JPS63219487A - 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（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、車速か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、上記定速走行装置は、通常加速スイッチの操
作に応じて実車速とともに目標車速を徐々に増加させる
加速手段と、減速スイッチの操作に応じて実車速ととも
に目標車速を徐々に減少させる減速手段と、定速制御状
態が解除された場合に運転者が車速ｖ！ｉ帰スイッチを
操作することにより、解除前の目標車速まで実車速を復
帰させる車速復帰手段とを備えている。上記車速復帰手
段等によるＩ［速制御は、運転者がアクセルペダルによ
って行なう加速制御等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協え
た車両では、上記車速復帰手段による車速制御時に刻々
と変化する車速に応じて転舵比変更手段が頻繁に作動し
、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、上記車速復帰制御中に
おける転舵比制御が車両の旋回時に実行されて前後輪の
転舵比が逆位相側に変化した場合には、運転者の予想し
た以上のオーバステアリング状態となることが考えられ
る。

〈発明の目的） 本発明は、上記の技術背景の基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、
定速走行装置の車速１ｉ帰手段にょる車速制御時に、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、車両の旋回時に転舵比が逆位相状態となるのを抑制
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１輪を転舵させるとともに、この前後輪の転舵比
を車速に対応した転舵比特性に基づいて変化させる４輸
転舵装置と、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ｆｌｉｌ
ｌ　ＩＩ！する定速走行装置と、この定速走行装置によ
る定速制御が解除された場合にその解除前の目標車速に
実車速を復帰させる車速復帰手段とを備えた車両におい
て、上記車速復帰手段により車速復帰υ１１１１が実行
されていることを判別する判別手段と、この判別手段か
らの出力信号を受けて前後輪の転舵比を上記車速復帰制
御の目標車速に対応した値に設定するとともに、上記重
速復帰制御が終了するまでの間この転舵比を保持する転
舵比保持手段とを設けたものである。

上記の構成によれば、定速走行装置の車速復帰手段によ
り車速復帰制御が開始された時点で、前後輪の転舵比が
解除前の目標車速に対応した転舵比となるように実車速
に関係なく転舵比が変更された後、上記車速復帰＄り御
が終了するまでの間上記転舵比が保持される結果、転舵
比制御の不要な作動が抑制されるとともに、通常車両の
直進状態にある車速復帰１Ｉ１１１Ｉｌの初期段階にお
いて上記転舵比制御が速やかに実行されることとなる。

（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はそれぞれ耐輪転舵機構３および後輪転舵機構１２
に支承されている。

上記前輪転舵機構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はりレーＯツド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、１Ｒ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同士を連結するリレーロッド１５
とを有し、さらに油圧式のパワーステアリング機＃４１
６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、かつ上配りレーロツド１５をピストン
ロン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、１７
Ｃ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
ないエ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＠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（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とは別位冒にラック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の前端に取付けたビニオン２７が噛み合わさ
れ、この回転軸２８の後端は転舵比制御機構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、基端部がＵ字
状ホルダ３１に支持ビン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軸線を持つ支持軸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
動軸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、塁準面と
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（ｔ！！　Ｃａ
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には上記回転軸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７−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
動角に応じた吊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、ビン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
のビン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、」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、ビン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、コン１〜ロールロツド３０の左右
方向の変位はビン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
ツノ軸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４
７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の回動節回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５０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、３９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５０は、転舵比変更手段として
作用するものであり、第３図に示すようにマイクロ」ン
ビューター内蔵のコントローラ５３により作動制御され
るように構成されている。

すなわち、このコントローラ５３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
、予め設定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、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、車速復帰手段７３による加速制御時
に前後輪の転舵比が上記転舵比特性の逆位相領域から同
位相領域に変化したことを判別する判別手段５７と、こ
の判別手段５７からの出力信号を受けて前後輪の転舵比
を上記解除前の目標車速に対応した転舵比に設定すると
ともに、上記車速復帰制御が終了するまでの間上記転舵
比を保持する転舵比保持手段５８と、上記転舵比設定手
段５６からの出力信号に応じ、転舵比変更手段として作
用する上記ステッピングモータ５０を制御するモータ制
御手段５つとを備えている。

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６
７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からソレノイド等のアクチェ１−夕６９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はセットスイッチの開面も兼
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４０〜１００ｂ／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、この間車速とともに目標値を増加させ、
ＯＦＦとなった時には、この増加された目標車速を基準
として定速走行制御を行なわせる加速機能とを有するも
のである。また、コーストスイッチ６７は定速走行中に
おいて減速する場合に使用するもので、ＯＮ操作中は車
速とともに目標車速が低下する。さらに、リジュームス
イッチ６８は上記メインスイッチ６４のＯＦＦ操作以外
の原因で定速走行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前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アクチュエータ６
９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を出力する加速手段７１および減速
手段７２．！Ｉ速復帰手段７３が」ント〇−ら６５内に
設けられている。

また、上記コントローラ６５からの出力ライン７４が上
記４輪操舵装置のコントローラ５３に接続され、上記車
速復帰手段７３により車速復帰制御が実行されているこ
とを示す指令信号が上記出力ライン７４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。

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７５とブレーキ
スイッチ７６とが並列に配置されており、これらのスイ
ッチ７５．７６は、それぞれクラッチ離脱時およびブレ
ーキ作動時にＯＮとなって解除信号をコントローラ６５
に入力するようになっている。

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ｍ＋ａ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
作をスタートさせるセットスイッチとなるアクセルスイ
ッチ６６がＯＮ操作されたか否かを判別することにより
、定速制御が開始されたか否かを判別する。そして定速
制御が開始されたことがｍ認された場合には、ステップ
Ｓ２において車速センサ５４から出力される検出信号に
応じて目標中速ＶＳを設定する。

次いで、ステップＳ３において上記クラッチスイッチ７
４およびブレーキスイッチ７５からなる定速制御解除用
のスイッチがＯＮ操作されたか否かを判別し、この判別
の結果、定速制御解除手段た場合には、ステップＳ４に
おいて通常の定速制御を実行する。また、上記判定の結
果、定速制御解除用のスイッチがＯＮ操作されたことが
ｉａされた場合には、ステップ＄５においてリジューム
スイッチ（復帰スイッチ）６８がＯＮ操作されたか否か
を判別する。この判別の結果、リジュームスイッチ６８
がＯＮ操作されたことが確認された場合には、ステップ
Ｓ６において車速復帰手段７３による車速復帰制御が開
始された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に出力した後、ステップＳ７において現時
点の車速センサ５４の検出信号に応じて実車速■を読出
す。

次に、ステップＳ８において定速制御解除前の目標車速
ＶＳと現時点の実車速■とが等しいか否かを判別し、両
車速が等しくない場合にはステップＳ９において上記車
速復帰手段７３により、実車速■を目標車速ＶＳに一致
させる車速復帰制御を実行する。そして上記ステップＳ
８において実車速■が目標車速ＶＳに一致したことが確
認された時点でステップＳ　１９に移り、車速復帰制御
が終了したことを示す指令信号を４輪操舵装置のコント
ローラ５３に出力した後、上記ステップＳ３に戻る。

また、上記ステップＳ５における判定の結果、クジ１−
ムスイツチ６８がＯＮ操作されていないことが確認され
た場合には、ステップＳ１１において−・回定速制御状
態を解除する。そして、ステップＳＴ２においてタイマ
等によって設定された所定時間Ｔｓが経過したか否かを
判別し、この所定時間Ｔｓが経過しても上記リジューム
スイッチ６８がＯＮ操作されなかった場合には、定速制
御を解除した状態で上記ステップＳ１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Ｓ１３
において上記定速走行装冒のコントローラ６５から車速
復帰制御が開始されたことを示す指令信号が入力された
か否かを判定する。

この判定の結果、上記指令信号が出力されてぃないがこ
とが確認された場合には、ステップＳｇ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、車速が低い場合には車両の回頭性を高
めるために後転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５５＆／ｈに達し
た時点で上記転舵比が０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転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“同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Ｓ１３において車両復帰制御が開
始されたことを示す指令信号が入力されたことが確認さ
れた場合には、ステップＳ１５において定速制御解除前
の目標車速Ｖｓを読出した後、ステップＳｙａにおいて
この目標車速■ｓに対応した転舵比ｆ　（Ｖｓ）となる
ように転舵比制御を実行し、ステップＳ　１７において
車速復帰制御が終了したことが確認されるまでの間、ス
テップＳ１８において転舵比制御を停止させて上記転舵
比ｆ（ＶＳ）を保持する。

このように上記車速復帰手段７３による車速復帰制御が
開始されたことを判別し、この時点で転舵比を上記車速
復帰制御の目標車速に対応した値に速やかに設定すると
ともに、上記車速復帰制御が終了するまでの間、上記転
舵比を保持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、例えば第８図に示すように、転舵
比が逆位相領域ｆ（Ｖ’）となった車速においてクジ１
−ムスイツチ６８がＯＮ操作されて車速復帰制御が開始
されると、この時点において前後輪の転舵比が車速復帰
制御の目標車速ＶＳに対応した同位相領域の所定の１ｉ
ｆＩｆ　（Ｖｓ）となるようにステッピングモータ５０
が作動した模、上記車速復帰制御が終了するまでの間そ
の作動が停止されるため、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。

また、上記リジュームスイッチ６８の操作は通常直進時
等の走行安定状態において行なわれ、このリジュームス
イッチ６８の操作時の走行安定状態において上記目標車
速に対応した転舵比となるようにステッピングモータ５
０が作動するため、車両の旋回時に転舵比が変化して回
頭性に悪影響を与えるのを防止できるという利点がある
。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、車速復帰手段による車速
復帰制御が開始されたことを判別し、この時点で転舵比
を車速復帰制御の目標車速に対応した値に設定してこの
転舵比を車速復帰制御が終了するまでの間保持するよう
に構成したため、上記車速復帰制御時における転舵比変
更手段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。

また、通常車両の直進状態において行なわれる車速復帰
制御のスイッチ操作時点において上記転舵比の変更動作
が一挙に行なわれるため、車両の旋回時に旋回半径が急
激に変化するという事態を生じることなく、転舵比の変
更を安定状態で実行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図は定速制御装置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２４輪操舵装置の制御動作を示すフローチ
ャート、第７図は重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、５７・・・判別手段、５８
・・・転舵比保持手段、７３・・・重速復帰手段。 特許出願人　　　　　　　マツダ　株式会社代　理　人
　　　　　　　弁理士　小谷悦司第　　２　　図 ９４Ｕ 第　　５　　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車速に
   対応した転舵比特性に基づいて変化させる４輸転舵装置
   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、この定速走行装置による定速制御が解除された
   場合にその解除前の目標車速に実車速を復帰させる車速
   復帰手段とを備えた車両において、上記車速復帰手段に
   より車速復帰制御が実行されていることを判別する判別
   手段と、この判別手段からの出力信号を受けて前後輪の
   転舵比を上記車速復帰制御の目標車速に対応した値に設
   定するとともに、上記車速復帰制御が終了するまでの間
   この転舵比を保持する転舵比保持手段とを設けたことを
   特徴とする車両の４輪操舵装置。