JP2894393B2

JP2894393B2 - 車両用キャスタ角制御装置

Info

Publication number: JP2894393B2
Application number: JP4028514A
Authority: JP
Inventors: 善紀見市; 泰孝谷口; 隆夫森田; 忠夫田中
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1992-02-14
Filing date: 1992-02-14
Publication date: 1999-05-24
Anticipated expiration: 2014-05-24
Also published as: JPH05221217A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両において車輪に作
用する前後方向力の変化に対して車輪のキャスタ角を制
御する装置に関し、特に、前輪駆動車の前輪のキャスタ
角の制御に用いて好適の、車両用キャスタ角制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】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る手段も提案さ
れている。

【０００３】かかるキャスタ角は、車両の直進安定性や
操舵性能に影響する。一般に、例えばキャスタ角が大き
いと車両の直進安定性が高まる一方で操舵時に要する操
舵力が大きくなり、キャスタ角が小さいと車両の直進安
定性は低くなるが操舵時に要する操舵力は小さくなる。
また、車輪に作用する外乱に対する車輪の安定性を考え
ると、キャスタ角が大きい方が外乱に対する安定性があ
る。

【０００４】ところで、車両の車輪に作用する駆動力や
制動力といった前後方向の力が変化すると、操舵力（操
舵手応え）も変化することが知られている。特に、キャ
スタ角が大きいとこのような前後方向力の操舵力への影
響が大きく、逆に、キャスタ角が小さいと前後方向力の
操舵力への影響が小さくなる。特に、ＦＦ車（フロント
エンジン・フロントドライブ車）等の前輪駆動車では、
操舵輪である前輪を駆動するので、前後方向力の操舵力
への影響が大きい。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の車両では、車輪に作用する駆動力や制動力といっ
た前後方向の力に対するキャスタ角の制御は考えられて
いなかった。つまり、従来の車両では、前後方向の力に
対してキャスタ角は一定とされ、車輪に作用する前後方
向力の操舵力への影響を低減するためには、予めキャス
タ角を小さいものに設定することで対処していた。

【０００６】ところで、キャスタ角が小さいと、直進走
行安定性や外乱安定性が低下するので、これらの点では
不利になる。このため、上述のような小キャスタ角の設
定は、本来直進安定性や外乱安定性の点で優れている前
輪駆動車において行なわれていた。しかし、かかる前輪
駆動車の場合にも、キャスタ角を小さくすることは、直
進走行安定性や外乱安定性を低下させることになる。

【０００７】本発明は、このような課題に鑑みて案出さ
れたもので、キャスタ角の制御によって車両の直進走行
性等を確保しながら車輪に前後方向力が作用した際の操
舵手応えの安定性を確保できるようにした、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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため、本発明の車両
用キャスタ角制御装置は、車両のサスペンションの構成
要素を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、該車両の走行状態に応じてキャスタ
角を設定するキャスタ角設定部をそなえ該車両のキャス
タ角がこの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、該車両の車輪に作用する前後方向力を検出しうる前
後方向力検出手段をそなえ、上記キャスタ角設定部は、
上記車両の直進走行時に応じた上記キャスタ角を基準キ
ャスタ角に設定し、上記前後方向力検出手段からの情報
に基づいて上記車輪に前後方向力が作用しているときに
はこの前後方向力による上記車輪の操舵力変化を低減す
るように該前後方向力の状態に応じてキャスタ角補正量
を設定し、該キャスタ角補正量により該基準キャスタ角
を補正するとともに、該キャスタ角補正量を該車両の旋
回時と直進時とで異なるものに設定するように構成され
ていることを特徴としている。

【０００９】

【作用】上述の本発明の車両用キャスタ角制御装置で
は、制御手段のキャスタ角設定部において、車両の直進
走行時に応じたキャスタ角を基準キャスタ角に設定し、
前後方向力検出手段からの情報に基づいて車輪に前後方
向力が作用しているときにはこの前後方向力による上記
車輪の操舵力変化を低減するように該前後方向力の状態
に応じてキャスタ角補正量を設定し、該キャスタ角補正
量により該基準キャスタ角を補正する。特に、該キャス
タ角補正量を該車両の旋回時と直進時とで異なるものに
設定する。そして、キャスタ角調整機構を通じて車両の
キャスタ角をこの設定したキャスタ角になるように制御
する。

【００１０】

【実施例】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、図１
はその要部構成を示すブロック図、図２はそのキャスタ
角調整機構を示す分解斜視図、図３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、図４は
そのキャスタ角調整機構の油圧回路構成図、図５はその
動作を説明するフローチャート、図６〜９は本装置の制
御における制御量（補正係数）の設定に関するマップ、
図１０はキングピン回りのモーメントの駆動・制動に関
する特性を示す図、図１１はその制御原理を説明する車
輪部分の模式的な側面図、図１２はその制御原理を説明
する車輪部分の模式的な平面図である。

【００１１】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、図３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の頭部が車体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。

【００１２】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。なお、１０はクロスメンバー９に設
けられたセンターメンバ、１１はディスクブレーキであ
る。

【００１３】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φ
を自在に調整しうるキャスタ角調整機構１２，１２が設
けられている。なお、２７は駆動シャフト、２８はスタ
ビライザーである。このキャスタ角調整機構１２，１２
は、各輪とも同様に構成されており、図２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。

【００１４】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。

【００１５】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１８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。摺動壁部１９，１９は、楔状の断面を有
し、例えば板部材１８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。

【００１６】なお、各摺動壁部１９とこれに対向するレ
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、スライダ板１３を車体前後方向に
沿って安定させて、スムーズにスライドできるようにし
ている。また、図２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。

【００１７】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２３，２３が突設されて、固
定孔２２，２２にこれらの取付ボルト２３，２３が締結
されることにより、ストラット１の頭部１Ａがスライダ
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。

【００１８】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。そして、こうしたスライド機構１
２，１２の各スライド板１３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ェータ（駆動装
置）２５がダイレクトに連結されている。このアクチェ
ータ２５としてしは、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２
５Ａ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。

【００１９】この場合、例えば図４に示すような油圧回
路構成が考えられる。図４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、２５
ｈはチェックバルブ、２５ｉ，２５ｊ，２５ｋ，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。

【００２０】このアクチェータ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では、各種センサ２９からの情報情報に基づい
てアクチェータ２５の作動を制御してキャスター角を調
整するようになっている。つまり、図１に示すように、
コントローラ２６には、各車輪毎の制御量に関する補正
係数（補正量）を設定する補正係数設定部２６Ｋ，２６
Ｌ，２６Ｍと、予め設定された基準キャスタ角φ₀ を記
憶された基準キャスタ角記憶部２６Ｊと、基準キャスタ
角憶部２６Ｊに記憶された基準キャスタ角φ₀ を演算部
２６Ｋ，２６Ｌ，２６Ｍで算出された各補正係数Ｋ，
Ｋ′，ｋで補正して目標とするキャスタ角φを設定する
ャスタ角設定部２６Ｆとをそなえている。

【００２１】補正係数設定部２６Ｋ，２６Ｌ，２６Ｍに
は、前後加速度センサ２９Ｅや操舵角センサ（舵角セン
サ）２９Ｂや横加速度センサ２９Ｄや車速センサ２９Ｃ
などの各種センサ２９からの情報が取り込まれるように
なっている。なお、前後加速度センサ２９Ｅは車両の車
輪に作用する前後方向力を検出しうる前後方向力検出手
段として構成されている。

【００２２】基準キャスタ角憶部２６Ｊに記憶される基
準キャスタ角φ₀は、比較的大きな値（大キャスタ角）
が設定されており、直進走行時の車両の安定性が確保さ
れるとともに外乱に対する安定性も確保されるようにな
っている。補正係数設定部２６Ｋは、駆動時（加速時）
や制動時（減速時）に車輪に作用する前後方向力に対応
して補正係数Ｋを設定する部分であり、ここでは、駆動
時には、図６に示すようなマップＡを用いて、前後方向
力に対応する車両の前後加速度Ｇ_Fに応じて補正係数Ｋ
を設定し、制動時には、図７に示すようなマップＢを用
いて、前後方向力に対応する車両の前後加速度Ｇ_Fに応
じて補正係数Ｋを設定するようになっている。

【００２３】この補正係数Ｋを設定するのは、以下の目
的による。つまり、駆動時や制動時等に、車輪に生じる
前後方向力が変化すると、車輪のキングピン軸回りのモ
ーメントＭｋが変化して操舵力が変化する。このモーメ
ントＭｋは車輪のキャンバトレールを変えることでも調
整できるので、車輪のキャンバトレールを変えることで
前後方向力の変化による操舵力の変化を相殺できる。そ
こで、このようなキャンバトレールの調整を行なえるよ
うに補正係数Ｋを設定するのである。

【００２４】ここで、車輪のキングピン軸回りのモーメ
ントＭｋについて、図１１，１２を用いて説明する。キ
ングピン軸回りのモーメントＭｋは、図１１，１２に示
すように、タイヤ発生前後力（駆動力や制動力等のタイ
ヤに生じる前後方向の力）Ｆ，対地キングピンオフセッ
トｄ，タイヤ発生横力Ｆｙ，ニューマチックトレール
Ｎ，キャスタトレールＮｃとすると、次式のようにあら
わせる。

【００２５】Ｍｋ＝Ｆ×ｄ＋Ｆｙ×（Ｎ＋Ｎｃ）・・・・（１）また、セルフアライニングトルクＳＡＴは、次式のよう
にあらわせる。ＳＡＴ＝Ｍｋ−Ｆｙ×Ｎここで、ドライバがハンドルを握っていて感じる操舵手
応え、即ち、車輪を転舵するときに要する力（操舵力）
は、キングピン軸回りのモーメントＭｋに対応する。し
たかって、キングピン軸回りのモーメントＭｋを一定に
保てば操舵手応え（操舵力）も一定に保たれる。

【００２６】なお、車輪のニューマチックトレールＮ
は、図１１に示すように、タイヤＴにセルフアライニン
グトルクがはたらくときのタイヤ中心線と着力点との距
離であり、タイヤ転がり半径Ｒと、タイヤ接地荷重Ｗ
と、タイヤ発生前後力Ｆとから下式により算出できる。Ｎ＝Ｒ・Ｆ／Ｗ・・・・（２）上記の（１），（２）式より、タイヤ発生前後力（即
ち、駆動力や制動力）がモーメントＭｋに大きく影響す
ることがわかる。なお、タイヤ発生前後力Ｆは、車両に
加わる前後加速度Ｇｙに対応するので、ここでは、タイ
ヤ発生前後力Ｆの増減を前後加速度Ｇｙの増減と考え
る。

【００２７】これに対して、キャスタトレールＮｃがモ
ーメントＭｋに影響することが上記の（１）式よりわか
る。したがって、タイヤ発生前後力Ｆの変化により、例
えば上記の（１）式中のＦ×ｄの項及びＦｙ×Ｎの項に
よりモーメントＭｋが増加したら、キャスタトレールＮ
ｃを減少させることで、この増加分だけＦｙ×Ｎｃを減
少させればモーメントＭｋを一定にでき、Ｆ×ｄ及びＦ
ｙ×Ｎの項によりモーメントＭｋが減少したら、キャス
タトレールＮｃを増加させることで、この減少分だけＦ
ｙ×Ｎｃを増加させればモーメントＭｋを一定にでき
る。

【００２８】車両のサスペンション特性によって一概に
は言えないが、タイヤ発生前後力Ｆのキングピン軸回り
モーメントＭｋへの影響は、例えば図１０に示す曲線Ｌ
１，Ｌ２で示すようになる。なお、曲線Ｌ１は制御範囲
でキャスタトレールＮｃが最大値（大キャスタトレー
ル）とされた場合を示し、曲線Ｌ２は制御範囲でキャス
タトレールＮｃが最小値（小キャスタトレール）とされ
た場合を示している。

【００２９】図示するように、前後力Ｆが駆動側に増大
すると、Ｆの大きさが小さい領域では前後力Ｆの増加に
したがってモーメントＭｋが増加するが、さらにＦが大
きくなると、今度は前後力Ｆの増加にしたがってモーメ
ントＭｋが減少し、Ｆが極めて大きくなるとモーメント
Ｍｋが急減少する。一方、前後力Ｆが制動側に増大する
と、Ｆの大きさが増加するにしたがってモーメントＭｋ
が減少し、Ｆが大きくなるほどはこの減少度合いが増し
て、Ｆが極めて大きくなるとモーメントＭｋが急減少す
る。

【００３０】また、曲線Ｌ１とＬ２とを比較してわかる
ように、キャスタトレールが大きいほどモーメントＭｋ
が大きくなる特性がある。そして、このキャスタ制御で
は、例えば図１０中に目標性能として太実線Ｌ３で示す
ように、前後力Ｆが変化してもモーメントＭｋがほぼ一
定となるようにしたいのである。

【００３１】また、キャスタトレールＮｃは、キャスタ
角φと対応して増減し、キャスタトレールＮｃを大きく
するにはキャスタ角φを大きくすればよく、キャスタト
レールＮｃを小さくするにはキャスタ角φを小さくすれ
ばよい。このため、前後加速度Ｇｙ（即ち、前後力Ｆ）
の大きさが駆動側に増大すると、図６に示すように、前
後加速度Ｇｙの大きさが小さい領域では前後加速度Ｇｙ
の増加にしたがってキャスタ角（即ち、キャスタトレー
ル）を減少させ、さらに前後加速度Ｇｙの大きさが大き
くなると、今度は前後加速度Ｇｙの大きさの増加にした
がってキャスタ角（キャスタトレール）を増加させて、
前後加速度Ｇｙが極めて大きくなるとキャスタ角（キャ
スタトレール）を急増させるように補正係数Ｋが設定さ
れている。

【００３２】これにより、前後力Ｆが駆動側に変化した
場合のモーメントＭｋの変化が、キャスタ角を調整する
ことで相殺されるようになっている。また、前後加速度
Ｇｙ（即ち、前後力Ｆ）の大きさが制動側に増大する
と、図７に示すように、前後加速度Ｇｙの大きさが増加
するにしたがってキャスタ角（キャスタトレール）を増
加させ、前後加速度Ｇｙの大きさが大きくなるほどはこ
の増加度合いを増して、前後加速度Ｇｙの大きさが極め
て大きくなるとキャスタ角（キャスタトレール）を急増
させるように補正係数Ｋが設定されている。

【００３３】これにより、前後力Ｆが制動側に変化した
場合のモーメントＭｋの変化も、キャスタ角を調整する
ことで相殺されるようになっている。補正係数設定部２
６Ｌは、旋回時に横加速度Ｇｙに対応してキャスタ角の
制御を行なうために補正係数Ｋ′を設定するが、ここで
は、例えば図８に示すようなマップIIに基づいて横加速
度Ｇｙに対応して補正係数Ｋ′を設定する。図８に示す
マップIIでは、補正係数Ｋ′は、横加速度Ｇｙが発生す
るとまず横加速度Ｇｙの増大にしたがって急増して、さ
らに横加速度Ｇｙが増大すると、緩やかに増大するよう
になって、横加速度Ｇｙがある程度大きくなると、減少
するようになっている。

【００３４】横加速度Ｇｙの小さい領域（図中、ａで示
す範囲）で、横加速度Ｇｙが増大するにしたがって補正
係数Ｋ′を急増させているのは、小舵角旋回時などの横
加速度Ｇｙの小さい旋回時に、中立手応えを確保するた
めである。また、さらに横加速度Ｇｙが大きくなると横
加速度Ｇｙが増大するにしたがってほぼリニアに補正係
数Ｋ′を増加させている（図中、ｂで示す範囲）のは、
横加速度Ｇ_Yが大きくなったことをドライバに実感しや
すくするリニヤリティを確保するためと、車両の走行安
定性を確保するためである。これにより、横加速度Ｇｙ
の増大に応じて曲がりにくくなる（例えばハンドルが重
くなる）ことで、ドライバが横加速度Ｇｙの大きさをリ
ニアに実感できる。

【００３５】さらに、これ以上に横加速度Ｇｙが大きく
なると補正係数Ｋ′を減少させているが、これは、横加
速度Ｇｙの大きさが限界近くまで増大したことを、ドラ
イバに知らせるためである。これにより、横加速度Ｇｙ
の大きさが限界近くになると、横加速度Ｇｙの増大に応
じてキャスタ角を減少させることで操舵力が低下するの
で、ドライバはコーナリングフォースが限界に近いこと
を実感できる。

【００３６】なお、この補正係数Ｋ′の横加速度の生じ
る旋回時のためのもので、ここでは補正係数Ｋ′は旋回
時のみ制御するように設定し、直進時にはＫ′を１．０
にして制御しないようにしている。補正係数設定部２６
Ｍは、旋回時に車速Ｖに対応してキャスタ角の制御を行
なうために補正係数ｋを設定するが、ここでは、例えば
図９に示すようなマップIII に基づいて車速Ｖに対応し
て補正係数ｋを設定する。図９に示すマップIII では、
中低速領域では、車速Ｖの大きさに比例するように補正
係数ｋが増加しているが、これは、一般にキャスタ角が
大きい方が走行安定性（直進安定性）が良好になり、高
速なほど走行安定性が求められるからである。高速領域
では、車速Ｖの大きさにかかわらずに補正係数ｋが一定
と加しているが、これは、車速が高速領域で限界に近づ
いていることをドライバに知らせるためのものである。

【００３７】そして、キャスタ角設定部２６Ｆでは、次
式に基づいてキャスタ角φを設定するようになってい
る。 φ＝Ｋ・Ｋ′・ｋ・φ₀ ・・・（３）なお、補正係数Ｋは前後方向力に対応して設定され、補
正係数Ｋ′は、旋回時には横加速度Ｇｙに対応した値に
設定され、直進時には１．０に固定されるので、基準キ
ャスタ角φ ₀ を補正するキャスタ角補正量（補正係数
Ｋ，Ｋ′の積）Ｋ・Ｋ′に着目すると、このキャスタ角
補正量Ｋ・Ｋ′は、直進時には前後方向力のみに対応し
て設定され、旋回時には前後方向力及び横加速度Ｇｙに
対応して設定されるようになっている。即ち、キャスタ
角補正量Ｋ・Ｋ′を該車両の旋回時と直進時とで異なる
ものに設定するように構成されている。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、例えば図５に示すようにして、各
車輪毎にキャスタ角が設定される。

【００３８】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等をイ
ニシャル設定し（ステップＳ１）、舵角θ，車速Ｖ，横
加速度Ｇｙ及び前後加速度Ｇ_Fに関する検出信号を各セ
ンサ２９Ｂ〜２９Ｅから読込む（ステップＳ２）。次の
ステップＳ３で、前後加速度センサ２９Ｅから得られる
車両に加わる前後加速度Ｇ_Fを閾値Ｇ₁，−Ｇ₁（Ｇ₁
＞０）と比較して、前後加速度Ｇ_Fが閾値−Ｇ₁よりも
小さいか、前後加速度Ｇ_Fが閾値Ｇ₁と閾値−Ｇ₁との
間にあるか、前後加速度Ｇ_Fが閾値Ｇ₁よりも大きいか
を判断する。なお、ここでは正の閾値Ｇ₁と負の閾値−
Ｇ₁とを大きさの等しいものにしているが、これらを大
きさの異なるものに設定することも考えられる。

【００３９】前後加速度Ｇ_Fが閾値−Ｇ₁よりも小さい
時には、ステップＳ４に進んで、制動時マップＢ（図７
参照）から前後加速度Ｇ_Fの大きさに対応して補正係数
Ｋを設定する。前後加速度Ｇ_Fが閾値Ｇ₁と閾値−Ｇ₁
との間にある時には、ステップＳ５に進んで、補正係数
Ｋを１．０に設定する。これは、この時には、前後力Ｆ
は小さいものと考えられ、前後力Ｆ（つまり、前後加速
度Ｇ_F）に応じて生じる操舵力変化は少ないので、操舵
力制御は行なわない。

【００４０】前後加速度Ｇ_Fが閾値Ｇ₁よりも大きい時
には、ステップＳ６に進んで、制動時マップＡ（図６参
照）から前後加速度Ｇ_Fの大きさに対応して補正係数
（補正係数）Ｋを設定する。これらのステップＳ４〜Ｓ
６で補正係数Ｋが設定されると、ステップＳ３に進ん
で、舵角センサ２９Ｂから得られる舵角θの大きさ｜θ
｜を閾値θ₀（θ₀＞０）と比較して、舵角｜θ｜が閾
値θ₀よりも小さいかを判断し、舵角｜θ｜が閾値θ₀
よりも小さければ、直進走行中であるとして、ステップ
Ｓ８へ進み、舵角｜θ｜が閾値θ₀よりも小さくなけれ
ば、旋回走行中であるとして、ステップＳ９へ進む。

【００４１】ステップＳ８に進んだ場合、直進走行中な
ので、補正係数Ｋ′を１．０に設定して、旋回時制御は
行なわない。一方、ステップＳ９に進んだ場合、旋回走
行中なので、マップII（図８参照）から横加速度Ｇｙの
大きさに対応して補正係数Ｋ′を設定する。そして、ス
テップＳ８又はステップＳ９で補正係数Ｋ′を設定した
ら、ステップＳ１０に進み、マップIII （図９参照）か
ら車速Ｖに対応して補正係数ｋを設定する。

【００４２】さらに、ステップＳ１１に進んで、キャス
タ角設定部２６Ｆにおいて、上式（３）に示すように、
これらの補正係数Ｋ，Ｋ′，ｋを基準キャスタ角φ₀に
積算して、目標キャスタ角φを設定する。このようなス
テップＳ２〜Ｓ１１の動作は、所定の制御周期毎に行な
われ、車両の走行状態や走行する路面の状態に応じてキ
ャスタ角が時々適切に制御されるのである。

【００４３】そして、実際のキャスタ角がこのようにし
て設定された目標キャスタ角φになるように、コントロ
ーラ２６がアクチェータ２５を制御して、アクチェータ
２５によって、各スライダ板１３，１３が前方あるいは
後方側に駆動され、キャスタ調整される。このようにし
てキャスタ角が制御されるので、以下のような利点があ
る。

【００４４】基準キャスタ角憶部２６Ｊに記憶される基
準キャスタ角φ₀が比較的大きな値に設定されるので、
直進走行時の車両の安定性が確保されるとともに外乱に
対する安定性も確保される。補正係数Ｋによって車輪に
発生する前後力に対応してキャスタ角φが調整されるの
で、駆動力や制動力等で車輪に発生する前後力が変化し
てもキングピン回りのモーメントＭｋはほぼ一定状態に
維持されて、操舵力即ち操舵手応えがほぼ一定に維持さ
れる。これにより、ドライバが安定したステアフィーリ
ングで運転できるようになり、車両の運転フィーリング
が向上する。

【００４５】補正係数Ｋ′により操舵時には操舵性能が
良好になる。つまり、横加速度Ｇｙの小さい緩やかな旋
回状態では、中立手応えが確保され、横加速度Ｇｙがあ
る程度大きい一般的な旋回状態では、徐々に操舵手応え
が増すことで旋回の程度をドライバが実感しやすくな
り、横加速度Ｇｙが限界に近い領域になると、操舵力が
低下するので、ドライバはコーナリングフォースが限界
に近いことを実感できる。

【００４６】さらに、補正係数ｋにより速度に応じて要
求される走行安定性が速度に応じて高められて、走行性
能が向上する。また、高速領域では、補正係数ｋが一定
とされて、車速が高速領域で限界に近づいていることを
ドライバが知ることができる。なお、上記の各マップ
（図６〜９参照）は、一例であり、各マップの特性傾向
のもとに種々のマップの態様が考えられる。

【００４７】

【発明の効果】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、車両のサスペンションの構
成要素を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、該車両の走行状態に応じてキャス
タ角を設定するキャスタ角設定部をそなえ該車両のキャ
スタ角がこの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、該車両の車輪に作用する前後方向力を検出しうる前
後方向力検出手段をそなえ、上記キャスタ角設定部は、
上記車両の直進走行時に応じた上記キャスタ角を基準キ
ャスタ角に設定し、上記前後方向力検出手段からの情報
に基づいて上記車輪に前後方向力が作用しているときに
はこの前後方向力による上記車輪の操舵力変化を低減す
るように該前後方向力の状態に応じてキャスタ角補正量
を設定し、該キャスタ角補正量により該基準キャスタ角
を補正するとともに、該キャスタ角補正量を該車両の旋
回時と直進時とで異なるものに設定するように構成され
ることにより、直進走行時の車両の安定性や外乱に対す
る安定性を確保しつつ、旋回時の車両の安定性や外乱に
対する安定性を確保しうるようになる。そして、駆動力
や制動力等で車輪に発生する前後力が変化してもキング
ピン回りのモーメントＭｋはほぼ一定状態に維持され
て、操舵力即ち操舵手応えがほぼ一定に維持される。こ
れにより、ドライバが安定したステアフィーリングで運
転できるようになり、車両の運転フィーリングが向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての車両用キャスタ角制
御装置の要部構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施例としての車両用キャスタ角制
御装置のキャスタ角調整機構を示す分解斜視図である。

【図３】本発明の一実施例としての車両用キャスタ角制
御装置のキャスタ角調整機構をそなえたサスペンション
を示す斜視図である。

【図４】本発明の一実施例としての車両用キャスタ角制
御装置のキャスタ角調整機構の油圧回路構成図である。

【図５】本発明の一実施例としての車両用キャスタ角制
御装置の動作を説明するフローチャートである。

【図６】本発明の一実施例としての車両用キャスタ角制
御装置における制御量（補正係数）の設定に関するマッ
プである。

【図７】本発明の一実施例としての車両用キャスタ角制
御装置における制御量（補正係数）の設定に関するマッ
プである。

【図８】本発明の一実施例としての車両用キャスタ角制
御装置における制御量（補正係数）の設定に関するマッ
プである。

【図９】本発明の一実施例としての車両用キャスタ角制
御装置における制御量（補正係数）の設定に関するマッ
プである。

【図１０】本発明の一実施例としての車両用キャスタ角
制御装置の制御原理を説明するためにキングピン回りの
モーメントの駆動・制動に関する特性を示す図である。

【図１１】本発明の一実施例としての車両用キャスタ角
制御装置の制御原理を説明する車輪部分の模式的な側面
図である。

【図１２】本発明の一実施例としての車両用キャスタ角
制御装置の制御原理を説明する車輪部分の模式的な平面
図である。

【符号の説明】

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１７ａ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アクチェータ（駆動装置）２５Ａ油圧給排系２５Ｂ油圧シリンダ２５ａ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２６Ｆキャスタ角設定部２６Ｋ，２６Ｌ，２６Ｍ補正係数設定部２６Ｊ基準キャスタ角記憶部２７駆動シャフト２８スタビライザー２９センサ２９Ｂ操舵角センサ（舵角センサ）２９Ｃ車速センサ２９Ｄ横加速度センサ２９Ｅ前後方向力検出手段としての前後加速度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田中忠夫東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (56)参考文献特開昭60−47714（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−50012（ＪＰ，Ａ) 特開平２−220908（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車両のサスペンションの構成要素を駆動
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、該車両の走行状態に応じてキャスタ角を設定するキャス
タ角設定部をそなえ該車両のキャスタ角がこの設定され
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、該車両の車輪に作用する前後方向力を検出しうる前後方
向力検出手段をそなえ、上記キャスタ角設定部は、上記車両の直進走行時に応じ
た上記キャスタ角を基準キャスタ角に設定し、上記前後
方向力検出手段からの情報に基づいて上記車輪に前後方
向力が作用しているときにはこの前後方向力による上記
車輪の操舵力変化を低減するように該前後方向力の状態
に応じてキャスタ角補正量を設定し、該キャスタ角補正
量により該基準キャスタ角を補正するとともに、該キャ
スタ角補正量を該車両の旋回時と直進時とで異なるもの
に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。