JP3019316B2 - キャスタトレール制御システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、たとえば自動車のキャスタトレールを自
動的に可変するキャスタトレール制御システムの改良に
関する。

（従来の技術） 近年、乗用車等において走行安定性の向上を図るべく
車速に応じてキャスタトレールを可変するようにしたキ
ャスタトレール制御システムがある。

従来、この種のキャスタトレール制御システムは、車
速センサ、操舵センサ、中立位置の舵角センサなどによ
り状態を把握し、これらの情報をコントローラに送りキ
ャスタ可変アクチュエータを制御することにより、キャ
スタ角を変化させるようになっている。そして車速が大
きくなるにつれてキャスタトレールを大として直進性を
確保し、また、操舵時にキャスタトレールを小として操
舵性を確保するような構成となっている。

また、従来は、制動時にキャスタトレールを大きくし
て制動性をより高めるような構成となっていない。

（発明が解決しようとする課題） 上記したように、従来のキャスタトレール制御システ
ムは、車速センサ、操舵センサ、中立位置の舵角セン
サ、およびコントローラにより、キャスタ可変アクチュ
エータを制御する構成となっており、構成が複雑かつコ
ストが高くなり、しかも、制動時のキャスタトレールを
制御することができず、制動性より向上させることがで
きなかった。

この発明は、上記事情に基づきなされたもので、その
目的とするところは、現在使用のシステムを利用した簡
単かつ経済的な構成でありながら、直進性、操舵性を高
めて走行性能を高めることができるとともに制動性をよ
り向上させることができ、しかも、パワーステアリング
ポンプの能力を現在よりも低下させても十分な操舵性が
維持できる低コスト化が可能なキャスタトレール制御シ
ステムを提供しようとするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は、パワーステアリングシステムのポンプ圧
力とブレーキシステムのマスタシリンダ圧力との少なく
とも一方により駆動され、キャスタ角を可変するための
キャスタ可変アクチュエータと、この可変アクチュエー
タと接続され前記パワーステアリングシステムのポンプ
圧力およびブレーキシステムのマスタシリンダの圧力に
より切換わり、直進時にキャスタトレールを大、操舵時
にキャスタトレールを小、制動時にキャスタトレールを
大とするように前記キャスタ可変アクチュエータを動作
させるキャスタトレール制御バルブとを具備してなる構
成としたものである。

（作用） この発明は、パワーステアリングシステムのポンプ圧
力およびブレーキシステムのマスターシリンダの圧力に
より、キャスタトレール制御バルブを切換えて、キャス
タ可変アクチュエータを動作させるようにしたから、現
在使用しているシステムに簡単な機構を付設するだけで
すみ、従来必要としていた車速センサ、操舵センサ、中
立位置の舵角センサ、およびコントローラなどが不要と
なり、構成の簡素化と低コスト化が可能となる。また、
直進時にキャスタトレールを大、操舵時にキャスタトレ
ールを小、制動時にキャスタトレールを大とするように
キャスタ可変アクチュエータを動作させる構成のため、
直進性、操舵性を高めて走行性能を高めることができる
だけでなく、従来できなかった制動性のより向上が可能
となる。また、キャスタトレールの制御により操舵性が
向上するため、パワーステアリングポンプの能力を現在
よりも低下させても十分な操舵性が維持可能となり、低
コスト化が可能となる。

（実施例） 以下、この発明の一実施例ついて図面を参照して説明
する。

第１図は、この発明の構成を模式的に示し、１はキャ
スタトレール制御システムであり、２はパワーステアリ
ングシステム、３はブレーキシステムである。

前記キャスタトレール制御システム１は、キャスタ可
変アクチュエータ４を備えている。キャスタ可変アクチ
ュエータ４は、シリンダ５内に収容したピストン６と一
体の作動軸７を有し、この作動軸７の先端は、水平方向
に移動可能に支持されたフロント側の懸架装置８の上端
部8aと接続されている。

さらに、前記キャスタ可変アクチュエータ４のピスト
ン６により仕切られたシリンダ５の第１の部屋5aは配管
９を介してキャスタトレール制御バルブ10の第５の接続
口および配管11を介してキャスタトレール制御バルブ
10の第６の接続口と接続した状態となっている。ま
た、第２の部屋5bには、ばね12が収容されている。そし
て、第１の部屋5aに供給される油の圧力Ｐと第２の部屋
5bに収容されたばね12のばね力Ｆとの差によるピストン
６の変位に伴って、懸架装置８の倒れ角度、すなわちキ
ャスタ角が可変されキャスタトレールＬが可変されるよ
うになっている。

また、キャスタトレール制御バルブ10は、キャスタ可
変アクチュエータ４に接続する前記第5,第６の接続口
，以外に、パワーステアリングシステム２に接続す
る第1,第2,第3,第７の接続口，，，、およびブ
レーキシステム３に接続する第４の接続口を有してい
る。さらに、前記第１の接続口と後述するように連通
する第８の接続口および、前記第３の接続口と後述
するように連通する連通する第９の接続口が設けられ
ている。

また、前記パワーステアリングシステム２は、パワー
ステアリングポンプ20およびリザーブタンク21を備えた
配管系22が接続されたパワーステアリング制御バルブ23
を有し、さらに、このパワーステアリング制御バルブ23
には配管24,25を介して接続されたアクチュエータ26を
備えた構成となっており、図示しないハンドルの回転に
合せて車輪27の角度、すなわち舵角角度を変えるような
構成となっている。なお、このパワーステアリングシス
テム２そのものについては公知なので詳細な説明を省略
する。

また、パワーステアリングシステム２のアクチュエー
タ26の一端側に接続する配管24から配管28が分岐されて
いて、この配管28は前記キャスタトレール制御バルブ10
の前記第３の接続口に接続された状態となっている。
また、アクチュエータ26の他端側に接続する配管25から
配管29が分岐されていて、この配管29は前記キャスタト
レール制御バルブ10の前記第１の接続口に接続された
状態となっている。

さらに、前記配管系22のパワーステアリングポンプ20
とパワーステアリング制御バルブ23との間の配管22aか
ら配管30が分岐されていて、この配管30は前記キャスタ
トレール制御バルブ10の前記第２の接続口に接続され
た状態となっている。また、パワーステアリングシステ
ム２の前記リザーブタンク21と前記キャスタトレール制
御バルブ10の前記第７の接続口とが配管31を介して接
続された状態となっている。

さらに、キャスタトレール制御バルブ10の第１の接続
口に接続する配管29から配管32が分岐され、この分岐
された配管32がキャスタトレール制御バルブ10の第８の
接続口に接続された状態となっている。また、キャス
タトレール制御バルブ10の第３の接続口に接続する配
管28から配管33が分岐され、この分岐された配管33がキ
ャスタトレール制御バルブ10の第９の接続口に接続さ
れた状態となっている。

キャスタトレール制御バルブ10の前記第４の接続口
は逆止弁35を備えた配管36を介してブレーキシステム３
のマスターシリンダ37に接続されている。

さらに、逆止弁35とマスターシリンダ37とを接続する
配管36aから配管38が分岐され、この分岐された配管38
は圧力バルブ40の第１の接続口ａに接続した状態となっ
ている。また、キャスタトレール制御バルブ10の前記第
４の接続口と逆止弁35とを接続する配管36bから配管4
1が分岐され、この分岐された配管41は圧力バルブ40の
第２の接続口ｂに接続した状態となっている。さらに、
圧力バルブ40の第３の接続口ｃは配管42を介してリザー
ブタンク43に接続した状態となっている。

なお、ブレーキシステムそのものについては公知なの
で詳細な説明は省略する。

また、前記キャスタトレール制御バルブ10は、第２図
に示すように、バルブ本体50内に弁体51、52を収容した
ものであり、弁体51により仕切られたバルブ本体50の第
１の部屋50aには第１の接続口を介してパワーステア
リングシステム２側からの配管29が、また、第２の部屋
50bには第３の接続口を介してパワーステアリングシ
ステム２側からの配管28が接続されている。

前記第１の部屋50aと前記第２の部屋50bにはばね55,5
6が収容されており、直進時などの非操舵時などのパワ
ーステアリングシステム２のアクチュエータ26に至る配
管24,25に圧力差がなく第１の部屋50aと前記第２の部屋
50bが同じ圧力の場合には弁体51が中立位置を保ち、ま
た、操舵に伴い前記第１の部屋50aと前記第２の部屋50b
とに圧力差が生じた場合には、圧力の弱い方に変位する
ようになっている。

また、弁体52により仕切られたバルブ本体50の第３の
部屋55cにはばね57が収容され、また、第３の部屋55dに
は第４の接続口を介してブレーキシステム３側からの
配管36が接続されている。そして、後述するように制動
時において第４の部屋55dに油圧がかかった場合、弁体5
2がばね57の付勢力に抗して第３の部屋50c側に変位する
ようになっている。

そして、直進時などの非操舵時においてはパワーステ
アリングシステム２のアクチュエータ26に至る配管24,2
5の圧力に差がないために、前記第１の部屋50aと前記第
２の部屋50bとの圧力がバランスし、弁体51はばね55,56
により中立位置を保ったままの状態となる。このとき、
第２の接続口と第６の接続口が連通した状態とな
る。また、操舵に伴ってパワーステアリングシステム２
のアクチュエータ26に至る配管24,25の圧力に差が生じ
ると、前記第１の部屋50aと前記第２の部屋50bとの圧力
に差が生じ、弁体51は圧力が低い部屋側に変位した状態
となる。このとき、第６の接続口と第８の接続口、
もしくは第６の接続口と第９の接続口とが連通され
た状態となるようになっている。

また、制動時において、弁体52がばね57の付勢力に抗
して変位すると、第６の接続口部が弁体57により閉塞
された状態となるとともに、第５の接続口と第７の接
続口とが連通された状態となるようになっている。

第３図は、前記圧力スイッチ40の構成を示すもので、
バルブ本体60内に弁体61とばね62を収容したもので、非
制動動作時においては第３図で示すように弁体61の小径
部61aが第２の接続口ｂと第３の接続口ｃとに対向して
連通状態となり、また、制動動作に伴いマスターシリン
ダ37に圧力がかかって部屋60aの圧力が高くなると弁体6
1がばね62の付勢力に抗して変位し、流路を閉じるよう
な構成となっている。

第４図は、パワーステアリングポンプ20のポンプ圧力
Ｐと車速Ｖの関係を示し、この実施例の場合には、車速
Ｖが大きくなるとポンプ圧力Ｐが小さくなる特性を持つ
ものに付いて説明する。

つぎに、第５図および第６図を参照して、直進加速時
におけるキャスタトレールＬの制御状態を説明する。ま
ず、直進状態ではパワーステアリングシステム２が動作
していない状態にあり、パワーステアリングシステム２
のアクチュエータ26への配管24,25の圧力に差がない。
これにより、前述したようにキャスタトレール制御バル
ブ10の弁体51が中立位置を保ち、また、ブレーキシステ
ム３が動作しない状態であるため弁体52がばね57により
押し戻された状態にあり、第２の接続口と第６の接続
口が連通した状態となる。（第６図参照） 一方、加速に伴い車速Ｖが大きくなると第４図を参照
して前述したように、パワーステアリングポンプ20のポ
ンプ圧力Ｐが下がってくる。これにより、パワーステア
リングシステム２のパワーステアリングポンプ20に接続
する配管22aから分岐した配管30、およびキャスタトレ
ール制御バルブ10の第２の接続口と第６の接続口と
を結ぶ流路、および配管11を順次介して連通するキャス
タ可変アクチュエータ４の部屋5aの圧力が第１図で示す
中立位置の状態の圧力Ｐより低いP₁になる。これによ
り、キャスタ可変アクチュエータ４の作動軸７が連結さ
れたピストン６が第１図の中立状態から図中左方向に移
動する。そして、作動軸７に連結された懸架装置８の上
端部8aが左方向（矢印イ方向）に変位し、通常のキャス
タトレールＬより大きなキャスタトレールL₁（L₁＞Ｌ）
に設定される。これにより、より良好な直進性が確保で
きることになる。

つぎに、第７図および第８図を参照して、操舵時にお
けるキャスタトレールＬの制御状態を説明する。まず、
操舵にともないパワーステアリングシステム２が動作し
た状態となり、パワーステアリングシステム２のアクチ
ュエータ26への配管24,25の圧力に差が生じると前述し
たようにキャスタトレール制御バルブ10の弁体51が圧力
の低い方の部屋側に変位する。たとえば配管24の圧力よ
り配管25の圧力の方が高い場合には、第１の部屋50a内
の圧力が第２の部屋50b内の圧力より高くなって弁体51
は第８図の状態において左方向（矢印ロ方向）に変位す
る。また、ブレーキシステム３が動作しない状態である
ため弁体52がばね57により押し戻された状態にある。そ
して、第６の接続口と第８の接続口とが連通した状
態となる。（第８図参照） なお、ハンドルが逆に切られた場合には、逆に配管25
の圧力より配管24の圧力の方が高くなって弁体51は第８
図の状態において右方向（反矢印ロ方向）に変位し、第
６の接続口と第９の接続口とが連通した状態とな
る。

そして、パワーステアリングシステム２のアクチュエ
ータ26に接続する配管24,25のいずれか高い方の圧力が
キャスタ可変アクチュエータ４の部屋5aに供給される。
すなわち、第６の接続口と第８の接続口とが連通さ
れた場合には、配管29、配管29から分岐した配管32、お
よびキャスタトレール制御バルブ10の第８の接続口と
第６の接続口とを結ぶ流路、および配管11を順次介し
て連通するキャスタ可変アクチュエータ４の部屋5aが連
通され、また、第６の接続口と第９の接続口とが連
通された場合には、配管28、配管28から分岐した配管3
3、およびキャスタトレール制御バルブ10の第９の接続
口と第６の接続口とを結ぶ流路、および配管11を順
次介して連通する。そして、キャスタ可変アクチュエー
タ４の部屋5aの圧力が第１図で示す中立位置の状態の圧
力Ｐより高いP₂になる。これにより、キャスタ可変アク
チュエータ４の作動軸７が連結されたピストン６が第１
図の中立状態から図中右方向に移動する。そして、作動
軸７に連結された懸架装置８の上端部8aが右方向（矢印
ハ方向）に変位し、通常のキャスタトレールＬより小さ
なキャスタトレールL₂（L₂＞Ｌ）に設定される。これに
より、より良好な操舵性が確保できることになる。

つぎに、第９図ないし第11図を参照して、制動時の制
御状態を説明する。まず、制動動作によりマスターシリ
ンダ37に圧力がかかることにより圧力バルブ40の弁体61
が第９図に示すようにばね62の付勢力に抗して変位し、
第２の接続口ｂと第３の接続口ｃとを連通する流路を閉
じた状態となる。これにより、マスターシリンダ37の圧
力がキャスタトレール制御バルブ10の第４の接続口に
加わり、第４の部屋50dの圧力が上昇する。そして、弁
体52がばね57の付勢力に抗して第11図の矢印ニ方向に変
位し、キャスタトレール制御バルブ10の第５の接続口
と第７の接続口とが連通し、キャスタ可変アクチュエ
ータ４の部屋5aが、配管９、キャスタトレール制御バル
ブ10の第５の接続口と第７の接続口とを結ぶ流路、
配管31を順次介してパワーステアリングシステム２のリ
ザーブタンク21に連通した状態となる。

これにより、キャスタ可変アクチュエータ４の部屋5a
内の油がリザーブタンク21側に抜け、部屋5a内の圧力が
第１図で示す中立位置の状態の圧力Ｐより低い高いP₃に
なる。これにより、キャスタ可変アクチュエータ４の作
動軸７が連結されたピストン６がばね12の付勢力により
第１図の中立状態から図中左方向に移動する。そして、
作動軸７に連結された懸架装置８の上端部8aが左方向
（矢印ホ方向）に変位し、通常のキャスタトレールＬよ
り大きなキャスタトレールL₁（L₁＞Ｌ）に設定される。
これにより、より良好な制動性が確保できることにな
る。

このように、上記実施例によれば、パワーステアリン
グシステムのポンプ圧力およびブレーキシステムのマス
ターシリンダの圧力により、キャスタトレール制御バル
ブを切換えて、キャスタ可変アクチュエータを動作させ
るようにしたから、従来あるパワーステアリングシステ
ム１とブレーキシステム３に、システムに簡単な機構を
付設するだけですみ、従来必要としていた車速センサ、
操舵センサ、中立位置の舵角センサ、およびコントロー
ラなどが不要となり、構成の簡素化と低コスト化が可能
となる。また、直進時にキャスタトレールを大、操舵時
にキャスタトレールを小、制動時にキャスタトレールを
大とするようにキャスタ可変アクチュエータを動作させ
る構成のため、直進性、操舵性を高めて走行性能を高め
ることができるだけでなく、従来できなかった制動性の
より向上が可能となる。また、キャスタトレールの制御
により操舵性が向上するため、パワーステアリングポン
プの能力を現在よりも低下させても十分な操舵性が維持
可能となり、低コスト化が可能となる。

なお、本発明は上記一実施例に限らず、要旨を変えな
い範囲で種々変形実施可能なことは勿論である。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明によれば、現在使用の
システムを利用した簡単かつ経済的な構成でありなが
ら、直進性、操舵性を高めて走行性能を高めることがで
きるとともに制動性をより向上させることができ、しか
も、パワーステアリングポンプの能力を現在よりも低下
させても十分な操舵性が維持できる低コスト化が可能な
キャスタトレール制御システムを提供を提供できるとい
った効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を説明するためのもので、第
１図は構成を模式的に示す図、第２図はキャスタトレー
ル制御バルブの概略的構成図、第３図は圧力バルブの概
略的構成図、第４図は車速とパワーステアリングポンプ
圧力との関係を示す図、第５図は直進加速時のキャスタ
トレール制御状態を示す説明図、第６図は同じく直進加
速時におけるキャスタトレール制御バルブの動作状態を
示す説明図、第７図は操舵時のキャスタトレール制御状
態を示す説明図、第８図は同じく操舵時におけるキャス
タトレール制御バルブの動作状態を示す説明図、第９図
は制動時の圧力バルブの動作状態を示す図、第10図は同
じく制動時のキャスタトレール制御状態を示す説明図、
第11図は同じく制動時におけるキャスタトレール制御バ
ルブの動作状態を示す説明図である。 １……キャスタトレール制御システム、２……パワース
テアリングシステム、３……ブレーキシステム、L,L₁,L
₂……キャスタトレール。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】パワーステアリングシステムのポンプ圧力
   とブレーキシステムのマスタシリンダ圧力との少なくと
   も一方により駆動され、キャスタ角を可変するためのキ
   ャスタ可変アクチュエータと、 このキャスタ可変アクチュエータと接続され前記パワー
   ステアリングシステムのポンプ圧力およびブレーキシス
   テムのマスタシリンダの圧力により切換わり、直進時に
   キャスタトレールを大、操舵時にキャスタトレールを
   小、制動時にキャスタトレールを大とするように前記キ
   ャスタ可変アクチュエータを動作させるキャスタトレー
   ル制御バルブとを具備したことを特徴とするキャスタト
   レール制御システム。