JP2527096B2

JP2527096B2 - 車両用エアウィング式ヨ―制御装置

Info

Publication number: JP2527096B2
Application number: JP27581390A
Authority: JP
Inventors: 光彦原良; 邦夫中川; 憲男柳本; 智山本
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1990-10-15
Filing date: 1990-10-15
Publication date: 1996-08-21
Anticipated expiration: 2011-08-21
Also published as: JPH04151383A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、車体の左右に対をなして設けたエアウィン
グによって車両のヨー制御を行なう、車両用エアウィン
グ式ヨー制御装置に関する。

［従来の技術］一般に車両のエアウィング装置としては、車両のフロ
ント部およびリヤ部に水平方向のエアウィング（エアス
ポイラ）を設けたものが知られており、このエアスポイ
ラにより、特に、車両の高速走行時での揚力をおさえて
タイヤのグリップ力を高めることにより、駆動力や操舵
力を確実に路面に伝達できるようにして車両の走行安定
性や操縦性の向上を図るようにしている。

例えば、第10図に示すように、車体２のフロント部下
方に設けられる前部エアスポイラ４や、リヤ部上方に設
けられる後部エアスポイラ６は、前下がりに傾斜して車
幅方向に長い受圧面を有しており、車両の走行による走
行風を受けると車体２を下方に押し下げるようにしてい
る。そして、中には、上記のエアスポイラ4,6を車体２
より出し入れさせるとかその傾斜角を可変にさせるなど
によって車両の速度に応じて車体の揚力抑制状態を調整
するようにしたものも考えられる。

［発明が解決しようとする課題］ところで、上述のような車両用エアウィング装置で
は、エアウィングを出し入れしたり傾斜角を変えたりし
て、車体の揚力抑制を強めることで、加速力や減速力が
タイヤを通じて路面に確実に伝達されるようになり、高
速走行性能を高めることができるが、前後のエアスポイ
ラによる揚力抑制を調整することで、車両の旋回性能を
高めることも可能である。例えばFR車等の後輪駆動車に
おいて、リヤスポイラによる揚力抑制を強めると直進安
定性を向上させることができ、リヤスポイラによる揚力
抑制を弱めるとオーバステア傾向になり車両の回頭性を
向上させることができる。

しかしながら、揚力抑制を弱めて車両の操出特性をオ
ーバステア傾向にすることで回頭性能を向上させる手段
では、十分な回頭性能が得られないことがある。このた
め、さらに、ステアリングギヤ比を小さくしてハンドル
の応答特性をシャープにしたり、サスペンション剛性を
高くしたりして、回頭性能をさらに向上させることも考
えられるが、ハンドル応答特性をシャープにし過ぎると
直進走行に支障を来すことも考えられ、またサスペンシ
ョン剛性を高くすると乗り心地に悪影響を与えるので、
回頭性能の向上にも限度がある。

そこで、機敏な旋回動作が必要な場合には、十分に素
早い回頭を行なえるような新たな手段の開発が望まれて
いる。

また、車両の走行中にステアリング操舵を行うと車体
にヨーレイトが発生して旋回を行なうが、車両の走行状
態が高速であるほどハンドルを戻した時（操舵戻し時）
のヨーレイトのオーバシュートも大きくなり、旋回操舵
後に車両の姿勢を所定の方向に速やかに収束させにく
い。

このため、操舵完了時に、車両の操縦が難しくなった
り、車体の走行姿勢が安定しにくいという問題がある。

例えば第11図（ａ），（ｂ）は操舵角（ハンドル角）
とこれに伴って車両に発生するヨーレイトを対応させて
示すタイムチャートであり、ハンドル操作にやや後れて
ヨーレイトが発生し、特にハンドルの戻し時（符号A1参
照）にこれに対応した方向に発生するヨーレイト（符号
B1参照）がオーバシュートすることがわかる。

このようなオーバシュートを抑制するには、ヨーレイ
トを抑制するような力を適宜のタイミングで車両に与え
ればよい。

この抑制力を上述のようなエアウィングによる空気力
を用いて行うことが考えられるが、上述の従来のエアウ
ィングの調整は、左右対称になされるものであって、こ
のままでは、オーバシュートの原因となるヨーレイトを
抑制するような力は発生しない。

本発明は、このような課題に鑑みて案出されたもの
で、エアウィングを左右非対称に作動させて空気力によ
るヨーイング力によって、操舵開始時の回頭性を向上さ
せると共に、操舵戻し時に生じるヨーレイトのオーバシ
ュートを低減できるようにして車両の操縦性や走行安定
性を向上できるようにした、車両用エアウィング式ヨー
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］このため、本発明の車両用エアウィング式ヨー制御装
置は、車体の左右に対をなして設けられたヨー制御用エ
アウィングと、該エアウィングの作動を制御する制御手
段とをそなえ、該制御手段が、車両の操舵系が操舵開始
状態にあるかどうかを判定する操舵開始状態判定部と、
車両のヨーレイトの速度が高速であるかどうかを判定す
るヨーレイト状態判定部と、該操舵開始状態判定部で操
舵開始状態にあると判定され且つ該ヨーレイト状態判定
部でヨーレイト速度が高速になっていることが判定され
ると車両のヨーイングを促進すべく上記の左右のエアウ
ィングのうちの操舵側のエアウィングに作動信号を出力
する操舵開始時制御信号出力部と、車両の操舵系が操舵
戻し状態にあるかどうかを判定する操舵戻し状態判定部
と、該操舵戻し状態判定部で操舵戻し状態にあると判定
され且つ該ヨーレイト状態判定部でヨーレイト速度が高
速になっていることが判定されると車両のヨー方向のオ
ーバシュートを抑制すべく上記の左右のエアウィングの
うちの操舵戻し側の反対側のエアウィングに作動信号を
出力する操舵戻し時制御信号出力部とをそなえているこ
とを特徴としている。

［作用］上述の本発明の車両用エアウィング式ヨー制御装置で
は、操舵開始状態判定部で操舵開始状態にあると判定さ
れ且つヨーレイト状態判定部でヨーレイト速度が高速に
なっていることが判定されると、操舵開始時制御信号出
力部が、左右のヨー制御用エアウィングのうちの操舵側
のエアウィングに作動信号を出力し、これにより操舵側
のエアウィングが駆動され、このエアウィングに走行風
が作用することにより生じるヨー方向の空気力モーメン
トにより、車両のヨーイングが促進される。

また、操舵戻し状態判定部で操舵戻し状態にあると判
定され且つヨーレイト状態判定部でヨーレイト戻し速度
が高速になっていることが判定されると、操舵戻し時制
御信号出力部が、左右のエアウィングのうち操舵戻し側
と反対側のエアウィングに作動信号を出力し、これによ
り操舵戻し側と反対側のエアウィングが駆動され、この
エアウィングに走行風が作用することによりて生じるヨ
ー方向の空気力モーメントにより、操舵戻し時のヨー方
向のオーバシュートが抑制される。

［実施例］以下、図面により本発明の一実施例としての車両用エ
アウィング式ヨー制御装置について説明すると、第１図
は本エアウィングをそなえる車両全体の斜視図、第２図
はそのブロック構成図、第３図はエアウィング駆動機構
の一例を示す模式図、第４図はそのモータ駆動回路の一
例を示す結線図、第５図はそれぞれその作用を説明する
ためのタイムチャート、第６図は車速と操舵角速度（ハ
ンドル角速度）とに応じた制御実施領域を示すマップ、
第７図はその制御を示すフローチャート、第８図はその
エアウィングの変形例を示す車体後方斜視図、第９図は
そのエアウィング駆動機構の変形例を示す構成図であ
る。

さて、この車両用エアウィング式ヨー制御装置は、第
１図に示すように、車体２の前部および後部の左右側方
に各一対ずつ設けられたヨー制御用エアウィング、つま
り、後部左側のヨー制御用エアウィング（リヤ左エアウ
ィング）12Lと後部右側のヨー制御用エアウィング（リ
ヤ右エアウィング）（第１図中、図示略）12Rと前部左
側のヨー制御用エアウィング（フロント左エアウィン
グ）14Lと前部右側のヨー制御用エアウィング（フロン
ト右エアウィング）（第１図中、図示略）14Rとをそな
えている。これらのエアウィング12L,12R,14L,14R（以
下、左右を区別しない場合には、後部エアウィングを12
と示し、前部エアウィングを14と示す）は、いずれも車
外方向に向く開閉自在となるようにその前縁部を旋回軸
として後方を開放しうる後開き式となっており、閉状態
ではその表面が車体表面と面一になるよう構成されてい
る。

そして、これら各エアウィング12,14を駆動する駆動
機構としては、例えば第３図に示すようなものが考えら
れ、エアウィング12,14の旋回軸12a,14aがリンク16を介
してモータ18に連結されており、モータ18がコントロー
ラ（ECU）36からの指令により回転してリンク16を通じ
て旋回軸12a,14aを中心にエアウィング12、14が旋回し
て開閉しうるようになっている。このエアウィング12、
14は、全閉位置と全開位置との間で旋回駆動され、全閉
位置と全開位置とのほかにこれらの適当な中間位置であ
る半開位置をとれるようになっている。

なお、エアウィング12、14が全閉位置の時には車両の
走行風（矢印ａ）に対してほぼ無抵抗であるが、エアウ
ィング12、14が開動されると開度に応じて走行風に対す
る抵抗（空力抵抗）が生じるようになり、全開位置では
最も大きな抵抗を受けるようになっている。また、エア
ウィング12、14は全閉位置と全開位置とにだけ固定で
き、半開位置には固定できないものでもよい。

このため、車両の走行中、第１図中に示すように、リ
ヤのエアウィング12Lが開かれるとこのエアウィング12L
の受ける空気抵抗による空気力を受け、フロントのエア
ウィング14Lが開かれると同様に空気力を受けるように
なっている。したがって、車体左側のエアウィング12L,
14Lが同時に開かれた状態では、空気力により、車体２
はその鉛直中心周りに矢印ｂ方向へのヨーレイトモーメ
ントが加わるようになっている。逆に、車体右側のエア
ウィング12R,14Rが同時に開かれた状態では、車体２は
その鉛直中心周りに矢印ｂと逆の方向へのヨーレイトモ
ーメントが加わるようになっている。

なお、上記のモータ18の配線接続は、例えば第４図に
示すようなものが考えられる。第４図において、20,22
はモータ18の端子、24は12V電源（自動車用バッテ
リ）、26,28はリミットスイッチ、30,32はポジションス
イッチ、34はECUからのコントロール信号により作動さ
れるリレーである。そして、このコントロール信号によ
り、ポジションスイッチ30,32が適宜の接続状態になる
とともにリミットスイッチ26又は28が閉成されて、モー
タ18の回転方向が開方向又は閉方向に一定量だけ作動し
て、リミットスイッチ26又は28が開成され、モータ18が
停止するようになっている。

このように、モータ18が適宜の方向に適当な量だけ回
転することで、エアウィング12、14の開駆動または閉駆
動されるようになっている。

ところで、第２図に示すように、コントローラ（EC
U）36には、高速走行判定部38と操舵状態判定部40Aとヨ
ーレイト状態判定部42Aと制御信号出力部44とが設けら
れており、高速走行判定部38へは車速センサ46の検出信
号が送られ、操舵状態判定部40Aへは操舵角速度センサ
（ハンドル角速度センサ）48及び横加速度センサ（横Ｇ
センサ）52の検出信号が送られ、ヨーレイト状態判定部
42Aへはヨーレイトセンサ50及び横加速度センサ52の検
出信号が送られるようになっている。

高速走行判定部38では、車速センサ46で検出した車速
を閾値（この例では100km/h）と比較して、車速Ｖが閾
値［100（km/h）］よりも大きければ高速走行している
と判定する。

操舵状態判定部40Aは、車両の操舵系が操舵開始状態
にあるか操舵戻し状態にあるを判定する操舵開始状態判
定部41A及び操舵戻し状態判定部41Bと、操舵開始時又は
操舵戻し時における操舵角速度（操舵開始速度又は操舵
戻し速度）_Ｈが閾値よりも大きいかどうかを判定する
操舵速度判定部41Cとをそなえている。

操舵開始状態部41Aにおける操舵開始状態（切り増し
状態）にあるか否かの判定は、操舵角速度センサ44で検
出された操舵角速度_Ｈと、横Ｇセンサ52で検出された
横加速度YGとの積（YG・_Ｈ）が正になっているかどう
かにより行なえる。これは、操舵開始時には、一般に操
舵角の増加方向と車両に作用する横加速度（横Ｇ）YGの
方向とが互いに同一方向になるので、操舵角速度_Ｈと
横加速度YGとの積（YG・_Ｈ）が正であれば操舵戻し状
態にあると判定できるからである。

操舵戻し状態部41Bにおける操舵戻し状態にあるかど
うかの判定は、操舵角速度センサ44で検出された操舵角
速度_Ｈと、横Ｇセンサ52で検出された横加速度YGとの
積（YG・_Ｈ）が負になっているかどうかにより行なえ
る。これは、操舵戻し時には一般に操舵角の増加方向と
車両に作用する横加速度（横Ｇ）YGの方向とが異なる方
向になるので、操舵角速度_Ｈと横加速度YGとの積（YG
・_Ｈ）が負であれば操舵戻し状態にあると判定できる
からである。

操舵状態判定部40Aの操舵速度判定部では、高速走行
時［Ｖ≧100（km/h）］で操舵開始時又は操舵戻し時に
おける操舵角速度（操舵開始速度又は操舵戻し速度）
_Ｈが閾値よりも大きいかどうかを判定するが、ここで
は、操舵開始速度及び操舵戻し速度の閾値は一定値では
なく車速に対応して変化する値となっている。

つまり、操舵開始速度の閾値は、第６図（ａ）に示す
ように、車速Ｖが100（km/h）から増大するに従って減
少して、車速Ｖが所定値［例えば180（km/h）］になっ
たところで一定値となるように設定されており、ここで
は、操舵開始速度が閾値以上（斜線部側）にあるかどう
かの判定はこのマップを用いて行なっている。

また、操舵戻し速度の閾値は、第６図（ｂ）に示すよ
うに、車速Ｖが80（km/h）から増大するに従って減少し
て、車速Ｖが所定値［例えば180（km/h）］になったと
ころで一定値となるように設定されており、ここでは、
操舵戻し速度が閾値以上（斜線部側）にあるかどうかの
判定はこのマップを用いて行なっている。

ところで、操舵開始速度の閾値が100（km/h）とされ
ているのに対し、操舵戻し速度の閾値は80（km/h）とさ
れているのは、操舵開始速度の制御は、低速時には操舵
角速度（ハンドル操作速度）に対してある程度十分な応
答性で車両が回頭するが高速時には十分な回頭応答性が
得られないのでこれを補うための調整を行なうためある
程度高速時のみに必要なのに対して、操舵戻し速度の制
御は、車両のヨー方向のオーバシュートを抑制すべく行
なうもので、比較的低い速度（しかし、一般的には高
速）でも必要な制御であり、このため、操舵開始時より
も低い閾値に設定されているのである。

ヨーレイト状態判定部42Aでは、車両のヨーレイトが
操舵開始側（操舵ヨーレイト）にあるか戻し側（戻しヨ
ーレイト）にあるかどうかを判定する操舵開始状態戻し
状態判定部と、車両のヨーレイトの速度が高速であるか
どうかを判定するヨーレイト速度判定部とをそなえてい
る。

車両のヨーレイトが操舵開始剤（操舵ヨーレイト）に
あるかの判定は、ヨーレイトセンサ52で検出されたヨー
レイトY_Rからヨーレイト速度_Ｒを求め、このヨーレイ
ト速度_Ｒと、横Ｇセンサ52で検出された横加速度YGと
の積（YG・_Ｒ）が正になっているかどうかにより、ヨ
ーレイトが操舵開始側にあるかを判定する。これは、操
舵開始状態の判定と同様である。

また、車両のヨーレイトが操舵戻し側（戻しヨーレイ
ト）にあるかの判定は、ヨーレイトY_Rから求めたヨーレ
イト速度_Ｒと、横Ｇセンサ52で検出された横加速度YG
との積（YG・_Ｒ）が負になっているかどうかにより、
ヨーレイトが戻し状態にあるかを判定する。これは、操
舵戻し状態の判定と同様である。

さらに、ヨーレイト状態判定部42Aでは、ヨーレイト
センサ52で検出されたヨーレイトの速度_Ｒが閾値［こ
の例では50（deg/s²）］よりも大きいかどうかを比較判
定する。

制御信号出力部44は、操舵開始時刻制御信号出力部44
Aと操舵戻し時制御信号出力部44Bとをそなえ、操舵開始
時制御信号出力部44Aでは、高速走行判定部38で高速走
行中であることが判定されているとき、操舵状態判定部
40Aで操舵開始中でありこの操舵開始速度が閾値よりも
大きいと判定され、且つ、ヨーレイト状態判定部42Aで
ヨーレイト開始中でありこのヨーレイト開始速度が閾値
よりも大きいと判定されると、左右のエアウィング12,1
4のうち操舵戻し側のエアウィング12L,14L（又は12R,14
R）のみが開放するように制御信号を出力するようにな
っている。

また、操舵戻し時制御信号出力部44Bでは、操舵状態
判定部40Aで操舵戻し中でありこの操舵戻し速度が閾値
よりも大きいと判定され、且つ、ヨーレイト戻し状態判
定部42でヨーレイト戻し中でありこのヨーレイト戻し速
度が閾値よりも大きいと判定されると、左右のエアウィ
ング12,14のうち操舵戻し側と反対側のエアウィング12
L,14L（又は12R,14R）のみが開放するように制御信号を
出力するようになっている。

本発明の車両用エアウィング式ヨー制御装置は上述の
ように構成され、以下にその動作を第７図に示すフロー
チャートにしたがって説明する。

まず、ステップb1で初期設定を行なう。つまり、操舵
開始フラッグ（開始フラッグ）FFLG,制御フラッグS1FL
G,戻しフラッグHFLG,制御フラッグS2FLGをいずれも０と
する。

そして、ステップb2で、各センサからの検出情報を読
み取る。つまり、車速センサ48で検出された車速Ｖと、
操舵角速度センサ50で検出された操舵角速度_Ｈと、ヨ
ーレイトセンサ52で検出されたヨーレイトYRと、横Ｇセ
ンサ54で検出された車両の横方向加速度（横Ｇ）YGとを
データとして読み取る。

続くステップb3で、操舵フラグFFLGが１であるかどう
かを判定する。制御開始時には、ステップb1の初期設定
で操舵フラグFFLGは０とされているので、NOルート、つ
まり、ステップb4へ進む。

ステップb4では、戻しフラグHFLGが１であるかどうか
を判定する。制御開始時には、ステップb1の初期設定で
戻しフラッグHFLGは０とされているので、NOルート、つ
まり、ステップb5へ進む。

ステップb5では、車速Ｖが閾値（100km/h）以上であ
るかどうかを判定する。車速Ｖが閾値以上でなければ、
特別な制御は行なわずにこの制御サイクルを終える。一
方、車速Ｖが閾値以上であれば、ステップb6に進む。

ステップb6では、操舵状態判定部11dで、操舵開始状
態（切り増し状態）であるかどうかをYG・_Ｈの値が正
であるかどうかで判断する。操舵開始状態でなければ、
ステップb7に進み、操舵開始状態であれば、ステップb1
1に進む。

ステップb7では、操舵状態判定部11dで、操舵戻し状
態（戻し側）であるかどうかをYG・_Ｈの値が負である
かどうかで判断する。戻し側でなければヨー制御を行な
わずにこの制御サイクルを終え、戻し側であればステッ
プb8に進む。

ステップb8では、車速Ｖと操舵戻し速度_Ｈとを第６
図（ｂ）の車速−操舵角速度の戻しマップに対応させ
て、操舵開始速度が閾値よりも大きいかどうかを判断す
る。操舵戻し速度が閾値よりも大きい領域になければ特
別な制御は行なわずにこの制御サイクルを終え、操舵戻
し速度が閾値よりも大きい領域にあればステップb9へ進
む。

ステップb9では、戻しフラグHFLGを１として、ステッ
プb10へ進む。

また、ステップb11では、車速Ｖと操舵戻し速度θ_Ｈ
とを第６図（ａ）の車速−操舵角速度の操舵開始マップ
（操舵マップ）に対応させて、操舵開始速度が閾値より
も大きいかどうかを判断する。操舵開始速度が閾値より
も大きい領域になければ、特別な制御は行なわずにこの
制御サイクルを終える。操舵開始速度が閾値よりも大き
い領域にあれば、ステップb12へ進む。

ステップb12では、操舵フラグFFLGを１として、ステ
ップb10へ進む。

ステップb10では、ECUの横Ｇメモリに、先のステップ
b2で読み込まれた横Ｇの値を横Ｇの記憶値MYGとして設
定する。これにより、この制御サイクルを終える。

そして、ステップb12で操舵フラグFFLGが１とされる
と、次の制御サイクルでは、ステップb1,b2を経て、ス
テップb3からステップb13に進む。

ステップb13では、制御フラッグS1FLGが１かどうかを
判定され、制御開始後、はじめてこのステップにきたと
きには、制御フラッグS1FLGは０なので、ステップb14へ
進んで、ヨーレイト状態判定部42で、ヨーレイトが操舵
開始側であるかどうかをYG・_Ｒの値が正であるかどう
かで判断する。ヨーレイトが開始側でなければ、ステッ
プb15へ進み、操舵フラグFFLGを０にリセットしてこの
制御サイクルを終える。また、ヨーレイトが開始側であ
れば、ステップb16へ進んでヨーレイト速度_Ｒが閾値
（40deg/s²）よりも大きいかどうかを判断する。ヨーレ
イト速度が閾値よりも大きくなければ、ヨー制御は行な
わずにこの制御サイクルを終える。ヨーレイト速度が閾
値よりも大きければ、ステップb17へ進み、制御フラグS
1FLGを１として、ステップb23へ進む。

一方、ステップb9で操舵フラグHFLGが１とされると、
次の制御サイクルでは、ステップb1,b2,b3を経て、ステ
ップb4からステップb18に進む。

ステップb18では、制御フラッグS2FLGが１かどうかを
判定され、制御開始後はじめてこのステップにきたとき
には、制御フラッグS2FLGは０なので、ステップb19へ進
んで、ヨーレイト状態判定部42で、ヨーレイトが操舵戻
し側であるかどうかをYG・_Ｒの値が負であるかどうか
で判断する。ヨーレイトが戻し側でなければ、ステップ
b20へ進み、操舵フラグHFLGを０にリセットしてこの制
御サイクルを終える。また、ヨーレイトが戻し側であれ
ば、ステップb21へ進み、ヨーレイト速度_Ｒが閾値（5
0deg/s²）よりも大きいかどうかを判断する。ヨーレイ
ト速度が閾値よりも大きくなければ、ヨー制御は行なわ
ずにこの制御サイクルを終える。ヨーレイト速度が閾値
よりも大きければ、ステップb22へ進み、制御フラグS2F
LGを１として、ステップb23へ進む。

ステップb23では、制御タイマの値Tcを０にセットす
る。

そして、制御フラグS1FLGが１であれば、ステップb2
4,b25を経てステップS27へ進み、前の制御サイクルで横
Ｇメモリに記憶された横Ｇの記憶値MYGの向きが左であ
るか右であるかを判定する。

MYGの向きが左であればステップb28へ進み、左側のエ
アウィング12L,14Lを開動させる制御信号（オン信号）
を出力する。また、MYGの向きが右であればステップb29
へ進み、右側のウィング12L,14Lを開動させる制御信号
（オン信号）を出力する。

一方、制御フラグS2FLGが１であれば、ステップb24か
らステップS26へ進み、ステップb26で、前の制御サイク
ルで横Ｇメモリに記憶された横Ｇの記憶値MYGの向きが
左であるか右であるかを判定する。

MYGの向きが右であればステップb28へ進み、左側のエ
アウィング12L,14Lを開動させる制御信号（オン信号）
を出力する。また、MYGの向きが左であればステップb29
へ進み、右側のウィング12L,14Lを開動させる制御信号
（オン信号）を出力する。

この結果、車両の高速走行中に、ハンドルを一定以上
の速い速度で操舵して、操舵開始時（切り増し時）にヨ
ーレイトの速度が閾値以上に大きくなった場合、急速に
旋回しようとするドライバの意志に応じて、ヨーレイト
の方向（つまり、MYGの向き）のエアウィングが開放さ
れて、ヨーレイト方向の空気力モーメントが発生するよ
うになり、車両のヨー運動が促進され、車両が速やかに
旋回するようになる。

また、この車両の高速走行中の旋回操舵の終了時に、
ハンドルを速い速度で戻して、これによりヨーレイトの
戻し速度が閾値以上に大きくなったような場合、ヨーレ
イトのオーバシュートが発生するものと判定し、この発
生を抑制するように、つまり、ヨーレイトの方向（つま
り、MYGの向き）とは逆方向のエアウィングが開放され
て、ヨーレイトとは逆方向の空気力モーメントが発生す
るようになり、ヨーレイトのオーバシュートが抑制され
る。

そして、操舵開始時の制御が開始されると、この次の
制御サイクルでは、ステップb1,b2,b3,b13の順に進み、
制御フラグS1FLGが既に１になっているので、ステップb
13からステップb30へ進んで、制御タイマのカウントを
開始する。

また、操舵戻し時の制御が開始されると、この次の制
御サイクルでは、ステップb1,b2,b3,b4,b18の順に進
み、制御フラグS2FLGが既に１になっているので、ステ
ップb18からステップb30へ進んで、制御タイマのカウン
トを開始する。

そして、ステップb30では、制御タイマの値Tcに制御
サイクル間隔の時間INTを加算していきながら、制御タ
イマのカウントを行なう。

続く、ステップb31では、タイマ値Tcが閾値（この例
では0.25sec）以上かどうかが判断されるが、タイマカ
ウント開始直後はタイマ値Tcは閾値に達していないの
で、ステップb31でこの制御サイクルを終えて、上述の
操舵開始時の制御又は操舵戻し時の制御が続行される。

そして、ステップb30による時間INTの加算を繰り返し
て、タイマ値Tcが閾値以上になると、操舵開始時の制御
の場合、ステップb31からステップb32,b33を経て、ステ
ップb34へ進み、操舵戻し時の制御の場合、ステップb31
からステップb32を経て、ステップb37へ進む。

ステップb34に進むと、戻しフラッグFFLGを０に、制
御フラッグS1FLGを０に、それぞれリセットして、次の
ステップb35で、前の制御サイクルで横Ｇメモリに記憶
された横Ｇの記憶値MYGの向きが左であるか右であるか
を判定する。

MYGの向きが左であれば、左制御信号が出されていた
ので、ステップb36へ進み、開放していた左側のエアウ
ィング12R,14Rを閉動させる制御信号（オフ信号）を出
力し、MYGの向きが右であれば、右制御信号が出されて
いたので、ステップb39へ進み、開放していた右側のウ
ィング12L,14Lを閉動させる制御信号（オフ信号）を出
力する。

そして、ステップb40で、横Ｇの記憶値MYGを０にリセ
ットする。

ステップb37に進むと、戻しフラッグHFLGを０に、制
御フラッグS2FLGを０に、それぞれリセットして、次の
ステップb38で、前の制御サイクルで横Ｇメモリに記憶
された横Ｇの記憶値MYGの向きが左であるか右であるか
を判定する。

MYGの向きが左であれば、右制御信号が出されていた
ので、ステップb39へ進み、開放していた右側のエアウ
ィング12R,14Rを閉動させる制御信号（オフ信号）を出
力し、MYGの向きが右であれば、左制御信号が出されて
いたので、ステップb36へ進み、開放していた左側のウ
ィング12L,14Lを閉動させる制御信号（オフ信号）を出
力する。

これにより、開放されていたエアウィング12,14が閉
鎖されて、制御が終了する。

このようなヨー制御を、第５図（ａ）〜（ｅ）のタイ
ムチャートを用いて説明すると、ハンドルの操舵開始操
作［第５図（ａ）中の曲線A1参照］にやや後れてヨーレ
イトが発生［第５図（ｂ）中の曲線B1参照］するが、ハ
ンドルの操舵開始速度（切り増し速度）やヨーレイトの
増加速度が所定以上になった時点で、第５図（ｃ）に実
線で示すような波形D1のコントロール信号が制御信号出
力部40よりエアウィング駆動機構へ送られる。これに応
じて所定方向のエアウィングが開放されて、このエアウ
ィングの受ける空気圧によって、第５図（ｃ）に破線で
示す曲線C1のように、ヨーレイト方向の空力ヨーイング
モーメントΔCYMが発生する。

この空力ヨーイングモーメントΔCYMがヨーレイト
［第５図（ｂ）中の曲線B2参照］を増加抑制して、ヨー
レイトは第５図（ｂ）中の曲線B3のように速やかに増加
するのである。また、この時、両側に加わる横加速度
（横Ｇ）は第５図（ｅ）に示すようになる。

そして、これに続いて行なわれるハンドルの戻し操作
［第５図（ａ）中の曲線A1参照］にやや後れてヨーレイ
トが減少側に変化［第５図（ｂ）中の曲線B1参照］する
が、ハンドルの戻し速度やヨーレイトの戻し速度が所定
以上になった時点で、第５図（ｄ）に実線で示すような
波形D2のコントロール信号が制御信号出力部40よりエア
ウィング駆動機構へ送られる。これに応じて所定方向の
エアウィングが開放されて、このエアウィングの受ける
空気圧によって、第５図（ｄ）に破線で示す曲線C2のよ
うに、ヨーレイトと逆向きの空力ヨーイングモーメント
ΔCYMが発生する。

この空力ヨーイングモーメントΔCYMがヨーレイトの
オーバシュート［第５図（ｂ）中の曲線B2参照］を抑制
して、ヨーレイトは第５図（ｂ）中の曲線B3のように速
やかに減衰しながら収束するのである。また、この時、
車両に加わる横加速度（横Ｇ）は第５図（ｅ）示すよう
になる。

なお、第５図（ｃ），（ｄ）中、T_Lは制御開始リード
タイム、T_Cは制御設定時間、T_Rは応答時間差であり、制
御設定時間T_Cは、コントロール信号の発信時間つまりヨ
ー制御を行なう時間であり、この例では、0.25秒増に設
定されているが、一般には0.2〜0.3秒間程度の適当な値
に設定する。

したがって、操舵の開始時に、車体姿勢を安定させな
がら速やかに車両の回頭が行なえ、車両の操縦性が向上
する。また、操舵の終了時に、微妙な操舵修正をあまり
必要としなくなって、操舵を容易に完了できるようにな
り、車両の操縦性が向上するとともに、操舵終了時の車
体の揺れや速やかに収束できるようになり、走行安定性
が増して乗り心地の向上に寄与しうる。

なお、この実施例では、操舵開始速度の閾値がマップ
［第６図（ａ）］によって車速Ｖに対応して与えられて
おり、車速Ｖが100（km/h）又は80（km/h）から増大し
ていって180（km/h）程度になるまでは、操舵戻し速度
の閾値は120（deg/s²）から80（deg/s²）まで次第に減
少していくように設定され、操舵戻し速度の閾値もマッ
プ［第６図（ｂ）］によって車速Ｖに対応して与えられ
ており、車速Ｖが80（km/h）から増大していって180（k
m/h）程度になるまでは操舵戻し速度の閾値は120（deg/
s²）から80（deg/s²）まで次第に減少していくように設
定されている。このため、高速になるほど、小さな操舵
角速度でヨー制御が開始されるようになり、高速走行時
における車両の操縦性能や走行安定性を向上できるとい
う効果があり、例えば、180（km/h）程度の車速でも、1
00（km/h）程度の車速の時とほぼ同程度に操舵性能を向
上させることも可能となる。

また、制御応答性を考慮して制御開始のタイミングを
最適なものに設定することにより、比較的小型のエアウ
ィングによっても十分な効果を期待できる。

ところで、例えばリヤのエアウィングを、第８図に示
すように、車体のリヤ部の上面に情報へ向けて開放する
ようなもの（符号12L′,12R′）にしてもよい。さら
に、エアウィングは旋回式のものに限られず、ボディ内
部から適宜突出するようスライド式のものも考えられ
る。

また、エアウィングの駆動を空気圧や油圧を利用し行
なうようにしてもよい。

例えば第９図に示すように、エアシリンダ60,62をエ
アウィング12,14に接続して、このエアシリンダ60,6へ
空気源54からの空気圧を供給又は排出しうる空気流路64
を設けて、この空気流路64に、コントローラ36の制御信
号出力部44からの制御信号に応じて作動する３方向弁56
L,56L,58L,58Rを介設して、制御信号に応じてエアシリ
ンダ60,62を駆動しながらエアウィング12,14の駆動を行
なうようなものが考えられる。

［発明の効果］以上詳述したように、本発明の車両用エアウィング式
ヨー制御装置によれば、車体の左右に対をなして設けら
れたヨー制御用エアウィングと、該エアウィングの作動
を制御する制御手段とをそなえ、該制御手段が、車両の
操舵系が操舵開始状態にあるかどうかを判定する操舵開
始状態判定部と、車両のヨーレイトの速度が高速である
かどうかを判定するヨーレイト状態判定部と、該操舵開
始状態判定部で操舵開始状態にあると判定され且つ該ヨ
ーレイト状態判定部でヨーレイト速度が高速になってい
ることが判定されると車両のヨーイングを促進すべく上
記の左右のエアウィングのうちの操舵側のエアウィング
に作動信号を出力する操舵開始時制御信号出力部と、車
両の操舵系が操舵戻し状態にあるかどうかを判定する操
舵戻し状態判定部と、該操舵戻し状態判定部で操舵戻し
状態にあると判定され且つ該ヨーレイト状態判定部でヨ
ーレイト速度が高速になっていることが判定されると車
両のヨー方向のオーバシュートを抑制すべく上記の左右
のエアウィングのうちの操舵戻し側と反対側のエアウィ
ングに作動信号を出力する操舵戻し時制御信号出力部と
をそなえるという簡素な構成で、従来のような車体の揚
力低下を促進することによるタイヤのグリップ性の向上
のみに依存することなく、新しい発想にもとづいて空気
力によるヨーイングモーメントを利用しながら、車両の
操舵開始時の速やかな回頭を促進できるようになるとと
もに、操舵完了時のハンドルの戻し操作の際に生じやす
いヨーイングのオーバシュートを適切に抑制できるよう
になって、車両の走行安定性を確保しながら操縦性能を
向上できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１〜９図は本発明の一実施例としての車両用エアウィ
ング式ヨー制御装置を示すもので、第１図は本エアウィ
ングをそなえる車両全体の斜視図、第２図はその制御装
置のブロック構成図、第３図はエアウィング駆動機構の
一例を示す模式図、第４図はそのモータ駆動回路の一例
を示す結線図、第５図はその作用を説明するためのタイ
ムチャート、第６図は車速とハンドル角速度（操舵角速
度）とに応じた制御実施領域を示すマップ、第７図はそ
の制御を示すフローチャート、第８図はそのエアウィン
グの変形例を示す車体後方斜視図、第９図はそのエアウ
ィング駆動機構の変形例を示す構成図であり、第10図は
従来の車両用エアウィング装置を示す斜視図であり、第
11図は従来の車両におけるヨーレイトのオーバシュート
を示すタイムチャートである。２……車体、12,12L,12R,12L′,12R′,14,14L,14R……
エアウィング、16……リング、18……モータ、20,22…
…モータ18の端子、24……12V電源（自動車用バッテ
リ）、26,28……リミットスイッチ、30,32……ポジショ
ンスイッチ、34……リレー、36……コントローラ（EC
U）、38……高速走行判定部、40A……操舵状態判定部、
41A……操舵開始状態判定部、41B……操舵戻し状態判定
部、41C……操舵速度判定部、42A……ヨーレイト状態判
定部、44……制御信号出力部、44A……操舵開始時制御
信号出力部、44B……操舵戻し時制御信号出力部、46…
…車速センサ、48……操舵角速度センサ（ハンドル角速
度センサ）、50……ヨーレイトセンサ、52……横加速度
センサ（横Ｇセンサ）、54……空気源、56L,56R,58L,58
R……３方向弁、60,62……エアシリンダ、64……空気流
路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ６２Ｄ 117:00 Ｂ６２Ｄ 117:00 137:00 137:00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車体の左右に対をなして設けられたヨー制
御用エアウィングと、該エアウィングの作動を制御する
制御手段とをそなえ、該制御手段が、車両の操舵系が操
舵開始状態にあるかどうかを判定する操舵開始状態判定
部と、車両のヨーレイトの速度が高速であるかどうかを
判定するヨーレイト状態判定部と、該操舵開始状態判定
部で操舵開始状態にあると判定され且つ該ヨーレイト状
態判定部でヨーレイト速度が高速になっていることが判
定されると車両のヨーイングを促進すべく上記の左右の
エアウィングのうちの操舵側のエアウィングに作動信号
を出力する操舵開始時制御信号出力と、車両の操舵系が
操舵戻し状態にあるかどうかを判定する操舵戻し状態判
定部と、該操舵戻し状態判定部で操舵戻し状態にあると
判定され且つ該ヨーレイト状態判定部でヨーレイト速度
が高速になっていることが判定されると車両のヨー方向
のオーバシュートを抑制すべく上記の左右のエアウィン
グのうちの操舵戻し側と反対側のエアウィングに作動信
号を出力する操舵戻し時制御信号出力部とをそなえてい
ることを特徴とする、車両用エアウィング式ヨー制御装
置。