JP2021192335A

JP2021192335A - Method for controlling plasma actuator

Info

Publication number: JP2021192335A
Application number: JP2020098324A
Authority: JP
Inventors: 健一廣瀬; Kenichi Hirose; 英之川俣; Hideyuki Kawamata; 宗彦大島; Munehiko Oshima
Original assignee: Renault SAS; Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Renault SAS; Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2020-06-05
Filing date: 2020-06-05
Publication date: 2021-12-16
Anticipated expiration: 2040-06-05
Also published as: JP7445526B2

Abstract

To provide a method for controlling a plasma actuator, capable of reducing air resistance generated in a direction opposite to the direction of travel of a mobile body.SOLUTION: A plasma actuator 1 includes: a dielectric 10; a first electrode group 20a formed from a first electrode 11a and a second electrode 12a sandwiching the dielectric 10 therebetween; and a second electrode group 20b formed from a first electrode 11b and a second electrode 12b sandwiching the dielectric 10 therebetween. The first electrode group 20a is arranged to face the second electrode group 20b at a position separated from the second electrode group 20b by a predetermined distance. A method for controlling a plasma actuator is characterized in that a voltage applied to the plasma actuator 1 is changed based on the travel environment of a mobile body.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、プラズマアクチュエータの制御方法に関する。 The present invention relates to a method for controlling a plasma actuator.

従来より、車両の表面にプラズマアクチュエータを取り付ける発明が知られている（特許文献１）。特許文献１に記載された発明は、発生させたプラズマによって車両表面における気流（空気の流れ）の剥離を抑制する。 Conventionally, an invention of attaching a plasma actuator to the surface of a vehicle has been known (Patent Document 1). In the invention described in Patent Document 1, the generated plasma suppresses the separation of the air flow (air flow) on the vehicle surface.

特開２０１１−１４２０２５号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-142025

走行シーンにおいて空気の流れは車両側面の左右で異なる。このため、一方の側面では車両後方に巻き込む空気流れが発生して車両後端近傍で空気の渦を形成し車両の進行方向とは逆方向に空気抵抗が発生する場合がある。他方の側面では後端部よりも前方の側面から空気が剥離して、剥離点より後方の側面で発生する小さな巻き込み空気流れにより空気の渦が発生して空気抵抗が増大する場合がある。しかしながら特許文献１に記載された発明はこの点が考慮されておらず空気抵抗を低減できないおそれがある。 In the driving scene, the air flow differs on the left and right sides of the vehicle. Therefore, on one side surface, an air flow that is caught in the rear of the vehicle may be generated to form an air vortex near the rear end of the vehicle, and air resistance may be generated in a direction opposite to the traveling direction of the vehicle. On the other side, air may separate from the side surface in front of the rear end, and a small entrainment air flow generated on the side surface behind the separation point may generate an air vortex and increase air resistance. However, the invention described in Patent Document 1 does not take this point into consideration and may not be able to reduce air resistance.

本発明は、上記問題に鑑みて成されたものであり、その目的は、移動体の進行方向とは逆方向に発生する空気抵抗を低減することが可能なプラズマアクチュエータの制御方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a control method for a plasma actuator capable of reducing air resistance generated in a direction opposite to the traveling direction of a moving body. Is.

本発明の一態様に係るプラズマアクチュエータの制御方法は、移動体の走行環境に基づいてプラズマアクチュエータに印加する電圧を変更する。プラズマアクチュエータは、誘電体と、誘電体を挟む第１電極及び第２電極から形成される第１電極群と、誘電体を挟む第３電極及び第４電極から形成される第２電極群と、を備え、第１電極群は、第２電極群から所定距離離れた位置で第２電極群に対向して配置される。 The plasma actuator control method according to one aspect of the present invention changes the voltage applied to the plasma actuator based on the traveling environment of the moving body. The plasma actuator includes a dielectric, a first electrode group formed of the first electrode and the second electrode sandwiching the dielectric, and a second electrode group formed of the third electrode and the fourth electrode sandwiching the dielectric. The first electrode group is arranged to face the second electrode group at a position separated from the second electrode group by a predetermined distance.

本発明によれば、移動体の進行方向とは逆方向に発生する空気抵抗を低減することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to reduce the air resistance generated in the direction opposite to the traveling direction of the moving body.

図１は、本発明の第１実施形態に係るプラズマアクチュエータ１が取り付けられる部位の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a portion to which the plasma actuator 1 according to the first embodiment of the present invention is attached. 図２は、プラズマアクチュエータ１の制御に用いられる構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration used for controlling the plasma actuator 1. 図３は、本発明の第１実施形態に係るプラズマアクチュエータ１の構成を説明する概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the configuration of the plasma actuator 1 according to the first embodiment of the present invention. 図４は、本発明の第１実施形態に係るプラズマアクチュエータ１の構成を説明する概略断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of the plasma actuator 1 according to the first embodiment of the present invention. 図５は、本発明の第１実施形態に係るプラズマアクチュエータ１の動作例を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an operation example of the plasma actuator 1 according to the first embodiment of the present invention. 図６は、本発明の第１実施形態に係るプラズマアクチュエータ１の構成を説明する概略断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of the plasma actuator 1 according to the first embodiment of the present invention. 図７は、本発明の第１実施形態に係るプラズマアクチュエータ１の動作例を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an operation example of the plasma actuator 1 according to the first embodiment of the present invention. 図８は、本発明の第１実施形態に係るプラズマアクチュエータ１の動作例を説明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an operation example of the plasma actuator 1 according to the first embodiment of the present invention. 図９は、本発明の第２実施形態に係るプラズマアクチュエータ１の構成を説明する概略図である。FIG. 9 is a schematic diagram illustrating the configuration of the plasma actuator 1 according to the second embodiment of the present invention. 図１０は、本発明の第２実施形態に係るプラズマアクチュエータ１の構成を説明する概略断面図である。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of the plasma actuator 1 according to the second embodiment of the present invention. 図１１は、本発明の第２実施形態に係るプラズマアクチュエータ１の動作例を説明する図である。FIG. 11 is a diagram illustrating an operation example of the plasma actuator 1 according to the second embodiment of the present invention. 図１２は、本発明の第２実施形態に係るプラズマアクチュエータ１の動作例を説明する図である。FIG. 12 is a diagram illustrating an operation example of the plasma actuator 1 according to the second embodiment of the present invention. 図１３は、本発明の第３実施形態に係るプラズマアクチュエータ１の構成を説明する概略図である。FIG. 13 is a schematic diagram illustrating the configuration of the plasma actuator 1 according to the third embodiment of the present invention. 図１４は、その他の実施形態に係るプラズマアクチュエータ１の構成を説明する概略断面図である。FIG. 14 is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of the plasma actuator 1 according to another embodiment.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same parts are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

（第１実施形態）
図１に示すように第１実施形態に係るプラズマアクチュエータ１は、車両１００（移動体）の表面２に複数取り付けられる。プラズマアクチュエータ１が取り付けられる部位は一例として、ヘッドランプの上側部分、フロントバンパの上側部分、フロントフェンダの上側部分、フロントピラーの上側部分、最終ピラーの上側部分、トランクの上側部分、リヤコンビネーションランプの上側部分、リヤフェンダの上側部分、リヤバンパの上側部分が挙げられる。 (First Embodiment)
As shown in FIG. 1, a plurality of plasma actuators 1 according to the first embodiment are attached to the surface 2 of the vehicle 100 (moving body). As an example, the part where the plasma actuator 1 is attached is the upper part of the headlamp, the upper part of the front bumper, the upper part of the front fender, the upper part of the front pillar, the upper part of the final pillar, the upper part of the trunk, and the rear combination lamp. Examples include the upper portion, the upper portion of the rear fender, and the upper portion of the rear bumper.

他の取り付け例として、プラズマアクチュエータ１はルーフ（もしくはルーフスポイラ）の上側部分などに取り付けられてもよい。図１に示す例ではプラズマアクチュエータ１は左側の表面に取り付けられているが、右側の表面にも左側の表面と対応する位置にプラズマアクチュエータ１が取り付けられている。 As another mounting example, the plasma actuator 1 may be mounted on the upper portion of the roof (or roof spoiler) or the like. In the example shown in FIG. 1, the plasma actuator 1 is attached to the surface on the left side, but the plasma actuator 1 is also attached to the surface on the right side at a position corresponding to the surface on the left side.

図２に示すように車両１００には風速センサ３、風向センサ４、速度センサ５、コントローラ６、データベース７、放電用電源８が設けられる。 As shown in FIG. 2, the vehicle 100 is provided with a wind speed sensor 3, a wind direction sensor 4, a speed sensor 5, a controller 6, a database 7, and a power supply for discharging 8.

風速センサ３は車両１００の周囲を流れる自然風の速度を検出する。風向センサ４は車両１００の周囲を流れる自然風の方向を検出する。風速センサ３及び風向センサ４が設置される場所は一例としてフロントバンパである。速度センサ５は車両１００の速度を検出する。コントローラ６はＣＰＵ（中央処理装置）、メモリ（記憶部）、及び入出力部を備える汎用のマイクロコンピュータである。コントローラ６は風速センサ３、風向センサ４、及び速度センサ５から出力されるデータと、データベース７に格納されているデータとを参照して放電用電源８の出力値（電圧）を決定する。 The wind speed sensor 3 detects the speed of the natural wind flowing around the vehicle 100. The wind direction sensor 4 detects the direction of the natural wind flowing around the vehicle 100. The place where the wind speed sensor 3 and the wind direction sensor 4 are installed is, for example, a front bumper. The speed sensor 5 detects the speed of the vehicle 100. The controller 6 is a general-purpose microcomputer including a CPU (central processing unit), a memory (storage unit), and an input / output unit. The controller 6 determines the output value (voltage) of the discharge power supply 8 with reference to the data output from the wind speed sensor 3, the wind direction sensor 4, and the speed sensor 5 and the data stored in the database 7.

放電用電源８はコントローラ６の指令にしたがいそれぞれのプラズマアクチュエータ１に電圧を印加する。詳しくは後述するが放電用電源８は電極間に電圧を印加する。放電用電源８は各プラズマアクチュエータ１に設けられてもよく、各プラズマアクチュエータ１を独立して電圧制御できる機能を備える１つの電源として構成されてもよい。 The discharge power supply 8 applies a voltage to each plasma actuator 1 according to a command from the controller 6. As will be described in detail later, the discharge power supply 8 applies a voltage between the electrodes. The discharge power supply 8 may be provided in each plasma actuator 1, or may be configured as one power supply having a function of independently controlling the voltage of each plasma actuator 1.

データベース７は、予め取得された風速、風向、車速の計測値に基づいてプラズマアクチュエータ１に印加する電圧の大きさが格納されている。プラズマアクチュエータ１に印加する電圧の大きさは、車両１００に対する実風速（車速ベクトルと自然風ベクトルとの和）と偏揺角（車速ベクトルと実風速ベクトルとのなす角度）の関係を示す情報として記憶される。コントローラ６は、車両１００が実際に走行しているときの風速、風向、車速と、データベース７に格納されている風速、風向、車速とを照らし合わせることにより、風速、風向、速度に応じて、プラズマアクチュエータ１が取り付けられた部位ごとに適切な電圧の大きさを決定することができる。 The database 7 stores the magnitude of the voltage applied to the plasma actuator 1 based on the measured values of the wind speed, the wind direction, and the vehicle speed acquired in advance. The magnitude of the voltage applied to the plasma actuator 1 is used as information indicating the relationship between the actual wind speed (sum of the vehicle speed vector and the natural wind vector) and the deflection angle (angle formed by the vehicle speed vector and the actual wind speed vector) with respect to the vehicle 100. It will be remembered. The controller 6 compares the wind speed, the wind direction, and the vehicle speed when the vehicle 100 is actually traveling with the wind speed, the wind direction, and the vehicle speed stored in the database 7, according to the wind speed, the wind direction, and the speed. An appropriate voltage magnitude can be determined for each portion to which the plasma actuator 1 is attached.

次に図３〜７を参照して、プラズマアクチュエータ１の構成について説明する。 Next, the configuration of the plasma actuator 1 will be described with reference to FIGS. 3 to 7.

図３に示すようにプラズマアクチュエータ１は誘電体１０と、誘電体１０を挟む２枚の電極（第１電極１１ａ、第２電極１２ａ）から形成される。誘電体１０は、周知の誘電材料で構成される。誘電体１０を構成する誘電材料として具体的には、電気的絶縁材料であるアルミナ、ガラス、マイカなどの無機絶縁物、ポリイミド、ガラスエポキシ、ゴムなどの有機絶縁物などが挙げられる。ただし、誘電体１０を構成する誘電材料はこれらに限られるものではなく、プラズマアクチュエータ１が使用される環境に応じて周知の誘電材料から適宜選択されればよい。プラズマアクチュエータ１が使用される環境とは車両１００が走行しているときを指す。 As shown in FIG. 3, the plasma actuator 1 is formed of a dielectric 10 and two electrodes (first electrode 11a, second electrode 12a) sandwiching the dielectric 10. The dielectric 10 is made of a well-known dielectric material. Specific examples of the dielectric material constituting the dielectric 10 include inorganic insulators such as alumina, glass and mica, which are electrical insulating materials, and organic insulators such as polyimide, glass epoxy and rubber. However, the dielectric material constituting the dielectric 10 is not limited to these, and may be appropriately selected from well-known dielectric materials according to the environment in which the plasma actuator 1 is used. The environment in which the plasma actuator 1 is used refers to the time when the vehicle 100 is traveling.

図３に示すように第１電極１１ａ、第２電極１２ａは、周知の導電性材料からなり、薄板状に形成される。導電性材料は、プラズマアクチュエータ１が使用される環境に応じて周知の導電性材料から適宜選択されればよい。第１電極１１ａは表面２に対し第２電極１２ａより上側に配置される。 As shown in FIG. 3, the first electrode 11a and the second electrode 12a are made of a well-known conductive material and are formed in a thin plate shape. The conductive material may be appropriately selected from well-known conductive materials according to the environment in which the plasma actuator 1 is used. The first electrode 11a is arranged above the second electrode 12a with respect to the surface 2.

第１電極１１ａと第２電極１２ａとの間に電圧（上述の放電用電源８から出力される電圧）を印加すると、図４に示すように第１電極１１ａから第２電極１２ａに向けて誘電体１０の表面に沿ってプラズマ１５ａが発生する。プラズマが発生する原理については周知であるためここでの説明は省略する。プラズマアクチュエータ１に印加される電圧の大きさは、一例として１ｋＶ〜１０ｋＶである。第１実施形態ではプラズマアクチュエータ１に印加される電圧の大きさは、プラズマアクチュエータ１が取り付けられた部位ごとに、車両１００が走行しているときの風速、風向、車速に応じて変更される。 When a voltage (voltage output from the discharge power supply 8 described above) is applied between the first electrode 11a and the second electrode 12a, the dielectric is dielectric from the first electrode 11a toward the second electrode 12a as shown in FIG. Plasma 15a is generated along the surface of the body 10. Since the principle of plasma generation is well known, the description thereof is omitted here. The magnitude of the voltage applied to the plasma actuator 1 is, for example, 1 kV to 10 kV. In the first embodiment, the magnitude of the voltage applied to the plasma actuator 1 is changed according to the wind speed, the wind direction, and the vehicle speed when the vehicle 100 is traveling for each portion to which the plasma actuator 1 is attached.

第１実施形態では誘電体１０を挟む電極は２組ある。１組は上述したように第１電極１１ａと第２電極１２ａである。もう１組は図３及び図４に示すように、第１電極１１ｂ（第３電極）と第２電極１２ｂ（第４電極）である。第１電極１１ｂ及び第２電極１２ｂの導電性材料は第１電極１１ａ及び第２電極１２ａと同じである。第１電極１１ｂは表面２に対し第２電極１２ｂより上側に配置される。 In the first embodiment, there are two sets of electrodes sandwiching the dielectric 10. One set is the first electrode 11a and the second electrode 12a as described above. The other set is a first electrode 11b (third electrode) and a second electrode 12b (fourth electrode), as shown in FIGS. 3 and 4. The conductive material of the first electrode 11b and the second electrode 12b is the same as that of the first electrode 11a and the second electrode 12a. The first electrode 11b is arranged above the second electrode 12b with respect to the surface 2.

第１電極１１ｂと第２電極１２ｂとの間に電圧を印加すると、図４に示すように第１電極１１ｂから第２電極１２ｂに向けて誘電体１０の表面に沿ってプラズマ１５ｂが発生する。第１電極１１ａは第２電極１２ａより車両前方に配置される。第１電極１１ｂは第２電極１２ｂより車両後方に配置される。 When a voltage is applied between the first electrode 11b and the second electrode 12b, plasma 15b is generated along the surface of the dielectric 10 from the first electrode 11b toward the second electrode 12b as shown in FIG. The first electrode 11a is arranged in front of the vehicle from the second electrode 12a. The first electrode 11b is arranged behind the vehicle from the second electrode 12b.

プラズマアクチュエータ１の構成において、誘電体１０を挟む第１電極１１ａ及び第２電極１２ａから形成される部位を第１電極群２０ａとよび、誘電体１０を挟む第１電極１１ｂ及び第２電極１２ｂから形成される部位を第２電極群２０ｂとよぶ。図４に示すように第１電極群２０ａと第２電極群２０ｂは所定距離離れて配置される。また、第１電極群２０ａと第２電極群２０ｂは表面２に沿って対向して配置される。この配置により、プラズマ１５ａ及びプラズマ１５ｂが表面２に沿って対向して発生する。これにより図４に示すように表面２の垂直方向に流れる気流３０が発生する。図４に示す気流４１はプラズマアクチュエータ１が取り付けられていない場合における車両１００の表面２に沿った空気の流れである。気流３０によってこの気流４１は図４及び図５に示すように持ち上げられ気流４０となる。つまり気流３０によって気流４１の剥離（表面２からの剥離）が促進される。 In the configuration of the plasma actuator 1, the portion formed by the first electrode 11a and the second electrode 12a sandwiching the dielectric 10 is called the first electrode group 20a, and from the first electrode 11b and the second electrode 12b sandwiching the dielectric 10. The formed portion is called the second electrode group 20b. As shown in FIG. 4, the first electrode group 20a and the second electrode group 20b are arranged at a predetermined distance. Further, the first electrode group 20a and the second electrode group 20b are arranged so as to face each other along the surface 2. With this arrangement, plasma 15a and plasma 15b are generated facing each other along the surface 2. As a result, as shown in FIG. 4, an air flow 30 flowing in the vertical direction of the surface 2 is generated. The airflow 41 shown in FIG. 4 is an airflow along the surface 2 of the vehicle 100 when the plasma actuator 1 is not attached. The airflow 41 is lifted by the airflow 30 to become the airflow 40 as shown in FIGS. 4 and 5. That is, the airflow 30 promotes the separation of the airflow 41 (separation from the surface 2).

次に図４よりも印加する電圧を小さくした例について図６を参照して説明する。すなわち図６に示すプラズマアクチュエータ１に印加される電圧は、図４に示すプラズマアクチュエータ１に印加される電圧より小さい。プラズマアクチュエータ１の構成は図４及び図６において同一である。図４及び図６においてプラズマアクチュエータ１に印加される電圧のみが異なる。図６に示すように印加される電圧が比較的小さい場合、発生したプラズマ１５ａ及びプラズマ１５ｂによって表面２に向かう気流４２が発生する。この気流４２によって気流４１（プラズマアクチュエータ１が取り付けられていない場合における車両１００の表面２に沿った空気の流れ）は図６及び図７に示すように表面２に引っ張られる形となり、表面２からの剥離が抑制される。この剥離抑制により後述する図８に示すように、剥離抑制がない気流４１と比較して、車両１００の後方から離れた位置で空気の渦５０が形成される。これにより剥離抑制がない気流４１と比較して、車両１００の進行方向とは逆方向に発生する空気抵抗は低減する。 Next, an example in which the applied voltage is smaller than that in FIG. 4 will be described with reference to FIG. That is, the voltage applied to the plasma actuator 1 shown in FIG. 6 is smaller than the voltage applied to the plasma actuator 1 shown in FIG. The configuration of the plasma actuator 1 is the same in FIGS. 4 and 6. In FIGS. 4 and 6, only the voltage applied to the plasma actuator 1 is different. When the applied voltage is relatively small as shown in FIG. 6, the generated plasma 15a and plasma 15b generate an air flow 42 toward the surface 2. Due to this airflow 42, the airflow 41 (the flow of air along the surface 2 of the vehicle 100 when the plasma actuator 1 is not attached) is pulled to the surface 2 as shown in FIGS. 6 and 7, and is pulled from the surface 2 from the surface 2. Peeling is suppressed. As shown in FIG. 8 described later by this peeling suppression, an air vortex 50 is formed at a position away from the rear of the vehicle 100 as compared with the airflow 41 without peeling suppression. As a result, the air resistance generated in the direction opposite to the traveling direction of the vehicle 100 is reduced as compared with the airflow 41 having no peeling suppression.

次に図８を参照して車両前方の右斜め方向から風７０を受けている場合について説明する。この場合車両１００の左右側面のうち、右側面のほうが左側面より風７０の影響が大きい。図８において右側面後端部に取り付けられたプラズマアクチュエータ１ｇ，１ｈに印加される電圧は、左側面後端部に取り付けられたプラズマアクチュエータ１ｃ，１ｄに印加される電圧より大きい。これによりプラズマアクチュエータ１ｇ，１ｈでは図４で説明したように気流３０によって気流４１の剥離が促進される。この剥離促進により図８に示すように、剥離促進がない気流４１と比較して、車両１００の後方から離れた位置で空気の渦５０が形成される。これに対しプラズマアクチュエータ１ｇ，１ｈが取り付けられていない場合、気流４１は図８に示すように車両１００の後方近傍で空気の渦５１を形成する。この場合、空気の渦５１の負圧により車両１００には進行方向と逆向きの空気抵抗が加わる。これにより燃費が悪化するおそれがある。第１実施形態によれば右側面後方において気流３０によって気流４１の剥離が促進されるため、剥離促進がない気流４１と比較して、車両１００の後方から離れた位置で空気の渦５０が形成される。これにより剥離促進がない気流４１と比較して、車両１００の進行方向とは逆方向に発生する空気抵抗は低減する。 Next, a case where the wind 70 is received from the diagonally right direction in front of the vehicle will be described with reference to FIG. In this case, of the left and right side surfaces of the vehicle 100, the right side surface is more affected by the wind 70 than the left side surface. In FIG. 8, the voltage applied to the plasma actuators 1g and 1h attached to the rear end of the right side surface is larger than the voltage applied to the plasma actuators 1c and 1d attached to the rear end of the left side surface. As a result, in the plasma actuators 1g and 1h, the separation of the airflow 41 is promoted by the airflow 30 as described with reference to FIG. As shown in FIG. 8, this peeling promotion forms an air vortex 50 at a position away from the rear of the vehicle 100 as compared with the airflow 41 without peeling promotion. On the other hand, when the plasma actuators 1g and 1h are not attached, the airflow 41 forms an air vortex 51 near the rear of the vehicle 100 as shown in FIG. In this case, the negative pressure of the air vortex 51 applies air resistance to the vehicle 100 in the direction opposite to the traveling direction. This may result in poor fuel economy. According to the first embodiment, since the airflow 30 promotes the separation of the airflow 41 behind the right side surface, the air vortex 50 is formed at a position far from the rear of the vehicle 100 as compared with the airflow 41 without the separation promotion. Will be done. As a result, the air resistance generated in the direction opposite to the traveling direction of the vehicle 100 is reduced as compared with the airflow 41 in which the peeling promotion is not promoted.

左側面後端部に取り付けられたプラズマアクチュエータ１ｃ，１ｄに印加される電圧は、右側面後端部に取り付けられたプラズマアクチュエータ１ｇ，１ｈに印加される電圧より小さい。これによりプラズマアクチュエータ１ｃ，１ｄでは図５で説明したように気流３０によって気流４１の剥離が抑制される。この剥離抑制により図８に示すように、剥離抑制がない気流４１と比較して、車両１００の後方から離れた位置で空気の渦５０が形成される。左側面後方においてこのような現象となる理由は、左側面後方において気流を車両１００に引き寄せるため、空気が車両１００から剥離するポイントが後ろにずれるためである。第１実施形態によれば左側面後方において気流３０によって気流４１の剥離が抑制されるため、剥離抑制がない気流４１と比較して、車両１００の後方から離れた位置で空気の渦５０が形成される。これにより剥離抑制がない気流４１と比較して、車両１００の進行方向とは逆方向に発生する空気抵抗は低減する。 The voltage applied to the plasma actuators 1c and 1d attached to the rear end of the left side surface is smaller than the voltage applied to the plasma actuators 1g and 1h attached to the rear end of the right side surface. As a result, in the plasma actuators 1c and 1d, the separation of the airflow 41 is suppressed by the airflow 30 as described with reference to FIG. As shown in FIG. 8, this peeling suppression causes an air vortex 50 to be formed at a position away from the rear of the vehicle 100 as compared with the airflow 41 without peeling suppression. The reason for this phenomenon at the rear of the left side surface is that the airflow is attracted to the vehicle 100 at the rear of the left side surface, so that the point at which the air separates from the vehicle 100 shifts backward. According to the first embodiment, since the airflow 30 suppresses the separation of the airflow 41 behind the left side surface, the air vortex 50 is formed at a position far from the rear of the vehicle 100 as compared with the airflow 41 without the separation suppression. Will be done. As a result, the air resistance generated in the direction opposite to the traveling direction of the vehicle 100 is reduced as compared with the airflow 41 having no peeling suppression.

右側面前端部に取り付けられたプラズマアクチュエータ１ｅ，１ｆには電圧が印加されない。理由は空力性能観点によれば右斜め方向からの風７０についてプラズマアクチュエータ１ｅ，１ｆを制御する必要がないからである。 No voltage is applied to the plasma actuators 1e and 1f attached to the front end on the right side surface. The reason is that it is not necessary to control the plasma actuators 1e and 1f for the wind 70 from the diagonally right direction from the viewpoint of aerodynamic performance.

左側面前端部に取り付けられたプラズマアクチュエータ１ａ，１ｂに印加される電圧は、左側面後端部に取り付けられたプラズマアクチュエータ１ｃ，１ｄに印加される電圧より大きい。このように電圧に差を設定する理由は、フロントピラーでは最終ピラーと比較して曲率が小さいため空気の流れが加速しやすくプラズマによるより強い気流が求められるからである。このような大きい電圧をプラズマアクチュエータ１ａ，１ｂに印加することにより、左側面前方において気流剥離抑制が実現する。これにより左側面前方に続く左側面後方において空気が車両１００から剥離するポイントが後ろにずらすことが可能となる。 The voltage applied to the plasma actuators 1a and 1b attached to the front end of the left side surface is larger than the voltage applied to the plasma actuators 1c and 1d attached to the rear end of the left side surface. The reason for setting the difference in voltage in this way is that the front pillar has a smaller curvature than the final pillar, so that the air flow tends to accelerate and a stronger air flow due to plasma is required. By applying such a large voltage to the plasma actuators 1a and 1b, airflow separation suppression is realized in front of the left side surface. As a result, the point at which the air separates from the vehicle 100 at the rear of the left side surface following the front of the left side surface can be shifted to the rear.

図８において車両前方の右斜め方向からの風７０について説明したが、車両前方の左斜め方向から風を受けている場合は上述の電圧の大きさを逆にすればよい。また、車速については車速が早いほど印加する電圧の大きさを大きくすればよい。風速についても同様に風速が早いほど印加する電圧の大きさを大きくすればよい。風速、風向、車速の３つのパラメータはすべて必要ではなく、少なくともいずれか１つに基づいてコントローラ６はプラズマアクチュエータ１に印加する電圧を決定することができる。あるいはコントローラ６は風速と風向の組み合わせ、風速と車速の組み合わせ、風向と車速の組み合わせのいずれかの組み合わせによってプラズマアクチュエータ１に印加する電圧を決定することができる。なおコントローラ６は風速、風向、車速の３つのパラメータをすべて組み合わせることにより空気抵抗を低減するための精度の高い電圧を決定することができる。 Although the wind 70 from the diagonally right direction in front of the vehicle has been described with reference to FIG. 8, when the wind is received from the diagonally leftward direction in front of the vehicle, the magnitude of the above voltage may be reversed. As for the vehicle speed, the higher the vehicle speed, the larger the magnitude of the applied voltage may be. Similarly, as for the wind speed, the larger the wind speed, the larger the magnitude of the applied voltage may be. All three parameters of wind speed, wind direction, and vehicle speed are not required, and the controller 6 can determine the voltage applied to the plasma actuator 1 based on at least one of them. Alternatively, the controller 6 can determine the voltage applied to the plasma actuator 1 by any combination of wind speed and wind direction, wind speed and vehicle speed, and wind direction and vehicle speed. The controller 6 can determine a highly accurate voltage for reducing air resistance by combining all three parameters of wind speed, wind direction, and vehicle speed.

（作用効果）
以上説明したように、第１実施形態に係るプラズマアクチュエータ１によれば、以下の作用効果が得られる。 (Action effect)
As described above, according to the plasma actuator 1 according to the first embodiment, the following effects can be obtained.

プラズマアクチュエータ１は、誘電体１０を挟む第１電極１１ａ及び第２電極１２ａから形成される第１電極群２０ａと、誘電体１０を挟む第１電極１１ｂ及び第２電極１２ｂから形成される第２電極群２０ｂとを備える。第１電極群２０ａは、第２電極群２０ｂから所定距離離れた位置で第２電極群２０ｂに対向して配置される。コントローラ６は車両１００の走行環境に基づいてプラズマアクチュエータ１に印加する電圧を変更する。これにより図８で説明したように車両前方の右斜め方向から風７０を受けている場合において、右側面後方、左側面前方、左側面後方で気流の剥離促進及び剥離抑制が実現し、車両１００の進行方向とは逆方向に発生する空気抵抗は低減する。よって第１実施形態に係るプラズマアクチュエータ１の制御方法によれば燃費向上に寄与する。 The plasma actuator 1 is a second electrode group 20a formed of a first electrode 11a and a second electrode 12a sandwiching the dielectric 10 and a second electrode group 11b and a second electrode 12b sandwiching the dielectric 10. It is provided with an electrode group 20b. The first electrode group 20a is arranged to face the second electrode group 20b at a position separated from the second electrode group 20b by a predetermined distance. The controller 6 changes the voltage applied to the plasma actuator 1 based on the traveling environment of the vehicle 100. As a result, when the wind 70 is received from the diagonally right direction in front of the vehicle as described with reference to FIG. The air resistance generated in the direction opposite to the traveling direction of is reduced. Therefore, according to the control method of the plasma actuator 1 according to the first embodiment, it contributes to the improvement of fuel efficiency.

車両１００の走行環境は、風速、風向、車両１００の車速のうち少なくともいずれか１つを含む。 The traveling environment of the vehicle 100 includes at least one of a wind speed, a wind direction, and a vehicle speed of the vehicle 100.

（第２実施形態）
次に図９〜１２を参照して第２実施形態について説明する。ただし第１実施形態と重複する構成については符号を引用してその説明は省略する。 (Second Embodiment)
Next, the second embodiment will be described with reference to FIGS. 9 to 12. However, reference numerals will be given to the configuration overlapping with the first embodiment, and the description thereof will be omitted.

図９に示すようにプラズマアクチュエータ１は誘電体１０と、誘電体１０を挟む２枚の電極（第１電極１１ｃ、第２電極１２ｃ）から形成される。第１電極１１ｃ及び第２電極１２ｃの導電性材料は第１電極１１ａ及び第２電極１２ａと同じである。第２実施形態が第１実施形態と異なる部分は、第１実施形態では誘電体１０を挟む電極が２組あるのに対し、第２実施形態では誘電体１０を挟む電極は１組である点である。 As shown in FIG. 9, the plasma actuator 1 is formed of a dielectric 10 and two electrodes (first electrode 11c, second electrode 12c) sandwiching the dielectric 10. The conductive material of the first electrode 11c and the second electrode 12c is the same as that of the first electrode 11a and the second electrode 12a. The difference between the second embodiment and the first embodiment is that in the first embodiment, there are two sets of electrodes sandwiching the dielectric 10, whereas in the second embodiment, there is one set of electrodes sandwiching the dielectric 10. Is.

第１電極１１ｃは表面２に対し第２電極１２ｃより上側に配置される。第１電極１１ｃは第２電極１２ｃより車両後方に配置される。第１電極１１ｃと第２電極１２ｃとの間に電圧を印加すると、図１０に示すように第１電極１１ｃから第２電極１２ｃに向けて誘電体１０の表面に沿ってプラズマ１５ｃが車両１００の進行方向に発生する。このプラズマ１５ｃにより誘導気流（気流６０）が生じる。そして大きい電圧が印加された場合、図１１に示すように気流６０により走行中における気流４１の剥離が促進され、気流４０のようになる。この剥離促進による空気の渦の形成については第１実施形態と同様であるため説明を省略する。また、小さい電圧が印加された場合、図１２に示すように気流６０により走行中における気流４１の剥離が抑制され、気流４０のようになる。以上のとおり、第２実施形態に係るプラズマアクチュエータ１も第１実施形態と同様に燃費向上に寄与する。 The first electrode 11c is arranged above the second electrode 12c with respect to the surface 2. The first electrode 11c is arranged behind the vehicle from the second electrode 12c. When a voltage is applied between the first electrode 11c and the second electrode 12c, plasma 15c is generated from the first electrode 11c toward the second electrode 12c along the surface of the dielectric 10 of the vehicle 100 as shown in FIG. It occurs in the direction of travel. An induced air flow (air flow 60) is generated by this plasma 15c. When a large voltage is applied, the airflow 60 promotes the separation of the airflow 41 during traveling, and the airflow becomes like the airflow 40. The formation of an air vortex by promoting the separation is the same as that of the first embodiment, and thus the description thereof will be omitted. Further, when a small voltage is applied, as shown in FIG. 12, the airflow 60 suppresses the separation of the airflow 41 during traveling, resulting in an airflow 40. As described above, the plasma actuator 1 according to the second embodiment also contributes to the improvement of fuel efficiency as in the first embodiment.

（第３実施形態）
次に図１３を参照して第３実施形態について説明する。ただし第１実施形態と重複する構成については符号を引用してその説明は省略する。 (Third Embodiment)
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. However, reference numerals will be given to the configuration overlapping with the first embodiment, and the description thereof will be omitted.

図１３に示すように第３実施形態に係るプラズマアクチュエータ１は第１電極１１ａ及び第１電極１１ｂを覆うカバー１３を備える。カバー１３は周知の誘電材料で構成される。カバー１３を構成する誘電材料として具体的には、電気的絶縁材料であるアルミナ、ガラス、マイカなどの無機絶縁物、ポリイミド、ガラスエポキシ、ゴムなどの有機絶縁物などが挙げられる。ただし、カバー１３を構成する誘電材料はこれらに限られるものではなく、プラズマアクチュエータ１が使用される環境に応じて周知の誘電材料から適宜選択されればよい。 As shown in FIG. 13, the plasma actuator 1 according to the third embodiment includes a cover 13 that covers the first electrode 11a and the first electrode 11b. The cover 13 is made of a well-known dielectric material. Specific examples of the dielectric material constituting the cover 13 include inorganic insulators such as alumina, glass and mica, which are electrical insulating materials, and organic insulators such as polyimide, glass epoxy and rubber. However, the dielectric material constituting the cover 13 is not limited to these, and may be appropriately selected from well-known dielectric materials according to the environment in which the plasma actuator 1 is used.

第３実施形態に係るプラズマアクチュエータ１によれば第１電極１１ａ及び第１電極１１ｂがカバー１３で覆われるため、プラズマアクチュエータ１の耐久性が向上する。 According to the plasma actuator 1 according to the third embodiment, since the first electrode 11a and the first electrode 11b are covered with the cover 13, the durability of the plasma actuator 1 is improved.

上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。 As mentioned above, embodiments of the invention have been described, but the statements and drawings that form part of this disclosure should not be understood to limit the invention. This disclosure will reveal to those skilled in the art various alternative embodiments, examples and operational techniques.

例えば、放電用電源８は、電圧、電流、周波数、デューティ比などの電流電圧特性を変化させてプラズマアクチュエータ１に電圧を印加してもよい。 For example, the discharge power supply 8 may apply a voltage to the plasma actuator 1 by changing current-voltage characteristics such as voltage, current, frequency, and duty ratio.

また図３に示すプラズマアクチュエータを複数利用して、図１４に示すプラズマアクチュエータ１を構成してもよい。図１４の右側部分は図３を同様のため説明を省略する。図１４の左側部分について第１電極１１ｄ及び第２電極１２ｄから形成される第１電極群２０ｄと第１電極１１ｅ及び第２電極１２ｅから形成される第２電極群２０ｅとが、所定距離離れた位置で対向して配置される。第１電極１１ｄと第２電極１２ｄとの間に電圧を印加すると、第１電極１１ｄから第２電極１２ｄに向けて誘電体１０の表面に沿ってプラズマ１５ｄが発生する。同様に第１電極１１ｅと第２電極１２ｅとの間にパルス電圧を印加すると、第１電極１１ｅから第２電極１２ｅに向けて誘電体１０の表面に沿ってプラズマ１５ｅが発生する。これにより大きい電圧を印加した場合、表面２の垂直方向により多くの気流３０が発生し、この気流３０によって走行中における気流４１の剥離が促進される。なお、図示は省略するが小さい電圧を印加した場合は気流４２によって表面２からの剥離がより抑制される。 Further, the plasma actuator 1 shown in FIG. 14 may be configured by using a plurality of plasma actuators shown in FIG. Since the right side portion of FIG. 14 is the same as that of FIG. 3, the description thereof will be omitted. Regarding the left side portion of FIG. 14, the first electrode group 20d formed from the first electrode 11d and the second electrode 12d and the second electrode group 20e formed from the first electrode 11e and the second electrode 12e are separated by a predetermined distance. They are placed facing each other at the position. When a voltage is applied between the first electrode 11d and the second electrode 12d, plasma 15d is generated along the surface of the dielectric 10 from the first electrode 11d toward the second electrode 12d. Similarly, when a pulse voltage is applied between the first electrode 11e and the second electrode 12e, plasma 15e is generated along the surface of the dielectric 10 from the first electrode 11e toward the second electrode 12e. When a larger voltage is applied to this, more airflow 30 is generated in the vertical direction of the surface 2, and the airflow 30 promotes the separation of the airflow 41 during traveling. Although not shown, when a small voltage is applied, the airflow 42 further suppresses peeling from the surface 2.

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈプラズマアクチュエータ
２表面
１０誘電体
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ第１電極
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ第２電極
１３カバー
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅプラズマ
２０ａ、２０ｄ第１電極群
２０ｂ、２０ｅ第２電極群
１００車両 1, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, 1g, 1h Plasma actuator 2 Surface 10 Dielectric 11a, 11b, 11c, 11d, 11e First electrode 12a, 12b, 12c, 12d, 12e Second electrode 13 cover 15a, 15b, 15c, 15d, 15e Plasma 20a, 20d 1st electrode group 20b, 20e 2nd electrode group 100 Vehicles

Claims

It is a control method of the plasma actuator placed on the moving body.
The plasma actuator is
Dielectric and
The first electrode group formed from the first electrode and the second electrode sandwiching the dielectric, and
A second electrode group formed from a third electrode and a fourth electrode sandwiching the dielectric is provided.
The first electrode group is arranged so as to face the second electrode group at a position separated from the second electrode group by a predetermined distance.
A method for controlling a plasma actuator, which comprises changing a voltage applied to the plasma actuator based on the traveling environment of the moving body.

It is a control method of the plasma actuator placed on the moving body.
The plasma actuator is
Dielectric and
A first electrode and a second electrode that sandwich the dielectric are provided.
The first electrode is arranged behind the moving body from the second electrode, and is arranged above the second electrode with respect to the surface of the moving body.
A method for controlling a plasma actuator, which comprises changing a voltage applied to the plasma actuator based on the traveling environment of the moving body.

The method for controlling a plasma actuator according to claim 1 or 2, wherein the traveling environment includes at least one of a wind speed, a wind direction, and a vehicle speed of the moving body.

The method for controlling a plasma actuator according to any one of claims 1 to 3, wherein the applied voltage is changed for each portion where the plasma actuator is arranged.