JPH0345474A - 自動車のアンダーフロア構造 - 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 本発明は自動車のアンダーフロア構造、とりわけ、空力
的処理を行えて自動車の操縦安定性を常に良好に維持さ
せることができるアンダーフロア構造に関する。

従来の技術 従来、自動車の操縦安定性を確保するための可動式空力
制御手段としては、例えば特公昭６０１６１２６７号公
報や特公昭６０−２０９３６９号公報等が知られている
。これらは、何れもフロントおよびリヤのスポイラ−に
より空力部「御を行うもので、車速、路面状態（ドライ
、ウェットの識別）、制動等の自動車の走行状態に応じ
て前記スポイラ−を作動制御するようにしている。

発明が解決しようとする課題 これらのスポイラ−による空力制御の場合、例えばフロ
ントスポイラ−により空力制御を行った場合、フロント
ダウンフォースが上昇する反面、リヤダウンフォースが
減少し、逆に、リヤスポイラ−により空力制御を行うと
、リヤダウンフォースが上昇する反面、フロントダウン
フォースが減少する特性となるため、ダウンフォースが
フロントあるいはリヤに偏りすぎる傾向があった。この
ため、ダウンフォースの前後バランスを適正化するため
には、フロントとリヤの２ケ所でスポイラ−による空力
制御を行う必要がある。また、前述のように自動車の走
行状態として、車速、路面状態（ドライ、ウェットの識
別）、制動状態、等に対応した制御を行うため、制御内
容が粗く常に良好な操縦安定性を得るまでには至ってい
なかった。

そこで、本発明は走行状態に応じて車体に働くダウンフ
ォースを制御することができて、常に操縦安定性を良好
に維持させることができる自動車のアンダーフロア構造
を提供するものである。

課題を解決するための手段 エンジンルームの下側を隔成するアンダーフロアに開口
部を形成し、該開口部にその開口面積の可変制御手段と
、該可変制御手段を車両走行状態に応じて開閉作動する
駆動制御手段とを設けである。

作用 駆動制御手段により開口面積の可変制御手段が閉動され
て、開口部の面積が減少すると、ダウンフォースカ増大
シ、カつ、タウンフォースバランスが前方側に移行する
。逆に前記可変制御手段が開動されて開口部面積が増大
すると、ダウンフォースカ減少し、かつ、ダウンフォー
スバランスが後方側に移行する。

実施例 以下、本発明の実施例を図面と共に詳述する。

第１図において、車体１の後部にはエンジン２を搭載す
るエンジンルーム３を形成してあり、このエンジンルー
ム３の下側には、該エンジンルーム３を隔成するアンダ
ーフロア４を形成しである。

このアンダーフロア４は、フラットフロア面５と、この
フラットフロア面５から傾斜してテールエンド７に連な
る傾斜フロア面６とからなっていて、前記フラットフロ
ア面５のエンジン２下方部分に開口部８を形成しである
。そして、この開口部８にその開口面積の可変制御平段
９と、該可変制御手段９を車両走行状態に応じて開閉作
動する駆動制御手段１０とを設けである。本実施例では
この可変制御手段９として、可逆転モータ１１により巻
取り２巻出しされ、開口部８の両側部に形成したガイド
レール１２に沿って摺動開閉するシャッターを用いてい
る。１３はリヤフェンダ−１４に設けられた冷却風取入
れ口、１５は該冷却風取入れ口１３の後方に設置したイ
ンタークーラー　１６はテールエンド７に設けられた冷
却風取入れ口である。

ここで、開口部８の開閉によるアンダーフロア４周りの
圧力（負圧）分布を考察すると、第３図に示すように開
口部８の開閉とダウンフォース（−ＣＬ）との関係は、
開口部８が閉じている時は図示するように垂直方向の圧
力の作用する面積が大きくなると共に、第４図の実験結
果に示すようにダウンフォースが大きくなる。逆に開口
部８が開いている時は、圧力の最も大きいフラットフロ
ア面６と傾斜フロア面６との境の曲折部付近の圧力は、
エンジンルーム３からの空気の流出によって大幅に弱ま
り、第４図に示すようにダウンフォースが減少する。同
様に開口部８を閉じることによって、第５図の実験結果
に示すダウンフォースバランス（ダウンフォースの分担
率ニーＣＬＲ／−ＣＬ）は前方に移動する。従って、こ
のようナタウンフォース、ダウンフォースバランスの特
性を考慮して、自動車の走行状態に応じて開口部８の開
閉制御を行えば常に良好な操縦安定性を得ることができ
る。

このダウンフォースの変化により操縦安定性が要求され
る運転状態は次の場合に大別される。

１、ダウンフォースの前後バランスを前方にする必要が
ある時−自動車が向きを変えようとしている時＝操舵角
速度が生じている時。

■、大きいダウンフォースが必要な時−自動車が減速、
加速している時−車体の前後Ｇが大きい時。

アクセル開度ＯＦＦ時（設定値以下）。

■、ダウンフォースの前後バランスを後方にする必要が
ある時−直進高速走行、定常の旋回走行時−操舵角速度
が生じていない、車体の前後Ｇが殆ど無い。

■、空気抵抗を小さくする必要がある時−直進高速走行
時−操舵角速度が生じない時。

以上のことから実際に第１１図に示すようなカーブ路を
走行する場合について考察すると、走行ポイント■（車
両を減速し、ステアリングハンドルを切り始める位置）
、走行ポイント■（ステアリングハンドルを略一定にし
て定常の旋回走行し始める位置）、走行ポイント■（ス
テアリングハンドルを逆方向に切り始めると共に加速し
始める位置）、走行ポイント■（直進高速走行への移行
）の走行状態を伴う際に、短時間でこのカーブ路を通過
するためには、アクセル開度、ブレーキ、操舵角速度、
車体前後Ｇ、車体横Ｇの各モードが第１２図に示すよう
な時系列変化を示すのが一般的に良いとされている。そ
こで、この走行状態を前記■〜■の要求項目に当てはめ
てみると、ポイント■−■の走行域ではアンダーフロア
４の開口部８を閉じてダウンフォースを大きくし、かつ
、ダウンフォースバランスを前方に移動する。

ポイント■−■の走行域ではアンダーフロア４の開口部
８を開いてダウンフォースバランスを後方に移動する。

ポイント■−■の走行域ではポイント■−■の走行域と
同様に開口部８を閉じてダウンフォースを大きくする。

ポイント■以降は開口部８を開いてダウンフォースを小
さくし、空気抵抗を小さくする。

というような開口部８の開、閉制御を行えば、各走行ポ
イントで操縦安定性を常に良好にすることができる。

一方、前記開口部８の開、閑によるダウンフォースおよ
びダウンフォースバランスの制御は、ダウンフォースバ
ランスを前後変化することによる旋回性を向上させるた
めには、基本的には操舵角速度の変化を検出して行うこ
とが望ましく、この操舵角速度の検出に加えて、加減速
時のタイヤグリップ向上のため車体前後Ｇの検出により
、およびシャッター９の閉動応答性の向上のためアクセ
ル開度ＯＦＦ　（設定開度以下）を検出して開閉制御す
ることが望ましい。

第６図は前記駆動制御手段１０の回路構成を示すもので
、車両走行状態はアクセル開度センサ２０、操舵角速度
センサ２１および車体前後Ｇセンサ２２を検出して判別
するようにしている。これらアクセル開度センサ２０．
操舵角速度センサ２１、前後Ｇセンサ２２はマイクロコ
ンピュータ２３に接続してあり、これら各センサ２０，
２１゜２２の検出信号にもとづいて、マイクロコンピュ
ータ２３より可逆転モータ１１に出力信号を送出するよ
うになっている。具体的には、アクセル開度が設定値以
下（ＯＦＦ）の時、又は車体前後Ｇが設定値以上の時、
又は操舵角速度が設定値以上（ＯＮ）の時にマイクロコ
ンピュータ２３より可逆転モータ１１にシャッター閉動
方向の回転信号を送出し、また、操舵角速度が設定値以
下（ＯＦＦ）で、かつ、車体前後Ｇが設定値以下の時に
、可逆転モータ１１にシャッター閉動方向の回転信号を
送出するようにしである。２４，２５．２６゜２７はそ
れぞれマイクロコンピュータ２３の入力インターフェイ
ス、ＲＯＭＳＲＡＭ、出力インターフェイスを示す。

次に以上の実施例装置の作用を第１１図に示すカーブ路
を走行する場合について、第７図のフローチャートと共
に説明する。

車両が走行ポイント■に至り、アクセル開度を減少して
減速すると共にステアリングを切り始めると、アクセル
開度変化、減速による車体前後Ｇ変化、操舵角速度変化
が、それぞれアクセル開度センサ２Ｃ，車体前後Ｇセン
サ２２．操舵駒速度センサ２１で検出され、ステップ１
００でアクセル開度がＯＦＦか否かが、ステップ１０１
で操舵角速度がＯＮか否かが、およびステップ１０２で
車体前後Ｇが設定値以上か否かが判断され、前記ステッ
プ１００，１０２，１０２の何れか一つでも肯定の場合
にはマイクロコンピュータ２３より直ちに可逆転モータ
１１にシャッター閉動方向の回転信号が送出され、シャ
ッター９を閉動してアンダーフロア４の開口部８を全閉
にする（ステップ１０３）。これにより、ダウンフォー
スが大きくされ、かつ、ダウンフォースバランスが前方
に移動する。

車両が走行ポイント■に至り、ステアリングハンドルを
略一定に切ったまま低速走行する定常の旋回走行に移行
し、操舵角速度が設定値以下（ＯＦＦ）になると共に、
車体前後Ｇが設定値以下になると、ステップ１０１．　
　ステップ１０２で共に否定と判断されて、マイクロコ
ンピュータ２３より直ちに可逆転モータ１１にシャッタ
ー開動方向の回転信号が送出され、シャッター９を開動
して前記開口部８を全開にする（ステップ１０４）。

これにより、ダウンフォースが小さくされ、かつ、ダウ
ンフォースバランスが後方に移動する。

車両が走行ポイント■に至り、ステアリングハンドルを
逆方向に切り始めると共に加速し始めることによって、
操舵角速度もしくは車体前後Ｇの何れか一つでも設定値
以上になると、ステップ１０１又はステップ１０４で肯
定の判断がなされて、再びシャッター９が閉動して開口
部８を全開にする（ステップ１０３）。

車両が走行ポイント■の直進高速走行に移行し、操舵角
速度がＯＦＦになると共に、車体前後Ｇが設定値以下に
なると、ステップ１０１．ステップ１０２で共に否定の
判断がなされ、これにより、シャッター９が開動して開
口部８を全開にしくステップ１０４）、以って、ダウン
フォースバランスが後方に移動すると共に空気抵抗が小
さく（ダウンフォース小）される。

以上のダウンフォース制御は、車両のアイドリング時の
冷却を考慮し、車速２Ｑｋｍ／ｈ以上で実行されるもの
とする。

前記実施例ではシャッター９を全開動又は全閉動してダ
ウンフォース制御するようにしているが、車両走行状態
に応じてシャッター９の開度調整を行ってダウンフォー
ス制御することもできる。

第８図はこのようなシャッター９の開度調整を行う場合
のモータ駆動回路を示している。３０はシャッター９の
開度センサとしてのポテンショメータで、シャッター開
度に応じて第９図に示すような電圧変化特性を示す。３
１は基準電圧とポテンショメータ３０のフィードバック
電圧とを比較する比較器、３２は比較器３１からの出力
信号によりモータ１１を正回転させてシャ／ター９を開
動させるモータ正転用アンプ、３３は比較器３１からの
出力信号によりモータ１１を逆回転させてシャッター９
を閉動させるモータ逆転用アンプ、３４はシャッター９
の全開位置を検出するりミツトスイッチで、モータ１１
の正回転によりシャッター９が全開位置に至るとオン作
動し、該モータ１１の回転を停止させる。３５はシャッ
ター９の全閉位置を検出するリミットスイッチで、モー
タ１１の逆回転によりシャッター９が全閉位置に至ると
オン作動し、該モータ１１の回転を停止させる。３６．
３７は電流の逆流を阻止するダイオード、３８はメイン
スイッチ、３９はバッテリを示す。

この実施例では、第６図に示したマイクロコンピュータ
２３からは、第１０図のフローチャートに示す如くアク
セル開度センサ２０．操舵角速度センサ２１．車体前後
Ｇセンサ２２で判断される車両走行状態に応じて操作電
圧が前記モータ駆動回路の比較器３１に基準電圧として
送出される。

第１０図のフローチャートにおいて、θ：操舵角速度、
θ。：操舵角速度設定値、９：車体前後Ｇ、９゜二重体
前後Ｇ設定値、Ｓ：アクセル開度、Ｓ。

：アクセル開度設定値、■＝制御出力信号とする。

ステップ２００で操舵角速度が設定値以上か否かが判断
され、肯定の場合はステップ２０１に、否定の場合はス
テップ２０６に移行する。ステップ２０１では操舵角速
度の設定値との差にもとづいて係数にθにより電圧値■
θが求められる。ステップ２０２ではその時に生じてい
る車体前後Ｇの設定値との差にもとづいて係数Ｋｇによ
り電圧値ｖ９が求められる。ステップ２０３では電圧値
ＶθとＶｇの大きさが比較され、Ｖｇが大きい場合ステ
ップ２０４により、また、Ｖｇが大きい場合ステップ２
０５により、何れか一方の大きい電圧信号をマイクロコ
ンピュータ２３よりモータ駆動回路の比較器３１にシャ
ッター閑方向の基準電圧信号として送出される。この結
果、比較器３Ｉでこの基準電圧とポテンショメータ３０
のフィードバック電圧とが比較され、その電圧差でモー
タ逆転用アンプ３３を介してモータ１１を逆回転して、
シャッター９を前記基準電圧とフィードバック電圧との
電圧差がＯとなるシャッター開度位置まで閉動する。

ステップ２０６では車体前後Ｇが設定値以上か否かが判
断され、肯定の場合ステップ２０７に、否定の場合ステ
ップ２０８に移行される。ステップ２０７では車体前後
Ｇの設定値との差にもとづいて係数Ｋｇにより電圧値Ｖ
が求められ、比較器３１にシャッター閑方向の基Ｑ電圧
信号として送出され、比較器３１の比較作用により前述
と同様に基準電圧とフィードバック電圧との電圧差がＯ
となるシャッター開度位置までモータ１１を逆回転して
シャッター９を閉動する。

ステップ２０８ではアクセル開度が設定値以下か否かが
判断され、肯定の場合ステップ２０９に、否定の場合ス
テップ２１０に移行する。ステップ２０９ではシャッタ
ー閉方向信号の最大値０．５ｖ　ｍａｘが求められ、比
較器３１に基準電圧信号として送出される。この結果、
モータ１１は逆転用アンプ３３を介してシャッター９が
全閉位置に至るまで逆回転され、シャッター９が全閉位
置に至ってリミットスイッチ３５がオン作動することに
よりモータ回転が停止される。他方、ステップ２１０で
は電圧信号が■−〇として求められ、比較器３１に基準
電圧信号として送出される。この結果、モータ１１は正
転用アンプ３２を介してシャッター９が全開位置に至る
まで正回転され、シャッター９が全開位置に至ってリミ
ットスイッチ３４がオン作動することによりモータ回転
が停止される。

発明の効果 以上のように本発明によれば、車両走行状態に応じてア
ンダーフロア開口部の開口面積を可変制御してダウンフ
ォースおよびダウンフォースバランスを制御できるため
、常に操縦安定性を良好に維持させることができる。特
に、従来のようなスポイラ−による車体前後部のダウン
フォース制御を行うものではないので、ダウンフォース
が一例に偏るようなことがなく、しかも、前述のように
走行状態に合わせてきめ細かく制御を行うことができる
という実用上多大な効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を適用した車両の略本的透視
斜視図、第２図は可変制御手段の斜視図、第３図は同実
施例のアンダーフロア周りの圧力分布状態を示す説明図
、第４図は同アンダーフロアの開口部の開、閉時におけ
るＣＤ、ＣＬ特性図、第５図は同ダウンフォースバラン
ス特性図、第６図は同実施例の駆動制御手段の電気回路
図、第７図は同駆動制御手段の作動を説明するフローチ
ャート図、第８図は本発明の異なる実施例のモータ駆動
回路を示す電気回路図、第９図は同駆動回路のポテンシ
ョメータの電圧特性図、第１０図は同モータ駆動回路を
作動する駆動制御手段の作動説明フローチャート図、第
１１図は車両が走行するカーブ路の説明図、第１２図は
同カーブ路を走行する場合のアクセル開度、ブレーキ、
操舵角速度。 車体前後Ｇ、車体横Ｇの時系列変化と、アンダーフロア
開口部の開、閉時期を示す説明図である。 １・・・車体、３・・・エンジンルーム、４・・・アン
ターフロア、８・・・開口部、９・・・開口面積の可変
制御手段、１０・・・駆動制御手段。 第３図 第４図 第５図 ブウンフォースパフンス特十生 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンルームの下側を隔成するアンダーフロア
   に開口部を形成し、該開口部にその開口面積の可変制御
   手段と、該可変制御手段を車両走行状態に応じて開閉作
   動する駆動制御手段とを設けたことを特徴とする自動車
   のアンダーフロア構造。