車両用空力装置
【課題】ホイールハウス内を効果的に整流することができる車両用空力装置を得る。
【解決手段】可動空力スタビライザ装置１０は、ホイールハウス１６内で空気流を整流するための空力スタビライザ２０と、空力スタビライザ２０を車体に対し前後方向にスライド可能に支持するガイド孔２２とを備えている。空力スタビライザ２０は、前後方向のスライドによって、ホイールハウス１６内に突出した整流位置と、前輪１５との干渉を回避し得る回避位置と取り得る。
【解決手段】可動空力スタビライザ装置１０は、ホイールハウス１６内で空気流を整流するための空力スタビライザ２０と、空力スタビライザ２０を車体に対し前後方向にスライド可能に支持するガイド孔２２とを備えている。空力スタビライザ２０は、前後方向のスライドによって、ホイールハウス１６内に突出した整流位置と、前輪１５との干渉を回避し得る回避位置と取り得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホイールハウス内の空気流を整流するための車両用空力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のホイールハウス内に突出させた空力スタビライザを備え、該空力スタビライザによって操縦安定性、ブレーキ冷却性能を向上する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特表２００３−５２８７７２号公報
【特許文献２】実開平３−１０２３８６号公報
【特許文献３】特開平１０−２７８８５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の如き従来の技術では、空力スタビライザが常にホイールハウス内に突出しているため、車輪との干渉を避ける等の種々の制約があり、十分な性能を得ることが困難であった。
【０００４】
本発明は、上記事実を考慮して、ホイールハウス内を効果的に整流することができる車両用空力装置を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために請求項１記載の発明に係る車両用空力装置は、ホイールハウス内で空気流を整流するための空力スタビライザと、前記空力スタビライザを、前記ホイールハウス内に突出した整流位置と、前記車輪との干渉を回避し得る回避位置と取り得るように車体に支持する可動支持構造と、備えている。
【０００６】
請求項１記載の車両用空力装置が適用された車両では、空力スタビライザが整流位置と回避位置とを取り得るため、例えば、車輪との干渉が生じ得る運転状態の場合には空力スタビライザを回避位置に位置させて該車輪との干渉防止を図りつつ、車輪との干渉を生じない運転状態の場合に空力スタビライザを整流位置に位置させて良好な整流効果を得ることができる。
【０００７】
このように、請求項１記載の車両用空力装置では、ホイールハウス内を効果的に整流することができる。また、例えば空力スタビライザが回避位置において車体内に格納される構成では、スタビライザへの雪や氷の付着（堆積）を防止することが可能である。
【０００８】
請求項２記載の発明に係る車両用空力装置は、請求項１記載の車両用空力装置において、前記可動支持構造は、前記空力スタビライザに前記整流位置と回避位置との間を移動するための移動力を付与するアクチュエータであり、前記空力スタビライザが車両の走行状態に応じた位置を取るように前記アクチュエータの作動を制御する制御装置をさらに備えた。
【０００９】
請求項２記載の車両用空力装置では、制御装置及びアクチュエータによって、空力スタビライザの位置が車両の走行状態に応じて自動的に切り替えられる。このため、空力スタビライザと車輪との干渉が確実に防止され、車輪との干渉を生じない運転状態の場合に空力スタビライザを整流位置に位置させて良好な整流効果を得ることができる。
【００１０】
請求項３記載の発明に係る車両用空力装置は、請求項２記載の車両用空力装置において、車両のスリップ状態を検出するためのスリップ検出手段を備え、前記制御装置は、前記スリップ検出手段の検出結果に基づいて車両のスリップが生じていると判断した場合に、前記空力スタビライザが前記回避位置に位置するように前記アクチュエータの作動を制御する。
【００１１】
請求項３記載の車両用空力装置では、車両がスリップした（又はスリップ量が大きい）場合に空力スタビライザを回避位置に位置させるので、空力スタビライザに雪、氷、泥等の異物が付着して車輪との距離が縮まってしまうことが防止される。すなわち、スリップは、路面が濡れていたり、ぬかるんでいたり、積雪したりして、雪、氷、泥等が付着しやすい状況で走行していることを推定させるので、このようなスリップが生じた場合に空力スタビライザを回避位置に位置させることで、異物の付着自体を防止することができる。
【００１２】
請求項４記載の発明に係る車両用空力装置は、請求項２又は請求項３記載の車両用空力装置において、車両のフレーム作動状態を検出するためのブレーキ作動検出手段を備え、前記制御装置は、前記ブレーキ作動検出手段の検出結果に基づいてブレーキの操作頻度が高いと判断した場合には、前記空力スタビライザが前記整流位置に位置するように前記アクチュエータの作動を制御する。
【００１３】
請求項４記載の車両用空力装置では、ブレーキの作動頻度が高い場合に、空力スタビライザを整流位置に位置させるので、該空力スタビライザの整流効果によってブレーキに効果的に走行風が送られ、ブレーキを冷却することができる。
【００１４】
請求項５記載の発明に係る車両用空力装置は、請求項２乃至請求項４の何れか１項記載の車両用空力装置において、前記車輪の転舵角を検出するための転舵角検出手段を備え、前記制御装置は、前記転舵角検出手段の検出結果に基づいて前記車輪の転舵角が所定角度以上であると判断した場合には、前記空力スタビライザが前記回避位置に位置するように前記アクチュエータの作動を制御する。
【００１５】
請求項５記載の車両用空力装置では、ホイールハウスに対する車輪の姿勢が変化する転舵の際に、転舵角が所定値以上になると空力スタビライザが回避位置を取るので、空力スタビライザと車輪との干渉が確実に防止される。本構成は、空力スタビライザが車輪に対し車体前後方向の前方若しくは後方、又は車輪に対し車幅方向内側方で整流位置を取る場合に特に有効である。
【００１６】
請求項６記載の発明に係る車両用空力装置は、請求項１記載の車両用空力装置において、前記空力スタビライザは、前記車輪に対し車体上下方向の上側に配置されており、前記可動支持構造は、車体に対し前記車輪を支持するサスペンションにおける該車体との相対変位を生じる部分と前記空力スタビライザとを連結する連結部材を含む。
【００１７】
請求項６記載の車両用空力装置では、空力スタビライザは、サスペンションにおける車輪側（バネ下）又はサスペンションを構成するスプリングの中間部に取り付けられることで車体に対し車体上下方向の相対変位可能とされ、該相対変位によって整流位置と回避位置とが切り替わる。これにより、車輪の上側に位置する空力スタビライザは、例えば突起通過に伴って車輪が上下動（バウンド）した場合でも、制御を行うことなく該車輪に干渉することが防止される。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように本発明に係る車両用空力装置は、ホイールハウス内を効果的に整流することができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の第１の実施形態に係る車両用空力装置としての可動空力スタビライザ装置１０について、図１乃至図３に基づいて説明する。なお、各図に適宜記す矢印ＦＲ、矢印ＵＰ、及び矢印ＯＵＴは、それぞれ可動空力スタビライザ装置１０が適用された自動車Ｓの前方向（進行方向）、上方向、及び車幅方向外側を示しており、以下単に上下前後及び車幅方向の内外を示す場合は上記各矢印方向に対応している。
【００２０】
図１には、自動車Ｓに適用された可動空力スタビライザ装置１０が模式的な側面図にて示されている。また、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）には、それぞれ可動空力スタビライザ装置１０が適用された自動車Ｓの前部が模式的な平面図にて示されている。なお、この実施形態では、可動空力スタビライザ装置１０は、左右の前輪１５にぞれぞれ適用されるが、左右の可動空力スタビライザ装置１０は基本的に対称に構成されるので、図１及び図２では車幅方向一方側（走行方向に対し左側）の可動空力スタビライザ装置１０のみを図示しており、以下の説明においても一方の可動空力スタビライザ装置１０について説明することとする。
【００２１】
図１及び図２に示される如く、自動車Ｓは、車体Ｂを構成するフロントフェンダパネル１２を備えており、フロントフェンダパネル１２には、前輪１５の転舵を許容するために側面視で下向きに開口する半円弧状に形成されたホイールアーチ１２Ａが形成されている。このフロントフェンダパネル１２の内側にはフェンダエプロン１４（図２（Ｂ）参照）が結合されており、フェンダエプロン１４にはホイールハウスインナ１４Ａ及び図示しないサスペンションタワーが形成されている。
【００２２】
ホイールハウスインナ１４Ａは、その車幅方向外側に前輪１５が転舵可能に配設されるホイールハウス１６を形成しており、サスペンションタワーは、フロントサスペンションを介して前輪１５を車体上下方向のストローク可能に支持している。また、図１に示される如く、フロントフェンダパネル１２におけるホイールアーチ１２Ａの前側部分の下側には、フロントバンパ１８を構成するバンパカバー１８Ａが回り込んでおり、このバンパカバー１８Ａの後縁がホイールアーチ１２Ａの前部を構成している。
【００２３】
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示される如く、ホイールハウス１６の内側には、側面視でホイールアーチ１２Ａに対応する略円弧状に形成されると共に平面視で前輪１５を覆い隠す略矩形状に形成された樹脂製のフェンダライナ１９が配設されている。したがって、フェンダライナ１９は、前輪１５の略上半分を前方、上方、後方から覆い、泥や小石などがフェンダエプロン１４（ホイールハウスインナ１４Ａ）等に当たることを防止するようになっている。
【００２４】
可動空力スタビライザ装置１０は、その機械的構成部分が、上記車体構造を有する自動車Ｓにおける前輪１５の前方に配設されて、該自動車Ｓに適用されている。以下、具体的に説明する。
【００２５】
図１及び図２に示される如く、可動空力スタビライザ装置１０は、空力スタビライザ２０を備えている。空力スタビライザ２０は、平面視で車幅方向に長手とされると共に厚み方向が車体上下方向に略一致する矩形平板状に形成されている。空力スタビライザ２０の車幅方向の両端は、それぞれ直進姿勢を取る（転舵されていない）前輪１５の車輪幅方向の端部位置又は該車輪幅方向外側に位置している。すなわち、空力スタビライザ２０の車幅方向に沿った長さは、直進姿勢を取る前輪１５の車幅方向に沿った幅と同等以上とされている。
【００２６】
図１に示される如く、空力スタビライザ２０は、ホイールハウスインナ１４Ａ及びフェンダライナ１９における前輪１５の前方に形成されたガイド孔２２に、前後方向にスライド可能に嵌合支持されている。これにより、空力スタビライザ２０は、上記した車幅方向に長手である姿勢を維持したまま車体Ｂに対し前後方向にスライド可能とされ、このスライドによって、空力スタビライザ２０は、図１及び図２（Ａ）に示される如くホイールハウス１６内に突出する整流位置と、図２（Ｂ）に示される如く、ホイールハウス１６から退避して車体Ｂ（バンパカバー１８Ａ）内部に格納される回避位置としての格納位置とを取り得る構成とされている。
【００２７】
整流位置に位置する空力スタビライザ２０は、ホイールハウス１６内の空気流の整流作用を果たすようになっている。具体的には、整流位置に位置する空力スタビライザ２０は、前輪１５の回転に起因してホイールハウス１６内で矢印Ａにて示す方向の空気流が生じることを抑制し、ホイールハウス１６内でフェンダライナ１９と前輪１５との間を出入する空気による乱流の発生を抑制するようになっている。この空力スタビライザ２０の整流作用によって、前輪１５の接地荷重が弱められることが防止され、また前輪１５の車幅方向内側に設けられたブレーキ装置（図示省略）に向かう空気流が乱流によって遮られることが防止されるようになっている。一方、格納位置に位置する空力スタビライザ２０は、その後端面をホイールハウス１６すなわちフェンダライナ１９の内面と略面一にし、該ホイールハウス１６に異物が付着する原因となる上向き面を形成しないようになっている。
【００２８】
また、可動空力スタビライザ装置１０は、空力スタビライザ２０を整流位置と格納位置との間で駆動するための可動支持構造としてのアクチュエータ２４を備えている。アクチュエータ２４は、車体前後方向に長手とされて空力スタビライザ２０に固定的に設けられたラック２６と、ラック２６に噛み合うピニオン２８と、ピニオン２８を回転駆動するモータ（減速機付モータ）３０とを主要構成要素としている。モータ３０は、正逆回転可能とされ、ピニオン２８を正転してラック２６を後方に移動し、ピニオン２８を逆転してラック２６を前方に移動するようになっている。
【００２９】
さらに、可動空力スタビライザ装置１０は、アクチュエータ２４すなわちモータ３０の作動を制御するための制御装置としての空力ＥＣＵ３２を備えている。空力ＥＣＵ３２は、モータ３０に電気的に接続されると共に、自動車Ｓの走行状態を検出するための各種センサに電気的に接続されている。この実施形態では空力ＥＣＵ３２は、自動車Ｓの走行速度に応じた信号を出力する車速センサ３４、ブレーキ装置の作動（操作有無）に応じた信号を出力するブレーキ作動検出手段としてのブレーキセンサ３６、左右の前輪１５を含む各車輪（全輪）それぞれの回転速度に応じた信号を出力するスリップ検出手段としての車輪速センサ３８のそれぞれに電気的に接続されている。なお、車輪速センサ３８は、各車輪に独立して設けられるが、図１では１つのセンサとして図示している。
【００３０】
空力ＥＣＵ３２は、基本的に、車速センサ３４の出力信号に基づいて車両の走行速度が所定速度（例えば８０ｋｍ／ｈ）以上であると判断した場合、に空力スタビライザ２０を整流位置に位置させるように構成されている。この実施形態では、空力ＥＣＵ３２は、各車輪速センサ３８からの信号に基づいて演算したスリップ率が所定の閾値よりも高い場合には、これを上記した走行速度条件に優先して用い、空力スタビライザ２０を格納位置に位置させるようになっている。また、空力ＥＣＵ３２は、走行速度以外の整流位置への移動条件（又は走行速度条件を変更するための条件）として、ブレーキセンサ３６の出力信号に基づいて検知したブレーキ作動頻度を用いるようになっている。空力ＥＣＵ３２の制御の具体例については、可動空力スタビライザ装置１０の作用と共に後述する。
【００３１】
次に、第１の実施形態の作用を、図３に示すフローチャートを参照しつつ説明する。
【００３２】
上記構成の可動空力スタビライザ装置１０が適用された自動車Ｓでは、空力ＥＣＵ３２には、自動車Ｓが走行している状態で車速センサ３４から車速に応じた信号が入力される。空力ＥＣＵ３２は、ステップＳ１０で、車速が８０ｋｍ／ｈ以上であるか否かを判断する。車速が８０ｋｍ／ｈ以上であると判断した場合に、空力ＥＣＵ３２は、ステップＳ１２に進み、各輪の車輪速センサ３８の出力信号に基づいて、各輪のスリップ率を演算する。例えば、各輪の平均回転速度に対するそれぞれ車輪の回転速度の比を演算し、最大値をスリップ率とする。次いでステップＳ１４に進み、ステップＳ１２で演算したスリップ率が閾値を越えるか否かを判断する。
【００３３】
ステップＳ１４でスリップ率が閾値を越えて高い、すなわち自動車Ｓにスリップが生じていると判断した場合には、空力ＥＣＵ３２は、ステップＳ１６に進み、空力スタビライザ２０が格納位置に位置するようにアクチュエータ２４を制御する。すなわち、空力スタビライザ２０が整流位置に位置していた場合には、モータ３０を逆転して空力スタビライザ２０を回避位置に移動させ、また空力スタビライザ２０が格納位置に位置していた場合には、モータ３０を作動することなく空力スタビライザ２０が格納位置に位置する状態を保持する。
【００３４】
一方、ステップＳ１４でスリップ率が閾値を下回る、すなわち自動車Ｓにスリップが生じていないと判断した場合には、空力ＥＣＵ３２は、ステップＳ１８に進み、空力スタビライザ２０が整流位置に位置するようにアクチュエータ２４を制御する。すなわち、空力スタビライザ２０が格納位置に位置していた場合には、モータ３０を正転して空力スタビライザ２０を整流位置に移動させ、また空力スタビライザ２０が整流位置に位置していた場合には、モータ３０を作動することなく空力スタビライザ２０が整流位置に位置する状態を保持する。
【００３５】
これにより、可動空力スタビライザ装置１０が適用された自動車Ｓでは、ホイールハウス１６内の空気流が整流され、高速走行に伴う空気抵抗（乱流による空気抵抗）が低減されると共に、前輪１５の接地荷重が減少することが防止される。したがって、自動車Ｓでは、燃費の向上、操縦安定性の向上が図られる。
【００３６】
また、ステップＳ１０で車速が８０ｋｍ／ｈ未満であると判断した場合に、空力ＥＣＵ３２は、ステップＳ２０に進み、車速が４０ｋｍ／ｈ以上であるか否かを判断する。車速が４０ｋｍ／ｈ未満である判断した場合、空力ＥＣＵ３２は、ステップＳ１６に進み、ステップＳ１６に進み空力スタビライザ２０を格納位置に位置させるようにアクチュエータ２４を制御する。
【００３７】
一方、ステップＳ２０で車速が４０ｋｍ／ｈ以上であると判断した場合、空力ＥＣＵ３２は、ステップＳ２２に進み、ブレーキセンサ３６の出力信号の経時変化に基づいて設定期間内のブレーキ作動頻度を演算し、ステップＳ２４に進む。ブレーキ作動頻度は、例えば単位時間当たりのブレーキ作動時間又は操作回数が用いられる。ステップＳ２４で空力ＥＣＵ３２は、ブレーキ作動頻度が所定の閾値（例えば、１分当たりの累積ブレーキ作動時間で１０秒、又は１分当たりのブレーキ操作回数で１０回等）以上であるか否かを判断する。ブレーキ作動頻度が閾値を下回ると判断した場合、空力ＥＣＵ３２は、ステップＳ１６に進み、空力スタビライザ２０を格納位置に位置させるようにアクチュエータ２４を制御する。
【００３８】
そして、ステップＳ２４でブレーキ作動頻度が閾値を超えて高いと判断した場合、空力ＥＣＵ３２は、ステップＳ１８に進み、空力スタビライザ２０を整流位置に位置させるようにアクチュエータ２４を制御する。すると、自動車Ｓのホイールハウス１６内では、フロントバンパ１８の下方からの走行風が、前輪１５の回転に伴う該前輪１５廻りの乱流によって遮られることがなくなり、ブレーキ装置に向かう空気流が形成される。この空気流によってブレーキ装置が冷却され、ブレーキ性能が維持される。
【００３９】
ここで、可動空力スタビライザ装置１０では、空力スタビライザ２０が整流位置と格納位置とを取り得るため、固定式スタビライザのような制約を受けることなく、空力スタビライザ２０による上記各整流効果（走行抵抗の低減、前輪１５の横力低減、ブレーキ冷却等）を得ることができる。
【００４０】
具体的には、可動空力スタビライザ装置１０では、前輪１５の車体Ｂに対する相対変位を生じ易い運転状態（悪路走行や段差乗り越え等）となり得る低速走行時には、空力スタビライザ２０が格納位置に位置するので、該空力スタビライザ２０と前輪１５との干渉が防止される。また、低速走行時には、タイヤチェーンの装着も推定されるが、格納位置に位置する空力スタビライザ２０がタイヤチェーンに干渉することもない。一方、低速域では、空力スタビライザ２０による空力性能の向上効果は小さいので、空力スタビライザ２０を格納位置に位置させても燃費や操縦安定性に影響を与えることはない。
【００４１】
また、車輪のスリップ率が高い場合、換言すれば、積雪路、濡れた路面、ぬかるみ等を走行して雪・氷・泥等の異物が空力スタビライザ２０に付着しやすいと推定される場合には、空力スタビライザ２０が格納位置に位置するので、空力スタビライザ２０に雪・氷・泥等の異物が付着することが防止される。空力スタビライザ２０に付着した泥や雪が成長すると前輪１５との干渉を一層生じ易くなり空力スタビライザ２０の破損の原因となり得るが、可動空力スタビライザ装置１０では、上記の通り空力スタビライザ２０への雪や泥の付着自体が防止される。
【００４２】
さらに、上記の如く空力スタビライザ２０と前輪１５との干渉を防止することができるため、整流位置を前輪１５により近接した位置に設定することが可能となり、空力性能の向上が図られる。しかも、フェンダライナ１９と前輪１５との隙間を小さく設定することも可能になるので、デザインの自由度が高くなり、意匠性を向上することが可能となる。
【００４３】
このように、第１の実施形態に係る可動空力スタビライザ装置１０では、ホイールハウス１６内を効果的に整流することができる。
【００４４】
なお、上記第１の実施形態では、例えば８０ｋｍ／ｈ以上の高速走行時に空力スタビライザ２０が整流位置に位置する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、８０ｋｍ／ｈ以上で空力スタビライザ２０を整流位置に突出させ、該突出後は６０ｋｍ／ｈ未満で空力スタビライザ２０を格納位置に退避させるようにしても良い。
【００４５】
次に本発明の他の実施形態を説明する。なお、上記第１の実施形態又は前出の構成と基本的に同一の部品・部分については上記第１の実施形態又は前出の構成と同一の符号を付してその説明（図示）を省略する。
【００４６】
（第２の実施形態） 図４には、本発明の第２の実施形態に係る可動空力スタビライザ装置４０が平面断面図にて示されており、図５には可動空力スタビライザ装置４０が図２に対応する平面断面図にて示されている。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示される如く、可動空力スタビライザ装置４０は、空力スタビライザ２０を前後方向にガイドするガイド孔２２に代えて、空力スタビライザ２０を車幅方向に対し傾斜させ得るガイド部４２を備える点で、第１の実施形態とは異なる。
【００４７】
ガイド部は、例えばガイド孔２２を車幅方向に広げた長孔や上下方向に沿った回転軸の如く構成され、空力スタビライザ２０の上下方向の変位を規制しつつ、空力スタビライザ２０の長手方向両端をそれぞれ独立して前後にスライドさせ得る、すなわち車幅方向に対し傾斜した姿勢を取らせ得る構成とされている。空力スタビライザ２０の整流位置は、図４に示される如く、可動空力スタビライザ装置１０における整流位置と同じである。空力スタビライザ２０は、図示しないストッパによって整流位置を超えて後方に移動することが防止されると共に、図示しない付勢部材によって上記ストッパに押し付けられている。
【００４８】
一方、可動空力スタビライザ装置４０では、図５（Ａ）に示される如く、前端側を車幅方向内側に移動する方向に転舵した前輪１５との干渉を回避すべく、空力スタビライザ２０の車幅方向内側を前方に移動した位置が該空力スタビライザ２０の内側回避位置とされ、図５（Ｂ）に示される如く、前端側を車幅方向外側に移動する方向に転舵した前輪１５との干渉を回避すべく、空力スタビライザ２０の車幅方向外側を前方に移動した位置が該空力スタビライザ２０の外側回避位置とされている。
【００４９】
また、可動空力スタビライザ装置４０は、アクチュエータ２４に代えて可動支持構造としてのアクチュエータ４４を備えている。アクチュエータ４４は、それぞれ車体Ｂに固定されると共に車幅方向に離間して配置された内側電磁石４６、外側電磁石４８と、それぞれ車幅方向に離間して空力スタビライザ２０に設けられた内側磁性体５０、外側磁性体５２とを含んで構成されている。これにより、可動空力スタビライザ装置４０では、内側電磁石４６に通電することで該内側電磁石４６によって内側磁性体５０が吸着され、空力スタビライザ２０が内側回避位置を取り、外側電磁石４８に通電することで該外側電磁石４８によって外側磁性体５２が吸着され、空力スタビライザ２０が外側回避位置を取る構成とされている。
【００５０】
そして、可動空力スタビライザ装置４０は、アクチュエータ４４の作動を制御するための空力ＥＣＵ５４を備えている。空力ＥＣＵ５４は、前輪１５の操舵（転舵）角に応じた信号を出力する転舵角検出手段としてのステアリングアングルセンサ５６の信号に基づいて、アクチュエータ４４の作動を制御するようになっている。具体的には、空力ＥＣＵ５４は、ステアリングアングルセンサ５６の出力信号に基づいて前輪１５が車幅方向内向きに所定角度以上転舵されたと判断した場合に、内側電磁石４６に通電して空力スタビライザ２０内側回避位置に切り替え、ステアリングアングルセンサ５６の出力信号に基づいて前輪１５が車幅方向外向きに所定角度以上転舵されたと判断した場合に、外側電磁石４８に通電して空力スタビライザ２０内側回避位置に切り替えるようになっている。
【００５１】
上記構成の可動空力スタビライザ装置４０では、直進状態では、整流位置に位置する空力スタビライザ２０によって、ホイールハウス１６内で前輪１５の回転に伴う乱流が発生することが防止される。このため、第１の実施形態と同様に、空気抵抗の低減による燃費向上、接地荷重の確保による操縦安定性の向上が図られる。
【００５２】
また、操舵によって前輪１５が転舵する際には、操舵（転舵）角が所定値以上になると空力ＥＣＵ５４が操舵方向に応じて内側電磁石４６又は外側電磁石４８に通電することで、空力スタビライザ２０と前輪１５との干渉が防止される。このため、整流位置を前輪１５に近接した位置に設定して直進時の空力性能を高めつつ、前輪１５の転舵時には該前輪１５と空力スタビライザ２０との干渉を防止することができる。
【００５３】
さらに、可動空力スタビライザ装置４０では、回避位置においても空力スタビライザ２０の一部がホイールハウス１６内に位置して整流作用を果たすため、車両旋回時においてもホイールハウス１６内の乱流発生が防止され、操縦安定性が向上する。
【００５４】
なお、上記第２の実施形態では、転舵時に空力スタビライザ２０を回避位置に移動する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、内側電磁石４６及び外側電磁石４８の双方に通電することで空力スタビライザ２０を格納位置に移動可能な構成とし、第１の実施形態の制御の少なくとも一部組み合わせるようにしても良い。
【００５５】
また、上記第２の実施形態では、内側磁性体５０、外側磁性体５２が磁性体である例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、内側磁性体５０、外側磁性体５２を磁石としても良い。この場合、内側電磁石４６、外側電磁石４８の極性を可変に構成しておくことで、付勢部材を用いることなくアクチュエータ４４だけで空力スタビライザ２０を整流位置と各回避位置（格納位置）との間で駆動することが可能になる。
【００５６】
さらに、上記第２の実施形態では、電磁石を利用したアクチュエータ４４を備えた例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、アクチュエータ４４に代えて、独立して制御可能な２つのアクチュエータ２４を空力スタビライザ２０の長手方向に離間して設けても良い。
【００５７】
（第３の実施形態） 図６には、可動空力スタビライザ装置６０が模式的な側面図にて示されている。この図に示される如く、可動空力スタビライザ装置６０は、空力スタビライザ２０が前輪１５の前方に位置する構成に代えて、空力スタビライザ２０が前輪１５上方に車体Ｂに対し上下動可能に設けられている点で第１及び第２の実施形態とは異なる。
【００５８】
具体的には、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示される如く、空力スタビライザ２０は、長手方向が車幅方向に略一致すると共に板厚方向が車体前後方向に略一致する姿勢で配置されており、ホイールハウスインナ１４Ａ及びフェンダライナ１９に形成されたガイド孔６２に上下方向のスライド可能に嵌入されている。これにより、空力スタビライザ２０は、図７（Ａ）に示される如くホイールハウス１６内に突出する整流位置と、図７（Ｂ）に示される如くホイールハウス１６から退避して車体内部に格納される回避位置としての格納位置とを取り得る構成とされている。整流位置に位置する空力スタビライザ２０は、前輪１５前方に配置された第１の実施形態の場合と同様に機能する。
【００５９】
以上説明した空力スタビライザ２０は、前輪１５を車体Ｂに対し支持するためのフロントサスペンション６４における車体Ｂに対し上下方向に相対変移する部分に支持されており、サスペンションの動作に応じて上下動して整流位置と格納位置との間を移動する構成とされている。具体的には、フロントサスペンション６４は、上下方向に長手とされたロッド６６Ａの上端がフェンダエプロン１４に形成されたサスペンションタワー１４Ｂに固定されると共にシリンダ６６Ｂの下端がアーム部材６８を介して前輪１５に連結されたショックアブソーバ６６と、シリンダ６６Ｂに固定されたバネ受け皿６６Ｃとサスペンションタワー１４Ｂとの間に圧縮状態で配設された圧縮コイルスプリング７０とを有し、所謂ストラット式のサスペンションとして構成とされている。
【００６０】
そして、この実施形態では、空力スタビライザ２０は、可動支持構造としてのブラケット７２を介して圧縮コイルスプリング７０の中間部に連結されている。これにより、空力スタビライザ２０は、７０を介して車体Ｂに支持されており、圧縮コイルスプリング７０の変位すなわち前輪１５の車体Ｂに対する上下動に追従して車体Ｂに対し上下動するようになっている。空力スタビライザ２０は、通常は整流位置に位置する設定とされており、前輪１５が上方に変位した（車体Ｂに近接）場合に格納位置側に移動する構成とされている。
【００６１】
上記構成の可動空力スタビライザ装置６０では、通常は整流位置に位置する空力スタビライザ２０によって、ホイールハウス１６内で前輪１５の回転に伴う乱流が発生することが防止される。このため、第１の実施形態と同様に、空気抵抗の低減による燃費向上、接地荷重の確保による操縦安定性の向上が図られる。
【００６２】
例えば悪路走行や突起（段差）乗り越えに伴って前輪１５が上向きにバウンドした場合、圧縮コイルスプリング７０に支持されている空力スタビライザ２０は、図７（Ｂ）に示される如く前輪１５のバウンドに追従して格納位置側に移動する。このため、空力スタビライザ２０と前輪１５との干渉が防止される。すなわち、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示される比較例に係る固定式スタビライザ２００では、前輪１５がバウンドした場合、前輪１５が固定式スタビライザ２００に干渉し、固定式スタビライザ２００が破損する原因となる。
【００６３】
これに対して可動空力スタビライザ装置６０では、空力スタビライザ２０が前輪１５に追従して上下動するため、上記の通り空力スタビライザ２０と前輪１５との干渉が防止される。このため、整流位置を前輪１５に近接した位置に設定して通常走行時の空力性能を高めつつ、前輪１５の転舵時には該前輪１５と空力スタビライザ２０との干渉を防止することができる。
【００６４】
なお、上記第３の実施形態では、空力スタビライザ２０が圧縮コイルスプリング７０に支持された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、フロントサスペンション６４の前輪１５側部分の何処に空力スタビライザ２０を支持させても良い。上記の例では、例えば、シリンダ６６Ｂやバネ受け皿６６Ｃに空力スタビライザ２０を支持させることができる。これらの場合、空力スタビライザ２０の車体Ｂに対する上下方向にストロークが前輪１５の車体Ｂに対する上下方向のストロークに略一致する。
【００６５】
なお、上記した各実施形態では、可動空力スタビライザ装置１０、４０、６０が前輪１５を収容するホイールハウス１６に設けられた例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、後輪用のホイールハウス１６に可動空力スタビライザ装置１０、４０、６０、固定空力スタビライザ８０、９０を設けても良い。この場合、全輪に同じ可動空力スタビライザ装置１０等を設ける構成には限られず、例えば、前輪１５側に可動空力スタビライザ装置１０を設け、後輪側に固定空力スタビライザ８０を設ける如く各種組み合わせが可能である。また、後輪側にのみ可動空力スタビライザ装置１０等を設けても良いことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る可動空力スタビライザ装置を示す側面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る可動空力スタビライザ装置を示す図であって、（Ａ）は空力スタビライザが整流位置に位置する状態の平面断面図、（Ｂ）は空力スタビライザが格納位置に位置する状態の平面断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る可動空力スタビライザ装置を構成する空力ＥＣＵによる制御フローを示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る可動空力スタビライザ装置を示す平面断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る可動空力スタビライザ装置を示す図であって、（Ａ）は空力スタビライザが内側に転舵した前輪を回避する状態の平面断面図、（Ｂ）は空力スタビライザが外側に転舵した前輪を回避する状態の平面断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る可動空力スタビライザ装置を示す側面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る可動空力スタビライザ装置を示す図であって、（Ａ）は空力スタビライザが整流位置に位置する状態の背面図、（Ｂ）は空力スタビライザが格納位置に位置する状態の背面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態との比較例に係る固定式スタビライザを示す図であって、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は背面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０ 可動空力スタビライザ装置（車両用空力装置）
１５ 前輪（車輪）
１５Ａ 回転軸（車輪の回転軸心）
１６ ホイールハウス
２０ 空力スタビライザ
２４ アクチュエータ（可動支持構造）
３２ 空力ＥＣＵ（制御装置）
３６ ブレーキセンサ（ブレーキ作動検出手段）
３８ 車輪速センサ（スリップ検出手段）
４０ 可動空力スタビライザ装置
４４ アクチュエータ（可動支持構造）
５４ 空力ＥＣＵ（制御装置）
５６ ステアリングアングルセンサ（転舵角検出手段）
６０ 可動空力スタビライザ装置
６４ フロントサスペンション（サスペンション）
７０ 圧縮コイルスプリング（サスペンション）
７２ ブラケット（可動支持構造）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホイールハウス内の空気流を整流するための車両用空力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のホイールハウス内に突出させた空力スタビライザを備え、該空力スタビライザによって操縦安定性、ブレーキ冷却性能を向上する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特表２００３−５２８７７２号公報
【特許文献２】実開平３−１０２３８６号公報
【特許文献３】特開平１０−２７８８５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の如き従来の技術では、空力スタビライザが常にホイールハウス内に突出しているため、車輪との干渉を避ける等の種々の制約があり、十分な性能を得ることが困難であった。
【０００４】
本発明は、上記事実を考慮して、ホイールハウス内を効果的に整流することができる車両用空力装置を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために請求項１記載の発明に係る車両用空力装置は、ホイールハウス内で空気流を整流するための空力スタビライザと、前記空力スタビライザを、前記ホイールハウス内に突出した整流位置と、前記車輪との干渉を回避し得る回避位置と取り得るように車体に支持する可動支持構造と、備えている。
【０００６】
請求項１記載の車両用空力装置が適用された車両では、空力スタビライザが整流位置と回避位置とを取り得るため、例えば、車輪との干渉が生じ得る運転状態の場合には空力スタビライザを回避位置に位置させて該車輪との干渉防止を図りつつ、車輪との干渉を生じない運転状態の場合に空力スタビライザを整流位置に位置させて良好な整流効果を得ることができる。
【０００７】
このように、請求項１記載の車両用空力装置では、ホイールハウス内を効果的に整流することができる。また、例えば空力スタビライザが回避位置において車体内に格納される構成では、スタビライザへの雪や氷の付着（堆積）を防止することが可能である。
【０００８】
請求項２記載の発明に係る車両用空力装置は、請求項１記載の車両用空力装置において、前記可動支持構造は、前記空力スタビライザに前記整流位置と回避位置との間を移動するための移動力を付与するアクチュエータであり、前記空力スタビライザが車両の走行状態に応じた位置を取るように前記アクチュエータの作動を制御する制御装置をさらに備えた。
【０００９】
請求項２記載の車両用空力装置では、制御装置及びアクチュエータによって、空力スタビライザの位置が車両の走行状態に応じて自動的に切り替えられる。このため、空力スタビライザと車輪との干渉が確実に防止され、車輪との干渉を生じない運転状態の場合に空力スタビライザを整流位置に位置させて良好な整流効果を得ることができる。
【００１０】
請求項３記載の発明に係る車両用空力装置は、請求項２記載の車両用空力装置において、車両のスリップ状態を検出するためのスリップ検出手段を備え、前記制御装置は、前記スリップ検出手段の検出結果に基づいて車両のスリップが生じていると判断した場合に、前記空力スタビライザが前記回避位置に位置するように前記アクチュエータの作動を制御する。
【００１１】
請求項３記載の車両用空力装置では、車両がスリップした（又はスリップ量が大きい）場合に空力スタビライザを回避位置に位置させるので、空力スタビライザに雪、氷、泥等の異物が付着して車輪との距離が縮まってしまうことが防止される。すなわち、スリップは、路面が濡れていたり、ぬかるんでいたり、積雪したりして、雪、氷、泥等が付着しやすい状況で走行していることを推定させるので、このようなスリップが生じた場合に空力スタビライザを回避位置に位置させることで、異物の付着自体を防止することができる。
【００１２】
請求項４記載の発明に係る車両用空力装置は、請求項２又は請求項３記載の車両用空力装置において、車両のフレーム作動状態を検出するためのブレーキ作動検出手段を備え、前記制御装置は、前記ブレーキ作動検出手段の検出結果に基づいてブレーキの操作頻度が高いと判断した場合には、前記空力スタビライザが前記整流位置に位置するように前記アクチュエータの作動を制御する。
【００１３】
請求項４記載の車両用空力装置では、ブレーキの作動頻度が高い場合に、空力スタビライザを整流位置に位置させるので、該空力スタビライザの整流効果によってブレーキに効果的に走行風が送られ、ブレーキを冷却することができる。
【００１４】
請求項５記載の発明に係る車両用空力装置は、請求項２乃至請求項４の何れか１項記載の車両用空力装置において、前記車輪の転舵角を検出するための転舵角検出手段を備え、前記制御装置は、前記転舵角検出手段の検出結果に基づいて前記車輪の転舵角が所定角度以上であると判断した場合には、前記空力スタビライザが前記回避位置に位置するように前記アクチュエータの作動を制御する。
【００１５】
請求項５記載の車両用空力装置では、ホイールハウスに対する車輪の姿勢が変化する転舵の際に、転舵角が所定値以上になると空力スタビライザが回避位置を取るので、空力スタビライザと車輪との干渉が確実に防止される。本構成は、空力スタビライザが車輪に対し車体前後方向の前方若しくは後方、又は車輪に対し車幅方向内側方で整流位置を取る場合に特に有効である。
【００１６】
請求項６記載の発明に係る車両用空力装置は、請求項１記載の車両用空力装置において、前記空力スタビライザは、前記車輪に対し車体上下方向の上側に配置されており、前記可動支持構造は、車体に対し前記車輪を支持するサスペンションにおける該車体との相対変位を生じる部分と前記空力スタビライザとを連結する連結部材を含む。
【００１７】
請求項６記載の車両用空力装置では、空力スタビライザは、サスペンションにおける車輪側（バネ下）又はサスペンションを構成するスプリングの中間部に取り付けられることで車体に対し車体上下方向の相対変位可能とされ、該相対変位によって整流位置と回避位置とが切り替わる。これにより、車輪の上側に位置する空力スタビライザは、例えば突起通過に伴って車輪が上下動（バウンド）した場合でも、制御を行うことなく該車輪に干渉することが防止される。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように本発明に係る車両用空力装置は、ホイールハウス内を効果的に整流することができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の第１の実施形態に係る車両用空力装置としての可動空力スタビライザ装置１０について、図１乃至図３に基づいて説明する。なお、各図に適宜記す矢印ＦＲ、矢印ＵＰ、及び矢印ＯＵＴは、それぞれ可動空力スタビライザ装置１０が適用された自動車Ｓの前方向（進行方向）、上方向、及び車幅方向外側を示しており、以下単に上下前後及び車幅方向の内外を示す場合は上記各矢印方向に対応している。
【００２０】
図１には、自動車Ｓに適用された可動空力スタビライザ装置１０が模式的な側面図にて示されている。また、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）には、それぞれ可動空力スタビライザ装置１０が適用された自動車Ｓの前部が模式的な平面図にて示されている。なお、この実施形態では、可動空力スタビライザ装置１０は、左右の前輪１５にぞれぞれ適用されるが、左右の可動空力スタビライザ装置１０は基本的に対称に構成されるので、図１及び図２では車幅方向一方側（走行方向に対し左側）の可動空力スタビライザ装置１０のみを図示しており、以下の説明においても一方の可動空力スタビライザ装置１０について説明することとする。
【００２１】
図１及び図２に示される如く、自動車Ｓは、車体Ｂを構成するフロントフェンダパネル１２を備えており、フロントフェンダパネル１２には、前輪１５の転舵を許容するために側面視で下向きに開口する半円弧状に形成されたホイールアーチ１２Ａが形成されている。このフロントフェンダパネル１２の内側にはフェンダエプロン１４（図２（Ｂ）参照）が結合されており、フェンダエプロン１４にはホイールハウスインナ１４Ａ及び図示しないサスペンションタワーが形成されている。
【００２２】
ホイールハウスインナ１４Ａは、その車幅方向外側に前輪１５が転舵可能に配設されるホイールハウス１６を形成しており、サスペンションタワーは、フロントサスペンションを介して前輪１５を車体上下方向のストローク可能に支持している。また、図１に示される如く、フロントフェンダパネル１２におけるホイールアーチ１２Ａの前側部分の下側には、フロントバンパ１８を構成するバンパカバー１８Ａが回り込んでおり、このバンパカバー１８Ａの後縁がホイールアーチ１２Ａの前部を構成している。
【００２３】
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示される如く、ホイールハウス１６の内側には、側面視でホイールアーチ１２Ａに対応する略円弧状に形成されると共に平面視で前輪１５を覆い隠す略矩形状に形成された樹脂製のフェンダライナ１９が配設されている。したがって、フェンダライナ１９は、前輪１５の略上半分を前方、上方、後方から覆い、泥や小石などがフェンダエプロン１４（ホイールハウスインナ１４Ａ）等に当たることを防止するようになっている。
【００２４】
可動空力スタビライザ装置１０は、その機械的構成部分が、上記車体構造を有する自動車Ｓにおける前輪１５の前方に配設されて、該自動車Ｓに適用されている。以下、具体的に説明する。
【００２５】
図１及び図２に示される如く、可動空力スタビライザ装置１０は、空力スタビライザ２０を備えている。空力スタビライザ２０は、平面視で車幅方向に長手とされると共に厚み方向が車体上下方向に略一致する矩形平板状に形成されている。空力スタビライザ２０の車幅方向の両端は、それぞれ直進姿勢を取る（転舵されていない）前輪１５の車輪幅方向の端部位置又は該車輪幅方向外側に位置している。すなわち、空力スタビライザ２０の車幅方向に沿った長さは、直進姿勢を取る前輪１５の車幅方向に沿った幅と同等以上とされている。
【００２６】
図１に示される如く、空力スタビライザ２０は、ホイールハウスインナ１４Ａ及びフェンダライナ１９における前輪１５の前方に形成されたガイド孔２２に、前後方向にスライド可能に嵌合支持されている。これにより、空力スタビライザ２０は、上記した車幅方向に長手である姿勢を維持したまま車体Ｂに対し前後方向にスライド可能とされ、このスライドによって、空力スタビライザ２０は、図１及び図２（Ａ）に示される如くホイールハウス１６内に突出する整流位置と、図２（Ｂ）に示される如く、ホイールハウス１６から退避して車体Ｂ（バンパカバー１８Ａ）内部に格納される回避位置としての格納位置とを取り得る構成とされている。
【００２７】
整流位置に位置する空力スタビライザ２０は、ホイールハウス１６内の空気流の整流作用を果たすようになっている。具体的には、整流位置に位置する空力スタビライザ２０は、前輪１５の回転に起因してホイールハウス１６内で矢印Ａにて示す方向の空気流が生じることを抑制し、ホイールハウス１６内でフェンダライナ１９と前輪１５との間を出入する空気による乱流の発生を抑制するようになっている。この空力スタビライザ２０の整流作用によって、前輪１５の接地荷重が弱められることが防止され、また前輪１５の車幅方向内側に設けられたブレーキ装置（図示省略）に向かう空気流が乱流によって遮られることが防止されるようになっている。一方、格納位置に位置する空力スタビライザ２０は、その後端面をホイールハウス１６すなわちフェンダライナ１９の内面と略面一にし、該ホイールハウス１６に異物が付着する原因となる上向き面を形成しないようになっている。
【００２８】
また、可動空力スタビライザ装置１０は、空力スタビライザ２０を整流位置と格納位置との間で駆動するための可動支持構造としてのアクチュエータ２４を備えている。アクチュエータ２４は、車体前後方向に長手とされて空力スタビライザ２０に固定的に設けられたラック２６と、ラック２６に噛み合うピニオン２８と、ピニオン２８を回転駆動するモータ（減速機付モータ）３０とを主要構成要素としている。モータ３０は、正逆回転可能とされ、ピニオン２８を正転してラック２６を後方に移動し、ピニオン２８を逆転してラック２６を前方に移動するようになっている。
【００２９】
さらに、可動空力スタビライザ装置１０は、アクチュエータ２４すなわちモータ３０の作動を制御するための制御装置としての空力ＥＣＵ３２を備えている。空力ＥＣＵ３２は、モータ３０に電気的に接続されると共に、自動車Ｓの走行状態を検出するための各種センサに電気的に接続されている。この実施形態では空力ＥＣＵ３２は、自動車Ｓの走行速度に応じた信号を出力する車速センサ３４、ブレーキ装置の作動（操作有無）に応じた信号を出力するブレーキ作動検出手段としてのブレーキセンサ３６、左右の前輪１５を含む各車輪（全輪）それぞれの回転速度に応じた信号を出力するスリップ検出手段としての車輪速センサ３８のそれぞれに電気的に接続されている。なお、車輪速センサ３８は、各車輪に独立して設けられるが、図１では１つのセンサとして図示している。
【００３０】
空力ＥＣＵ３２は、基本的に、車速センサ３４の出力信号に基づいて車両の走行速度が所定速度（例えば８０ｋｍ／ｈ）以上であると判断した場合、に空力スタビライザ２０を整流位置に位置させるように構成されている。この実施形態では、空力ＥＣＵ３２は、各車輪速センサ３８からの信号に基づいて演算したスリップ率が所定の閾値よりも高い場合には、これを上記した走行速度条件に優先して用い、空力スタビライザ２０を格納位置に位置させるようになっている。また、空力ＥＣＵ３２は、走行速度以外の整流位置への移動条件（又は走行速度条件を変更するための条件）として、ブレーキセンサ３６の出力信号に基づいて検知したブレーキ作動頻度を用いるようになっている。空力ＥＣＵ３２の制御の具体例については、可動空力スタビライザ装置１０の作用と共に後述する。
【００３１】
次に、第１の実施形態の作用を、図３に示すフローチャートを参照しつつ説明する。
【００３２】
上記構成の可動空力スタビライザ装置１０が適用された自動車Ｓでは、空力ＥＣＵ３２には、自動車Ｓが走行している状態で車速センサ３４から車速に応じた信号が入力される。空力ＥＣＵ３２は、ステップＳ１０で、車速が８０ｋｍ／ｈ以上であるか否かを判断する。車速が８０ｋｍ／ｈ以上であると判断した場合に、空力ＥＣＵ３２は、ステップＳ１２に進み、各輪の車輪速センサ３８の出力信号に基づいて、各輪のスリップ率を演算する。例えば、各輪の平均回転速度に対するそれぞれ車輪の回転速度の比を演算し、最大値をスリップ率とする。次いでステップＳ１４に進み、ステップＳ１２で演算したスリップ率が閾値を越えるか否かを判断する。
【００３３】
ステップＳ１４でスリップ率が閾値を越えて高い、すなわち自動車Ｓにスリップが生じていると判断した場合には、空力ＥＣＵ３２は、ステップＳ１６に進み、空力スタビライザ２０が格納位置に位置するようにアクチュエータ２４を制御する。すなわち、空力スタビライザ２０が整流位置に位置していた場合には、モータ３０を逆転して空力スタビライザ２０を回避位置に移動させ、また空力スタビライザ２０が格納位置に位置していた場合には、モータ３０を作動することなく空力スタビライザ２０が格納位置に位置する状態を保持する。
【００３４】
一方、ステップＳ１４でスリップ率が閾値を下回る、すなわち自動車Ｓにスリップが生じていないと判断した場合には、空力ＥＣＵ３２は、ステップＳ１８に進み、空力スタビライザ２０が整流位置に位置するようにアクチュエータ２４を制御する。すなわち、空力スタビライザ２０が格納位置に位置していた場合には、モータ３０を正転して空力スタビライザ２０を整流位置に移動させ、また空力スタビライザ２０が整流位置に位置していた場合には、モータ３０を作動することなく空力スタビライザ２０が整流位置に位置する状態を保持する。
【００３５】
これにより、可動空力スタビライザ装置１０が適用された自動車Ｓでは、ホイールハウス１６内の空気流が整流され、高速走行に伴う空気抵抗（乱流による空気抵抗）が低減されると共に、前輪１５の接地荷重が減少することが防止される。したがって、自動車Ｓでは、燃費の向上、操縦安定性の向上が図られる。
【００３６】
また、ステップＳ１０で車速が８０ｋｍ／ｈ未満であると判断した場合に、空力ＥＣＵ３２は、ステップＳ２０に進み、車速が４０ｋｍ／ｈ以上であるか否かを判断する。車速が４０ｋｍ／ｈ未満である判断した場合、空力ＥＣＵ３２は、ステップＳ１６に進み、ステップＳ１６に進み空力スタビライザ２０を格納位置に位置させるようにアクチュエータ２４を制御する。
【００３７】
一方、ステップＳ２０で車速が４０ｋｍ／ｈ以上であると判断した場合、空力ＥＣＵ３２は、ステップＳ２２に進み、ブレーキセンサ３６の出力信号の経時変化に基づいて設定期間内のブレーキ作動頻度を演算し、ステップＳ２４に進む。ブレーキ作動頻度は、例えば単位時間当たりのブレーキ作動時間又は操作回数が用いられる。ステップＳ２４で空力ＥＣＵ３２は、ブレーキ作動頻度が所定の閾値（例えば、１分当たりの累積ブレーキ作動時間で１０秒、又は１分当たりのブレーキ操作回数で１０回等）以上であるか否かを判断する。ブレーキ作動頻度が閾値を下回ると判断した場合、空力ＥＣＵ３２は、ステップＳ１６に進み、空力スタビライザ２０を格納位置に位置させるようにアクチュエータ２４を制御する。
【００３８】
そして、ステップＳ２４でブレーキ作動頻度が閾値を超えて高いと判断した場合、空力ＥＣＵ３２は、ステップＳ１８に進み、空力スタビライザ２０を整流位置に位置させるようにアクチュエータ２４を制御する。すると、自動車Ｓのホイールハウス１６内では、フロントバンパ１８の下方からの走行風が、前輪１５の回転に伴う該前輪１５廻りの乱流によって遮られることがなくなり、ブレーキ装置に向かう空気流が形成される。この空気流によってブレーキ装置が冷却され、ブレーキ性能が維持される。
【００３９】
ここで、可動空力スタビライザ装置１０では、空力スタビライザ２０が整流位置と格納位置とを取り得るため、固定式スタビライザのような制約を受けることなく、空力スタビライザ２０による上記各整流効果（走行抵抗の低減、前輪１５の横力低減、ブレーキ冷却等）を得ることができる。
【００４０】
具体的には、可動空力スタビライザ装置１０では、前輪１５の車体Ｂに対する相対変位を生じ易い運転状態（悪路走行や段差乗り越え等）となり得る低速走行時には、空力スタビライザ２０が格納位置に位置するので、該空力スタビライザ２０と前輪１５との干渉が防止される。また、低速走行時には、タイヤチェーンの装着も推定されるが、格納位置に位置する空力スタビライザ２０がタイヤチェーンに干渉することもない。一方、低速域では、空力スタビライザ２０による空力性能の向上効果は小さいので、空力スタビライザ２０を格納位置に位置させても燃費や操縦安定性に影響を与えることはない。
【００４１】
また、車輪のスリップ率が高い場合、換言すれば、積雪路、濡れた路面、ぬかるみ等を走行して雪・氷・泥等の異物が空力スタビライザ２０に付着しやすいと推定される場合には、空力スタビライザ２０が格納位置に位置するので、空力スタビライザ２０に雪・氷・泥等の異物が付着することが防止される。空力スタビライザ２０に付着した泥や雪が成長すると前輪１５との干渉を一層生じ易くなり空力スタビライザ２０の破損の原因となり得るが、可動空力スタビライザ装置１０では、上記の通り空力スタビライザ２０への雪や泥の付着自体が防止される。
【００４２】
さらに、上記の如く空力スタビライザ２０と前輪１５との干渉を防止することができるため、整流位置を前輪１５により近接した位置に設定することが可能となり、空力性能の向上が図られる。しかも、フェンダライナ１９と前輪１５との隙間を小さく設定することも可能になるので、デザインの自由度が高くなり、意匠性を向上することが可能となる。
【００４３】
このように、第１の実施形態に係る可動空力スタビライザ装置１０では、ホイールハウス１６内を効果的に整流することができる。
【００４４】
なお、上記第１の実施形態では、例えば８０ｋｍ／ｈ以上の高速走行時に空力スタビライザ２０が整流位置に位置する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、８０ｋｍ／ｈ以上で空力スタビライザ２０を整流位置に突出させ、該突出後は６０ｋｍ／ｈ未満で空力スタビライザ２０を格納位置に退避させるようにしても良い。
【００４５】
次に本発明の他の実施形態を説明する。なお、上記第１の実施形態又は前出の構成と基本的に同一の部品・部分については上記第１の実施形態又は前出の構成と同一の符号を付してその説明（図示）を省略する。
【００４６】
（第２の実施形態） 図４には、本発明の第２の実施形態に係る可動空力スタビライザ装置４０が平面断面図にて示されており、図５には可動空力スタビライザ装置４０が図２に対応する平面断面図にて示されている。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示される如く、可動空力スタビライザ装置４０は、空力スタビライザ２０を前後方向にガイドするガイド孔２２に代えて、空力スタビライザ２０を車幅方向に対し傾斜させ得るガイド部４２を備える点で、第１の実施形態とは異なる。
【００４７】
ガイド部は、例えばガイド孔２２を車幅方向に広げた長孔や上下方向に沿った回転軸の如く構成され、空力スタビライザ２０の上下方向の変位を規制しつつ、空力スタビライザ２０の長手方向両端をそれぞれ独立して前後にスライドさせ得る、すなわち車幅方向に対し傾斜した姿勢を取らせ得る構成とされている。空力スタビライザ２０の整流位置は、図４に示される如く、可動空力スタビライザ装置１０における整流位置と同じである。空力スタビライザ２０は、図示しないストッパによって整流位置を超えて後方に移動することが防止されると共に、図示しない付勢部材によって上記ストッパに押し付けられている。
【００４８】
一方、可動空力スタビライザ装置４０では、図５（Ａ）に示される如く、前端側を車幅方向内側に移動する方向に転舵した前輪１５との干渉を回避すべく、空力スタビライザ２０の車幅方向内側を前方に移動した位置が該空力スタビライザ２０の内側回避位置とされ、図５（Ｂ）に示される如く、前端側を車幅方向外側に移動する方向に転舵した前輪１５との干渉を回避すべく、空力スタビライザ２０の車幅方向外側を前方に移動した位置が該空力スタビライザ２０の外側回避位置とされている。
【００４９】
また、可動空力スタビライザ装置４０は、アクチュエータ２４に代えて可動支持構造としてのアクチュエータ４４を備えている。アクチュエータ４４は、それぞれ車体Ｂに固定されると共に車幅方向に離間して配置された内側電磁石４６、外側電磁石４８と、それぞれ車幅方向に離間して空力スタビライザ２０に設けられた内側磁性体５０、外側磁性体５２とを含んで構成されている。これにより、可動空力スタビライザ装置４０では、内側電磁石４６に通電することで該内側電磁石４６によって内側磁性体５０が吸着され、空力スタビライザ２０が内側回避位置を取り、外側電磁石４８に通電することで該外側電磁石４８によって外側磁性体５２が吸着され、空力スタビライザ２０が外側回避位置を取る構成とされている。
【００５０】
そして、可動空力スタビライザ装置４０は、アクチュエータ４４の作動を制御するための空力ＥＣＵ５４を備えている。空力ＥＣＵ５４は、前輪１５の操舵（転舵）角に応じた信号を出力する転舵角検出手段としてのステアリングアングルセンサ５６の信号に基づいて、アクチュエータ４４の作動を制御するようになっている。具体的には、空力ＥＣＵ５４は、ステアリングアングルセンサ５６の出力信号に基づいて前輪１５が車幅方向内向きに所定角度以上転舵されたと判断した場合に、内側電磁石４６に通電して空力スタビライザ２０内側回避位置に切り替え、ステアリングアングルセンサ５６の出力信号に基づいて前輪１５が車幅方向外向きに所定角度以上転舵されたと判断した場合に、外側電磁石４８に通電して空力スタビライザ２０内側回避位置に切り替えるようになっている。
【００５１】
上記構成の可動空力スタビライザ装置４０では、直進状態では、整流位置に位置する空力スタビライザ２０によって、ホイールハウス１６内で前輪１５の回転に伴う乱流が発生することが防止される。このため、第１の実施形態と同様に、空気抵抗の低減による燃費向上、接地荷重の確保による操縦安定性の向上が図られる。
【００５２】
また、操舵によって前輪１５が転舵する際には、操舵（転舵）角が所定値以上になると空力ＥＣＵ５４が操舵方向に応じて内側電磁石４６又は外側電磁石４８に通電することで、空力スタビライザ２０と前輪１５との干渉が防止される。このため、整流位置を前輪１５に近接した位置に設定して直進時の空力性能を高めつつ、前輪１５の転舵時には該前輪１５と空力スタビライザ２０との干渉を防止することができる。
【００５３】
さらに、可動空力スタビライザ装置４０では、回避位置においても空力スタビライザ２０の一部がホイールハウス１６内に位置して整流作用を果たすため、車両旋回時においてもホイールハウス１６内の乱流発生が防止され、操縦安定性が向上する。
【００５４】
なお、上記第２の実施形態では、転舵時に空力スタビライザ２０を回避位置に移動する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、内側電磁石４６及び外側電磁石４８の双方に通電することで空力スタビライザ２０を格納位置に移動可能な構成とし、第１の実施形態の制御の少なくとも一部組み合わせるようにしても良い。
【００５５】
また、上記第２の実施形態では、内側磁性体５０、外側磁性体５２が磁性体である例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、内側磁性体５０、外側磁性体５２を磁石としても良い。この場合、内側電磁石４６、外側電磁石４８の極性を可変に構成しておくことで、付勢部材を用いることなくアクチュエータ４４だけで空力スタビライザ２０を整流位置と各回避位置（格納位置）との間で駆動することが可能になる。
【００５６】
さらに、上記第２の実施形態では、電磁石を利用したアクチュエータ４４を備えた例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、アクチュエータ４４に代えて、独立して制御可能な２つのアクチュエータ２４を空力スタビライザ２０の長手方向に離間して設けても良い。
【００５７】
（第３の実施形態） 図６には、可動空力スタビライザ装置６０が模式的な側面図にて示されている。この図に示される如く、可動空力スタビライザ装置６０は、空力スタビライザ２０が前輪１５の前方に位置する構成に代えて、空力スタビライザ２０が前輪１５上方に車体Ｂに対し上下動可能に設けられている点で第１及び第２の実施形態とは異なる。
【００５８】
具体的には、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示される如く、空力スタビライザ２０は、長手方向が車幅方向に略一致すると共に板厚方向が車体前後方向に略一致する姿勢で配置されており、ホイールハウスインナ１４Ａ及びフェンダライナ１９に形成されたガイド孔６２に上下方向のスライド可能に嵌入されている。これにより、空力スタビライザ２０は、図７（Ａ）に示される如くホイールハウス１６内に突出する整流位置と、図７（Ｂ）に示される如くホイールハウス１６から退避して車体内部に格納される回避位置としての格納位置とを取り得る構成とされている。整流位置に位置する空力スタビライザ２０は、前輪１５前方に配置された第１の実施形態の場合と同様に機能する。
【００５９】
以上説明した空力スタビライザ２０は、前輪１５を車体Ｂに対し支持するためのフロントサスペンション６４における車体Ｂに対し上下方向に相対変移する部分に支持されており、サスペンションの動作に応じて上下動して整流位置と格納位置との間を移動する構成とされている。具体的には、フロントサスペンション６４は、上下方向に長手とされたロッド６６Ａの上端がフェンダエプロン１４に形成されたサスペンションタワー１４Ｂに固定されると共にシリンダ６６Ｂの下端がアーム部材６８を介して前輪１５に連結されたショックアブソーバ６６と、シリンダ６６Ｂに固定されたバネ受け皿６６Ｃとサスペンションタワー１４Ｂとの間に圧縮状態で配設された圧縮コイルスプリング７０とを有し、所謂ストラット式のサスペンションとして構成とされている。
【００６０】
そして、この実施形態では、空力スタビライザ２０は、可動支持構造としてのブラケット７２を介して圧縮コイルスプリング７０の中間部に連結されている。これにより、空力スタビライザ２０は、７０を介して車体Ｂに支持されており、圧縮コイルスプリング７０の変位すなわち前輪１５の車体Ｂに対する上下動に追従して車体Ｂに対し上下動するようになっている。空力スタビライザ２０は、通常は整流位置に位置する設定とされており、前輪１５が上方に変位した（車体Ｂに近接）場合に格納位置側に移動する構成とされている。
【００６１】
上記構成の可動空力スタビライザ装置６０では、通常は整流位置に位置する空力スタビライザ２０によって、ホイールハウス１６内で前輪１５の回転に伴う乱流が発生することが防止される。このため、第１の実施形態と同様に、空気抵抗の低減による燃費向上、接地荷重の確保による操縦安定性の向上が図られる。
【００６２】
例えば悪路走行や突起（段差）乗り越えに伴って前輪１５が上向きにバウンドした場合、圧縮コイルスプリング７０に支持されている空力スタビライザ２０は、図７（Ｂ）に示される如く前輪１５のバウンドに追従して格納位置側に移動する。このため、空力スタビライザ２０と前輪１５との干渉が防止される。すなわち、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示される比較例に係る固定式スタビライザ２００では、前輪１５がバウンドした場合、前輪１５が固定式スタビライザ２００に干渉し、固定式スタビライザ２００が破損する原因となる。
【００６３】
これに対して可動空力スタビライザ装置６０では、空力スタビライザ２０が前輪１５に追従して上下動するため、上記の通り空力スタビライザ２０と前輪１５との干渉が防止される。このため、整流位置を前輪１５に近接した位置に設定して通常走行時の空力性能を高めつつ、前輪１５の転舵時には該前輪１５と空力スタビライザ２０との干渉を防止することができる。
【００６４】
なお、上記第３の実施形態では、空力スタビライザ２０が圧縮コイルスプリング７０に支持された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、フロントサスペンション６４の前輪１５側部分の何処に空力スタビライザ２０を支持させても良い。上記の例では、例えば、シリンダ６６Ｂやバネ受け皿６６Ｃに空力スタビライザ２０を支持させることができる。これらの場合、空力スタビライザ２０の車体Ｂに対する上下方向にストロークが前輪１５の車体Ｂに対する上下方向のストロークに略一致する。
【００６５】
なお、上記した各実施形態では、可動空力スタビライザ装置１０、４０、６０が前輪１５を収容するホイールハウス１６に設けられた例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、後輪用のホイールハウス１６に可動空力スタビライザ装置１０、４０、６０、固定空力スタビライザ８０、９０を設けても良い。この場合、全輪に同じ可動空力スタビライザ装置１０等を設ける構成には限られず、例えば、前輪１５側に可動空力スタビライザ装置１０を設け、後輪側に固定空力スタビライザ８０を設ける如く各種組み合わせが可能である。また、後輪側にのみ可動空力スタビライザ装置１０等を設けても良いことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る可動空力スタビライザ装置を示す側面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る可動空力スタビライザ装置を示す図であって、（Ａ）は空力スタビライザが整流位置に位置する状態の平面断面図、（Ｂ）は空力スタビライザが格納位置に位置する状態の平面断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る可動空力スタビライザ装置を構成する空力ＥＣＵによる制御フローを示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る可動空力スタビライザ装置を示す平面断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る可動空力スタビライザ装置を示す図であって、（Ａ）は空力スタビライザが内側に転舵した前輪を回避する状態の平面断面図、（Ｂ）は空力スタビライザが外側に転舵した前輪を回避する状態の平面断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る可動空力スタビライザ装置を示す側面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る可動空力スタビライザ装置を示す図であって、（Ａ）は空力スタビライザが整流位置に位置する状態の背面図、（Ｂ）は空力スタビライザが格納位置に位置する状態の背面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態との比較例に係る固定式スタビライザを示す図であって、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は背面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０ 可動空力スタビライザ装置（車両用空力装置）
１５ 前輪（車輪）
１５Ａ 回転軸（車輪の回転軸心）
１６ ホイールハウス
２０ 空力スタビライザ
２４ アクチュエータ（可動支持構造）
３２ 空力ＥＣＵ（制御装置）
３６ ブレーキセンサ（ブレーキ作動検出手段）
３８ 車輪速センサ（スリップ検出手段）
４０ 可動空力スタビライザ装置
４４ アクチュエータ（可動支持構造）
５４ 空力ＥＣＵ（制御装置）
５６ ステアリングアングルセンサ（転舵角検出手段）
６０ 可動空力スタビライザ装置
６４ フロントサスペンション（サスペンション）
７０ 圧縮コイルスプリング（サスペンション）
７２ ブラケット（可動支持構造）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホイールハウス内で空気流を整流するための空力スタビライザと、
前記空力スタビライザを、前記ホイールハウス内に突出した整流位置と、前記車輪との干渉を回避し得る回避位置と取り得るように車体に支持する可動支持構造と、
を備えた車両用空力装置。
【請求項２】
前記可動支持構造は、前記空力スタビライザに前記整流位置と回避位置との間を移動するための移動力を付与するアクチュエータであり、
前記空力スタビライザが車両の走行状態に応じた位置を取るように前記アクチュエータの作動を制御する制御装置をさらに備えた請求項１記載の車両用空力装置。
【請求項３】
車両のスリップ状態を検出するためのスリップ検出手段を備え、
前記制御装置は、前記スリップ検出手段の検出結果に基づいて車両のスリップが生じていると判断した場合に、前記空力スタビライザが前記回避位置に位置するように前記アクチュエータの作動を制御する請求項２記載の車両用空力装置。
【請求項４】
車両のフレーム作動状態を検出するためのブレーキ作動検出手段を備え、
前記制御装置は、前記ブレーキ作動検出手段の検出結果に基づいてブレーキの操作頻度が高いと判断した場合には、前記空力スタビライザが前記整流位置に位置するように前記アクチュエータの作動を制御する請求項２又は請求項３記載の車両用空力装置。
【請求項５】
前記車輪の転舵角を検出するための転舵角検出手段を備え、
前記制御装置は、前記転舵角検出手段の検出結果に基づいて前記車輪の転舵角が所定角度以上であると判断した場合には、前記空力スタビライザが前記回避位置に位置するように前記アクチュエータの作動を制御する請求項２乃至請求項４の何れか１項記載の車両用空力装置。
【請求項６】
前記空力スタビライザは、前記車輪に対し車体上下方向の上側に配置されており、
前記可動支持構造は、車体に対し前記車輪を支持するサスペンションにおける該車体との相対変位を生じる部分と前記空力スタビライザとを連結する連結部材を含む請求項１記載の車両用空力装置。
【請求項１】
ホイールハウス内で空気流を整流するための空力スタビライザと、
前記空力スタビライザを、前記ホイールハウス内に突出した整流位置と、前記車輪との干渉を回避し得る回避位置と取り得るように車体に支持する可動支持構造と、
を備えた車両用空力装置。
【請求項２】
前記可動支持構造は、前記空力スタビライザに前記整流位置と回避位置との間を移動するための移動力を付与するアクチュエータであり、
前記空力スタビライザが車両の走行状態に応じた位置を取るように前記アクチュエータの作動を制御する制御装置をさらに備えた請求項１記載の車両用空力装置。
【請求項３】
車両のスリップ状態を検出するためのスリップ検出手段を備え、
前記制御装置は、前記スリップ検出手段の検出結果に基づいて車両のスリップが生じていると判断した場合に、前記空力スタビライザが前記回避位置に位置するように前記アクチュエータの作動を制御する請求項２記載の車両用空力装置。
【請求項４】
車両のフレーム作動状態を検出するためのブレーキ作動検出手段を備え、
前記制御装置は、前記ブレーキ作動検出手段の検出結果に基づいてブレーキの操作頻度が高いと判断した場合には、前記空力スタビライザが前記整流位置に位置するように前記アクチュエータの作動を制御する請求項２又は請求項３記載の車両用空力装置。
【請求項５】
前記車輪の転舵角を検出するための転舵角検出手段を備え、
前記制御装置は、前記転舵角検出手段の検出結果に基づいて前記車輪の転舵角が所定角度以上であると判断した場合には、前記空力スタビライザが前記回避位置に位置するように前記アクチュエータの作動を制御する請求項２乃至請求項４の何れか１項記載の車両用空力装置。
【請求項６】
前記空力スタビライザは、前記車輪に対し車体上下方向の上側に配置されており、
前記可動支持構造は、車体に対し前記車輪を支持するサスペンションにおける該車体との相対変位を生じる部分と前記空力スタビライザとを連結する連結部材を含む請求項１記載の車両用空力装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−２５３９２９（Ｐ２００７−２５３９２９Ａ）
【公開日】平成１９年１０月４日（２００７．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３５３８６２（Ｐ２００６−３５３８６２）
【出願日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【分割の表示】特願２００６−７９１７９（Ｐ２００６−７９１７９）の分割
【原出願日】平成１８年３月２２日（２００６．３．２２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月４日（２００７．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【分割の表示】特願２００６−７９１７９（Ｐ２００６−７９１７９）の分割
【原出願日】平成１８年３月２２日（２００６．３．２２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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