(57)【要約】【課題】４輪に舵角を与える車両において、ラックバーの駆動に係る連結機構に分離又は結合異常が生じた場合に、その異常を解消してスムーズに転舵を行うこと。【解決手段】左右車輪ｗを左右逆方向に転舵し得る対のラックバー５３、５４を左右同方向に同距離だけ、又は左右逆方向に同距離だけ、それぞれ移動させる連結機構６３に対し、分離又は結合する指令を発するステップと、前記指令を発した後に、予め定めた所定時間を経過しても、連結機構６３に設けた連結状態検出手段７８によって前記分離又は結合を確認できなかった場合に、この連結機構６３の係合部６３ａ又は受け部６３ｂのうち少なくとも一方を転舵駆動手段によって相対駆動させるステップと、を含むステアリング装置の制御方法を構成する。【選択図】図８
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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得る対のラックバー（５３、５４）の各ラックバー（５３、５４）の間に介在して設けられ、一方のラックバー（５３）側に設けた係合部（６３ａ）と、他方のラックバー（５４）側に設けた受け部（６３ｂ）が結合することによって前記対のラックバー（５３、５４）を左右同方向に同距離だけ、前記係合部（６３ａ）と前記受け部（６３ｂ）が分離することによって前記対のラックバー（５３、５４）を左右逆方向に同距離だけ、それぞれ移動させる連結機構（６３）に対し、分離又は結合する指令を発するステップと、
前記指令を発した後に、予め定めた所定時間を経過しても、前記連結機構（６３）に設けた連結状態検出手段（７８）によって前記分離又は結合を確認できなかった場合に、前記係合部（６３ａ）又は前記受け部（６３ｂ）のうち少なくとも一方を転舵駆動手段によって相対駆動させるステップと、
を含むステアリング装置の制御方法。
【請求項２】
前記対のラックバー（５３、５４）は、それぞれタイロッド（１２、２２）を介して前記左右車輪（ｗ）に接続され、前記一方のラックバー（５３）と前記他方のラックバー（５４）の間には、前記一方のラックバー（５３）の動きを前記他方のラックバー（５４）の他方向の動きに変換する同期ギア（５５）が介在して設けられ、前記一方のラックバー（５３）に噛合う第一ピニオンギア（６２）と、前記他方のラックバー（５４）に噛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）との間に設けられる前記連結機構（６３）と、を有するラックバー動作手段（６０）とを備えた請求項１に記載のステアリング装置の制御方法。
【請求項３】
前記転舵駆動手段の前記相対駆動の方向を交互に反転させるとともに、その反転の度に駆動力を大きくするように制御した請求項１又は２に記載のステアリング装置の制御方法。
【請求項４】
前記相対駆動を行ってもなお、前記連結状態検出手段（７８）によって前記分離又は結合を確認できなかった場合に、連結機構（６３）の動作異常が生じたと判断して、その動作を停止する指令を発するステップをさらに含む請求項１から３のいずれか１項に記載のステアリング装置の制御方法。
【請求項５】
前記転舵駆動手段として、モード切替用アクチュエータ（３２）、通常転舵用アクチュエータ（３１）、又はインホイールモータ（Ｍ）から選択されるいずれか一つの手段を使用する請求項１から４のいずれか１項に記載のステアリング装置の制御方法。
【請求項６】
前記転舵駆動手段として、モード切替用アクチュエータ（３２）、通常転舵用アクチュエータ（３１）、及びインホイールモータ（Ｍ）から選択される二つ以上の手段を同時に、又は交互に使用する請求項１から４のいずれか１項に記載のステアリング装置の制御方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載のステアリング装置の制御方法によって走行モードの切り替えを行う車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、４輪転舵機構を備えた車両の車輪をスムーズに転舵するステアリング装置の制御方法、及びその制御方法を採用した車両に関するものである。
【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たものである。
【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、出願人が発明したものであり、左右に独立して移動可能な対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。この対のラックバーには、それぞれ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分離又は結合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。これにより、車両の走行モードの切り替え（通常走行モードと、その場旋回モード等の特殊走行モードとの間の切り替え）を自在に行い得るようにしている。
【０００７】
この連結機構には、この連結機構を構成する受け部（固定部）と係合部（移動部）との間の分離又は結合が正常に完了したかどうかを確認する連結状態検出手段が設けられている。この連結状態検出手段による、走行モードの切り替えにおける異常判定のフローを図９に示して説明する。
【０００８】
まず、演算手段から連結機構に対し、連結機構を分離又は結合する駆動信号が発せられる（Ｓ３０）。この駆動信号を発した後に、予め定めた所定時間を経過しても連結状態検出手段からの分離又は結合完了信号が発せられない場合（Ｓ３１のＹｅｓ側）、連結機構の分離又は結合が失敗したと判断し（Ｓ３２）、その異常を運転者に知らせる。その一方で、所定時間が未経過の場合（Ｓ３１のＮｏ側）、連結機構の移動部が分離又は結合位置に移動しているかどうか連結状態検出手段によって確認し、移動部が所定の分離又は結合位置に移動していれば（Ｓ３３のＹｅｓ側）、連結機構の分離又は結合が成功したと判断し（Ｓ３４）、一連の分離又は結合動作を完了する。
【０００９】
連結機構の分離又は結合の失敗の原因の一つとして、受け部と係合部が噛み合って、抜き挿しできない状態となった場合が挙げられる。この噛み合いは、具体的には次のような流れで発生する。例えば、路面の傾斜による車重の偏り、路面との摩擦、これによるタイヤの弾性変形の反力等によって、左右車輪ｗに対しこの左右車輪ｗを左右逆方向に転舵する外力（図１中の矢印Ｆ１、Ｆ２参照）が作用すると、この外力Ｆ１、Ｆ２によって、タイロッド１２、２２と接続用部材１１、２１を介して、各ラックバー５３、５４に、直進方向に対して左右にそれぞれ逆向きの負荷（図５中の矢印Ｆ３、Ｆ４参照）が加わる。すると、連結機構６３を構成する一方のラックバー５３側に設けた係合部６３ａ（移動部）と、他方のラックバー側に設けた受け部６３ｂ（固定部）に対し互いに逆向きの回転力（図６（ａ）中の矢印Ｆ５、Ｆ６参照）が生じ、この回転力によって係合部６３ａと受け部６３ｂとの間に摩擦力が生じて噛み込んだ状態となる。
【００１０】
このように噛み込みが生じると、両者を分離するように係合部６３ａ又は受け部６３ｂの少なくとも一方に軸方向の駆動力（図６（ａ）中の矢印Ｆ７参照）を作用させても、その分離をスムーズに行うことができない。逆に連結機構６３を結合する場合においても、係合部６３ａと受け部６３ｂの回転方向の相対位置がずれていると、その結合過程において両者の間に摩擦力が生じて、両者の結合をスムーズに行うことができない。
【００１１】
この連結状態検出手段によって、連結機構の分離又は結合状態を検出して、異常が発生したときにその異常を運転者に知らせることで、運転者が、分離等が不十分なことに気付かないまま無理にステアリング操作を行って、ステアリング装置を損傷させるトラブルを未然に防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【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２０１３−２３７８３０（未公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
特許文献５に係る技術によると、特許文献１〜４に係る問題点を解消して、４輪転舵機構を構成する左右車輪を左右逆方向に転舵して、通常走行モードと、その場旋回モード等の特殊走行モードとの間で自在に切り替えを行うことができるが、上述したように、連結機構に噛み込み等が生じて、連結状態検出手段によって分離又は結合の異常が検知されると、走行モードを切り替えることができない。前記噛合いに抗して、駆動力の大きいアクチュエータ等の駆動機構を採用することも考えられるが、消費電力の増大、駆動時間の増加、装置の大型化等が問題となる恐れがあり、現実的にはそのような駆動機構の採用は難しい。
【００１８】
そこで、この発明は、４輪に舵角を与える車両において、ラックバーの駆動に係る連結機構に分離又は結合異常が生じた場合に、その異常を解消してスムーズに転舵を行うことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記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得る対のラックバーの各ラックバーの間に介在して設けられ、一方のラックバー側に設けた係合部と、他方のラックバー側に設けた受け部が結合することによって前記対のラックバーを左右同方向に同距離だけ、前記係合部と前記受け部が分離することによって前記対のラックバーを左右逆方向に同距離だけ、それぞれ移動させる連結機構に対し、分離又は結合する指令を発するステップと、前記指令を発した後に、予め定めた所定時間を経過しても、前記連結機構に設けた連結状態検出手段によって前記分離又は結合を確認できなかった場合に、前記係合部又は前記受け部のうち少なくとも一方を転舵駆動手段によって相対駆動させるステップと、を含むステアリング装置の制御方法を構成した。
【００２０】
分離又は結合指令を発した後に、予め定めた所定時間を経過しても分離又は結合を確認できないときは、連結機構の係合部と受け部が噛み込む等して、両者が抜き挿しできない状態となっていることが多い。そこで、噛み込みが生じたときに、係合部又は受け部のうち少なくとも一方を転舵駆動手段によって相対駆動して、前記噛み込み等を生じさせる外力を打ち消すことにより、その噛み込み等の異常を解消してスムーズに転舵を行うことができる。
【００２１】
前記構成においては、前記対のラックバーは、それぞれタイロッドを介して前記左右車輪に接続され、前記一方のラックバーと前記他方のラックバーの間には、前記一方のラックバーの動きを前記他方のラックバーの他方向の動きに変換する同期ギアが介在して設けられ、前記一方のラックバーに噛合う第一ピニオンギアと、前記他方のラックバーに噛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との間に設けられる前記連結機構と、を有するラックバー動作手段とを備えた構成とすることができる。
【００２２】
前記各構成においては、前記転舵駆動手段の前記相対駆動の方向を交互に反転させるとともに、その反転の度に駆動力を大きくするように制御する構成とすることができる。
【００２３】
前記各構成においては、前記相対駆動を行ってもなお、前記連結状態検出手段によって前記分離又は結合を確認できなかった場合に、連結機構の動作異常が生じたと判断して、その動作を停止する指令を発するステップをさらに含む構成とすることができる。
【００２４】
前記各構成においては、前記転舵駆動手段として、モード切替用アクチュエータ、通常転舵用アクチュエータ、又はインホイールモータから選択されるいずれか一つの手段を使用する構成とすることができる。
【００２５】
あるいは、前記転舵駆動手段として、モード切替用アクチュエータ、通常転舵用アクチュエータ、及びインホイールモータから選択される二つ以上の手段を同時に、又は交互に使用することができる。
【００２６】
前記各構成に示したステアリング装置の制御方法は、４輪転舵機構を備えた車両に適用することができる。
【発明の効果】
【００２７】
この発明においては、ラックバーの駆動に係る連結機構を分離又は結合するにあたり、分離又は結合の指令を発した後に、予め定めた所定時間を経過しても、連結機構の分離又は結合を確認できなかった場合に、この係合部又は受け部のうち少なくとも一方を転舵駆動手段によって相対駆動させるようにした。このように相対駆動させることにより、係合部と受け部との間の噛み込み等を解消して、小さな駆動力で両者をスムーズに分離又は結合することができる。このため、この連結機構の結合及び分離に用いるアクチュエータ等の駆動源の小型化及び省力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明に係るステアリング装置の制御方法を採用した車両を示す平面図
【図２】図１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の車両に用いられるステアリング装置の内部を示す背面図
【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】車両の制御関係を示すブロック図
【図８】この発明に係る走行モードの切り替えにおける異常判定のフローを示す図
【図９】従来技術に係る走行モードの切り替えにおける異常判定のフローを示す図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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一通り説明した後に、走行モードの切り替えに伴って異常が発生したときの処理フローについて説明する。
【００３０】
（１）車両の転舵機構と各走行モードについて
図１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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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、フランジ部を介して直接又は間接的にネジ固定されている。
【００３４】
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。
【００３５】
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）。
【００３６】
このステアリング装置１０、２０は、図５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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
図５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。本図においては、第二ラックバー５４側に設けた移動量検出手段７３しか記載されていないが、実際には第一ラックバー５３側にも、移動量検出手段７３が同様に設けられている。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
連結機構６３は、図６に示すように、第一回転軸６１側に設けられた移動部６３ａ（係合部）と、第二回転軸６４側に設けられた固定部６３ｂ（受け部）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（結合状態（図６（ａ））。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。
【００４６】
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（分離状態（図６（ｂ））。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。
【００４７】
図６（ｂ）のように、第一ピニオンギア６２と第二ピニオンギア６５が分離状態のとき、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１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。
【００４８】
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間の変更が容易に可能となる。
【００４９】
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７６（検出部）が形成されている。この突起部７６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７６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７６の接近を検出する。
【００５０】
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７６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７６に接近して検出状態となる。
【００５１】
この実施形態においては、検出部として突起部７６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。
【００５２】
この実施形態における制御関係のブロック図を図７に示す。ＥＣＵ４０はプッシュソレノイド等の駆動手段に対して、連結機構６３の移動部６３ａの駆動指令を発する。この指令に基づいて、連結機構６３の分離又は結合が実際にな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ＥＣＵ４０にフィードバックされる。
【００５３】
移動部６３ａと固定部６３ｂを分離すると、対のラックバー５３、５４がそれぞれ逆方向に移動可能な状態となる。そして、この状態で、対のラックバー５３、５４を駆動すると、通常走行モードと特殊走行モードとの間で、走行モードの切り替えを行うことができる。その一方で、移動部６３ａと固定部６３ｂを結合すると、対のラックバー５３、５４が同方向に移動可能な状態となり、左右の車輪ｗを同方向に転舵することができる。
【００５４】
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。
【００５５】
（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。
【００５６】
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。
【００５７】
（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。
【００５８】
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。
【００５９】
（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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
（２）走行モードの切り替えに伴って異常が発生したときの処理フローについて
この発明に係る走行モードの切り替えにおける異常判定のフローを図８に示して説明する。
【００６４】
まず、演算手段から連結機構６３に対し、連結機構６３を分離又は結合する駆動信号が発せられる（Ｓ１０）。この駆動信号を発した後に、予め定めた所定時間を経過しても連結状態検出手段７８からの分離又は結合完了信号が発せられない場合（Ｓ１１のＹｅｓ側）、モード切替用アクチュエータ等の転舵駆動手段を駆動させるステップに移行するが、その前に所定時間の経過回数が、予め定めた所定回数（例えば３回）を超えているかどうかについて判定がなされる（Ｓ１２）。この経過回数が所定回数を超えているときは（Ｓ１２のＹｅｓ側）、前記ステップに移行せず、連結機構６３の分離又は結合が失敗したと判断し（Ｓ１３）、フローを終了させるとともに、その異常を運転者に知らせる。
【００６５】
このフローにおいて異常判断された場合は、単に連結機構６３の噛み込みによって分離又は結合動作の不良が生じたのではなく、連結機構６３そのものに摩耗や異物の混入等の異常が生じている可能性が高い。このように、異常判断時に次ステップに移動せずにフローを終了させることにより（Ｓ１３）、そのまま動作を継続して連結機構６３の異常が拡大するのを防止している。
【００６６】
その一方で、この経過回数が所定回数を超えていないときは（Ｓ１２のＮｏ側）、モード切替用アクチュエータ３２、通常転舵用アクチュエータ３１、インホイールモータＭ（転舵駆動手段）のいずれかを駆動して、この連結機構６３の移動部６３ａ（係合部）と固定部６３ｂ（受け部）を軸周りに相対回転させる（Ｓ１４）。
【００６７】
このとき、一方向に一定荷重を負荷し続けるようにしてもよいが、その相対回転の向きを交互に反転させるとともに、その駆動力を徐々に大きくするように制御するのがより好ましい。このように制御すると、駆動力が大きくなるのに伴って、外力の影響が打ち消されて移動部６３ａと固定部６３ｂとの間の摩擦力が小さくなるタイミングが必ず発生し、そのタイミングで両者の分離又は結合をスムーズに行うことができる。また、当初から大きな駆動力を連結機構６３に与える場合と比較して、この連結機構６３に対し不必要に大きな負荷が加わるのを防止することができ、この連結機構６３の損傷を防ぐことができるというメリットもある。
【００６８】
また、モード切替用アクチュエータ３２等の転舵駆動手段による連結機構６３への駆動力の付与は、本図に示すように、これらのうち一つのみ（例えば、モード切替用アクチュエータ３２のみ）を使用して行ってもよいが、これらのうち、２つ以上を同時に又は交互に（例えば、モード切替用アクチュエータ３２とインホイールモータＭを同時に、又はそれらを交互に）使用して行うこともできる。
【００６９】
モード切替用アクチュエータ３２等の転舵駆動手段による連結機構６３への駆動力の付与を行った後に、連結機構６３の分離又は結合が完了したかどうかを、連結状態検出手段７８で確認する。この連結機構６３の移動部６３ａが所定の分離又は結合位置に移動していれば（Ｓ１５のＹｅｓ側）、連結機構６３の分離又は結合が成功したと判断し（Ｓ１６）、一連の分離又は結合動作を完了する。
【００７０】
その一方で、連結機構６３の分離又は結合が確認できない場合は（Ｓ１５のＮｏ側）、前記所定時間が経過するまで連結状態検出手段７８による分離又は結合状態の確認を継続して行う（Ｓ１１）。この所定時間が経過する前に（Ｓ１１のＮｏ側）、連結状態検出手段７８によって分離又は結合状態が確認できた場合は（Ｓ１５のＹｅｓ側）、連結機構６３の分離又は結合が成功したと判断し（Ｓ１６）、一連の分離又は結合動作を完了する。
【００７１】
上記のフローに従って、モード切替用アクチュエータ３２等によって連結機構６３に対して駆動力を与えることによって、この連結機構６３の移動部６３ａと固定部６３ｂの噛み込みに起因する分離又は結合動作の不良を解消して、走行モードの切り替えをスムーズに行うことができる。
【００７２】
この発明によると、連結機構６３の移動部６３ａと固定部６３ｂとの間に噛み込みが生じたときに、そのうち少なくとも一方を転舵駆動手段によって相対駆動して、前記噛み込み等を生じさせる外力を打ち消して、その噛み込みを解消するようにした。このように噛み込みを解消することにより、小さな駆動力でスムーズに連結機構６３を駆動することができる。このため、噛み込み力に抗して移動部６３ａを移動させる場合と比較して、アクチュエータ等の転舵駆動手段の小型化及び省力化を図ることができる。
【００７３】
上記のステアリング装置１０、２０、車両１の構成、走行モードの切り替えにおける異常判定のフロー等は一例であって、４輪に舵角を与える車両１において、ラックバー５３、５４の駆動に係る連結機構６３に分離又は結合異常が生じた場合に、その異常を解消してスムーズに転舵を行う、という本願発明の課題を解決し得る限りにおいて、その構成やフローは適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００７４】
３  ステアリングシャフト
１２、２２  タイロッド
３１  通常転舵用アクチュエータ
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  係合部（移動部）
６３ｂ  受け部（固定部）
６５  第二ピニオンギア
７８  連結状態検出手段
Ｍ  インホイールモータ
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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