JPS63219484A - 車両の４輪操舵装置 - 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、ステアリングホイールの操作に応じて前輪お
よび後輪を転舵させるとともに、この後輪の転舵比を車
速等に対応して予め設定された転舵比特性に応じて変化
させるように構成された車両の４輪操舵装置に関し、特
に車速設定信号に基づいて設定された目標車速を維持す
るようにエンジン出力を制御する定速走行装置を備えた
車両の４輪操舵装置に関するものである。

（従来技術） 車両の４輪操舵装置は、通常低速旋回時に前後輪の転舵
比を逆位相方向に制御することによって車両の回頭性を
高め、高速旋回時に転舵比を同位相方向に制御して車両
の走行安定性を高めるように、予め車速等に応じて設定
された所定の転舵比特性に基づいて前輪に対する後輪の
舵角を変化させるように構成されているく例えば特開昭
５５−９１４５７号公報）。

また、自動車の車速を運転者が設定した所望の車速に維
持する定速走行装置が実用化されている。

この定速走行装置は、例えば実開昭５８−４４５５２号
公報に示されるように、車速が所望の速度になった時点
で運転者がスイッチ操作を行なうことにより、その車速
を定速制御の目標値として設定し、実車速を上記目標車
速に維持するようにエンジン出力を制御するように構成
されている。

ところで、上記定速走行装置による車速制御は運転者が
アクセルペタルによって行なう制御に比べて制御速度が
緩やかである。このため、上記４輪操舵装置と定速走行
装置とを備えた車両では、定速走行装置による定速制御
時に道路状況等に対応して車速が刻々と変化し、この車
速に応じて転舵比変更手段を頻繁に作動させる必要があ
り、この転舵比変更手段を構成するステッピングモータ
等が発熱するおそれがある。また、上記定速走行装置に
よる定速制御時には運転者の集中力が低下する傾向にあ
り、この状態において上記転舵比変更手段が頻繁に作動
して転舵比が目まぐるしく変化した場合には、走行フィ
ーリングが悪化するという問題があった。

（発明の目的） 本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもの
であり、４輪操舵装置と定速走行装置とを備えた車両に
おいて、定速走行装置による定速ＩＩＩ　１１１時に、
転舵比変更手段を構成するステッピングモータ等の不要
な作動を抑制してその発熱を防止することができるとと
もに、転舵比が目まぐるしく変化することによる走行フ
ィーリングの悪化を防止することができる車両の４輪操
舵装置を提供するものである。

（発明の構成） 本発明は、ステアリングホイールの操作に応じて前輪お
よび後輪を転舵させるとともに、この前後輪の転舵比を
予め設定された転舵比特性に基づいて変化させる４輪操
舵装置と、車速設定信号に塞づいて設定された目標車速
に実車速を一致させるようにエンジン出力を制御する定
速走行装置とを備えた車両において、上記転舵比特性に
基づいた値に前後輪の転舵比を変更する転舵比変更手段
と、車両が定速制御状態にあることを判別する判別手段
と、この判別手段から出力される判別信号を受けて定速
制御状態における上記転舵比変更手段の作動を制限する
作動制限手段とを設けたものである。

上記の構成によれば、車両が定速制御状態にある場合に
は転舵比制御が停止または遅延されることにより、転舵
比変更手段の不要な作動が抑制されることとなる。

（実施例） 第１図および第２図は車両の４輪操舵装置の概略構成を
示し、前輪１Ｌ、１Ｒおよび後輪２Ｌ。

２Ｒはそれぞれ前輪転舵機構３および後輪転舵機構１２
に支承されている。

上記竹輪転舵機構３は、左右一対のナックルアーム４Ｌ
、４Ｒおよびタイロッド５Ｌ、５Ｒと、この左右のタイ
ロッド５Ｌ、５Ｒを連結するリレーロッド６とからなっ
ている。また、この前輪転舵機構３にはラックピニオン
式のステアリング機構７を介してステアリングホイール
１０が連結されている。すなわち、上記ステアリング機
構７はリレーロッド６に形成されたラック８と、上端に
ステアリングホイール１０が連結されるとともに下端に
上記ラック８と噛み合うビニオン９が取付けられたステ
アリングシャフト１１とを備え、ステアリングホイール
１０の操作に応じて左右の前輪１Ｌ、ＩＲを転舵するよ
うに構成されている。

一方、上記後輪転舵機構１２は上記前輪転舵機構３と同
様に、左右のナックルアーム１３Ｌ、１３Ｒおよびタイ
ロッド１４Ｌ、１４Ｒ同士を連結するりレーロツド１５
とを有し、さらに油圧式のパワーステアリング機構１６
を備えている。このパワーステアリング機構１６は、車
体に固定され、かつ上記リレーロッド１５をピストンロ
ッドとするパワーシリンダ１７を備え、このパワーシリ
ンダ１７内は上記リレーロッド１５に一体に取付けられ
たピストン１７ａによって２つの油圧室１７ｂ、１７ｃ
に区画され、この油圧室１７ｂ、１７Ｃはそれぞれ配管
１８．１９を介してコントロールバルブ２０に接続され
ている。また、このコントロールバルブ２０にはリザー
ブタンク２１に至る油供給管２２および油排出管２３の
２本の配管が接続され、上記油供給管２２には図示しな
い工ンジンにより駆動される油圧ポンプ２４が配設され
ている。上記コントロールバルブ２０は、公知のスプー
ルバルブ式のもので構成され、上記リレーロッド１５に
連結部材２５を介して一体的に取付けられた筒状のバル
ブケーシング２０ａと、このバルブケーシング２Ｏａ内
に嵌装された図示しないスプールバルブとを備え、スプ
ールバルブの移動に応じてパワーシリンダ１７の一方の
油圧室１７ｂ　（１７ｃ）に油圧ポンプ２４からの圧油
を供給してリレーロッド１５に対する駆動力をアシスト
するものである。なお、上記パワーシリンダ１７内には
リレーロッド１５をニュートラル位置く後輪２Ｌ、２Ｒ
の舵角θＲがＯとなる位置）に付勢するリターンスプリ
ング１７ｄ、１７ｄが装着されている。

上記前輪転舵機構３のリレーロッド６には上記ステアリ
ング機構７を構成するラック８とは別位置にラック２６
が形成され、このラック２６には車体前後方向に延びる
回転軸２８の前端に取付けたピニオン２７が噛み合わさ
れ、この回転軸２８の後端は転舵比ｌｌＩ御機構２９を
介して上記後輪転舵機構１２に連結されている。

上記転舵比制御機構２９は、第２図に示すように、車体
に対し車幅方向に摺動自在に保持されたコントロールロ
ッド３０を有し、このコントロールロッド３０の一端は
上記コントロールバルブ２０のスプールバルブに連結さ
れている。また、転舵比制御機構２９は、Ｍ端部がＵ字
状ホルダ３１に支持ピン３２を介して揺動自在に支承さ
れた揺動アーム３３を備え、上記ホルダ３１は車体に固
定されたケーシング（図示せず）に上記コントロールロ
ッド３０の移動軸線と直交する回動＠線を持つ支持軸３
５を介して回動自在に支持されている。上記揺動アーム
３３の支持ビン３２は上記両軸線の交差部に位置して回
動輪線と直交する方向に延びており、ホルダ３１を支持
軸３５回りに回動させることにより、その先端の支持ビ
ン３２とコントロールロッド３０の移動軸線とのなす傾
斜角、つまり支持ビン３２を中心とする揺動アーム３３
の揺動軌跡面が移動軸線と直交する面（以下、基準面と
いう）に対してなす傾斜角を変化させるようにしている
。

また、上記揺動アーム３３の先端部にはボールジヨイン
ト３６を介してコネクティングロッド３７の一端が連結
され、このコネクティングロッド３７の他端部はボール
ジヨイント３８を介して上記コントロールロッド３０の
他端部に連結されており、揺動アーム３３先端の車幅方
向の変位に応じてコントロールロッド３０を車幅方向に
変位させるようにしている。

上記コネクティングロッド３７は、そのボールジヨイン
ト３６に近い部位において回転付与アーム４０にボール
ジヨイント４１を介して摺動可能に支持されている。こ
の回転付与アーム４０は、上記移動軸線上に支持軸４２
を介して回動自在に支持した大径の傘歯車４３と一体に
設けられ、この傘歯車４３には上記回転輪２８の後端に
取付けた傘歯車４４が噛合されており、ステアリングホ
イール１０の回動を回転付与アーム４０に伝達するよう
にしている。このため、ステアリングホイール１０の回
動角に応じた量だけ回転付与アーム４０およびコネクテ
ィングロッド３７が移動軸線回りに回動し、これに伴っ
て揺動アーム３３が支持ビン３２を中心にして揺動され
た場合、この支持ビン３２の軸線がコントロールロッド
３０の移動軸線と一致しているときには、揺動アーム３
３先端のボールジヨイント３６は上記基準面上を揺動す
るのみで、コントロールロッド３０は静止状態に保持さ
れるが、ピン３２の軸線が移動軸線に対し傾斜して揺動
アーム３３の揺動軌跡面が基準面からずれていると、こ
のピン３２を中心にした揺動アーム３３の揺動に伴って
ボールジヨイント３６が車幅方向に変位して、この変位
はコネクティングロッド３７を介してコントロールロッ
ド３０に伝達され、このコントロールロッド３０が移動
軸線に沿って移動して、コントロールバルブ２０のスプ
ールバルブを作動させるように構成されている。すなわ
ち、ピン３２の軸線を中心とした揺動アーム３３の揺動
角が同じであっても、」ントロールロッド３０の左右方
向の変位はピン３２の傾斜角つまりホルダ３１の回動角
の変化に伴って変化する。

そして、上記支持ビン３２の移動軸線に対する傾斜角す
なわちホルダ３１の基準面に対する傾斜角を変化させる
ために、ホルダ３１の支持軸３５には、ウオームホイー
ルとしてのセクタギヤ４５が取付けられ、このセクタギ
ヤ４５には回転軸４６上のウオームギヤ４７が噛合され
ている。また、上記回転軸４６には傘歯車４８が取付け
られ、この傘歯車４８にはステッピングモータ５０の出
力軸５０ａ上に取付けた傘歯車４９が噛合されており、
ステッピングモータ５０を作動させてセクタギヤ４５を
回動させることにより、ホルダ３１の基準面に対する傾
斜角を変更させて後輪２Ｌ、２Ｒの舵角θＲを制御し、
セクタギヤ４５を、その中心線がウオームギヤ４７の回
転軸４６の中心線と直角になる中立位置から、車体上方
より見て時計回り方向に回動させた時には、転舵比を後
輪２Ｌ、２Ｒが前輪１Ｌ、１Ｒと同じ方向に向く同位相
に制御するように構成されている。

また、上記ホルダ３１を支持するケーシングには、上記
回動部材としてのセクタギヤ４５の左右両側方にこのセ
クタギヤ４５の回動範囲を規制するビンからなる逆位相
側および同位相側のストッパ部材５１．５２が取付けら
れており、セクタギヤ４５が逆位相側に回動したときに
は、その中立位置からの回動角が例えば−１７，５°と
なると、セクタギヤ４５が逆位相側ストッパ部材５１に
当接してそれ以上の回動が規制され、またセクタギヤ４
５の同位相側への回動時には、中立位置からの回動角が
例えば２０″になる−と、セクタギヤ４５が同位相側の
ストッパ部材５２に当接して動きが規制されるように構
成されている。そして、上記セクタギヤ４５が上記逆位
相側のストッパ部材５１に当接したときのステッピング
モータ５ｏの制御位置をその初期位置とするように構成
されている。なお、３つは後輪転舵機構１２におけるリ
レーロッド１５の最大移動範囲を規制するロッドストッ
パである。

上記ステッピングモータ５ｏは、転舵比変更手段として
作用し、第３図に示すようにマイクロコンピュータ内蔵
のコントローラ５３からの出力によって作動制御される
ように構成されている。すなわち、このコントローラ５
３には、車速センサ５４の検出信号に応じて車速を検出
する車速検出手段５５と、予め記憶された転舵比特性に
基づいて上記車速に対応した前後輪の転舵比を求める転
舵比設定手段５６と、この転舵比変更手段５６からの出
力信号に応じて上記ステッピングモータ５０を制御する
モータ制御手段５７と、後述する定速走行装置のコント
ローラ６５から出力される指令信号に応じて車両が定速
制御状態にある場合に実車速と目標車速との差が所定領
域（±４　ｋｍ／　ｈ程度）にあることを判別する判別
手段５８と、この判別手段５８からの出力信号に応じて
作動制限信号を上記モータ制御手段５７に出力し、上記
定速制御状態の所定領域におけるステッピングモータ５
０の作動を停止させる作動制限手段５９とを備えている
。

また、第４図に示すように、定速走行装置は電源６１か
らイグニッションスイッチ６２を経由して導かれた電源
回路６３にメインスイッチ６４を介して接続されたコン
トローラ６５を有し、このコントローラ６５に車速設定
手段としてのアクセルスイッチ６６、コーストスイッチ
６７およびリジュームスイッチ６８からの信号と、上記
車速センサ５４からの信号とが入力され、また上記コン
トローラ６５からアクチュエータ６９のソレノイド７０
，７１．７２に制御信号が出力されるようになっている
。

上記アクセルスイッチ６６、コーストスイッチ６７およ
びリジュームスイッチ６８はコントローラ６５とアース
との間に接続されており、これらのスイッチのうちアク
セルスイッチ６６はセットスイッチの機能も兼用するス
イッチで上記車速センサ５４からの信号に応じて検出さ
れた屯速か例えば４０〜１００に！Ｒ／ｈの範囲内にあ
る場合において所望の車速となった時にＯＮ操作するこ
とにより、その時の車速を定速走行装置の目標車速とし
て設定する車速設定機能と、このＯＮ状態を保持するこ
とにより、この間車速の目標値を増加させ、ＯＦＦとな
った時には、この増加された目標車速に応じて定速走行
を行なわせる加速機能とを有するものである。また、］
−ストスイッチ６７は定速制御状態において減速する場
合に使用するもので、ＯＮ操作中は車速の目標値が低下
する。

さらに、クジ１−ムスイツチ６８は、上記メインスイッ
チ６４のＯＦＦ操作以外の原因で定速制御が解除された
場合において、これをＯＮ操作することにより解除性の
目標車速に復帰させるものである。そして、これらのス
イッチ６６．６７．６８の操作と車速センサ５４からの
信号とに基づいてコントローラ６５からアクチュエータ
６９のソレノイド７０．７１．７２に、車速を維持し、
加速し、減速し、あるいは復帰させるように制御信号が
出力されるようになっている。

さらに、この定速走行装置には、上記電源回路６３とコ
ントローラ６５との間に定速制御状態を解除させる定速
制御解除手段としてのクラッチスイッチ７４とブレーキ
スイッチ７５とが並列に配置されており、これらのスイ
ッチ７４．７５は、それぞれクラッチ切断時およびブレ
ーキ作動時にＯＮとなって解除信号をコントローラ６５
に入力させる。また、上記コントローラ６５からの出力
ライン７３が上記４輪操舵装置のコントローラ５３に接
続され、定速走行装置による定速制御が行なわれている
ことを示す指令信号が上記出力ライン７３を介して４輪
操舵装置のコントローラ５３に出力されるように構成さ
れている。

以上のような構成において、定速制御装置のコントロー
ラ６５による制御動作を第５図に示すフローチャートに
基づいて説明する。上記イグニッションスイッチ６２お
よびメインスイッチ６４のＯＮ操作により制御動作がス
タートすると、まずステップＳ１において定速制御動作
の実行中であることを示すフラグＦをＦ−０にセットし
て初期化を行なう。次に、ステップＳ２において上記ア
クセルスイッチ６６等がＯＮ操作されて定速制御が開始
されたか否かを判別し、上記スイッチ６６等がＯＮ操作
されたことが確認された場合には、ステップＳ３におい
て定速制御状態にあることを示す指令信号を上記４輪操
舵装置のコントローラ５３に出力するとともに、ステッ
プＳ４において上記車速センサ５４の検出信号を入力す
る。

その後、ステップＳ５において上記フラグＦがＯを表示
しているか否かを判別することにより、定速制御動作が
スタートした時点であるか否かを判定し、上記定速制御
動作のスタート時点であることが確認された場合には、
ステップＳ６において上記車速センサ５４の検出信号に
応じて求めた車速■を目標車速ＶＳとして記憶する。ま
た、ステップＳ７において上記フラグＦをＦ＝１にセッ
トして定速制御動作の実行中であることを表示する。

そして、上記ステップＳ５においてフラグＦがＦ≠０と
判定され、既に定速制御動作がスタートしていることが
確認されるとステップＳ８に進み、現在の車速Ｖと上記
目標車速Ｖｓとの速度差εを求める。また、ステップＳ
９において上記速度差εが０であるか否かを判定し、こ
の速度差εがＯである場合には何ら制御を行なうことな
く上記ステップＳ２に戻り、その車速■を維持する。そ
して、上記ステップＳ９において速度差εがＯでないと
判定された場合には、ステップ５１１１において上記速
度差εがＯよりも大きいか否かを判定することにより、
現在のΦ速■が目標車速ＶＳよりも大きいか否かを判別
する。

上記ステップ５ｉＯ１，ｌニオいて現在の車速Ｖが目標
車速■Ｓよりも大きいことが確認された場合には、ステ
ップＳ１１において予め設定されたプログラムに基づく
所定の減速制御を実行し、実際の車速を上記目標車速Ｖ
Ｓに一致させるようにエンジン出力を低下させる。また
上記ステップＳ１０において現在の車速Ｖが目標車速Ｖ
Ｓよりも小さいことが確認された場合には、ステップＳ
１２において上記速度差εに応じてエンジン出力を増加
させる所定の増速制御を実行する。

また、上記ステップＳ２において上記アクセルスイッチ
６６等がＯＦＦ状態であることが判別された場合には、
ステップＳ１３において定速制御勤作の実行中であるこ
とを示す上記フラグＦがＦ−１にセットされているか否
かを判定し、上記フラグＦがＦ＝１にセットされている
ことが確認された場合には、ステップＳ１４において上
記フラグＦをＦ＝Ｏにリセットして定速制御状態を解除
した後、上記ステップＳ２に戻る。

次に、上記４輪操舵装置のコントローラ５３による制御
動作を第６図に示すフローチャートに基づいて説明する
。上記制御動作がスタートすると、まずステップＳＴ５
において上記定速制御装置のコントローラ６５から定速
制御状態であることを示す指令信号が出力されたか否か
を判定し、この判定の結果、車両が定速制御状態にない
ことが判別された場合には、ステップＳｗにおいて図外
の記憶部にデータテーブルとして記憶された基本的な転
舵比特性に応じた通常の転舵比制御を実行する。

すなわち、上記基本的な転舵比特性は、第７図に示すよ
うに前後輪の転舵比が車速に応じて変化し、車速か低い
場合には車両の回頭性を高めるために後輪が前輪に対し
て逆方向に転舵されて前後輪の転舵比が負となり、車速
が例えば５５７ｍ／ｈに達した時点で上記転舵比がＯと
なり、前輪の舵角に関係なく後輪の舵角がＯに設定され
た２輪操舵状態となるように構成されている。また、車
速かさらに増加した場合には、旋回時の車輪グリップ力
を向上させて走行安定性を高めるために後輪が前輪と同
方向に転舵されて前後輪の転舵比が正となるように、ス
テッピングモータ５０が制御される。

そして、上記ステップＳ１５において車両が定速制御状
態に移行したことが判別された場合には、ステップＳｖ
において車両が定速制御状態の所定領域つまり現在の車
速■と上記目標車速ＶＳとの速度差の絶対値１εＩが定
速制御の許容範囲〈４ｋｍ／　ｈ程度）内にあるか否か
を判別する。この判定の結果、上記絶対値１ε１が許容
範囲外であることが確認された場合には、上゛記ステッ
プＳｓに移って通常の転舵比制御を実行する。また、上
記絶対値１ε１が許容範囲内にあることが確認された場
合には、ステップＳ１８においてステッピングモータ５
０の作動を停止させ、転舵比制御の実行を禁止する。

このように、上記定速走行装置による定速制御、の実行
時に実車速■と目標車速ＶＳとの速度差の絶対値１ε１
が上記許容範囲内にあることを判別し、この領域におけ
る転舵比制御を禁止するように構成したため、ステッピ
ングモータ５０の不要な動きを抑制してその発熱を防止
することができる。すなわち、第８図に示すように、定
速走行装置による定速制御が開始されると、この開始時
点Ａから上記車速の変化量が上記許容範囲を越えるまで
は車速に関係なく転舵比が一定に保持され、車速の変化
量が上記許容範囲を越えた時点Ｂにおいて転舵比制御が
開始されてこの時点の車速に対応した転舵比となるまで
ステッピングモータ５０が作動する。このため、ステッ
ピングモータ５０を効率的に作動させてその発熱を防止
できるとともに、上記定速制御時における微少な速度変
化に応じて転舵比が目まぐるしく変化することによる走
行フィーリングの悪化を防止することができる。

なお、上記実施例では車両の定速制御状態において車速
の変化量が上記許容範囲内にある場合にステッピングモ
ータ５０の作動を停止させるように構成しているが、上
記定速制御が実行されている場合には車速の如何に拘ら
ずステッピングモータ５０の作動を停止させ、上記定速
制御が解除されるまでの間、所定の転舵比を保持させる
ようにしてもよい。また、上記ステッピングモータ５０
の作動を停止させる変わりに、車速センサ５４により車
速の変化を検出した時点と、この車速に応じた転舵比と
なるようにステッピングモータ５０を作動させる時点と
の間に所定の時間差をもたせてその間の速度変化を無視
する遅延制御を実行したり、上記車速センサ５４による
車速の検出周期を長くしてこの期間内における速度変化
を検出しないように制御したりする等により、上記定速
制御時の転舵比の変更を制限するようにしてもよい。

また、本発明の４輪操舵装置は、上記実施例のように車
速に対応した転舵比特性に基づいて前後輪の転舵比を制
御する中速感応タイプに限られず、前輪の舵角に対応し
て転舵比が変化するように転舵比特性が設定されてなる
舵角感応タイプにおいても適用可能である。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、車両が定速制御状態にあ
ることを判別する判別手段からの判別信号を受けて転舵
比変更手段を停止または遅延させる等により転舵比の変
更を制限するように構成したため、運転者の集中力が低
下し易い定速制御時の転舵比変更手段の不要な作動を抑
制してその発熱を防止することができるとともに、転舵
比が目まぐるしく変化することによる走行フィーリング
の悪化を防止することができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る車両の４輪操舵装置の実施例を示
す概略構成図、第２図は上記操舵装置の模式斜視図、第
３図は上記操舵装置のコントローラの機能を示すブロッ
ク図、第４図は定速制御状態の構成を示す回路図、第５
図は上記定速制御装置の制御動作を示すフローチャート
、第６図は上記４輪操舵装置の制御動作を示すフローチ
ャート、第７図は車速と転舵比との特性図、第８図は本
発明の作用を示すタイムチャートである。 １Ｌ、ＩＲ・・・前輪、２Ｌ、２Ｒ・・・後輪、１０・
・・ステアリングホイール、５０・・・ステッピングモ
ータ（転舵比変更手段）、５８・−・判別手段、５９・
・・作動制限手段。 特許出願人　　　　　　　マツダ　株式会社代　理　人
　　　　　　　弁理士　小谷悦司同　　　　　　　　　
弁理士　長１）正向　　　　　　　　　弁理士　板谷康
夫第　　２　　図 第　　３　　図 第　　６　　図 第　　７　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ステアリングホイールの操作に応じて前輪および後
   輪を転舵させるとともに、この前後輪の転舵比を予め設
   定された転舵比特性に基づいて変化させる４輪操舵装置
   と、車速設定信号に基づいて設定された目標車速に実車
   速を一致させるようにエンジン出力を制御する定速走行
   装置とを備えた車両において、上記転舵比特性に基づい
   た値に前後輪の転舵比を変更する転舵比変更手段と、車
   両が定速制御状態にあることを判別する判別手段と、こ
   の判別手段から出力される判別信号を受けて定速制御状
   態における上記転舵比変更手段の作動を制限する作動制
   限手段とを設けたことを特徴とする車両の４輪操舵装置
   。