JPS632778A - 自動車の空気力学的特性を自動的に最適化する方法及び装置 - Google Patents

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］ 本発明は自動車の空気力学的特性を自動的に最適化する
方法及び装置に係り、さらに詳しくは少なくとも１つの
調整部材を有する少なくとも１つのスポイラと調整部材
を作動させる制御装置とを備えた自動車の空気力学的特
性を自動的に最適化する方法及びこの方法を実現する装
置に関するものである。

〔貨来の技術］ 空気力学的特性、特に最低地上高（底面と地面との距離
）と空気抵抗係数ＣＷを適合させる方法及び装置が知ら
れている。

１９８６年４月２０日発行の日本の自動車雑誌（ＪＡＴ
　　ジャパン　オートチック　リポート）には、適当な
サーボモータを介して自動車に取り付けられているスポ
イラの位置を、特に自動車速度に関係して変化させる制
御装置が記載されている。

自動車の空気力学的特性を改良するために、手動制御に
よって電気的に調整可能なスポイラの位置を変化させる
ことも知られている（ＡＭＧ社のパンフレット）。

さらにロベル）−ポー２シユ社の乗用車に用いる電子的
に調整される空気ばねが知られており、この空気ばねを
用いて自動車速度が大きい場合に最低地上高ないし車高
を低くして空気抵抗を減少させることができる。

［発明が解決しようとする問題点］ この公知の方法及び装置には、空気抵抗係数値ＣＷとタ
イヤの接地性を大ざっばにしか改良することができない
という欠点がある。自動車の空気力学的特性の木質的な
改良は所定の速度の場合にしか達成されない。その他の
すべての速度では自動車の空気力学的特性の改良は明ら
かに減少し、しかも多くの場合にこの特性に悪化が生じ
る。

したがって本発明の目的は上記の欠点を除去し、すべて
の速度で自動車の空気力学的特性を改良することのでき
る自動車の空気力学的特性を自動的に最適化する方法及
び装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段コ 前記の問題点を解決するために、本発明によれば自動車
の空気圧を測定するためにスポイラに作用する少なくと
も１つの圧力センサが設けられ、この圧力センサの測定
値が制御装置へ送られて処理され、この制御装置によっ
て測定値を用いて空気力学的に最適のスポイラ位置が求
められ、かつこの最適位置への調整が行われる構成が採
用されている。

［作　用］ 好ましい実施例によれば、走行方向においてスポイラの
前方と後方にそれぞれ少なくとも１つの圧力センサが配
置されている。制御装置はこのセンサの測定値を用いて
スポイラの前方を支配している圧力とスポイラの後方を
支配している圧力の差を検出し、この圧力差を用いて最
適なスポイラ位置を決定する。

他の実施例の場合には、制御装置は圧力センサと自動車
速度を検出する速度センサがら実際値データとして供給
されるデータを、目標値データとして制御装置のメモリ
に速度に関して格納されている自動車固有の最適圧力値
と比較することによって、空気力学的に最適なスポイラ
位置を求める。制御装置はこの比較データに基づいてス
ポイラの調整部材を作動させることによってスポイラを
空気力学的に最適な位置へ移動させる。

好ましい実施例によれば、制御装置のメモリに自動車の
速度あるいは自動車及びその周囲を支配している圧力に
関係した自動車固有の最適なレベル値が目標値データと
して記憶されており、この目標値データがレベルセンサ
、速度センサあるいは圧力センサによって測定された実
際値データと比較される。制御装置が調整機構を作動さ
せて自動車の最低地上高を変化させるので、たとえば速
度が増すにつれて自動車の最低地上高が減少されること
により、比較値を用いて最低地上高が空気力学的に最適
に速度状況及び圧力状況に適合される。

さらに本発明によればメモリ内の目標値データとできる
だけ正確に比較できるようにするために、自動車の種々
の適当な位置に配置した複数の圧力センサによって特に
自動車の圧力特性を検出して、測定値を実際値データと
して制御装置へ送ることができる。したがってどのよう
な速度で、どのような空気流方向であっても自動車の最
適な瀉れ特性が得られる。

［実施例］ 次に、図面に示す実施例を用いて本発明の詳細な説明す
る。各図面において同一の部分あるいは相当する部分に
はそれぞれ同一の参照符号が付されている。

第１図には種々のセンサ、すなわち圧力センサ４と速度
センサ６とレベルセンサ８を備えた制御装置２が示され
ている。これらのセンサ４〜８は矢印で示す第１の導線
１０を介してＡ／Ｄ変換器ないしはマルチプレクサ１２
と接続されており。

このＡ／Ｄ変換器ないしはマルチプレクサ１２自体は二
重矢印で示すようにマイクロプロセッサ１６と接続され
ている。さらに、１つあるいは多数のスポイラ（第１図
には不図示）、自動車の最低地上高を変化させるだめの
ｙＡ整機構（第１図には不図示）及びその他の機構を調
整するための調整部材２０〜２４が第２の導線１８を介
して前記マイクロプロセッサ１６と接続されている。さ
らに第１図から明らかなようにマイクロプロセッサ１６
は二重矢印で示すデータバスないし第３の導線２６を介
してメモリ２８と接続されている。

第２図は、自動車３０において自動車の空気力学特性を
自動的に最適なものにする装置の一実施例を概略的に示
すものである。自動車３０にはフロントスポイラ３２、
ルーフスポイラ３４、上方のリアスポイラ３６及び下方
のリアスポイラ３８が取り付けられており、これらは第
２図には示されていない調整機構２０によって調整する
ことができる。走行方向において各スポイラ３２〜３８
の前方及び後方にはそれぞれ圧力センサ４が取り付けら
れている。さらに他の圧力センサが自動車３０のフロン
トガラスの前に取り付けられている。前輪に設けられた
レベルセンサ８の隣り及び自動車３０の後輪軸の領域に
おいて自動車３０の前部に速度センサ６が設けられてお
り、その他自動車の各車輪には最低地上高を変化させる
調整機構が設けられている。また、本実施例では空気ば
ね４０の空気ばね脚４２が設けられている。空気ばね４
ｏには図示していない電磁弁の他に例えば電子コンプレ
ッサなどの圧縮空気発生ユニット４４が設けられている
。

センサ４〜８の信号は概略で示す接続！！１４を介して
制御ユニット２へ供給される。制御ユニット２自体はそ
の制御信号を第２の導線１８を介してスポイラ３２〜３
８の図示していない調整部材２０と、圧縮空気発生ユニ
ット４４ないし空気ばね４０の電磁弁へ供給する。

圧力センサ４から発生され第１の導線ｌＯを介してさら
に送られる信号はＡ／Ｄ変換器１２によって変換され、
接続線１４を介してマイクロプロセッサ１６へ送られ処
理される。自動車３０の速度に対応する信号を発生させ
る速度センサ６の信号及びレベルセンサ８のデータも同
様にＡ／Ｄ変換器ないしマルチプレクサ１２を介してマ
イクロプロセッサ１６へ送られる。前記レベルセンサ８
はシャーシと車軸間の距離を検出してそれに対応する測
定データを出力するように構成されている。レベルセン
サ８は自動車３０と地面との距離を直接検出してそれに
応じた測定信号をマイクロプロセッサ１６へ出力するこ
ともできる。センサ４〜６及びマイクロプロセッサ１６
を適当に形成すれば、Ａ／Ｄ変換器ないしマルチプレク
サ１２を省くことができる。

圧力センサ４を用いると、自動車３０及び自動車の周囲
の空気流特性を種々の空気過圧ないし負圧値を介して正
確に記述することができる。この場合、通常向い風を受
ける面には流れ方向と逆の面に比べてより大きい空気圧
が発生する。圧力センサ４によって測定される自動車３
０の圧力特性は、自動車３０の適した位訂により多くの
圧力センサ４を設けるほど、正確にすることができる。

簡単にする場合には、自動車３０の空気力学的特性を最
適なものにするためにスポイラ３２〜３８の機能領域に
圧力センサ４を１つ設けるだけで十分である。走行方向
においてスポイラ３２〜３８の前方及び後方に２つの圧
力センサ４を設けることによって、空気力学的特性をさ
らに細かく適合させることができる。

本発明に係る方法では、他のセンサ６及び８と同様に圧
力センサ４も制御装置２へ連続的にデータを出力するよ
うに構成することができる。また、センナ４〜６の測定
値を所定の非連続の時間間隔でのみ検出して利用するこ
とも可能である。

センサ４〜８が発生する信号、すなわち実際値データか
ら、制御装置２のマイクロプロセッサ１６が自動車３０
の現在状態、すなわち自動車３０及びその周囲を支配し
ている圧力状況、速度及び自動車３０の最低地上高を求
める。

自動車３０の目標状態、すなわち自動車３０及びその周
囲の所望の流れ特性と圧力特性及び自動車の最低地上高
は、各自動車ないしは各自動車タイプに関する風洞実験
で得られる目標値データによって求められる。これらの
データはさらに自動車速度との関係において定められ、
たとえば特性範囲が、たとえば固定値メモリとして形成
されているメモリ２８に格納される。したがって目標状
態は全体として、風洞実験で得られる圧力値、レベル値
及び速度値によって定められる。

メモリ２８に格納されているこの目標値データは、マイ
クロプロセッサ１６に随時供給され、また第３の導線２
６を介して呼び出すことができる。目標値データと実際
値データは、マイクロプロセッサ１６において連続的に
あるいは所定の時間間隔で比較される。この場合、マイ
クロプロセ、す１６は第２の導線１８を介して種々の調
整部材２０〜２４へ制御命令を送る。これらの調整装置
によって、スポイラ３２〜３８の位置あるいはまた有効
面積及び自動車３０の最低地上高の調整が行われる０本
実施例では、最低地上高をｒＡ整する調整部材ないし調
整機構は、自動車３０の空気ばね４０の調整可能な空気
ばね脚４２として形成されている。この場合、空気力学
的に最適の最低地上高は、圧縮空気発生ユニフト４４な
いし図示していない電磁弁を使用することによって得ら
れる。したがって制御装置２は、自動車３０及びその周
囲を支配している圧力状況ないし自動車速度に応じて最
低地上高を調整する。

本発明に係る方法及び装置によれば、どんな速度でも最
適な自動車の空気力学的特性が得られ。

すなわち空気抵抗係数ＣＷはタイヤの接地性と同様最適
なものになる。

本発明に係る方法及び本発明に係る装置は、乗用車ばか
りでなく、たとえば乗用キャラパンないし乗用トレーラ
及びトランク、関節式トレーラ及びコンテナトレーラな
どに使用することができる。この場合、スポイラは懸引
車　だけでなく被懸引車　にも取り付けることができ、
制御装置に適当に電気的に接続すれば最適な空気力学的
値に調整することができる。第２図に示すルーフスポイ
ラ３４は、好ましくはトラック、関節式トレーラ及びコ
ンテナトレーラ並びに乗用キャラパンないし乗用トレー
ラに適している。制御装置に適当に電気的に接続すれば
本発明に係る方法によって被懸引車　の最低地上高も調
整可能であり、かつ空気力学的最適値に調整することが
できる。

本方法は、電動モータ式、空気式あるいは液圧式に調整
可能なスポイラに使用することができ、空気ばねに限定
されるものではない。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように１本発明に係る方法及び
装置によれば、スポイラに作用する少なくとも１つの圧
力センサを介して自動車の空気圧が測定され、かつ得ら
れた測定値が制御装置へ送られ、この制御袋２がこの測
定値を用いて空気力学的に最適なスポイラの位置を求め
て、この位置にスポイラを調整するようにしているので
、空気力学的特性の自動最適化、特にあらゆる速度の場
合に最適な流れ特性と最適な接地性が得られるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、自動車の空気力学的特性を自動的に最適なも
のにするための本発明に係る装置の原理を示すブロック
図、第２図はスポイラの位置の自動調整と最低地上高の
自動調整が組み合わされている、本発明に係る装置の一
実施例を示す概略斜視図である。 ２・・・制御装置　　　　４・・・圧力センサ２８・・
・メモリ　　　　　３０・・・自動車３２〜３８・・・
スポイラ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）少なくとも１つの調整部材を有する１つのスポイラ
   と、調整部材を作動させる制御装置とを備えた自動車の
   空気力学的特性を自動的に最適化する方法において、自
   動車の空気圧を測定するためにスポイラに作用する少な
   くとも１つの圧力センサが設けられ、この圧力センサの
   測定値が制御装置へ送られて処理され、この制御装置が
   前記測定値を用いて空気力学的に最適なスポイラの位置
   を求め、かつスポイラをこの位置へ調整することを特徴
   とする自動車の空気力学的特性を自動的に最適化する方
   法。 ２）前記制御装置は、走行方向においてスポイラの前方
   及び後方を支配し、かつ少なくともそれぞれ１つの圧力
   センサによって測定された圧力の差から最適なスポイラ
   の位置を求め、かつスポイラをこの位置へ調整すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３）前記制御装置は、圧力センサと自動車速度を検出す
   る速度センサから実際値データとして供給されたデータ
   を、速度との関係において制御装置のメモリに目標値デ
   ータとして格納されている自動車固有の最適圧力値と比
   較することによって空気力学的に最適なスポイラ位置を
   求め、かつスポイラをこの位置へ調整することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項あるいは第２項に記載の方法
   。 ４）複数の圧力センサが自動車の種々の位置に配置され
   ており、この圧力センサが自動車の圧力特性を測定し、
   かつこの測定値が制御装置へ送られることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれか１項に
   記載の方法。 ５）自動車の最低、地上高を検出するレベルセンサが設
   けられており、このレベルセンサの測定値が制御装置へ
   送られ、この制御装置が前記測定値を用いて空気力学的
   に最適の最低地上高を求めて、かつ調整機構を作動させ
   ることによって調整を行い、最低地上高を変化させるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項から第４項までの
   いずれか１項に記載の方法。 ６）制御装置のメモリに目標値として速度あるいは圧力
   に関係する自動車タイプによる最適なレベル値が格納さ
   れており、この目標値が制御装置によってレベルセンサ
   、速度センサあるいは圧力センサが測定した実際値デー
   タと比較され、制御装置が調整機構を作動させて最低地
   上高を変化させ、自動車の最低地上高が比較結果に基づ
   いて空気力学的に最適に速度状況あるいは圧力状況に適
   合されることを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載
   の方法。 ７）少なくとも１つの調整部材を有する１つのスポイラ
   と、調整部材を作動させる制御装置とを備えた自動車の
   空気力学的特性を自動的に最適化する装置において、自
   動車（３０）の空気圧を測定するためにスポイラ（３２
   〜３８）に作用する少なくとも１つの圧力センサ（４）
   が設けられており、この圧力センサの測定値から制御装
   置（２）が空気力学的に最適のスポイラ位置を求め、か
   つスポイラをこの位置へ調整することを特徴とする自動
   車の空気力学的特性を自動的に最適化する装置。 ８）空気圧を測定するために、走行方向においてスポイ
   ラ（３２〜３８）の前方及び後方にそれぞれ少なくとも
   １つの圧力センサ（４）が配置されることを特徴とする
   特許請求の範囲第７項に記載の装置。 ９）自動車（３０）の圧力特性を測定する複数の圧力セ
   ンサ（４）を設けることを特徴とする特許請求の範囲第
   ７項あるいは第８項に記載の装置。 １０）制御ユニット（２）に関連するメモリ（２８）が
   設けられており、このメモリに目標値データとして速度
   に関係する自動車固有の最適な圧力値が格納されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第７項から第９項まで
   のいずれか１項に記載の装置。 １１）制御装置（２）のメモリ（２８）に目標値データ
   として速度あるいは圧力に関係する自動車固有の最適な
   レベル値が格納されており、また制御装置（２）によっ
   て制御機構（４２）が作動されて最低地上高が変化され
   、最低地上高がメモリ（２８）内の目標値データに応じ
   て空気力学的に最適に速度状況あるいは圧力状況に適合
   可能であることを特徴とする特許請求の範囲第７項から
   第１０項までのいずれか１項に記載の装置。 １２）調整機構に圧縮空気発生ユニット（４４）と空気
   ばね（４０）の電磁弁が設けられており、この圧縮空気
   発生ユニットと電磁弁が自動車（３０）を高くしたり低
   くしたりするために制御装置（２）によって制御可能で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１１項に記載の
   装置。