JPH04237686A - エアスポイラ装置 - Google Patents

エアスポイラ装置

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Publication number
JPH04237686A
JPH04237686A JP461391A JP461391A JPH04237686A JP H04237686 A JPH04237686 A JP H04237686A JP 461391 A JP461391 A JP 461391A JP 461391 A JP461391 A JP 461391A JP H04237686 A JPH04237686 A JP H04237686A
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JP
Japan
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vehicle
spoiler
air
shutter
air spoiler
Prior art date
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Pending
Application number
JP461391A
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English (en)
Inventor
Mutsumasa Koujiya
糀谷 睦雅
Seiji Kawaguchi
清司 川口
Norihisa Ito
徳久 伊藤
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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  • Body Structure For Vehicles (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、自動車のエアスポイ
ラ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば特公平1−12715号公
報や特開平2−24279号公報等では、車両の走行状
態を幾つかのモードに分類して可動スポイラを制御して
、フロント及びリヤスポイラを制御することにより前・
後輪にかかる荷重配分を改善したり、空気抵抗の低減を
図っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、車両周りの空
気の流れが影響を及ぼす要素としては、エンジン補機類
の冷却効果やエアロブレーキ、さらには横風時における
ヨーイングモーメントの発生等、他にもいろいろなもの
が考えられ、しかもそれらは高速走行時の操縦安定性や
燃費や安全に深くかかわるもので無視できないものであ
る。従って、車両の状態を総合的に検知し車両周りの空
気の流れを制御する必要がある。
【0004】この発明の目的は、車両の走行状態を車速
・エンジン補機温度・横風状態等を考慮にいれて走行状
態にあった適正な車両周りの空気の流れにできるエアス
ポイラ装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は、車両の前側
底部に収納及び下方に展開可能に配置された第1のエア
スポイラと、車両の前側下部に設けられ、車両のエンジ
ンルームへの開口部を開閉し得る第2のエアスポイラと
、車両の後側に収納及び上方に展開可能に配置された第
3のエアスポイラと、車両の後側の両側部に横向きに配
置され、上方に展開可能に配置された第4のエアスポイ
ラとを備え、車速に加え、車両に搭載したエンジンの補
機の温度と、横風の強さと、タイヤ接地荷重と、軌道修
正の有無と、車両の制動状態との少なくともいずれかに
基づいて、前記各エアスポイラの状態を切り換えるよう
にしたエアスポイラ装置をその要旨とするものである。
【0006】
【作用】車速に加え、車両に搭載したエンジンの補機の
温度と、横風の強さと、タイヤ接地荷重と、軌道修正の
有無と、車両の制動状態との少なくともいずれかに基づ
いて、走行状態に合った適正な車両周りの空気の流れに
すべく各エアスポイラの状態が切り換えられる。
【0007】
【実施例】以下、この発明を具体化した一実施例を図面
に従って説明する。図1,2に示すように、車両1の前
側下部には、第1のエアスポイラとしてのエアダム2と
、第2のエアスポイラとしてのシャッタ3とが設置され
、エアダム2とシャッタ3はともに可動するようになっ
ている。
【0008】図3に示すように、エアダム2はポリウレ
タン、FRP等の樹脂よりなり、図2,4,5に示す車
両フロント部4の下側湾曲形状に一致するように湾曲し
た形状を有し、その断面はほぼ逆L字状をなしている。 このエアダム2の湾曲した裏面側には、その長手方向に
沿って複数のボルト5が所定間隔をもって埋設されてお
り、同じくエアダム2の裏面側には、同様に湾曲面を有
する金属製のリテーナ6が前記各ボルト5にて図示しな
いナットを介して固定されている。又、リテーナ6の裏
面左右両側には、二つで一組をなすブラケット7a,7
bが各々一組ずつ突設されている。
【0009】一方、車両フロント部4の内側には、図示
しないフレームから延設された左右一対のバンパステー
8A,8Bが設けられている。図3は左側のバンパステ
ー8Aにおける各部材の取り付け状態を示し、右側のバ
ンパステー8Bにおけるそれも同様である。各バンパス
テー8A,8Bの外側には、モータ用ステー9がスペー
サ10を介して複数のボルト11によりそれぞれ固定さ
れている。左右の各モータ用ステー9には、電動式の左
右の各エアダム駆動用モータ12,13がボルト14に
よりそれぞれ固定されている。又、各モータ用ステー9
の前端には断面L字状をなすブラケット9aが外方へ向
かってそれぞれ突設されている。
【0010】各エアダム駆動用モータ12,13の出力
軸15には、ほぼJ字状をなすメインリンク16の基端
側がナット17及び座金18を介して一体回動可能に固
定されている。又、各モータ用ステー9の外方へ向かっ
て突設されたブラケット9aには、メインリンク16と
同様にほぼJ字状をなすサブリンク19の基端側がボル
ト20及びナット21によって回動可能に取り付けられ
ている。そして、左右のメインリンク16及びサブリン
ク19の先端側が、前記リテーナ6の左右に設けられた
各組のブラケット7a,7bに対しボルト22及びナッ
ト23を介して回動可能に固定されている。そして、エ
アダム駆動用モータ12,13の駆動によりメインリン
ク16が回動されエアダム2が図2中X方向に移動して
、図2に示す収納状態と、図6に示す車両1の底面から
下方に突出した展開状態とに切り換えることができるよ
うになっている。
【0011】一方、シャッタ3はポリウレタン、FRP
等の樹脂よりなり、図4に示すように、前記フロント部
4におけるフロントグリル24の全体を封鎖し得る大き
さでほぼ長方形状に形成されると共に、同フロント部4
の湾曲形状に対応するように湾曲した形状を有している
。図7に示すように、このシャッタ3の湾曲した裏面側
にも、前記エアダム2と同様、その長手方向に沿って複
数のボルト25(ここでは一つのみ図示した)が所定間
隔をもって埋設されており、その湾曲した裏面側にも同
様に湾曲面を有する金属製のリテーナ26が取り付け可
能になっている。
【0012】又、図4,5に示すように、各バンパステ
ー8A,8Bの内側には、モータ用ステー27がスペー
サ28を介してそれぞれ固定されている。左右の各モー
タ用ステー27には、電動式の左右の各シャッタ駆動用
モータ29a,29bがそれぞれ固定されている。各シ
ャッタ駆動用モータ29a,29bの図示しない出力軸
には、ほぼL字状をなすアーム30の基端側が図示しな
いボルト及び座金を介して一体回動可能に固定されてい
る。
【0013】又、図7に示すように、左右の各アーム3
0の先端側には、前記シャッタ3の左右両側に位置する
ボルト25を利用して、前記リテーナ26及びナット3
1を介してシャッタ3が固定されている。そして、シャ
ッタ駆動用モータ29a,29bの駆動によりアーム3
0が回動されシャッタ3が図2中Y方向に移動して、フ
ロントグリル24の開口面積を変更できるようになって
いる。
【0014】次に、図8に示すように、車両1の後部ト
ランク32における上部後方には、その中央部に第3の
エアスポイラとしてのリアスポイラ33が、又、左右両
端に第4のエアスポイラとしてのサイドスポイラ34が
設置されている。又、これらスポイラ33,34の間に
はアクチュエータハウス35が配置されている。図9に
示すように、両アクチュエータハウス35間にはシャフ
ト36が回動可能に支持され、このシャフト36に長方
形の板状のリヤスポイラ33が一体回転可能に支持され
ている。又、アクチュエータハウス35にはリヤスポイ
ラ駆動用モータ37が内蔵され、同モータ37の出力軸
にはウォームギヤ38が固定されている。このウォーム
ギヤ38にはシャフト36に固定されたウォームホイー
ル39が噛み合っている。よって、リヤスポイラ駆動用
モータ37の出力軸が回転すると、ウォームギヤ38と
ウォームホイール39を介して、減速されたトルクがシ
ャフト36に伝達されリヤスポイラ33が回動する。そ
の結果、図10に示すように、リヤスポイラ33の後端
側を斜め上方に展開することができるとともに、図11
に示すように、リヤスポイラ33の前端側を斜め上方に
展開することができる。
【0015】又、図9に示すように、車両1側には一対
のステー40が設けられ、同ステー40間にはシャフト
41が回動可能に支持されている。シャフト41には板
状のサイドスポイラ34が一体回転可能に支持されてい
る。アクチュエータハウス35にはサイドスポイラ駆動
用モータ42が設けられ、このモータ42の出力軸には
ウォームギヤ43が固定されている。ウォームギヤ43
にはシャフト41に固定されたウォームホイール44が
噛み合っている。よって、サイドスポイラ駆動用モータ
42の出力軸が回転すると、ウォームギヤ43とウォー
ムホイール44を介して、減速されたトルクがシャフト
41に伝達されサイドスポイラ34が回動する。その結
果、図8に示すように、サイドスポイラ34を収納した
状態と、図12に示すように、サイドスポイラ34を横
向きにて斜め上方に展開した状態にできるようになって
いる。
【0016】又、図2に示すように、エンジンルーム内
のラジエータ45には温度センサ46が設けられている
。又、図1に示すように、前輪47側には前輪荷重セン
サ48が設けられ、後輪49側には後輪荷重センサ50
が設けられている。この荷重センサ48,50は、サス
ペンションのばねの伸びを検知することによりタイヤ接
地荷重を検出するようになっている。さらに、車両1内
には、車速を検知する車速センサ51と、油圧ブレーキ
系の油圧を検出するブレーキ圧センサ53が装着されて
いる。又、車両1の屋根部には横風の風速を検出する横
風センサ54が配置されている。さらに、車両1内には
、電子制御ユニット(以下、ECUという)55が設け
られている。
【0017】図13にはエアスポイラ装置の電気的構成
を示す。ECU55は温度センサ46、荷重センサ48
,50、車速センサ51、ブレーキ圧センサ53、横風
センサ54からの信号を入力する。又、ECU55はウ
ィンカー操作の際のウィンカー操作信号を入力して軌道
修正の有無を検出する。又、ECU55はエアダム駆動
用モータ12,13とシャッタ駆動用モータ29a,2
9bとリヤスポイラ駆動用モータ37とサイドスポイラ
駆動用モータ42とを駆動制御する。
【0018】次に、このように構成したエアスポイラ装
置の作用を図14,15,16のフローチャートに基づ
いて説明する。まず、ECU55はステップ100で車
速センサ51からの信号にて車速Vを取り込み、ステッ
プ101で検出した車速Vがどの範囲に含まれるか判別
する。ECU55は停車中(V=0)の場合、ステップ
102でエアダム2を収納状態にし、ステップ103で
シャッタ3を図2に示すように全閉にし、ステップ10
4でサイドスポイラ34を収納した状態にし、ステップ
104’でリアスポイラ33を収納した状態にする。つ
まり、停車時には外観を向上させるために全てのスポイ
ラを収納状態にする。但し、夏季等のアイドル回転時に
おいても熱負荷が大きい場合には、必要に応じてシャッ
タ3を開けてもよい。
【0019】又、ECU55はステップ101において
車速Vが0<V≦80Km/hのときは、まずステップ
105でエアダム2を収納状態にする。つまり、車速V
が80Km/h以下においては、相対風が車両揚力に及
ぼす影響が少ないため、エアダム2を展開する(下げる
)必要がなく、又、低速走行時においては、砂利道等の
悪路を走行する場合もあり、エアダム2の破損を防止し
ている。そして、ECU55はステップ106で温度セ
ンサ46からの信号によりラジエータ水温Tを読み込み
、ステップ107でラジエータ水温Tが105℃以上か
否か判断する。ECU55はラジエータ水温Tが105
℃以上であると、登坂走行等で熱負荷が非常に大きいと
判断し、ステップ108で図17に示すようにシャッタ
3の開度を大(全開)とする。又、ECU55はステッ
プ107においてラジエータ水温Tが105℃より低い
と、ステップ109で図18に示すようにシャッタ3の
開度を「中」とする。
【0020】さらに、ステップ108,109の処理の
後、ECU55はステップ110〜117の処理におい
て一定期間内(例えば、10秒間)での最大の横風の風
速を求める。つまり、ECU55はステップ110で横
風センサ54により横風の風速Wを読み込み、ステップ
111でその横風の風速Wと最大風速値Wmax とを
比較する。そして、ECU55は検出した横風の風速W
がWmax 以上であれば、ステップ112で今回の横
風の風速Wを最大風速値Wmax とし、Wmax の
更新を行う。次に、ECU55はステップ113で最大
風速値Wmax を求めるための所定時間Tiが経過し
たか否か判断する。
【0021】そして、ECU55は、ステップ113に
おいて所定時間Ti経過していると、ステップ114で
所定時間Ti内での最大の横風の風速Wmaxが5m/
秒より大きいか否か判別する。ECU55はWmax 
が設定風速(5m/秒)より大きければ、ステップ11
5でサイドスポイラ34を上方に展開する。その結果、
横風を受けた際に、空力中心は後方に移り、車両の空力
特性(ヨーイングモーメント係数)が改善される。又、
ECU55はステップ114においてWmax が設定
値より小さければ、ステップ116でサイドスポイラ3
4を収納状態にする。ECU55はステップ115,1
16の処理の後、ステップ117で、Wmax 及びタ
イマ(Tiの値)をリセット(「0」)する。
【0022】尚、横風の風速を求める際に一定期間内の
最大値を採用したのは、自然下における横風は定常的で
はないため、一度のセンシングでは必ずしも横風か否か
を判別できないためである。さらに、ECU55はステ
ップ118でブレーキ圧センサ53からの信号によりブ
レーキ圧Pを読み込み、ステップ119でブレーキ圧P
が所定値P0 より大きいか否か判定する。ECU55
はブレーキ圧Pが所定値P0 より大きいと車両が急制
動しているとして、ステップ120で図11に示すよう
にリアスポイラ33の前端側を上方に展開する。その結
果、車両には空力的にも制動力が加わり、制動力が強化
する。
【0023】一方、ECU55は前記ステップ101に
おいて車速Vが80<V≦140Km/hの高速域では
、ステップ121にてシャッタ3の開度を小とする。 これは、高速走行時においては相対風が非常に強いため
、シャッタ開度が小さくても、十分なラジエータ通風量
が得られるからである。しかも、開口面積を小さくして
やることにより、グリル付近に流れ込む流れに対しボン
ネット上と車底に分離する際の乱れを少なくすることが
可能となり空気抵抗を低減できる。又、ECU55は前
記ステップ101において車速が140Km/h以上の
超高速においては、ステップ122でエンジン回転数が
高く熱負荷が大きいため、シャッタ3の開度を「中」と
する。
【0024】ECU55はステップ121,122の処
理の後、ステップ123で前輪荷重センサ48からの信
号によりフロント荷重を検知し、ステップ124でフロ
ント荷重Ff が設定値Ff0より大きいか否か判断す
る。 そして、ECU55はフロント荷重Ff が設定値Ff
0より小さいと、十分な接地荷重が得られていないもの
として、ステップ125で図6に示すようにエアダム2
を展開(下降)して揚力を低減する。
【0025】さらに、リア荷重についてもステップ12
6〜128にて荷重を補う操作をする。つまり、ステッ
プ126で後輪荷重センサ50からの信号によりリヤ荷
重Fr を読み込み、ステップ127でリヤ荷重Fr 
が所定値Fr0より大きいか否か判断し、小さければス
テップ128で図10に示すようにリヤスポイラ33の
後端側を上方に展開させる。
【0026】ステップ125,128の処理により、車
両にかかる揚力は低減されハンドル感や車両の安定感が
向上する。さらに、ECU55はステップ129でウィ
ンカー操作信号を取り込みステップ130でドライバが
軌道修正をしようとしているかどうかを判断する。EC
U55はウィンカーが操作されている場合、ステップ1
31でサイドスポイラ34を上方に展開させる。サイド
スポイラ34を展開することにより、車両後部のふらつ
きをおさえ、収束性を高められる。尚、ステップ130
においてウィンカーが操作されていないとステップ11
0に移行する。
【0027】このような処理を行うことにより、以下に
示すような各状態で空力的効果が発揮される。図2に示
す状態においては、車速V=0のときに、エアダム2を
収納し(ステップ102)シャッタ3を全閉(ステップ
103)にしており、外観が良好となる。図18に示す
状態においては、車速Vが0〜80Km/hで、かつ、
ラジエータ水温が150℃°未満のときに、エアダム2
を収納し(ステップ105)シャッタ3の開度「中」(
ステップ109)にしており、ラジエータ冷却効率がよ
いものとなる。図17に示す状態においては、車速Vが
0〜80Km/hで、かつ、登坂等によりラジエータ水
温が150℃°以上のときに、エアダム2を収納し(ス
テップ105)シャッタ3を全開(ステップ108)に
しており、最大のラジエータ冷却効率が得られる。図6
に示す状態においては、車速Vが80〜140Km/h
のときに、エアダム2を下方に展開し(ステップ125
)シャッタ3の開度「小」(ステップ121)にしてお
り、抗力と揚力を低減できる。図19に示す状態におい
ては、車速Vが140Km/hより大きいときに、エア
ダム2を下方に展開し(ステップ125)シャッタ3の
開度「中」(ステップ122)にしており、揚力の低減
とラジエータ冷却が図られる。
【0028】図8に示す状態においては、車速Vが0〜
80Km/hのときに、サイドスポイラ34及びリヤス
ポイラ33を収納状態にし、外観が良好となる。図12
に示す状態においては、強い横風を受けたときに、サイ
ドスポイラ34を上方に展開し(ステップ115)して
おり、横風安定性が向上する。図11に示す状態におい
ては、急制動が行われたとき、リヤスポイラ33の前端
側が上方に展開され制動性能が向上する。
【0029】さらに、車速Vが80Km/h以上のとき
にエアダム2を下方に展開させ(ステップ125)リヤ
スポイラ33の後端側を上方に展開して適性な荷重配分
となり直進安定性が向上する。さらに、高速での旋回時
にはエアダム2を下方に展開して(ステップ125)リ
ヤスポイラ33の後端側を上方に展開して旋回性能が向
上する。
【0030】このように本実施例では、車両1の前側底
部にエアダム2(第1のエアスポイラ)を収納及び下方
に展開可能に配置するとともに、車両1の前側に車両の
エンジンルームへの開口部を開閉し得るシャッタ3(第
2のエアスポイラ)を設け、車両1の後側にリヤスポイ
ラ33(第3のエアスポイラ)を収納及び上方に展開可
能に配置し、車両1の後側の両側部にサイドスポイラ3
4(第4のエアスポイラ)を横向きにて上方に展開可能
に配置した。そして、モータ12,13,29a,29
b,37,42にて各エアスポイラ2,3,33,34
を駆動できるようにし、ECU55が車速Vに加え、車
両に搭載したラジエータ45(エンジンの補機)の温度
と、横風の強さと、タイヤ接地荷重と、軌道修正の有無
と、車両の制動状態とに基づいて、各モータ12,13
,29a,29b,37,42を制御して各エアスポイ
ラ2,3,33,34の状態を切り換えるようにした。 その結果、車両の走行状態を車速・エンジン補機温度・
横風状態・タイヤ接地荷重・軌道修正の有無・制動状態
に基づいて、走行状態に合った適正な車両周りの空気の
流れを作り出すことができることとなる。
【0031】尚、この発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、例えば、上記実施例では図14,16のフ
ローチャートにおいて、ステップ123〜128のフロ
ント・リア荷重の制御方法は、所定の荷重Ff0,Fr
0と比較しエアダム2、リアスポイラ33を作動させる
ものであったが、一般に適性なフロント又はリア荷重は
、車速Vにより変化することが知られているため、例え
ば図20のような車速に対する最適荷重を求めるマップ
を予め作成しておき、図21のフローチャートに従って
フロント及びリアの荷重を車速によって細かく制御して
もよい。即ち、ステップ200で図20を用いてその時
の車速VA での最適荷重(FAmaxとFAmin)
を求め、ステップ201で検出荷重Fs を取り込み、
ステップ202でFs がFAmaxより大きいとステ
ップ203でエアダム2又はリヤスポイラ33を所定量
収縮(収納側に移動)し、Fs がFAmaxより小さ
いとステップ204でエアダム2又はリヤスポイラ33
を所定量突出させるようにしてもよい。
【0032】又、横風センサ54にて風速とともに風向
も検知し、サイドスポイラ34の向きを変更させたり展
開角度を風速及び風向に応じて制御してもよい。この際
、簡単に横風の向きを検出する場合には車両1の左右の
側面に圧力センサを設け、両センサによる圧力差の正負
により風向きを判断すればよい。又、シャッタ3の開度
の制御の際に、上記実施例ではラジエータ水温を検知し
ていたが、コンデンサー又はオイルクーラの温度を検知
してシャッタ3の開度を変更してもよい。
【0033】さらに、軌道修正の有無を判断するために
上記実施例ではウィンカー操作信号を用いたが、ハンド
ル角を検出して判断するようにしてもよい。さらには、
車両の制動状態を検知する手段として、フットブレーキ
の踏み込み量をストロークセンサ(スライド式ポテンシ
ョメータ)で検出してもよい。又、上記実施例では車速
と、車両に搭載したエンジンの補機の温度と、横風の強
さと、タイヤ接地荷重と、軌道修正の有無と、車両の制
動状態とに基づいて、4つのエアスポイラ2,3,33
,34の状態を切り換えたが、これに限ることなく、車
速に加え、車両に搭載したエンジンの補機の温度と、横
風の強さと、タイヤ接地荷重と、軌道修正の有無と、車
両の制動状態との少なくともいずれかに1つに基づいて
、4つのエアスポイラ2,3,33,34の状態を切り
換えるようにすればよい。
【0034】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
車両の走行状態を車速・エンジン補機温度・横風状態等
を考慮にいれて走行状態にあった適正な車両周りの空気
の流れにできる優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の車両の側面図である。
【図2】車両の前部を示す側面図である。
【図3】エアダムの取り付け状態を示す分解斜視図であ
る。
【図4】車両の前部を示す斜視図である。
【図5】車両の前部を示す平面図である。
【図6】車両の前部を示す側面図である。
【図7】シャッタの支持構造を説明するための分解斜視
図である。
【図8】車両の後部を示す斜視図である。
【図9】車両の後部を示す斜視図である。
【図10】車両の後部を示す斜視図である。
【図11】車両の後部を示す斜視図である。
【図12】車両の後部を示す斜視図である。
【図13】エアスポイラ装置の電気的構成を示す図であ
る。
【図14】作用を説明するためのフローチャートである
【図15】作用を説明するためのフローチャートである
【図16】作用を説明するためのフローチャートである
【図17】車両の前部を示す側面図である。
【図18】車両の前部を示す側面図である。
【図19】車両の前部を示す側面図である。
【図20】別例を説明するためのマップを示す図である
【図21】別例を説明するためのフローチャートを示す
図である。
【符号の説明】
1  車両、2  第1のエアスポイラとしてのエアダ
ム、3  第2のエアスポイラとしてのシャッタ、33
  第3のエアスポイラとしてのリヤスポイラ、34第
4のエアスポイラとしてのサイドスポイラ、55  E
CU。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  車両の前側底部に、収納及び下方に展
    開可能に配置された第1のエアスポイラと、車両の前側
    に設けられ、車両のエンジンルームへの開口部を開閉し
    得る第2のエアスポイラと、車両の後側に、収納及び上
    方に展開可能に配置された第3のエアスポイラと、車両
    の後側の両側部に、横向きにて上方に展開可能に配置さ
    れた第4のエアスポイラと、を備え、車速に加え、車両
    に搭載したエンジンの補機の温度と、横風の強さと、タ
    イヤ接地荷重と、軌道修正の有無と、車両の制動状態と
    の少なくともいずれかに基づいて、前記各エアスポイラ
    の状態を切り換えるようにしたことを特徴とするエアス
    ポイラ装置。
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