(57)【要約】【課題】運転者がステアリングを操作して、走行モードの切り替えを行う車両において、運転者がその切り替え状況を容易に把握して、確実にその切り替え操作を完了すること。【解決手段】左右車輪ｗを左右逆方向に転舵して、通常走行モードと特殊走行モードとの間で走行モードを切り替えるステアリング装置１０、２０と、前記通常走行モード又は前記特殊走行モードにおける前記左右車輪ｗの角度と、前記ステアリング装置１０、２０によって転舵された現状の左右車輪ｗの角度との間の角度差を計算する演算手段８３と、前記演算手段８３で演算した前記角度差に基づいて、運転者が転舵操作に必要な情報を表示する表示装置８０と、を備えた車両１を構成する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右車輪（ｗ）を左右逆方向に転舵して、通常走行モードと特殊走行モードとの間で走行モードを切り替えるステアリング装置（１０、２０）と、
前記通常走行モード又は前記特殊走行モードにおける前記左右車輪（ｗ）の角度と、前記ステアリング装置（１０、２０）によって転舵された現状の左右車輪（ｗ）の角度との間の角度差を計算する演算手段（８３）と、
前記演算手段（８３）で演算した前記角度差に基づいて、運転者が転舵操作に必要な情報を表示する表示装置（８０）と、
を備えた車両。
【請求項２】
前記情報が、運転者がステアリング（２）を左右いずれの方向に操作すればよいかを指示する図形表示を含む請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記情報が、前記角度差を含む請求項１又は２に記載の車両。
【請求項４】
前記表示装置（８０）に、走行モードの切り替え完了時の各車輪（ｗ）の向きを図形表示するようにした請求項１から３のいずれか１項に記載の車両。
【請求項５】
前記走行モードの切り替えに伴ってステアリング装置（１０、２０）に異常が生じた際に、その異常を前記表示装置（８０）に表示するようにした請求項１から４のいずれか１項に記載の車両。
【請求項６】
前記走行モードの切り替えの際に、周囲に注意喚起する音声を発するようにした請求項１から５のいずれか１項に記載の車両。
【請求項７】
前記ステアリング装置（１０、２０）が、
前方又は後方の左右車輪（ｗ）に接続され、その左右車輪（ｗ）を転舵するタイロッド（１２、２２）と、
前記左右車輪（ｗ）のタイロッド（１２、２２）にそれぞれ接続された対のラックバー（５３、５４）と、
前記対のラックバー（５３、５４）にそれぞれ噛み合い、一方のラックバー（５３）のラックの歯の並列方向に対する一方向への動きを他方のラックバー（５４）の他方向への動きに変換する同期ギア（５５）と、
前記対のラックバー（５３、５４）をそれぞれのラックバー（５３、５４）のラックの歯の並列方向に沿って、左右反対方向へ移動させることが可能なラックバー動作手段（６０）と、
前記ラックバー（５３、５４）の左右方向への移動量を検出する移動量検出手段（７３）と、
を備えた請求項１から６のいずれか１項に記載の車両。
【請求項８】
前記ラックバー動作手段（６０）が、
ステアリングシャフト（３）に直接又は他部材を介して間接的に取り付けられ、前記一方のラックバー（５３）に噛み合う第一ピニオンギア（６２）と、
前記第一ピニオンギア（６２）と同軸上に設けられ、前記他方のラックバー（５４）に噛み合う第二ピニオンギア（６５）と、
前記第一ピニオンギア（６２）と前記第二ピニオンギア（６５）の間に設けられ、両ギア（６２、６５）を互いに結合又は分離自在とする連結機構（６３）と、
を備え、
前記連結機構（６３）が、
前記第一ピニオンギア（６２）又は前記第二ピニオンギア（６５）のいずれかの側に設けられる固定部（６３ｂ）と、
前記第一ピニオンギア（６２）又は前記第二ピニオンギア（６５）のうち前記固定部（６３ｂ）を設けた側の反対側に設けられ、前記固定部（６３ｂ）と同軸に軸方向に相対移動して前記固定部（６３ｂ）と嵌合する移動部（６３ａ）と、
を備え、
前記連結状態検出手段（７８）が、
前記移動部（６３ａ）の外周に設けられた検出部（７６）と、
前記固定部（６３ｂ）と前記移動部（６３ａ）とが結合及び分離した状態において前記検出部（７６）と対向する位置に設けられ、前記検出部（７６）が近接した際に検出信号を発信するセンサ部（７７）と、
を備えた請求項７に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車輪の転舵状況に係る情報を運転者に知らせる表示装置を備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
左右の車輪（以下、タイヤ、ホイール、ハブ、インホイールモータ等を含めて総合的に「車輪」と称する。）を結ぶステアリングリンク機構を用いて車輪を転舵するものに、アッカーマン・ジャントウ式と呼ばれる転舵機構がある。この転舵機構は、車両の旋回時に、左右の車輪が同一旋回中心をもつように、タイロッドとナックルアームを用いるものである。
【０００３】
この転舵機構として、例えば特許文献１に示す構成のものがある。この転舵機構は、タイロッドとナックルアームを用いる左右車輪のステアリングリンク機構を前輪側または後輪側の少なくとも一方に備え、タイロッド長さ、左右のタイロッド間距離または各車輪とナックルアームのなす角度のいずれかを変化させるアクチュエータを設けることで、通常走行、平行移動、小回りのすべての走行をスムーズに行い得るようにしている。
【０００４】
特許文献２に示す転舵機構は、前後輪の左右車輪間に配置され、軸心周りに回転可能なステアリングシャフトと、このステアリングシャフトを左右２分割した間に、分割されたステアリングシャフトの回転方向を正逆方向で切り替える正逆切り替え手段を備えている。この切り替え手段によって、舵角９０度、横方向移動等を可能としている。
【０００５】
特許文献３には、前輪の転舵に応じてアクチュエータが作動して、後輪を転舵するようにした４輪転舵車両の技術について示されている。また、特許文献４には、左右車輪間を結ぶラックハウジングを前後方向に移動させることで、左右車輪のトー調整を行い、走行安定性を高めた転舵機構の技術について示されている。
【０００６】
特許文献５に係る転舵機構は、左右に独立して移動可能な２つのラックバーを持ち、前記ラックバーのそれぞれを左右いずれかの車輪にタイロッドを介して接続し、前記ラックバーは同期ギアボックスに保持される同期ギアにより、同期ギアボックスに対して反対に移動可能としている。この２つのラックバーには、このラックバーに噛み合うピニオンギアがそれぞれ設けられ、両ピニオンギアの間には、両ピニオンギアの回転軸を結合又は分離可能とする連結機構が設けられている。この連結機構を結合すると、両ラックバーを一体として同方向に同距離だけ移動する、すなわち左右の車輪を同方向に転舵することができる。その一方で、この連結機構を分離すると、両ラックバーを反対方向に同距離移動する、すなわち左右の車輪を逆方向に転舵することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０４−２６２９７１号公報
【特許文献２】特許第４６３５７５４号公報
【特許文献３】実用新案登録第２６００３７４号公報
【特許文献４】特開２００３−１２７８７６号公報
【特許文献５】特願２０１３−１５８８７６（未公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般的なアッカーマン・ジャントウ式のステアリングリンク機構によれば、通常走行時には、各車輪の回転ライン（車輪の幅方向中心線）から平面視垂直に延びた線が、車両の旋回中心に集まるので、スムーズな走行ができる。しかし、車両の横方向移動（車両が前後方向を向いた状態での横方向への平行移動）を求める場合、車輪を前後方向に対して９０度の方向に操舵することは、ステアリングリンクの長さや他部材との干渉から困難である。また、仮に、左右の車輪のうち一方の車輪を９０度に操舵した場合でも、他方の車輪は一方の車輪と完全に平行にはならず、スムーズな走行が困難である。
【０００９】
また、この種の車両では、通常、主転舵車輪である前輪を車両の所定の進行方向に転舵可能であり、従転舵車輪である後輪は、車両の前後方向と並行に設定されている。このため、この車両の前輪を転舵し旋回させると、前輪と後輪とが旋回円に一致しない。したがって、低車速時には内輪差により後輪が旋回円の内側に入る姿勢で車両が旋回し、高車速時には遠心力により前輪が旋回円の内側に入る姿勢で車両が旋回することになる。すなわち、前輪を車両の進行方向である旋回方向に転舵しても、車両の姿勢を旋回方向に一致させ操向することができないという問題がある。そこで、前輪のみならず後輪をも転舵することにより、走行性を向上させる４輪転舵機構（４輪転舵装置）を有する車両がある。
【００１０】
４輪転舵機構を有する車両（いわゆる４ＷＳ車）として、例えば、特許文献１に記載の技術では、車両の横方向移動、小回り等が可能である。しかし、タイロッドの長さ、左右タイロッド間の距離、あるいは、車輪とナックルアームのなす角を変化させるアクチュエータを備えるため、アクチュエータが多く制御が複雑である。また、特許文献２に記載の技術は、その機構上、構造が複雑であるだけでなく、ラックバーの回転で車輪を転舵するために、多数の歯車を使用している。このため、ガタが発生しやすく、円滑に車輪の転舵をすることが困難である。
【００１１】
また、特許文献３の技術は、従来の４輪転舵機構の一例であって後輪転舵を可能としているが、この機構だけでは上述する同じ理由により横方向移動をすることは困難である。さらに、特許文献４の技術は、トー調整が可能である反面、車両の横方向移動、小回り等には対応できない。
【００１２】
また、特許文献５は、特許文献１〜４の上記課題を解決すべく、出願人が考案したものであり、運転者がステアリングを操作することによって、通常走行モードと特殊走行モードの間で、自在に走行モードの切り替えを行うことができるように構成されているが、どの程度ステアリングを操作すれば、走行モードの切り替えが完了するのか、運転者が把握しにくいという問題がある。そして、ステアリングの操作が不十分なままでその操作を止めると、走行モードの切り替えが完了できない問題がある。
【００１３】
そこで、この発明は、運転者がステアリングを操作して、走行モードの切り替えを行う車両において、運転者がその切り替え状況を容易に把握して、確実にその切り替え操作を完了することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この課題を解決するために、この発明においては、左右車輪を左右逆方向に転舵して、通常走行モードと特殊走行モードとの間で走行モードを切り替えるステアリング装置と、前記通常走行モード又は前記特殊走行モードにおける前記左右車輪の角度と、前記ステアリング装置によって転舵された現状の左右車輪の角度との間の角度差を計算する演算手段と、前記演算手段で演算した前記角度差に基づいて、運転者が転舵操作に必要な情報を表示する表示装置と、を備えた車両を構成した。
【００１５】
このように、表示装置を設けることにより、運転者がこの表示装置に表示された情報を見ながら、適切な量だけステアリング操作を行うことができる。このため、ステアリング操作の過不足によって、走行モードの切り替えが確実になされないという状況を確実に回避することができる。
【００１６】
前記構成においては、前記情報が、運転者がステアリングを左右いずれの方向に操作すればよいかを指示する図形表示を含む構成とすることができる。
【００１７】
また、前記各構成においては、前記情報が、前記角度差を含む構成とすることができる。
【００１８】
また、前記各構成においては、前記表示装置に、走行モードの切り替え完了時の各車輪の向きを図形表示する構成とすることができる。
【００１９】
また、前記各構成においては、前記走行モードの切り替えに伴ってステアリング装置に異常が生じた際に、その異常を前記表示装置に表示する構成とすることができる。
【００２０】
また、前記各構成においては、前記走行モードの切り替えの際に、周囲に注意喚起する音声を発するように構成することができる。
【００２１】
また、前記各構成においては、前記ステアリング装置が、前方又は後方の左右車輪に接続され、その左右車輪を転舵するタイロッドと、前記左右車輪のタイロッドにそれぞれ接続された対のラックバーと、前記対のラックバーにそれぞれ噛み合い、一方のラックバーのラックの歯の並列方向に対する一方向への動きを他方のラックバーの他方向への動きに変換する同期ギアと、前記対のラックバーをそれぞれのラックバーのラックの歯の並列方向に沿って、左右反対方向へ移動させることが可能なラックバー動作手段と、前記ラックバーの左右方向への移動量を検出する移動量検出手段と、を備えた構成とすることができる。
【００２２】
また、ラックバー動作手段を備えた構成においては、このラックバー動作手段が、ステアリングシャフトに直接又は他部材を介して間接的に取り付けられ、前記一方のラックバーに噛み合う第一ピニオンギアと、前記第一ピニオンギアと同軸上に設けられ、前記他方のラックバーに噛み合う第二ピニオンギアと、前記第一ピニオンギアと前記第二ピニオンギアの間に設けられ、両ギアを互いに結合又は分離自在とする連結機構と、を備え、前記連結機構が、前記第一ピニオンギア又は前記第二ピニオンギアのいずれかの側に設けられる固定部と、前記第一ピニオンギア又は前記第二ピニオンギアのうち前記固定部を設けた側の反対側に設けられ、前記固定部と同軸に軸方向に相対移動して前記固定部と嵌合する移動部と、を備え、前記連結状態検出手段が、前記移動部の外周に設けられた検出部と、前記固定部と前記移動部とが結合及び分離した状態において前記検出部と対向する位置に設けられ、前記検出部が近接した際に検出信号を発信するセンサ部と、を備えた構成とすることができる。
【発明の効果】
【００２３】
左右車輪をステアリング操作によって左右逆方向に転舵して、通常走行モードと特殊走行モードとの間で走行モードを切り替えるステアリング装置を備えた車両において、通常走行モード又は特殊走行モードにおける左右車輪の角度と、ステアリング装置によって転舵された現状の左右車輪の角度との間の角度差に基づいて、運転者が転舵操作に必要な情報を表示する表示装置を設けた構成とした。このように、表示装置を設けることにより、運転者がこの表示装置に表示された情報を見ながら、適切な量だけステアリング操作を行うことができる。このため、ステアリング操作の過不足によって、走行モードの切り替えが確実になされないという状況を確実に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明に係る車両を示す平面図であって、（ａ）は一般車両、（ｂ）はステアバイワイヤ方式の車両
【図２】図１（ａ）の車両において通常走行モード（通常の転舵モード）を示す平面図
【図３】図１（ａ）の車両においてその場旋回モードを示す平面図
【図４】図１（ａ）の車両において横方向移動（平行移動）モードを示す平面図
【図５】図１（ａ）の車両に用いられるステアリング装置の内部を示し、（ａ）は背面図、（ｂ）は平面図
【図６】図５のステアリング装置に用いられる連結機構を示す背面図であって、（ａ）は結合状態、（ｂ）は分離状態
【図７】走行モードの切り替えにおける制御フローを示す図
【図８】走行モードの切り替えにおける異常表示の判定フローを示す図
【図９】表示装置にエラーが表示された状態を示す図
【図１０】表示装置にステアリングの操作方向と角度差が表示された状態を示す図
【図１１】表示装置に現在の走行モードが表示された状態を示す図であって、（ａ）が通常走行モード、（ｂ）がその場旋回モード、（ｃ）が横方向移動モード
【発明を実施するための形態】
【００２５】
この発明に係る車両の実施形態を図面に基づいて説明する。まず、車両の転舵機構と各走行モードについて説明した後に、この走行モードの切り替えとその際に表示装置に表示される情報について順次説明する。
【００２６】
（１）車両の転舵機構と各走行モードについて
図１（ａ）（ｂ）にこの発明に係る車両１の駆動系及び制御経路を示す。この車両１においては、前輪の左右輪（ＦＬ、ＦＲ）及び後輪の左右輪（ＲＬ、ＲＲ）は、タイロッド１２、２２を介して、前後と後輪のステアリング装置１０、２０にそれぞれ連結されている。
【００２７】
前輪と後輪の各ステアリング装置１０、２０には、左右の車輪ｗを転舵するために２つのラックバーが備えられている。以下、前輪及び後輪共に、車両の前後方向に対して左側の車輪ｗに接続されるラックバーを第一ラックバー５３と、右側の車輪ｗに接続されるラックバーを第二ラックバー５４と称する。なお、図１において紙面左側の矢印が示している方向が車両の前方方向になる。図２から図４においても同様である。
【００２８】
前輪又は後輪の左右車輪ｗには、それぞれタイロッド１２、２２を介して各ラックバー５３、５４の接続用部材１１、２１が接続されている。タイロッド１２、２２と車輪ｗとの間には、適宜ナックルアーム等の各種部材が介在する。
【００２９】
この車両に用いられているステアリング装置１０、２０を図５（ａ）（ｂ）に示す。第一ラックバー５３と第二ラックバー５４は、各ステアリング装置１０、２０において、車両の直進方向（前後方向）に対して左右方向に伸びるラックケース（ステアリングシリンダ）５０内に収容されている。このラックケース５０は、車両１の図示しないフレーム（シャーシ）に、フランジ部５０ａを介して直接又は間接的にネジ固定されている。
【００３０】
このステアリング装置１０、２０には、磁気センサ７０が設けられており、この磁気センサ７０でラックバー５３、５４の動きを検出することによって、左右車輪ｗが適切に転舵しているかどうか判断できるようになっている。第一回転軸６１（ピニオン軸）は、ステアリングシャフト３に図示しないステアリングジョイントを介して接続される。
【００３１】
第一ラックバー５３と第二ラックバー５４は、運転者が行うステアリング２の操作に基づき直接、あるいは、ステアリング２の操作に連動する通常転舵用アクチュエータ３１の動作によって、左右同方向に一体に同距離だけ移動させることができる。この移動により、通常走行時において、左右車輪ｗが左右同方向に転舵する（図２参照）。
【００３２】
このステアリング装置１０、２０は、図５（ａ）に示すように、ラックバー動作手段６０を備えている。このラックバー動作手段６０は、車両１の直進方向に対する左右方向、すなわち、ラックの伸縮する方向（ラックの歯の並列する方向）に沿って、第一ラックバー５３と第二ラックバー５４を互いに反対方向（相反する方向）へ同距離移動させる機能を有する。また、ラックバー動作手段６０は、対のラックバー５３、５４の互いに対向するラックギア、すなわち、第一ラックバー５３の同期用ラックギア５３ａと第二ラックバー５４の同期用ラックギア５４ａにそれぞれ噛み合う第一同期ギア５５を備える。
【００３３】
第一同期ギア５５は、ラックバー５３、５４のラックの歯の並列方向に沿って一定の間隔で並列する三つのギア５５ａ、５５ｂ、５５ｃからなる。第一ラックバー５３が、ラックバー動作手段６０から入力された駆動力によって、この第一ラックバー５３の歯の並列方向に対して一方向へ動くと、その動きが第二ラックバー５４の他方向への動きに変換される。また、第二ラックバー５４の前記他方向への移動量は、第一ラックバー５３の前記一方向への移動量と同じである。
【００３４】
第一同期ギア５５の隣り合うギア５５ａ、５５ｂ間、ギア５５ｂ、５５ｃ間には、それぞれ、第二同期ギア５６を構成するギア５６ａ、５６ｂが配置されている。第二同期ギア５６は、第一ラックバー５３の同期用ラックギア５３ａや第二ラックバー５４の同期用ラックギア５４ａには噛み合わず、第一同期ギア５５にのみ噛み合っている。第二同期ギア５６は、第一同期ギア５５の３つのギア５５ａ、５５ｂ、５５ｃを、同方向に同角度だけ動かすためのものである。この第二同期ギア５６によって、第一ラックバー５３と第二ラックバー５４を、スムーズに相対移動することが可能となる。また、第一ラックバー５３と第二ラックバー５４は、同期用ラックギア５３ａ、５４ａとは別に、それぞれ転舵用ラックギア５３ｂ、５４ｂを備えている。
【００３５】
図５（ａ）に示すように、第一及び第二ピニオンギア６２、６５にはそれぞれ移動量検出用ギア７１が噛み合っており、この移動量検出用ギア７１には、移動量検出用ギア７１の回転に伴って回転するパルサギア７２が設けられている。さらに、このパルサギア７２に対向する位置に磁気センサ７０が設けられている。この磁気センサ７０は、磁界の変化を電気信号に変換するための検出素子や検出コイルを備え、パルサギア７２の回転量を測定するためのものである。この磁気センサ７０、移動量検出用ギア７１、パルサギア７２により、ラックバー５３、５４の左右への移動量を検出する移動量検出手段７３が構成される。
【００３６】
ラックバー５３、５４が左右方向に移動するのに伴って第一及び第二ピニオンギア６２、６５が回転すると、この回転に伴って移動量検出用ギア７１が回転し、さらにこの移動量検出用ギア７１の回転に伴ってパルサギア７２が回転する。すると、磁気センサ７０から電気信号が発せられて、この電気信号からパルサギア７２の回転数、さらには左右車輪ｗの転舵角度をこのステアリング装置１０、２０に設けられた演算手段から算出することができる。
【００３７】
上記の実施形態においては、パルサギア７２を使用したが、ロータリー式磁気エンコーダを使用することもできる。パルサギア７２やロータリー式磁気エンコーダ、磁気センサ７０は、塵や埃等の影響を受けにくいため、車両１に使用した場合においても、常に高い検出精度を維持することができる。塵や埃等の対策を行った環境（構成）においては、光学式の回転センサを採用することもできる。
【００３８】
ステアリング２の近傍には、運転者に転舵方向等の情報を表示する表示装置８０が設けられている。この表示装置８０に表示される情報の内容については後述する。
【００３９】
次に、ラックバー動作手段６０の作用について詳しく説明する。
【００４０】
このラックバー動作手段６０は、第一回転軸６１と同一直線上に配置される第二回転軸６４と、その第二回転軸６４に一体回転可能に取り付けられた第二ピニオンギア６５を備える。第一ピニオンギア６２は、図５（ａ）に示すように、第一ラックバー５３の転舵用ラックギア５３ｂに噛み合い、第二ピニオンギア６５は第二ラックバー５４の転舵用ラックギア５４ｂに噛み合うようになっている。
【００４１】
第一ピニオンギア６２と第二ピニオンギア６５との間には、互いに結合及び分離が可能な連結機構６３が設けられている。連結機構６３は、第一回転軸６１と第二回転軸６４とを相対回転不能な状態（結合状態（図６（ａ））と、相対回転可能な状態（分離状態（図６（ｂ））とに切り替える機能を有する。
【００４２】
連結機構６３は、本図に示すように、第一回転軸６１側に設けられた移動部６３ａと、第二回転軸６４側に設けられた固定部６３ｂとを備える。移動部６３ａは、図示しないバネ等の弾性部材によって固定部６３ｂ側へ押し付けられ、連結機構６３の固定部６３ｂ側の凹部６３ｄに、移動部６３ａ側の凸部６３ｃが結合することで、両回転軸６１、６４が一体で回転可能となっている。なお、凹凸の形成部位を反対にして、固定部６３ｂ側に凸部６３ｃを、移動部６３ａ側に凹部６３ｄを設けてもよい。
【００４３】
図示しないプッシュソレノイドなどの駆動源からの外部入力によって、連結機構６３の固定部６３ｂに対して、移動部６３ａを本図における軸方向上向きに移動させることで、固定部６３ｂと移動部６３ａとの連結を分離し、第一回転軸６１と第二回転軸６４とを独立して回転可能な状態とすることができる。このとき、第一ピニオンギア６２と第二ピニオンギア６５が独立して回転可能となる。
【００４４】
このとき、第一ピニオンギア６２は第一ラックバー５３に噛合しており、第二ピニオンギア６５は第二ラックバー５４に噛合している。さらに、第一ラックバー５３と第二ラックバー５４は、第一同期ギア５５によって噛合されている。このため、第一ピニオンギア６２に入力された回転で、第一ラックバー５３がラックの歯の並列方向、すなわち、車両の左右方向に沿って横方向（一方向）へ移動する。第一ラックバー５３が横方向に移動することで、第一同期ギア５５が回転し、第二ラックバー５４が第一ラックバー５３と反対方向（他方向）へ同距離だけ移動する。このとき、第二ピニオンギア６５は、第二ラックバー５４の移動に伴って回転する。
【００４５】
このように、第一ピニオンギア６２と第二ピニオンギア６５とを結合状態と分離状態を連結機構６３で切り替えることで、対のラックバー５３、５４が一体に同方向に同距離動く状態と、別々に反対方向へ動く状態との変更が容易に可能となる。
【００４６】
図６（ａ）（ｂ）に示すように、移動部６３ａには、その外周方向外側に起立した突起部（検出部）７６が形成されている。この突起部７６ａは、連結機構６３の結合又は分離に伴って、移動部６３ａと一体にその軸方向に動く。連結機構６３の結合状態及び分離状態における移動部６３ａの位置に対向する箇所には、結合検知用の誘導型近接センサ７７ａ（７７）、分離検知用の誘導型近接センサ７７ｂ（７７）がそれぞれ設けられている。この突起部７６ａと誘導型近接センサ７７ａ、７７ｂにより、連結状態検出手段７８が構成される。誘導型近接センサ７７は、突起部７６ａとの接近に伴う磁気損失を検出することによって、突起部７６ａの接近を検出する。
【００４７】
結合状態（図６（ａ）参照）では、結合検知用の誘導型近接センサ７７ａが突起部７６ａに接近して検出状態となる一方で、分離検知用の誘導型近接センサ７７ｂが未検出状態となる。これに対し、分離状態（図６（ｂ）参照）では、結合検知用の誘導型近接センサ７７ａが未検出状態となる一方で、分離検知用の誘導型近接センサ７７ｂが突起部７６ａに接近して検出状態となる。
【００４８】
この実施形態においては、検出部７６として突起部７６ａを形成するとともに、センサ部７７に誘導型近接センサ７７ａ、７７ｂを採用したが、検出部７６として磁石を、センサ部７７に磁気検出素子を採用することもできる。この磁気検出素子は、塵や埃等の多い環境下においても誤作動の少ない安定した検出能力を発揮することができる。
【００４９】
この実施形態における制御フローの概略を図７に示す。演算手段８３は、図示しないアクチュエータに対し、連結機構６３の結合又は分離の駆動指令を発する。この指令に基づいて、実際に結合又は分離されたかどうかについて、連結状態検出手段７８による確認が行われ、その確認結果が演算手段８３にフィードバックされる。この連結状態検出手段７８が異常を検知したときは、表示装置８０に異常表示を行う。その一方で、連結機構６３の分離状態が確認できたときは、表示装置８０に、運転者が操作すべきステアリングの回転方向、車輪ｗの転舵角度等の情報が表示される。この表示を見て、運転者がステアリング操作を行うことで、ステアリング装置のラックバー５３、５４を所定方向に移動させることができる。
【００５０】
このラックバー５３、５４の移動量は、移動量検出手段７３で検出され、その検出結果が演算手段８３にフィードバックされる。このフィードバックに基づいて、表示装置８０に表示される情報が逐次更新される。ステアリング操作によって走行モードの切り替えが完了し、連結機構６３の結合状態が確認できたら、表示装置８０に、切り替え後の走行モード等の情報が表示される。この演算手段８３は、例えばＥＣＵ４０（図１（ａ）等参照）に含まれる機能であってもよいし、ＥＣＵ４０とは別に設けられたものであってもよい。
【００５１】
以下、これらの各構成からなるステアリング装置１０、２０を、車両１に装着した場合のいくつかの走行モードについて説明する。
【００５２】
（通常走行モード）
図１に示す直進状態の車輪位置で、前輪のステアリング装置１０の第一ラックバー５３と第二ラックバー５４を一体移動可能な状態、つまり連結機構６３が結合した状態（図６（ａ）参照）とする。このとき、車両１のフレームに取り付けられたステアリング装置１０のラックケース５０内を、第一ラックバー５３と第二ラックバー５４が左右方向に一体に移動する。
【００５３】
ステアリング装置１０が、通常転舵用アクチュエータ３１の駆動力又はステアリング２の操作によって、直進方向に対して左右方向に動くことで、第一ラックバー５３と第二ラックバー５４も一体に同方向に同距離動いて、図２に示すように、前輪の左右車輪ｗを所定の角度に転舵する。図２は右に転舵した場合を示す。すなわち、２つのラックバー５３、５４を完全に一体固定することで、通常の車両と同等の走行が可能となる。通常走行モードでは、運転者のステアリング２の操作により、前輪のステアリング装置１０を通じて、直進、右折、左折、その他、各場面に応じた必要な転舵が可能である。
【００５４】
（その場旋回モード）
その場旋回モードを図３に示す。連結機構６３が分離されることで（図６（ｂ）参照）、第一ラックバー５３と第二ラックバー５４は別々に動作可能となる。このとき、モード切替用アクチュエータ３２から駆動力が第一ピニオンギア６２に入力されて、第一ラックバー５３と第二ラックバー５４は互いに相反する方向に同距離移動する。すなわち、第一ラックバー５３と第二ラックバー５４との間に第一同期ギア５５が介在することによって、第一ラックバー５３が左右方向一方向へ移動すれば、第二ラックバー５４は他方向へ移動する。
【００５５】
第一ラックバー５３と第二ラックバー５４を互いに逆方向に移動させ、図３に示すように、前後４つの車輪ｗすべての中心軸がほぼ車両中心を向く位置で、連結機構６３を結合固定させる（図６（ａ）参照）。４つの車輪ｗすべての中心軸がほぼ車両中心を向いているため、それぞれの車輪ｗに備えられたインホイールモータＭの駆動力によって、車両中心がその場所から移動しない状態（又はほぼ移動しない状態）を維持しながら車両の向きを変える、いわゆるその場旋回が可能となる。
【００５６】
（横方向移動モード）
横方向移動モードを図４に示す。その場旋回モードと同様に、連結機構６３を分離し（図６（ｂ）参照）、前後４つの車輪ｗすべてが直進方向に対して９０度の方向（車両の直進方向に対する左右方向）へ向くように、モード切替用アクチュエータ３２から第一ピニオンギア６２への回転の入力によって、ステアリング装置１０、２０内の第一ラックバー５３と第二ラックバー５４を反対方向へ移動させる。そして、車輪ｗが前記９０度となった位置で連結機構６３を結合させて（図６（ａ）参照）、対のラックバー５３、５４を固定する。
【００５７】
このとき、微調整機能として、ステアリング装置１０、２０内の第一ラックバー５３と第二ラックバー５４を、通常転舵用アクチュエータ３１の駆動力又はステアリング２の操作によって、直進方向に対して一体に左右方向へ移動させることで、車輪ｗの向き（タイヤ角度）を微調整することが可能となる。
【００５８】
図４は、横方向移動モードでの前後輪のステアリング装置１０、２０の位置関係と、車輪ｗの向きを示す。その場旋回モード時に比べて、さらに、対のラックバー５３、５４が外側に張り出しており、タイロッド１２、２２の車輪ｗへの接続部が、車両の幅方向に対して最も外側に位置する走行モードである。この横方向移動モードにおいても、通常転舵用アクチュエータ３１の駆動力又はステアリング２の操作によって、車輪ｗの向き（タイヤ角度）を微調整することが可能である。
【００５９】
なお、上記に記載した種々の走行モードは例であり、それ以外にも、これらの機構を用いた様々な制御が可能となる。
【００６０】
（２）走行モードの切り替えとその際に表示装置に表示される情報について
上述した走行モードの切り替えに伴う異常表示の判定は、図８に示すフローに従って行われる。
【００６１】
まず、演算手段８３（図７参照）から、連結機構６３を分離する駆動信号が発せられる（Ｓ１）。この駆動信号に基づいて、連結機構６３の移動部６３ａが所定位置（分離検知用の誘導型近接センサ７７ｂと接近した位置）まで移動したかどうかについて、連結状態検出手段７８による確認が行われる（Ｓ２）。連結機構６３の分離状態が連結状態検出手段７８によって検出できないときは（Ｓ３）、連結機構６３に異常が生じたと判断して、図９に示すように、表示装置８０に異常表示を行い（Ｓ４）、切り替え動作を即時中止して連結機構６３の損傷を防ぐとともに、運転者に注意を促す。
【００６２】
その一方で、連結状態検出手段７８によって連結機構６３の分離状態が検出できたときは（Ｓ５）、図１０に示すように、表示装置８０に、運転者がステアリングを操作すべき転舵方向と、切り替え後の走行モードにおける左右車輪ｗの角度と、現状の左右車輪ｗの角度との角度差を示す角度表示がなされる（Ｓ６）。なお、本図においては、左右両方向の矢印が表示されているが、実際には、左右いずれかの矢印のみが表示される。
【００６３】
この表示装置８０に表示された情報を見て、運転者はステアリング２を操作する（Ｓ７）。この操作中は、表示装置８０に表示される情報は逐次更新される。車輪ｗの角度が所望の転舵角度に達していない場合は（Ｓ８）、運転者は更新された転舵方向と角度表示を見ながら（Ｓ６）、その角度表示がゼロになるまで、さらにステアリング操作を続ける（Ｓ７）。
【００６４】
運転者のステアリング操作によって車輪ｗが所望の転舵角度に達したら（Ｓ８）、連結機構６３を結合する駆動信号が発せられる（Ｓ９）。この駆動信号に基づいて、連結機構６３の移動部６３ａが所定位置（結合検知用の誘導型近接センサ７７ａと接近した位置）まで移動したかどうかについて、連結状態検出手段７８による確認が行われる（Ｓ１０）。連結機構６３の結合状態が連結状態検出手段７８によって検出できないときは（Ｓ１１）、連結機構６３に異常が生じたと判断して、図９に示すように異常表示を行い（Ｓ１２）、切り替え動作を即時中止して連結機構６３の損傷を防ぐとともに、運転者に注意を促す。
【００６５】
その一方で、連結状態検出手段７８によって連結機構６３の結合状態が検出できたときは（Ｓ１３）、走行モードの切り替えを完了する（Ｓ１４）。このとき、表示装置８０には、図１１（ａ）から（ｃ）に示すように、現在の走行モードに対応する各車輪ｗの角度が模式的に表示される。本図（ａ）は通常走行モード、（ｂ）はその場旋回モード、（ｃ）は横方向移動モードのときの表示である。運転者がこの表示を見て、走行モードが正常に切り替わったことを確認することができる。
【００６６】
また、上記の走行モードの切り替えに際しては、音声等によって周囲の人に対し、走行モードの切り替えがなされる旨の注意喚起を行うのが好ましい。この走行モードの切り替えにおいては、左右の車輪ｗが逆方向に転舵することにより、車両１の位置が停止位置から若干移動する等、普段と異なる挙動を示す可能性がある。そこで、上記のように注意喚起を行うことにより、周囲の人が車両１に接近するのを防止して、仮に車両１が若干移動する等しても、安全に走行モードの切り替えを行うことができる。
【００６７】
上記の表示装置８０への表示内容はあくまでも一例であって、表示図形の形状、大きさ、配置等のレイアウトは、運転者がステアリングを操作して、走行モードの切り替えを行う車両において、運転者がその切り替え状況を容易に把握して、確実にその切り替え操作を完了する、という本願発明の課題を解決し得る限りにおいて、適宜変更することができる。
【００６８】
この発明によると、左右車輪ｗをステアリング操作によって左右逆方向に転舵して、通常走行モードと特殊走行モードとの間で走行モードを切り替えるステアリング装置１０、２０を備えた車両１において、通常走行モード又は特殊走行モードにおける左右車輪ｗの角度と、ステアリング装置１０、２０によって転舵された現状の左右車輪ｗの角度との間の角度差に基づいて、運転者が転舵操作に必要な情報を表示する表示装置８０を設けた構成とした。このように、表示装置８０を設けることにより、運転者がこの表示装置８０に表示された情報を見ながら、適切な量だけステアリング操作を行うことができる。このため、ステアリング操作の過不足によって、走行モードの切り替えが確実になされないという状況を確実に回避することができる。
【符号の説明】
【００６９】
２  ステアリング
３  ステアリングシャフト
１２、２２  タイロッド
３２  モード切替用アクチュエータ
５３、５４  ラックバー
５５  同期ギア
６０  ラックバー動作手段
６２  第一ピニオンギア
６３  連結機構
６３ａ  移動部
６３ｂ  固定部
６５  第二ピニオンギア
７３  移動量検出手段
７６  検出部
７７  センサ部
７８  連結状態検出手段
８０  表示装置
８３  演算手段
ｗ  車輪
【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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