JPH0249136A - 車両特に自動車などにおける横風の影響を測定する装置 - Google Patents

車両特に自動車などにおける横風の影響を測定する装置

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JPH0249136A
JPH0249136A JP1112359A JP11235989A JPH0249136A JP H0249136 A JPH0249136 A JP H0249136A JP 1112359 A JP1112359 A JP 1112359A JP 11235989 A JP11235989 A JP 11235989A JP H0249136 A JPH0249136 A JP H0249136A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、自動車などにおける横風の影響を測定する装
置に関する。
［従来の技術］ 車両の対向する二つの側に、横風によって影響される空
気圧に対するそれぞれ１つの圧力測定装置を設けること
が、西ドイツ特許第１１０９０９１号明細書から知られ
ており、この場合、それぞれの圧力測定装置が、差圧に
基づいて作動し横風に対して調整される車両の操縦動作
を制御する調整機構に接続されている。
この装置は、横風によって車両側で圧力差が生じること
を基本概念にしている。しかしながら、実際には、この
圧力差だけに依存して横風の影響を補償するための操縦
を行うことは、不可能であることが判った。
自動車への風の影響を試験走行時に直接測定し得ること
が、刊行物“ｌ５ＡＴＡ−Ｐｒｏｃ、　８７０５７　（
１９８７）、自動車技術及びオートメーションに関する
第１６回国際シンポジウム（Ｆｌｏｒｅｎｚ、１９８７
）Ｐｒｏｃ、第２巻”、　２３３−２４３ページに記載
されている。さらに、車両の走行中でも、それぞれの測
定個所において空気圧力を測定し得るようにするため、
車両の双方の縦側、および車両の前側ならびに車両の後
側に多数の圧力測定変換器が設けられている。
その場合、測定値を評価する計算機によって、車両に作
用する空気力学的な力を測定することができる。特に、
縦揺れ動作または横揺れ動作の方向に車両に影響を与え
ようとするモーメントの大きさ、および横風の場合に車
両を側方に押圧しようとする側方の力の大きさを、測定
することができる。
この公知の装置は、特に、試験場の試験走行時に自動車
車体の空気力学的な特性を測定するのに使用される。こ
のようにして、風洞内における自動車車体の模型による
試験が補足されるか、または割愛される。
この刊行物においては、自動車のドライバーに、風速お
よび／または風方向についてのデータが、どのように与
えられるかについての説明が記載されていない。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、風速および風方向についての情報を見
出す可能性を比較的僅少な構造上の費用で提供し得る装
置を構成することである。
［課題を解決するための手段］ この目的は、本発明によれば、計算機が（ａ）車両の一
方の側の第１の圧力ゾンデと車両の他方の側の前記ゾン
デと非対称に設けられた第２の圧力ゾンデとの信号の差
と、２つの前記圧力ゾンデと対称に設けられた圧力ゾン
デの信号の差との商が形成されることによって、車両に
対する風方向を表わす信号を形成し、さらに、 （ｂ）車両の異なる側に互いに非対称に設けられた２つ
の圧力ゾンデの信号の差が、風方向を表わす信号に依存
する設定されたまたは設定可能な因数と、乗法的に結合
されることによって、横風の動圧を表わす信号を形成す
る、 ことによって達成される。
本発明は、通常垂直な縦中心面に対して対称に形成され
た車両が、横風がある場合に垂直な縦中心面に対して非
対称に流されるという事実を、風方向の測定時に使用し
ている。同時に、この非対称および車両に対する横風の
吹付は角度が、前述のように設けられた少数のゾンデに
よって正確に測定されるという、驚くべき事実が適用さ
れている。
さらに、動圧すなわち本質的に主として風速だけに依存
する横風の大きさを測定する場合、車両に対する横風の
吹付は角度だけによって補正されそれぞれの車両に対し
て風洞試験によって測定可能な補正係数が知られている
ときには、２つの圧力ゾンデによって測定可能な圧力差
から測定が可能であるという驚くべき事実が利用されて
いる。
場合によっては、横風の影響を補償するか、またはドラ
イバーが容易に制御し得るようにするため、計算機は、
横風の吹付は角度または動圧に依存して、車両の操縦ま
たは空気力学的な補助手段などを制御することができる
。
その場合、擾乱量、すなわち横風の吹付は角度または動
圧を、いわゆる擾乱量追尾の過程において考慮すること
ができるため、横風に極めて迅速に反応し得ることが好
ましい。このようにすることによって、特に安定した走
行特性が保証される。擾乱量除去の過程における横風の
作用を減少させることも原理的には確かに可能であり、
その場合、車両垂直軸の回りの車両の回転を感知するた
め、例えば振れ速度センサが車両に使用される。操縦旋
回角と車両の反応とが一致しない場合、偏差を最小にす
るため、操縦装置、場合によっては後輪操縦装置に、調
整装置が備えられる。しかしながら、その場合には、本
発明による装置と対照的に、修正が効力を生じる以前に
横風に基づいて先ず進路の偏向を行う必要がある。これ
に対して、本発明は先を見越した補正が可能である。
本発明の好適な実施態様において、圧力ゾンデが、それ
ぞれ車両の外板の下における外部に通じた開口部または
穴に設けられ、その直径または断面を適当に小さ（する
ことができる。例えば直径が３ｍｍの穴で充分である。
圧力ゾンデが、例えば管路またはチューブ導管などを介
して、それぞれ共通の基準室に接続され、ゾンデの周囲
領域と基準室との圧力差に依存した信号を形成するよう
にした場合、精度を高くすることに関して極めて有効で
ある。したがって、実際的に、それぞれの圧力ゾンデは
、差圧測定器の役割を行う。本発明による装置の場合、
吹付は角度または動圧を測定するには、それぞれ２つの
圧力ゾンデによって測定された圧力値または２つの圧力
ゾンデから送出された信号の差だけを本質的な量として
測定または決定すればよいため、このような装置が可能
である。したがって、基準室の圧力レベルが装置の精度
に影響を及ぼすことはない。さらに、基準室内の圧力が
一時的に変動しても差支えない。しかしながら、基準室
内の急速な圧力変動は、これによって、圧力ゾンデと基
準室との間の接続管路に乱流または圧力波が生じる場合
があり、これが種々の圧力ゾンデにおいて異なる時間に
作用し、測定すべき量に誤差が生じるため、回避する必
要がある。この理由から、基準室内の急速な圧力変動を
回避するため、基準室を絞りギャップを介して外気に接
続することが一般的に有効である。
そのほか、例えば自動車の場合、車体中空空間を基準室
として圧力ゾンデに接続することができる。
測定精度を高くすることに関しては、それぞれのゾンデ
の信号が、車両の縦方向の風の場合に量的に太き（、風
の動圧にほぼ比例し、風速が変化しない場合に、風方向
の少な（とも特定の角度範囲において明らかに風方向に
依存するように、圧力ゾンデが設けられた場合、−層好
ましい。この点で最適な圧力ゾンデの位置を風洞試験に
よって定めることができる。
車両縦軸と７５°以下の走行方向に開いた角度をなす風
吹付は方向を考慮し得るようにするためには、車両に前
面の２つの圧力ゾンデと側面の２つの圧力ゾンデとを設
けるだけで充分である。任意の吹付は方向を考慮する必
要がある場合には、別の側面の２つの圧力ゾンデを設け
る必要がある。その場合、別の側面の圧力ゾンデは１乗
用自動車の場合、車両の側面のほぼ中央部に設けられ、
前述の側面の圧力ゾンデは、車両の前部かどの近くに設
けられることが有効である。また、前面の圧力ゾンデに
対しても、−量的に、かどの近くに配置することが好ま
しい。
合計６個の圧力ゾンデがある場合でも、風吹付は角度お
よび動圧の組合わされた値に対しては、常に４個だけの
圧力ゾンデで充分である。
計算機が常に“正しい”圧力ゾンデを対象として作動す
るようにするため、特に、一方の車両側の前面の圧力ゾ
ンデの信号と、他方の前面の圧力ゾンデの信号との差が
、一方の車両側における一方の側面の圧力ゾンデの信号
と、これに対称に設けられた側面の圧力ゾンデの信号と
の差と、同一の符号を有する場合、計算機が、対称に設
けられた前面の２つの圧力ゾンデ、および対称に設けら
れた側面の２つの圧力ゾンデの信号を処理するようにさ
れている。２つの差が反対の符号を有する場合、側面の
４つのゾンデの信号が評価される。
そのほか、本発明の好適な特徴については、特許請求の
範囲および以下の図によって詳細に説明された好適な実
施態様に示されている。
［実施例］ 第１図に示されている乗用自動車１０において、垂直な
縦中心面に対称に２つの前部圧力ゾンデ１および２が設
けられ、同じく縦中心面に対称に２つ特に４つの側部圧
力ゾンデ３ないし６が設けられている。その場合、前部
圧力ゾンデ１および２と同様に側部圧力ゾンデ−３およ
び４が、前部車体かどの近くにある。圧力ゾンデ５およ
び６は、はぼ車両の中央、例えば前方および後方のサイ
ドドアの間に設けられたＢ支柱の近くにある。
すべての圧力ゾンデは、車両外板の下のそれぞれ小さな
穴の奥に設けられ、穴の直径の大きさは３０１＋１１で
ある。それぞれの圧力ゾンデ１ないし６は差圧計として
構成され、これは、それぞれ車両１０の外板の圧力と、
管路またはチューブ導管８を介して圧力ゾンデｌないし
６に接続された基準室７内の圧力との、圧力差によって
作用する。基準室内の圧力は必ずしも一定に保持する必
要はないため、基準室７としては、実際的に車両車体の
いずれかの空間部を使用することができる。乱流または
圧力波に基づいて生じる急速な圧力変動が基準室７内に
おいて起り得ないこと、および基準室側の圧力変動が異
なる時間に圧力ゾンデ１ないし６に作用することだけが
、保証される必要がある。時間的に緩やかな圧力変動を
保証するため、基準室を絞りギャップ９を介して外気と
連通させることができる。
圧力ゾンデ１ないし６の信号出力端子は、車両１０の計
算Ｉｌｌの入力側に接続され、この計算機は、圧力ゾン
デ１ないし６によって測定可能な横風の影響に依存して
、横風の影響を補償するための車両の操縦補正装置また
は空気力学的な補助手段を制御することができる。例え
ば、補助的な後輪操縦装置を有する車両の場合、横風の
影響を補償するため、計算機が後輪操縦装置の調整機構
を制御することができる。
本発明による装置は、下記のように動作する。
車両が圧力ゾンデ１ないし４だけを有する場合、斜め前
方から車両に吹き付は車両縦軸に対して約−７５°　（
右方から）までの角度か、または＋７５°　（左方から
）までの角度で当たる横風だけを検出することができる
。
これに対して、６つのすべての圧力ゾンデ１ないし６が
ある場合、任意の方向からの横風を検出することができ
、すなわち風の当たる方向は、車両縦軸と＋１８０°ま
たは一１８０°までの角度をなすことができる。
次に、合計６個の圧力ゾンデを有する場合の作用を説明
する。この場合、圧力ゾンデ５および６の測定値を使用
するかぎりにおいて、４個の圧力ゾンデ１ないし４だけ
を備えた装置によっては行うことが不可能な機能に関す
るものであり、そのような装置は測定範囲を超過するた
め、それぞれの横風の影響を測定することが不可能であ
る。
先ず、圧力ゾンデ１ないし６の信号ｐ１ないしｐ６が計
算機１１によって検出される。
次に、計算機１１が圧力差ｐ１２＝ｐｌ−ｐ２、ｐ３４
＝ｐ３−ｐ４、ｐ　１４＝ｐ　１−ｐ４、ｐ２３＝ｐ２
−ｐ３およびｐ５６＝ｐ５−ｐ６を検出する。
次に、圧力差ｐ５６および／または圧力差ｐ３４が正で
あるか、または負であるか、が検査される。この圧力差
が正の値を有する場合、吹付は角度の符号は正であり、
すなわち車両の走行方向に見て左方から横風が吹付ける
。符号が負の場合も同様であり、すなわち横風が右方か
も吹付ける。　次に、圧力差ｐ１２が圧力差ｐ３４およ
び／または圧力差ｐ５６と同じ符号を有するか否かが、
検査される。同じ符号を有する場合、吹付は角度は約−
７５°と＋７５°との間にある。符号が異なる場合、吹
付は角度は、＋７５°と＋１８０°との間、または−７
５°と−１８０゜との間の値を有する。
吹付は角度が０と＋７５°との間にある場合、計算機１
１は差の商Ｄ２３１４＝ｐ２３／ｐ１４を決定する。
吹付は角度βがＯと一７５°との間にある場合、計算機
１１は差の商Ｄ１４２３＝ｐ１４／ｐ２３を決定する。
吹付は角度が＋７５°と＋１８０°との間にある場合、
計算機１１は差の商Ｄ３４５６＝ｐ　３４　／　ｐ　５
６を決定する。
吹付は角度が一７５°と一１８０°との間にある場合、
計算機１１は同様に値Ｄ３４５６＝ｐ３４／ｐ５６を決
定する。
この場合には吹付は角度がＯと一７５°とのあいだにあ
ったため、計算機１１が差の商Ｄ１４２３を決定した。
計算機１１に、図表またはこれに類するものが記憶され
ており、これによって計算機１１は、１つの吹付は角度
をＤ１４２３の可能ないずれかの値に対応させることが
できる。この図表が第２図にグラフとして示されており
、この場合、横座標にＤ１４２３の可能な値がプロット
され、縦座標に吹付は角度βの対応する値がプロットさ
れている。圧力ゾンデ１ないし６または１ないし４の上
述の配置にもとづいて、吹付は角度βとＤ１４２３の値
との間の対応を表わす曲線は、単調な傾斜を有し、した
がって転換可能な明確度が与えられる。
したがって、計算機１１は吹付は角度βを、すでに検出
した。
横風の吹付は角度が別の領域にある場合、計算機に記憶
された別の図表にもとづいて、Ｄ２３１４、Ｄ３４５６
などのそれぞれの値を吹付は角度のそれぞれの値に対応
することによって、吹付は角度のそれぞれの値が全く同
様に決定される。
次に、先ず吹付は角度がＯと一７５°との間にある場合
から再び説明する。この場合、動圧ｑは、圧力差ｐ２３
の値と係数１／Ｃ２３との積によって定めることができ
る。
Ｃ２３の値は、それぞれの吹付は角度β（この場合、数
値範囲は０ないし一７５°）、またはこれに対応するＤ
１４２３の値だけに依存する。これが第３図に図表で示
されている。したがって、Ｃ２３の値が吹付は角度βの
可能なそれぞれの数値に明確に対応するため、計算機は
、それぞれの動圧ｑを決定することができる。
吹付は角度が他の領域にある場合も基本的には同じであ
る。例えば吹付は角度が０と＋７５°との間にある場合
、動圧ｑは圧力差ｐ１４と係数１／Ｃ１４との積によっ
て定められ、その場合、Ｃ１４は、吹付は角度または差
の商Ｄ２３１４の予め見出された値に基づいて、図表か
ら同様に引き出すことができる。
吹付は角度βが＋７５°と＋１８０°との間にある場合
、動圧ｑは圧力差ｐ５６と係数１／Ｃ５６との積によっ
て計算され、その場合、Ｃ５６は、吹付は角度βまたは
差の商Ｄ３４５６の予め見出された値に依存して、図表
から引き出すことができる。
最後に、吹付は角度βが一７５°と−１８０゜との間に
ある場合、動圧ｑは圧力差ｐ５６と係数１／Ｃ５６との
積によって同様に定められる。
差の商りをそれぞれの吹付は角度に対応させ、さらに吹
付は角度または前記差の商りを係数１／ＣにないするＣ
の値に対応させる図表などは、車両に固有であり、予め
風洞試験などによって決定する必要がある。
基準室７の配置は下記の理由から重要である。
基準室７内は、はぼ大気圧である。車両の右側と左側と
の間に生じる圧力の相異は、−量的に約１０ないし３０
ミリバールである。圧力ゾンデエないし６は、基準室７
の内部と、それぞれのゾンデエないし６の個所の周囲領
域との間の、圧力差を測定するため、それぞれの測定値
は、約−３０ミリバールと＋３０ミリバールとの間の範
囲にある。その場合、常に約１％の起こり得る誤差を考
慮する必要があるが、この誤差は全体として車両の右側
および左側の圧力差より明らかに小さいため、吹付は角
度βおよび動圧ｑを極めて正確に検出することによって
計算することができる。
これに対して、ゾンデ１ないし６が、ゾンデの周囲領域
における圧力の絶対値を測定する場合、実際値は常に約
１０００ミリバールの周囲領域にある。その場合、１％
の測定誤差は、約１０ミリバールの大きさの実際値と測
定値との偏差を意味する。しかしながら、この測定誤差
は、車両の右側と左側との間の測定されるべき圧力と同
じ大きさを有するため、極めて不正確な結果で計算され
なければならない。
【図面の簡単な説明】
第１図は乗用自動車に装備された本発明による装置の一
実施例を示す平面図、第２図は第１図に示す装置を構成
する圧力ゾンデの信号から見出すことが可能な圧力差の
商Ｄ１４２３に依存した車両に対する横風の吹付は角度
βを示すグラフ、第３図は動圧ｑの計算に使用される吹
付は角度βに依存した係数Ｃ２３を示すグラフである。 １．２・・・前面圧力ゾンデ、 ３．４．５．６・・・側面圧力ゾンデ、７・・・基準室
、９・・・絞りギャップ、１０・・・車両、１１・・・
計算機、 Ｄ１４２３・・・圧力差の商（風方向を表わす信号）ｑ
・・・横風の動圧を表わす信号。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）車両の垂直な縦中心面に対称に、しかも車両の縦
    方向に互いに間隔を置いて設けられ、圧力測定値を評価
    する計算機の入力側に接続された数個の圧力ゾンデを有
    する、車両特に自動車などにおける横風の影響を測定す
    る装置において、計算機（１１）が、 （ａ）車両の一方の側の第１の圧力ゾンデと車両の他方
    の側の前記ゾンデと非対称に設けられた第２の圧力ゾン
    デとの信号の差と、２つの前記圧力ゾンデと対称に設け
    られた圧力ゾンデの信号の差との、商が形成されること
    によって、車両（１０）に対する風方向を表わす信号（
    例えばＤ１４２３）を形成し、さらに、 （ｂ）車両の異なる側に互いに非対称に設けられた二つ
    の圧力ゾンデの信号の差が、風方向を表わす信号に依存
    する設定されたまたは設定可能な因数と、乗法的に結合
    されることによって、横風の動圧を表わす信号（ｑ）を
    形成する、ことを特徴とする、車両特に自動車などにお
    ける横風の影響を測定する装置。
  2. （２）圧力ゾンデ（１ないし６）が、車両（１０）の外
    板の下のそれぞれ外部に通じた開口部または穴に設けら
    れることを特徴とする、請求項１記載の装置。
  3. （３）車両の垂直な縦中心面に対称に、しかも車両の縦
    方向に互いに間隔を置いて設けられ、圧力測定値を評価
    する計算機の入力側に接続された数個の圧力ゾンデを有
    する、請求項１または２記載の車両特に自動車などにお
    ける横風の影響を測定する装置において、 圧力ゾンデ（１ないし６）が、例えば管路またはチュー
    ブ導管などを介して、それぞれ共通の基準室（７）に接
    続され、それぞれの圧力ゾンデの周囲領域と基準室（７
    ）との間の圧力差に依存した信号（ｐ１ないしｐ６）を
    形成することを特徴とする、車両特に自動車などにおけ
    る横風の影響を測定する装置。
  4. （４）基準室（７）が絞りギャップ（９）を介して外気
    と接続されることを特徴とする、請求項３記載の装置。
  5. （５）車体中空空間が、基準室（７）としてゾンデ（１
    ないし６）と接続されることを特徴とする、請求項３ま
    たは４記載の装置。
  6. （６）それぞれのゾンデ（１ないし６）の信号が、車両
    の縦方向の風の場合に量的に大きく、風の動圧（ｑ）に
    ほぼ比例し、風速が変化しない場合に、風方向の少なく
    とも特定の角度範囲において明らかに風方向に依存する
    ことを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載
    の装置。
  7. （７）前面の２つの圧力ゾンデ（１、２）と側面の２つ
    または４つの圧力ゾンデ（３、４または３ないし６）が
    設けられ、特に側面の一方のゾンデ（３、４）が車両前
    部に設けられ、側面の他方のゾンデ（５、６）が車両中
    央部に設けられることを特徴とする請求項１、ないし６
    のいずれかに記載の装置。
  8. （８）一方の車両側の前面の圧力ゾンデの信号と、他方
    の前面の圧力ゾンデの信号との差が、一方の車両側にお
    ける一方の側面の圧力ゾンデの信号と、これに対称に設
    けられた側面の圧力ゾンデの信号との差と、同一の符号
    を有する場合、計算機（１１）が、対称に設けられた前
    面の２つの圧力ゾンデ（１、２）、および対称に設けら
    れた側面の２つの圧力ゾンデ（３、４または５、６）の
    信号を処理することを特徴とする、請求項１ないし７の
    いずれかに記載の装置。
  9. （９）風方向及び動圧に依存して、計算機（１１）が、
    横風の影響を補償するため、車両の操縦装置および／ま
    たは空気力学的な補助手段を制御することを特徴とする
    、請求項１ないし８のいずれかに記載の装置。
  10. （１０）圧電抵抗形の圧力ゾンデ（１ないし６）が設け
    られることを特徴とする、請求項１ないし９のいずれか
    に記載の装置。
JP1112359A 1988-05-11 1989-05-02 車両特に自動車などにおける横風の影響を測定する装置 Granted JPH0249136A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3816057A DE3816057C1 (ja) 1988-05-11 1988-05-11
DE3816057.9 1988-05-11

Publications (2)

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