JP2755002B2 - 車両用可動式リヤスポイラ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車体後部のトランク
リッド上面に装着される可動式のリヤスポイラ装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】リヤスポイラは、高速走行時の空力特
性、特に後輪のロードホールディング性能を向上させ
て、走行安定性を高めるために装着されるものであり、
一般的には固定式のものが多い。

【０００３】しかし、固定式のリヤスポイラは、トラン
クリッド等の上面から常に突出しているため、高速走行
時以外では、かえって邪魔となることが多い。

【０００４】最近、この問題に対処するために、必要時
においてのみ上方に起立させるようにした可動式のリヤ
スポイラ装置が種々提案されている（たとえば特開昭６
２−２４７９８４号公報参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の可動式
のリヤスポイラ装置は、トランクリッドの左右長とほぼ
等寸に成形したスポイラ（空気誘導部材）全体を、左右
方向を向く軸まわりに回動させて使用位置まで起立する
ようにしてあるため、回転角度が大きくなるにしだい、
リヤウインドを通した後方視界が狭くなるという問題点
がある。

【０００６】また、リヤクオータピラー付近からトラン
クリッドの中央部に回り込んでくる気流を効果的に制御
することができない。

【０００７】さらに、スポイラ全体を単に上下に制御す
るのみであるため、操舵性や旋回性能など、高速走行時
全般の性能を改善することが困難であった。

【０００８】この発明は上記の事情を考慮したもので、
その目的とするところは、起立位置にあっても後方視界
を妨げることがなく、かつ高速走行時、特に急操舵時の
走行安定性を大幅に向上し得る車両用リヤスポイラ装置
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明のリヤスポイラ装置は、車体後部のトラン
クリッド上面に設けられ、かつ前端が互いに内方を向く
ハ字状に傾斜させた軸を中心として上向きに起立回動し
得る左右対象の一対のフィンと、車両の操舵角および操
舵角速度を検知する手段と、同操舵角および操舵角速度
がそれぞれ設定値以上のとき、急操舵モードを設定する
手段と、車体の横Ｇの変化率を検知する手段と、上記急
操舵モード時、一定時間内に上記横Ｇの変化率が設定値
以上になると、そのときの操舵が急操舵と同方向に向く
修正操舵であるか否かを、現時点の操舵角が中立点を境
とするどちらの側に存するか加味した上で判定する手段
と、同判定が否定のとき、上記各フィンのうち急操舵の
方向と反対側のフィンを立ち上げる手段とを備える。

【００１０】

【作用】車両の操舵角および操舵角速度を検知し、同操
舵角および操舵角速度がそれぞれ設定値以上のときに急
操舵モードを設定する。また、車体の横Ｇの変化率を検
知しており、急操舵モードにおいて一定時間内に横Ｇの
変化率が設定値以上になると、そのときの操舵が急操舵
と同方向に向く修正操舵であるか否かを、現時点の操舵
角が中立点を境とするどちらの側に存するか加味した上
で判定する。この判定が否定のとき、トランクリッド上
面に設けられた左右対象の一対のフィンのうち、急操舵
の方向と反対側のフィンを立ち上げる。このフィンの立
ち上がりにより、急操舵と同方向に空力ヨーイングモー
メントが付加され、車体に発生するヨーレイト（ふらつ
き）が打ち消される。

【００１１】

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して説明する。

【００１２】図１に示すように、自動車の車体１の後部
にトランクリッド２があり、同トランクリッド２の上面
の両側部に五角形状のフィン１１，１１が設けられる。
これらフィン１１，１１は、後で詳述するが、左右対称
的に同じ構成であり、以後の説明は左側のフィン１１の
構成についてのみ行なう。

【００１３】図２ないし図４に示すように、トランクリ
ッド２の上面の中央部よりやや左方の位置に、フィン１
１を不使用位置に格納するための凹陥部３が、フィン１
１の平面形とほぼ同じ五角形状に形成されている。

【００１４】凹陥部３の下面（膨出面）には、これとほ
ぼ同形の平板状の補強板４が、その前外方の下辺、すな
わち前端を内方に向かって傾斜させた外側の傾斜辺４ａ
を、凹陥部３における外側の傾斜端面３ａよりも若干斜
前方に位置させて、スポット溶接等により固着されてい
る。

【００１５】上記傾斜辺４ａの端縁に上向きとして連設
されたフランジ４ｂの内方よりには、平面視Ｕ字形をな
すヒンジ５が斜前方を向いてボルト止めされている。

【００１６】７は回動ブラケットで、長方形をなす支持
板７ａと、その長辺側の下面両側部に前方へ所要寸法突
出するようにして固着された左右一対の支持片７ｂ，７
ｃとからなる。この両支持片７ｂ，７ｃの先端部は上向
きに屈曲する鉤形を呈し、かつその上端面と支持片７ａ
の上面とは互いにほぼ水平に整合するようになってい
る。

【００１７】また、回動ブラケット７は、両支持片７
ｂ，７ｃの中間部を、ヒンジ５のやや後方のトランクリ
ッド２の凹陥部３と補強板４とに穿設した斜前後方向を
向く左右一対ずつの長孔８，９を挿通することにより、
支持板７ａを含む後半部が凹陥部３内に、かつ両支持片
７ｂ，７ｃの前端部がトランクリッド２直下のトランク
ルーム内にそれぞれ位置するように配設されている。両
支持片７ｂ，７ｃの屈曲端部はヒンジ５にピン１０をも
って枢着され、これにより回動ブラケット７全体はピン
１０を中心として斜前後方向、つまり傾斜辺４ａと直交
する方向に上向きに回動することができる。

【００１８】なお、前記長孔８，９の周縁には、支持片
７ｂ，７ｃと密に摺接するシール部材（図示略）が嵌着
され、雨水等が長孔８，９を通してトランクルーム内に
浸入するのを防止している。

【００１９】回動ブラケット７の支持板７ａ上には、凹
陥部３内に格納し得る大きさの平板五角形状のフィン１
１が、４個のリベット等の固着手段１２をもって固着さ
れている。

【００２０】補強板４の内方よりの下面には、回動ブラ
ケット７と同方向を向くガイド部材１３が固着され、ガ
イド部材１３に形成された案内溝１３ａには、下部に下
向きコ字状のブラケット１４ａを有する摺動部材１４の
上端部が、斜前後方向に移動し得るように、かつ懸吊状
に嵌合されている。

【００２１】上記ブラケット１４ａ内には、エアシリン
ダ１５が、その中間部両側面を一対の支軸１６をもって
枢支することにより、回動ブラケット７と同方向の斜前
後方向を向いて、かつ上下に回動自在として設けられて
いる。

【００２２】エアシリンダ１５のピストンロッド１５ａ
の先端は、回動ブラケット７における内方の支持片７ｃ
先端の内側面にピン１７をもって回動可能に連結され
る。

【００２３】エアシリンダ１５の右側方のトランクリッ
ド２の下面には、モータ１８と、その出力軸に連係され
たウォーム、ウォームホイール等（いずれも図示略）の
公知の減速機構を収容してなるギヤケース１９とからな
る電動ユニット２０が、支持金具２１をもって固着され
ている。

【００２４】２２はギヤードケーブル（プッシュプルワ
イヤ）で、案内管２３内を斜前後方向および左右方向に
向かって摺動する。このギヤードケーブル２２の前端は
前記摺動部材１４の後端部に結合され、かつ後端部のラ
ック部は、上記ギヤケース１９を貫通することにより、
ウォームホイールの回転軸上に固着したピニオン（図示
略）に噛合されている。

【００２５】上記電動ユニット２０は、後述する制御部
３０の指令により起動させられ、ギヤードケーブル２２
を駆動させてエアシリンダ１５全体を斜前後方向に移動
することにより、フィン１１を、図３に示すように、ト
ランクリッド２の凹陥部３内に収納された格納位置か
ら、ほぼ４５度の中間位置、つまり通常の高速モードで
あるＰ₁ 位置までの間を回動させることができる。

【００２６】また、エアシリンダ１５も、同じく後述す
る制御部３０の指令により作動させられ、上記電動ユニ
ット２０の作動により若干後方に移動した位置におい
て、ピストンロッド１５ａが伸縮することにより、図４
に示すように、フィン１１を、上記Ｐ₁ 位置から、ほぼ
９０度に起立するＰ₂ 位置までの間を急速に回動させる
ことができる。

【００２７】制御回路を図６に示す。

【００２８】３０は制御部で、マイクロコンピュータお
よびその周辺回路からなる。この制御部３０に、車速セ
ンサ３１、操舵角センサ３２、ヨーレイトセンサ３３、
加速度センサ３４、加速度センサ３５、ブレーキスイッ
チ３６、タイマ３７、右フィン駆動回路３７、および左
フィン駆動回路３８が接続される。

【００２９】車速センサ３１は、スピードメータ等に接
続され、車体１の走行速度を検知する。

【００３０】操舵角センサ３２は、操舵角度（操舵量）
を検知する。ヨーレイトセンサ３３は、車体１のふらつ
きを検知する。

【００３１】加速度センサ３４は、車体１の左右方向の
加速度を検知する。加速度センサ３５は、車体１の前後
方向の加速度を検知する。

【００３２】ブレーキスイッチ３６は、ブレーキペダル
の踏み込み操作を検知してオンするようになっている。

【００３３】タイマ３７は、後述の急操舵モードにおい
て時間制御に使用される。

【００３４】右フィン駆動回路３７および左フィン駆動
回路３８は、それぞれフィン駆動手段４０を制御部３０
の指令に応じて駆動する。フィン駆動手段４０は、少な
くとも上記したエアシリンダ１５および電動ユニット２
０からなる。

【００３５】そして、制御部３０は、次の（１）〜
（８）の機能手段を備える。

【００３６】（１）車速センサ３１で検知される車速Ｖ
が設定値Ｖ₁ 以下のとき、フィン１１，１１を共に収納
状態に設定する手段。

【００３７】（２）車速Ｖが設定値Ｖ₁ 以上の高速走行
では、高速モードを設定してフィン１１，１１をほぼ４
５度のＰ₁ 位置にセットする手段。

【００３８】（３）高速モードにおいて、操舵角センサ
３２で検知される操舵角Ｈが設定値Ｈ₁ 以上で、しかも
操舵角速度（＝操舵角Ｈの単位時間当りの変化量）Ｈ´
が設定値Ｈａ´以上のとき、急操舵モードを設定する手
段。

【００３９】（４）急操舵モード時、タイマ３７の動作
に基づく一定時間Ｔ内に、加速度センサ３４で検知され
る左右方向の加速度いわゆる横Ｇが設定値Ｇｅ以上とな
り、しかも横Ｇの変化率（＝単位時間当りの変化量）Ｇ
´が設定値Ｇａ´以上となったとき、そのときの操舵が
急操舵と同方向に向く修正操舵であるか否かを判定する
手段。

【００４０】（５）判定が“修正操舵なし”（否定）の
とき、急操舵の方向と反対側のフィン１１をほぼ９０度
のＰ₂ 位置まで立ち上げる手段。すなわち、急操舵が右
方向の場合は左側のフィン１１、急操舵が左方向の場合
は右側のフィン１１を立ち上げる。これは、急操舵時に
車体１に発生するヨーレイト（ふらつき）Ｙｏを打ち消
すべく、急操舵と同方向に空力ヨーイングモーメントを
付加するためのものである。

【００４１】（６）判定が“修正操舵あり”（肯定）の
とき、フィン１１，１１をＰ₁ 位置に保持する手段。

【００４２】（７）高速モードにおいて、操舵角Ｈが設
定値Ｈ₁ 以上、緩操舵、横Ｇが設定値Ｇ₁ 以上のすべて
の条件が成立したとき、旋回モードを設定し、旋回内側
のフィン１１をＰ₂ 位置まで立ち上げる手段。

【００４３】（８）ブレーキが踏み込まれてブレーキス
イッチ３６がオンし、しかも加速度センサ３５で検知さ
れる前後方向の加速度いわゆる前後Ｇが設定値−Ｇ₂ 以
下となったとき、上記高速モード、急操舵モード、およ
び旋回モードの設定の如何にかかわらず、随時割込み的
に制動モードを設定してフィン１１，１１を共にＰ₂ 位
置にセットする手段。

【００４４】上記（４）における判定は、横Ｇ変化が操
舵入力に対して位相遅れを有し、横Ｇ変化の条件成立時
に操舵が急操舵，戻し操舵の後の修正操舵であった場
合、フィン１１のＰ₂ 位置への立ち上げが反って邪魔に
なることに対処している。

【００４５】修正操舵の判断基準は、操舵が中立点（操
舵角が零の位置）から遠ざかっていくかどうかである。

【００４６】つまり、操舵が中立点から遠ざかっていく
とき、“修正操舵あり”と判定する。操舵が中立点に向
かっていくとき、“修正操舵なし”と判定する。

【００４７】この判定を行なうためには、まず横Ｇ変化
の条件成立時の操舵角Ｈと操舵角速度Ｈ´を使って下式
の演算を実行する。

【００４８】Δｔ（＝−Ｈ／Ｈ´） このΔｔは、ステアリングが現時点の位置から中立点に
至るまでの時間間隔に相当する。

【００４９】そして、Δｔが設定範囲内（−ｔ₁ ＜Δｔ
＜ｔ₂ ）にあるか否か確認する。ｔ₁ とｔ₂ について
は、｜ｔ₁ ｜＜｜ｔ₂ ｜の関係がある。

【００５０】仮に、操舵が中立点から遠ざかっていくと
き、Ｈが正の値、Ｈ´が正の値であるから、Δｔは負の
値となる。このΔｔは、−ｔ₁ よりも負側に大きく、よ
って設定範囲から外れる。これが“修正操舵あり”の判
定となる。

【００５１】操舵が中立点に向かっていく場合には、Ｈ
が正の値、Ｈ´が負の値であるから、Δｔは正の値とな
る。このΔｔは、ｔ₂ ほどは大きくなく、よって設定範
囲内に収まる。これが“修正操舵なし”の判定となる。

【００５２】ところで、戻し操舵にはそのまま中立点を
通過するものがある。中立点を通過した後での修正操舵
は、再び中立点に向かっていくものとなる。

【００５３】この修正操舵では、Ｈが負の値、Ｈ´が正
の値であるから、Δｔは正の値となる。このΔｔは、ｔ
₂ ほどは大きくないため、設定範囲内に収まってしま
う。こうなると、実際には修正操舵が存在するにもかか
わらず、“修正操舵なし”の誤判定が下されてしまうこ
とになる。

【００５４】そこで、（４）における修正操舵の判定に
際しては、現時点の操舵角Ｈが中立点を境とするどちら
の側（左側or右側）に存するか確認し、それと急操舵の
方向とが同じかどうか判定する。

【００５５】方向が同じとき、つまり中立点通過がなか
ったとき、Δｔに対する設定範囲条件として上記の（−
ｔ₁ ＜Δｔ＜ｔ₂ ）を選択する。

【００５６】方向が異なるときは、つまり中立点通過が
あったときは、Δｔに対する設定範囲条件として（−ｔ
₂ ＜Δｔ＜ｔ₁ ）を選択する。

【００５７】この（−ｔ₂ ＜Δｔ＜ｔ₁ ）は、すなわち
正側に絶対値の小さいｔ₁ を据え、負側に絶対値の大き
いｔ₂ を据えたものである。

【００５８】したがって、中立点を通過した後の修正操
舵では、上記のようにΔｔが正の値となっても、そのΔ
ｔはｔ₁ よりも大きくなる。つまり、Δｔは設定範囲か
ら外れることになり、“修正操舵あり”との正しい判定
が下される。

【００５９】つぎに、図７，図８のフローチャート、お
よび図９，図10のタイムチャートを参照しながら作用を
説明する。

【００６０】車速Ｖが設定値Ｖ₁ 以下のとき、フィン１
１，１１が共に収納状態に設定される。

【００６１】車速Ｖが設定値Ｖ₁ 以上の高速走行になる
と、高速モードが設定される。この高速モードでは、右
フィン駆動回路３８および左フィン駆動回路３９が共に
動作し、フィン駆動手段４０，４０のそれぞれ電動ユニ
ット２０が駆動される。

【００６２】この結果、ギヤードケーブル２２が後向き
に駆動され、摺動部材１４と共にエアシリンダ１５全体
が斜後方に移動して、フィン１１，１１がほぼ４５度の
Ｐ₁ 位置に立ち上げられる。

【００６３】よって、後輪の接地力が増し、走行安定性
が高まる。

【００６４】高速走行時、操舵角センサ３２で検知され
る操舵角Ｈが設定値Ｈ₁ 以上で、しかも操舵角速度Ｈ´
が設定値Ｈａ´以上になると、つまり斜線変更などで急
操舵がなされると、急操舵モードが設定される。

【００６５】この急操舵モードでは、タイマ３７の動作
が始まり、その動作に基づく一定時間Ｔ内に、横Ｇが設
定値Ｇｅ以上、しかも横Ｇの単位時間当りの変化量Ｇ´
が設定値Ｇａ´以上の条件が成立するかどうか、監視さ
れる。

【００６６】条件が成立すると、そのときの操舵が急操
舵と同方向の修正操舵であるか否か判定される。

【００６７】修正操舵とは、急操舵およびその後の戻し
操舵がなされた後、方向修正のために再び急操舵と同方
向になされる操舵のことをいう。

【００６８】判定が“修正操舵なし”のとき（図９参
照）、急操舵の方向と反対側のエアシリンダ１５が動作
し、そのピストンロッド１５ａが縮避される。

【００６９】こうして、急操舵の方向と反対側のフィン
１１がほぼ９０度のＰ₂ 位置まで立ち上げられ、急操舵
と同方向の空力ヨーイングモーメントが車体１の後部に
作用する。この空力ヨーイングモーメントは、車体１に
発生するヨーレイト（ふらつき）Ｙｏを打ち消す働きを
する。

【００７０】判定が“修正操舵あり”ならば（図１０の
初期）、たとえ上記の条件が成立しても、フィン１１，
１１は立ち上げられることなくＰ₁ 位置にそのまま保持
される。

【００７１】これは、フィン１１が立ち上がると、それ
が修正操舵の邪魔になることに対処したものである。

【００７２】修正操舵の後に上記の条件が成立した場合
には、そこで修正操舵であるか否かの判定が再び行なわ
れ、“修正操舵なし”の判定で初めてフィン１１が立ち
上げられる（図１０の後期）。

【００７３】一方、高速モードにおいて、操舵角Ｈが設
定値Ｈ₁ 以上、緩操舵、横Ｇが設定値Ｇ₁ 以上のすべて
の条件が成立したとき、旋回モードが設定される。

【００７４】この旋回モードでは、旋回内側のフィン１
１がＰ₂ 位置まで立ち上げられる。これにより、車体１
の旋回内側が地面から浮き上がる不具合を極力防ぐこと
ができ、スムーズな旋回が可能となる。

【００７５】走行中、ブレーキが踏み込まれてブレーキ
スイッチ３６がオンし、しかも加速度センサ３５で検知
される前後方向の加速度いわゆる前後Ｇが設定値−Ｇ₂
以下となったとき、上記高速モード、急操舵モード、お
よび旋回モードの設定の如何にかかわらず、随時割込み
的に制動モードが設定される。

【００７６】この制動モードでは、フィン１１，１１が
共にＰ₂ 位置にセットされる。これにより、制動力が増
大する。

【００７７】なお、上記実施例では、フィン１１の形状
を五角形としたが、その形状に限定はなく、車体１の大
きさや形状等に応じて適宜に設定可能である。

【００７８】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、車
両の操舵角および操舵角速度がそれぞれ設定値以上のと
きに急操舵モードを設定し、この急操舵モードでは車体
の横Ｇの変化率を検知し、一定時間内に横Ｇの変化率が
設定値以上になると、そのときの操舵が急操舵と同方向
に向く修正操舵であるか否かを、現時点の操舵角が中立
点を境とするどちらの側に存するか加味した上で判定
し、その判定が否定のとき、左右対象の一対のフィンの
うち急操舵の方向と反対側のフィンを立ち上げる構成と
したので、起立位置にあっても後方視界を妨げることが
なく、かつ高速走行時、特に急操舵時の走行安定性を大
幅に向上し得る車両用リヤスポイラ装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例における各フィンの外観を
示す斜視図。

【図２】同実施例における左側のフィンの構成を示す平
面図。

【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面の構成およびフィン
の立ち上がり位置Ｐ₁ を示す側面図。

【図４】図２のＡ−Ａ線に沿う断面の構成およびフィン
の立ち上がり位置Ｐ₂ を示す側面図。

【図５】図２のＢ−Ｂ線に沿う断面の構成を示す側面
図。

【図６】同実施例の制御回路の構成を示すブロック図。

【図７】同実施例における制動モードの作用を説明する
ためのフローチャート。

【図８】同実施例における高速モードおよび急操舵モー
ドの作用を説明するためのフローチャート。

【図９】同実施例の作用の一例を説明するためのタイム
チャート。

【図１０】同実施例の作用の他の例を説明するためのタ
イムチャート。

【符号の説明】

１…車体、２…トランクリッド、１１…フィン、１５…
エアシリンダ、２０…電動ユニット、２２…ギヤードケ
ーブル、３０…制御部、３１…車速センサ、３２…操舵
角センサ、３４，３５…加速度センサ、３６…ブレーキ
スイッチ、３７…タイマ、４０…フィン駆動手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ６２Ｄ 113:00 137:00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体後部のトランクリッド上面に設けら
   れ、かつ前端が互いに内方を向くハ字状に傾斜させた軸
   を中心として上向きに起立回動し得る左右対象の一対の
   フィンと、車両の操舵角および操舵角速度を検知する手
   段と、同操舵角および操舵角速度がそれぞれ設定値以上
   のとき、急操舵モードを設定する手段と、車体の横Ｇの
   変化率を検知する手段と、上記急操舵モード時、一定時
   間内に上記横Ｇの変化率が設定値以上になると、そのと
   きの操舵が急操舵と同方向に向く修正操舵であるか否か
   を、現時点の操舵角が中立点を境とするどちらの側に存
   するか加味した上で判定する手段と、同判定が否定のと
   き、上記各フィンのうち急操舵の方向と反対側のフィン
   を立ち上げる手段とを備えたことを特徴とする車両用可
   動式リヤスポイラ装置。