JP2015123907A - ルーフレール装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ルーフレールを用いて走行安定性を高める。【解決手段】車体ルーフの一方の側部に設けられる左側ルーフレール２２と、車体ルーフの他方の側部に設けられる右側ルーフレール２４と、を備えるルーフレール装置１０であって、左側ルーフレール２２に設けられ、外側の突出位置と内側の格納位置とに移動自在となる左フラップ３０と、右側ルーフレール２４に設けられ、外側の突出位置と内側の格納位置とに移動自在となる右フラップ３３と、車両の旋回角速度に基づいて、左フラップ３０を突出位置または格納位置に制御し、右フラップ３３を突出位置または格納位置に制御する、制御ユニット４１と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、車体ルーフに設けられるルーフレール装置に関する。

車体のルーフパネルに荷台等を装着するため、ルーフパネルには一対のルーフレールが固定されている（特許文献１参照）。このようなルーフレールは、所謂ステーションワゴンやＳＵＶ（Sport Utility Vehicle）等に設けられることが多い。

特開２００９−２９８２３０号公報

ところで、ルーフレールを備えたステーションワゴンやＳＵＶ等においては、所謂スポーツカーやセダン等に比べて高重心であることが多く、車両の走行安定性を高めることが重要となっている。このため、ルーフレールを用いて車両の走行安定性を高めることが求められている。

本発明の目的は、ルーフレールを用いて走行安定性を高めることにある。

本発明のルーフレール装置は、車体ルーフの一方の側部に設けられる第１ルーフレールと、前記車体ルーフの他方の側部に設けられる第２ルーフレールと、を備えるルーフレール装置であって、前記第１ルーフレールに設けられ、外側の突出位置と内側の格納位置とに移動自在となる第１突出部材と、前記第２ルーフレールに設けられ、外側の突出位置と内側の格納位置とに移動自在となる第２突出部材と、車両の旋回角速度に基づいて、前記第１突出部材を突出位置または格納位置に制御し、前記第２突出部材を突出位置または格納位置に制御する、制御部と、を有する。

本発明によれば、車両の旋回角速度に基づいて、第１ルーフレールの第１突出部材を突出位置または格納位置に制御し、第２ルーフレールの第２突出部材を突出位置または格納位置に制御するので、車両の走行安定性を高めることが可能となる。

本発明の一実施の形態であるルーフレール装置を備えた車両を上方から示す平面図である。 ルーフレール装置の構成を示す概略図である。 （ａ）は高速走行時に左フラップや右フラップを格納位置に移動させたときの空気流れを示すイメージ図である。（ｂ）は高速走行時に左フラップや右フラップを突出位置に移動させたときの空気流れを示すイメージ図である。 （ａ）は高速走行時に左フラップおよび右フラップを格納位置に移動させたときの渦の発生状況を示すイメージ図である。（ｂ）は高速走行時に左フラップおよび右フラップを突出位置に移動させたときの渦の発生状況を示すイメージ図である。 高速走行時における車両の抗力係数と揚力係数とを示す線図である。 横風が吹き付けられた車両の走行状態を示す説明図である。 フラップ制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。 フラップ制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。 フラップ制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。 フラップ制御に用いられる基準ヨーレートの一例を示す線図である。 （ａ）は左旋回時にオーバーステアとなる車両を示す説明図である。（ｂ）は右旋回時にオーバーステアとなる車両を示す説明図である。 （ａ）は左旋回時にアンダーステアとなる車両を示す説明図である。（ｂ）は右旋回時にアンダーステアとなる車両を示す説明図である。 （ａ）は車両右側に横風を受ける車両を示す説明図である。（ｂ）は車両左側に横風を受ける車両を示す説明図である。 横風を受けて走行する車両のヨーレート変化を示す線図である。 フラップ制御の実施領域を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態であるルーフレール装置１０を備えた車両１１を上方から示す平面図である。図１に示すように、車両１１は、フロントボディ１２、リヤボディ１３、および一対のサイドボディ１４からなる車体１５を備えている。車体１５の側部を構成するサイドボディ１４は、フロントピラー１６とリヤピラー１７とを連結するサイドレール１８を備えている。車体１５の幅方向の両側に配置されるサイドレール１８は、ルーフパネル１９や図示しないクロスメンバによって連結されている。このようなルーフパネル１９やサイドレール１８等によって、車体１５の天井を構成する車体ルーフ２０が構成されている。車体ルーフ２０の一方の側部２１には、ルーフレール装置１０を構成する左側ルーフレール（第１ルーフレール）２２が設けられている。また、車体ルーフ２０の他方の側部２３には、ルーフレール装置１０を構成する右側ルーフレール（第２ルーフレール）２４が設けられている。左側ルーフレール２２と右側ルーフレール２４とは、互いにほぼ平行となって車体１５の前後方向に伸びている。

図２はルーフレール装置１０の構成を示す概略図である。図２には左側ルーフレール２２と右側ルーフレール２４との後端部が示されている。図２に示すように、左側ルーフレール２２の後端部には、第１突出部材としての左フラップ３０が回動自在つまり移動自在に設けられている。また、左側ルーフレール２２には駆動源となるサーボモータ３１が組み込まれており、サーボモータ３１と左フラップ３０とはリンク機構３２を介して連結されている。そして、サーボモータ３１の出力軸３１ａを矢印Ａ方向に回動させると、破線で示す外側の突出位置に左フラップ３０を移動させることが可能となる。一方、サーボモータ３１の出力軸３１ａを矢印Ｂ方向に回動させると、実線で示す内側の格納位置に左フラップ３０を移動させることが可能となる。同様に、右側ルーフレール２４の後端部には、第２突出部材としての右フラップ３３が回動自在つまり移動自在に設けられている。また、右側ルーフレール２４には駆動源となるサーボモータ３４が組み込まれており、サーボモータ３４と右フラップ３３とはリンク機構３５を介して連結されている。そして、サーボモータ３４の出力軸３４ａを矢印Ａ方向に回動させると、破線で示す外側の突出位置に右フラップ３３を移動させることが可能となる。一方、サーボモータ３４の出力軸３４ａを矢印Ｂ方向に回動させると、実線で示す内側の格納位置に右フラップ３３を移動させることが可能となる。

また、ルーフレール装置１０は、サーボモータ３１，３４の駆動電流を生成する駆動回路４０と、駆動回路４０に制御信号を出力する制御ユニット（制御部）４１とを有している。制御ユニット４１には、図示しないステアリングホイールの操舵角（舵角）θを検出する舵角センサ４２、車両１１の旋回角速度であるヨーイングレートφ（以下、ヨーレートと記載する）を検出するヨーレートセンサ４３、車速Ｖを検出する車速センサ４４等が接続されている。また、制御ユニット４１には、運転手によって操作されるモードスイッチ４５が接続されている。モードスイッチ４５は、自動モード時に操作される自動スイッチ４６を有するとともに、手動モード時に操作される左アップスイッチ４７、右アップスイッチ４８、左ダウンスイッチ４９および右ダウンスイッチ５０を有している。制御ユニット４１は、モードスイッチ４５の操作状況や車両１１の走行状況に応じてサーボモータ３１，３４を制御し、左フラップ３０および右フラップ３３を突出位置と格納位置とに開閉制御する。なお、制御ユニット４１は、制御信号等を演算するＣＰＵ、制御プログラムやデータ等が収容されるＲＯＭ、および一時的にデータが収容されるＲＡＭ等によって構成されている。

続いて、左フラップ３０および右フラップ３３の開閉によって得られる効果について説明する。図３（ａ）は高速走行時に左フラップ３０や右フラップ３３を格納位置に移動させたときの空気流れを示すイメージ図である。図３（ｂ）は高速走行時に左フラップ３０や右フラップ３３を突出位置に移動させたときの空気流れを示すイメージ図である。なお、図３（ａ）および（ｂ）には白抜きの矢印を用いて空気流れを示している。また、図４（ａ）は高速走行時に左フラップ３０および右フラップ３３を格納位置に移動させたときの渦の発生状況を示すイメージ図である。図４（ｂ）は高速走行時に左フラップ３０および右フラップ３３を突出位置に移動させたときの渦の発生状況を示すイメージ図である。

図３（ａ）に示すように、高速走行時に左フラップ３０や右フラップ３３を格納位置に移動させると、左側ルーフレール２２や右側ルーフレール２４の後端部において空気流れが剥離し易くなる。このため、図４（ａ）に示すように、高速走行時に左フラップ３０および右フラップ３３を格納位置に移動させると、車体後端に近い位置に渦が発生するため、車両１１の空気抵抗が増加することになる。これに対し、図３（ｂ）に示すように、高速走行時に左フラップ３０や右フラップ３３を突出位置に移動させると、左側ルーフレール２２や右側ルーフレール２４の後端部において空気流れが剥離し難くなる。このため、図４（ｂ）に示すように、高速走行時に左フラップ３０および右フラップ３３を突出位置に移動させると、車体後端から離れた位置に渦が発生するため、車両１１の空気抵抗を低減することが可能となる。

ここで、図５は高速走行時における車両１１の抗力係数ＣＤと揚力係数ＣＬとを示す線図である。図５には、左フラップ３０および右フラップ３３を突出位置に移動させたときの抗力係数ＣＤおよび揚力係数ＣＬが実線で示されている。また、図５には、左フラップ３０および右フラップ３３を突出位置に移動させたときの抗力係数ＣＤおよび揚力係数ＣＬが破線で示されている。前述したように、高速走行時においては、左フラップ３０および右フラップ３３を突出位置に移動させることにより、左フラップ３０および右フラップ３３によって車体後端の空気流れを整流することが可能となる。このように、左フラップ３０および右フラップ３３によって空気を整流することにより、図５に実線で示すように、抗力係数ＣＤおよび揚力係数ＣＬを低減することができ、車両１１の燃費性能や走行安定性を高めることが可能となる。なお、空気抵抗の影響が小さな低速走行時においては、図３（ａ）に示すように、左フラップ３０および右フラップ３３を格納位置に移動させることにより、左側ルーフレール２２および右側ルーフレール２４の見栄えを向上させることが可能となる。

ところで、開閉自在となる左右のフラップ３０，３３は、単に高速走行時の走行安定性を高めるだけでなく、様々な走行状況下で走行安定性を向上させるために用いられている。例えば、車両１１の走行安定性を損なう走行環境としては、走行中の車両１１に吹き付けられる横風が挙げられる。図６は横風が吹き付けられた車両１１の走行状態を示す説明図である。図６に矢印Ａで示すように、車両１１を直進させるように運転手がステアリングホイールを操作する場合であっても、走行中の車両１１に横風が吹き付けられた場合には、矢印Ｂで示すように、車両１１は横風に押されて風下側に移動することになる。すなわち、横風を受けた車両１１には、矢印Ｃ方向に横風の推力が作用するため、矢印Ｄで示すように、車両１１には左旋回側のヨーイングモーメント（以下、ヨーモーメントと記載する）が発生することになる。このような横風による走行安定性の低下を改善するため、本発明のルーフレール装置１０は、左フラップ３０および右フラップ３３の開閉制御（以下、フラップ制御と記載する）を実施している。また、運転手がステアリングホイールを操作して車両１１を旋回させる場合においても、路面状況等によっては車両１１にオーバーステアやアンダーステアが発生する虞がある。このようなオーバーステアやアンダーステアについても、車両１１の走行安定性が損なわれた状況であることから、本発明のルーフレール装置１０は、フラップ制御を実施することで走行安定性を高めている。

以下、ルーフレール装置１０のフラップ制御について説明する。図７〜図９はフラップ制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。また、図１０はフラップ制御に用いられる基準ヨーレートφｓの一例を示す線図である。なお、前述した舵角センサ４２を用いてフラップ制御用の操舵角θが検出され、前述したヨーレートセンサ４３を用いてフラップ制御用のヨーレートφが検出される。舵角センサ４２としては、左旋回時に正側（＋）の検出信号を出力し、右旋回時に負側（−）の検出信号を出力するセンサが採用される。同様に、ヨーレートセンサ４３としては、左旋回時に正側（＋）の検出信号を出力し、右旋回時に負側（−）の検出信号を出力するセンサが採用される。なお、ヨーレートつまり旋回角速度とは、車両１１を上下に貫通する軸回りにおける旋回時の回転角速度である。

図７に示すように、ステップＳ１では、各種データをリセットする初期化処理が実施され、ステップＳ２では、左フラップ３０および右フラップ３３が格納位置に制御される。続いて、ステップＳ３に進み、自動スイッチ４６がＯＮ操作されているか否かが判定される。ステップＳ３において、自動スイッチ４６がＯＮ操作されている場合には、ステップＳ４に進み、後述する自動モードが実行される。一方、ステップＳ３において、自動スイッチ４６がＯＦＦ操作されている場合には、ステップＳ５に進み、運転手の意思によって左フラップ３０および右フラップ３３を制御する手動モードが実行される。

手動モードを実行する際には、ステップＳ５において、左アップスイッチ４７や右アップスイッチ４８がＯＮ操作されているか否かが判定される。ステップＳ５において、左アップスイッチ４７や右アップスイッチ４８がＯＮ操作されている場合には、ステップＳ６に進み、該当するフラップが突出位置に向けて制御（以下、アップ制御と記載する）される。すなわち、左アップスイッチ４７がＯＮとなる場合には左フラップ３０が突出位置に制御され、右アップスイッチ４８がＯＮとなる場合には右フラップ３３が突出位置に制御される。一方、ステップＳ５において、左アップスイッチ４７や右アップスイッチ４８がＯＦＦ操作されている場合には、ステップＳ７に進み、左ダウンスイッチ４９や右ダウンスイッチ５０がＯＮ操作されているか否かが判定される。ステップＳ７において、左ダウンスイッチ４９や右ダウンスイッチ５０がＯＮ操作されている場合には、ステップＳ８に進み、該当するフラップが格納位置に向けて制御（以下、ダウン制御と記載する）される。すなわち、左ダウンスイッチ４９がＯＮとなる場合には左フラップ３０が格納位置に制御され、右ダウンスイッチ５０がＯＮとなる場合には右フラップ３３が格納位置に制御される。

次いで、自動モードの実行手順について説明する。図８に示すように、自動モードにおいては、ステップＳ１０に進み、各種センサから車速Ｖ、ヨーレートφおよび操舵角θが読み込まれる。続くステップＳ１１では、図１０のマップを参照することにより、操舵角θに基づいて基準ヨーレートφｓが設定される。なお、基準ヨーレートφｓとは、ニュートラルステアにおいて発生するヨーレートを意味している。例えば、図１０に破線で示すように、基準ヨーレートφｓとヨーレートφとの絶対値を比較した場合において、ヨーレートφが基準ヨーレートφｓよりも大きい場合には、車両１１がオーバーステア状態であることを意味している。また、図１０に一点鎖線で示すように、基準ヨーレートφｓとヨーレートφとの絶対値を比較した場合において、ヨーレートφが基準ヨーレートφｓよりも小さい場合には、車両１１がアンダーステア状態であることを意味している。

続いて、ステップＳ１２に進み、ヨーレートφから基準ヨーレートφｓを減算してヨー判定値Ｆを算出する。例えば、図１０に符号Ｚａ，Ｚｂ，Ｚｃ，Ｚｄで示した走行状態においては、それぞれ符号Ｆａ，Ｆｂ，Ｆｃ，Ｆｄで示した大きさのヨー判定値Ｆが算出される。次いで、ステップＳ１３では、車速Ｖが所定の車速閾値Ｖｏを上回るか否かが判定される。ステップＳ１３において、車速Ｖが車速閾値Ｖｏ以下であると判定された場合、つまり低速走行時であると判定された場合には、ステップＳ１４に進み、左フラップ３０および右フラップ３３がダウン制御される。一方、ステップＳ１３において、車速Ｖが車速閾値Ｖｏを上回ると判定された場合、つまり高速走行時であると判定された場合には、ステップＳ１５に進み、ヨーレートφの絶対値が基準ヨーレートφｓの絶対値よりも大きいか否かが判定される。

ステップＳ１５において、ヨーレートφの絶対値が基準ヨーレートφｓの絶対値よりも大きい場合、つまり車両１１にオーバーステア側に不安定状態が発生している虞がある場合には、ステップＳ１６に進み、ヨー判定値Ｆの絶対値がオーバーステア用の判定閾値Ｆ１を下回るか否かが判定される。ステップＳ１６において、ヨー判定値Ｆの絶対値が判定閾値Ｆ１を下回る場合、つまりヨーレートφが許容範囲内であって走行安定性が保たれていると判定された場合には、ステップＳ１７に進み、左フラップ３０および右フラップ３３がアップ制御される。一方、ステップＳ１５において、ヨーレートφの絶対値が基準ヨーレートφｓの絶対値以下である場合、つまり車両１１にアンダーステア側の不安定状態が発生している虞がある場合には、ステップＳ１８に進み、ヨー判定値Ｆの絶対値がアンダーステア用の判定閾値Ｆ２を下回るか否かが判定される。ステップＳ１６において、ヨー判定値Ｆの絶対値が判定閾値Ｆ２を下回る場合、つまりヨーレートφが許容範囲内であって走行安定性が保たれていると判定された場合には、ステップＳ１７に進み、左フラップ３０および右フラップ３３がアップ制御される。

前述したように、空気抵抗の影響が小さな低速走行時には、ステップＳ１４に進み、図４（ａ）に示すように、左フラップ３０および右フラップ３３がダウン制御される。これにより、左フラップ３０および右フラップ３３を格納することができ、左側ルーフレール２２および右側ルーフレール２４の見栄えを向上させることが可能となる。また、空気抵抗の影響が大きな高速走行時において、過度なオーバーステアやアンダーステアが発生していない場合、つまり車両１１が直進走行している場合には、ステップＳ１７に進み、図４（ｂ）に示すように、左フラップ３０および右フラップ３３がアップ制御される。これにより、左フラップ３０および右フラップ３３を突出させて車体後端の空気流れを整流することができ、抗力や揚力を低減して車両１１の燃費性能や走行安定性を高めることが可能となる。

また、前述したステップＳ１６において、ヨー判定値Ｆの絶対値が判定閾値Ｆ１以上であった場合、つまりヨーレートφが許容範囲を超えており、車両１１がオーバーステア側の不安定状態であると判定された場合には、図９に示したステップＳ２０に進む。ステップＳ２０では、操舵角θが左旋回操作用の舵角閾値θ１を上回るか否かが判定される。ステップＳ２０において操舵角θが舵角閾値θ１を上回る場合には、ステップＳ２１に進み、右フラップ３３がアップ制御され、左フラップ３０がダウン制御される。すなわち、ステアリングホイールが左旋回側に操作され、かつ車両１１がオーバーステアである場合には、ステップＳ２１に進み、右フラップ３３が突出位置に制御され、左フラップ３０が格納位置に制御される。ここで、図１１（ａ）は左旋回時にオーバーステアとなる車両１１を示す説明図である。図１１（ａ）に矢印Ｘａで示すように、車両１１が大きなヨーモーメントで左側に旋回する場合には、右フラップ３３が突出位置に制御され、左フラップ３０が格納位置に制御される。このように、左フラップ３０のみを格納位置に移動させることにより、車両後方の左側に発生する渦を車両後端に近づけることができ、矢印Ｘｂで示すように、車両後端の左側における空気流れを加速させることが可能となる。これにより、符号Ｘｃで示すように、車両後端の左側において圧力を低下させることができるため、符号Ｘｄで示すように、圧力差による推力を車両後部に発生させることが可能となる。すなわち、大きなヨーモーメントＸａを抑制するように、逆方向のヨーモーメントＸｅを発生させることができるため、車両１１をオーバーステアからニュートラルステアに向けて安定させることが可能となる。

一方、ステップＳ２０において操舵角θが舵角閾値θ１以下となる場合には、ステップＳ２２に進み、操舵角θが右旋回操作用の舵角閾値−θ２を上回るか否かが判定される。ステップＳ２２において、操舵角θが舵角閾値−θ２を上回る場合には、ステップＳ２３に進み、右フラップ３３が格納位置にダウン制御され、左フラップ３０が突出位置にアップ制御される。すなわち、ステアリングホイールが右旋回側に操作され、かつ車両１１がオーバーステアである場合には、ステップＳ２１に進み、右フラップ３３が格納位置に制御され、左フラップ３０が突出位置に制御される。ここで、図１１（ｂ）は右旋回時にオーバーステアとなる車両１１を示す説明図である。図１１（ｂ）に矢印Ｘａで示すように、車両１１が大きなヨーモーメントで右側に旋回する場合には、右フラップ３３が格納位置に制御され、左フラップ３０が突出位置に制御される。このように、右フラップ３３のみを格納位置に移動させることにより、車両後方の右側に発生する渦を車両後端に近づけることができ、矢印Ｘｂで示すように、車両後端の右側における空気流れを加速させることが可能となる。これにより、符号Ｘｃで示すように、車両後端の右側において圧力を低下させることができるため、符号Ｘｄで示すように、圧力差による推力を車両後部に発生させることが可能となる。すなわち、大きなヨーモーメントＸａを抑制するように、逆方向のヨーモーメントＸｅを発生させることができるため、車両１１をオーバーステアからニュートラルステアに向けて安定させることが可能となる。

また、前述したステップＳ１８において、ヨー判定値Ｆの絶対値が判定閾値Ｆ２以上であった場合、つまりヨーレートφが許容範囲を超えており、車両１１がアンダーステア側の不安定状態であると判定された場合には、図９に示したステップＳ２４に進む。ステップＳ２４では、操舵角θが左旋回操作用の舵角閾値θ１を上回るか否かが判定される。ステップＳ２４において操舵角θが舵角閾値θ１を上回る場合には、ステップＳ２５に進み、右フラップ３３が格納位置にダウン制御され、左フラップ３０が突出位置にアップ制御される。すなわち、ステアリングホイールが左旋回側に操作され、かつ車両１１がアンダーステアである場合には、ステップＳ２５に進み、右フラップ３３が格納位置に制御され、左フラップ３０が突出位置に制御される。ここで、図１２（ａ）は左旋回時にアンダーステアとなる車両１１を示す説明図である。図１２（ａ）に矢印Ｘａで示すように、車両１１が小さなヨーモーメントで左側に旋回する場合には、右フラップ３３が格納位置に制御され、左フラップ３０が突出位置に制御される。このように、右フラップ３３のみを格納位置に移動させることにより、車両後方の右側に発生する渦を車両後端に近づけることができ、矢印Ｘｂで示すように、車両後端の右側における空気流れを加速させることが可能となる。これにより、符号Ｘｃで示すように、車両後端の右側において圧力を低下させることができるため、符号Ｘｄで示すように、圧力差による推力を車両後部に発生させることが可能となる。すなわち、小さなヨーモーメントＸａを補助するように、同方向のヨーモーメントＸｅを発生させることができるため、車両１１をアンダーステアからニュートラルステアに向けて安定させることが可能となる。

一方、ステップＳ２４において操舵角θが舵角閾値θ１以下となる場合には、ステップＳ２６に進み、操舵角θが右旋回操作用の舵角閾値−θ２を上回るか否かが判定される。ステップＳ２６において、操舵角θが舵角閾値−θ２を上回る場合には、ステップＳ２７に進み、右フラップ３３が突出位置にアップ制御され、左フラップ３０が格納位置にダウン制御される。すなわち、ステアリングホイールが右旋回側に操作され、かつ車両１１がアンダーステアである場合には、ステップＳ２７に進み、右フラップ３３が突出位置に制御され、左フラップ３０が格納位置に制御される。ここで、図１２（ｂ）は右旋回時にアンダーステアとなる車両１１を示す説明図である。図１２（ｂ）に矢印Ｘａで示すように、車両１１が小さなヨーモーメントで右側に旋回する場合には、右フラップ３３が突出位置に制御され、左フラップ３０が格納位置に制御される。このように、左フラップ３０のみを格納位置に移動させることにより、車両後方の左側に発生する渦を車両後端に近づけることができ、矢印Ｘｂで示すように、車両後端の左側における空気流れを加速させることが可能となる。これにより、符号Ｘｃで示すように、車両後端の左側において圧力を低下させることができるため、符号Ｘｄで示すように、圧力差による推力を車両後部に発生させることが可能となる。すなわち、小さなヨーモーメントＸａを補助するように、同方向のヨーモーメントＸｅを発生させることができるため、車両１１をアンダーステアからニュートラルステアに向けて安定させることが可能となる。

また、前述したステップＳ２２，Ｓ２６において、操舵角θが舵角閾値−θ２以下であった場合、つまりステアリングホイールが大きく操作されておらず、操舵角θが−θ２以上θ１以下の範囲内となる場合には、ステップＳ２８に進む。ステップＳ２８では、ヨーレートφが０を上回るか否か、つまり車両１１が左側に旋回しているか否かが判定される。ステップＳ２８において、ヨーレートφが０を上回ると判定された場合には、ステップＳ２９に進み、右フラップ３３が突出位置にアップ制御され、左フラップ３０が格納位置にダウン制御される。すなわち、ステアリングホイールが直進操作されるにも拘わらず、車両１１が左側に旋回している場合には、車両右側に吹き付けられる横風の影響であると判定し、ステップＳ２９において、右フラップ３３が突出位置に制御され、左フラップ３０が格納位置に制御される。ここで、図１３（ａ）は車両右側に横風を受ける車両１１を示す説明図である。図１３（ａ）に矢印Ｘａで示すように、横風によって車両１１を左側に旋回させるヨーモーメントが発生する場合には、右フラップ３３が突出位置に制御され、左フラップ３０が格納位置に制御される。このように、左フラップ３０のみを格納位置に移動させることにより、車両後方の左側に発生する渦を車両後端に近づけることができ、矢印Ｘｂで示すように、車両後端の左側における空気流れを加速させることが可能となる。これにより、符号Ｘｃで示すように、車両後端の左側において圧力を低下させることができるため、符号Ｘｄで示すように、圧力差による推力を車両後部に発生させることが可能となる。すなわち、風によるヨーモーメントＸａを抑制するように、逆方向のヨーモーメントＸｅを発生させることができるため、車両１１を直進走行状態に安定させることが可能となる。

一方、ステップＳ２８において、ヨーレートφが０以下であると判定された場合には、ステップＳ３０に進み、右フラップ３３が格納位置にダウン制御され、左フラップ３０が突出位置にアップ制御される。すなわち、ステアリングホイールが直進操作されるにも拘わらず、車両１１が右側に旋回している場合には、車両左側に吹き付けられる横風の影響であると判定し、ステップＳ３０において、右フラップ３３が格納位置に制御され、左フラップ３０が突出位置に制御される。ここで、図１３（ｂ）は車両左側に横風を受ける車両１１を示す説明図である。図１３（ｂ）に矢印Ｘａで示すように、横風によって車両１１を右側に旋回させるヨーモーメントが発生する場合には、右フラップ３３が格納位置に制御され、左フラップ３０が突出位置に制御される。このように、右フラップ３３のみを格納位置に移動させることにより、車両後方の右側に発生する渦を車両後端に近づけることができ、矢印Ｘｂで示すように、車両後端の右側における空気流れを加速させることが可能となる。これにより、符号Ｘｃで示すように、車両後端の右側において圧力を低下させることができるため、符号Ｘｄで示すように、圧力差による推力を車両後部に発生させることが可能となる。すなわち、風によるヨーモーメントＸａを抑制するように、逆方向のヨーモーメントＸｅを発生させることができるため、車両１１を直進走行状態に安定させることが可能となる。

ここで、図１４は横風を受けて走行する車両１１のヨーレート変化を示す線図である。図１４には、フラップ制御を実行したときのヨーレートが実線で示されており、フラップ制御を実行しなかったときのヨーレートが破線で示されている。前述したように、横風を受けてヨーレートが変化した場合には、フラップ制御を実行することにより、横風によるヨーモーメントを打ち消すように、逆方向のヨーモーメントを発生させることが可能となる。これにより、図１４に実線で示すように、横風を受けて発生するヨーレートのピークを抑制することができ、車両１１の走行安定性を高めることが可能となる。

以下、前述したフラップ制御を簡単にまとめて記載する。図１５はフラップ制御の実施領域を示す説明図である。前述の説明では、ヨー判定値Ｆの絶対値とオーバーステア用の判定閾値Ｆ１とを比較判定し、車両１１がオーバーステア側の不安定状態であるか否かを判定している。すなわち、図１５に破線で示すように、基準ヨーレートφｓに判定閾値Ｆ１を加算した特性線Ｌ１が、第２速度閾値として設定されることになる。そして、図１５にハッチング領域Ａ１で示すように、操舵角θが舵角閾値θ１を上回る状態のもとで、ヨーレートφが特性線Ｌ１を上回る場合には、左旋回時のオーバーステア状態であることから、図１１（ａ）に示すように、右フラップ３３が突出位置に制御され、左フラップ３０が格納位置に制御される。これにより、車両１１をオーバーステアからニュートラルステアに向けて安定させることが可能となる。また、図１５にハッチング領域Ａ２で示すように、操舵角θが舵角閾値−θ２を負側に上回る状態のもとで、ヨーレートφが特性線Ｌ１を負側に上回る場合には、右旋回時のオーバーステア状態であることから、図１１（ｂ）に示すように、右フラップ３３が格納位置に制御され、左フラップ３０が突出位置に制御される。これにより、車両１１をオーバーステアからニュートラルステアに向けて安定させることが可能となる。

また、前述の説明では、ヨー判定値Ｆの絶対値とアンダーステア用の判定閾値Ｆ２とを比較判定し、車両１１がアンダーステア側の不安定状態であるか否かを判定している。すなわち、図１５に一点鎖線で示すように、基準ヨーレートφｓに判定閾値Ｆ２を減算した特性線Ｌ２が、特性線Ｌ１（第２速度閾値）よりも小さな第３速度閾値として設定されることになる。そして、図１５にハッチング領域Ａ３で示すように、操舵角θが舵角閾値θ１を上回る状態のもとで、ヨーレートφが特性線Ｌ２を下回る場合には、左旋回時のアンダーステア状態であることから、図１２（ａ）に示すように、右フラップ３３が格納位置に制御され、左フラップ３０が突出位置に制御される。これにより、車両１１をアンダーステアからニュートラルステアに向けて安定させることが可能となる。また、図１５にハッチング領域Ａ４で示すように、操舵角θが舵角閾値−θ２を負側に上回る状態のもとで、ヨーレートφが特性線Ｌ２を負側に下回る場合には、右旋回時のアンダーステア状態であることから、図１２（ｂ）に示すように、右フラップ３３が突出位置に制御され、左フラップ３０が格納位置に制御される。これにより、車両１１をアンダーステアからニュートラルステアに向けて安定させることが可能となる。

また、前述の説明では、ヨー判定値Ｆの絶対値と判定閾値Ｆ１，Ｆ２とを比較判定し、車両１１が不安定状態であるか否かを判定している。すなわち、図１５に破線で示した特性線Ｌ１や一点鎖線で示した特性線Ｌ２が、第１速度閾値として設定されることになる。そして、図１５にハッチング領域Ａ５で示すように、操舵角θが舵角閾値θ１，−θ２を下回る状態のもとで、ヨーレートφが特性線Ｌ１，Ｌ２を上回る場合には、車両１１が右側から横風を受ける走行状態であることから、図１３（ａ）に示すように、右フラップ３３が突出位置に制御され、左フラップ３０が格納位置に制御される。これにより、車両１１を直進走行状態に安定させることが可能となる。また、図１５にハッチング領域Ａ６で示すように、操舵角θが舵角閾値θ１，−θ２を下回る状態のもとで、ヨーレートφが特性線Ｌ１，Ｌ２を負側に上回る場合には、車両１１が左側から横風を受ける走行状態であることから、図１３（ｂ）に示すように、右フラップ３３が格納位置に制御され、左フラップ３０が突出位置に制御される。これにより、車両１１を直進走行状態に安定させることが可能となる。なお、図１５に示すように、ハッチング領域Ａ５，Ａ６においては、連続する特性線Ｌ１，Ｌ２を第１速度閾値として設定しているが、これに限られることはなく、１つの特性線によって第１速度閾値を設定しても良いことはいうまでもない。

本発明は前記実施の形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。前述の説明では、左側ルーフレール２２の後端面に左フラップ３０を設け、右側ルーフレール２４の後端面に右フラップ３３を設けているが、左フラップ３０や右フラップ３３の設置位置としては、図示する位置に限られることはない。例えば、左側ルーフレール２２の側面や上面に左フラップ３０を設け、右側ルーフレール２４の側面や上面に右フラップ３３を設けても良い。この場合であっても、車両後端における渦の発生状況を制御することができるため、前述したルーフレール装置１０と同様の効果を得ることが可能となる。また、前述の説明では、サーボモータを用いて左フラップ３０や右フラップ３３を制御しているが、これに限られることはなく、例えばロッドを伸縮させるアクチュエータを用いて左フラップ３０や右フラップ３３を制御しても良い。

前述の説明では、第１突出部材や第２突出部材として回動する左フラップ３０や右フラップ３３を用いているが、これに限られることはなく、例えばスライド移動する部材を第１突出部材や第２突出部材として用いても良い。また、図示する場合には、左フラップ３０を格納位置に移動させることにより、左フラップ３０の表面と左側ルーフレール２２の表面とをほぼ一致させているが、これに限られることはない。例えば、フラップ３０，３３を格納位置に移動させた場合に、フラップ３０，３３が突出位置よりも内側に移動していれば、ルーフレール２２，２４の表面からフラップ３０，３３の表面が突出しても良い。

前述の説明では、オーバーステア用の判定閾値Ｆ１と、アンダーステア用の判定閾値Ｆ２とを分けて設定しているが、これに限られることはなく、オーバーステア用とアンダーステア用とで共通の判定閾値を用いても良い。また、図１５に示すように、操舵角θに応じて特性線Ｌ１を第１速度閾値または第２速度閾値として機能させているが、これに限られることはなく、第１速度閾値としての特性線と第２速度閾値としての特性線とを分けて設定しても良い。同様に、操舵角θに応じて特性線Ｌ２を第１速度閾値または第３速度閾値として機能させているが、これに限られることはなく、第１速度閾値としての特性線と第３速度閾値としての特性線とを分けて設定しても良い。

前述の説明では、ヨー判定値Ｆと判定閾値Ｆ１，Ｆ２とを比較することで、ヨーレートφと特性線Ｌ１，Ｌ２とを間接的に比較しているが、これに限られることはなく、ヨーレートφと特性線Ｌ１，Ｌ２とを直に比較しても良い。また、前述の説明では、舵角としてステアリングホイールの操舵角θを用いているが、これに限られることはなく、舵角として操舵輪の切れ角を用いても良い。また、前述の説明では、左旋回操作用の舵角閾値θ１と、右旋回操作用の舵角閾値−θ２とを分けて設定しているが、これに限られることはなく、左旋回操作用と右旋回操作用とで共通の舵角閾値を用いても良い。なお、車両１１としてはステーションワゴンやＳＵＶ等に限られることはなく、如何なる車両に対しても本発明を有効に適用することが可能である。

１０ ルーフレール装置
１１ 車両
２０ 車体ルーフ
２１ 側部
２２ 左側ルーフレール（第１ルーフレール）
２３ 側部
２４ 右側ルーフレール（第２ルーフレール）
３０ 左フラップ（第１突出部材）
３３ 右フラップ（第２突出部材）
４１ 制御ユニット（制御部）
Ｖ 車速
Ｖｏ 車速閾値
θ 操舵角（舵角）
θ１ 舵角閾値
−θ２ 舵角閾値
φ ヨーレート（旋回角速度）
Ｌ１ 特性線（第１速度閾値，第２速度閾値）
Ｌ２ 特性線（第１速度閾値，第３速度閾値）

Claims (5)

1. 車体ルーフの一方の側部に設けられる第１ルーフレールと、前記車体ルーフの他方の側部に設けられる第２ルーフレールと、を備えるルーフレール装置であって、
   前記第１ルーフレールに設けられ、外側の突出位置と内側の格納位置とに移動自在となる第１突出部材と、
   前記第２ルーフレールに設けられ、外側の突出位置と内側の格納位置とに移動自在となる第２突出部材と、
   車両の旋回角速度に基づいて、前記第１突出部材を突出位置または格納位置に制御し、前記第２突出部材を突出位置または格納位置に制御する、制御部と、
   を有する、ルーフレール装置。
2. 請求項１記載のルーフレール装置において、
   前記制御部は、車速が車速閾値を上回る状態のもとで、前記旋回角速度に基づいて、前記第１突出部材を突出位置または格納位置に制御し、前記第２突出部材を突出位置または格納位置に制御する、ルーフレール装置。
3. 請求項１または２記載のルーフレール装置において、
   前記制御部は、舵角が舵角閾値を下回る状態のもとで、前記旋回角速度が第１速度閾値を上回る場合には、前記第１突出部材と前記第２突出部材との一方を突出位置に制御し、前記第１突出部材と前記第２突出部材との他方を格納位置に制御する、ルーフレール装置。
4. 請求項３記載のルーフレール装置において、
   前記制御部は、舵角が前記舵角閾値を上回る状態のもとで、前記旋回角速度が第２速度閾値を上回る場合には、前記第１突出部材と前記第２突出部材との一方を突出位置に制御し、前記第１突出部材と前記第２突出部材との他方を格納位置に制御する、ルーフレール装置。
5. 請求項４記載のルーフレール装置において、
   前記制御部は、舵角が前記舵角閾値を上回る状態のもとで、前記旋回角速度が前記第２速度閾値よりも小さな第３速度閾値を下回る場合には、前記第１突出部材と前記第２突出部材との一方を格納位置に制御し、前記第１突出部材と前記第２突出部材との他方を突出位置に制御する、ルーフレール装置。

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