JPH085111Y2 - 車両の空力制御装置 - Google Patents

車両の空力制御装置

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JPH085111Y2
JPH085111Y2 JP12155989U JP12155989U JPH085111Y2 JP H085111 Y2 JPH085111 Y2 JP H085111Y2 JP 12155989 U JP12155989 U JP 12155989U JP 12155989 U JP12155989 U JP 12155989U JP H085111 Y2 JPH085111 Y2 JP H085111Y2
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弘 水谷
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Description

【考案の詳細な説明】 [考案の目的] (産業上の利用分野) 本考案は車両の空力特性を向上させることができる車
両の空力制御装置に関する。
(従来の技術) 近年、レーシングカーの最高速度は300km/hを越える
ものになっている。このような車両においては、発進,
停止,旋回等のいずれの動作においても車両が受ける空
気力を考慮して、車両を安全に且つ高速に走行させる必
要がある。
(考案が解決しようとする課題) 本考案は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的
は車両のあらゆる運転条件下においても車両の空力特性
を向上させるように制御できる車両の空力制御装置を提
供することにある。
[考案の構成] (課題を解決するための手段及び作用) 車両の低速または高速の運転状態を検出する車速セン
サ、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角セ
ンサから成る運転状態検出手段と、上記車両の前端部裏
面に配設されたフロントアンダースカートと、車両の後
端部表面に配設された一組のリヤウイングと、車両の後
端部下部に配設されたリヤベンチュリフラップと、上記
車両が低速直進または低速旋回運転時上記フロントアン
ダースカートの前端部とリヤベンチュリフラップの後端
部とを下げ、高速直進運転時に車両の抗力係数が最小付
近となるようにフロントアンダースカート及びリヤベン
チュリフラップを操作し、超高速直進運転時に上記車両
の揚力を抑えると共に上記車両の抗力係数がある程度小
さい値となるように上記フロントアンダースカート、リ
ヤベンチュリフラップ及びリヤウイングを操作し、高速
旋回運転時に上記一方のリヤウイングを上げ車両のロー
ルを抑えるコントローラとを具備したことを特徴とする
車両の空力制御装置である。
(実施例) 以下図面を参照して本考案の一実施例に係わる車両の
空力制御装置について説明する。第1図は車両の空力制
御装置の制御対象となる車両の空力特性を可変させる部
材の位置を示しているもので、第1図(A)は車両の側
面図、第1図(B)はその平面図である。第1図(A)
及び(B)において、11は第2図及び第3図に示すよう
に車両の前端部裏面に回動自在に配設されたフロントア
ンダースカートである。このフロントアンダースカート
11により抗力係数(CD),揚力係数(CL),エンジンル
ーム(図示しない)に送られる冷却風の量の制御が行わ
れる。また、12R及び12Lは車両の後端部表面にそれぞれ
独立に回動自在に配設された一組のリヤウイングであ
る。これらリヤウイング12R,12Lによりダウンフォース
の制御が行われる。また、13R及び13Lは第4図に示すよ
うに車両の前面両端部に回動自在に配設された一組のフ
ロントカナードである。このフロントカナード13R,13L
により車両のヨー制御、サイドフォース(横力)制御,
車両の前面浮き上がり減少制御が行われる。また、14は
第4図及び第5図に示すように車両の前面から後面に渡
って設けられた後述する導風通路の後端部に配設される
導風通路に回動自在に配設されたリヤベンチュリフラッ
プである。このリヤベンチュリフラップ14により車両の
後端のダウンフォースの制御が行われる。さらに、15は
上記導風通路に配設され、上記導風通路を介して排出さ
れる冷却風の風量の制御及び抗力係数(CD)の低減制御
を行うジェットファンである。
上記、フロントアンダースカート11,リヤウイング12
R,12L,フロントカナード13R,13L,リヤベンチュリフラッ
プ14,ジェットファン15を制御することにより基本的に
第8図の矢印に示すような流入空気の排出経路を有する
車両の流入空気の排出経路を変えることができる。な
お、第8図において、16はインタークーラ、17はラジエ
ータである。
次に、第2図及び第3図を参照してフロントアンダー
スカート11の構造について説明する。フロントアンダー
スカート11は断面が翼状の強化プラスチック部材で形成
されており、その中央部及びその両側に気流の整流作用
を行うビード111〜113が一体形成されている。上記フロ
ントアンダースカート11の後縁部は車両のフレーム21に
回動自在に軸支されている。そして、フロントアンダー
スカート11の回動量を制御するアクチュエータ22の一端
が上記ビード111に取り付けられ、その他端が車両のフ
レーム23に取付けられている。このアクチュエータ22の
駆動量は後述するアクチュエータ駆動部により制御され
る。このアクチュエータ22の駆動量を制御することによ
り、フロントアンダースカート11は符号Aで示す定常位
置から上方向に7度(B位置)、下方向に10度(C位
置)まで回動可能である。
次ぎに、第4図を参照してフロントカナード13R,13L
の構造について説明する。第4図(A)は左側のフロン
トカナード13Lが突出制御された状態を示す斜視図、第
4図(B)はその平面図である。フロントカナード13L
は扇状で断面が翼状の翼部131と、この翼部131の側面に
設けられ空気を導く導風部132とが強化プラスチック材
で一体成型されている。このフロントカナード13Lの後
縁部は部材31に回動自在に取付けられている。そして、
フロントカナード13Lの回動量を制御するアクチュエー
タ32の一端が上記導風板132に取付けられ、その他端が
フレーム33に取り付けられている。上記アクチュエータ
32の駆動量は後述するアクチュエータ駆動部により制御
される。このアクチュエータ32の駆動量を制御すること
により、フロントカナード13Lは符号Cで示す定常位置
から符号Dで示す突出状態まで回動される。
次ぎに、第5図及び第6図を参照してリヤベンチュリ
フラップ14の構造について説明する。第5図はリヤベン
チュリフラップ14の分解斜視図、第6図はリヤベンチュ
リフラップ14が車両内部の導風通路Wに回動自在に取り
付けられた状態を示す断面図である。第5図及び第6図
に示すように、リヤベンチュリフラップ14は斜線Eで示
す断面形状を有しているもので、その前縁部はフレーム
41に回動自在に軸支されている。そして、リヤベンチュ
リフラップ14の回動量を制御するアクチュエータ42,43
の一端はリベンチュリフラップ14の中央部に設けられた
ビード44に取付けられ、その他端はフレーム45,46に取
り付けられている。上記アクチュエータ42,43の駆動量
は後述するアクチュエータ駆動部により制御される。こ
のアクチュエータ42,43の駆動量を制御することによ
り、リヤベンチュリフラップ14は水平位置から上方向に
3度ないし15度まで回動される。
次に、第7図を参照して車両の空力制御装置について
説明する。第7図において、51は車両の走行速度Vを検
出する車速センサ、52は車両のステアリングホイール
(図示しない)の操舵角Θを検出する操舵角センサ、53
は車両の側面に加わる圧力Pを検出する圧力センタ、54
は車両に加わる左右、前後方向の加速度を検出する加速
度センサ、55は車両のスロットル弁(図示しない)の開
度を検出するスロットル開度センサである。上記各セン
サ51〜55により検出された検出信号はコントローラ56に
入力される。このコントローラ56は上記検出信号に応じ
て第1図を参照して前述したフロントアンダースカート
11等の空力制御部材の駆動を制御して、車両の空力特性
を制御している。コントローラ56には上記アクチュエー
タ22の駆動を制御するフロントアンダースカート用アク
チュエータ駆動部57、右リヤウイング12Rの回動量を制
御するアクチュエータ(図示しない)の駆動を制御する
右リヤウイング用アクチュエータ駆動部58、左リヤウイ
ング12Lの回動量を制御するアクチュエータ(図示しな
い)の駆動を制御する左リヤウイング用アクチュエータ
駆動部59、右のフロントカナード13Rの回動を制御する
アクチュエータ(図示しない)の駆動を制御する右カナ
ード用アクチュエータ駆動部60、左のフロントカナード
13Lの回動を制御するアクチュエータ32の駆動を制御す
る左カナード用アクチュエータ駆動部61、上記アクチュ
エータ42,43の駆動を制御するリヤベンチュリフラップ
用アクチュエータ駆動部62、上記ジェットファン15の回
転させるモータ(図示しない)の駆動を制御するジェッ
トファン用モータ駆動部63が接続される。
次に、上記のように構成された本考案の一実施例の動
作について説明する。本考案に係わる車両の空気力制御
装置は車両の運転状態がいかなる場合でも、その運転状
態に応じて車両の空力特性を制御して、車両の走行安定
性を向上させるようにしたものである。以下、車両の運
転状態として、直進時,旋回時,車線変更時あるいは突
風を受けた時でしかも車速が低速(100km/h程度),中
速(200km/h程度),超高速(300km/h程度)の場合を例
にとりその空力特性の制御について説明する。
まず、低速で直進する場合の空力制御について説明す
る。車両が低速で直進する場合には、特に車両が停止状
態から急に発進する場合が含まれている。例えば、車速
センサ51により100km/h以下の車速が検出され、スロッ
トル開度センサ55により急激なスロットル開度の開きが
検出された場合には、コントローラ56の制御により駆動
部57,62に制御信号が出力され、対応するアクチュエー
タが作動されたフロントアンダースカート11は第1図
(A)のA1で示す位置に下げられ、リヤベンチュリフラ
ップ14はD1で示す位置に下げられる。この結果、車両の
前面から流入される空気はエンジンルーム71内に多量に
取り込まれ、導風通路Wを介し、第9図(B)に示すよ
うにリヤベンチャリフラップ14上に大きく空いた空間X
を介して車両の後部から大量に排出される。これによ
り、エンジン72の冷却を迅速に行うことができる。な
お、フロントアンダースカート11が上げられた場合に
は、第10図(A)に示すように流入空気のエンジンルー
ム71内への流入は大幅に低減される。
次に、高速で直進する場合の空力制御について説明す
る。車速センサ51により200km/h程度の高速が検出され
た場合には、車両の抗力係数(CD)を小さくする必要が
あるので、コントローラ56から駆動部57,62に制御信号
が出力され、フロントアンダースカート11及びリヤベン
チュリフラップ14は抗力係数(CD)が最小付近となるよ
うな位置に制御され、またコントローラ56から駆動部63
に制御信号が出力され、ジェットファン15が駆動され
て、導風通路Wを介して後方に送られて来た空気を強制
的に車両の後部から排出させている。このジェットファ
ン15の駆動により車両の抗力係数(CD)の効果的な低減
を計っている。
次に、超高速で直進する場合の空力制御について説明
する。車速センサ51により300km/h程度の超高速が検出
された場合には、車両が浮き上がる傾向があるため、車
両の揚力係数(CL)を小さくし、抗力係数(CD)もある
程度小さくする必要がある。このため、コントローラ56
から駆動部57,58,59,62に制御信号が出力され、フロン
トアンダースカート11、リヤベンチュリフラップ14、リ
ヤウイング12R,12Lが制御されて、揚力係数(CL)が小
さくされ、抗力係数(CD)がある程度小さい適確な位置
に制御され車両の浮き上がりが防止されると共に、空気
抵抗を小さくしている。
次ぎに、低速で旋回する場合の空力制御について説明
する。コントローラ56において、車速センサ51,操舵角
センサ52,加速度センサ54の検出信号が検知され、車速
センサ51により車両が低速(100km/h程度)で走行して
いることが検出され、操舵角センサ52によりステアリン
グホイールが所定値以上操舵されていることが検出され
るが、加速度センサ54により車両に加わる左右方向の加
速度がそれほど大きくなければ、上記した低速で直進す
る処理と同様の処理が行われる。
次ぎに、高速で旋回する場合の空力制御について説明
する。コントローラ56において、車速センサ51,操舵角
センサ52,加速度センサ54の検出信号が検出され、車速
センサ51により車両が高速(200km/h程度)で走行して
いることが検出され、操舵角センサ52によりステアリン
グホイールが所定値以上操舵されていることが検出さ
れ、加速度センサ54により車両に加わる左右方向の加速
度が大きいことが検出された場合には、旋回性を向上さ
せる制御が行われる。このような旋回性を向上させる制
御には揚力係数(CL)を小さくする制御、ロールを小さ
くする制御、ヨーイングを制御する制御がある。まず、
揚力係数(CL)を小さくする場合には、コントローラ56
の制御によりフロントアンダースカート11が下げるよう
に制御され、リヤベンチュリフラッパ14を上げるように
制御され、リヤウイング12R,12Lも共に上げるように制
御される。このようにして、車両の揚力係数(CL)を低
減させて車両の浮き上がりを防止するようにしている。
次に、高速旋回時に発生するロールを小さくする場合
にはロール方向に応じてリヤウイング12R,12Lのいずれ
か一方を上げる制御、フロントカナード13R,13Lのいず
れか一方を突出させる制御が行われる。
さらに、高速旋回時に発生するヨーイング制御を行う
場合には、ヨーイングの方向に応じてフロントカナード
13R,13Lのいずれか一方を突出させる制御が行われる。
次に、高速あるいは超高速で車線変更あるいは突風を
受けた場合に車両の左右方向の振動の収れん性を良くす
る制御について説明する。車両の左右方向の振動の収れ
ん性を良くさせるには、ヨーイングを小さくしたり、揚
力係数(CL)を小さくするように制御すれば良い。ま
ず、ヨーイングを小さくする場合にはリヤウイング12R,
12Lのいずれか一方を上げる制御、フロントカナード13
R,13Lのいずれか一方を突出させる制御が行われる。ま
た、揚力係数(CL)を小さくする場合にはコントローラ
56の制御によりフロントアンダースカート11が下げるよ
うに制御され、リヤベンチュリフラッパ14を上げるよう
に制御され、リヤウイング12R,12Lも共に上げるように
制御される。このようにして、車両の揚力係数(CL)を
低減させて車両の浮き上がりを防止するようにしてい
る。
次に、急停車する場合の制御について説明する。この
場合には、コントローラ56の制御下において、リヤウイ
ング12R,12Lを上げる制御、フロントアンダースカート1
1を下げる制御、フロントカナード13R,13Lのいずれも第
11図に示すように突出させる制御が行われ、抗力係数
(CD)を大きくし、揚力係数(CL)を小さくして、急停
止時の車両の前部の沈み込みを防止している。
[考案の効果] 以上詳述したように本考案によれば、車両の空力特性
を向上させることができる車両の空力制御装置を提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の一実施例に係わる車両の空力制御装置
が搭載された車両を示す図、第2図はフロントアンダー
スカートの斜視図、第3図はフロントアンダースカート
の断面図、第4図はフロントカナードを示す図、第5図
はリヤウイングを示す斜視図、第6図はリヤウイングの
断面図、第7図は車両の空力制御装置の制御論理を示す
ブロック図、第8図及び第9図はそれぞれ車両の内部の
流入空気の流れを示す図、第10図は車両の前部の流入空
気の流れを示す図、第11図はフロントカナードによる空
気の流れを示す図である。 11……フロントアンダースカート、12R,12L……リヤウ
イング、13R,13L……フロントカナード、14……リヤベ
ンチュラフラップ、15……ジェットファン,56……コン
トローラ。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】車両の低速または高速の運転状態を検出す
    る車速センサ、ステアリングホイールの操舵角を検出す
    る操舵角センサから成る運転状態検出手段と、上記車両
    の前端部裏面に配設されたフロントアンダースカート
    と、車両の後端部表面に配設された一組のリヤウイング
    と、車両の後端部下部に配設されたリヤベンチュリフラ
    ップと、上記車両が低速直進または低速旋回運転時上記
    フロントアンダースカートの前端部とリヤベンチュリフ
    ラップの後端部とを下げ、高速直進運転時に車両の抗力
    係数が最小付近となるようにフロントアンダースカート
    及びリヤベンチュリフラップを操作し、超高速直進運転
    時に上記車両の揚力を抑えると共に上記車両の抗力係数
    がある程度小さい値となるように上記フロントアンダー
    スカート、リヤベンチュリフラップ及びリヤウイングを
    操作し、高速旋回運転時に上記一方のリヤウイングを上
    げ車両のロールを抑えるコントローラとを具備したこと
    を特徴とする車両の空力制御装置。
JP12155989U 1989-10-17 1989-10-17 車両の空力制御装置 Expired - Lifetime JPH085111Y2 (ja)

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