(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右前輪および左右後輪が、車輪ごとに車幅方向内方へ延在させて設けたステアリングシャフトの長手方向軸線周りにおける回転により転舵される車両のステアリング装置において、
前記左右前輪用ステアリングシャフトの一方、および前記左右後輪用ステアリングシャフトの一方にそれぞれ、運転者のステアリング操作に応動して操舵力を伝達する操舵力源を個別に設け、
前記左右前輪用ステアリングシャフトの相互隣接端間、および前記左右後輪用ステアリングシャフトの相互隣接端間にそれぞれ、差動歯車組を個別に介在させ、
これら差動歯車組の2個の回転要素をそれぞれ、対応する左右前輪用ステアリングシャフトの相互隣接端および左右後輪用ステアリングシャフトの相互隣接端に結合すると共に、該差動歯車組の残りの1個の回転要素にそれぞれ、対応する前輪用舵角調整アクチュエータおよび後輪用舵角調整アクチュエータを駆動結合して、これら前輪用舵角調整アクチュエータおよび後輪用舵角調整アクチュエータの制御により左右前輪用ステアリングシャフト間の回転比、および左右後輪用ステアリングシャフト間の回転比を個別に変更可能と成し、
車両の操縦モード選択手段と、
該手段で選択した操縦モードが、アッカーマン・ジャントの関係を満たしつつ実現されるよう、前記前輪用舵角調整アクチュエータおよび後輪用舵角調整アクチュエータを制御するアクチュエータ制御手段とを具備して成ることを特徴とするステアリング装置。
【請求項２】
請求項1に記載のステアリング装置において、
前記両差動歯車組をそれぞれ単純遊星歯車組で構成し、これら単純遊星歯車組のサンギヤおよびリングギヤをそれぞれ、対応する左右前輪用ステアリングシャフトの相互隣接端および左右後輪用ステアリングシャフトの相互隣接端に結合し、キャリアにそれぞれ、対応する前輪用舵角調整アクチュエータおよび後輪用舵角調整アクチュエータを駆動結合したことを特徴とするステアリング装置。
【請求項３】
前記ステアリングシャフトの長手方向軸線周りにおける回転を、対応する車輪のキングピン軸線周りの回転に変換して該対応車輪の転舵に供する転舵歯車組を具えた、請求項2に記載のステアリング装置において、
前記単純遊星歯車組のキャリアを両回転方向に固定可能なロック機構を設け、
該ロック機構の作動時に車輪転舵角がアッカーマン・ジャントの関係を満たすよう左右輪の前記転舵歯車組を不等速比歯車組により構成したことを特徴とするステアリング装置。
【請求項４】
請求項1に記載のステアリング装置において、
前記両差動歯車組をそれぞれダブルピニオン遊星歯車組で構成し、これらダブルピニオン遊星歯車組のサンギヤおよびキャリアをそれぞれ、対応する左右前輪用ステアリングシャフトの相互隣接端および左右後輪用ステアリングシャフトの相互隣接端に結合し、リングギヤにそれぞれ、対応する前輪用舵角調整アクチュエータおよび後輪用舵角調整アクチュエータを駆動結合したことを特徴とするステアリング装置。
【請求項５】
前記ステアリングシャフトの長手方向軸線周りにおける回転を、対応する車輪のキングピン軸線周りの回転に変換して該対応車輪の転舵に供する転舵歯車組を具えた、請求項4に記載のステアリング装置において、
前記ダブルピニオン遊星歯車組のリングギヤを両回転方向に固定可能なロック機構を設け、
該ロック機構の作動時に車輪転舵角がアッカーマン・ジャントの関係を満たすよう左右輪の前記転舵歯車組を不等速比歯車組により構成したことを特徴とするステアリング装置。
【請求項６】
請求項3または5に記載のステアリング装置において、
前記左右前輪に係わる前記転舵歯車組を不等速比歯車組により構成し、前記左右後輪に係わる前記転舵歯車組を等速比歯車組により構成したことを特徴とするステアリング装置。
【請求項７】
前記左右前輪および左右後輪のうち主操舵輪に係わる前記操舵力源が、運転者により操作されるステアリングホイールに結合されたステアリングコラムシャフトであって、該ステアリングコラムシャフトが、主操舵輪に係わる前記一方のステアリングシャフトに機械的に駆動結合されたものである、請求項1〜6のいずれか1項に記載のステアリング装置において、
前記ステアリングホイールからステアリングコラムシャフトを経て前記一方のステアリングシャフトに至る操舵力伝達系に操舵力断接手段を挿置したことを特徴とするステアリング装置。
【請求項８】
請求項1〜7のいずれか1項に記載のステアリング装置において、
前記ステアリング操作の量および速度を検出するステアリング操作検出手段と、
左右前輪および左右後輪の転舵角を検出する転舵角検出手段とを設け、
前記アクチュエータ制御手段は、前記ステアリング操作検出手段および転舵角検出手段からの信号、および前記操縦モード選択手段からの信号を基に、アッカーマン・ジャントの関係を満たしつつ、前記操縦モード選択手段で選択した操縦モードが実現されるよう前記前輪用舵角調整アクチュエータおよび後輪用舵角調整アクチュエータを制御するものであることを特徴とするステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、左右前輪および左右後輪を、車輪ごとに車幅方向内方へ延在させて設けたステアリングシャフトの長手方向軸線周りにおける回転により転舵するようにしたステアリング装置の改良提案に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種ステアリング装置は、左右前輪のみの転舵による一般的な二輪操縦モードの他に、左右前輪と左右後輪とを逆相転舵することにより車両を小回り旋回させる小回り旋回モードや、車両を現在位置で旋回させる信地旋回（その場旋回）モードや、左右前輪および左右後輪の全車輪を同様に転舵する平行移動操縦モードなど多彩な操縦モードを選択することができ、大転舵を得意とする電気自動車に有用である。
【０００３】
このようなステアリング装置としては従来、例えば特許文献1に記載のようなものが提案されている。
この提案技術は、左右輪ステアリングシャフト間で回転方向を切り替える正逆切り替え機構と、左右輪ステアリングシャフトの回転を左右輪キングピン軸線周りの回転に変換して左右輪の転舵に供する転舵歯車組とを設け、転舵歯車組を不等速比転舵歯車により構成すると共に、当該不等速比転舵歯車としてピッチ曲線を2段階に変化させた非円形歯車を用いるものである。
【０００４】
かかるステアリング装置によれば、正逆切り替え機構の作動により、要求する車両操縦モード、つまり上記した二輪操縦モード、小回り旋回モード、信地旋回モード、平行移動操縦モードを選択することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−０２２１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献1で提案されている従来のステアリング装置にあっては、車両旋回中心が後車軸の延長線上またはホイールベースの中心を通る車幅方向延長線上の2箇所に存在するよう転舵歯車組のピッチ曲線を設定していたため、
車両旋回中心を任意の位置に設定しようとすると、左右前輪の転舵角および左右後輪の転舵角がアッカーマン・ジャントの関係を満たさず、車輪タイヤの鳴きや偏摩耗が生じてしまうという問題があった。
【０００７】
また、左右前輪のみの大舵角転舵により小回り旋回を実現しようとすると、前輪大転舵時に使われる転舵歯車組のピッチ曲線が以下のように設定されているため、つまり後輪も転舵することを前提として車両旋回中心がホイールベースの中心を通る車幅方向延長線上に位置するよう上記転舵歯車組のピッチ曲線が設定されているため、左右前輪の切れ角がアッカーマン・ジャントの関係を満たさなくなり、車輪タイヤの鳴きや偏摩耗が生じてしまう。
【０００８】
かといって、この問題解決のために左右前輪の切れ角をアッカーマン・ジャントの関係が満たされるようにしようとすると、左右前輪の転舵角が制限されてしまい、結果として希望の小回り旋回を実現し得ないという問題があった。
【０００９】
本発明は、従来の場合左右ステアリングシャフト間で回転比が固定されているため、各種の操縦モードを実現すべく車両旋回中心を任意の位置に設定するよう各輪を転舵すると、アッカーマン・ジャントの関係が満たされなくなって上記車輪タイヤの鳴きや偏摩耗の問題を生ずるとの事実認識に基づき、
左右ステアリングシャフト間で回転比を変更可能にして、アッカーマン・ジャントの関係を満たしつつ、車両旋回中心を任意の位置に設定し得るようにし、これにより上記車輪タイヤの鳴きや偏摩耗の問題を生ずることなく、あらゆる操縦モードを実現可能にしたステアリング装置を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的のため、本発明によるステアリング装置は、以下のようにこれを構成する。
先ず、本発明の前提となるステアリング装置を説明するに、これは、
左右前輪および左右後輪が、車輪ごとに車幅方向内方へ延在させて設けたステアリングシャフトの長手方向軸線周りにおける回転により転舵される車両のステアリング装置である。
【００１１】
本発明は、かかるステアリング装置における左右前輪用ステアリングシャフトの一方、および左右後輪用ステアリングシャフトの一方にそれぞれ、運転者のステアリング操作に応動して操舵力を伝達する操舵力源を個別に設ける。
そして、左右前輪用ステアリングシャフトの相互隣接端間、および左右後輪用ステアリングシャフトの相互隣接端間にそれぞれ、差動歯車組を個別に介在させ、
これら差動歯車組の2個の回転要素をそれぞれ、対応する左右前輪用ステアリングシャフトの相互隣接端および左右後輪用ステアリングシャフトの相互隣接端に結合すると共に、該差動歯車組の残りの1個の回転要素にそれぞれ、対応する前輪用舵角調整アクチュエータおよび後輪用舵角調整アクチュエータを駆動結合して、これら前輪用舵角調整アクチュエータおよび後輪用舵角調整アクチュエータの制御により左右前輪用ステアリングシャフト間の回転比、および左右後輪用ステアリングシャフト間の回転比を個別に変更可能と成し、
車両の操縦モード選択手段と、
該手段で選択した操縦モードが、アッカーマン・ジャントの関係を満たしつつ実現されるよう、前記前輪用舵角調整アクチュエータおよび後輪用舵角調整アクチュエータを制御するアクチュエータ制御手段とを具備した構成に特徴づけられる。
【発明の効果】
【００１２】
かかる本発明のステアリング装置においては、前輪用舵角調整アクチュエータの制御により対応する差動歯車組を介して左右前輪用ステアリングシャフト間の回転比を変更し得ると共に、後輪用舵角調整アクチュエータの制御により対応する差動歯車組を介して左右後輪用ステアリングシャフト間の回転比を変更し得て、左右前輪用ステアリングシャフト間の回転比、および左右後輪用ステアリングシャフト間の回転比を個別に変更可能である。
そして、車両の操縦モード選択手段を設け、この手段で選択した操縦モードが、アッカーマン・ジャントの関係を満たしつつ実現されるよう、前輪用舵角調整アクチュエータおよび後輪用舵角調整アクチュエータを制御するアクチュエータ制御手段を設けたため、アッカーマン・ジャントの関係を満たしつつ、車両旋回中心を任意の位置に設定し得るような左右前輪および左右後輪の転舵が可能となり、車輪タイヤの鳴きや偏摩耗の問題を生ずることなく、あらゆる操縦モードを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第1実施例になるステアリング装置を具えた電気自動車の前後輪操舵系を、左右前輪のみの転舵による二輪操縦モードである場合につき示す概略平面図である。
【図２】図1のステアリング装置における車輪転舵歯車組を、左前輪用の車輪転舵歯車組について代表的に示す、要部破断斜視図である。
【図３】図1のステアリング装置における前輪操舵系を示し、  (a)は、該前輪操舵系の要部を線図的に示す略線図、  (b)は、該前輪操舵系における舵角調整用差動歯車組のメンバ間回転速度関係を、左右前輪が図1のように転舵されている場合について示す共線図である。
【図４】図1のステアリング装置における後輪操舵系を示し、  (a)は、該後輪操舵系の要部を線図的に示す略線図、  (b)は、該後輪操舵系における舵角調整用差動歯車組のメンバ間回転速度関係を、左右後輪が図1の非転舵状態である場合について示す共線図である。
【図５】図1に示す第1実施例になるステアリング装置を具えた電気自動車の前後輪操舵系を、左右前輪および左右後輪の全輪同様転舵により車両が平行移動する平行移動操縦モードである場合につき示す概略平面図である。
【図６】図5の平行移動操縦モードである場合における前輪舵角調整用差動歯車組のメンバ間回転速度関係および後輪舵角調整用差動歯車組のメンバ間回転速度関係を示す共線図で、  (a)は、左右前輪が図5のように転舵されている場合における前輪舵角調整用差動歯車組の共線図、  (b)は、左右後輪が図5のように転舵されている場合における後輪舵角調整用差動歯車組の共線図である。
【図７】図1に示す第1実施例になるステアリング装置を具えた電気自動車の前後輪操舵系を、左右前輪と左右後輪との逆相転舵により車両を小回り旋回させる小回り旋回モードである場合につき示す概略平面図である。
【図８】図7の小回り旋回モードである場合における前輪舵角調整用差動歯車組のメンバ間回転速度関係および後輪舵角調整用差動歯車組のメンバ間回転速度関係を示す共線図で、  (a)は、左右前輪が図7のように転舵されている場合における前輪舵角調整用差動歯車組の共線図、  (b)は、左右後輪が図7のように転舵されている場合における後輪舵角調整用差動歯車組の共線図である。
【図９】図1に示す第1実施例になるステアリング装置を具えた電気自動車の前後輪操舵系を、車両が現在位置で旋回される信地旋回モードである場合につき示す概略平面図である。
【図１０】図9の信地旋回モードである場合における前輪舵角調整用差動歯車組のメンバ間回転速度関係および後輪舵角調整用差動歯車組のメンバ間回転速度関係を示す共線図で、  (a)は、左右前輪が図9のように転舵されている場合における前輪舵角調整用差動歯車組の共線図、  (b)は、左右後輪が図9のように転舵されている場合における後輪舵角調整用差動歯車組の共線図である。
【図１１】本発明の第2実施例になるステアリング装置における前輪転舵系を示し、  (a)は、該前輪転舵系の前輪舵角調整用差動歯車組を含む要部を線図的に示す略線図、  (b)は、該前輪舵角調整用差動歯車組のメンバ間回転速度関係を、図1に示す左右前輪のみによる二輪操縦モードである場合につき示す共線図である。
【図１２】第2実施例になるステアリング装置における左右前輪転舵歯車組のギヤ比が左右前輪舵角に対して如何様に変化するかを示すギヤ比変化特性図である。
【図１３】図11(a)に示す前輪舵角調整用差動歯車組におけるロック機構の詳細を線図的に示す略線図である。
【図１４】図13に詳細に示した前輪舵角調整用差動歯車組のロック機構に係わる縦断正面図である。
【図１５】本発明の第3実施例になるステアリング装置における前輪転舵系を示し、  (a)は、該前輪転舵系の前輪舵角調整用差動歯車組を含む要部を線図的に示す略線図、  (b)は、該前輪舵角調整用差動歯車組のメンバ間回転速度関係を、前輪舵角調整用差動歯車組内のロック機構が作動されている場合につき示す共線図である。
【図１６】本発明の第4実施例になるステアリング装置における後輪転舵系の後輪舵角調整用差動歯車組を含む要部を線図的に示す略線図である。
【図１７】図16に示す後輪転舵系を具えた第4実施例になるステアリング装置の平行移動操縦モード時における前輪舵角調整用差動歯車組および後輪舵角調整用差動歯車組の共線図で、  (a)は、前輪舵角調整用差動歯車組の共線図、  (b)は、後輪舵角調整用差動歯車組の共線図である。
【図１８】第4実施例になるステアリング装置の小回り旋回モード時における前輪舵角調整用差動歯車組および後輪舵角調整用差動歯車組の共線図で、  (a)は、前輪舵角調整用差動歯車組の共線図、  (b)は、後輪舵角調整用差動歯車組の共線図である。
【図１９】第4実施例になるステアリング装置の信地旋回モード時における前輪舵角調整用差動歯車組および後輪舵角調整用差動歯車組の共線図で、  (a)は、前輪舵角調整用差動歯車組の共線図、  (b)は、後輪舵角調整用差動歯車組の共線図である。
【図２０】本発明の第5実施例になるステアリング装置における前輪転舵系のステアリングコラムシャフト部分を線図的に示す略線図である。
【図２１】図20のステアリングコラムシャフトに設けた断接クラッチの詳細を示す縦断正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
＜第1実施例の構成＞
図1は、本発明の第1実施例になるステアリング装置を具えた電気自動車の前後輪操舵系を示す概略平面図である。
【００１５】
図1の電気自動車は、左右前輪10fL,10fRおよび左右後輪10rL,10rRを具え、これら全車輪をステアリングホイール1の操作（操舵量および操舵速度）に応じ転舵して、操向されるものとする。
なお図1では、電気自動車が左右前輪10fL,10fRのみを転舵され、左右後輪10rL,10rRの車軸延長線上における点Oを中心として旋回可能な状態を示す。
【００１６】
先ず左右前輪10fL,10fRの操舵系を以下に説明する。
左右前輪10fL,10fRはそれぞれ、これら車輪から車幅方向内方へ延在する左右前輪ステアリングシャフト6fL,6fRを具え、これらステアリングシャフト6fL,6fRの長手方向軸線周りの回転により転舵されるものとする。
【００１７】
このため、ステアリングシャフト6fL,6fRの長手方向軸線周りの回転を、対応する左右前輪10fL,10fRのキングピン軸線周りにおける回転に変換して左右前輪10fL,10fRの転舵に供する転舵歯車組7fL,7fR（ギヤ比はifL,ifR）を設け、これら転舵歯車組7fL,7fRを介してステアリングシャフト6fL,6fRの車幅方向外端にそれぞれ、左右前輪10fL,10fRを転舵可能に結合する。
【００１８】
転舵歯車組7fL,7fRは同様なもので、左前輪転舵歯車組7fLにつき図2を参照しつつ以下に説明するような構成となす。
左前輪転舵歯車組7fLは、左前輪ステアリングシャフト6fLの外端に駆動結合されたピニオン7pfLと、左前輪10fLのキングピン軸線Kp上に配置されてこの軸線周りに回転可能なフェースギヤ7ffLとを具える。
【００１９】
ピニオン7pfLはフェースギヤ7ffLに噛合させて、ステアリングシャフト6fLの回転をフェースギヤ7ffLにおいてキングピン軸線Kp周りの回転に変換し得るようにし、左前輪10fLをフェースギヤ7ffLに対しキングピン軸線Kp周りに転舵し得るよう結合する。
なおフェースギヤ7ffLは、図示せざるスプリング等の弾性体によりピニオン7pfLに押し付けて、これらフェースギヤ7ffLおよびピニオン7pfL間のバックラッシを除去する。
【００２０】
そして左右前輪10fL,10fRは、ステアリングホイール1およびこれからの操舵力を助勢するパワーステアリングアシストモータ3fを操舵力源とし、アシストモータ3fの出力軸を交差軸歯車4fにより右前輪10fRのステアリングシャフト6fRに対し交差結合させる。
また、左右前輪ステアリングシャフト6fL,6fRの車幅方向内側における相互隣接端間に前輪用差動歯車組5fを介在させ、この差動歯車組5fを介して左右前輪ステアリングシャフト6fL,6fRの相互隣接端を以下のごとくに相関させる。
【００２１】
前輪用差動歯車組5fは、図3(a)に示すようなシングルピニオン型遊星歯車組（単純遊星歯車組）51fで構成し、このシングルピニオン型遊星歯車組51fは、サンギヤ51sfと、リングギヤ51rfと、これらギヤにそれぞれ噛合するピニオン51pfを回転自在に支持したキャリア51cfとから成るものである。
サンギヤ51sfは、ステアリングホイール1からの操舵力が入力される側のステアリングシャフト6fRに結合し、リングギヤ51rfは反対側のステアリングシャフト6fLに結合し、キャリア51cfには減速ギヤ53fを介して舵角調整モータ52fを駆動結合する。
なお、図1における前輪側の矢印は、左右前輪10fL,10fRの右操舵時における各部の回転方向である。
【００２２】
図1および図3(a)に示した上記の前輪操舵系によれば、ステアリングホイール1からの操舵力がアシストモータ3fで増幅された後、交差軸歯車4f、ステアリングシャフト6fRおよび転舵歯車組7fRを経て右前輪10fRに達し、この右前輪10fRをステアリングホイール1の操舵角相当値に転舵することができる。
【００２３】
他方で、ステアリングシャフト6fRへの操舵力はサンギヤ51sfから、キャリア51cfを反力受けとしてリングギヤ51rfに達し、その後ステアリングシャフト6fLおよび転舵歯車組7fLを経て左前輪10fLに達することで、この左前輪10fLを転舵することができる。
このとき舵角調整モータ52fの作動により、ステアリングシャフト6fRに対するステアリングシャフト6fLの回転比を任意に変更することができ、左前輪10fLの舵角を右前輪10fRの舵角に対し、図1のごとくに設定したり、その他にも後で詳述するごとく任意に設定することができる。
【００２４】
ステアリングシャフト6fRに対するステアリングシャフト6fLの回転比を変更するに当たっての制御のために、ステアリングホイール1と共に回転するステアリングコラムシャフトには、ステアリングホイール1の操作量（操舵角）および操作速度（操舵速度）を検出する操舵センサ2fを設ける。
従って操舵センサ2fは、本発明におけるステアリング操作検出手段に相当する。
【００２５】
次に左右後輪10rL,10rRの操舵系を以下に説明する。
左右後輪10rL,10rRはそれぞれ、これら車輪から車幅方向内方へ延在する左右後輪ステアリングシャフト6rL,6rRを具え、これらステアリングシャフト6rL,6rRの長手方向軸線周りの回転により転舵されるものとする。
【００２６】
このため、ステアリングシャフト6rL,6rRの長手方向軸線周りの回転を、対応する左右後輪10rL,10rRのキングピン軸線周りにおける回転に変換して左右後輪10rL,10rRの転舵に供する転舵歯車組7rL,7rR（ギヤ比はirL,irR）を設け、これら転舵歯車組7rL,7rRを介してステアリングシャフト6rL,6rRの車幅方向外端にそれぞれ、左右後輪10rL,10rRを転舵可能に結合する。
左右後輪転舵歯車組7rL,7rRはそれぞれ、図2につき前述した左前輪転舵歯車組7fLと同様なものとする。
【００２７】
そして左右後輪10rL,10rRは、後輪転舵モータ3rを操舵力源とし、該後輪転舵モータ3rの出力軸を右後輪10rRのステアリングシャフト6rRに駆動結合させる。
また、左右後輪ステアリングシャフト6rL,6rRの車幅方向内側における相互隣接端間に後輪用差動歯車組5rを介在させ、この差動歯車組5rを介して左右後輪ステアリングシャフト6rL,6rRの相互隣接端を以下のごとくに相関させる。
【００２８】
後輪用差動歯車組5rは、図4(a)に示すようなシングルピニオン型遊星歯車組（単純遊星歯車組）51rで構成し、このシングルピニオン型遊星歯車組51rは、サンギヤ51srと、リングギヤ51rrと、これらギヤにそれぞれ噛合するピニオン51prを回転自在に支持したキャリア51crとから成るものである。
サンギヤ51srは、後輪転舵モータ3rからの操舵力が入力される側のステアリングシャフト6rRに結合し、リングギヤ51rrは反対側のステアリングシャフト6rLに結合し、キャリア51crには減速ギヤ53rを介して舵角調整モータ52rを駆動結合する。
【００２９】
図1および図4(a)に示した上記の後輪操舵系によれば、後輪転舵モータ3rからの操舵力がステアリングシャフト6rRおよび転舵歯車組7rRを経て右後輪10rRに達し、この右後輪10rRを後輪転舵モータ3rの回転角相当値に転舵することができる。
【００３０】
他方で、ステアリングシャフト6rRへの操舵力はサンギヤ51srから、キャリア51crを反力受けとしてリングギヤ51rrに達し、その後ステアリングシャフト6rLおよび転舵歯車組7rLを経て左後輪10rLに達することで、この左後輪10rLを転舵することができる。
このとき舵角調整モータ52rの作動により、ステアリングシャフト6rRに対するステアリングシャフト6rLの回転比を任意に変更することができ、左後輪10rLの舵角を右後輪10rRの舵角に対し任意に設定することができる。
なお図1では、左右後輪10rL,10rRを何れも転舵されていない状態で示した。
【００３１】
図3(b)は、同図(a)の舵角調整モータ52fにより差動歯車組5fを介して、左前輪10fLが図1のごとく、右前輪10fRの舵角αと異なる舵角βを付与されたことで、左右前輪10fL,10fRの回転軸線が、図1のごとく非転舵状態にある左右後輪10rL,10rRの後車軸延長線と、同じ点Oで交差する場合における、差動歯車組5fのメンバ間回転速度関係を示す共線図である。
図1に示すように、車両のトレッドをWとし、ホイールベースをLとすると、内外輪10fR,10fLの転舵角α,βの関係は、アッカーマン・ジャントの関係から次式により表される。
W/L＝cot β−cot α ・・・(1)
【００３２】
右前輪ステアリングシャフト6fRが角速度θRで回転するとき、右前輪転舵歯車組7fRのギヤ比をifRとすると、右前輪10fR(図1では内輪)の転舵角速度dαは
dα＝θR/ifR  ・・・(2)
となる。
(1),(2)式から、右前輪10fR(図1では内輪)の転舵角速度がdαである場合においてアッカーマン・ジャントの関係を満足する左前輪10fL(図1では外輪)の転舵角速度dβが求まり、左前輪転舵歯車組7fLのギヤ比をifLとすると、左前輪ステアリングシャフト6fLの回転角速度θL2は次式により求めることができる。
θL2＝-dβ・ifL  ・・・(3)
【００３３】
上記(3)式の右辺における符号の「マイナス」は、左前輪ステアリングシャフト6fLを右前輪ステアリングシャフト6fRとは逆方向に回転させることを意味する。
左前輪ステアリングシャフト6fLの回転角速度θL2が上記の関係を満たすようにキャリア51cfの回転角速度θcfを舵角調整モータ52fで制御することにより、左右前輪10fL,10fRを図1のごとくに転舵することができる。
【００３４】
図4(b)は、同図(a)の後輪転舵モータ3rおよび舵角調整モータ52rを非作動状態に保って、左右後輪10rL,10rRを図1のごとく共に転舵させない場合における、差動歯車組5rのメンバ間回転速度関係を示す共線図である。
この場合、左右後輪10rL,10rRが転舵されないので、差動歯車組5rの各回転メンバは図4(b)に示すように角速度を0にされている。
なお図示しなかったが、このような場合のために左右後輪ステアリングシャフト6rR,6rRを回転不能に固定するブレーキを設けてもよいのは言うまでもない。
【００３５】
以上の説明から明らかなように図1の操縦モードは、左右前輪10fL,10fRのみの転舵による二輪操縦モードであるが、
本実施例においては図5，6のごとく、左右前輪10fL,10fRおよび左右後輪10rL,10rRの全車輪を同様に転舵して、車両を全車輪転舵方向へ平行移動させる平行移動操縦モードや、
図7，8のごとく左右前輪10fL,10fRと左右後輪10rL,10rRとを逆相転舵することにより、車両を小回り旋回させる小回り旋回モードや、
図9，10のごとくに左右前輪10fL,10fRおよび左右後輪10rL,10rRを転舵させることにより、車両を現在位置で旋回させる信地旋回（その場旋回）モードを選択することができる。
【００３６】
平行移動操縦モードを、図5，6に基づき以下に説明する。
図5に示すように、左右前輪10fL,10fRの転舵角をそれぞれβF,αFとし、および左右後輪10rL,10rRの転舵角をそれぞれβR,αRとすると、平行移動操縦モードでは、
αF＝βF＝αR＝βR  ・・・(4)
である。
【００３７】
図6(a),(b)はそれぞれ、図5に示す平行移動操縦モードである場合の前輪側差動歯車組5f（シングルピニオン型遊星歯車組51f）のメンバ間回転速度関係、および後輪側差動歯車組5r（シングルピニオン型遊星歯車組51r）のメンバ間回転速度関係を示す共線図である。
【００３８】
図6(a)の共線図に基づき平行移動操縦モードの前輪転舵制御を説明するに、右前輪ステアリングシャフト6fRが角速度θRFで回転するとき、右前輪転舵歯車組7fRのギヤ比をifRとすると、右前輪10fRの転舵角速度dαFは次式で表される。
dαF＝θRF/ifR  ・・・(5)
(4),(5)式から左前輪10fLの転舵角速度dβFが求まり、左前輪転舵歯車組7fLのギヤ比をifLとすると、左前輪ステアリングシャフト6fLの回転角速度θL2Fは次式により求まる。
θL2F＝-dβF・ifL  ・・・(6)
左前輪ステアリングシャフト6fLの回転角速度θL2Fが上記の関係を満たすようにキャリア51cfの回転角速度θCFを舵角調整モータ52fで制御することにより、左右前輪10fL,10fRを図5のように転舵することができる。
【００３９】
図6(b)の共線図に基づき平行移動操縦モードの後輪転舵制御を説明するに、右後輪ステアリングシャフト6rRの角速度θRRは、右後輪転舵歯車組7rRのギヤ比をirRとすると、次式で表される。
θRR＝dαR・irR  ・・・(7)
右後輪ステアリングシャフト6rRの角速度θRRが上記関係を満たすように後輪転舵モータ3rの回転速度を制御することで、右後輪10rRを図5のように転舵することができる。
【００４０】
左後輪転舵歯車組7rLのギヤ比をirLとすると、左後輪ステアリングシャフト6rLの回転角速度θL2Rは次式により求まる。
θL2R＝-dβR・irL  ・・・(8)
左後輪ステアリングシャフト6rLの回転角速度θL2Rが上記関係を満たすようにキャリア51crの回転角速度θCRを舵角調整モータ52rにより制御するとで、左後輪10rLを図5のように転舵することができる。
【００４１】
小回り旋回モードを図7，8に基づき以下に説明する。
図7，8の小回り旋回モードは、車両旋回中心が図7のごとく後車軸延長線からLRだけ前方の位置となるよう左右前輪10fL,10fRと左右後輪10rL,10rRとを逆相転舵させて車両を小回り旋回させるモードである。
【００４２】
アッカーマン・ジャントの関係から、右前輪転舵角αFと、左前輪転舵角βFと、右後輪転舵角αRと、左後輪転舵角βRは、次式により表される。
W/(L−LR)＝cotβF−cotαF  ・・・(9)
cotαF＝(L−LR)/LR)・cotαF  ・・・(10)
W/LR＝cotβR−cotαR  ・・・(11)
【００４３】
図8(a),(b)はそれぞれ、図7に示す小回り旋回モードである場合の前輪側差動歯車組5f（シングルピニオン型遊星歯車組51f）のメンバ間回転速度関係、および後輪側差動歯車組5r（シングルピニオン型遊星歯車組51r）のメンバ間回転速度関係を示す共線図である。
【００４４】
図8(a)の共線図に基づき小回り旋回モードの前輪転舵制御を説明するに、右前輪ステアリングシャフト6fRが角速度θRFで回転するとき、右前輪転舵歯車組7fRのギヤ比をifRとすると、右前輪10fRの転舵角速度dαFは次式で表される。
dαF＝θRF/ifR  ・・・(12)
(9),(12)式から左前輪10fLの転舵角速度dβFが求まり、左前輪転舵歯車組7fLのギヤ比をifLとすると、左前輪ステアリングシャフト6fLの回転角速度θL2Fは次式により求まる。
θL2F＝-dβF・ifL  ・・・(13)
左前輪ステアリングシャフト6fLの回転角速度θL2Fが上記の関係を満たすようにキャリア51cfの回転角速度θCFを舵角調整モータ52fにより制御することで、左右前輪10fL,10fRを図7のように転舵することができる。
【００４５】
図8(b)の共線図に基づき小回り旋回モードの後輪転舵制御を説明するに、(10),(12)式から右後輪10rRの転舵角速度dαRが求まり、右後輪ステアリングシャフト6rRの角速度θRRは、右後輪転舵歯車組7rRのギヤ比をirRとすると、次式で表される。
θRR＝−dαR・irR  ・・・(14)
右後輪ステアリングシャフト6rRの角速度θRRが上記の関係を満たすように後輪転舵モータ3rの回転速度を制御することで、右後輪10rRを図7のように転舵することができる。
【００４６】
一方で(12)式より左後輪10rLの転舵角速度dβRが求まり、左後輪転舵歯車組7rLのギヤ比をirLとすると、左後輪ステアリングシャフト6rLの回転角速度θL2Rは次式により求まる。
θL2R＝dβR・irL  ・・・(15)
左後輪ステアリングシャフト6rLの回転角速度θL2Rが上記関係を満たすようにキャリア51crの回転角速度θCRを舵角調整モータ52rにより制御するとで、左後輪10rLを図7のように転舵することができる。
【００４７】
信地旋回（その場旋回）モードを図9，10に基づき以下に説明する。
図9，10の信地旋回モードは、図9のごとく車両を平面視で、車体中央にある点の周りにその場で旋回させる操縦モードで、左右前輪10fL,10fRおよび左右後輪10rL,10rRを図9のごとく、それぞれの回転中心線が車体中央の点を通るように転舵させることにより実現可能である。
【００４８】
アッカーマン・ジャントの関係から、図9に示された右前輪転舵角αFと、左前輪転舵角βFと、右後輪転舵角αRと、左後輪転舵角βRは、次式により表される。
αF＝βF＝αR＝βR＝tan-1（L/W）  ・・・(16)
つまり右前輪転舵角αF、左前輪転舵角βF、右後輪転舵角αR、および左後輪転舵角βRはそれぞれ、トレッドWとホイールベースLとから一義的に決まる。
【００４９】
図10(a),(b)はそれぞれ、図9に示す信地旋回モードである場合の前輪側差動歯車組5f（シングルピニオン型遊星歯車組51f）のメンバ間回転速度関係、および後輪側差動歯車組5r（シングルピニオン型遊星歯車組51r）のメンバ間回転速度関係を示す共線図である。
【００５０】
図10(a)の共線図に基づき信地旋回モードの前輪転舵制御を説明するに、右前輪ステアリングシャフト6fRが角速度θRFで回転するとき、右前輪転舵歯車組7fRのギヤ比をifRとすると、右前輪10fRの転舵角速度dαFは次式で表される。
dαF＝θRF/ifR  ・・・(17)
【００５１】
このとき左前輪10fLは、右前輪10fRの転舵角速度dαFと同じ転舵速度で、しかし逆方向に転舵させる必要がある。
このために、左前輪ステアリングシャフト6fLは右前輪ステアリングシャフト6fRと同方向に回転させる。
左前輪転舵歯車組7fLのギヤ比をifLとすると、左前輪ステアリングシャフト6fLの回転角速度θL2Fは次式により求まる。
θL2F＝dβF・ifL  ・・・(18)
左前輪ステアリングシャフト6fLの回転角速度θL2Fが上記の関係を満たすようにキャリア51cfの回転角速度θCFを舵角調整モータ52fにより制御することで、左右前輪10fL,10fRを図9のように転舵することができる。
【００５２】
図10(b)の共線図に基づき信地旋回モードの後輪転舵制御を説明する。
左右後輪10fL,10fRは左右前輪側10rL,10rRに対し転舵速度が同じで、転舵方向が逆であることから、右後輪ステアリングシャフト6rRの角速度θRRは、右後輪転舵歯車組7rRのギヤ比をirRとすると、次式で表される。
θRR＝−dαR・irR  ・・・(19)
右後輪ステアリングシャフト6rRの角速度θRRが上記の関係を満たすように後輪転舵モータ3rの回転速度を制御することで、右後輪10rRを図9のように転舵することができる。
【００５３】
一方で、左後輪転舵歯車組7rLのギヤ比をirLとすると、左後輪ステアリングシャフト6rLの回転角速度θL2Rは次式により求まる。
θL2R＝dβR・irL  ・・・(20)
左後輪ステアリングシャフト6rLの回転角速度θL2Rが上記関係を満たすようにキャリア51crの回転角速度θCRを舵角調整モータ52rにより制御するとで、左後輪10rLを図9のように転舵することができる。
【００５４】
＜第1実施例の効果＞
上記した第1実施例のステアリング装置にあっては、前輪用舵角調整モータ52fにより対応する差動歯車組5fを介して左右前輪ステアリングシャフト6fL,6fR間で回転比を変更可能に構成し、また後輪用舵角調整モータ52rにより対応する差動歯車組5rを介して左右後輪ステアリングシャフト6rL,6rR間で回転比を変更可能に構成したため、
図1〜9につき前述したように、アッカーマン・ジャントの関係を満たしつつ、車両旋回中心を任意の位置に設定し得るような左右前輪10fL,10fRおよび左右後輪10rL,10rRの転舵が可能となり、車輪タイヤの鳴きや偏摩耗の問題を生ずることなく、あらゆる操縦モードを実現することができる。
【００５５】
そのためには、運転者が手動操作により、若しくは自動的に車両の操縦モードを選択するための操縦モード選択手段（図示せず）と、
ステアリング操作の量および速度を検出するステアリング操作検出手段2f（図1参照）と、
左右前輪10fL,10fRおよび左右後輪10rL,10rRの転舵角を検出する転舵角検出手段（図示せず）を設け、
これら手段からの信号を基にアクチュエータ制御手段（図示せず）が、アッカーマン・ジャントの関係を満たしつつ、選択した操縦モードを実現するよう前輪用舵角調整モータ52fおよび後輪用舵角調整モータ52rを制御する舵制システムを構築するのがよい。
【００５６】
なお、車輪ごとに設けたモータなどのアクチュエータで車輪を個別に転舵して、希望の操縦モードを実現しようとすると、各輪の同期をとった複雑な転舵制御が必要になると共に、高価なアクチュエータが車輪の個数だけ必要となり、制御上だけでなく構造上もコスト高になるという問題を生じたり、
各輪の操舵系が機械的に連結されていないため、ステアリング装置の制御システムが失陥した時のフェールセーフ対策が必要で、この点においてもコスト高になるという問題を生ずるが、
上記した本実施例のステアリング装置によれば、これらの問題を一切生ずることが無くて、コスト上有利であると共に安全上も有利である。
【００５７】
＜第2実施例＞
図11(a)は、本発明の第2実施例になるステアリング装置における前輪転舵系の舵角調整用差動歯車組5fを示す、図3(a)と同様な詳細図である。
本実施例においては、差動歯車組5fに双方向ブレーキを可とするロック機構54を設け、これにより差動歯車組5fのキャリア51cfを、両回転方向に固定し得るよう構成する。
【００５８】
それ以外は車両のステアリング装置を、図1につき前述したと同様な構成となす。
本実施例では、図1に示す左右前輪10fL,10fRのみによる二輪操縦モードにおいて、上記のロック機構54を作動させて差動歯車組5fのキャリア51cfを両回転方向に固定する。
【００５９】
この時における差動歯車組5fの回転メンバ間回転速度関係を図11(b)に示す。
キャリア51cfがロック機構54で固定されているため、キャリア51cfの回転は図11(b)に示すように0である。
従って、舵角調整モータ52fが機能しないこととなり、左右前輪10fL,10fRの転舵角の関係が、前記した(1)式のアッカーマン・ジャントの関係を満たすためには、左右前輪転舵歯車組7fL,7fRのギヤ比(速度比)を不等速比にする必要がある。
【００６０】
そのため本実施例では、左右前輪転舵歯車組7fL,7fRとして、図12のようなギヤ比変化特性を持った不等速比歯車組を用いる。
図12は、左右前輪転舵歯車組7fL,7fRの出力側回転角すなわち左右前輪転舵角に対する左右前輪転舵歯車組7fL,7fRのギヤ比変化特性を示す。
本実施例では、左右前輪転舵歯車組7fL,7fRのうち外輪側となる転舵歯車組7fRまたは7fLのギヤ比を一定とし、内輪側となる転舵歯車組7fLまたは7fRのギヤ比が前記した(1)式を満足するような不等速比とする。
【００６１】
また図11(b)に示すように、左右前輪転舵歯車組7fL,7fRの入力回転角すなわち左右前輪ステアリングシャフト6fL,6fRの回転角θL2,θL1（θR）は、シングルピニオン型遊星歯車組51fの歯数比(=サンギヤ歯数／リングギヤ歯数)をλとすると、
θL2＝λ・θR  ・・・(21)
の関係があるため、前輪転舵歯車組7fR,7fLのギヤ比｛ifR(θR)｝,｛ifL(θL2)｝は、
｛ifL(θL2)｝＝λ｛ifR(θR)｝  ・・・(22)
の関係を満たす必要がある。
【００６２】
上記したロック機構54は、例えば図13，14に示すように構成することができる。
図13は、ロック機構54を前輪用差動歯車組5f（シングルピニオン型遊星歯車組51f）に組み込んで示す概略側面図、図14はロック機構54の縦断正面図である。
【００６３】
前輪用差動歯車組5f（シングルピニオン型遊星歯車組51f）のキャリア51cfにロック機構(双方向ブレーキ)54の内輪541を結合する。
ロック機構(双方向ブレーキ)54の外輪542は、前輪用差動歯車組5f（シングルピニオン型遊星歯車組51f）のケースに固定する。
【００６４】
外輪542の内周転動面は、カム面として機能するよう正多角形に形成し、当該外輪542の内周転動面と、内輪541の外周面との間に、複数個のローラ543を介在させる。
これらローラ543は、ばね544と保持器545とにより内外周カム面間に円周方向等間隔に保持する。
【００６５】
保持器545の軸線方向に電磁石548を対設し、該電磁石548は非通電時に保持器545を回転可能となし、通電時に、保持器545と一体のアーマチュア546を外輪プレート547に吸着することで、保持器545を中央位置に固定するものとする。
電磁石548の非通電で保持器545が回転可能である間は、保持器545がキャリア51cfと共に回転し得て、内外周カム面とローラ543との間の隙間がなくなり、キャリア51cfは両回転にロックされる。
電磁石548の通電で保持器545が中央位置に固定されている間は、内外カム面とローラ543との間に隙間が存在し、キャリア51cfは両方向回転可能である。
【００６６】
なおロック機構(双方向ブレーキ)54は、上記と逆に電磁石548の通電時に保持器545を回転可能となし、非通電時に保持器545を中央位置に固定する構成にすることもできる。
【００６７】
＜第2実施例の効果＞
上記した第2実施例のステアリング装置においては、ロック機構54により差動歯車組5fのキャリア51cfを固定し得るよう構成したため、
左右前輪10fL,10fRのみによる二輪操縦モードにおいては、上記ロック機構54の作動により差動歯車組5fのキャリア51cfを固定することで、舵角調整モータ52fの作動に頼ることなく、アッカーマン・ジャントの関係を満たしつつ二輪操縦モードを実現することができる。
【００６８】
＜第3実施例＞
図15(a)は、本発明の第3実施例になるステアリング装置における前輪転舵系の舵角調整用差動歯車組5fを示す、図3(a)と同様な詳細図である。
本実施例においては、差動歯車組5fを遊星歯車組51fにより構成するが、この遊星歯車組51fとしてダブルピニオン遊星歯車組を用いる。
このダブルピニオン遊星歯車組は、前記のピニオン51pfを、相互に噛合するダブルピニオン51pfi,51pfoに置き換えたもので、内側ピニオン51pfiをサンギヤ51sfに噛合させ、外側ピニオン51pfoをリングギヤ51rfに噛合させる。
【００６９】
サンギヤ51sfを右前輪ステアリングシャフト6fRの内端に結合するのは前記各実施例と同様であるが、本実施例においては、ダブルピニオン51pfi,51pfoのキャリア51cfを左前輪ステアリングシャフト6fLに結合する。
そして、リングギヤ51rfに減速ギヤ53fを介して舵角調整モータ52fを駆動結合する。
また、差動歯車組5fに双方向ブレーキを可とするロック機構54を設け、これにより差動歯車組5fのリングギヤ51rfを、両回転方向に固定し得るよう構成する。
【００７０】
本実施例でもロック機構54は、図13，14につき前述したと同様の原理によりリングギヤ51rfを適宜回転ロックし得るものとする。
そのため、ロック機構54の外輪をリングギヤ51rfに結合し、内輪を差動歯車組5fのケースに固定する。
【００７１】
それ以外は車両のステアリング装置を、図1につき前述したと同様な構成となす。
本実施例では、図1に示す左右前輪10fL,10fRのみによる二輪操縦モードにおいて、上記のロック機構54を作動させて差動歯車組5fのリングギヤ51rfを両回転方向に固定する。
なお、図15(a)における矢印は、前輪右切り時の各軸の回転方向である。
【００７２】
ロック機構54の作動時（リングギヤ51rfの固定時）における差動歯車組5fの回転メンバ間回転速度関係を図15(b)に示す。
リングギヤ51rfがロック機構54で固定されているため、リングギヤ51rfの回転は図15(b)に示すように0である。
従って、舵角調整モータ52fが機能しないこととなり、左右前輪10fL,10fRの転舵角の関係が、前記した(1)式のアッカーマン・ジャントの関係を満たすためには、左右前輪転舵歯車組7fL,7fRのギヤ比(速度比)を不等速比にする必要がある。
【００７３】
＜第3実施例の効果＞
ところで本実施例においては、前輪転舵系の舵角調整用差動歯車組5fをダブルピニオン遊星歯車組51fで構成するため、その歯数比λ(＝サンギヤ歯数／リングギヤ歯数)を容易に0.5に近づけることができる。
従って、左右前輪ステアリングシャフト6fL,6fRの回転角θL2,θL1（θR）を同等にすることができることとなり、前輪転舵歯車組7fR,7fLのギヤ比｛ifR(θR)｝,｛ifL(θL2)｝も同等にすることができる。
【００７４】
よってダブルピニオン遊星歯車組51fを、その歯数比λが0.5となるよう設計すれば、左右ステアリングシャフト6fL,6fRの回転角θL2,θL1（θR）が同一となり、前輪転舵歯車組7fR,7fLのギヤ比｛ifR(θR)｝,｛ifL(θL2)｝を同一にすることができる。
これにより、前輪転舵歯車組7fR,7fLをコンパクトなものにすることができ、ステアリング装置の小型化が可能である。
【００７５】
＜第4実施例＞
図16は、本発明の第4実施例になるステアリング装置の後輪転舵システムを示す、図4(a)と同様な詳細図である。
本実施例においては、後輪転舵系の舵角調整用差動歯車組5rを遊星歯車組51rにより構成するが、この遊星歯車組51rとしてダブルピニオン遊星歯車組を用いる。
このダブルピニオン遊星歯車組は、前記のピニオン51prを、相互に噛合するダブルピニオン51pri,51proに置き換えたもので、内側ピニオン51priをサンギヤ51srに噛合させ、外側ピニオン51proをリングギヤ51rrに噛合させる。
【００７６】
サンギヤ51srを右後輪ステアリングシャフト6rRの内端に結合するのは前記各実施例と同様であるが、本実施例においては、ダブルピニオン51pri,51proのキャリア51crを左後輪ステアリングシャフト6rLに結合する。
そして、リングギヤ51rrに減速ギヤ53rを介して舵角調整モータ52rを駆動結合する。
【００７７】
なお本実施例では、前輪転舵系の舵角調整用差動歯車組5fを図15(a)につき前述した第3実施例の場合と同様に、ダブルピニオン遊星歯車組51fにより構成する。
但し、図15(a)におけるロック機構54は必ずしも必要でなく、以下ではロック機構54が非作動状態であり、リングギヤ51rfがロックされていないこととして説明を展開する。
【００７８】
＜第4実施例の作用＞
上記した第4実施例になるステアリング装置の作用を、図17〜19に基づき操縦モード別に説明する。
(a)平行移動操縦モード
図17(a),(b)は、図5に示すごとく左右前輪10fL,10fRおよび左右後輪10rL,10rRの全車輪を同様に転舵して、車両を全車輪転舵方向へ平行移動させる平行移動操縦モードでの、前輪側差動歯車組5f（図15に示すダブルピニオン遊星歯車組51f）のメンバ間回転速度関係、および後輪側差動歯車組5r（図16に示すダブルピニオン遊星歯車組51r）のメンバ間回転速度関係を示す共線図である。
【００７９】
前輪側差動歯車組5fおよび後輪側差動歯車組5rをシングルピニオン型遊星歯車組で構成した場合と同様、舵角調整モータ52f,52rの回転を、前記(4)式が満足されるように制御する。
なお、後輪側差動歯車組5rとして、図4(a)のシングルピニオン型遊星歯車組を用てもよい。
【００８０】
舵角調整モータ52f,52rの当該回転制御により、図17(a)に示す前輪側差動歯車組5fの共線図および図17(b)に示す後輪側差動歯車組5rの共線図が、全く同じものとなり、左右前輪10fL,10fRおよび左右後輪10rL,10rRの全車輪を同様に転舵して、車両を全車輪転舵方向へ平行移動させることができる。
(b)小回り旋回モード
図18(a),(b)は、図7に示すごとく左右前輪10fL,10fRと左右後輪10rL,10rRとを逆相転舵することで、車両を後車軸延長線からLRだけ前方位置の中心点周りに小回り旋回させる小回り旋回モードでの、前輪側差動歯車組5f（図15に示すダブルピニオン遊星歯車組51f）のメンバ間回転速度関係、および後輪側差動歯車組5r（図16に示すダブルピニオン遊星歯車組51r）のメンバ間回転速度関係を示す共線図である。
【００８１】
前輪側差動歯車組5fおよび後輪側差動歯車組5rをシングルピニオン型遊星歯車組で構成した場合と同様、舵角調整モータ52f,52rの回転を、前記(9)〜(11)式が満足されるように制御する。
なお、後輪側差動歯車組5rとして、図4(a)のシングルピニオン型遊星歯車組を用てもよい。
【００８２】
舵角調整モータ52f,52rの当該回転制御により、図18(a)に示す前輪側差動歯車組5fの共線図および図18(b)に示す後輪側差動歯車組5rの共線図が、回転速度＝0の基準線を挟んで全くの対称形となり、左右前輪10fL,10fRと左右後輪10rL,10rRとを図7に例示するように逆相転舵して、車両を小回り旋回させることができる。
(c)信地旋回モード
図19(a),(b)は、図9に示すごとく左右前輪10fL,10fRおよび左右後輪10rL,10rRを、それぞれの回転中心線が車体中央の点を通るよう転舵させることにより、車両を当該車体中央点の周りにその場で旋回させる信地旋回モードでの、前輪側差動歯車組5f（図15に示すダブルピニオン遊星歯車組51f）のメンバ間回転速度関係、および後輪側差動歯車組5r（図16に示すダブルピニオン遊星歯車組51r）のメンバ間回転速度関係を示す共線図である。
【００８３】
前輪側差動歯車組5fおよび後輪側差動歯車組5rをシングルピニオン型遊星歯車組で構成した場合と同様、舵角調整モータ52f,52rの回転を、前記(16)式が満足されるように制御する。
なお、後輪側差動歯車組5rとして、図4(a)のシングルピニオン型遊星歯車組を用てもよい。
【００８４】
舵角調整モータ52f,52rの当該回転制御により、図19(a)に示す前輪側差動歯車組5fの共線図および図19(b)に示す後輪側差動歯車組5rの共線図が、回転速度＝0の基準線を挟んで全くの対称矩形となり、左右前輪10fL,10fRと左右後輪10rL,10rRとを図9に例示するように転舵して、車両を信地旋回させることができる。
【００８５】
＜第4実施例の効果＞
本実施例においても、平行移動操縦モード、小回り旋回モード、および信地旋回モードで左右前輪10fL,10fRおよび左右後輪10rL,10rRを上記したように転舵することにより、アッカーマン・ジャントの関係を満たしつつ各モードを実現することができ、何れのモードにおいても、車輪タイヤの鳴きや偏摩耗の問題を生ずることがない。
【００８６】
＜第5実施例＞
図20,21は、本発明の第5実施理例になるステアリング装置のステアリングコラムシャフトを示す。
このステアリングコラムシャフトは、図20に示すように、ステアリングホイール1およびアシストモータ3f間で分割し、この分割部に操舵力断接手段としての断接クラッチ8を介在させる。
【００８７】
断接クラッチ8は、図21にその縦断正面図を示すように、内輪81および外輪82を同心に具え、内輪81をステアリングホイール1側のコラムシャフト分割部に結合し、外輪82を外輪プレート87によりアシストモータ3f側のコラムシャフト分割部に結合する。
【００８８】
外輪82の内周転動面は、カム面として機能するよう正多角形に形成し、当該外輪82の内周転動面と、内輪81の外周面との間に、複数個のローラ83を介在させる。
これらローラ83は、ばね84と保持器85とにより内外周カム面間に円周方向等間隔に保持する。
【００８９】
保持器85の軸線方向に電磁石88を対設し、該電磁石88は非通電時に保持器55を回転可能となし、通電時に、保持器85と一体のアーマチュア86を外輪プレート87に吸着することで、保持器85を中央位置に固定するものとする。
【００９０】
電磁石88の非通電で保持器85が回転可能である間は、保持器85が外輪プレート87と共に回転し得て、内外周カム面とローラ83との間の隙間がなくなり、コラムシャフト分割部分が相互に結合されてステアリングホイール1の回転をアシストモータ3fへ伝達可能である。
電磁石88の通電で保持器85が中央位置に固定されている間は、内外カム面とローラ83との間に隙間が存在して断接クラッチ8を遮断することができ、コラムシャフト分割部分間で回転が伝達されないようにすることができる。
【００９１】
それ以外はステアリング装置を、第1実施例〜第4実施例のいずれかと同様な構成となす。
【００９２】
＜第5実施例の効果＞
本実施例においては、図5のような平行移動モード（90°横移動を含む）や、図9のような信地旋回モードなど、ステアリングホイール1の操作と関連しない操縦モード時に、断接クラッチ8を遮断しておく。
これにより、ステアリングホイール1の操作と関連しない操縦モードにおいては、車輪転舵状態であってもステアリングホイール1が回転しないようにすることができ、ステアリングホイール1の不意の回転で運転者が戸惑うのを回避し得る。
【００９３】
なお断接クラッチ8を上記と逆に、電磁石88の通電で遮断状態にされ、非通電で結合状態にされるよう構成するれば、
電源失陥や制御不能などの異常時に断接クラッチ8が結合状態にされることとなるため、運転者が機械的に車輪を転舵することができ、複雑な機構や制御を用いることなくフェールセーフ機能を持たせることができる。
また、使用頻度の少ない信地旋回モードや、90°横移動モードでのみ、断接クラッチ8を電磁石88の通電により遮断することとなり、当該通電による消費電力を抑制し得てエネルギー効率の点でも有利である。
【００９４】
＜その他の実施例＞
上記の各実施例では、前輪側舵角調整用差動歯車組5fおよび後輪側舵角調整用差動歯車組5rを共にシングルピニオン型遊星歯車組で構成する場合や、前輪側舵角調整用差動歯車組5fおよび後輪側舵角調整用差動歯車組5rを共にダブルピニオン遊星歯車組で構成する場合について説明したが、
前輪側舵角調整用差動歯車組5fと後輪側舵角調整用差動歯車組5rとで、一方をシングルピニオン型遊星歯車組で構成し、他方をダブルピニオン遊星歯車組で構成するようにしてもよいのは言うまでもない。
【００９５】
また、左右前輪の転舵歯車組7fL,7fRを不等速比歯車とし、左右後輪の転舵歯車組7rL,7rRを等速比歯車としてもよく、その理由は以下のためである。
後輪側単独の操縦モードは使用頻度がきわめて低いため、前輪側のように差動歯車組3rをロックして使用することはほとんどない。
従って後輪側の差動歯車組3rはロック機構を必要とせず、左右輪転舵角の制御は舵角調整モータ52rで行えるため、左右後輪の転舵歯車組7rL,7rRは必ずしも不等速比歯車にする必要がなく、等速比歯車であってもよい。
かように左右後輪の転舵歯車組7rL,7rRを等速比歯車とする場合、不等速比歯車よりもサイズが小さいために、左右後輪転舵歯車組7rL,7rRの小型化を図ることができる。
【符号の説明】
【００９６】
1  ステアリングホイール
2f  操舵センサ（ステアリング操作検出手段）
3f  アシストモータ（操舵力源）
3r  後輪転舵モータ（操舵力源）
4f  交差軸歯車
5f,5r  舵角調整差動歯車組
6fL,6fR,6rL,6rR  ステアリングシャフト
7fL,7fR,7rL,7rR  転舵歯車組
8  断接クラッチ（操舵力断接手段）
10fL,10fR  左右前輪
10rL,10rR  左右後輪
52f,52r  舵角調整モータ
54  ロック機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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