JP2855826B2 - Caster angle control device for vehicles - Google Patents
Caster angle control device for vehiclesInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
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- B60G15/02—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of combined spring and vibration damper, e.g. telescopic type having mechanical spring
- B60G15/06—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of combined spring and vibration damper, e.g. telescopic type having mechanical spring and fluid damper
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車両のサスペンションにおけるキャスタ角
の制御装置に関し、特に、車体に加わる横加速度や前後
加速度や上下加速度に応じて適宜車両性能を向上させる
ようにキャスタ角を制御しうる、車両用キャスタ角制御
装置に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a caster angle control device for a vehicle suspension, and more particularly, to appropriately improving vehicle performance according to lateral acceleration, longitudinal acceleration, and vertical acceleration applied to a vehicle body. The present invention relates to a caster angle control device for a vehicle, which can control a caster angle to cause the caster angle to be controlled.
自動車において、サスペンションのアライメント調整
を行なうことにより、車両の走行特性等を変更できるこ
とが知られており、サスペンション要素の一つであるキ
ャスタ角(以下、単にキャスタともいう)を調整して、
車両の走行性能を向上させ手段も提案されている。It is known that, in an automobile, by adjusting the suspension alignment, it is possible to change the running characteristics and the like of the vehicle, and by adjusting a caster angle (hereinafter simply referred to as a caster), which is one of the suspension elements,
Means for improving the running performance of vehicles have also been proposed.
かかるキャスタについては、角度を大きくすると直進
安定性が向上し小さくすると操舵性能が向上するので、
例えば、車速の大きさに応じてキャスタが大きくなるよ
うに制御して直進性能を向上させることや、操舵角の大
きさに応じてキャスタが小さくなるように制御して操舵
性能を向上させることが提案されている。As for such casters, increasing the angle improves the straight running stability and decreasing the angle improves the steering performance.
For example, it is possible to improve the straight running performance by controlling the casters to increase according to the vehicle speed, or to improve the steering performance by controlling the casters to decrease according to the magnitude of the steering angle. Proposed.
ところで、サスペンションの設定により車両の乗り心
地が大きく左右されるが、サスペンション要素の一つで
あるキャスタ角を調整することにより、車両の乗り心地
を向上させることも考えられる。By the way, the ride comfort of the vehicle is greatly affected by the setting of the suspension, but it is conceivable to improve the ride comfort of the vehicle by adjusting the caster angle, which is one of the suspension elements.
本発明は、このような課題に鑑みて案出されたもの
で、車両の乗り心地を常に良好なものに保てるように車
両の走行状態に応じて適宜キャスタ角を制御できるよう
にした、車両用キャスタ角制御装置を提供することを目
的とする。The present invention has been devised in view of such a problem, and has a caster angle that can be appropriately controlled according to the running state of the vehicle so that the riding comfort of the vehicle can always be kept good. It is an object to provide a caster angle control device.
このため、本発明の車両用キャスタ角制御装置は、車
両のストラット式フロントサスペンションにおいて、ス
トラットの車体側取り付け部を車両前後方向にのみ駆動
することによりキャスタ角を調整しうるキャスタ角調整
機構と、走行状態に最適のキャスタ角を設定するキャス
タ角設定手段と、車両のキャスタ角が該キャスタ角設定
手段で設定されたキャスタ角をとるように該キャスタ角
調整機構を制御する制御手段とをそなえるとともに、該
車両の速度を検出する車速検出手段と、該車両の操舵角
を検出する操舵角検出手段と、車体に加わる横加速度を
検出する横加速度検出手段と、車体に加わる前後加速度
を検出する前後加速度検出手段と、車体に加わる上下加
速度を検出する上下加速度検出手段とをそなえて、該キ
ャスタ角設定手段が、該車速検出手段及び該操舵角検出
手段からの検出情報に基づいて該車両の旋回に伴う横加
速度を算出し、該横加速度検出手段で検出された横加速
度情報から上記旋回横加速度を減じた値を横加速度とし
て設定するとともに、該横加速度が大きくなるのに対応
してキャスタ角が大きくなるように横加速度に関する補
正係数を設定し、上記の前後加速度検出手段及び上下加
速度検出手段からの検出情報に基づいて、前後加速度又
は上下加速度が大きくなるのに対応してキャスタ角が小
さくなるように前後加速度及び上下加速度に関する補正
係数をそれぞれ設定するように構成されていることを特
徴としている。For this reason, the caster angle control device for a vehicle of the present invention includes a caster angle adjustment mechanism that can adjust a caster angle by driving a mounting portion of the strut on the vehicle body side only in the vehicle front-rear direction in a strut type front suspension of the vehicle, Caster angle setting means for setting an optimum caster angle for a traveling state; and control means for controlling the caster angle adjusting mechanism so that the caster angle of the vehicle takes the caster angle set by the caster angle setting means. A vehicle speed detecting means for detecting a speed of the vehicle, a steering angle detecting means for detecting a steering angle of the vehicle, a lateral acceleration detecting means for detecting a lateral acceleration applied to the vehicle body, and a front and rear for detecting a longitudinal acceleration applied to the vehicle body An acceleration detecting means for detecting a vertical acceleration applied to the vehicle body; A value obtained by calculating a lateral acceleration accompanying the turning of the vehicle based on the detection information from the vehicle speed detecting means and the steering angle detecting means, and subtracting the turning lateral acceleration from the lateral acceleration information detected by the lateral acceleration detecting means. Is set as a lateral acceleration, and a correction coefficient relating to the lateral acceleration is set so that the caster angle increases in accordance with the increase in the lateral acceleration, and the detection information from the longitudinal acceleration detecting means and the vertical acceleration detecting means described above. , The correction coefficients for the longitudinal acceleration and the vertical acceleration are set so that the caster angle decreases in accordance with the increase in the longitudinal acceleration or the vertical acceleration.
上述の本発明の車両用キャスタ角制御装置では、キャ
スタ角設定手段で、車速検出手段及び操舵角検出手段か
らの検出情報に基づいて車両の旋回に伴う横加速度を算
出し、横加速度検出手段で検出された横加速度情報から
上記旋回横加速度を減じた値を横加速度として設定する
とともに、横加速度が大きくなるのに対応してキャスタ
角が大きくなるように横加速度に関する補正係数を設定
する。In the above caster angle control device for a vehicle according to the present invention, the caster angle setting means calculates the lateral acceleration accompanying the turning of the vehicle based on the detection information from the vehicle speed detecting means and the steering angle detecting means. A value obtained by subtracting the turning lateral acceleration from the detected lateral acceleration information is set as the lateral acceleration, and a correction coefficient for the lateral acceleration is set so that the caster angle increases in accordance with the increase in the lateral acceleration.
また、前後加速度検出手段及び上下加速度検出手段の
各検出情報に基づいて、前後加速度又は上下加速度が大
きくなるのに対応してキャスタ角が小さくなるように前
後加速度及び上下加速度に関する補正係数をそれぞれ設
定する。そして、制御手段の制御によって、キャスタ角
調整機構が、ストラットの車体側取り付け部を車両前後
方向に駆動しながら車両のキャスタ角をキャスタ角設定
手段で設定されたキャスタ角へと調整する。これによ
り、横加速度に対応する制御では直進安定性が向上し、
前後加速度や上下加速度に対する制御では車輪に生じる
キックバックの車体への影響が小さくなる。Further, based on each detection information of the longitudinal acceleration detecting means and the vertical acceleration detecting means, the correction coefficients for the longitudinal acceleration and the vertical acceleration are respectively set so that the caster angle becomes smaller in accordance with the increase of the longitudinal acceleration or the vertical acceleration. I do. Then, under the control of the control means, the caster angle adjusting mechanism adjusts the caster angle of the vehicle to the caster angle set by the caster angle setting means, while driving the mounting portion of the strut on the vehicle body side in the longitudinal direction of the vehicle. Thereby, the straight running stability is improved in the control corresponding to the lateral acceleration,
In the control for the longitudinal acceleration and the vertical acceleration, the effect of kickback generated on the wheels on the vehicle body is reduced.
以下、図面により本発明の一実施例としての車両用キ
ャスタ角制御装置について説明すると、第1図はそのキ
ャスタ角制御の内容を示すフローチャート、第2〜5図
はいずれもそのキャスタ角の設定にかかる係数の特性を
示すグラフ、第6図はそのキャスタ角調整機構を示す分
解斜視図、第7図はそのキャスタ角調整機構をそなえた
サスペンションを示す斜視図、第8図はそのアクチュエ
ータの油圧回路構成図である。A caster angle control device for a vehicle according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a flowchart showing the contents of the caster angle control, and FIGS. FIG. 6 is an exploded perspective view showing the caster angle adjusting mechanism, FIG. 7 is a perspective view showing a suspension provided with the caster angle adjusting mechanism, and FIG. 8 is a hydraulic circuit of the actuator. It is a block diagram.
まず、本装置を装備する車両のサスペンションについ
て説明すると、この実施例のサスペンションは、第6図
に示すように、乗用車用のストラット式のフロントサス
ペンションであって、左右のストラット1,1は、いずれ
も周知のようにショックアブソーバ2にコイルスプリン
グ3を組合わせて構成され、各ストラット1,1の部分が
車体4側に固定されている。各ストラット1,1の下端部
には、ナックル5およびハブ6を介して前輪7が回転自
在に装着されている。First, the suspension of a vehicle equipped with this device will be described. The suspension of this embodiment is a strut type front suspension for a passenger car as shown in FIG. As is well known, a shock absorber 2 and a coil spring 3 are combined, and a portion of each strut 1, 1 is fixed to the vehicle body 4 side. A front wheel 7 is rotatably mounted on the lower end of each strut 1, 1 via a knuckle 5 and a hub 6.
また、ストラット1の下端部は、ロアアーム8を介し
て、サブフレームを兼ねるように前輪間に設けられたク
ロスメンバー9に連結され、ショックアブソーバ2を懸
架リンクの一部として利用したサスペンションを構成し
ている。The lower end of the strut 1 is connected via a lower arm 8 to a cross member 9 provided between the front wheels so as to also serve as a subframe, and constitutes a suspension using the shock absorber 2 as a part of a suspension link. ing.
なお、10は、クロスメンバー9に設けたセンターメン
バ、11はディスクブレーキである。Reference numeral 10 denotes a center member provided on the cross member 9, and reference numeral 11 denotes a disc brake.
そして、こうしたストラット1,1の頭部1A,1Aの取付部
に、この頭部1A,1Aをそれぞれ車体4の前後方向にスラ
イドさせることでキャスタ角を自在に調整しうるキャス
タ角調整機構(スライド機構)12,12が設けられてい
る。A caster angle adjustment mechanism (slide) that allows the caster angle to be freely adjusted by sliding the heads 1A, 1A in the front-rear direction of the vehicle body 4 to the mounting portions of the heads 1A, 1A of the struts 1, 1 respectively. Mechanism) 12,12 are provided.
なお、第6図において、27は駆動シャフト、28はスタ
ビライザーである。In FIG. 6, reference numeral 27 denotes a drive shaft, and 28 denotes a stabilizer.
このキャスタ角調整機構12,12はいずれも同様に構成
されており、第7図に示すように、ストラットタワーの
上面の車体4側に取り着けられたスライドベース14と、
ストラット1の上端に取り付けられてスライドベース14
に対してスライドしうるスライド板13とをそなえてい
る。Each of the caster angle adjusting mechanisms 12 has the same configuration, and as shown in FIG. 7, a slide base 14 attached to the vehicle body 4 on the upper surface of the strut tower;
Slide base 14 attached to the upper end of strut 1
And a slide plate 13 that can slide with respect to.
スライドベース14は、例えば長手側を車体前後方向に
向けた板部材15の中央に、車体前後方向と平行な略長方
形状の貫通孔16を設けられた構造になっており、貫通孔
16の車幅方向側と対応する二辺の全体に、断面がほぼ三
角形状の壁で構成される一対のレール部17,17を並行に
立設されている。このレール部17,17はいずれも内向き
に配置されており、これらの対向するレール部17,17間
及び貫通孔16の内部を、ストラット1の頭部1Aが貫通す
るようになっている。なお、17aはレール部17を支える
ためのリブである。The slide base 14, for example, has a structure in which a substantially rectangular through hole 16 parallel to the vehicle longitudinal direction is provided in the center of a plate member 15 whose longitudinal side faces the vehicle longitudinal direction.
A pair of rail portions 17, 17 each having a substantially triangular cross section are provided upright on two sides corresponding to the vehicle width direction side 16 in parallel. Each of the rails 17, 17 is arranged inward, and the head 1A of the strut 1 penetrates between the opposed rails 17, 17 and inside the through hole 16. 17a is a rib for supporting the rail portion 17.
一方、スライダ板13は、スライドベース14のレール部
17,17間の距離に対応した寸法を持つ略長方形の板部材1
8と、この板部材18のレール部側の平行な二辺の全体に
設けられ上記のレール部17,17と嵌挿自在な楔形状をも
つ摺動壁部19,19とをそなえている。On the other hand, the slider plate 13 is
Substantially rectangular plate member 1 with dimensions corresponding to the distance between 17,17
8 and sliding walls 19, 19 which are provided on two parallel sides on the rail portion side of the plate member 18 and have a wedge shape which can be inserted into the rail portions 17, 17 respectively.
摺動壁部19,19は、楔状の断面を有し、例えば板部材1
8の辺を頂部とした対称な三角形の壁を板部材18の側部
に一体に設けられたもので、上記のレール部17,17にガ
タ付くことなく摺接しており、これにより、スライド板
13がレール部17,17間でこのレール部17,17に案内されて
一定方向にスライドしうるようになっている。The sliding wall portions 19, 19 have a wedge-shaped cross section, for example, the plate member 1
A symmetrical triangular wall with the side of 8 as the top is integrally provided on the side of the plate member 18 and slides on the rails 17, 17 without rattling, whereby the slide plate
The rail 13 is guided by the rails 17, 17 between the rails 17, 17 and can slide in a certain direction.
なお、各摺動壁部19とこれに対応するレール部17との
間には、例えばローラベアリングを複数並設してなるニ
ードルローラベアリング20がスライド方向沿いに介在さ
れ、スライド板13を車体前後方向に沿って安定、スムー
ズにスライドできるようにしている。第7図中、21は摺
動壁部19の各四つの外側面に設けられたベアリング転動
面であり、長方形の凹部よりなっている。In addition, between each sliding wall portion 19 and the corresponding rail portion 17, for example, a needle roller bearing 20 in which a plurality of roller bearings are arranged in parallel is interposed along the sliding direction, and the slide plate 13 is Stable and smooth sliding along the direction. In FIG. 7, reference numeral 21 denotes a bearing rolling surface provided on each of four outer surfaces of the sliding wall portion 19, and is formed of a rectangular recess.
そして、ストラット1の上端は、スライドベース14を
貫通してこのスライド板13の中央に設けられた円形の開
口13aに嵌挿されている。また、開口13aの前後に固定孔
22,22が設けられる一方ストラット1の頭部1Aの例えば
インシュレータ部分1aに一対(二本)の取付ボルト23,2
3が突設されて、固定孔22,22にこれらの取付ボルト23,2
3が締結されることにより、ストラット1の頭部1Aがス
ライド板13と一体化されている。これによって、スライ
ダ板13を前後方向にスライドさせることでフロントサス
ペンションのキャスタを可変にできるようにしている。
なお、24はストラット頭部を締結するためのナットを示
す。The upper end of the strut 1 penetrates through the slide base 14 and is inserted into a circular opening 13a provided at the center of the slide plate 13. Also, fixed holes are provided before and after the opening 13a.
On the other hand, a pair (two) of mounting bolts 23, 2 is provided on the head portion 1A of the strut 1, for example, on the insulator portion 1a.
3 are projected, and these fixing bolts 23,2 are
By fastening 3, the head 1 </ b> A of the strut 1 is integrated with the slide plate 13. Thus, the casters of the front suspension can be made variable by sliding the slider plate 13 in the front-rear direction.
Numeral 24 indicates a nut for fastening the strut head.
そして、こうしたスライド機構12,12の各スライド板1
3には、ストラット頭部を車体前後方向に移動させるた
めのアクチュエータ(駆動装置)25がダイレクトに連結
されている。このアクチュエータ25としては、例えば図
示するように油圧シリンダ25Bを電磁弁等の油圧切替弁
を有する油圧給排系25Aを通じて駆動するようにした油
圧式のものが考えられる。And each slide plate 1 of such a slide mechanism 12,12
An actuator (drive device) 25 for moving the strut head in the longitudinal direction of the vehicle body is directly connected to 3. As the actuator 25, for example, a hydraulic actuator that drives a hydraulic cylinder 25B through a hydraulic supply / discharge system 25A having a hydraulic switching valve such as an electromagnetic valve as illustrated is conceivable.
この場合、例えば第8図に示すような油圧回路構成が
考えられる。第8図において、25aは作動油の貯蔵され
るタンク、25bはポンプ、25cはポンプアキュムレータ、
25d,25eはメインアキュムレータ、25fはフィルタ、25g
はリリーフバルブ、25hはチェックバルブ、25i,25j,25
k,25lはコントロールバルブ、25m,25nはポジションセン
サであり、他の符号は前述と同様なものである。In this case, for example, a hydraulic circuit configuration as shown in FIG. 8 is conceivable. In FIG. 8, 25a is a tank for storing hydraulic oil, 25b is a pump, 25c is a pump accumulator,
25d and 25e are main accumulator, 25f is filter, 25g
Is a relief valve, 25h is a check valve, 25i, 25j, 25
k and 25l are control valves, 25m and 25n are position sensors, and other symbols are the same as those described above.
このアクチュエータ25には、制御手段としてのコント
ローラ(マイクロコンピュータおよびその周辺回路から
なるもの)26が接続されていて、コントローラ26に取り
込まれる各種センサ(例えば、車速センサや操舵角セン
サや横加速度センサや前後加速度センサや上下加速度セ
ンサ)29からの情報に基づいて、車速Vや操舵角θや横
加速度gyや前後加速度gxや上下加速度gzの大きさに応じ
てキャスターの角度を調整できるようにしている。A controller (comprising a microcomputer and its peripheral circuits) 26 as a control means is connected to the actuator 25, and various sensors (for example, a vehicle speed sensor, a steering angle sensor, a lateral acceleration sensor, Based on the information from the longitudinal acceleration sensor and the vertical acceleration sensor 29, the angle of the caster can be adjusted according to the vehicle speed V, the steering angle θ, the lateral acceleration gy, the longitudinal acceleration gx, and the vertical acceleration gz. .
特に、コントローラ26には、各センサからの検出情報
に基づいて最適のキャスタ角を設定するキャスタ角設定
部と、このキャスタ角設定部で設定されたキャスタ角を
とるようにキャスタ角調整機構を制御する制御部とをそ
なえている。In particular, the controller 26 controls a caster angle setting unit that sets an optimal caster angle based on detection information from each sensor, and a caster angle adjustment mechanism that takes the caster angle set by the caster angle setting unit. It has a control unit to perform.
キャスタ角設定部では、以下のようにして、キャスタ
値Cを設定するようになっている。The caster angle setting section sets the caster value C as follows.
つまり、キャスタ角の値Cは、 C=C0+ΔC ・・・・・・(1) ただし、C0=キャスタ補助設定値 ΔC:補正補助設定値 と設定できる。That is, the value C of the caster angle can be set as follows: C = C 0 + ΔC (1) where C 0 = caster auxiliary setting value ΔC: correction auxiliary setting value.
キャスタ補助設定値C0については、第5図に示すよう
に、車速Vに対応して車速Vが大きいほど補助設定値C0
を大きな値に設定するようになっている。したがって、
車速センサで検出された車速Vをこのようなマップ(第
5図)に対応させることで、キャスタ補助設定値C0を設
定することができる。The caster auxiliary set value C 0, as shown in FIG. 5, as the supplementary set value C 0 the vehicle speed V is large in correspondence to the vehicle speed V
Is set to a large value. Therefore,
By adapt the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor in such a map (FIG. 5), it is possible to set the caster auxiliary setpoint C 0.
また、補正補助設定値ΔCは、直進走行時には、 ΔC=Kgx・Kgy・Kgz・C′ ・・・(2) となり、 旋回走行時には、 ΔC=Kgx・Kgy・Kgz・C″ ・・・(3) となる。 Further, the correction auxiliary set value ΔC is as follows when traveling straight, ΔC = Kgx · Kgy · Kgz · C ′ (2), and when turning, ΔC = Kgx · Kgy · Kgz · C ″ (3) ).
ただし、Kgx:前後加速度補正係数 Kgy:横加速度補正係数 Kgz:上下加速度補正係数 C′,C″:補正補助定数 なお、前後加速度補正係数Kgxは、第2図に示すよう
に前後加速度の大きさ|gx|が大きくなるほど減少する係
数であり、横加速度補正係数Kgyは、第3図に示すよう
に横加速度の大きさ|gy|が大きくなるほど増加する係数
であり、上下加速度補正係数Kgzは、第2図に示すよう
に上下加速度の大きさ|gz|が大きくなるほど減少する係
数である。Where Kgx: longitudinal acceleration correction coefficient Kgy: lateral acceleration correction coefficient Kgz: vertical acceleration correction coefficient C ′, C ″: correction auxiliary constant Note that the longitudinal acceleration correction coefficient Kgx is the magnitude of the longitudinal acceleration as shown in FIG. The lateral acceleration correction coefficient Kgy is a coefficient that decreases as the magnitude of the lateral acceleration | gy | increases, as shown in FIG. 3, and the vertical acceleration correction coefficient Kgz is: As shown in FIG. 2, the coefficient decreases as the magnitude | gz | of the vertical acceleration increases.
したがって、前後加速度センサ,横加速度センサ及び
上下加速度センサで検出された前後加速度gx,横加速度g
y及び上下加速度gzをこのようなマップ(第2,3,4図)に
対応させることで、前後加速度補正係数Kgx,横加速度補
正係数Kgy及び上下加速度補正係数Kgzを設定することが
できる。Therefore, the longitudinal acceleration gx and the lateral acceleration gx detected by the longitudinal acceleration sensor, the lateral acceleration sensor, and the vertical acceleration sensor
By associating y and the vertical acceleration gz with such a map (FIGS. 2, 3, and 4), the longitudinal acceleration correction coefficient Kgx, the lateral acceleration correction coefficient Kgy, and the vertical acceleration correction coefficient Kgz can be set.
ただし、旋回時には、旋回に伴う遠心力が車両に横方
向加速度として加わるので、横加速度gxについては横加
速度センサの検出値をこの遠心力の分だけ補正する必要
がある。すなわち、本発明は、路面の凹凸や横風等の外
乱要因により生じる横方向の加速度に応じてキャスタ角
を変更して直進性を向上させるものであり、旋回時に
は、遠心力により生じる横加速度を除外するようにして
いるのである。However, at the time of turning, the centrifugal force accompanying the turning is applied to the vehicle as a lateral acceleration, so that the lateral acceleration gx needs to correct the value detected by the lateral acceleration sensor by this centrifugal force. That is, the present invention is to improve the straightness by changing the caster angle in accordance with the lateral acceleration caused by disturbance factors such as unevenness of the road surface and side wind, and excludes lateral acceleration caused by centrifugal force during turning. They are trying to do it.
遠心力について考えると、 ma=mv2/r よって、 a=v2/r=v2/kθ=K・v2/θ ・・・(4) ただし、r:旋回半径 a:旋回横加速度(=gy′) θ:操舵角 k,K:定数 したがって、旋回時には、その横加速度gyについて
は、横加速度センサで検出された横加速度gyからこの旋
回横加速度a(=gy′)を引き算する(gy=gy−gy′)
ことで得られ、この補正を施された横加速度gyをマッ
プ(第3図)に対応させることで、横加速度補正係数Kg
yを設定するようにしている。Considering the centrifugal force, ma = mv 2 / r, a = v 2 / r = v 2 / kθ = K · v 2 / θ (4) where r: turning radius a: turning lateral acceleration ( = gy ') theta: the steering angle k, K: constant Accordingly, during turning, for its lateral acceleration g y, a lateral acceleration sensor at the detected lateral acceleration gy from the turning lateral acceleration a (= gy' subtracting) (Gy = gy-gy ')
The lateral acceleration correction coefficient Kg is obtained by associating the corrected lateral acceleration gy with a map (FIG. 3).
y is set.
本発明の一実施例としての車両用キャスタ角制御装置
は、上述のごとく構成されているので、第1図に示すよ
うにキャスタ角制御が行なわれる。Since the caster angle control device for a vehicle according to one embodiment of the present invention is configured as described above, the caster angle control is performed as shown in FIG.
つまり、まず、自動車のイグニッションスイッチのオ
ン直後等に、制御に関するパラメータを初期設定し(ス
テップS1)、車速V,操舵角θ及び横加速度gyを各センサ
から読込む(ステップS2)。That is, first, parameters related to control are initially set immediately after the ignition switch of the automobile is turned on (step S1), and the vehicle speed V, the steering angle θ, and the lateral acceleration gy are read from each sensor (step S2).
そして、続くステップS3で、ブレーキスイッチがオン
状態となっているかどうかを判断する。ブレーキスイッ
チがオン状態となっていれば(つまり、ブレーキが踏み
込まれていれば)、本キャスタ制御(車体に加わる加速
度に対応した制御)は行なわず、キャスタ角Cを一定に
保つか、又は、キャスタ角CをC=C0として、車速のみ
に応じた制御を行なう。Then, in a succeeding step S3, it is determined whether or not the brake switch is turned on. If the brake switch is ON (that is, if the brake is depressed), the caster control (control corresponding to the acceleration applied to the vehicle body) is not performed, and the caster angle C is kept constant, or the caster angle C as C = C 0, performs control in accordance with only the vehicle speed.
一方、ブレーキスイッチがオン状態となっていなけれ
ば(つまり、ブレーキが踏み込まれていなければ)、ス
テップS4へ進む。On the other hand, if the brake switch has not been turned on (that is, the brake has not been depressed), the process proceeds to step S4.
なお、制動中に加速度に対応した制御を行なわないよ
うにしているが、制動時は制動安定上キャスタが大きい
ことが望ましいとされているのに対して、旋回制動時な
どにはキャスタを大きくするとコースアウトを助長する
畏れも考えられ、制御結果が不明確なところがあるた
め、制動中に制御を除外しているのである。Although the control corresponding to the acceleration is not performed during braking, it is desirable that the caster is large for braking stability when braking, but if the caster is large for turning braking etc. There is a fear that the driver may be out of the course, and control results are unclear, so control is excluded during braking.
ステップS4では、操舵角θが0又はほぼ0となってい
るかどうかを判断する。操舵角θが0又はほぼ0となっ
ている場合には、直進中と判断して、ステップS5に進
み、操舵角θが0又はほぼ0となっていない場合には、
旋回中と判断して、ステップS6に進む。In step S4, it is determined whether the steering angle θ is 0 or almost 0. When the steering angle θ is 0 or almost 0, it is determined that the vehicle is traveling straight, and the process proceeds to step S5. When the steering angle θ is not 0 or almost 0,
It is determined that the vehicle is turning, and the process proceeds to step S6.
ステップS5では、前後加速度センサ,横加速度センサ
及び上下加速度センサ検出された前後加速度gx,横加速
度gy及び上下加速度gzに対応して(第2,3,4図参照)設
定された前後加速度補正係数Kgx,横加速度補正係数Kgy
及び上下加速度補正係数Kgzを、前述の式(2)に代入
するようにして補正補助設定値ΔCを設定する。In step S5, a longitudinal acceleration correction coefficient set corresponding to the longitudinal acceleration gx, the lateral acceleration gy, and the vertical acceleration gz detected by the longitudinal acceleration sensor, the lateral acceleration sensor, and the vertical acceleration sensor (see FIGS. 2, 3, and 4) Kgx, lateral acceleration correction coefficient Kgy
The auxiliary correction set value ΔC is set by substituting the vertical acceleration correction coefficient Kgz into the equation (2).
一方、ステップS6では、車速センサで検出された車速
Vと操舵角センサで検出された操舵角θとから、式
(4)(即ち、gy′=K・v2/θ)に基づいて、補正の
ための旋回横加速度gy′を算出する。On the other hand, in step S6, a correction is made from the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor and the steering angle θ detected by the steering angle sensor based on equation (4) (that is, gy ′ = K · v 2 / θ). Is calculated for the turning.
次のステップS7で、横加速度センサで検出された横加
速度gyからこの旋回横加速度gy′を引き算(gy=gy−g
y′)する。In the next step S7, the turning lateral acceleration gy 'is subtracted from the lateral acceleration gy detected by the lateral acceleration sensor (gy = gy-g
y ').
そして、ステップS8で、前後加速度センサ上下加速度
センサ検出された前後加速度gx及び上下加速度gzとステ
ップS7で得られた補正済みの横加速度gyとに対応して
(第2,3,4図参照)前後加速度補正係数Kgx,横加速度補
正係数Kgy及び上下加速度補正係数Kgzを設定し、これら
の係数を前述の式(2)に代入するようにしてよって補
正補助設定値ΔCを設定する。Then, in step S8, the longitudinal acceleration gx and the vertical acceleration gz detected by the longitudinal acceleration sensor vertical acceleration sensor and the corrected lateral acceleration gy obtained in step S7 (see FIGS. 2, 3, and 4). The longitudinal acceleration correction coefficient Kgx, the lateral acceleration correction coefficient Kgy, and the vertical acceleration correction coefficient Kgz are set, and the correction auxiliary setting value ΔC is set by substituting these coefficients into the above equation (2).
このようにして、それぞれ補正補助設定値ΔCから得
られたら、ステップS9へ進んで、前述の式(1)からキ
ャスタを算出する。つまり、キャスタ補助設定値C0をマ
ップ(第5図)から車速Vに対応して設定し、この補助
設定値C0に補正補助設定値ΔCを加算する。In this way, when the respective values are obtained from the correction auxiliary set values ΔC, the process proceeds to step S9, and the casters are calculated from the above-described equation (1). That is, the caster auxiliary setting value C 0 is set from the map (FIG. 5) in accordance with the vehicle speed V, and the correction auxiliary setting value ΔC is added to the auxiliary setting value C 0 .
そして、上述のようにそれぞれ設定されたキャスタ角
をとるように、コントローラ26の制御部がキャスタ角調
整機構12のアクチュエータ25の作動を制御する。Then, the control unit of the controller 26 controls the operation of the actuator 25 of the caster angle adjusting mechanism 12 so as to obtain the caster angles set as described above.
この結果、横加速度に対してはその大きさに応じてキ
ャスタが大きくなるので、直進安定性が向上する利点が
あり、前後加速度や上下加速度に対してはその大きさに
応じてキャスタが小さくなるので、車輪に生じるキック
バックの車体への影響を小さくでき、乗り心地を向上さ
せることができる利点がある。As a result, the caster becomes larger in accordance with the magnitude with respect to the lateral acceleration, so that there is an advantage that the straight running stability is improved, and the caster becomes smaller in accordance with the magnitude with respect to the longitudinal acceleration and the vertical acceleration. Therefore, there is an advantage that the effect of kickback generated on the wheels on the vehicle body can be reduced, and the riding comfort can be improved.
また、本発明では、検出された横加速度から遠心力に
より生じる横加速度を除外しているため、路面の凹凸や
横風等の外乱要因により生じる横方向の加速度に応じて
キャスタ角を変更できるという利点がある。Further, in the present invention, since the lateral acceleration caused by the centrifugal force is excluded from the detected lateral acceleration, there is an advantage that the caster angle can be changed according to the lateral acceleration caused by a disturbance factor such as unevenness of a road surface or a side wind. There is.
なお、本キャスタ角制御装置の適用は、この実施例の
ような構成のサスペンションやキャスタ角調整機構(ス
ライド機構)12に限るものではなく、上述のようなキャ
スタ角外力補正をしうるものであれば、他の構成のもの
にも広く適用可能であり、キャスタ制御の応答性調整
は、本実施例のようなキャスタ制御に限らず、従来から
提案されている車速対応制御や操舵角対応制御のみのキ
ャスタ制御等にも適用でき、運転フィーリングを良好に
できる効果がある。The application of the caster angle control device is not limited to the suspension and the caster angle adjusting mechanism (slide mechanism) 12 having the configuration as in the present embodiment, but may be applied to the caster angle external force correction as described above. For example, the responsiveness adjustment of the caster control is not limited to the caster control as in the present embodiment, and the responsiveness adjustment of the caster control can be applied only to the vehicle speed corresponding control and the steering angle corresponding control conventionally proposed. It is also applicable to caster control and the like, and has an effect of improving driving feeling.
以上詳述したように、本発明の車両用キャスタ角制御
装置によれば、車両のストラット式フロントサスペンシ
ョンにおいて、ストラットの車体側取り付け部を車両前
後方向にのみ駆動することによりキャスタ角を調整しう
るキャスタ角調整機構と、走行状態に最適のキャスタ角
を設定するキャスタ角設定手段と、車両のキャスタ角が
該キャスタ角設定手段で設定されたキャスタ角をとるよ
うに該キャスタ角調整機構を制御する制御手段をそなえ
るとともに、該車両の速度を検出する車速検出手段と、
該車両の操舵角を検出する操舵角検出手段と、車体に加
わる横加速度を検出する横加速度検出手段と、車体に加
わる前後加速度を検出する前後加速度検出手段と、車体
に加わる上下加速度を検出する上下加速度検出手段とを
そなえて、該キャスタ角設定手段が、該車速検出手段及
び該操舵角検出手段からの検出情報に基づいて該車両の
旋回に伴う横加速度を算出し、該横加速度検出手段で検
出された横加速度情報から上記旋回横加速度を減じた値
を横加速度として設定するとともに、該横加速度が大き
くなるのに対応してキャスタ角が大きくなるように横加
速度に関する補正係数を設定し、上記の前後加速度検出
手段及び上下加速度検出手段からの検出情報に基づい
て、前後加速度又は上下加速度が大きくなるのに対応し
てキャスタ角が小さくなるように前後加速度及び上下加
速度に関する補正係数をそれぞれ設定するように構成さ
れているので、直進安定性が向上する利点や、車輪に生
じるキックバックの車体への影響を小さくでき、車両の
乗り心地が向上するという利点がある。As described in detail above, according to the caster angle control device for a vehicle of the present invention, in the strut type front suspension of the vehicle, the caster angle can be adjusted by driving the mounting portion of the strut on the vehicle body side only in the vehicle longitudinal direction. A caster angle adjusting mechanism; a caster angle setting means for setting an optimal caster angle for a traveling state; and a caster angle adjusting mechanism for controlling the caster angle of the vehicle to the caster angle set by the caster angle setting means. Vehicle speed detecting means for controlling the vehicle and detecting the speed of the vehicle;
Steering angle detecting means for detecting a steering angle of the vehicle, lateral acceleration detecting means for detecting a lateral acceleration applied to the vehicle body, longitudinal acceleration detecting means for detecting a longitudinal acceleration applied to the vehicle body, and detecting vertical acceleration applied to the vehicle body A caster angle setting means for calculating a lateral acceleration accompanying the turning of the vehicle based on detection information from the vehicle speed detecting means and the steering angle detecting means; A value obtained by subtracting the turning lateral acceleration from the lateral acceleration information detected in the above is set as a lateral acceleration, and a correction coefficient relating to the lateral acceleration is set so that the caster angle increases in accordance with the increase in the lateral acceleration. On the basis of the detection information from the longitudinal acceleration detecting means and the vertical acceleration detecting means, the caster angle is reduced in accordance with the increase in the longitudinal acceleration or the vertical acceleration. It is configured to set the correction coefficients for the longitudinal acceleration and the vertical acceleration respectively, so that the advantage of improving the straight running stability and the effect of kickback generated on the wheels on the vehicle body can be reduced, and the riding comfort of the vehicle can be reduced. There is an advantage that is improved.
また、検出された横加速度から遠心力により生じる横
加速度を除外しているため、路面の凹凸や横風等の外乱
要因により生じる横方向の加速度に応じてキャスタ角を
変更できるという利点がある。Further, since the lateral acceleration caused by the centrifugal force is excluded from the detected lateral acceleration, there is an advantage that the caster angle can be changed according to the lateral acceleration caused by a disturbance factor such as unevenness of a road surface or a side wind.
第1〜8図は本発明の一実施例としての車両用キャスタ
角制御装置を示すもので、第1図はそのキャスタ角制御
の内容を示すフローチャート、第2〜5図はいずれもそ
のキャスタ角の設定にかかる係数の特性を示すグラフ、
第6図はそのキャスタ角調整機構を示す分解斜視図、第
7図はそのキャスタ角調整機構をそなえたサスペンショ
ンを示す斜視図、第8図はそのアクチュエータの油圧回
路構成図である。 1……ストラット、1A……ストラット1の頭部、1a……
インシュレータ部分、2……ショックアブソーバ、3…
…コイルスプリング、4……車体、5……ナックル、6
……ハブ、7……前輪、8……ロアアーム、9……クロ
スメンバー、10……センターメンバ、11……ディスクブ
レーキ、12……キャスタ角調整機構(スライド機構)、
13……スライド板、13a……開口、14……スライドベー
ス、15……板部材、16……貫通孔、17……レール部、17
a……レール部、18……板部材、19……摺動壁部、20…
…ニードルローラベアリング、22……固定孔、23……取
付ボルト、24……ナット、25……アクチュエータ(駆動
装置)、25A……油圧給排系、25B……油圧シリンダ、25
a……タンク、25b……ポンプ、25c……ポンプアキュム
レータ、25d,25e……メインアキュムレータ、25f……フ
ィルタ、25g……リリーフバルブ、25h……チェックバル
ブ、25i,25j,25k,25l……コントロールバルブ、25m,25n
……ポジションセンサ、26……コントローラ、27……駆
動シャフト、28……スタビライザー、29……各種センサ
(車速センサや操舵角センサや横加速度センサや前後加
速度センサや上下加速度センサなど)。1 to 8 show a caster angle control device for a vehicle as an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a flowchart showing the contents of the caster angle control, and FIGS. Graph showing the characteristics of the coefficient according to the setting of
FIG. 6 is an exploded perspective view showing the caster angle adjusting mechanism, FIG. 7 is a perspective view showing a suspension provided with the caster angle adjusting mechanism, and FIG. 8 is a hydraulic circuit configuration diagram of the actuator. 1 ... Strut, 1A ... Head of strut 1, 1a ...
Insulator part, 2 ... Shock absorber, 3 ...
... Coil spring, 4 ... Vehicle, 5 ... Knuckle, 6
… Hub, 7… Front wheel, 8… Lower arm, 9… Cross member, 10… Center member, 11… Disc brake, 12… Caster angle adjustment mechanism (slide mechanism),
13: Slide plate, 13a: Opening, 14: Slide base, 15: Plate member, 16: Through hole, 17: Rail part, 17
a ... rail part, 18 ... plate member, 19 ... sliding wall part, 20 ...
... Needle roller bearing, 22 ... Fixed hole, 23 ... Mounting bolt, 24 ... Nut, 25 ... Actuator (drive unit), 25A ... Hydraulic supply / discharge system, 25B ... Hydraulic cylinder, 25
a… Tank, 25b… Pump, 25c… Pump accumulator, 25d, 25e …… Main accumulator, 25f …… Filter, 25g …… Relief valve, 25h …… Check valve, 25i, 25j, 25k, 25l …… Control valve, 25m, 25n
… Position sensor, 26… Controller, 27… Drive shaft, 28… Stabilizer, 29 …… Various sensors (vehicle speed sensor, steering angle sensor, lateral acceleration sensor, longitudinal acceleration sensor, vertical acceleration sensor, etc.).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森田 隆夫 東京都港区芝5丁目33番8号 三菱自動 車工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−53416(JP,A) 特開 昭60−151181(JP,A) 特開 昭61−46702(JP,A) 実開 昭61−78705(JP,U) 実開 平2−3979(JP,U) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Takao Morita 5-33-8 Shiba, Minato-ku, Tokyo Mitsubishi Motors Corporation (56) References JP-A-60-53416 (JP, A) JP-A-60-151181 (JP, A) JP-A-61-46702 (JP, A) JP-A-61-78705 (JP, U) JP-A-2-3979 (JP, U)
Claims (1)
ンにおいて、 ストラットの車体側取り付け部を車両前後方向にのみ駆
動することによりキャスタ角を調整しうるキャスタ角調
整機構と、 走行状態に最適のキャスタ角を設定するキャスタ角設定
手段と、 車両のキャスタ角が該キャスタ角設定手段で設定された
キャスタ角をとるように該キャスタ角調整機構を制御す
る制御手段とをそなえるとともに、 該車両の速度を検出する車速検出手段と、 該車両の操舵角を検出する操舵角検出手段と、 車体に加わる横加速度を検出する横加速度検出手段と、 車体に加わる前後加速度を検出する前後加速度検出手段
と、 車体に加わる上下加速度を検出する上下加速度検出手段
とをそなえて、 該キャスタ角設定手段が、 該車速検出手段及び該操舵角検出手段からの検出情報に
基づいて該車両の旋回に伴う横加速度を算出し、該横加
速度検出手段で検出された横加速度情報から上記旋回横
加速度を減じた値を横加速度として設定するとともに、
該横加速度が大きくなるのに対応してキャスタ角が大き
くなるように横加速度に関する補正係数を設定し、 上記の前後加速度検出手段及び上下加速度検出手段から
の検出情報に基づいて、前後加速度又は上下加速度が大
きくなるのに対応してキャスタ角が小さくなるように前
後加速度及び上下加速度に関する補正係数をそれぞれ設
定するように構成されていることを特徴とする、車両用
キャスタ角制御装置。1. A caster angle adjusting mechanism that can adjust a caster angle by driving a strut-mounted portion of a strut only in the front-rear direction of a vehicle in a strut-type front suspension of a vehicle, and sets an optimum caster angle for a traveling state. And a control means for controlling the caster angle adjusting mechanism so that the caster angle of the vehicle takes the caster angle set by the caster angle setting means, and a vehicle speed for detecting the speed of the vehicle. Detecting means; steering angle detecting means for detecting a steering angle of the vehicle; lateral acceleration detecting means for detecting a lateral acceleration applied to the vehicle body; longitudinal acceleration detecting means for detecting a longitudinal acceleration applied to the vehicle body; A caster angle setting unit, comprising: a vehicle speed detection unit; and a steering angle. A lateral acceleration accompanying the turning of the vehicle is calculated based on the detection information from the detecting means, and a value obtained by subtracting the turning lateral acceleration from the lateral acceleration information detected by the lateral acceleration detecting means is set as a lateral acceleration.
A correction coefficient for the lateral acceleration is set so that the caster angle increases in accordance with the increase in the lateral acceleration. Based on the detection information from the longitudinal acceleration detecting means and the vertical acceleration detecting means, the longitudinal acceleration or the vertical acceleration is determined. A caster angle control device for a vehicle, wherein a correction coefficient for a longitudinal acceleration and a vertical acceleration is set so that a caster angle decreases as the acceleration increases.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2212216A JP2855826B2 (en) | 1990-08-09 | 1990-08-09 | Caster angle control device for vehicles |
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JP2212216A JP2855826B2 (en) | 1990-08-09 | 1990-08-09 | Caster angle control device for vehicles |
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JPH0495515A JPH0495515A (en) | 1992-03-27 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2855826B2 (en) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS6146702A (en) * | 1984-08-10 | 1986-03-07 | Toyota Motor Corp | Suspension strut bar device |
JPH023979U (en) * | 1988-06-16 | 1990-01-11 |
-
1990
- 1990-08-09 JP JP2212216A patent/JP2855826B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH0495515A (en) | 1992-03-27 |
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