JP7324675B2 - 整流装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両の走行時に車体周辺の整流を行う整流装置に関するものである。

自動車等の車両の走行時に、車体の周辺には自車両の走行に起因して、自車両に対して相対的に発生する気流（いわゆる走行風）が形成される。
このような走行風が車体周辺の一部で渦流を伴う乱流を形成すると、空気抵抗や空力騒音（風切音）が悪化する原因となる。
車両周囲の整流に関する従来技術として、例えば特許文献１には、車体のリアウインドウ近傍に発生する空気の流れの剥離現象に起因する空気抵抗を低減するため、ルーフ後端部領域に複数の凸状バンプ（ボーテックスジェネレータ）を配列することが記載されている。
特許文献２には、誘電体を介して配置された複数の電極に高電圧を印加した際に発生するプラズマを利用して気流を発生させるプラズマアクチュエータを車両に取り付けて構成した整流装置が記載されている。

特開２００４－３４５５６２号公報 国際公開ＷＯ２０１１／０２４７３６Ａ１

特許文献１に記載された技術のような突起等からなるボーテックスジェネレータは、その下流側に形成される渦の制御には有効であるものの、それ自体が抵抗を発生する原因となっている。また、限られた気流の条件下でなければ良好な効果を得ることが難しい。
これに対し、特許文献２に記載されたようなプラズマアクチュエータ等の気流発生手段を用いて、積極的に気流を発生させれば、より広い領域で効果的に車体周囲の整流を図ることができると考えられる。
例えば、車両のフロントフード前端部や、ルーフ前端部のように、他の部分に対して比較的曲率が大きい凸面となる箇所においては、車体表面からの走行風の剥離が発生しやすく、これが渦流を伴う乱流となって、剥離箇所よりも車両後方側で車体に再付着する場合がある。
このように、車体から剥離した走行風が渦流を形成しつつ車体に再付着すると、空気抵抗や空力騒音が悪化する原因となる。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、車体表面から剥離した走行風の車体への再付着を防止した整流装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１に係る発明は、車両の走行時に車体の外表面に沿って流れる走行風を整流する整流装置であって、前記外表面は前記走行風の剥離が生じる剥離発生部を有し、前記外表面における前記剥離発生部で剥離した前記走行風が再付着する再付着点又はその近傍に設けられ、前記外表面から遠ざかる方向の速度ベクトルを有する気流を発生する再付着防止気流発生部を備え、前記再付着防止気流発生部は、前記走行風が流れる方向に沿って複数配列され、複数の前記再付着防止気流発生部を、前記再付着点の移動に応じて順次切り替えて作動させる制御部を備えることを特徴とする整流装置である。
これによれば、剥離発生部において剥離した走行風が車体に再付着する再付着点又はその近傍に設けた再付着防止気流発生部が発生する気流により、再付着しようとする走行風を車体から遠ざかる方向に誘導し、再付着及びこれに伴う渦流の形成を防止し、空気抵抗及び空力騒音の抑制を図ることができる。
また、車速や風の影響により再付着点が移動した場合であっても、適切に上述した効果を適用することができる。

請求項２に係る発明は、前記再付着防止気流発生部は、誘電体を挟んで配置された少なくとも一対の電極及び前記電極に交流電圧を印加する電源を有するプラズマアクチュエータであることを特徴とする請求項１に記載の整流装置である。
これによれば、可動部分を持たないシンプルな構成により応答性良く気流を発生させることが可能であり、上述した効果を確実に得ることができる。

請求項３に係る発明は、前記制御部は、車両の走行速度の増加に応じて作動する前記再付着防止気流発生部を切り替えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の整流装置である。
これによれば、通常の車両であれば検出している走行速度を利用して、新規なセンサ等を設けることなく上述した効果を適切に得ることができる。

請求項４に係る発明は、前記外表面における圧力分布を検出する圧力分布検出部を有し、前記制御部は、前記圧力分布に応じて作動する前記再付着防止気流発生部を切り替えることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の整流装置である。
これによれば、車体表面の圧力分布に応じて再付着点の位置を把握することにより、再付着点が不規則に移動する場合であっても、上述した効果を適切に得ることができる。

請求項５に係る発明は、前記再付着防止気流発生部は、前記再付着点の近傍における前記走行風の方向に応じて、発生する気流の方向を変化させることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の整流装置である。
これによれば、再付着点に流入する走行風の方向が変化した場合であっても、上述した効果を適切に得ることができる。

請求項６に係る発明は、車両の走行時に車体の外表面に沿って流れる走行風を整流する整流装置であって、前記外表面は前記走行風の剥離が生じる剥離発生部を有し、前記外表面における前記剥離発生部で剥離した前記走行風が再付着する再付着点又はその近傍に設けられ、前記外表面から遠ざかる方向の速度ベクトルを有する気流を発生する再付着防止気流発生部を備え、前記外表面における前記剥離発生部と前記再付着防止気流発生部との間の領域に設けられ、前記外表面に沿って前記走行風の下流側へ流れる気流を発生する表面気流発生部を備えることを特徴とする整流装置である。
これによれば、剥離発生部から剥離した走行風を車両後方側へ流れるよう案内することにより、渦を伴った乱流として車体に再付着することを抑制し、空気抵抗及び空力騒音を抑制することができる。

請求項７に係る発明は、車両の走行時に車体の外表面に沿って流れる走行風を整流する整流装置であって、前記外表面は前記走行風の剥離が生じる剥離発生部を有し、前記外表面における前記剥離発生部で剥離した前記走行風が再付着する再付着点又はその近傍に設けられ、前記外表面から遠ざかる方向の速度ベクトルを有する気流を発生する再付着防止気流発生部を備え、前記外表面における前記剥離発生部と前記再付着防止気流発生部との間の領域、及び、前記再付着防止気流発生部よりも前記走行風の下流側の領域にそれぞれ設けられ、前記外表面に沿って前記走行風の下流側へ流れる気流を発生する表面気流発生部を備えることを特徴とする整流装置である。
これによれば、前項の効果と同様の効果に加えて、再付着防止気流発生部が発生する気流により再付着を妨げられた走行風を車両後方側へ流れるよう整流し、空気抵抗及び空力騒音をさらに抑制することができる。

請求項８に係る発明は、前記表面気流発生部は、誘電体を挟んで配置された少なくとも一対の電極及び前記電極に交流電圧を印加する電源を有するプラズマアクチュエータであることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の整流装置である。
これによれば、可動部分を持たないシンプルな構成により応答性良く気流を発生させることが可能であり、上述した効果を確実に得ることができる。

請求項９に係る発明は、前記表面気流発生部は、前記走行風が流れる方向に沿って複数配列されることを特徴とする請求項６から請求項８までのいずれか１項に記載の整流装置である。
これによれば、表面気流発生部による整流効果を車両前後方向における広範囲で発生させることにより、上述した効果をより促進できる。

以上説明したように、本発明によれば、車体表面から剥離した走行風の車体への再付着を防止した整流装置を提供することができる。

本発明を適用した整流装置の第１実施形態が設けられる車両の前部の外観斜視図である。 図１のII－II部矢視模式的断面図である。 第１実施形態の整流装置に設けられる２極式のプラズマアクチュエータの模式的断面図である。 第１実施形態の整流装置に設けられる３極式のプラズマアクチュエータの模式的断面図である。 第１実施形態の整流装置におけるプラズマアクチュエータの制御システムの構成を示すブロック図である。 本発明の比較例である車両のフード前端部付近の気流の状態を模式的に示す図である。 第１実施形態の整流装置における車両のフード前端部近傍の気流の状態を模式的に示す図であって、走行風の再付着点が前後に移動した状態を示す図である。 第１実施形態の整流装置における車両のフード前端部近傍の気流の状態を模式的に示す図であって、再付着点近傍における走行風の風向が変化した状態を示す図である。 本発明を適用した整流装置の第２実施形態における車両のフード前端部近傍の気流の状態を模式的に示す図である。 本発明を適用した整流装置の第３実施形態における車両のフード前端部近傍の気流の状態を模式的に示す図である。

＜第１実施形態＞
以下、本発明を適用した整流装置の第１実施形態について説明する。
第１実施形態の整流装置は、例えば、乗用車等の自動車に設けられ、車両の走行時に車体の周囲を車体に対して相対的に流れる気流（走行風）を整流するものである。
第１実施形態の整流装置は、以下説明するプラズマアクチュエータを用いて気流を発生させ、走行風の整流を図っている。

図１は、実施形態１の整流装置が設けられる車両の前部の外観斜視図である。
車両１は、キャビン１０、エンジンコンパートメント２０を有する例えば２ボックス型の乗用車である。
キャビン１０は、乗員が収容される空間部を有する。
キャビン１０は、フロントガラス１１、Ａピラー１２、フロントドア１３、フロントドアガラス１４、ドアミラー１５等を備えている。

フロントガラス１１は、キャビン１０の前部における上半部に設けられている。
フロントガラス１１は、上端部が下端部に対して車両後方側となるように傾斜して配置されている。
また、フロントガラス１１は、車両前方が凸となるように湾曲して形成されている。
Ａピラー１２は、フロントガラス１１の左右両端部に沿って配置された柱状の部分である。
フロントドア１３は、キャビン１０の前方側における側部に設けられた扉状体である。
フロントドア１３は、前端部に設けられたヒンジ回りに揺動して開閉可能に取り付けられている。
フロントドアガラス１４は、フロントドア１３の上部に設けられた昇降式のガラスである。
フロントドアガラス１４が閉じられた（最も上昇した）状態において、フロントドアガラス１４の前端部は、Ａピラー１２の後部に沿って配置されている。
ドアミラー１５は、フロントドア１３の前端部近傍かつ上部から、車幅方向外側に突出して設けられたサイドビューミラーである。

エンジンコンパートメント２０は、車両の走行用動力源である図示しないエンジン等が収容される部分である。
エンジンコンパートメント２０は、キャビン１０の前端部における下半部（フロントガラス１１の下端部よりも下方の領域・バルクヘッド及びトーボード部）から、車両前方側へ突出して配置されている。
エンジンコンパートメント２０は、フード２１、フロントフェンダ２２、ホイルハウス２３、フロントコンビネーションランプ２４、フロントグリル２５、フロントバンパ２６、カウル部２７等を有する。

フード２１は、エンジンコンパートメント２０の上部に開閉可能に設けられた扉状体である。
フード２１は、上方が凸となる曲面状に形成されるとともに、前端部近傍において、その曲率が大きくなっている。
フード２１の車幅方向における両端部は、稜線２１ａよりも外側の領域で下方に屈曲し、フロントフェンダ２２の表面部と接続されている。

フロントフェンダ２２は、エンジンコンパートメント２０の側面部を構成する外装部材である。
フロントフェンダ２２の後縁部は、フロントドア１３の前縁部に沿って形成されている。
フロントフェンダ２２の下部には、車両側面視におけるホイルハウス２３の上縁部となる円弧状のホイルアーチ２２ａが形成されている。

ホイルハウス２３は、車両の前輪ＦＷが収容される空間部である。
ホイルハウス２３は、エンジンコンパートメント２０の側部における下部に設けられ、ホイルアーチ２２ａの内側において車幅方向外側に開口している。

フロントコンビネーションランプ２４は、車両前方を照射するヘッドランプや、ターンシグナルランプ、ポジションランプ、デイライトランニングランプ等の灯火類を共通のハウジング内に収容しユニット化したものである。
フロントコンビネーションランプ２４は、車幅方向に離間して一対設けられ、フード２１の前端部における左右両端部近傍の下部に配置されている。

フロントグリル２５は、図示しないラジエータコア、エアコンディショナ装置のコンデンサ等に空気を導入する開口部に設けられた外装部材である。
フロントグリル２５は、左右のフロントコンビネーションランプ２４の間に配置されている。

フロントバンパ２６は、車体前端部を構成する外装部材であって、フロントコンビネーションランプ２４、フロントグリル２５の下方に設けられている。
フロントバンパ２６の左右側端部は、フロントフェンダ２２の前部の下側に回り込んでホイルハウス２３の前部に隣接して配置されている。

カウル部２７は、フロントガラス１１を払拭する図示しないフロントワイパ装置や、歩行者保護エアバッグ装置が設けられる領域である。
カウル部２７は、フード２１の後縁部とフロントガラス１１の下端部（前端部）との間に配置されている。
カウル部２７は、フード２１の表面に対して下方に凹んだトレイ状に形成されている。

図２は、図１のII－II部矢視模式的断面図である。
図２に示すように、フード２１の前端部近傍には、上方が凸となる曲面の曲率が局所的に大きくなる変曲点２１ｂ（走行風ＲＷが剥離する剥離発生部）が形成されている。
フード２１の上面部における変曲点２１ｂよりも後方側には、第１プラズマアクチュエータＰＡ１、第２プラズマアクチュエータＰＡ２、第３プラズマアクチュエータＰＡ３、第４プラズマアクチュエータＰＡ４、第５プラズマアクチュエータＰＡ５が、車両前方側から順次設けられている。
以下、各プラズマアクチュエータの構成について説明する。

図３は、第１実施形態の整流装置に設けられる２極式のプラズマアクチュエータの模式的断面図である。
２極式のプラズマアクチュエータ１００は、誘電体１１０、上部電極１２０、下部電極１３０、絶縁体１４０等を有して構成されている。

誘電体１１０は、例えばポリテトラフルオロエチレンなどのフッ化炭素樹脂などからなるシート状の部材である。
上部電極１２０、下部電極１３０は、例えば銅などの金属薄膜からなる導電テープにより構成されている。
上部電極１２０は、誘電体１１０の表面側（車体等に取り付けた際、外部に露出する側）に貼付されている。
下部電極１３０は、誘電体１１０の裏面側に貼付されている。
上部電極１２０と下部電極１３０とは、誘電体１１０の面方向にオフセットして配置されている。
絶縁体１４０は、プラズマアクチュエータ１００の基部となるシート状の部材であって、誘電体１１０の裏面側に、下部電極１３０を覆って設けられている。

プラズマアクチュエータ１００の上部電極１２０と下部電極１３０に、電源ＰＳによって所定の波形を有する交流電圧を印加すると、電極間にプラズマ放電Ｐが発生する。
印加電圧は絶縁破壊が生じてプラズマ放電Ｐが発生する程度の高圧とする必要があり、例えば、１乃至１０ｋＶ程度とすることができる。
また、印加電圧の周波数は、例えば、１乃至１０ｋＨｚ程度とすることができる。
このとき、プラズマアクチュエータ１００の表面側の空気がプラズマ放電Ｐに誘引され、壁面噴流状の気流Ｆが発生する。
また、プラズマアクチュエータ１００は、印加される交流電圧の波形を制御することにより、気流Ｆの方向を逆転することも可能となっている。

図４は、第１実施形態の整流装置に設けられる３極式のプラズマアクチュエータの模式的断面図である。
図４に示す３極式のプラズマアクチュエータ１００Ａは、下部電極１３０を挟んだ両側に一対の上部電極１２０（１２０Ａ，１２０Ｂ）を対称的に配置し、個々の上部電極１２０Ａ、１２０Ｂに独立した電源ＰＳを設けている。

このような３極式のプラズマアクチュエータ１００Ａは、例えば、上部電極１２０Ａと下部電極１３０、上部電極１２０Ｂと下部電極１３０との間にそれぞれ形成されるプラズマＰを用いて、相互に対向する気流Ｆを発生させることができる。
この場合、対向する気流Ｆは衝突して合流しつつ偏向し、プラズマアクチュエータ１００Ａの主平面から離間する方向（典型的には法線方向等）に沿って流れる気流を形成（合成）することができる。
また、３極式のプラズマアクチュエータ１００Ａは、一方の上部電極１２０（１２０Ａ又は１２０Ｂ）のみに通電することによって、上述した２極式のプラズマアクチュエータ１００と同様に、その表面に沿って進行する気流を形成することができる。
さらに、上部電極１２０Ａ、１２０Ｂに印加される電圧等を制御することにより、合流した後の気流の進行方向を制御することもできる。

第１実施形態の整流装置においては、例えば、第１プラズマアクチュエータＰＡ１、第２プラズマアクチュエータＰＡ２として、２極式のプラズマアクチュエータ１００を用い、第３プラズマアクチュエータＰＡ３、第４プラズマアクチュエータＰＡ４、第５プラズマアクチュエータＰＡ５として、３極式のプラズマアクチュエータ１００Ａを用いることができる。
第１乃至第５プラズマアクチュエータＰＡ１乃至ＰＡ５は、長手方向（図３、図４の紙面に対する法線方向）が、車幅方向に沿うように（平面視において走行風の主流方向（前後方向）と直交するように）フード２１に取り付けられている。

第１実施形態の整流装置は、上述した第１プラズマアクチュエータＰＡ１乃至第５プラズマアクチュエータＰＡ５に駆動電力を供給して気流を発生させ、走行風の整流を行うため、以下説明する制御システムを備えている。
図５は、第１実施形態の整流装置におけるプラズマアクチュエータの制御システムの構成を示すブロック図である。

制御システム２００は、電源ユニット２１０、整流制御ユニット２２０等を有して構成されている。
電源ユニット２１０は、第１プラズマアクチュエータＰＡ１乃至第５プラズマアクチュエータＰＡ５の各電極間に独立して電力を供給する電源ＰＳをユニット化したものである。

整流制御ユニット２２０は、フード２１上部の走行風ＲＷなどの気流の状態に応じて電源ユニット２１０に指令を与え、第１プラズマアクチュエータＰＡ１乃至第５プラズマアクチュエータＰＡ５の作動、停止、及び、作動させる場合の気流Ｆの方向、強度などを制御するものである。
上述した各ユニットは、例えばＣＰＵ等の情報処理部、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶部、入出力インターフェイス、及び、これらを接続するバス等を有して構成され、相互に通信可能となっている。

整流制御ユニット２２０は、気流状態推定部２２１を有する。
気流状態推定部２２１は、車両の走行状態等に応じて、フード２１の上部における走行風ＲＷの挙動、及び、フード２１の前部の変曲点２１ｂ（剥離発生部）において剥離した走行風ＲＷが、その後方のフード２１の表面に再付着する再付着点Ｐｒａの位置（整流装置を作動させない場合に再付着が生じ得る位置）を推定するものである。
気流状態推定部２２１は、例えば、異なる車速における車両１の風洞実験データに関する情報を予め保持している。風洞実験データは、再付着点Ｐｒａの位置、及び、その近傍における走行風ＲＷの主流方向（一例として流速が最大となる方向）に関する情報を含む。

気流状態推定部２２１には、車速センサ２２２が接続されている。
車速センサ２２２として、例えば、車輪の回転速度に比例して変動を出力する磁気センサを用いることができる。
気流状態推定部２２１は、車速センサ２２２の出力に基づいて車速（車両の走行速度、対気速度）を算出し、当該車速における再付着点Ｐｒａの位置及び走行風ＲＷの主流方向に関する情報を風洞実験データから読み出す。

整流制御ユニット２２０は、第３プラズマアクチュエータＰＡ３、第４プラズマアクチュエータＰＡ４、第５プラズマアクチュエータＰＡ５のうち、上述した再付着点Ｐｒａと位置が一致するもの、又は、もっとも近いものを用いて、フード２１から上方へ吹き上げる方向の気流Ｆｕを発生させる。気流Ｆｕは、車両の外表面であるフード２１の表面から遠ざかる方向の速度ベクトルを有する。
また、整流制御ユニット２２０は、気流Ｆｕを発生させるもの以外のプラズマアクチュエータを用いて、フード２１の表面に沿って、走行風ＲＷの進行方向（すなわち、車両前方側から後方側へ）に沿って流れる気流Ｆｓを発生させる。

以上説明した第１実施形態の整流装置の効果を、以下説明する本発明の比較例と対比して説明する。
図６は、比較例の車両のフード前端部付近の気流の状態を模式的に示す図である。
比較例及び以下説明する各実施形態において、従前の実施形態と同様の箇所には同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。

比較例の車両においては、第１実施形態のような第１プラズマアクチュエータＰＡ１乃至第５プラズマアクチュエータＰＡ５、及び、その制御システムは設けられていない。
図６に示すように、比較例においては、走行風ＲＷはフード２１の変曲点２１ｂにおいて一旦車体表面から剥離した後、その後方の再付着点Ｐｒａにおいて、渦を巻きながらフード２１に再付着し、その下流側では渦流Ｔが形成されて乱流となってしまう。
この場合、車両の空気抵抗及び空力騒音が悪化してしまう。

これに対し、第１実施形態によれば、図２に示すように、変曲点２１ｂで剥離した走行風ＲＷのフード２１への再付着点Ｐｒａ（仮に整流装置を作動させなかった場合に再付着が生じ得る箇所（局所的に圧力が高くなる箇所））近傍に設置された第４プラズマアクチュエータＰＡ４から、フード２１の表面の法線方向にほぼ沿って上方へ吹き上げる気流Ｆｕを発生させることにより、走行風ＲＷのフード２１への再付着を防止している。
このとき、第４プラズマアクチュエータＰＡ４は、再付着防止気流発生部として機能する。
また、このとき、第１プラズマアクチュエータＰＡ１、第２プラズマアクチュエータＰＡ２、第３プラズマアクチュエータＰＡ３、第５プラズマアクチュエータＰＡ５は、フード２１の表面に沿って車両後方側へ流れる気流Ｆｓを発生させ、これにより走行風ＲＷは車両後方側へ誘導される。
このとき、第１プラズマアクチュエータＰＡ１、第２プラズマアクチュエータＰＡ２、第３プラズマアクチュエータＰＡ３、第５プラズマアクチュエータＰＡ５は、表面気流発生部として機能する。

また、車両の走行状態（例えば車速等）の変化により、フード２１上の再付着点Ｐｒａの位置や、その付近における走行風ＲＷの主流の方向は変化する。
図７は、第１実施形態の整流装置における車両のフード前端部近傍の気流の状態を模式的に示す図であって、走行風ＲＷの再付着点Ｐｒａが前後に移動した状態を示す図である。
図７（ａ）、図７（ｂ）は、図２に示す状態に対して、再付着点Ｐｒａが前進、後退した状態をそれぞれ示している。
図７（ａ）に示す状態においては、再付着点Ｐｒａが前進した結果、第３プラズマアクチュエータＰＡ３により上方への気流Ｆｕを発生させるとともに、他のプラズマアクチュエータで後方への気流Ｆｓを発生させている。
図７（ｂ）に示す状態においては、再付着点Ｐｒａが後退した結果、第５プラズマアクチュエータＰＡ５により上方への気流Ｆｕを発生させるとともに、他のプラズマアクチュエータで後方への気流Ｆｓを発生させている。

図８は、第１実施形態の整流装置における車両のフード前端部近傍の気流の状態を模式的に示す図であって、再付着点近傍における走行風の風向が変化した状態を示す図である。
図８（ａ）に示す状態では、剥離した走行風ＲＷは、再付着点Ｐｒａの上方で、図８（ａ）における時計回り方向に旋回し、斜め後方側からフード２１の表面に再付着する挙動を示している。
この場合には、第４プラズマアクチュエータＰＡ４が発生する気流Ｆｕの主流方向を、走行風ＲＷと対向するように、フード２１の表面の法線方向に対して、斜め後方側を指向するよう偏角θ１だけ傾斜させている。
図８（ｂ）に示す状態では、剥離した走行風ＲＷは、斜め前方側からフード２１の表面に再付着する挙動を示している。
この場合には、第４プラズマアクチュエータＰＡ４が発生する気流Ｆｕの主流方向を、
走行風ＲＷと対向するように、フード２１の表面の法線方向に対して、斜め前方側を指向するよう偏角θ２だけ傾斜させている。

以上説明した第１実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）フード２１の変曲点２１ｂで剥離した走行風ＲＷがフード２１に再付着し得る点である再付着点Ｐｒａ又はその近傍に設けた第４プラズマアクチュエータＰＡ４等から、上方へ吹き上げる気流Ｆｕを発生させることにより、再付着しようとする走行ＲＷをフード２１から遠ざかる方向に誘導し、再付着及びこれに伴う渦流Ｔの形成を防止し、空気抵抗及び空力騒音の抑制を図ることができる。
（２）フード２１から上方へ吹き上げる気流Ｆｕを、３極式のプラズマアクチュエータで発生させることにより、可動部分を持たないシンプルな構成により応答性良く気流Ｆｕを発生させることが可能であり、上述した効果を確実に得ることができる。
（３）フード２１から上方へ吹き上げる気流Ｆｕを、走行風ＲＷが流れる方向に沿って配列された第３プラズマアクチュエータＰＡ３、第４プラズマアクチュエータＰＡ４、第５プラズマアクチュエータＰＡ５を、再付着点Ｐｒａの移動に応じて順次切り替えて作動させることにより、再付着点Ｐｒａが移動した場合であっても、適切に上述した効果を適用することができる。
（４）車速に応じて気流Ｆｕを発生するプラズマアクチュエータを切り替えることにより、通常の車両であれば検出している走行速度を利用して、新規なセンサ類を設けることなく上述した効果を適切に得ることができる。
（５）再付着点Ｐｒａの近傍における走行風ＲＷの方向に応じて、発生する気流Ｆｕの方向を変化させることにより、再付着点に流入する走行風ＲＷの方向が変化した場合であっても、確実に走行風ＲＷを偏向させて上述した効果を適切に得ることができる。
（６）フード２１における変曲点２１ｂと、上向きの気流Ｆｕを発生するプラズマアクチュエータとの間の領域に設けられた他のプラズマアクチュエータで、フード２１に沿って走行風ＲＷの下流側へ流れる気流Ｆｓを発生させることにより、変曲点２１ｂから剥離した走行風ＲＷを車両後方側へ流れるよう案内することにより、渦を伴った乱流として車体に再付着することを抑制し、空気抵抗及び空力騒音を抑制することができる。
（７）上向きの気流Ｆｕを発生するプラズマアクチュエータの後方側に設けられたプラズマアクチュエータで、フード２１に沿って走行風ＲＷの下流側へ流れる気流Ｆｓを発生させることにより、上向きの気流Ｆｕにより再付着を妨げられた走行風ＲＷを車両後方側へ流れるよう整流し、空気抵抗及び空力騒音をさらに抑制することができる。
（８）フード２１の表面に沿って後方側へ流れる気流Ｆｓを、２極式又は３極式のプラズマアクチュエータで発生させることにより、可動部分を持たないシンプルな構成により応答性良く気流Ｆｓを発生させることが可能であり、上述した効果を確実に得ることができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明を適用した整流装置の第２実施形態について説明する。
図９は、第２実施形態の整流装置における車両のフード前端部近傍の気流の状態を模式的に示す図である。
第２実施形態の整流装置においては、車両の通常走行時に剥離した走行風ＲＷの再付着が生じやすい箇所に、３極式のプラズマアクチュエータＰＡを設けて、このプラズマアクチュエータＰＡから上方へ吹き上げる気流Ｆｕを発生させている。
以上説明した第２実施形態によれば、簡単な構成により、剥離した走行風ＲＷのフード２１への再付着を防止し、空気抵抗及び空力騒音を抑制することができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明を適用した整流装置の第３実施形態について説明する。
図１０は、第２実施形態の整流装置における車両のフード前端部近傍の気流の状態を模式的に示す図である。
第３実施形態の整流装置においては、フード２１の変曲点２１ｂよりも後方側であって、車両の通常走行時に剥離した走行風ＲＷの再付着が生じやすい箇所よりも前方側に、２極式のプラズマアクチュエータＰＡを設けて、このプラズマアクチュエータＰＡからフード２１の表面に沿って後方側へ進行する気流Ｆｓを発生させている。
以上説明した第３実施形態によれば、簡単な構成により、剥離した走行風ＲＷのフード２１への再付着を防止し、空気抵抗及び空力騒音を抑制することができる。

（変形例）
本発明は、以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）整流装置及び車両の構成は、上述した各実施形態に限定されることなく、適宜変更することができる。
例えば、車両の車形や、整流装置の設置個所は、適宜変更することができる。
第１実施形態の車両においては、整流装置は、例えばフードの前部に設けられているが、これに限らず、例えば、ルーフ、フェンダ、バンパ、ピラー、テールゲート、３ボックス車形のトランクリッドなど、異なった部位に設置してもよい。
また、整流装置をプラズマアクチュエータにより構成する場合のプラズマアクチュエータの個数や配置、２極式、３極式の選択なども特に限定されない。
さらに、プラズマアクチュエータ以外の手段により各気流を発生させる構成としてもよい。
（２）第１実施形態においては、再付着点の位置及び再付着点近傍の走行風の風向を、予め保持した風洞実験データに基づいて推定しているが、これらを推定する手法はこれに限定されない。例えば、風洞実験に代えて、数値解析により求めてもよい。
また、例えば車体表面に複数の圧力センサをマトリクス状に配置して圧力分布を検出することにより再付着点の位置を検出してもよい。
また、例えば、ドップラレーダ等によって車体近傍の気流の流速、風向を計測してもよい。
（３）各実施形態において、車体表面から遠ざかる方向の速度ベクトルを有する気流Ｆｕは、例えば３極式のプラズマアクチュエータを用いて発生させているが、他の構成により発生させてもよい。例えば、２極式のプラズマアクチュエータにより発生する気流を、例えばフラップ状の部材などにより変更させてもよい。

１ 車両 １０ キャビン
１１ フロントガラス １２ Ａピラー
１３ フロントドア １４ フロンドドアガラス
１５ ドアミラー
２０ エンジンコンパートメント ２１ フード
２２ フロントフェンダ ２２ａ ホイルアーチ
２３ ホイルハウス ２４ フロントコンビネーションランプ
２５ フロントグリル ２６ フロントバンパ
２７ カウル部
１００ プラズマアクチュエータ（２極式）
１００Ａ プラズマアクチュエータ（３極式）
１１０ 誘電体 １２０（１２０Ａ，１２０Ｂ） 上部電極
１３０ 下部電極 １４０ 絶縁体
Ｆ 気流 Ｆｕ （上方へ吹き上げる）気流
Ｆｓ （フード表面に沿った）気流 ＲＷ 走行風
Ｔ 渦流
ＰＡ プラズマアクチュエータ ＰＡ１ 第１プラズマアクチュエータ
ＰＡ２ 第２プラズマアクチュエータ ＰＡ３ 第３プラズマアクチュエータ
ＰＡ４ 第４プラズマアクチュエータ ＰＡ５ 第５プラズマアクチュエータ
２００ 制御システム ２１０ 電源ユニット
２２０ 気流制御ユニット ２２１ 気流状態推定部
２２２ 車速センサ

Claims (9)

1. 車両の走行時に車体の外表面に沿って流れる走行風を整流する整流装置であって、
   前記外表面は前記走行風の剥離が生じる剥離発生部を有し、
   前記外表面における前記剥離発生部で剥離した前記走行風が再付着する再付着点又はその近傍に設けられ、前記外表面から遠ざかる方向の速度ベクトルを有する気流を発生する再付着防止気流発生部を備え、
   前記再付着防止気流発生部は、前記走行風が流れる方向に沿って複数配列され、
   複数の前記再付着防止気流発生部を、前記再付着点の移動に応じて順次切り替えて作動させる制御部を備えること
   を特徴とする整流装置。
2. 前記再付着防止気流発生部は、誘電体を挟んで配置された少なくとも一対の電極及び前記電極に交流電圧を印加する電源を有するプラズマアクチュエータであること
   を特徴とする請求項１に記載の整流装置。
3. 前記制御部は、車両の走行速度の増加に応じて作動する前記再付着防止気流発生部を切り替えること
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の整流装置。
4. 前記外表面における圧力分布を検出する圧力分布検出部を有し、
   前記制御部は、前記圧力分布に応じて作動する前記再付着防止気流発生部を切り替えること
   を特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の整流装置。
5. 前記再付着防止気流発生部は、前記再付着点の近傍における前記走行風の方向に応じて、発生する気流の方向を変化させること
   を特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の整流装置。
6. 車両の走行時に車体の外表面に沿って流れる走行風を整流する整流装置であって、
   前記外表面は前記走行風の剥離が生じる剥離発生部を有し、
   前記外表面における前記剥離発生部で剥離した前記走行風が再付着する再付着点又はその近傍に設けられ、前記外表面から遠ざかる方向の速度ベクトルを有する気流を発生する再付着防止気流発生部を備え、
   前記外表面における前記剥離発生部と前記再付着防止気流発生部との間の領域に設けられ、前記外表面に沿って前記走行風の下流側へ流れる気流を発生する表面気流発生部を備えること
   を特徴とする整流装置。
7. 車両の走行時に車体の外表面に沿って流れる走行風を整流する整流装置であって、
   前記外表面は前記走行風の剥離が生じる剥離発生部を有し、
   前記外表面における前記剥離発生部で剥離した前記走行風が再付着する再付着点又はその近傍に設けられ、前記外表面から遠ざかる方向の速度ベクトルを有する気流を発生する再付着防止気流発生部を備え、
   前記外表面における前記剥離発生部と前記再付着防止気流発生部との間の領域、及び、前記再付着防止気流発生部よりも前記走行風の下流側の領域にそれぞれ設けられ、前記外表面に沿って前記走行風の下流側へ流れる気流を発生する表面気流発生部を備えること
   を特徴とする整流装置。
8. 前記表面気流発生部は、誘電体を挟んで配置された少なくとも一対の電極及び前記電極に交流電圧を印加する電源を有するプラズマアクチュエータであること
   を特徴とする請求項６又は請求項７に記載の整流装置。
9. 前記表面気流発生部は、前記走行風が流れる方向に沿って複数配列されること
   を特徴とする請求項６から請求項８までのいずれか１項に記載の整流装置。
   

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