JPH04110216A - 車両用キャスタ角制御装置 - 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、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、車両の停止時にキャスタ角を制
御する、車両用キャスタ角制御装置に関する。

［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。

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。

特に、上述の操舵角の大きさに応じたキャスタ角の制御
は、小さな操舵力で所望の操舵を行なえるようにしたも
ので、このような操舵力を軽くする装置としては、パワ
ーステアリングが広く知られている。

例えば、第６図は一般的な電子制御式パワーステアリン
グ機構の構成を示すもので１図中、符号５１はパワステ
油圧制御部、５２はステアリングギヤ＆リンケージ、５
３はオイルリザーバ、５４はプレッシャホース、５５は
オイルポンプ、５６はターラチューブであり、パワステ
油圧制御部５１ではオイルポンプ５５で駆動さしたオイ
ルをステアリングギヤ＆リンケージ５２の部分に設けら
れたシリンダ内に適宜供給することで、操舵操作をアシ
ストする。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上述の従来のパワーステアリング機構では、
作動油の駆動に用いられるオイルポンプ５５は通常エン
ジン回転に連動して作動するものである。このようなオ
イルポンプ５５のポンプ能力は、エンジン回転速度に対
応したものとなり、エンジン回転数が低いとポンプ能力
も低下する。

また、一般に、車速か低いときほどハンドルが重くなる
ので、パワーステアリング機構では、定車速時にはアシ
スト力を強める必要がある。特に、停車時にハンドルを
据え切りしようとする時には、ハンドルが一層重くなる
ので、アシスト力を更に強める必要がある。

しかしながら、停車時には、エンジンはアイドリング状
態となるため、オイルポンプ５５の能力が極めて低い状
態になり、停車時にパワーステアリングアシスト力を十
分に確保するためには、オイルポンプ５５を十分に大き
い能力のものにするか、又はアイドル回転数を適当に上
昇させてポンプ能力を向上させる必要がある。

いずれにしても、停車時に十分なパワーステアリングア
シスト力を確保するには、一定以上のオイルポンプ能力
を要する上、エンジン出力の消費も大きいなどのマイナ
ス面がある。また、エンジン負荷が大きくなることから
、エンジン音も大きくなるという不具合もある。

そこで、パワーステアリングのアシスト力のみに頼らず
に、前述のように、キャスタ角の制御による操舵力の調
整を適宜行なうようにすることが考えられる。

本発明は、このような課題に鑑みて案呂されたもので、
停車時の操舵力を小さくできるようにキャスタ角を調整
することで、停車時におけるパワーステアリングのアシ
スト力を低減できるようにした、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。

［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
のサスペンションにおいて、該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、車両が停止状態にあること
を検出する停止状態検出手段をそなえ、該制御手段が、
停止状態検出手段で車両が停止状態にあることが検出さ
れると該キャスタ角を小さくすべく該キャスタ角調整機
構を制御するように構成されていることを特徴としてい
る。

［作　用コ 上述の本発明の車両用キャスタ角制御装置では、停止状
態検出手段で車両が停止状態にあることが検出されると
、制御手段がキャスタ角を小さくするようにキャスタ角
調整機構を制御する。そして、キャスタ角調整機構によ
り、サスペンションの構成要素が駆動されてキャスタ角
がほぼＯとされる。

これにより、停車時における操舵力を小さくできるよう
になる。

［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、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図は走行
制御のためのマツプ、第３図はそのキャスタ角調整機構
を示す分解斜視図、第４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５図はそのア
クチュエータの油圧回路構成図である。

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４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ツクアブソーバ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。

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、シミツクアブソーバ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に設けたセンターメン
バ、１１はディスクブレーキである。

そして、こうしたストラット１．１の頭部ＬＡ。

ＩＡの取付部に、この頭部ＩＡ、ＬＡ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。

なお、第４図において、２７は開動シャフト、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はいずれも同様に構
成されており、第３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。

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１７．１
７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ＩＡが貫通するようになっている。なお、１
７ａはレール部１７を支えるためのリブである。

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。

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、
スムーズにスライドできるようにしている。第３図中、
２１は摺動壁部１９の各回つの外側面に設けられたベア
リング転勤面であり、長方形の凹部よりなっている。

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ＩＡ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２２．２
２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ＩＡ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。なお、２４はス
トラット頭部を締結するためのナツトを示す。

そして、こうしたスライド機構１２．１２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。このアクチエータ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徘系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。

この場合、例えば第５図に示すような油圧回路構成が考
えられる。第５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はチエツ
クバルブ、２５ｉ、２５Ｊ、２５に、２５１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。

このアクチエータ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）２９から
の情報に基づいて、車速■に応じてキャスタの角度を調
整できるようにしている。

このため、コントローラ２６には、キャスタ角設定部が
そなえられ、車速センサ２９ａからの信号を受けて、車
速Ｖに対応したキャスタ値Ｃを決定するようになってい
る。

特に、キャスタ角設定部では、コントローラ２６での車
両の走行時におけるキャスタ負制＃（走行時キャスタ角
制御）と、車両の停止時におけるキャスタ角制御（停車
時キャスタ角制御）とで、異なる基準でキャスタ値Ｃを
設定する。

つまり、キャスタ値Ｃは、走行時には、第２図に示すよ
うなマツプを用いて設定されるが、停止時（停車時）に
は、このマツプとは関係なくキャスタ値ＣはＯ（又はほ
ぼＯ）と設定される。

すなわち、走行時にはキャスタ角Ｃが車速Ｖとほぼ比例
するように車速■が大きくなるにしたがってキャスタ角
Ｃの値は大きくなり、低速時にはキャスタ角Ｃは比較的
小さな値となるものの、第２図のマツプ上では、車速Ｖ
がＯのとき（つまり停止）にはＣ＝Ｏとはならない。と
ころが、コントローラ２６では、車速■＝ｏの停車時に
は、マツプとは関係なくキャスタ値ＣはＯ（又はほぼ０
）と設定されるのである。

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、第１図に示すよう
にキャスタ角制御が行なわれる。

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くステ
ップＳ１）、車速センサから車速■の値を読み込む（ス
テップＳ２）。

そして、続くステップＳ３で、車速Ｖから停車状態にあ
るかどうかを判断する。

停車状態にあれば、ステップＳ４に進み、停車時キャス
タ角制御を行なう。つまり、キャスタ値ＣをＯ（又はほ
ぼＯ）と設定して、設定されたキャスタ値０（又はほぼ
０）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。

これによって、キャスタ角が０（又はほぼＯ）とされて
、停車時にハンドルを据え切りする際に要する操舵力を
従来に比へて大幅に低減できるようになり、停車時ノハ
ンドル操作が極めて容易に行なえるようになる。

したがって、パワーステアリングを装備する車両の場合
に、停車時に特別大きなアシスト力を発揮させるように
する必要もなくなる。このため、オイルポンプ５５も従
来よりも低出方のもので十分になり、また、アシスト力
増強のためにアイドル回転数を適当に上昇させる必要も
なくなる。

この結果、オイルポンプの低コスト化や小型化等を実現
できる効果や、エンジン出力の消費を低減できる効果や
、エンジン負荷を小さくできるためエンジン音を低減で
きるという効果もある。

一方、ステップＳ３で、車速■がら停車状態にないとさ
れると、ステップＳ５に進み、走行時キャスタ角制御を
行なう。つまり、第２図に示すマツプに従って、キャス
タ角Ｃを車速■とほぼ比例するように車速■に対応した
大きさに設定する。

そして、設定されたキャスタ値をとるように、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。

これにより、車速が大きくなるのにしたがってキャスタ
が大きく調整さるれるようになるので、高速走行はど必
要とされる直進性能が向上する。

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、他の構成のものに
も広く適用可能である。

［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において、該サスペ
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、車両が停
止状態にあることを検出する停止状態検出手段をそなえ
、該制御手段が、停止状態検品手段で車両が停止状態に
あることが検出されると該キャスタ角を小さくすべく該
キャスタ角調整機構を制御するように構成されるという
構成により、停車時における操舵力を小さいものにでき
、停車時の操舵が容易に行なえるようになる利点がある
。また、パワーステアリングを装備した車両においては
、停車時に要するアシスト力を小さめに設定でき、オイ
ルポンプに要求される出力も低減され、また、アシスト
力増強のためにアイドル回転数を適当に上昇させなくて
もよいようになり、オイルポンプの低コスト化や小型化
等を実現できる効果や、エンジン出力の消費を低減でき
る効果や、エンジン負荷を小さくできるためエンジン音
を低減できるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１〜５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図は走行制御のため
のマツプ、第３図はそのキャスタ角調整機構を示す分解
斜視図、第４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５図はそのアクチュエー
タの油圧回路構成図であり、第６図は従来の操舵力制御
を行ないうるパワーステアリング装置の構成図である。 １−・ストラット、ＬＡ−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ｉ（スライド機構）、１３−スライド板、１
３ａ〜・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・−
・二ドルローラベアリング、２２−固定孔、２３・−・
取付ボルト、２４−・ナツト、２５−アクチエータ（駆
動装置）、２５Ａ−油圧給排系、２５　Ｂ　、−油圧シ
リンダ、２５ａ−タンク、２５ｂ−・ポンプ、２５ｃｍ
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−チエツクバルブ、２５ｉ、２５ｊ、２
５に、２５１−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（車速センサなど）。 第１図 第２図 慾３図 〔。 ２．）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車両のサスペンションにおいて、該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、車両が停止状態にある
   ことを検出する停止状態検出手段をそなえ、該制御手段
   が、停止状態検出手段で車両が停止状態にあることが検
   出されると該キャスタ角を小さくすべく該キャスタ角調
   整機構を制御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。