前記ルーフパネルに対して車両上下方向に離間している、ことが望ましい。

スライディングルーフがルーフ開口部を開口する際にルーフパネルから上方に突出すると、車両の走行時に車体の上面に沿って流れる空気は、スライディングルーフを避けるように流れて車体の上面から剥離しやすくなる。本発明によれば、スライディングルーフがルーフ開口部を開口する状態で、スライディングルーフとルーフパネルとの間に空気を流すことができる。このため、車体の上面からの空気の剥離が抑制され、車体の上方に発生する負圧が低減される。したがって、車両に揚力が作用して前後輪の接地荷重が低下することを抑制でき、走行安定性を確保することができる。

上記の車両安定化装置において、前記スライディングルーフの上面は、前記スライディングルーフが前記ルーフ開口部を開口する状態で、後端部（例えば、実施形態における後端部１１ａ）が前端部（例えば、実施形態における前端部１１ｂ）よりも上方に位置するように車両前後方向に対して傾斜している、ことが望ましい。

本発明によれば、車両の走行時にスライディングルーフの上面に沿って流れる空気を上方に向けて流し、その反力によりダウンフォースを発生させることができる。これにより、前後輪の接地荷重を大きくすることが可能になり、走行安定性を確保することができる。

本発明によれば、走行安定性を確保できる車両安定化装置を提供できる。

実施形態の車両安定化装置が搭載された車両の側面図である。 実施形態の車両安定化装置が搭載された車両の平面図である。 実施形態の車両安定化装置の構成を示すブロック図である。 実施形態の車両安定化装置が搭載された車両の側面図である。 実施形態の車両安定化装置が搭載された車両の平面図である。 実施形態の車両安定化装置が搭載された車両の平面図である。 実施形態の車両安定化装置の作用を説明する図であって、車両安定化装置が搭載された車両の側面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明における前後上下左右の向きは、特に記載が無ければ車両における前後上下左右の向きと同一とし、図中矢印ＵＰは上方、矢印ＦＲは前方、矢印ＬＨは左方をそれぞれ示している。なお、車両における左右方向は、車幅方向と同一である。

図１は、実施形態の車両安定化装置が搭載された車両の側面図である。図２は、実施形態の車両安定化装置が搭載された車両の平面図である。図３は、実施形態の車両安定化装置の構成を示すブロック図である。なお、図１および図２では、後述するスライディングルーフ１１がルーフパネル３のルーフ開口部４を閉止している状態を示している。

図１に示すように、車両安定化装置１０が搭載される車両１は、アウタースライディングサンルーフを有する、例えばクーペタイプの自動車である。図１から図３に示すように、車両安定化装置１０は、ルーフパネル３に形成されたルーフ開口部４を開口および閉止するスライディングルーフ１１と、スライディングルーフ１１を前後方向に変位させる駆動源１５と、車両１の挙動を検出する車両センサ１７と、地図情報を保持するとともに自車両の位置を特定するナビゲーション装置１９と、駆動源１５を制御する制御部２１と、を備えている。なお、以下では、ボディシェル（ルーフパネル３等）や各ガラス（フロントガラス５やリアガラス６等）、スライディングルーフ１１等を含み、車両１の外郭を形成する部材全体を車体２と称する。

図２に示すように、スライディングルーフ１１は、ルーフ開口部４の形状に対応する平面視矩形状に形成されている。本実施形態では、スライディングルーフ１１は、ガラスルーフである。スライディングルーフ１１は、例えばリンク機構やスライドレール等を介して、ルーフパネル３に対して変位可能に連結されている。

図４は、実施形態の車両安定化装置が搭載された車両の側面図である。図５および図６は、実施形態の車両安定化装置が搭載された車両の平面図である。なお、図４から図６では、スライディングルーフ１１がルーフ開口部４を開口している状態を示している。
図４から図６に示すように、スライディングルーフ１１は、ルーフパネル３に対して前後方向および左右方向に変位可能に設けられている。スライディングルーフ１１は、ルーフ開口部４を閉止する位置（図１および図２に示す位置。以下、閉止位置という。）から後方に向かって変位することで、ルーフ開口部４を開口する。図４に示すように、スライディングルーフ１１は、ルーフ開口部４を開口する少なくとも一状態、例えば最も後方に変位した状態において、左右方向から見てルーフパネル３に対して上下方向に離間している。また、スライディングルーフ１１の上面は、スライディングルーフ１１がルーフパネル３に対して上下方向に離間した状態において、後端部１１ａが前端部１１ｂよりも上方に位置するように前後方向に対して傾斜している。

スライディングルーフ１１よりも車室内側には、サンシェード１３が設けられている。サンシェード１３は、例えば遮光性を有する柔軟な部材により形成されている。サンシェード１３は、車室内から見てルーフ開口部４を遮蔽する閉塞位置と、車室内から見てルーフ開口部４を直接視認可能とする開放位置と、の間を、例えば前後方向に沿って移動可能に設けられている。つまり、サンシェード１３は、閉止位置にあるスライディングルーフ１１を閉塞位置において車室内から見て遮蔽し、閉止位置にあるスライディングルーフ１１を開放位置において車室内から直接視認可能とする。なお、直接視認可能な状態とは、閉止位置にあるスライディングルーフ１１の少なくとも一部がサンシェード１３に重ならずに車室内から見える状態である。サンシェード１３は、例えばルーフ開口部４よりも後方に設けられたロール等により巻き取り可能に形成されている。

図３に示すように、駆動源１５は、例えばモータ等である。駆動源１５は、スライディングルーフ１１をルーフパネル３（図１参照）に対して前後方向および左右方向に変位させる。

車両センサ１７は、自車両の速度を検出する車速センサや、加速度を検出する加速度センサ、鉛直軸回りの角速度を検出するヨーレートセンサ、タイヤの切れ角を検出する舵角センサ等を含む。

ナビゲーション装置１９は、例えば、自車両の位置を特定する受信機や、自車両の位置から乗員により設定された目的地までの経路を決定する経路決定部、地図情報を保持する記憶部等を備えている。記憶部が保持する地図情報は、道路の曲率に関する情報や、道路の勾配に関する情報を含んでいてもよい。

制御部２１は、車両１の挙動に関する車両挙動情報を取得する。車両挙動情報は、例えば、自車両の速度に関する情報（以下、車速情報という。）と、自車両の左右方向の加速度に関する情報（以下、左右加速度情報という。）と、を含む。制御部２１は、車両挙動情報に応じて駆動源１５を制御する。

制御部２１は、車速情報を車両センサ１７の車速センサから取得する。制御部２１は、車速情報、および車両センサ１７のヨーレートセンサから取得した角速度の情報に基づいて遠心加速度を算出し、左右加速度情報を取得する。なお、制御部２１は、左右加速度情報を車両センサ１７の加速度センサから取得してもよい。また、制御部２１は、車速情報、および車両センサ１７の舵角センサから取得したタイヤの切れ角の情報に基づいて遠心加速度を算出し、左右加速度情報を取得してもよい。また、制御部２１は、ナビゲーション装置１９から自車両が位置する道路の曲率に関する情報を取得し、車速情報および道路の曲率に関する情報に基づいて遠心加速度を算出し、左右加速度情報を取得してもよい。

以下、制御部２１の制御について詳述する。
制御部２１は、車速情報に基づいて駆動源１５を制御して、車両１の速度が所定値を超えた場合に、スライディングルーフ１１を閉止位置から後方に変位させる。これにより、車両１の重心Ｇが後方に変位する。スライディングルーフ１１の閉止位置からの変位量は、車両１の速度が大きくなるに従い連続的または段階的に大きくなるように設定されていてもよいし、車両１の速度に依らず一定に設定されていてもよい。

また、制御部２１は、左右加速度情報に基づいて駆動源１５を制御して、車両１に作用する左右方向の加速度に応じて、スライディングルーフ１１を左右方向に変位させる。制御部２１は、左方向に正の加速度が車両に作用している場合（例えば右旋回時）、スライディングルーフ１１を右方に変位させる。これにより、車両１の重心の位置が右方に変位する。また、制御部２１は、右方向に正の加速度が車両１に作用している場合（例えば左旋回時）、スライディングルーフ１１を左方に変位させる。これにより、車両１の重心の位置が左方に変位する。

このように、本実施形態の車両安定化装置１０は、スライディングルーフ１１を前後方向に変位させる駆動源１５と、車両挙動情報に応じて駆動源１５を制御する制御部２１と、を備える。この構成によれば、駆動源１５によりスライディングルーフ１１を前後方向に変位させることで、車両１の重心Ｇを前後方向に移動させることができる。これにより、車両１の挙動に応じてスライディングルーフ１１を後方に変位させて車両１の重心Ｇを後方に移動させることで、後輪の接地荷重を大きくすることが可能になる。したがって、走行安定性を確保することができる車両安定化装置１０を提供できる。

また、車両挙動情報は、車両１の速度に関する情報を含み、制御部２１は、車両１の速度に応じてスライディングルーフ１１の前後方向における位置を設定する。これにより、例えば高速走行時にスライディングルーフ１１を後方に変位させて車両１の重心Ｇを後方に移動させることが可能となる。したがって、高速走行時の前後輪の接地荷重を最適化して、走行安定性を確保することができる。

また、車両挙動情報は、車両１の左右方向の加速度に関する情報を含み、駆動源１５は、スライディングルーフ１１を左右方向に変位させ、制御部２１は、車両１の左右方向の加速度に応じてスライディングルーフ１１の左右方向における位置を設定する。これにより、旋回時に車両１に作用する遠心力に応じて、スライディングルーフ１１を左右方向に変位させて車両１の重心Ｇを左右方向に移動させることができる。このため、旋回時に旋回方向に向けて車両１の重心Ｇを移動させることで、旋回時に内輪の接地荷重を大きくすることが可能になる。したがって、走行安定性を確保することができる。

また、スライディングルーフ１１は、ルーフ開口部４を開口する状態で、ルーフパネル３に対して上下方向に離間している。スライディングルーフ１１がルーフ開口部４を開口する際にルーフパネル３から上方に突出すると、車両１の走行時に車体２の上面に沿って流れる空気は、スライディングルーフ１１を避けるように流れて車体２の上面から剥離しやすくなる。本実施形態によれば、スライディングルーフ１１がルーフ開口部４を開口する状態で、スライディングルーフ１１とルーフパネル３との間に空気を流すことができる（図７の矢印参照）。このため、車体２の上面からの空気の剥離が抑制され、車体２の上方に発生する負圧が低減される。したがって、車両１に揚力が作用して前後輪の接地荷重が低下することを抑制でき、走行安定性を確保することができる。

また、スライディングルーフ１１の上面は、スライディングルーフ１１がルーフ開口部４を開口する状態で、後端部１１ａが前端部１１ｂよりも上方に位置するように前後方向に対して傾斜している。この構成によれば、車両１の走行時にスライディングルーフ１１の上面に沿って流れる空気を上方に向けて流し、その反力によりダウンフォースを発生させることができる。これにより、前後輪の接地荷重を大きくすることが可能になり、走行安定性を確保することができる。

また、上述したように制御部２１は、自車両が走行する道路の曲率に関する情報をナビゲーション装置１９から取得して、車両１の左右方向の加速度を算出してもよい。この場合には、制御部２１は、左右方向の加速度を検出する加速度センサを用いることなく、車両挙動情報として、車両１の左右方向の加速度に関する情報を取得することができる。

なお、サンシェード１３は、車両安定化装置１０の構成に含まれていてもよい。そしてサンシェード１３は、例えばスライディングルーフ１１とサンシェード１３とを互いに係脱しないように構成することで、スライディングルーフ１１が車両挙動情報に応じて変位する際に静止するように構成されてもよい。これにより、車両１の挙動に応じてスライディングルーフ１１が変位する際に、サンシェード１３がスライディングルーフ１１に連動して変位することを防止できる。このため、乗員の意図しないタイミングで、走行風や雨滴等が車室内への流入することを抑制できるとともに、スライディングルーフ１１の変位による車室内から見たルーフの見た目の変化を抑制できる。

また、サンシェード１３は、制御部２１により制御される駆動源により移動可能に設けられ、スライディングルーフ１１が変位する際には、閉塞位置に向けて移動した後、閉塞位置で静止するように構成されてもよい。

なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態においては、車両安定化装置１０が搭載された車両１は、クーペタイプの自動車であるが、これに限定されない。車両安定化装置１０は、例えばセダンタイプやステーションワゴンタイプ等、各種形状の自動車に搭載することができる。

また、上記実施形態では、スライディングルーフ１１がガラスルーフであるが、これに限定されず、例えば鋼板等により形成されていてもよい。また、上記実施形態では、スライディングルーフ１１の下部の構成については特に言及していないが、例えばスライディングルーフ１１の下面に整流板等が設置されていてもよい。
また、上記実施形態では、スライディングルーフ１１がルーフパネルの上方に移動するアウタースライド方式であるが、これに限定されない。スライディングルーフは、ルーフパネルの下方に移動するインナースライド方式であってもよい。

また、制御部２１は、別途設けられる雨滴感知センサに接続され、雨滴感知センサにより雨滴が検出された際には、スライディングルーフ１１がルーフ開口部４を開口しないように駆動源１５を制御してもよい。これにより、ルーフ開口部４を通じて雨滴が車室内に進入することを防止できる。
また、制御部２１は、ナビゲーション装置１９から自車両が位置する道路の勾配に関する情報を取得し、その情報に基づいてスライディングルーフ１１の閉止位置からの変位量を設定してもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

１…車両 ３…ルーフパネル ４…ルーフ開口部 １０…車両安定化装置 １１…スライディングルーフ １１ａ…後端部 １１ｂ…前端部 １３…サンシェード １５…駆動源 １９…ナビゲーション装置 ２１…制御部

Claims (7)

1. ルーフパネルに形成されたルーフ開口部を開口および閉止するスライディングルーフと、
   前記スライディングルーフを車両前後方向に変位させる駆動源と、
   車両の挙動に関する車両挙動情報を取得し、前記車両挙動情報に応じて前記駆動源を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする車両安定化装置。
2. 前記車両挙動情報は、前記車両の速度に関する情報を含み、
   前記制御部は、前記車両の速度に応じて前記スライディングルーフの車両前後方向における位置を設定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両安定化装置。
3. 前記車両挙動情報は、前記車両の車幅方向の加速度に関する情報を含み、
   前記駆動源は、前記スライディングルーフを車幅方向に変位させ、
   前記制御部は、前記車両の車幅方向の加速度に応じて前記スライディングルーフの車幅方向における位置を設定する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両安定化装置。
4. 地図情報を保持するとともに自車両の位置を特定するナビゲーション装置を備え、
   前記制御部は、自車両が走行する道路の曲率に関する情報を前記ナビゲーション装置から取得して、前記車両の車幅方向の加速度を算出する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の車両安定化装置。
5. 前記スライディングルーフよりも車室内側に設けられ、車室内から見て前記ルーフ開口部を遮蔽する閉塞位置と、車室内から見て前記ルーフ開口部を直接視認可能とする開放位置と、の間を移動可能に設けられたサンシェードを備え、
   前記サンシェードは、前記スライディングルーフが前記車両挙動情報に応じて変位する際に静止する、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車両安定化装置。
6. 前記スライディングルーフは、前記ルーフ開口部を開口する状態で、前記ルーフパネルに対して車両上下方向に離間している、
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の車両安定化装置。
7. 前記スライディングルーフの上面は、前記スライディングルーフが前記ルーフ開口部を開口する状態で、後端部が前端部よりも上方に位置するように車両前後方向に対して傾斜している、
   ことを特徴とする請求項６に記載の車両安定化装置。

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